KR20210049646A - 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

설정된 형상을 가지며, 통전될 수 있는 메인바디;
상기 메인바디의 일면에 형성되는 절연층; 및
상기 절연층에 형성되어 통전을 수행하는 전극패턴
을 포함하는 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바가 개시된다.

Description

인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바 및 그 제조방법{BUSBAR COMPRISING ELECTRODE PATTERN BY PRINTING AND MANUFACTURING METHOD OF THEM}

본 기술은 버스바와 버스바의 제조방법에 관한 것이다.

특히 다각형의 버스바의 표면에 인쇄 전극패턴이 형성된 버스바 및 그 제조방법에 관한 것이다.

버스바는 전도성을 가지는 판을 이용하여 전기회로를 연결하여 통전토록 하는 막대바를 의미한다. 즉, 버스바는 통전이라는 역할을 수행하므로, 배전반에서부터 차량의 인버터에까지 다양하게 활용된다.

특히 최근에는 하이브리드 자동차의 등장, 전기 자동차의 등장으로 인하여 높은 전류가 필요하게 되어 배터리전압을 모터구동을 위한 전압과 전장품을 위한 12V 저전압으로 전환해주는 컨버터와 함께 배터리의 DC 전압을 3상 AC전압으로 변환하고 모터 회전수를 제어하기 위한 인버터가 필수적으로 구비되어야 한다.

하지만, 인버터는 고전류를 컨트롤하게 되므로, 인버터에 내장되어 직류 -> 교류 스위칭 기능을 하는 파워모듈에서 발생되는 발열로 인한 온도상승을 직접 받을 수밖에 없으면서, 특히 인버터를 엔진룸에 설치할 수밖에 없음으로 인하여 고온에 노출된 열악한 주변환경을 가질 수밖에 되고, 그로 인하여 인버터와 연결된 버스바도 발열이 크게 되는 문제점이 발생하고 있다.

또한, 최근 스포츠카 타입, SUV 타입 등의 다양한 전기자동차가 개발되면서 전기자동차에 요구되는 출력 사양이 다양해지고 있어서, 증가되는 출력 사양을 하나의 모터로만 대응하기 어렵기에 다수의 구동모터를 배치하는 전기자동차 모델도 개발되고, 전장장치들의 연결관계가 복잡해짐에 따라서 하나의 전기적 연결 역할을 하는 버스바의 개선의 필요성이 요구되고 있는 실정이다.

이러한 필요성에 따라 현재에는 복수의 버스바를 적층하는 방향으로 버스바를 개량하고 있는 실정이다.

공개특허 출원번호 "10-2017-0174070" "차량의 인버터 구조(INVERTER STRUCTURE FOR VEHICLE) 공개특허 출원번호 "10-2017-0174070" "차량의 인버터 구조(INVERTER STRUCTURE FOR VEHICLE)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 버스바의 발열을 낮추고, 하나의 버스바에 하나 이상의 전기적 통로가 형성된 버스바를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명인 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바는 설정된 형상으로 제조되는 메인바디; 상기 메인바디의 일면에 형성되는 절연층; 및 상기 절연층의 노출된 면에 프린트 방식으로 형성되는 전극패턴을 포함한다.

여기서, 절연층은 상기 메인바디와 상기 전극패턴 사이에 전기적 흐름이 발생되지 않도록 설정된 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 전극패턴은, 상기 절연층을 벗어난 위치에는 형성되지 않는 것을 특징으로 한다.

여기서, 절연층은 상기 메인바디의 일면에 형성되는 제1절연층과 상기 제1절연층의 일면에 형성되는 제2절연층을 포함하며, 상기 전극패턴은 상기 제2절연층의 내부에 프린트되어 형성되는 제1전극패턴과 상기 제2절연층의 표면에 프린트되어 형성되는 제2전극패턴을 포함한다.

또한, 본 발명인 전극패턴을 포함하는 버스바 제조방법은 단계 (a) 설정된 형상의 메인바디를 형성하는 단계, 단계 (b) 상기 메인바디의 일면에 절연층을 형성하는 단계, 단계 (c) 상기 절연층의 노출된 면에 전극패턴을 프린트로 형성하는 단계를 포함한다.

여기서, 단계 (b)에서 상기 절연층은, 상기 메인바디와 상기 전극패턴 사이에 전기적 흐름이 발생되지 않도록 설정된 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 절연층은 상기 메인바디의 일면에 형성되는 제1절연층과 상기 제1절연층의 일면에 형성되는 제2절연층을 포함하며, 상기 전극패턴은 상기 제2절연층의 내부에 프린트되어 형성되는 제1전극패턴과 상기 제2절연층의 표면에 프린트되어 형성되는 제2전극패턴을 포함하는 전극패턴을 포함한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 버스바의 발열을 낮추고, 하나의 버스바에 하나 이상의 전기적 통로가 형성된 버스바를 제공할 수 있다.

도 1은 제1실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 사시도이다.
도 2는 제2실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 사시도이다.
도 3은 제3실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 사시도이다.
도 4는 제1실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 단면도이다.
도 5는 제3실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 단면도이다.
도 6은 본 발명인 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바를 제조하는 방법을 블록도로 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

도 1은 제1실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 사시도이다.

제1실시예에 의한 본 발명인 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바는 메인바디(100), 절연층(200), 전극패턴(300)을 포함한다.

메인바디(100)는 일례로 동판으로 제조되어 전기를 통전시킬 수 있다. 메인바디(100)는 설정된 입체 형상으로 제조될 수 있다. 일례로 메인바디(100)는 정면에서 확인하면 'ㄱ'의 형태로 제조될 수 있다.

메인바디(100)는 제1바디(110), 제2바디(120)로 구성될 수 있다. 그리고 절곡지지부를 포함할 수 있다.

제1바디(110)는 설정된 형상으로 관찰될 수 있다. 여기서, 설정된 형상은 장방형일 수 있다. 제1바디(110)의 일측 단부에는 홀이 형성될 수 있다. 제1바디(110)의 홀에는 나사가 끼워질 수 있다. 제1바디(110)의 홀에는 미도시되어 있지만 나사산이 형성되어 있다. 따라서 제1바디(110)는 나사 결합을 통하여 다른 구조물과 결합될 수 있다.

제1바디(110)는 적어도 일면과 타면을 포함하되, 제1바디(110)의 일면은 나사결합을 위한 구조물과 맞닿게 형성될 수 있다. 그리고 제1바디(110)의 타면은 외부로 노출될 수 있다.

제2바디(120)는 제1바디(110)와 마찬가지의 형태로 형성될 수 있다. 제2바디(120)는 제1바디(110)와 마찬가지로 설정된 형상으로 형성될 수 있다.

여기서 제2바디(120)는 제1바디(110)와 마찬가지로 장방형으로 형성될 수 있다. 그러나 제2바디(120)는 장방형이 아닌 절곡된 부분을 포함하는 입체적인 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제2바디(120)는 수평부와 절곡부를 포함할 수 있다.

절곡부는 설정된 각도를 가질 수 있다. 일례로 절곡부는 90도로 절곡될 수 있다. 따라서 절곡부는 대상물의 모서리와 맞닿으며 배치될 수 있다. 즉, 도 1을 통하여 확인할 수 있듯이, 대상물의 두 개의 면이 90도 각도를 이루며 배치되어 있으면 절곡부의 일면은 대상물의 모서리 측과 맞닿게 되어 대상물에 배치될 수 있다.

수평부는 절곡부와 연결되되, 평평한 면을 가지며 형성된다. 수평부는 일면과 타면을 가지며 형성된다. 수평부의 일면은 대상물과 맞닿을 수 있다. 즉, 도 1을 통하여 확인할 수 있듯이, 수평부는 대상물의 수직으로 배치된 면과 맞닿으며 배치될 수 있다.

본 발명인 메인바디(100)는 위와 같은 제1바디(110), 제2바디(120)의 형태적인 특징을 통하여 입체적으로 형성된 대상물에 안정적으로 안착될 수 있다.

또한, 메인바디(100)는 절곡지지부를 추가로 포함할 수 있다. 절곡지지부는 제2바디(120)의 단부에 형성될 수 있다. 보다 정확하게, 절곡지지부는 수평부가 절곡부와 연결된 측의 반대측에 형성될 수 있다. 절곡지지부는 90도의 각도를 가지며, 수평부와 연결될 수 있다.

절곡지지부는 일면과 타면을 가진다. 절곡지지부는 일면이 구조물과 맞닿으며 지지될 수 있다. 절곡지지부에는 홀이 형성될 수 있다. 절곡지지부에 형성된 홀은 제1바디(110)에 형성된 홀과 동일한 역할을 할 수 있다.

본 발명인 인쇄 전극패턴(300)을 포함하는 버스바는 메인바디(100)의 노출된 면에는 절연층(200)이 형성될 수 있다.

절연층(200)은 메인바디(100)의 타면에 형성될 수 있다. 절연층(200)은 메인바디(100)에 설정된 두께를 가지고 형성됨이 바람직하다. 여기서 절연층(200)의 두께는 후에 언급할 절연층(200)의 면에 인쇄되는 전극패턴(300)과 메인바디(100) 사이에 통전되지 않을 정도의 두께로 제조됨이 바람직하다. 이 두께는 일례로 2mm이상일 수 있다.

또한, 절연층(200)의 외부로 노출된 면은 평평하게 형성됨이 바람직하다. 즉, 절연층(200)이 형성될 때 메인바디(100)의 반대면인 타면은 평평하게 형성됨이 바람직하다.

절연층(200)에는 전극패턴(300)이 형성될 수 있다. 전극패턴(300)은 프린트 방식으로 형성됨이 바람직하다.

전극패턴(300)은 전도성을 가지는 Sn, Ag, Cu, AgCu 등을 포함하는 페이스트를 이용하여 절연층(200)의 면에 프린트하는 방식으로 형성될 수 있다.

일례로 전극패턴(300)은 전도성을 가지는 페이스트를 특정공간에 넣고, 가열을 하여 연성을 가진 상태로 제조한 후, 노즐을 통하여 절연층(200)의 면에 방출하는 방식으로 형성될 수 있다. 그리고 노즐을 특정 속도로 이동시켜 다양한 전극패턴(300)을 절연층(200)에 형성할 수 있다.

도 2는 제2실시예에 의한 인쇄 전극패턴(300)을 포함하는 버스바의 사시도이다.

제2실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바는 제1실시예에 의한 인쇄 전극패턴(300)을 포함하는 버스바보다 절연층(200), 전극패턴(300)이 메인바디(100)에 보다 크게 형성되어 있다.

즉, 제1실시예에 의한 인쇄 전극패턴(300)을 포함하는 버스바는 절연층(200) 전극패턴(300)이 제1바디(110)에만 형성되어 있었으나, 제2실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바는 제1바디(110)뿐만 아니라 제2바디(120)에도 형성되어 있다.

제2바디(120)는 제1바디(110)와 설정된 각도를 가지며 연결되어 있으나 본 발명은 절연층(200)을 메인바디(100)에 형성한 후, 인쇄방식으로 전극패턴(300)을 형성하므로, 메인바디(100)가 입체적인 형상을 가지고 있음에도 전극패턴(300)을 형성할 수 있다.

도 3은 제3실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 사시도이다.

제3실시예에 의하는 경우, 본 발명은 복수의 절연층(200), 복수의 전극패턴(300)을 포함할 수 있다. 즉, 제3실시예에 의하는 본 발명은 메인바디(100)의 타면에 제1절연층(210)을 형성하고, 그 표면에 제1전극패턴(310)을 프린트하여 형성한다.

그리고 제1절연층(210), 제1전극패턴(310)의 상면에 제2절연층(220)을 형성한다. 제2절연층(220)은 제1전극패턴(310)을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.

그러나 제1전극패턴(310)의 일단부와 타단부는 제1절연층(210)에 의하여 폐쇄되지 않고, 노출되도록 형성된다. 그리고 최종적으로 제2절연층(220)에 제2전극패턴(320)을 프린트하여 형성하는 방식으로 본원발명은 형성될 수 있다.

도 4는 제1실시예 또는 제2실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 단면도이다.

도 5는 제3실시예에 의한 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바의 단면도이다.

제1실시예 또는 제2실시예에 의한 본 발명은 하측에서 상측으로 시야를 이동하면서 관찰하면 메인바디(100), 절연층(200), 전극패턴(300) 순으로 관찰될 수 있다.

그러나 제3실시예에 의한 본 발명을 하측에서 상측으로 시야를 이동하면서 관찰하면 메인바디(100), 제1절연층(210), 제1전극패턴(310)과 제2절연층(220), 제2전극패턴(320) 순으로 관찰될 수 있다. 즉, 복수의 절연층(200)이 관찰될 수 있으며, 제1전극패턴(310)은 제2절연층(220)에 감싸며 배치된 형태로 관찰될 수 있다.

도 6은 본 발명인 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바를 제조하는 방법을 블록도로 도시한 것이다.

본 발명인 인쇄 전극패턴(300)을 포함하는 버스바는 (i) 단계 (a) 메인바디(100)를 먼저 형성하여 그 형태를 제작하는 것으로 시작된다.

메인바디(100)는 전술한 바와 같이 전도성을 가져야 하며, 대상물에 안착 배치될 수 있어야 한다. (ii) 단계 (b) 그 후 메인바디(100)의 일면에 절연층(200)을 형성하는 단계를 거친다. 여기서, 메인바디(100)의 일면은 대상물과 맞닿지 않는 면을 의미한다. 절연층(200)은 반드시 그래야 하는 것은 아니지만 평평하게 형성되는 것이 바람직하다. (iii) 단계 (c) 마지막으로는 절연층(200)의 노출된 면에 전극패턴(300)을 프린트 방식으로 제조한다.

여기서, 필요에 따라 단계 (b)와 단계 (c)를 반복할 수 있다. 그러는 경우 단계 (b)는 메인바디(100)의 일면에 절연층(200)을 형성하는 것이 아닌 노출된 절연층(200)에 다시 절연층(200)을 형성하는 단계가 될 것이다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 메인바디
110 : 제1바디
120 : 제2바디
200 : 절연층
210 : 제1절연층
220 : 제2절연층
300 : 전극패턴
310 : 제1전극패턴
320 : 제2전극패턴

Claims (7)

1. 설정된 형상으로 제조되는 메인바디;
   상기 메인바디의 일면에 형성되는 절연층; 및
   상기 절연층의 노출된 면에 프린트 방식으로 형성되는 전극패턴
   을 포함하는 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바.
2. 제1항에 있어서,
   상기 절연층은 상기 메인바디와 상기 전극패턴 사이에 전기적 흐름이 발생되지 않도록 설정된 두께를 갖는 것
   을 특징으로 하는 인쇄 전극패턴을 포함하는 버스바.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전극패턴은,
   상기 절연층을 벗어난 위치에는 형성되지 않는 것
   을 특징으로 하는 전극패턴을 포함하는 버스바.
4. 재1항에 있어서,
   상기 절연층은
   상기 메인바디의 일면에 형성되는 제1절연층과 상기 제1절연층의 일면에 형성되는 제2절연층을 포함하며,
   상기 전극패턴은 상기 제2절연층의 내부에 프린트되어 형성되는 제1전극패턴과 상기 제2절연층의 표면에 프린트되어 형성되는 제2전극패턴
   을 포함하는 전극패턴을 포함하는 버스바.
5. 단계 (a) 설정된 형상의 메인바디를 형성하는 단계
   단계 (b) 상기 메인바디의 일면에 절연층을 형성하는 단계
   단계 (c) 상기 절연층의 노출된 면에 전극패턴을 프린트로 형성하는 단계
   를 포함하는 전극패턴을 포함하는 버스바 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 단계 (b)에서 상기 절연층은,
   상기 메인바디와 상기 전극패턴 사이에 전기적 흐름이 발생되지 않도록 설정된 두께를 갖도록 형성되는 것
   을 특징으로 하는 전극패턴을 포함하는 버스바 제조방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 절연층은
   상기 메인바디의 일면에 형성되는 제1절연층과 상기 제1절연층의 일면에 형성되는 제2절연층을 포함하며,
   상기 전극패턴은 상기 제2절연층의 내부에 프린트되어 형성되는 제1전극패턴과 상기 제2절연층의 표면에 프린트되어 형성되는 제2전극패턴을 포함하는 전극패턴을 포함하는 버스바 제조방법.

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