KR20190131246A - 퓨즈기능을 갖는 버스바와 이를 이용한 배터리모듈용 직렬연결장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퓨즈기능을 갖는 버스바와 이를 이용한 배터리모듈용 직렬연결장치에 관한 것이다. 본 발명은 서로 이웃하고 각각 배터리모듈에 연결되는 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30)와, 상기 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30)에 분리가능하게 결합되고 상기 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)를 전기적으로 연결하는 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)를 포함하고, 상기 버스바에는 버스바에 연결된 상기 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30) 사이를 전기적으로 연결하되 상기 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30) 사이에 과전류가 발생하면 단락되는 퓨즈수단(58)이 있다. 본 발명의 버스바에는 퓨즈기능이 있어서, 충분한 양의 전류를 흐를 수 있게 함과 동시에 기준치 이상의 전류가 흐를 경우에 이를 단락시킬 수도 있다.

Description

퓨즈기능을 갖는 버스바와 이를 이용한 배터리모듈용 직렬연결장치{Busbar with fuse function and series connection apparatus of battery module using the same}
본 발명은 퓨즈기능을 갖는 버스바에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 배터리모듈용 직렬연결장치 사이를 전기적으로 연결하되, 일정 이상의 전류가 흐르면 직렬연결장치 사이의 전로를 단절시켜 위험을 방지하는 버스바와, 이러한 버스바를 적용한 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. 이를 위해 하나의 배터리팩에서 다수개의 배터리셀의 양극과 음극을 차례로 연결하기 위한 장치가 직렬연결장치이다.
이와 같은 직렬연결장치에는 배터리셀의 전극과 전기적으로 연결되는 다수개의 셀버스바가 있는데, 상기 셀버스바는 직렬연결장치의 기판에 솔더링되어 전기적으로 연결된다. 동시에, 각 셀버스바는 배터리셀들의 셀탭과 초음파용접을 통해 서로 결합됨으로써 다수개의 배터리셀 사이를 연결할 수 있다.
이러한 배터리모듈은 다양한 크기로 구성될 수 있는데, 배터리모듈이 클 경우에는 여러 개의 직렬연결장치가 필요하다. 그리고 큰 전류를 통전시킬 수 있도록 버스바로 서로 이웃한 직렬연결장치 사이를 연결한다.
한편, 배터리모듈을 항공운송하기 위해서는 여러 안전조건을 만족해야 한다. 리튬이온 배터리의 경우에는 위험물로 분류되기 때문에 운송법에 따라야 하는 것인데, 예를 들어 리튬이온 배터리는 UN위험물운송 전문가소위원회(United Nations Subcommittee of Experts on the Transport of Dangerous Goods (UN Subcommittee))에 의해 UN 3480으로 분류되고 있다.
안전조건의 예로, 리튬 배터리를 운송하기 위한 모든 포장물은 1.2미터의 낙하 시험을 통과할 수 있어야 하며, 모든 배터리는 단락되거나 활성화되지 않도록 포장해야 한다. 이를 위해서 배터리모듈은 서로 연결되어 있어야 한다. 즉, 서로 이웃한 다수의 직렬연결장치들이 버스바에 의해 연결되어야 하는 것이다.
하지만, 직렬연결장치들이 버스바로 연결되어 있으면 결과적으로 전체 배터리모듈이 전기적으로 연결되어 있는 것이므로 위험성이 커질 수 있다. 예를 들어 배터리모듈을 구성하는 일부 배터리셀에 이상이 발생하면, 그 상태가 전체 배터리모듈에 전달되어 화재나 폭발로 이어질 수도 있는 것이다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0111241호 대한민국 공개특허 제10-2017-0095075호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기준치 이상의 전류가 흐를 경우에 버스바를 매개로 연결된 두 전기부품 사이가 버스바의 퓨즈기능에 의해 단락될 수 있게 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 서로 이격된 제1조립홀과 제2조립홀을 갖고 표면에는 통전을 위한 통전부가 있는 버스바몸체와, 상기 제1조립홀 및 제2조립홀의 사이에 해당하는 상기 버스바몸체의 표면에 구비되어 상기 통전부를 단절시키는 절연레이어와, 상기 버스바몸체의 외면에 실장되어 상기 절연레이어에 의해 절연된 통전부 사이를 전기적으로 연결하되 과전류 발생시 단락되는 퓨즈수단을 포함한다.
상기 통전부는 상기 제1조립홀 주변에 구비되는 제1통전부와, 상기 제2조립홀 주변에 구비되되 상기 제1통전부와의 사이가 상기 절연레이어로 단절되는 제2통전부를 포함한다.
상기 통전부와 상기 절연레이어는 상기 버스바몸체의 상면과 저면에 각각 있다.
상기 제1조립홀 및 제2조립홀의 주변에는 도체인 랜드부가 있고, 상기 랜드부에는 다수개의 비아홀이 있어서 상기 버스바몸체 상부의 랜드부와 하부의 랜드부 또는 하부의 통전부 사이를 전기적으로 연결한다.
상기 퓨즈수단은 상기 통전부에서 폭이 좁게 연장되는 연장영역에 실장된다.
상기 제1조립홀 또는 제2조립홀 중 적어도 어느 하나는 장공이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 서로 이웃하고 각각 배터리모듈에 연결되는 제1연결장치 및 제2연결장치와, 상기 제1연결장치 및 제2연결장치에 분리가능하게 결합되고 상기 제1연결장치와 제2연결장치를 전기적으로 연결하는 퓨즈기능을 갖는 버스바를 포함하고, 상기 버스바에는 버스바에 연결된 상기 제1연결장치 및 제2연결장치 사이를 전기적으로 연결하되 상기 제1연결장치와 제2연결장치 사이에 과전류가 발생하면 단락되는 퓨즈수단이 있다.
상기 버스바는 상기 제1연결장치 및 제2연결장치에 각각 연결되는 제1조립홀과 제2조립홀이 있고 표면에는 통전을 위한 통전부가 있는 버스바몸체와, 상기 제1조립홀 및 제2조립홀의 사이에 해당하는 상기 버스바몸체의 표면에 구비되어 상기 통전부를 단절시키는 절연레이어와, 상기 버스바몸체의 외면에 실장되어 상기 절연레이어에 의해 절연된 통전부 사이를 전기적으로 연결하되 상기 제1연결장치와 제2연결장치 사이에 과전류가 발생하면 단락되는 퓨즈수단을 포함한다.
상기 제1연결장치 및 제2연결장치에는 각각 상기 버스바의 양쪽이 안착되는 제1안착부 및 제2안착부가 있고, 상기 제1안착부 및 제2안착부에는 제1연결장치 및 제2연결장치에 각각 설치된 한 쌍의 셀버스바와 상기 버스바가 적층되어 전기적으로 연결된다.
상기 제1안착부 및 제2안착부가 서로 마주보는 연결영역은 단차지게 만들어져 회피공간이 형성되고, 상기 회피공간에는 상기 버스바의 퓨즈수단이 위치한다.
상기 버스바의 제1조립홀 및 제2조립홀에는 각각 체결구가 삽입되어 상기 제1연결장치 및 제2연결장치에 조립되되, 상기 제1조립홀 또는 제2조립홀 중 적어도 어느 하나는 장공이다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 퓨즈기능을 갖는 버스바와 이를 이용한 배터리모듈용 직렬연결장치에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 버스바에는 퓨즈기능이 있어서, 충분한 양의 전류를 흐를 수 있게 함과 동시에 기준치 이상의 전류가 흐를 경우에 이를 단락시킬 수도 있다. 따라서 퓨즈기능을 갖는 버스바를 통해 연결된 두 전기부품 사이의 과전류를 방지하여 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 의한 퓨즈기능을 갖는 버스바를 배터리모듈용 직렬연결장치에 적용하면, 버스바가 배터리모듈 사이를 전기적으로 연결하여 전체 배터리모듈의 안전테스트를 가능하게 하고, 또한 그대로 항공편에 싣더라도 버스바의 퓨즈기능에 의해서 배터리모듈 사이에 흐르는 이상전류(과전류)를 차단할 수 있어 안정성과 편의성이 모두 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 퓨즈기능을 갖는 버스바의 일실시례가 두 직렬연결장치 사이를 연결한 모습을 보인 사시도.
도 2는 도 1의 퓨즈기능을 갖는 버스바 및 두 직렬연결장치가 서로 분리된 상태를 도시한 분해사시도.
도 3은 도 1에서 퓨즈기능을 갖는 버스바 주변을 확대하여 자세하게 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 퓨즈기능을 갖는 버스바의 일실시례의 구성을 보인 사시도.
도 5는 도 4와 다른 각도에서 퓨즈기능을 갖는 버스바의 일실시례의 구성을 보인 사시도.
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 발명의 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)는 큰 전류를 허용하되, 설정된 값 이상의 과전류가 흐르면 단락시킬 수 있도록 한 버스바이다. 이러한 버스바는 대전류가 통전되는 위치에 설치되는데, 예를 들어 배터리모듈 사이를 연결하기 위한 직렬연결장치에 적용될 수 있다. 본 실시례에서는 배터리모듈용 직렬연결장치에 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)가 사용된 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
먼저 도 1과 도 2를 참조해서 직렬연결장치를 설명하면, 직렬연결장치는 배터리모듈에 포함되어 있는 다수개의 배터리셀들의 전극을 직렬로 연결하는 것이다. 이를 위해서 배터리모듈용 직렬연결장치는 다수개의 배터리셀을 가로질러 설치되는데, 도면에는 배터리모듈 및 배터리셀이 생략된 상태이다. 참고로 도 1을 기준으로 했을 때 배터리모듈은 직렬연결장치의 아래쪽에 설치된다고 볼 수 있다.
배터리모듈이 다수이거나, 배터리모듈에 포함된 배터리셀이 많으면 직렬연결장치도 여러개로 구성될 수 있다. 본 실시례에서 상기 직렬연결장치는 두개로 구성되는데, 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)가 그것이다. 도 2에서 보듯이 상기 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)는 그 크기가 다소 차이가 있지만, 전체적인 구조는 매우 유사하다고 할 수 있다. 따라서 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30) 중에서 제1연결장치(10)를 기준으로 설명하기로 한다. 참고로 제1연결장치(10)에는 10번대 부호가 부여되어 있고, 제2연결장치(30)의 대응되는 구성에는 30번대 부호가 부여되어 있다.
상기 제1연결장치(10)의 구조를 보면, 상기 제1연결장치(10)는 크게 메인프레임(11)과 메인프레임(11)에 설치되는 다수의 셀버스바(15)로 구성된다. 여기서 메인프레임(11)은 배터리모듈의 위쪽에 고정되는 부분이고, 다수개의 셀버스바(15)들은 각각 다수개의 배터리셀과 연결된다. 연결방법은 용접일 수 있다. 다수개의 셀버스바(15) 중에서 아래에서 설명될 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)와 연결되는 중심의 셀버스바(15,35)에는 도면부호 15', 35'를 부여하여 구분하였다.
상기 메인프레임(11)에는 조립보스(13)가 있다. 상기 조립보스(13)는 상기 직렬연결장치를 상대물과 조립하기 위한 것으로, 상기 메인프레임(11)의 한쪽 가장자리를 따라서 다수개가 돌출되어 있다.
상기 메인프레임(11)에는 다수개의 셀버스바(15)가 설치된다. 상기 셀버스바(15)는 배터리모듈의 각 배터리셀과의 전기적 연결을 위한 것으로, 전기전도성이 높은 금속재질로 만들어진다. 상기 셀버스바(15)는 배터리셀의 셀탭과 용접되는데, 도시된 바와 같이 각각의 셀탭에 대응하기 위해 다수개가 있다. 보다 정확하게는, 상기 셀버스바(15)는 2열로 연장된다. 도시되지는 않았지만, 직렬연결장치가 배터리모듈에 결합되면 상기 셀버스바(15,35)들의 사이 공간으로 셀탭이 돌출된다. 즉, 상기 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)의 셀버스바(15,35)의 옆에는 삽입공간(17,37)이 형성되어 있고, 상기 삽입공간(17,37)을 통해서 셀탭들이 위쪽으로 돌출되는 거이다.
도 2를 보면, 상기 셀버스바(15,35) 중에서 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)와 연결되는 중심의 셀버스바(15,35)에는 연결탭(16,36)이 있다. 상기 연결탭(16,36)은 중심의 셀버스바(15,35)에서 돌출되어 아래에서 설명될 제1안착부(20) 및 제2안착부(40)에 안착된다. 상기 연결탭(16,36)은 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)와 직접 연결되는 부분으로, 중심의 셀버스바(15,35)에서 더 돌출된 부분이다. 도면부호 16', 36'은 연결탭(16,36)에 있는 체결홀을 나타내고, 상기 체결홀(16,36)을 통해서 볼트와 같은 체결구(63)가 삽입될 수 있다.
상기 직렬연결장치에는 입력단(18)과 출력단(38)이 있다. 상기 입력단(18)과 출력단(38)은 상기 직렬연결장치의 가장 가장자리에 있는 것으로, 여기를 통해서 배터리모듈의 전원이 입출될 수 있다. 상기 입력단(18)과 출력단(38)에는 링터미널(미도시)가 연결되고, 링터미널에 연결된 와이어가 외부로 연장되어서 배터리모듈의 전원이 외부로 연결될 수 있다.
도 3을 보면, 상기 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30)에는 각각 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 양쪽이 안착되는 제1안착부(20) 및 제2안착부(40)가 있고, 상기 제1안착부(20) 및 제2안착부(40)에는 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30)에 각각 설치된 중심의 셀버스바(15,35)와 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)가 적층되어 전기적으로 연결된다. 제1안착부(20)와 제2안착부(40)는 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)가 결합되었을 때 서로 마주보는 위치에 있고, 서로 대칭되는 형상이다. 상기 제1안착부(20)와 제2안착부(40)는 각각 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30)의 바깥쪽에 위치하고 있다.
상기 제1안착부(20)와 제2안착부(40)가 서로 밀착되면, 상기 제1안착부(20) 및 제2안착부(40)가 서로 마주보는 연결영역(21,41)은 단차지게 만들어져 회피공간(S)이 형성된다. 상기 회피공간(S)에는 아래에서 설명될 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 퓨즈수단(58)이 위치하게 된다. 상기 회피공간(S)은 움푹 들어간 형상이기 때문에, 퓨즈수단(58)이 직렬연결장치에 간섭되지 않을 수 있다. 또한 상기 회피공간(S)은 상기 퓨즈수단(58)에서 발생하는 열을 외부로 분산시키는 방열공간을 제공하기도 한다.
도시되지는 않았으나, 상기 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30)의 중심에는 회로기판이 설치될 수 있다. 상기 회로기판은 상기 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30)에 있는 다수의 셀버스바(15,35)들을 연결하기 위한 것이다. 회로기판에 의해 제1연결장치(10)의 다수의 셀버스바(15,35)들이 전기적으로 연결되더라도, 제2연결장치(30)의 셀버스바(35)와는 단절된 상태이다. 따라서 제1연결장치(10)의 셀버스바(15)와 제2연결장치(30)의 셀버스바(35)들을 서로 연결하기 위해서 아래에서 설명될 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)가 사용된다.
다음으로, 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)에 대해 설명하면, 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)는 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)를 서로 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 즉, 상기 제1연결장치(10)의 셀버스바(15)들과 제2연결장치(30)의 셀버스바(35)들은 서로 분리되어 있어 직접 연결되지 않고, 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)를 매개로 해서 전기적으로 연결되는 것이다. 이를 위해 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)는 충분히 큰 전류를 통전시킬 수 있어야 하고, 또한 이상전류(과전류)가 발생하면 단락시키는 기능도 가지고 있다.
상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)는 도 2, 4, 5에서 보듯이 대략 얇은 판형상인데, 일종의 회로기판이라고 볼 수도 있다. 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)는 대략 좌우대칭구조인데, 도면에는 좌우에 서로 대응되는 구조에 동일한 도면부호를 부여하였다. 이하에서는 좌우의 동일한 구조에 대해서 함께 설명하기로 한다.
상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)는 그 표면을 통해서 전기가 흐를 수 있게 하는 것이다. 이를 위해서 골격을 형성하는 버스바몸체 자체는 절연체이지만 그 표면에는 통전을 위한 통전부(53)가 있다. 상기 통전부(53)는 구리재질 등 전기전도성이 높은 재질이고, 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)에서 넓은 면적을 차지하고 있다.
구체적으로 살펴보면, 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 골격을 형성하는 버스바몸체에는 서로 이격된 제1조립홀(54')과 제2조립홀(54')이 있고, 상기 제1조립홀(54') 주변에 구비되는 제1통전부(53)와, 상기 제2조립홀(54') 주변에 구비되되 상기 제1통전부(53)와의 사이가 분리된 제2통전부(53)가 있다. 참고로, 제1조립홀(54')과 제1통전부(53)는 도 4를 기준으로 상대적으로 좌측에 있는 것이고, 제2조립홀(54')과 제2통전부(53)는 우측에 위치한다. 상기 제1조립홀(54')과 제2조립홀(54')에는 각각 앞서 설명한 체결구(63)가 삽입되는데, 상기 제1조립홀(54') 또는 제2조립홀(54') 중 적어도 어느 하나는 장공인 것이 바람직하다. 본 실시례에서는 제2조립홀(54')이 장공으로 구성되어 어느 정도 조립오차가 있더라도 보상할 수 있다.
상기 제1통전부(53) 및 제2통전부(53) 사이에는 절연레이어(51)가 있다. 상기 절연레이어(51)는 상기 제1조립홀(54') 및 제2조립홀(54')의 사이에 해당하는 상기 버스바몸체의 표면에 구비되어 상기 통전부(53)를 단절시킨다. 이는 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)를 통해서 전류가 흐르되, 퓨즈수단(58)을 통해서만 전류가 전달될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 위해서 상기 통전부(53)와 상기 절연레이어(51)는 상기 버스바몸체의 상면과 저면에 각각 있다.
도 4 및 도 5에서 보듯이, 상기 제1조립홀(54') 및 제2조립홀(54')의 주변에는 도체인 랜드부(54)가 있고, 상기 랜드부(54)에는 다수개의 비아홀(55)이 있어서 상기 버스바몸체 상부의 랜드부(54)와 하부의 랜드부(54) 또는 하부의 통전부(53) 사이를 전기적으로 연결한다. 상기 비아홀(55)은 상기 제1조립홀(54')과 제2조립홀(54')의 주변에 있는 랜드부(54)를 관통하고, 내면이 전기전도성이 높은 재질로 되어 있어서 상부의 랜드부(54)와 하부의 통전부(53) 사이를 연결할 수 있다.
상기 버스바몸체의 외면에는 퓨즈수단(58)이 있다. 상기 퓨즈수단(58)은 실제 퓨즈기능을 하는 부분으로, 과전류가 발생하면 내부에 필라멘트가 끊어져 양쪽을 전기적으로 단락시킨다. 상기 퓨즈수단(58)은 상기 버스바몸체의 외면에 표면실장(SMT)된다. 본 실시례에서 상기 퓨즈수단(58)은 버스바몸체의 저면에 위치하는데, 이와 달리 상면에 위치할 수도 있다.
이와 같이 상기 퓨즈수단(58)은 상기 버스바몸체의 외면에 실장되어 상기 절연레이어(51)에 의해 절연된 통전부(53) 사이를 전기적으로 연결하되 과전류 발생시 단락된다. 따라서 배터리모듈을 항공편에 싣기 전에는 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)를 통해 배터리모듈의 연결상태를 시험할 수 있고, 운행 중에 배터리모듈에 이상이 발생하면 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)가 제1연결장치(10) 및 제2연결장치(30) 사이를 단절시켜 화재나 폭발을 방지하게 된다. 운송 후에는 상기 퓨즈수단(58)이 제거되고 일반 버스바로 교체될 수 있다.
상기 퓨즈수단(58)은 상기 통전부(53)에서 폭이 좁게 연장되는 연장영역에 실장된다. 연장영역에는 별도의 랜드부(56)가 있고, 여기에 상기 퓨즈수단(58)이 실장되는 것이다. 상기 연장영역은 퓨즈수단(58)의 크기에 맞게 주변의 통전부(53) 보다 폭이 좁게 연장되는 부분인데, 한 쌍의 연장영역은 서로 마주보는 방향으로 연장되어 있다.
이하에서는 퓨즈기능을 갖는 버스바를 직렬연결장치에 설치하는 과정을 설명하기로 한다.
먼저 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)는 각각 배터리모듈에 설치된다. 그리고 배터리모듈에서 돌출된 셀탭은 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)에 있는 다수개의 셀버스바(15,35)와 용접되어 전기적으로 연결된다. 이렇게 되면 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)는 각각 배터리모듈에 연결되지만, 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30) 사이는 연결되지 않은 상태이다.
이 상태에서 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30) 사이에 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)를 설치한다. 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)는 상기 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)에 있는 제1안착부(20) 및 제2안착부(40)에 그 양단이 안착된다. 제1안착부(20)와 제2안착부(40)는 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)가 결합되었을 때 서로 마주보는 위치하고 그 위에는 상기 중심의 셀버스바(15,35)에 있는 연결탭(16,36)들이 안착되어 있는데, 연결탭(16,36) 위에 다시 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)가 적층되는 것이다. 상기 제1안착부(20)와 제2안착부(40)가 서로 밀착되면, 그 양쪽의 상부에 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 양쪽 끝이 안착되는 것인데, 보다 정확하게는 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 저면에 있는 통전부(53)가 상기 제1안착부(20)와 제2안착부(40) 상에 위치하여 연결탭(16,36)과 밀착된다.
퓨즈기능을 갖는 버스바(50)가 안착되면, 상기 제1안착부(20) 및 제2안착부(40)가 서로 마주보는 연결영역(21,41)은 단차지게 만들어진 회피공간(S)에 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 퓨즈수단(58)이 위치하게 된다. 상기 회피공간(S)은 움푹 들어간 형상이기 때문에, 퓨즈수단(58)이 직렬연결장치에 간섭되지 않을 수 있고, 상기 퓨즈수단(58)에서 발생하는 열을 외부로 분산시키는 방열공간을 제공해준다. 상기 회피공간(S)은 한쪽이 개방되어 있어 열이 쉽게 외부로 빠져나갈 수 있다.
이 상태에서 체결구(63)가 상기 연결탭(16)에 있는 체결홀(16')과 상기 제1조립홀(54')을 통과한 후에 너트(61)와 체결되면, 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)가 제1안착부(20)에 강하게 고정된다. 동일하게 다른 체결구(63)가 우측의 체결홀(36') 및 제2조립홀(54')을 통과해서 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 우측을 제2안착부(40)에 고정시킬 수 있다. 이와 같이 조립된 상태가 도 1 및 도 3에 도시되어 있다.
이렇게 되면, 상기 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30)는 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 따라서 제1연결장치(10)와 제2차의 셀버스바(15,35)들은 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)에 의해 서로 통전될 수 있고, 배터리모듈의 연결상태를 확인할 수 있다. 예를 들어 제1연결장치(10)의 셀버스바(15)들이 연결탭(16)을 통해서 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 상면에 있는 제1통전부(53)에 전기적으로 연결된 후에, 제1통전부(53)에 있는 비아홀(55)을 통해서 저면의 제1통전부(53)에 연결되고, 퓨즈수단(58)을 통해 퓨즈기능을 갖는 버스바(50) 저면의 제2통전부(53)쪽으로 연결된다. 그리고 제2통전부(53)의 비아홀(55)을 통해 상면의 제2통전부(53)에 연결되고, 마지막으로 제2연결장치(30)의 연결탭(36)을 통해서 제2연결장치(30)의 셀버스바(35)들과 연결된다.
테스트결과 배터리모듈의 연결상태가 정상이라면, 전체 배터리모듈을 안전이 확인된 것이고, 비행기 내부에 실어 운송할 수 있다. 운송 중에 이상상태가 발생하면 상기 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)의 퓨즈수단(58)이 제1연결장치(10)와 제2연결장치(30) 사이를 단락시켜주기 때문에 화재나 폭발로 이어지는 것을 방지할 수 있다. 마지막으로 운송 후에는 퓨즈기능을 갖는 버스바(50)를 제거하고, 이를 일반 버스바로 대체할 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.
10: 제1연결장치 11, 31: 메인프레임
15,35: 셀버스바 16,36: 연결탭
20: 제1안착부 30: 제2연결장치
40: 제2안착부 50: 퓨즈기능을 갖는 버스바
51: 절연레이어 53: 통전부
54: 랜드부 54': 제1조립홀, 제2조립홀
55: 비아홀 58: 퓨즈수단
S: 회피공간

Claims (11)

  1. 서로 이격된 제1조립홀과 제2조립홀을 갖고 표면에는 통전을 위한 통전부가 있는 버스바몸체와,
    상기 제1조립홀 및 제2조립홀의 사이에 해당하는 상기 버스바몸체의 표면에 구비되어 상기 통전부를 단절시키는 절연레이어와,
    상기 버스바몸체의 외면에 실장되어 상기 절연레이어에 의해 절연된 통전부 사이를 전기적으로 연결하되 과전류 발생시 단락되는 퓨즈수단을 포함하는 퓨즈기능을 갖는 버스바.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 통전부는
    상기 제1조립홀 주변에 구비되는 제1통전부와,
    상기 제2조립홀 주변에 구비되되 상기 제1통전부와의 사이가 상기 절연레이어로 단절되는 제2통전부를 포함하는 퓨즈기능을 갖는 버스바.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 통전부와 상기 절연레이어는 상기 버스바몸체의 상면과 저면에 각각 있는 퓨즈기능을 갖는 버스바.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1조립홀 및 제2조립홀의 주변에는 도체인 랜드부가 있고, 상기 랜드부에는 다수개의 비아홀이 있어서 상기 버스바몸체 상부의 랜드부와 하부의 랜드부 또는 하부의 통전부 사이를 전기적으로 연결하는 퓨즈기능을 갖는 버스바.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 퓨즈수단은 상기 통전부에서 폭이 좁게 연장되는 연장영역에 실장되는 퓨즈기능을 갖는 버스바.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1조립홀 또는 제2조립홀 중 적어도 어느 하나는 장공인 퓨즈기능을 갖는 버스바.
  7. 서로 이웃하고 각각 배터리모듈에 연결되는 제1연결장치 및 제2연결장치와,
    상기 제1연결장치 및 제2연결장치 사이에 분리가능하게 결합되고 상기 제1연결장치와 제2연결장치를 전기적으로 연결하는 퓨즈기능을 갖는 버스바를 포함하고,
    상기 버스바에는 버스바에 연결된 상기 제1연결장치 및 제2연결장치 사이를 전기적으로 연결하되 상기 제1연결장치와 제2연결장치 사이에 과전류가 발생하면 단락되는 퓨즈수단이 있는 퓨즈기능을 갖는 버스바.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 버스바는
    상기 제1연결장치 및 제2연결장치에 각각 연결되는 제1조립홀과 제2조립홀이 있고 표면에는 통전을 위한 통전부가 있는 버스바몸체와,
    상기 제1조립홀 및 제2조립홀의 사이에 해당하는 상기 버스바몸체의 표면에 구비되어 상기 통전부를 단절시키는 절연레이어와,
    상기 버스바몸체의 외면에 실장되어 상기 절연레이어에 의해 절연된 통전부 사이를 전기적으로 연결하되 상기 제1연결장치와 제2연결장치 사이에 과전류가 발생하면 단락되는 퓨즈수단을 이용한 배터리모듈용 직렬연결장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제1연결장치 및 제2연결장치에는 각각 상기 버스바의 양쪽이 안착되는 제1안착부 및 제2안착부가 있고, 상기 제1안착부 및 제2안착부에는 제1연결장치 및 제2연결장치에 각각 설치된 한 쌍의 셀버스바와 상기 버스바가 적층되어 전기적으로 연결되는 퓨즈수단을 이용한 배터리모듈용 직렬연결장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1안착부 및 제2안착부가 서로 마주보는 연결영역은 단차지게 만들어져 회피공간이 형성되고, 상기 회피공간에는 상기 버스바의 퓨즈수단이 위치하는 퓨즈수단을 이용한 배터리모듈용 직렬연결장치.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버스바의 제1조립홀 및 제2조립홀에는 각각 체결구가 삽입되어 상기 제1연결장치 및 제2연결장치에 조립되되, 상기 제1조립홀 또는 제2조립홀 중 적어도 어느 하나는 장공인 퓨즈수단을 이용한 배터리모듈용 직렬연결장치.

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