KR20190068406A

KR20190068406A - 전지 팩 커넥터 및 이를 포함하는 전지 팩

Info

Publication number: KR20190068406A
Application number: KR1020180089977A
Authority: KR
Inventors: 아이히베르거 게오르그
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2019-06-18
Also published as: CN111433936B; PL3496179T3; EP3496179B1; EP3496179A1; KR102589964B1; HUE062789T2; CN111433936A

Abstract

본 기재의 전지 팩은, 복수 개의 이차 전지 셀을 포함하는 하나 이상의 전지 모듈; 상기 하나 이상의 전지 모듈을 수용하고, 외벽과 하나 이상의 내벽을 포함하며, 상기 외벽 또는 내벽은 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하는 하우징; 상기 관통 구멍을 통과하며, 상기 전지 모듈 상호간을 연결하거나 상기 전지 모듈과 하나 이상의 버스 바를 연결하는 배선; 상기 관통 구멍 내에 위치하고, 전기 전도체와 상기 전기 전도체의 외부 표면을 둘러싸는 전기 절연재료로 이루어진 재킷을 포함하며, 상기 전기 전도체는 상기 외벽 또는 내벽의 양쪽 면에서 상기 배선과 연결될 수 있는 커넥터를 포함한다.

Description

전지 팩 커넥터 및 이를 포함하는 전지 팩{CONNECTOR FOR BATTERY PACK AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}

본 기재는 전지 팩에 적용되는 커넥터, 상기 커넥터를 포함한 전지 팩과 이를 포함한 차량에 관한 것이다.

이차 전지는 반복적으로 충전 및 방전이 가능하기 때문에, 화학 에너지를 전기 에너지로 단순히 비가역적 변환하는 일차 전지와는 다르다. 저 용량 이차 전지는 휴대전화, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자기기의 전원으로 사용되며, 반면에 고 용량 이차 전지는 하이브리드 차량 등의 전원으로 사용된다.

이차 전지는, 복수 개의 단위 전지 셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 형성된 전지 모듈로 사용되어, 일례로, 하이브리드 차량의 모터 구동용으로 고 에너지 밀도를 제공할 수 있다. 즉, 전지 모듈은, 일례로, 전기 자동차용으로 사용되는 고 출력 이차 전지를 구현하기 위하여 필요 전력량에 따른 복수 개의 단위 전지 셀의 전극 단자들을 상호 연결함으로써 구성된다. 복수 개의 전지 모듈은 함께 연결되어 전지 팩을 구성한다. 전지 모듈은 계층을 지어, 전지 팩을 둘러싸는 하우징의 다른 레벨로 배열될 수 있다. 하우징은 전지 모듈을 하우징 내에 적절히 고정시키고 하우징의 기계적 안정성을 향상시킬 수 있도록 전지 모듈의 수용을 위한 다수의 개별 챔버를 포함할 수 있다. 따라서 하우징은 내벽들을 포함할 수 있다.

전지 팩은 외부 단자를 갖는 버스 바를 통해 단일 전지 모듈들을 직접 또는 간접적으로 상호 연결하는 배선을 더 포함한다. 따라서 배선은 전지 모듈들끼리 또는 전지 모듈들과 하나 이상의 버스 바들 사이에 전기적 경로를 설정할 수 있다. 전지 팩에 사용되는 공통 배선은 전지 팩의 조립 과정에서 연결 지점들의 접근이 제한되어, 특히 배선이 하우징의 벽에 형성된 관통 구멍을 통과해야 하는 경우 전지 모듈과 버스 바를 연결하는 것이 어려울 수 있다. 또한 이러한 점은 전지 팩 제조 공정의 자동화 수준을 높이는데 장애가 되기도 한다.

본 기재의 일 측면은 배선이 하우징의 벽을 통과하는 경우 제조 공정을 단순화 함으로써, 특히 보다 높은 수준의 자동화를 지원하는 전지 팩을 제공하고자 한다.

기존 기술의 하나 이상의 단점은 본 기재의 기술에 의하여 회피되거나 적어도 감소될 수 있다. 본 기재의 전지 팩은, 복수 개의 이차 전지 셀을 포함하는 하나 이상의 전지 모듈, 상기 하나 이상의 전지 모듈을 수용하고, 외벽과 하나 이상의 내벽을 포함하는 하우징, 상기 관통 구멍을 통과하며, 상기 전지 모듈 상호간을 연결하거나 상기 전지 모듈과 하나 이상의 버스 바를 연결하는 배선을 포함하되, 상기 하우징의 벽은 상기 배선이 통과하는 적어도 하나의 관통 구멍을 포함한다. 상기 전지 팩은 커넥터가 상기 관통 구멍 내에 배치되는 것을 특징으로 한다. 상기 커넥터는 전기 전도체와 상기 전기 전도체의 외부 표면을 둘러싸는 전기 절연재료로 이루어진 재킷(jacket)을 포함한다. 상기 전기 전도체는 상기 벽의 양쪽 면에서 상기 배선과 (전기적으로) 연결될 수 있다. 상기 커넥터는 상기 전기 전도체로서 부싱(bushing)을 포함하는 암형(female) 커넥터이고, 상기 재킷은 상기 부싱의 외부 표면을 둘러싸고 있다. 상기 부싱은 상기 벽의 양쪽에서 접근할 수 있다.

이와 같이, 상기 (차량용) 전지 팩의 배선은 커넥터를 포함하고, 상기 커넥터는 상기 하우징의 내벽 또는 외벽의 관통 구멍 내에 위치한다. 상기 배선은, 일 단부에서 전지 모듈 및/또는 버스 바에 연결되고 타 단부에서 상기 커넥터의 연결체와 상보적인 다른 연결체를 갖는 와이어 리드(wire lead)를 더 포함한다. 예를 들어, 상기 커넥터는 일종의 잭-투-잭(jack-to-jack) 커넥터 (또는 암형 커넥터)일 수 있으며, 상기 배선은 잭 (또는 수형(male) 커넥터)을 포함할 수 있다. 전지 팩의 제조 공정 동안 상기 잭과 잭-투-잭 커넥터는 서로 결합되어 있다. 선택적으로, 상기 커넥터는 수형 커넥터일 수 있고 (즉, 커넥터의 양쪽에 잭이 존재함), 상기 배선은 이에 맞는 암형 커넥터를 포함한다. 또한 한쪽에는 부싱과 같은 암형 커넥션, 다른 쪽에는 잭과 같은 수형 커넥션을 포함하는 커넥터를 제공할 수도 있다. 전지 팩의 제조공정, 특히 배선을 구현하는 과정이 단순화되고 따라서 이러한 공정은 자동화에 유리하다. 나아가, 오작동 시 단일 모듈의 분해가 용이하다.

본 기재의 전지 팩은 하나 이상, 바람직하게는 둘 이상의 전지 모듈을 포함하고, 상기 전지 모듈은 공통의 하우징 내에 배치된다. 외벽 이외에도 상기 하우징은 단일 전지 모듈 또는 전지 모듈의 총 수보다 적은 수의 전지 모듈을 수용하는 별도의 챔버를 구획하는 내벽을 포함할 수 있다. 상기 전지 팩의 전지 모듈은 일례로 중간 바닥에 의해 분리된 서로 다른 레벨로 배열될 수 있으며, 이러한 중간 바닥도 상기 하우징의 벽에 해당한다. 수 개의 전지 모듈 또는 모든 전지 모듈은 상기 배선에 의해 전기적으로 함께 연결될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 전지 모듈이 전기적으로 결합되는 하나 이상의 버스 바들이 제공될 수 있다. 원하는 배선의 설정을 위해 와이어 리드를 하우징 벽으로 통과시키는 것이 합리적일 수 있다. 본 기재는 상기와 같은 배선 공정을 단순화한다. 특히, 전기 경로가 형성되어야 하는 하우징 벽의 관통 구멍 내에 커넥터가 위치한다.

예를 들어, 암형 커넥터는 수형 커넥터가 벽의 양측으로부터 삽입될 수 있는 부싱을 포함한다. 따라서, 상기 배선은 암형 커넥터 내부에 끼워지는 수형 커넥터를 또한 포함한다. 커넥터의 기능이 여전히 수행되는 한, 암형 커넥터와 각각의 수형 커넥터의 피팅 구조(fitting structure)의 특정 디자인에 관한 제한은 없다. 특히, 상기 피팅 구조는 외부 충격의 경우에도 커넥터부들의 고정된 위치를 보장해야 한다. 나아가, 상기 피팅 구조는 특히 고전압 응용분야에서 바람직한 전기 전도성을 영구적으로 보장하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 상기 피팅 구조는 상기 암형 커넥터를 상기 수형 커넥터에 고정하는 나사산, 널링(knurling) 및 홈을 포함할 수 있다. 상기 부싱은 전기적 전도성 재료, 바람직하게는 고전압 응용분야에 적용되는 구리, 알루미늄, 구리 합금, 알루미늄 합금 또는 구리 알루미늄 합금 중에서 적어도 어느 하나로 제조된다.

상기 재킷은 전기 절연 재료, 특히 고융점 플라스틱으로 제조되며, 상기 부싱을 둘러싼다. 상기 재킷은, 일반적으로 금속 재료로 제조된 벽을 상기 부싱으로부터 전기적으로 절연시킨다.

바람직하게는, 상기 재킷의 외부 표면은 벽 플러그부(wall plug element)를 포함한다. 즉, 상기 암형 커넥터의 외부 표면은 일종의 도웰(dowel)로 설계된다. 상기 커넥터가 상기 벽의 관통 구멍으로 삽입되면, 상기 벽 플러그부는 상기 커넥터의 최종 위치를 쉽게 고정시킨다. 따라서 벽 플러그부는 일례로 상기 커넥터의 삽입 방향과 반대로 경사 정렬된(slope-aligned) 분할 리브(split-ribs)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 관통 구멍의 내부 표면은 상기 벽 플러그부의 도움으로 상기 커넥터의 고정을 지지하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 언급한 분할 리브가 구속되는 노치가 있을 수 있다. 상기 벽 플러그부는 상이한 두께를 갖는 하우징 벽에 상기 커넥터를 고정하도록 설계될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 재킷의 외부 표면은 정렬부(alignment element)를 포함한다.

상기 정렬부는 일례로 상기 관통 구멍에서 상기 커넥터의 중심 정렬을 보장해야 한다. 따라서, 상기 정렬부는 일례로 상기 관통 구멍의 원주 내에서 오목부에 대응하는 상기 재킷의 외부 표면 상에 돌출부를 포함할 수 있다.

나아가, 상기 재킷은 외부 표면의 일 측에 구속부(arrester element)를 포함한다. 상기 구속부는 상기 관통 구멍 내에서 상기 커넥터의 원하는 최종 위치에 쉽게 도달할 수 있도록 한다. 상기 구속부는 일례로 스톱 칼라(stop collar)를 포함할 수 있다. 상기 하우징의 벽은 또한 커넥터가 회전하지 않도록 상기 암형 커넥터의 구속부와 상호 작용하는 돌출부와 같은 구속부를 포함할 수 있다.

본 기재의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 재킷은 밀봉부(sealing element)를 포함한다. 따라서, 상기 커넥터가 상기 벽의 관통 구멍에 놓일 때 액체 또는 기체는 상기 관통 구멍을 통과할 수 없다. 상기 밀봉부는 일례로 상기 재킷의 외부 표면에 제공된 밀봉 링을 포함할 수 있다.

둘 이상의 상기 커넥터들이 병렬적으로 함께 고정되어 공통의 상기 관통 구멍에 배치될 수 있다. 환언 하면, 원하는 배선을 설정하기 위해 하나의 벽 내에 둘 이상의 전기적 통과를 제공하는 것이 합리적이라면, 원하는 개수의 커넥터들이 단단한 단일 부품으로 제공될 수 있다. 따라서, 단일 커넥터의 재킷은 일례로 연결 리브의 도움으로 서로 견고하게 고정된다. 따라서, 상기 벽의 관통 구멍은 상기 일체형 커넥터 조립체와 부합할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 커넥터가 결합되면 상기 관통 구멍은 세로 모양이 된다.

또 다른 실시예에 따르면, 둘 이상의 커넥터가 유연성 접속부(flexible connection)에 의해 결합될 수 있다. 이 경우 상기 각 커넥터는 별도의 관통 구멍에 배치된다. 상기 유연성 접속부는 허용 오차를 보정하면서 회전 방지 기능을 수행할 수 있다.

본 기재의 다른 태양에 따르면, 상기한 전지 팩을 포함하는 차량이 제공된다. 즉, 상기 전지 팩은 차량, 특히 전기 자동차의 동력원으로서 작동하도록 되어 있다.

마지막으로, 본 기재는 전기 전도체와 전기 절연재료로 이루어져 상기 전기 전도체의 외부 표면을 둘러싸는 재킷을 포함하는 커넥터에 관한 것이다. 상기 전도체는 서로 반대되는 양쪽에서 배선으로 연결될 수 있다. 따라서 상기 커넥터가 상기 벽의 관통 구멍에 삽입될 때, 상기 전도체는 벽의 양측으로부터 접근할 수 있다. 상기 재킷의 외부 표면은 상기한 바와 같이 벽 플러그부를 포함한다. 상기 재킷의 외부 표면은 또한 바람직하게 상기한 정렬부를 포함할 수 있다. 재킷의 외부 표면은 상기한 바와 같이 재킷의 외부 표면의 일측에 구속부를 더 포함 할 수 있다. 바람직하게는, 재킷은 상기한 바와 같이 밀봉부를 더 포함한다. 상기 전도체는 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.

본 기재의 또 다른 측면은 종속 청구항과 하기의 설명으로부터 알 수 있다.

본 기재의 전지 팩에 의하면, 배선이 하우징의 벽을 통과하는 경우 제조 공정을 단순화 할 수 있으며, 그 결과로 보다 높은 수준의 자동화를 달성할 수 있다.

본 기재의 특징들은 첨부 된 도면을 참조하여 예시적인 실시 예를 상세하게 설명함으로써 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
도 1은 전지 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 기재의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 개략적으로 도시한 평단면도이다.
도 3a 내지 3d는 본 기재의 제1 실시예에 따른 암형 커넥터를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 4d는 본 기재의 제2 실시예에 따른 암형 커넥터를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 5d는 2 개의 암형 커넥터를 포함하는 본 기재의 제3 실시예를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 6d는 2 개의 암형 커넥터를 포함하는 본 기재의 제4 실시예를 도시한 도면이다.

본 발명 개념의 특징 및 이를 달성하는 방법은 이하 실시 예의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하면 보다 쉽게 이해될 수 있다. 이하, 첨부 된 도면을 참조하여 본 기재의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 구체화 될 수 있으며, 여기에 설명된 실시 예에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시가 철저하고 완전하게 이루어지면서 통상의 기술자에게 본 발명의 양태 및 특징을 충분히 전달할 수 있도록 예로서 제공된다. 따라서, 본 발명의 양상 및 특징을 완전하게 이해하기 위해 통상의 기술자에게 불필요한 공정, 구성요소 및 기술은 설명되지 않을 수 있다. 특별히 언급하지 않는 한, 첨부된 도면 및 상세한 설명 전반에 걸쳐 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타내며, 그에 대한 설명은 반복하지 않는다. 도면에서, 구성요소, 층 및 영역의 상대적 크기는 명확성을 위해 과장 될 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, "및/또는" 이라는 용어는 하나 이상의 관련된 열거 항목의 임의 및 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 기술할 때 "할 수 있다"를 사용하는 것은 "본 발명의 하나 이상의 실시 예"를 의미한다.

"제1" 및 "제2" 라는 용어는 다양한 구성요소를 설명하기 위해 사용되지만, 이들 요소는 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 이들 용어는 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해서만 사용된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 마찬가지로, 제2 구성요소는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

도 1을 참조하면, 전지 모듈(100)의 일 실시 예는 일 방향으로 배열된 복수의 전지 셀(10)과, 복수의 전지 셀(10)의 저면에 인접하여 설치된 열교환 부재(110)를 포함한다. 한 쌍의 단부 판(18)은 복수의 전지 셀(10)의 바깥쪽에서 전지 셀(10)의 광폭면에 대향하도록 제공되고, 한 쌍의 단부 판(18)을 서로 연결하여 복수 개의 전지 셀(10)을 함께 고정하도록 연결 판(19)이 구성된다. 전지 모듈(100)의 양측의 체결부(18a)는 볼트(40)에 의해 지지 판(31)에 체결되어 있다.

여기서, 각 전지 셀(10)은 각형의 전지 셀이며, 셀들의 넓고 평평한 면이 함께 적층되어 전지 모듈(100)을 구성한다. 또한, 각각의 전지 셀(10)은 전극 조립체 및 전해질을 수용하도록 구성된 전지 케이스를 포함한다. 전지 케이스는 캡 조립체(14)에 의해 밀폐된다. 캡 조립체(14)는 극성이 서로 다른 양극 단자(11)와 음극 단자(12), 그리고 통기구(13)를 구비한다. 통기구(13)는 전지 셀(10)의 안전 수단으로서, 전지 셀(10)에서 발생된 가스가 전지 셀(10)의 외부로 배출되는 통로 역할을 한다. 인접한 전지 셀(10)의 양극 단자(11)와 음극 단자(12)는 버스 바(15)를 통해 전기적으로 연결되며, 버스 바(15)는 너트(16) 등으로 고정 될 수 있다. 따라서, 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(10)을 하나의 묶음으로 전기적으로 연결하여 전원부로 사용될 수 있다.

일반적으로, 전지 셀(10)은 충방전 시 많은 양의 열을 발생시킨다. 발생된 열은 전지 셀(10)에 축적되어 전지 셀(10)의 열화를 가속시킨다. 따라서 열교환 부재(110)는 전지 셀(10)의 바닥면에 인접하여 전지 셀(10)을 냉각시키도록 배치된다. 또한, 지지 판(31)과 열교환 부재(110) 사이에는 고무 등의 탄성 재료로 이루어진 탄성 부재(120)가 개재될 수 있다.

열교환 부재(110)는 복수의 전지 셀(10)의 바닥면에 대응되는 크기의 냉각 판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 냉각 판은 전지 모듈(100)에 있는 모든 전지 셀(10)의 전체 바닥면과 완전히 겹칠 수 있으며, 일반적으로 냉각제가 통과할 수 있는 통로를 포함한다. 상기 냉매는 열교환 부재(110)의 내부, 즉 냉각 판 내부를 순환하면서 전지 셀(10)과 열교환을 수행한다.

도 2는 도 1에 도시 된 바와 같이 구성된 두 개의 전지 모듈(100.1, 100.2)을 포함하는 예시적인 실시 예에 따른 전지 팩(200)을 도시한 평단면도이다. 전지 모듈(100.1, 100.2)은 단일 전지 모듈(100.1, 100.2)을 각각 수용하기 위한 2 개의 분리된 제1 및 제2 하우징 섹션(51, 52)을 제공하는 하우징(50) 내에 배열된다. 하우징(50)은 내벽(53)과 외벽(54)을 포함한다. 여기서, 배선(60)은 전지 모듈(100.1, 100.2)을 전기적으로 연결한다. 배선(60)은 내벽(53)을 통과한다. 따라서, 내벽(53)은 배선(60)이 통과하는, 도 2의 평단면도에 개략적으로 도시 된 바와 같이, 관통 구멍(55)을 포함한다. 관통 구멍(55) 내에는 암형 커넥터(70)가 배치된다. 이하, 암형 커넥터(70)의 구성을 상세하게 설명한다. 배선(60)은 제1 하우징 섹션(51)의 측면으로부터 암형 커넥터(70)에 결합되는 제1 수형 커넥터(62)를 포함하고, 반면에 제2 수형 커넥터(63)는 제2 하우징 섹션(52)의 측면으로부터 전기 접촉을 형성한다.

도 2의 실시 예는 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 전지 팩은 단 하나의 전지 모듈 또는 3 개 이상의 전지 모듈을 포함 할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 도시된 전지 모듈의 배치는 단지 예시적인 것이다. 예를 들어, 전지 모듈은 서로 다른 계층 및 서로 다른 방향으로 배열될 수 있다. 또한, 하우징의 내벽은 2 개 이상의 전지 모듈을 수용하기 위하여 섹션을 분리할 수 있다. 마지막으로, 배선은 전지 모듈과 직접 접촉하지 않고, 하나 이상의 전지 모듈의 단자에 연결된 버스 바(도시되지 않음)를 연결할 수 있다.

도 3a 내지 3d는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 암형 커넥터(70)를 다른 관점에서 도시한 도면이다. 암형 커넥터(70)는 전기 전도체로서의 부싱(72) 및 전기 절연 재료로 제조되고 부싱(72)의 외부 표면을 둘러싸는 재킷(74)을 포함한다. 암형 커넥터(72)는 하우징 벽, 예를 들어 하우징(50)의 내벽(53)의 관통 구멍(55) 내에 위치된다. 부싱(72)은 양측으로부터 접근 가능하다. 즉, 수형 커넥터(도시되지 않음)가 그 사이의 전기적 연결을 이루기 위해 양측으로부터 부싱(72) 내로 삽입될 수 있다. 전지 팩(200)의 제조 공정 중에, 수형 커넥터와 암형 커넥터는 함께 붙어있다. 따라서 제조 공정이 단순화되고 자동화가 용이하다.

이와 같이, 암형 커넥터(70)는 수형 커넥터가 내벽(53)의 양 측면으로부터 삽입 될 수 있는 부싱(72)을 포함한다. 커넥터의 기능이 여전히 수행되는 한, 암형 커넥터(70) 및 수형 커넥터의 피팅(fitting) 구조의 특정 설계에 관한 제한은 없다. 특히, 피팅 구조는 외부 충격이 있는 경우에도 커넥터 요소의 고정된 위치를 보장해야 한다. 또한, 피팅 구조는 특히 고전압 응용 분야에서 원하는 전기 전도성을 영구적으로 보장하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 피팅 구조는 암형 커넥터(70) 및 수형 커넥터를 고정하기 위한 나사산, 널링(knurling) 및 홈을 포함 할 수 있다. 부싱(72)은 전기 전도성 재료, 바람직하게는 고전압 응용분야를 위한 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금 중 적어도 어느 하나로 제조된다.

재킷(74)은 전기 절연 재료, 특히 고 융점 플라스틱으로 만들어지고, 부싱(72)을 둘러싸고 있다. 재킷(74)은 일반적으로 금속 재료로 만들어진 내벽(53)을 부싱(72)으로부터 전기적으로 절연시키고자 한다.

재킷(74)의 외부 표면은 벽 플러그부(76)를 포함한다. 다시 말하면, 암형 커넥터(70)의 외부 표면은 일종의 도웰(dowel), 즉 맞춤 못 형태로 설계된다. 암형 커넥터(70)가 내벽(53)의 관통 구멍(55)에 삽입될 때, 벽 플러그부(76)는 암형 커넥터(70)의 최종 위치를 용이하게 고정할 수 있다. 따라서, 벽 플러그부(76)는, 예를 들어 도 3a 내지 3d에 도시된 암형 커넥터(70)의 삽입 방향에 반대로 경사 정렬된(slope-aligned) 분할 리브(rib)를 포함할 수 있다. 또한, 관통 구멍(55)의 내면은 벽 플러그부(76)의 도움으로 암형 커넥터(70)의 고정을 지지하도록 설계 될 수 있다. 예를 들어, 상기 한 분할 리브가 구속되는 노치(77)가 있을 수 있다. 벽 플러그부(76)는 상이한 두께를 갖는 하우징 벽에서도 암형 커넥터(70)의 고정을 보장하도록 설계된다.

재킷(74)의 외부 표면은 정렬부(78)를 더 포함할 수 있다. 정렬부(78)는 관통 구멍(55)에서 암형 커넥터(70)의 중심 정렬을 보장할 것이다. 따라서, 정렬부(78)는, 예를 들어 관통 구멍(55)의 원주 내의 오목부(도시되지 않음)에 대응할 수 있는 재킷(74)의 외부 표면 상에 위치된 돌출부의 형상을 갖는다.

또한, 재킷(74)은 재킷(74)의 외 측면의 일측에 구속부(80)를 포함한다. 구속부(80)는 관통 구멍(55) 내에서 암형 커넥터(70)의 원하는 최종 위치에 쉽게 도달하는 것을 보장한다. 여기서, 구속부(80)는, 도 3a 내지 3d에 도시된 바와 같이, 스톱 칼라(stop collar)의 형상을 갖는다. 구속부(80)는 암형 커넥터(70)의 상대적 이동을 피하기 위해 구속부(80)와 벽 플러그부(76) 사이의 적절한 클램핑(clamping)을 보장하도록 설계될 수 있다. 하우징(50)의 내벽(53)은 암형 커넥터(70)의 구속부(80)와 상호 작용하여 암형 커넥터(70)의 회전을 방지하는, 돌출부(81)와 같은 구속부를 포함할 수도 있다.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 암형 커넥터(70')를 도시한 도면이다. 제2 실시 예의 암형 커넥터(70')는, 재킷(74)이 밀봉부(82)를 포함하고 부싱(72)의 형상이 약간 상이한 것을 제외하고는 제1 실시 예의 암형 커넥터(70)의 구조를 따른다. 밀봉부(82)로 인해, 암형 커넥터(70)가 내벽(53)의 관통 구멍(55)에 놓일 때 액체 또는 가스가 관통 구멍(55)을 통과할 수 없다. 여기서, 밀봉부(82)는 재킷(74)의 외부 표면에 제공된 밀봉 링(83)을 포함한다. 밀봉 링(83)은 재킷(74)의 외부 표면 상에서 구속부(80) 및 외주 돌출부(84)에 의해 한정되는 테두리에 놓인다.

제2 실시 예의 부싱(72)은 밀봉 성능을 향상시키기 위해 관통 구멍이 아니라 2 개의 블라인드 구멍을 포함한다. 따라서 수형 커넥터의 끝 부분이 부싱(72)과 접촉 할 때, 부싱(72)의 전기 전도도가 향상될 수 있다.

도 5a 내지 5d는 병렬적으로 함께 고정되고 단단한 일체형 부품으로서 내벽(53)의 공통의 관통 구멍(55)에 배치된 2 개의 암형 커넥터(70.1, 70.2)를 포함하는 본 발명의 제3 실시 예를 도시한 도면이다. 따라서, 단일 암형 커넥터(70.1, 70.2)의 재킷(74.1, 74.2)은 연결 리브(86)의 도움으로 서로 견고하게 고정된다. 또한, 두 암형 커넥터(70.1, 70.2)는 공통의 구속부(80)에 의해 함께 결합된다. 다른 구조적 요소, 즉 벽 플러그부(76) 및 정렬부(78)는 상기 제1 실시 예에서 설명한 구조적 요소를 따른다. 내벽(53)의 관통 구멍(55)은 일체형 암형 커넥터 조립체의 형상과 부합한다. 여기에서, 상기 관통 구멍(55)은 세로로 긴 형상을 갖는다.

도 6a 내지 6d는 유연성 접속부(88)에 의해 연결되는 2 개의 암형 커넥터(70.3, 70.4)를 포함하는 본 발명의 제4 실시 예를 도시한 도면이다. 암형 커넥터(70.3, 70.4) 각각은 별개의 관통 구멍(55)에 배치될 수 있다. 유연성 접속부(88)는 허용 오차를 여전히 보상하면서 회전 방지 기능을 수행할 수 있다. 벽 플러그부(76) 및 정렬부(78)는 제1 실시 예와 동일하고, 밀봉부(82)는 제2 실시 예에서 설명한 것과 동일하다.

상기에서는 본 기재의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10 전지 셀
11, 12 전극 단자
13 통기구
14 캡 조립체
15 버스 바
16 너트
18 단부 판
18a 체결부
19 연결 판
31 지지 판
40 볼트
50 하우징
51, 52 제1, 2 하우징 섹션
53 하우징의 내벽
54 하우징의 외벽
55 관통 구멍
60 배선
62 제1 수형 커넥터
63 제2 수형 커넥터
70, 70´, 70.1 내지 70.4 암형 커넥터
72 부싱
74, 74.1, 74.2 재킷
76 벽 플러그부
77 노치
78 정렬부
80 구속부
81 돌출부
82 밀봉부
83 밀봉 링
84 돌출부
86 연결 리브
88 유연성 접속부
100, 100.1, 100.2 전지 모듈
110 열교환 부재
120 탄성 부재
200 전지 팩

Claims

복수 개의 이차 전지 셀을 포함하는 하나 이상의 전지 모듈;
상기 하나 이상의 전지 모듈을 수용하고, 외벽과 하나 이상의 내벽을 포함하며, 상기 외벽 또는 내벽은 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하는 하우징;
상기 관통 구멍을 통과하며, 상기 전지 모듈 상호간을 연결하거나 상기 전지 모듈과 하나 이상의 버스 바를 연결하는 배선; 및
상기 관통 구멍 내에 위치하고, 전기 전도체와 상기 전기 전도체의 외부 표면을 둘러싸는 전기 절연재료로 이루어진 재킷(jacket)을 포함하며, 상기 전기 전도체는 상기 외벽 또는 내벽의 양쪽 면에서 상기 배선과 연결될 수 있는 커넥터
를 포함하는 전지 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 전기 전도체로서 부싱(bushing)을 포함하는 암형(female) 커넥터이고, 상기 재킷은 상기 외벽 또는 내벽의 양쪽 면에서 접근할 수 있도록 상기 부싱의 외부 표면을 둘러싸는 전지 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 재킷의 외부 표면은 벽 플러그부(wall plug element)를 포함하는 전지 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 재킷의 외부 표면은 정렬부(alignment element)를 포함하는 전지 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 재킷은 외부 표면의 일 측에 구속부(arrester element)를 포함하는 전지 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 재킷은 밀봉부(sealing element)를 포함하는 전지 팩.
제 1 항에 있어서,
둘 이상의 상기 커넥터들이 병렬적으로 함께 고정되어 공통의 상기 관통 구멍에 배치되는 전지 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 전기 전도체는 알루미늄, 구리, 알루미늄 합금 또는 구리 합금 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 전지 팩.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 전지 팩을 포함하는 차량.
서로 반대되는 양쪽에서 배선에 연결될 수 있는 전기 전도성 부싱; 및
전기 절연재료로 이루어져 상기 부싱의 외부 표면을 둘러싸는 재킷
을 포함하고,
상기 재킷의 외부 표면은 벽 플러그부를 포함하는 커넥터.
제 10 항에 있어서,
암형 커넥터 구조를 갖는 커넥터.
제 10 항에 있어서,
상기 재킷의 외부 표면은 정렬부를 포함하는 커넥터.
제 10 항에 있어서,
상기 재킷은 외부 표면의 일측에 구속부를 포함하는 커넥터.
제 10 항에 있어서,
상기 재킷은 밀봉부를 포함하는 커넥터.