KR20210078762A - A short circuit for busbar - Google Patents

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KR20210078762A
KR20210078762A KR1020190170531A KR20190170531A KR20210078762A KR 20210078762 A KR20210078762 A KR 20210078762A KR 1020190170531 A KR1020190170531 A KR 1020190170531A KR 20190170531 A KR20190170531 A KR 20190170531A KR 20210078762 A KR20210078762 A KR 20210078762A
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류재연
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에이치엘그린파워 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a busbar short-circuit structure, and more specifically, to a bus bar short-circuit structure applied with an aluminum material. The bus bar short-circuit structure having one end provided with a first extension portion (102) and the other end provided with a second extension portion (103) includes: a first connecting portion (111) connected to an end of the first extension portion (102) and a second connecting portion (112) connected to an end of the second extension portion (103); and a first short-circuit portion (113) and a second short-circuit portion (114) that are connected between the first connecting portion (111) and the second connecting portion (112) spaced apart from each other by a predetermined distance, wherein a point at which the first short-circuit portion (113) is connected to the first connectin portion (111) is a point arranged by a predetermined distance from an upper end of the first connecting portion (111), a point at which the other end of the first short-circuit portion (113) is connected to the second connectin portion (112) is a side point consecutive to an upper end of the second connecting portion (112), one end of the second short-circuit portion (114) extends from a side point consecutive to a lower end of the first connecting portion (111), and the other end of the second short-circuit portion (114) is connected to a side elevated by a predetermined distance from the lower end of the second connecting portion (112). Thus, the material is changed to have a lower melting temperature to reduce a short-circuit time, so that safety is ensured.

Description

버스바 단락 구조체{A short circuit for busbar}A short circuit for busbar

본 발명은 버스바 단락 구조체에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 알루미늄소재를 적용한 버스바 단락 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a bus bar short-circuit structure, and more particularly, to a bus-bar short-circuit structure to which an aluminum material is applied.

친환경 자동차에 장착되는 배터리 모듈은 내부에 직렬, 혹은 병렬로 셀을 연결하는 구조로 되어 있다.The battery module installed in an eco-friendly vehicle has a structure in which cells are connected in series or in parallel.

특히, BMS(Battery Management System)이라 불리는 배터리 제어시스템을 통하여 모듈 내에 개별 셀의 전압을 측정한다. In particular, the voltage of individual cells in the module is measured through a battery control system called BMS (Battery Management System).

그러나 외부 요인에 의하여 단락이 될 경우 급격한 에너지 변동에 의하여 화재로 이어 질 수 있는 문제가 있다.However, there is a problem that can lead to a fire due to rapid energy fluctuations when a short circuit is caused by external factors.

이와 같은 문제를 방지하기 위해 셀 또는 모듈간 연결 구조에 단락 방지를 위한 저항 증대 구조 형태를 적용하고 있다.In order to prevent such a problem, a resistance increase structure for preventing short circuit is applied to the cell or module-to-module connection structure.

즉, 종래에는 도 1처럼 모듈 형상(10)의 배터리 모듈 내부에 셀과 버스바 연결구조(11)가 마련된다.That is, in the related art, as shown in FIG. 1 , a cell and bus bar connection structure 11 is provided inside a battery module having a module shape 10 .

이 때, 버스바 융단부(12)는 저항 증대에 의한 발열량의 증대에 따른 단락을 위해 H자 형상을 하고 있었다.At this time, the bus bar carpet portion 12 had an H-shape for short circuit due to an increase in the amount of heat generated by an increase in resistance.

통상적으로 단락을 방지하고 있는 구조체에서 사용하고 있는 소재는 구리소재이다.In general, a material used in a structure that prevents short circuit is a copper material.

그러나, 위와 같은 종래의 버스바 융단부(12)의 소재는 구리소재를 채용한 것이 대부분이다.However, most of the materials of the conventional bus bar carpet portion 12 as described above employ copper materials.

즉, 구리소재는 단가가 높고 중량도 높은 단점이 존재한다.That is, the copper material has disadvantages of high unit cost and high weight.

또한, 구리소재의 단락 방지 구조체는 그 용융온도가 섭씨 1085도씨 정도로 높다.In addition, the short circuit preventing structure made of copper material has a melting temperature as high as 1085 degrees Celsius.

따라서, 단락이 이루어지기 까지는 화재의 위험성이 있는 온도에 까지 이르러야만 하는 화재 위험성의 문제가 있다.Therefore, there is a problem of fire hazard that must reach a fire hazard temperature until a short circuit is made.

한편, 종래에는 구리를 이용하여 단락(쇼트) 발생 시 요구하는 위치에서 단락이 발생될 수 있도록 버스바 SQ변경을 통해 설계를 하였다. On the other hand, in the prior art, when a short circuit (short) occurs using copper, the design was made by changing the bus bar SQ so that a short circuit could occur at a required position.

EV 주행거리 및 급속충전이 중요해지면서 에너지(용량 및 전압)가 높아지게 되고 이에 따라 기존 사양을 통해 안정성 확보를 하는데에는 어려움이 있었다.As EV mileage and rapid charging become more important, energy (capacity and voltage) increases, so it was difficult to secure stability through existing specifications.

KRUS 19313201931320 B1B1

위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 본 발명은 소재 변경을 통해 용융온도를 낮추어 단락 성능 개선 및 단가와 중량 개선을 달성하는 배터리팩 단락 구조체를 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention for overcoming the problems of the prior art as described above is to provide a short circuit structure for a battery pack that achieves improvement in short circuit performance, unit cost and weight by lowering the melting temperature through material change.

일단에 제1 연장부(102)가 마련되고 타단에 제2 연장부(103)가 마련된 버스바 단락 구조체에 있어서, 상기 제1 연장부(102)의 단부에 연결된 제1 연결부(111) 및 상기 제2 연장부(103)의 단부에 연결된 제2 연결부(112); 서로 소정 거리 이격된 상기 제1 연결부(111) 및 상기 제2 연결부(112) 사이를 연결하는 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114); 를 포함하되, 상기 제1 단락부(113)가 상기 제1 연결부(111)에 연결되는 지점은 상기 제1 연결부(111)의 상단으로부터 소정 거리 지점이며, 상기 제1 단락부(113)의 타단이 상기 제2 연결부(112)에 연결된 지점은 상기 제2 연결부(112)의 상단에 연이은 측면지점이고, 상기 제2 단락부(114)의 일단은 상기 제1 연결부(111)의 하단과 연이은 측면에서부터 연장되고, 상기 제2 단락부(114)의 타단은 상기 제2 연결부(112)의 하단으로부터 소정 거리 상승된 측면에 연결된 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In the bus bar short-circuit structure having a first extension portion 102 provided at one end and a second extension portion 103 provided at the other end, a first connection portion 111 connected to an end of the first extension portion 102 and the a second connection portion 112 connected to an end of the second extension portion 103; a first short-circuiting part 113 and a second short-circuiting part 114 connecting between the first connecting part 111 and the second connecting part 112 spaced apart from each other by a predetermined distance; a point at which the first short-circuiting part 113 is connected to the first connecting part 111 is a predetermined distance from the upper end of the first connecting part 111, and the other end of the first short-circuiting part 113 is The point connected to the second connection part 112 is a side point connected to the upper end of the second connection part 112 , and one end of the second short circuit part 114 is a side connected to the lower end of the first connection part 111 . It may include a bus bar shorting structure, which extends from and is connected to a side surface raised by a predetermined distance from the lower end of the second connecting part 112 at the other end of the second shorting part 114 .

또한, 상기 제1 단락부(113) 또는 상기 제2 단락부(114) 중 적어도 어느 하나의 중앙부는 상기 제1 연결부(111) 혹은 상기 제2 연결부(112)와 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In addition, a central portion of at least one of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 forms an inclination with the first connecting part 111 or the second connecting part 112 . It may include a bar paragraph structure.

또한, 상기 제1 단락부(113) 또는 상기 제2 단락부(114) 중 적어도 어느 하나의 단부는 상기 제1 연장부(102) 또는 상기 제2 연장부(103)와 나란한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In addition, at least one end of the first short-circuiting part 113 or the second short-circuiting part 114 extends in a direction parallel to the first extension part 102 or the second extension part 103 . It may include a busbar shorting structure characterized in that.

또한, 상기 제1 단락부(113) 또는 상기 제2 단락부(114) 중 적어도 어느 하나는 Z 자 형상인 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In addition, at least one of the first shorting part 113 and the second shorting part 114 may include a bus bar shorting structure, characterized in that it has a Z-shape.

또한, 상기 제1 단락부(113)와 제2 단락부(114)는 서로 소정간격 이격된 채로 형성된 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In addition, the first shorting part 113 and the second shorting part 114 may include a bus bar shorting structure characterized in that they are formed while being spaced apart from each other by a predetermined distance.

또한, 상기 제1 단락부(113) 및 상기 제2 단락부(114) 사이에는 틈새공간이 마련된 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In addition, a bus bar short-circuiting structure, characterized in that a gap is provided between the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 may be included.

또한, 상기 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114)의 두께나 재질은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.Also, the thickness or material of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 may include a bus bar short-circuiting structure characterized in that they are the same.

또한, 상기 제1 단락부(113) 및 상기 제2 단락부(114)의 재질은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In addition, a material of the first shorting part 113 and the second shorting part 114 may include a bus bar shorting structure, characterized in that aluminum.

또한, 상기 제1 연결부(111), 상기 제2 연결부(112), 상기 제1 단락부(113) 및 상기 제2 단락부(114)의 중량 총합은 10그램 이하인 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In addition, the total weight of the first connection part 111, the second connection part 112, the first short-circuit part 113 and the second short-circuit part 114 is 10 grams or less. may include.

또한, 상기 제1 단락부(113) 및 상기 제2 단락부(114) 중 적어도 하나의 폭은 3mm 이상 10mm 미만이며, 상기 제1 연결부(111) 및 상기 제2 연결부(112) 중 적어도 하나의 너비는 10mm 이상 50mm 미만이고, 상기 제1 연결부(111) 및 상기 제2 연결부(112) 중 적어도 하나의 두께는 0.5t 이상 3t 미만인 것을 특징으로 하는 버스바 단락 구조체를 포함할 수 있다.In addition, the width of at least one of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 is 3 mm or more and less than 10 mm, and the width of at least one of the first connecting part 111 and the second connecting part 112 is A width of 10 mm or more and less than 50 mm, and a thickness of at least one of the first connection part 111 and the second connection part 112 may include a bus bar short circuit structure, characterized in that it is 0.5 t or more and less than 3 t.

위와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention as described above, there are the following effects.

첫째, 용융온도가 낮은 재질로 변경을 하면서 단란 시간이 줄어들어 안전성이 확보되는 강점이 발휘된다.First, while changing to a material with a low melting temperature, the incubation time is reduced, thereby ensuring safety.

둘째, 중량이 감소될 수 있어 연료 효율이 증대된다.Second, the weight can be reduced, thereby increasing fuel efficiency.

셋째, 제조 비용이 절감되므로 경제성이 향상되는 강점이 있다.Third, since manufacturing cost is reduced, economic efficiency is improved.

도 1은 종래기술이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단락 구조체를 가진 버스바이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단락 구조체의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단락 구조체의 수치표이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단락 구조체의 일부분이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESB 설계인자 결정을 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 버스바 발열시험 결과 표이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 버스바 발열시험 결과 그래프이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 버스바 발열시험 결과 데이터이다.1 is a prior art.
2 is a busbar having a shorting structure according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of a shorting structure according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a numerical table of a short-circuit structure according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a part of a short circuit structure according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram for determining an ESB design factor according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a table of bus bar heat test results according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a graph showing results of a bus bar heat test according to a preferred embodiment of the present invention.
9 is a bus bar heat test result data according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.In describing each figure, like reference numerals are used for like elements.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The term “and/or” includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. shouldn't

버스바(100)는 전체적으로 양단이 절곡된 형상을 갖는 좁고 긴 판형의 로드 형상이다.The bus bar 100 is a rod shape of a narrow and long plate having a shape in which both ends are bent as a whole.

보다 상세하게는 버스바(100)는 일단에 제1 전극 연결부(101), 타단에 제2 전극 연결부(104)를 포함할 수 있다.In more detail, the bus bar 100 may include a first electrode connection unit 101 at one end and a second electrode connection unit 104 at the other end.

제1 연장부(102)는 제1 전극 연결부(101)로부터 연장되고, 제2 연장부(103)는 제2 전극 연결부(104)로부터 연장된다.The first extension portion 102 extends from the first electrode connection portion 101 , and the second extension portion 103 extends from the second electrode connection portion 104 .

단락 구조체(110)는 제1 연장부(102)의 단부와 제2 연장부(103)의 단부를 연결하고 있다.The shorting structure 110 connects the end of the first extension 102 and the end of the second extension 103 .

다시 말해서, 버스바(100)는 배터리셀 모듈(200)에 마련될 수 있다.In other words, the bus bar 100 may be provided in the battery cell module 200 .

단락 구조체(110)는 제1 연결부(111), 제2 연결부(112), 제1 단락부(113), 제2 단락부(114)를 포함하여 이루어질 수 있다.The shorting structure 110 may include a first connecting part 111 , a second connecting part 112 , a first shorting part 113 , and a second shorting part 114 .

보다 상세하게는 제1 연결부(111)는 제1 연장부(102)의 단부에 연결되고, 제2 연결부(112)는 제2 연장부(103)의 단부에 연결된다.In more detail, the first connection part 111 is connected to an end of the first extension part 102 , and the second connection part 112 is connected to an end of the second extension part 103 .

제1 연결부(111)는 제1 연장부(102)와 동형의 판형으로 형성될 수 있고, 제2 연결부(112)는 제2 연장부(103)와 동형의 판형으로 이루어질 수 있다.The first connection part 111 may be formed in the same plate shape as the first extension part 102 , and the second connection part 112 may be formed in the same plate shape as the second extension part 103 .

제1 연결부(111) 및 제2 연결부(112)의 두께나 재질은 후술키로 한다.The thickness or material of the first connection part 111 and the second connection part 112 will be described later.

제1 단락부(113)는 일단이 제1 연결부(111)에 연결되고 타단은 제2 연결부(112)에 연결되고 있다.The first shorting part 113 has one end connected to the first connection part 111 and the other end connected to the second connection part 112 .

제2 단락부(114)는 일단이 제1 연결부(111)에 연결되고 타단은 제2 연결부(112)에 연결되고 있다.The second shorting part 114 has one end connected to the first connection part 111 and the other end connected to the second connection part 112 .

제1 단락부(113)와 제2 단락부(114)는 서로 소정간격 이격된 채로 형성된다.The first shorting part 113 and the second shorting part 114 are formed while being spaced apart from each other by a predetermined distance.

다시 말해서 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114) 사이에는 틈새공간이 마련되고 있다.In other words, a gap space is provided between the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 .

보다 상세하게는 제1 단락부(113)는 일단이 제1 연결부(111)에 연결되는데, 연결되는 지점은 제1 연결부(111)의 상단으로부터 소정 거리 지점이다.In more detail, one end of the first shorting part 113 is connected to the first connecting part 111 , and the connecting point is a predetermined distance from the upper end of the first connecting part 111 .

한편, 제1 단락부(113)의 타단은 제2 연결부(112)에 연결되고 있는데, 그 연결 지점은 제2 연결부(112)의 상단에 연이은 측면지점이다.On the other hand, the other end of the first shorting part 113 is connected to the second connection part 112 , and the connection point is a side point consecutive to the upper end of the second connection part 112 .

즉, 제1 단락부(113)는 Z 자 형상을 하고 있다.That is, the first shorting part 113 has a Z-shape.

다시 말해서, 제1 단락부(113)의 양 단부는 제1 연장부(102) 나 제2 연장부(103)와 나란한 방향으로 연장되고 있으나, 제1 단락부(113)의 중앙부는 제1 연장부(102) 혹은 제2 연장부(103)와 경사를 가진다.In other words, both ends of the first shorting part 113 extend in a direction parallel to the first extension part 102 or the second extension part 103 , but the central part of the first short circuit part 113 has the first extension part. It has a slope with the portion 102 or the second extension portion 103 .

즉, 제1 단락부(113)의 중앙부는 제1 연결부(111) 혹은 제2 연결부(112)와도 경사를 가진다.That is, the central portion of the first shorting part 113 also has an inclination with the first connection part 111 or the second connection part 112 .

제2 단락부(114)는 제1 단락부(113)과 동형으로 이루어질 수 있다.The second shorting part 114 may have the same shape as the first shorting part 113 .

부언하면, 제2 단락부(114)의 일단은 제1 연결부(111)의 하단과 연이은 측면에서부터 연장되고, 제2 단락부(114)의 타단은 제2 연결부(112)의 하단으로부터 소정 거리 상승된 측면에 연결되고 있다.In addition, one end of the second short-circuiting part 114 extends from the side continuous with the lower end of the first connecting part 111 , and the other end of the second short-circuiting part 114 rises by a predetermined distance from the lower end of the second connecting part 112 . connected to the side of the

한편, 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114)의 두께는 제1 연결부(111) 및 제2 연결부(112)의 두께와 달리 이루어질 수 있는 것이 바람직할 수 있다.On the other hand, it may be preferable that the thickness of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 be different from the thicknesses of the first connecting part 111 and the second connecting part 112 .

또한, 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114)의 두께나 재질은 서로 동일할 수 있다.Also, the thickness or material of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 may be the same.

또한, 제1 연결부(111) 및 제2 연결부(112)의 두께나 재질은 역시 서로 동일할 수 있다.In addition, the thickness or material of the first connection part 111 and the second connection part 112 may be the same as each other.

다음으로 도 4 내지 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 제1 연결부(111), 제2 연결부(112), 제1 단락부(113), 제2 단락부(114)의 수치에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIGS. 4 to 5 , the numerical values of the first connection part 111 , the second connection part 112 , the first short-circuit part 113 , and the second short-circuit part 114 according to the preferred embodiment of the present invention Explain.

현사양은 종래기술을 의미한다.Current specifications refer to prior art.

1안은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 단락 구조체를 설명하고 있으며, 2안은 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 단락 구조체를 설명하고 있다.Plan 1 describes a shorting structure according to a first preferred embodiment of the present invention, and plan 2 describes a shorting structure according to a second preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 단락 구조체는 제1 연장부(102) 및 제2 연장부(103)의 재질은 알루미늄 재질을 적용하며, 단락 구조체(110)는 알루미늄 재질을 적용한다.In the short circuit structure according to the first preferred embodiment of the present invention, the material of the first extension part 102 and the second extension part 103 is made of aluminum, and the short circuit structure 110 uses an aluminum material.

본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 단락 구조체는 제1 연장부(102) 및 제2 연장부(103)의 재질은 구리 재질을 적용하며, 단락 구조체(110)는 알루미늄 재질을 적용한다.In the shorting structure according to the second preferred embodiment of the present invention, the material of the first extension 102 and the second extension 103 is copper, and the shorting structure 110 is made of aluminum.

본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 단락 구조체에 적용되는 버스바 사이즈(SQ)는 높이가 3mm, 너비가 36mm로서, 108 SQ를 만족한다.The bus bar size (SQ) applied to the shorting structure according to the first preferred embodiment of the present invention is 3 mm in height and 36 mm in width, which satisfies 108 SQ.

본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 단락 구조체는 제1 연결부(111) 및 제2 연결부(112)의 두께가 1t이다.In the short circuit structure according to the first preferred embodiment of the present invention, the thickness of the first connection part 111 and the second connection part 112 is 1t.

한편, 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 단락 구조체의 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114)의 중앙부 폭은 각각 6.3mm로서 동일하다.On the other hand, the width of the central portion of the first shorting part 113 and the second shorting part 114 of the shorting structure according to the first preferred embodiment of the present invention is the same as 6.3 mm, respectively.

다시 말해, 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 단락 구조체의 사이즈는 12.65 SQ를 만족한다.In other words, the size of the shorting structure according to the first preferred embodiment of the present invention satisfies 12.65 SQ.

한편, 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 단락 구조체에 적용되는 버스바 사이즈(SQ)는 높이가 4mm, 너비가 27mm로서, 108 SQ를 만족한다.Meanwhile, the bus bar size (SQ) applied to the shorting structure according to the second preferred embodiment of the present invention is 4 mm in height and 27 mm in width, which satisfies 108 SQ.

한편, 이 때, 소재에 있어서 구리 재질과 알루미늄 재질의 적용을 통한 저항값 비교를 도 5를 참조하여 설명한다.Meanwhile, in this case, a comparison of resistance values through the application of a copper material and an aluminum material in the material will be described with reference to FIG. 5 .

도 5(a)는 구리 소재이며, 도 5(b)는 알루미늄 소재이다.Figure 5 (a) is a copper material, Figure 5 (b) is an aluminum material.

둘 모두 높이 3mm, 너비 20mm, 길이는 버스바(100)mm 인 경우이며, 버스바(100)A의 전류가 인가될 경우에, 아루미늄 소재의 단면적이 구리 소재의 단면적 보다 약 1.64배 더 커야만 구리 소재의 것과 발열량이 같아지게 된다.In both cases, the height is 3mm, the width is 20mm, and the length is the bus bar 100mm. When the current of the busbar 100A is applied, the cross-sectional area of the aluminum material must be about 1.64 times larger than the cross-sectional area of the copper material. However, the calorific value will be the same as that of copper material.

다음으로 단락 구조체(110)의 설계인자 결정에 관하여 설명한다.Next, the determination of the design factor of the shorting structure 110 will be described.

C 값은 배터리 성능에 따른 버스바 인가 전류값 확인을 통해 결정된다.The C value is determined by checking the bus bar applied current value according to the battery performance.

예를들면 버스바 단면적은 버스바 폭과 두께의 곱으로 산출될 수 있다.For example, the bus bar cross-sectional area can be calculated as the product of the bus bar width and thickness.

다음으로 버스바의 저항값과 배터리 전압값에 따른 최대 전류의 계산이 필요하다.Next, it is necessary to calculate the maximum current according to the resistance value of the bus bar and the battery voltage value.

이는 최대전류가 배터리전압을 저항값으로 나눈 값을 통해 산출될 수 있다.The maximum current may be calculated by dividing the battery voltage by the resistance value.

다음으로 단위 면적단 인가 전류를 계산하면, 이는 최대 전류값을 버스바의 단면적으로 나눠 산출될 수 있다.Next, when the applied current per unit area is calculated, it can be calculated by dividing the maximum current value by the cross-sectional area of the bus bar.

다음으로 a 값의 결정인데, 이는 단락 시 예상되는 전류에 따른 융단부의 스퀘어, 즉 SQ 값에 의해 결정된다.Next is the determination of the value of a, which is determined by the square of the ridge according to the expected current in case of a short circuit, that is, the SQ value.

SQ 값은 a 값과 t 값의 곱으로 산출될 수 있다.The SQ value may be calculated as a product of a value and t value.

다음으로 b 값의 조정을 통해 단락 시험 진행 및 최종 수치 데이터를 확정할 수 있다.Next, the short-circuit test progress and final numerical data can be confirmed by adjusting the b value.

즉, 융단 시에 스파크의 영향 및 버스바 설계 제안 기준의 최적 치수값의 시험 검증 등이 필요할 수 있다.In other words, it may be necessary to test and verify the influence of sparks during shearing and the optimal dimensional value of the bus bar design proposal criteria.

한편, 단락 시험 진행 및 최종 수치 데이터를 확정에 있어서는 다음과 같은 검토 사항이 요구될 수 있다.On the other hand, the following considerations may be required to proceed with the short-circuit test and to confirm the final numerical data.

첫째, 면적의 증가는 단위 면적당 허용되는 전류를 증대시킨다.First, an increase in the area increases the allowable current per unit area.

둘째, 두께의 증가는 단면적은 증가하지만 냉각 성능이 감소된다.Second, the increase in thickness increases the cross-sectional area but decreases the cooling performance.

셋째, 폭의 증가는 냉각 성능을 향상 시키는데, 이는 공기와의 접촉면적 증대 때문이다.Third, the increase in width improves the cooling performance because of the increase in the contact area with air.

넷째, 표면적이 클수록 전류 밀도를 높일 수 있다.Fourth, the larger the surface area, the higher the current density.

다섯째, 단면적이 동일하다면, 표면적이 큰 버스바가 더 높은 허용 전류 및 전류 밀도를 가질 수 있다.Fifth, if the cross-sectional area is the same, a bus bar with a larger surface area may have higher allowable current and current density.

앞서, 알루미늄 소재의 단면적이 구리 소재의 단면적 보다 약 1.64배 더 커야만 구리 소재의 것과 발열량이 같아지게 된다고 설명하였다.Previously, it was explained that the cross-sectional area of the aluminum material must be about 1.64 times larger than that of the copper material so that the calorific value is equal to that of the copper material.

이는 도 7을 참조할 때, 알루미늄 버스바를 구리 버스바 대비 1.8배 단면적 증대 후 실시한 시험 결과로부터도 유사한 결론을 도출할 수 있다.Referring to FIG. 7 , similar conclusions can be drawn from the test results performed after increasing the cross-sectional area of the aluminum bus bar by 1.8 times that of the copper bus bar.

즉, 구리 버스바를 알루미늄 버스바로 대체할 때 단면적 증대를 하게 되면 동등 수준의 단락 효과를 가져올 수 있음을 의미한다.In other words, if the cross-sectional area is increased when replacing the copper bus bar with the aluminum bus bar, it means that an equivalent level of short-circuit effect can be obtained.

한편, 도 8을 참조하면, 동일 전류 인가 시 알루미늄 버스바가 구리 버스바에 유사한 수준으로 온도 상승이 됨을 확인할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 8 , when the same current is applied, it can be seen that the temperature of the aluminum bus bar is increased to a level similar to that of the copper bus bar.

보다 상세하게는, 도 9를 참조하면 단락 구조체(110)의 소재로서 구리인 것, 알루미늄을 단순 적용한 것, 알루미늄을 적용하되 단면적을 증대시킨 것, 3가지 경우를 동일한 전류를 인가하여 순차대로 실험한 결과를 나타낸다.More specifically, referring to FIG. 9 , three cases were sequentially tested by applying the same current to copper as the material of the short circuit structure 110 , simply applying aluminum, applying aluminum but increasing the cross-sectional area. shows a result.

먼저, 단락 구조체(110)의 소재로서 구리를 채용한 기존의 기술은 중량은 8.7g, 단락시간은 0.226초였으며, 단락의 이상은 없음으로 나타났다.First, the conventional technique employing copper as a material of the short-circuit structure 110 had a weight of 8.7 g and a short-circuit time of 0.226 seconds, indicating that there was no abnormality in the short circuit.

다음으로 단락 구조체(110)의 소재로서 알루미늄을 단순 채용한 경우, 즉, 단면적 변경 없이 앞선 구리재질의 크기와 동일한 것으로 실험한 결과이다.Next, when aluminum is simply employed as the material of the short-circuit structure 110 , that is, it is the result of an experiment with the same size as the previous copper material without changing the cross-sectional area.

이 때, 중량은 2.7g으로 구리 대비 6g 감소되었으며, 단락시간은 0.063초로 더 빠르게 나타났다.At this time, the weight was reduced by 6 g compared to copper to 2.7 g, and the short-circuit time was faster at 0.063 seconds.

그러나, 발열 문제가 발생될 것으로 예상된다.However, it is expected that a heat problem will occur.

다음으로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단면적이 증대된 알루미늄 소재를 적용한 경우, 즉, 단면적이 약 1.8배 증대시킨 상태의 알루미늄 소재의 단락 구조체(110)을 이용한 경우이다.Next, a case in which an aluminum material having an increased cross-sectional area according to a preferred embodiment of the present invention is applied, that is, a case in which the shorting structure 110 made of an aluminum material having an increased cross-sectional area by about 1.8 times is used.

이 경우, 중량은 단면적의 증대로 인해 4.8g으로 기존 구리 대비 3.9g 감소하였으나, 단락 시간은 기존 구리 소재와 대등한 수준인 0.201초로 나타났다.In this case, the weight was reduced by 3.9 g compared to the existing copper to 4.8 g due to the increase of the cross-sectional area, but the short-circuit time was found to be 0.201 seconds, which is comparable to the existing copper material.

다시말해, 단락시간은 구리 소재의 것과 유사하며, 발열량 역시 구리 소재의 것과 유사한 것으로 나타났다.In other words, the short-circuit time was similar to that of the copper material, and the calorific value was also similar to that of the copper material.

그럼에도 불구하고, 중량적 측면에서는 기존 구리 대비 크게 감소한 결과를 보여주었다.Nevertheless, in terms of weight, it showed a significantly reduced result compared to conventional copper.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 제1 연결부(111), 제2 연결부(112), 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114)의 중량 총합은 10그램 이하인 것이 바람직할 수 있다.On the other hand, it may be preferable that the total weight of the first connection part 111, the second connection part 112, the first short-circuit part 113 and the second short-circuit part 114 according to a preferred embodiment of the present invention is 10 grams or less. have.

또한, 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114) 중 적어도 하나의 폭은 3mm 이상 10mm 미만이며, 제1 연결부(111) 및 제2 연결부(112) 중 적어도 하나의 너비는 10mm 이상 50mm 미만이고, 제1 연결부(111) 및 제2 연결부(112) 중 적어도 하나의 두께는 0.5t 이상 3t 미만인 것이 바람직할 수 있다.In addition, the width of at least one of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 is 3 mm or more and less than 10 mm, and the width of at least one of the first connecting part 111 and the second connecting part 112 is 10 mm or more. It may be preferably less than 50 mm, and the thickness of at least one of the first connection part 111 and the second connection part 112 is 0.5t or more and less than 3t.

100 : 버스바
101 : 제1 전극 연결부
102 : 제1 연장부
103 : 제2 연장부
104 : 제2 전극 연결부
110 : 단락 구조체
111 : 제1 연결부
112 : 제2 연결부
113 : 제1 단락부
114 : 제2 단락부
200 : 배터리셀 모듈100: bus bar
101: first electrode connection part
102: first extension
103: second extension
104: second electrode connection part
110: short circuit structure
111: first connection part
112: second connection part
113: first paragraph
114: second paragraph
200: battery cell module

Claims (10)

일단에 제1 연장부(102)가 마련되고 타단에 제2 연장부(103)가 마련된 버스바 단락 구조체에 있어서,
상기 제1 연장부(102)의 단부에 연결된 제1 연결부(111) 및 상기 제2 연장부(103)의 단부에 연결된 제2 연결부(112);
서로 소정 거리 이격된 상기 제1 연결부(111) 및 상기 제2 연결부(112) 사이를 연결하는 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114); 를 포함하되,
상기 제1 단락부(113)가 상기 제1 연결부(111)에 연결되는 지점은 상기 제1 연결부(111)의 상단으로부터 소정 거리 지점이며,
상기 제1 단락부(113)의 타단이 상기 제2 연결부(112)에 연결된 지점은 상기 제2 연결부(112)의 상단에 연이은 측면지점이고,
상기 제2 단락부(114)의 일단은 상기 제1 연결부(111)의 하단과 연이은 측면에서부터 연장되고, 상기 제2 단락부(114)의 타단은 상기 제2 연결부(112)의 하단으로부터 소정 거리 상승된 측면에 연결된 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
In the bus bar shorting structure in which the first extension 102 is provided at one end and the second extension 103 is provided at the other end,
a first connector 111 connected to an end of the first extension 102 and a second connector 112 connected to an end of the second extension 103;
a first shorting part 113 and a second shorting part 114 connecting between the first connecting part 111 and the second connecting part 112 spaced apart from each other by a predetermined distance; including,
A point at which the first short circuit part 113 is connected to the first connection part 111 is a point a predetermined distance from the upper end of the first connection part 111,
A point where the other end of the first short circuit part 113 is connected to the second connection part 112 is a side point consecutive to the upper end of the second connection part 112,
One end of the second short-circuiting part 114 extends from a side continuous with the lower end of the first connecting part 111 , and the other end of the second short-circuiting part 114 is a predetermined distance from the lower end of the second connecting part 112 . characterized in that it is connected to the raised side,
busbar short circuit structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1 단락부(113) 또는 상기 제2 단락부(114) 중 적어도 어느 하나의 중앙부는 상기 제1 연결부(111) 혹은 상기 제2 연결부(112)와 경사를 이루는 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
According to claim 1,
At least one central part of the first short-circuiting part 113 or the second short-circuiting part 114 is characterized in that it forms an inclination with the first connecting part 111 or the second connecting part 112,
busbar short circuit structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1 단락부(113) 또는 상기 제2 단락부(114) 중 적어도 어느 하나의 단부는 상기 제1 연장부(102) 또는 상기 제2 연장부(103)와 나란한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
According to claim 1,
At least one end of the first short-circuit part 113 or the second short-circuit part 114 extends in a direction parallel to the first extension part 102 or the second extension part 103 doing,
busbar short circuit structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1 단락부(113) 또는 상기 제2 단락부(114) 중 적어도 어느 하나는 Z 자 형상인 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
According to claim 1,
At least one of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 is characterized in that it has a Z-shape,
busbar short circuit structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1 단락부(113)와 제2 단락부(114)는 서로 소정간격 이격된 채로 형성된 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
According to claim 1,
The first shorting part 113 and the second shorting part 114 are formed while being spaced apart from each other by a predetermined distance,
busbar short circuit structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1 단락부(113) 및 상기 제2 단락부(114) 사이에는 틈새공간이 마련된 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
According to claim 1,
Characterized in that a gap space is provided between the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114,
busbar short circuit structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1 단락부(113) 및 제2 단락부(114)의 두께나 재질은 서로 동일한 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
According to claim 1,
The thickness or material of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 is characterized in that it is the same as each other,
busbar short circuit structure.
 제7항에 있어서,
상기 제1 단락부(113) 및 상기 제2 단락부(114)의 재질은 알루미늄인 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
8. The method of claim 7,
The material of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 is characterized in that aluminum,
busbar short circuit structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1 연결부(111), 상기 제2 연결부(112), 상기 제1 단락부(113) 및 상기 제2 단락부(114)의 중량 총합은 10그램 이하인 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
According to claim 1,
The total weight of the first connection part 111, the second connection part 112, the first short-circuit part 113 and the second short-circuit part 114 is 10 grams or less,
busbar short circuit structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1 단락부(113) 및 상기 제2 단락부(114) 중 적어도 하나의 폭은 3mm 이상 10mm 미만이며,
상기 제1 연결부(111) 및 상기 제2 연결부(112) 중 적어도 하나의 너비는 10mm 이상 50mm 미만이고,
상기 제1 연결부(111) 및 상기 제2 연결부(112) 중 적어도 하나의 두께는 0.5t 이상 3t 미만인 것을 특징으로 하는,
버스바 단락 구조체.
According to claim 1,
The width of at least one of the first short-circuiting part 113 and the second short-circuiting part 114 is 3 mm or more and less than 10 mm,
The width of at least one of the first connection part 111 and the second connection part 112 is 10mm or more and less than 50mm,
At least one of the first connection part 111 and the second connection part 112 has a thickness of 0.5t or more and less than 3t,
busbar short circuit structure.
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