KR20210113843A

KR20210113843A - 레이아웃 형성이 용이한 케이블 연결 구조체

Info

Publication number: KR20210113843A
Application number: KR1020200029091A
Authority: KR
Inventors: 윤하경; 황성택
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-09-17

Abstract

본 발명에 따른 케이블 연결 구조체는, 단일 가닥 형태에서 복수 가닥 형태로 연장되는 케이블; 상기 복수 가닥 형태로 연장되는 케이블의 단부들에 각각 연결되는 복수 개의 링 터미널들; 상기 복수 개의 링 터미널들과 고정 결합되는 허브 플레이트; 및 절연성 재질로 형성되고, 상기 복수 개의 링 터미널과 상기 허브 플레이트를 사이에 두고 상하로 결합되는 바틈 커버와 탑 커버를 포함할 수 있다.

Description

레이아웃 형성이 용이한 케이블 연결 구조체{Cable connection structure for easy layout}

본 발명은 케이블 연결 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, SQ가 큰 케이블의 장력 문제를 개선하여 레이아웃을 용이하게 할 수 있는 케이블 연결 구조체에 관한 것이다.

최근 이차전지는 휴대폰, PDA, 노트북 등의 소형 첨단 전자기기 분야뿐만 아니라 에너지 저장 시스템(ESS), 전기 자동차, 하이브리드 자동차의 동력원으로 널리 사용되고 있다.

현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 단위 이차전지 셀은 작동 전압이 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 전기 자동차와 같이 높은 출력 전압과 용량이 요구되는 기기에는 이차전지 셀들을 직/병렬 연결하여 구성한 배터리 모듈을 다시 직병렬 연결하여 구성한 배터리 팩이 사용되고 있다.

상기 배터리 팩은 이차전지와 배터리 모듈을 지지하기 위한 구조물과, 배터리 모듈들 사이를 전기적으로 연결하고 신호를 전달하기 위한 고전압 케이블과 버스바, 온도 관리를 위한 냉각장치, 배터리 팩의 이상 시 전원을 차단하기 위한 파워 릴레이 조립체, 이차전지들의 작동 상태를 실시간으로 감지하고 제어하기 위한 BMS 등을 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 전기 자동차용 배터리 팩은 대게 차량의 뒷좌석 하부 차체 또는 트렁크 공간에 설치되기 때문에 탑재하는 데 공간 제약이 많이 따른다. 이로 인해, 차종에 따라 미리 맞춤 설계한 형상과 볼륨을 갖는 배터리 팩 케이스에 다수의 배터리 모듈들과 각종 전장 부품들을 매우 높은 밀집도로 수납한다. 그리고 상기 다수의 배터리 모듈들 또는 배터리 모듈들과 전장 부품들을 전기적으로 연결하는데 다수의 버스바 및/또는 케이블(와이어) 등을 사용한다.

여기서 상기 케이블(1)은 고전압/고전류 허용이 가능한 것이어야 하기 때문에 SQ가 큰 고전압 케이블이 사용된다. 그런데 50SQ 이상의 케이블의 경우 장력이 너무 커서 레이아웃이 쉽지 않은 단점이 있다. 이를테면, 단면적(또는 직경)이 큰 케이블은 접속 상대물의 위치 관계에 따라 작업자가 상기 케이블의 일부분을 큰 각도로 휘게 하거나 방향을 틀기가 쉽지 않은데, 배터리 모듈들이 밀집한 배터리 팩 내부 공간에서는 더욱 그러하다.

또한, 일 예로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 케이블(1)은 그 끝단에 링 터미널(2)이 부착된 부분에 대한 기구적 고정 및 전기적 절연을 유지시켜 주는 마땅한 수단 없이 제공되는 예가 많다. 이 경우 약간의 충격에도 케이블(1)과 링 터미널(2)이 분리될 수 있고 전기적 안전성에도 문제가 생길 소지가 크다.

이에 SQ가 큰 케이블의 장력 문제를 해소할 수 있고, 더불어 링 터미널과 케이블 간의 기계적 고정성을 확보와 전기적 절연성을 확보할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

한국 공개특허공보 제10-2016-0054995호 (2016.05.17.) 현대자동차주식회사

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, SQ (또는 직경)가 큰 케이블의 장력 문제를 해소하고 레이아웃을 용이하게 할 수 있는 케이블 연결 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명은 터미널의 기구적 보호와 전기적 절연을 확보할 수 있는 케이블 연결 구조체를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 단일 가닥 형태에서 복수 가닥 형태로 연장되는 케이블; 상기 복수 가닥 형태로 연장되는 케이블의 단부들에 각각 연결되는 복수 개의 링 터미널들; 상기 복수 개의 링 터미널들과 고정 결합되는 허브 플레이트; 및 절연성 재질로 형성되고, 상기 복수 개의 링 터미널과 상기 허브 플레이트를 사이에 두고 상하로 결합되는 바틈 커버와 탑 커버를 포함하는 케이블 연결 구조체가 제공될 수 있다.

상기 케이블은 단일 가닥 형태로 제공되는 메인 케이블과, 상기 메인 케이블에서 두 가닥으로 나누어져 굵기가 작아진 제1 서브 케이블과 제2 서브 케이블을 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 링 터미널들은 상기 제1 서브 케이블의 단부에 연결되는 제1 링 터미널과, 상기 제2 서브 케이블의 단부에 연결되는 제2 링 터미널을 포함할 수 있다.

상기 허브 플레이트는, 삼각 구도를 형성하는 제1 통공, 제2 통공, 제3 통공을 구비하고, 상기 제1 통공과 상기 제1 링 터미널의 단부에 형성되는 제1 홀, 그리고 상기 제2 통공과 상기 제2 링 터미널의 단부에 형성되는 제2 홀에 각각 볼트 체결이 이루어지고, 상기 제3 통공은 상기 바틈 커버에 형성된 바틈홀과 일치하여 상기 바틈 커버의 외부와 연통할 수 있다.

상기 허브 플레이트는, 상기 제3 통공이 형성되어 있는 센터부;와 상기 센터부에서 양 갈래로 서로 나란히 연장되어 있는 제1 브렌치부;와 제2 브렌치부;를 포함하고, 상기 제1 통공은 상기 제1 브렌치부에 형성되어 있고, 상기 제2 통공은 상기 제2 브렌치부에 형성될 수 있다.

상기 바틈 커버는, 상기 제1 브렌치부와 상기 제2 브렌치부가 배치되는 영역에서 하부 방향으로 볼록하게 형성되고, 상기 볼트에서 헤드 부분이 수용되는 내부 공간을 구비하는 볼트 홀딩박스부를 포함할 수 있다.

상기 볼트는 스크류 부분이 상기 헤드 부분에서 수직 방향으로 연장되어 상기 제1 통공과 상기 제1 홀 또는 상기 제2 통공과 상기 제2 홀을 통과하고, 너트부재와 결합할 수 있다.

상기 바틈 커버는 양 갈래로 갈라진 상기 제1 브렌치부와 상기 제2 브렌치부의 틈새를 통해 수직 방향으로 돌출된 격벽;과 상기 격벽의 적어도 일면에 수평 방향으로 돌출 형성된 이탈방지 돌기를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 링 터미널들 각각은, 납짝한 형태로 마련되는 금속판과, 상기 금속판의 일단에 파이프 형태로 결합된 소켓부를 포함하며, 상기 소켓부가 상기 케이블의 단부에 피복이 벗겨진 심선을 감싸도록 삽입 및 압착될 수 있다.

상기 소켓부를 전후로 하여, 상기 금속판의 일부와 상기 케이블의 일부를 일체로 감싸는 절연성과 신축성을 갖는 압박 튜브를 더 포함할 수 있다.

상기 바틈 커버는 그 양쪽 측면부 외측 벽면에 마련되는 걸림턱을 포함하고,

상기 탑 커버는 그 양쪽 측면부 외측 벽면에 상기 걸림턱과 걸림 결합 및 결합 해제 가능하게 마련되는 걸림공을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 하나 이상의 케이블 연결 구조체를 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 단일 가닥의 케이블이 상대적으로 SQ가 작은 복수 가닥으로 나누어져 있어 케이블에 가해지는 장력이 줄어듦에 따라 (배터리 팩 내부에서) 레이아웃 형성이 용이한 케이블 연결 구조체가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 케이블 연결 구조체는, 나누어져 연장되는 각각의 케이블들의 끝부분을 한 지점에 합쳐서 고정시킬 수 있는 허브 플레이트와, 터미널 부분들을 고정 및 보호할 수 있는 커버와 압착 튜브를 포함하고 있어 다중 케이블의 고정, 기구적 보호 및 전기적 절연성을 일체 확보할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 실시예로부터 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 케이블과 케이블의 끝단에 장착된 링 터미널을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 연결 구조체의 사시도이다.
도 3은 도 2의 케이블 연결 구조체의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 케이블과 링 터미널의 조립 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에서 탑 커버를 분리한 도면이다.
도 6은 도 5의 일부분을 절개한 사시도이다.
도 7은 도 5의 케이블 연결 구조체의 저면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 연결 구조체의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 케이블 연결 구조체(100)는 배터리 팩 내부에서 배터리 모듈들 사이 또는 배터리 모듈과 릴레이 등과 같은 제어 장치에 고전압, 대전류를 전송하기 위한 수단으로 사용될 수 있다. 물론, 상기 케이블 연결 구조체는 전자전기 장치 사이를 전기적으로 연결하고 신호를 전달하기 위한 것이므로 배터리 팩이외 다른 기계, 기구, 장치에 사용될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 연결 구조체의 사시도이고, 도 3은 도 2의 케이블 연결 구조체의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 케이블과 링 터미널의 조립 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 연결 구조체(100)는 케이블(10), 복수 개의 링 터미널(20)들, 허브 플레이트(30), 절연성 소재의 바틈 커버(40)와 탑 커버(50)를 포함한다.

상기 케이블(10)은 구리 재질의 심선과 상기 심선을 피복한 것으로, 그 굵기는 고전압/대전류을 허용할 수 있는 SQ 규격을 갖도록 마련될 수 있다. 예컨대, 상기 케이블(10)의 굵기는 50SQ (mm²)이상일 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 케이블(10)은 단일 가닥 형태로 연장되다가 특정 지점에서 여러 갈래로 나누어져 복수 가닥 형태로 끝까지 연장되는 형태로 마련될 수 있다.

구체적으로 본 실시예의 케이블(10)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 단일 가닥 형태로 제공되는 메인 케이블(11)과 상기 메인 케이블(11)에서 2가닥으로 나누어져 굵기가 상기 메인 케이블(11)보다 더 작아지는 제1 서브 케이블(12)과 제2 서브 케이블(13)을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 메인 케이블(11)이 60SQ 라고 하면, 상기 제1 서브 케이블(12)과 상기 제2 서브 케이블(13)은 SQ가 60SQ의 절반 이하일 수 있다. 이처럼 SQ가 작아진 제1 및 제2 서브 케이블(13)은 그에 가해지는 장력이 메인 케이블(11)보다 줄어듦에 따라 레이아웃이 더 수월해 질 수 있다. 예컨대, 케이블(10) 경로 형성에 있어 구조물의 단차 형상 또는 장애물 때문에 케이블(10)의 경로를 틀어야 할 때, 메인 케이블(11)은 그에 걸리는 장력이 커서 경로 변경이 쉽지 않으나 그보다 SQ가 작은 제1 및 제2 서브 케이블(12,13)은 경로 형성이 휠씬 수월하다.

참고로, 도 2는 케이블(10)의 한쪽 끝 부분만 도시한 것인데, 케이블(10)의 다른 쪽 끝 부분도 동일하게 구성될 수 있다. 다만, 이는 선택 사항으로 케이블(10)의 한쪽 끝 부분은 복수 가닥 형태로 하고 케이블(10)의 다른 쪽 끝 부분은 한 가닥 형태로 해도 좋다.

복수 개의 링 터미널(20)들은 복수 가닥 형태로 연장된 케이블(10)의 단부들에 각각 연결되는 것으로, 후술할 허브 플레이트(30)에 케이블(10)의 접속 내지 체결을 쉽게 하는 수단이라 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 케이블(10)은 끝 부분이 이중 가닥 형태로 연장되는 제1 서브 케이블(12)과 제2 서브 케이블(13)을 포함하고 있음으로, 이에 대응하여 상기 복수 개의 링 터미널(20)들은 제1 서브 케이블(12)의 단부에 연결되는 제1 링 터미널(21)과, 제2 서브 케이블(13)의 단부에 연결되는 제2 링 터미널(22)로 구성될 수 있다. 본 실시예와 달리, 케이블(10)이 3중 가닥 이상으로 갈라진 것이라면, 상기 복수 개의 링 터미널들은 3개 이상의 단위 링 터미널로 구성될 수 있다.

도 4를 참조하여 링 터미널(20)의 구성을 살펴보면, 상기 링 터미널(20)은 플레이트 형태로 마련되는 금속판(21a,22a)과 상기 금속판(21a,22a)의 일단에 파이프 형태로 결합된 소켓부(21c,22c)를 포함할 수 있다. 상기 소켓부(21c,22c)는 피복을 벗겨 놓은 제1 및 제2 서브 케이블(12,13)의 심선을 감싸도록 상기 심선에 장착된 후 압착될 수 있다. 이 상태에서 용접을 추가로 실시해도 좋다.

그리고 상기 소켓부(21c,22c)를 전후로 하여, 금속판(21a,22a)의 일부와 제1 및 제2 서브 케이블(12,13)의 일부를 일체로 감싸는 압박 튜브(60)가 더 장착될 수 있다. 상기 압박 튜브(60)는 절연성과 신축성을 구비한 것으로 금속판(21a,22a)과 케이블(10) 연결 부위의 전기 절연성을 확보하고 고정성을 보강하는 역할을 한다. 이러한 압박 튜브(60)로, 예컨대 고무 튜브나 실리콘 튜브등이 채용될 수 있다.

허브 플레이트(30)는 복수 개의 링 터미널(20)들을 한 곳에 모아 고정할 수 있는 장소를 형성하는 수단이라 할 수 있다.

도 3과 도 5를 같이 참조하면, 상기 허브 플레이트(30)와 상기 복수 개의 링 터미널(20)들은 상호 볼팅 방식으로 고정될 수 있다. 이를 위해 본 실시예의 허브 플레이트(30)는 제1 통공(32a), 제2 통공(33a), 제3 통공(31a)을 구비하고, 이들은 삼각 구도로 배치될 수 있다.

상기 제1 내지 제3 통공(31a)은 각각 볼팅 포인트에 해당하는 곳으로, 상기 제1 통공(32a)과 상기 제2 통공(33a)은 2개의 링 터미널(20)들을 고정하기 위한 볼팅 포인트이고 제3 통공(31a)은 허브 플레이트(30)를 배터리 모듈(미도시)의 단자에 고정하기 위한 볼팅 포인트이다.

구체적으로, 상기 허브 플레이트(30)는 대략 삼각 판상체 형상으로 마련될 수 있으며, 삼각 판상체에서 일측 꼭지점 영역에 해당하는 센터부(31)와 상기 센터부를 기준으로 양 갈래로 서로 나란히 연장되는 제1 브렌치부(32)와 제2 브렌치부(33)를 포함한다. 상기 제1 통공(32a)과 상기 제2 통공(33a)은 상기 제1 브렌치부(32)의 단부와 제2 브렌치부(33)의 단부에 구비되고, 상기 제3 통공(31a)은 상기 센터부(31)에 구비된다.

그리고 제1 링 터미널(21)의 금속판(21a,22a)의 단부에는 상기 제1 통공(32a)에 대응하는 제1 홀(21b)이 구비되고, 제2 링 터미널(22)의 금속판(21a,22a)의 단부에는 상기 제2 통공(33a)에 대응하는 제2 홀(22b)이 구비된다.

상기 제1 브렌치부(32)의 제1 통공(32a)과 상기 제1 링 터미널(21)의 제1 홀(21b)에 볼트(B1)를 끼우고 너트부재(N1)로 조여서 제1 브렌치부(32) 위에 제1 링 터미널(21)을 대면 접촉한 상태로 고정시킬 수 있다. 마찬가지로 상기 제2 브렌치부(33)의 제2 통공(33a)과 상기 제2 링 터미널(22)의 제2 홀(22b)에 다른 볼트(B2)를 끼우고 다른 너트부재(N2)로 조여서 제2 브렌치부(33) 위에 제2 링 터미널(22)을 대면 접촉한 상태로 고정시킬 수 있다.

바틈 커버(40)와 탑 커버(50)는 상기 허브 플레이트(30)와 상기 복수의 링 터미널(20)들의 기구적 보호와 전기적 절연을 유지하도록 하는 역할을 담당한다.

상기 바틈 커버(40)와 탑 커버(50)는 상기 복수 개의 링 터미널(20)과 상기 허브 플레이트(30)를 사이에 두고 상하로 서로 결합 및 결합해제 가능하고, 상호 결합한 상태에서 상기 허브 플레이트(30)와 복수의 링 터미널(20)들을 일체로 수납할 수 있는 내부 공간을 구비하도록 마련될 수 있다. 이러한 바틈 커버(40)와 탑 커버(50)는 절연성 소재로서, 예컨대 플라스틱 사출 성형으로 제작될 수 있다.

도 3 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 바틈 커버(40)는 상기 허브 플레이트(30)의 하부에 위치하여 상기 허브 플레이트(30)의 하부를 지지하는 지지부(41)와, 상기 허브 플레이트(30)에서 링 터미널(20)들이 연결되는 부위를 제외한 나머지 가장자리 부분들과 밀착되는 내측 벽면(42)을 포함한다. 이러한 바틈 커버(40)는 삼각 판상체 형태의 허브 플레이트(30)의 하부와 가장자리 둘레를 커버하고 외부충격 등으로부터 보호하는 역할을 할 수 있다.

또한, 상기 바틈 커버(40)는 격벽(43)과, 이탈방지 돌기(44)를 더 포함할 수 있다.

상기 격벽(43)은 상기 지지부(41)의 가운데 영역에 마련될 수 있다. 이러한 격벽(43)은, 허브 플레이트(30)를 상기 지지부(41)에 안착하였을 때, 양 갈래로 갈라진 상기 제1 브렌치부(32)와 상기 제2 브렌치부(33)의 틈새를 통해 수직 방향으로 돌출될 수 있다.

이 같은 본 발명의 구성에 따르면, 허브 플레이트(30)를 바틈 커버(40)에 조립할 때 상기 격벽(43)이 조립 가이드로 작용할 수 있으며, 조립 후의 허브 플레이트(30)는 격벽(43)과 내측 벽면(42)에 의해 구속됨으로써 유동이 저지될 수 있다.

또한, 제1 링 터미널(21)과 제2 링 터미널(22)이 상기 격벽(43)을 기준으로 양쪽으로 구획된 지정 공간에 자리 배치됨으로써 서로 나란히 바로 놓인 상태로 볼트 체결이 이루어질 수 있다.

다시 말하면, 바틈 커버(40)에 대한 제1 서브 케이블(12)과 제2 서브 케이블(13)의 접속 각도가 서로 상이한 경우라도, 바틈 커버(40) 내부의 격벽(43)과 내측 벽면(42)이 제1 링 터미널(21)과 제2 링 터미널(22)이 서로 나란히 배치되게 잡아주는 작용을 한다. 따라서 제1 서브 케이블(12) 또는 제2 서브 케이블(13)의 장력에 의해 상기 제1 링 터미널(21) 또는 상기 제2 링 터미널(22)이 바틈 커버(40) 내부에서 방향이 틀어지지 않게 되어 있어 조립 및 고정이 수월해질 수 있다.

이탈방지 돌기(44)는 허브 플레이트(30)가 바틈 플레이트의 지지부(41)에서 수직 방향으로 이탈하지 못하도록 허브 플레이트(30)를 상부에서 하부 방향으로 누르는 역할을 하도록 마련될 수 있다.

본 실시예에서 상기 이탈방지 돌기(44)는 상기 격벽(43)과 내측 벽면(42)에 구비되고, 각각 수평 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 상기 격벽(43)의 일면과 타면에 각각 하나씩의 2개의 이탈방지 돌기(44)가 서로 대칭적으로 구비될 수 있고, 내측 벽면(42) 중 서로 대칭적 위치에 하나씩 2개의 이탈방지 돌기(44)가 구비될 수 있다. 상기 이탈방지 돌기(44)는 삼각블록 형상으로 위에서 아래로 향하는 경사면을 구비한다. 허브 플레이트(30)는 이러한 이탈방지 돌기(44)의 경사면을 타고 바틈 커버(40)의 지지부(41)에 배치될 수 있다. 이렇게 바틈 커버(40)의 지지부(41)에 배치된 허브 플레이트(30)는 그 상부 방향에 위치한 이탈방지 돌기(44)들로 인해 수직 방향으로 이탈이 제한된다.

따라서 허브 플레이트(30)는 바틈 커버(40)의 격벽(43)과 내측 벽면(42)에 의해 수평 방향으로도 유동이 제한되는 것과 더불어, 상기 이탈방지 돌기(44)에 의해 수직 방향으로 유동이 제한되게 되어 있어 바틈 커버(40) 내부에 안정적으로 위치할 수 있다.

한편, 상기 바틈 커버(40)는 볼트 홀딩박스부(45)를 더 포함한다. 상기 볼트 홀딩박스부(45)는 바틈 커버(40) 내에 볼트(B1,B2)들을 홀딩시켜 놓기 위한 장소이다.

상기 볼트 홀딩박스부(45)는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 브렌치부(32)와 제2 브렌치부(33)가 배치되는 영역에서 하부 방향으로 내부 공간을 갖도록 볼록하게 형성될 수 있고, 상기 내부 공간에는 상기 볼트(B1,B2)에서 헤드 부분이 홀딩되게 수용될 수 있다. 즉, 상기 볼트(B1,B2)는 헤드 부분만 상기 볼트 홀딩박스부(45) 속에 형합되어 고정되고 스크류 부분은 헤드 부분에서 수직 방향으로 연장되어 지지부(41)의 상부로 노출될 수 있다. 예컨대, 이같이 볼트(B1,B2)가 장착된 바틈 커버(40)는 인서트 사출 공법에 의해 제작될 수 있다.

이어서 다시 도 3과 함께 도 8을 참조하여 상기 바틈 커버(40) 내에서 상기 허브 플레이트(30)와 상기 제1 및 제2 링 터미널(21,22)의 조립 방법을 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 바틈 커버(40)에 허브 플레이트(30)를 조립한다. 이때, 허브 플레이트(30)의 제3 통공(31a)은 바틈 커버(40)에 형성된 바틈홀(41a)과 일치하도록 하고, 제1 브렌치부(32)의 제1 통공(32a)과 제2 브렌치부(33)의 제2 통공(33a)은 바틈 커버(40)의 지지부(41) 위에 노출되어 있는 2개의 볼트(B1,B2) 스크류에 끼워 넣어지도록 한다.

그 다음, 제1 링 터미널(21)과 제2 링 터미널(22)을 각각 제1 브렌치부(32)와 제2 브렌치부(33)에 포개면서 상기 2개의 볼트(B1,B2) 스크류가 제1 홀(21b)과 제2 홀(22b)에 끼워지도록 한다.

그 다음, 볼트(B1,B2) 스크류의 상단에 너트부재(N1,N2)를 조여 상기 제1 링 터미널(21)과 상기 제2 링 터미널(22)을 허브 플레이트(30)에 견고하게 고정하면 된다.

한편, 본 발명에 따른 케이블 연결 구조체(100)로 연결하고자 하는 배터리 모듈의 단자(B3)는 바틈 커버(40)의 바틈홀(41a)과 제3 통공(31a)을 통해 상기 바틈 커버(40) 내부로 삽입될 수 있고, 그 상단이 너트부재로 조여져 허브 플레이트(30)의 센터부(31)에 연결될 수 있다. 이처럼 허브 플레이트(30)를 중심으로 제1 및 제2 링 터미널(21,22) 그리고 배터리 모듈의 단자(B3)가 볼트 체결될 수 있다.

탑 커버는 상기 제1 및 제2 링 터미널(21,22)과 허브 플레이트(30)를 모두 커버할 수 있도록 상기 바틈 커버(40)의 상부에 결합될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 본 실시예의 탑 커버(50)는 바틈 커버(40)와 대응하도록 대략 삼각 형상으로 마련되고, 그 양쪽 외측 벽면에 걸림공(57)이 구비될 수 있다. 그리고 상기 걸림공(57)과 걸림 결합 및 걸림 결합해제 될 수 있는 걸림턱(47)은 바틈 커버(40)의 양쪽 외측 벽면에서 돌출되게 마련될 수 있다.

본 실시예는 걸림턱(47)과 걸림공(57)을 채용하여 바틈 커버(40)와 탑 커버(50)가 상호 간 결합 및 분리될 수 있게 구성하였으나, 대안적 실시예로 바틈 커버(40)와 탑 커버(50)가 힌지 타입으로 개폐될 수 있게 구성할 수도 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같은, 본 발명에 따른 케이블 연결 구조체(100)의 구성과 작용에 의하면, 메인 케이블(11)이 50SQ 이상의 큰 단면적으로 갖더라도 배터리 팩 내에서 터미널 연결 부위의 레이아웃을 쉽게 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 케이블 연결 구조체(100)는 허브 플레이트(30)와 제1 및 제2 링 터미널(22)이 바틈 커버(40)와 탑 커버(50) 그리고 압박 튜브(60)에 의해 견고하게 고정 및 보호될 수 있도록 구성되어 있어 내충격성과 전기적 안전성이 높다.

한편, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상술한 하나 이상의 케이블 연결 구조체와 2개 이상의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩은 각 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면, BMS, 릴레이, 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 배터리 팩은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 물론, 상기 배터리 모듈 내지 배터리 팩은 전력 저장장치 또는 기타 IT 제품군 등에 적용될 수도 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 명세서에서 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

10 : 케이블 11 : 메인 케이블
12 : 제1 서브 케이블 13 : 제2 서브 케이블
21 : 제1 링 터미널 21b : 제1 홀
22 : 제2 링 터미널 22b : 제2 홀
30 : 허브 플레이트 31 : 센터부
31a : 제1 통공 32 : 제1 브렌치부
32a : 제2 통공 33 : 제2 브렌치부
40 : 바틈 커버 41 : 지지부
41a : 바틈홀 42 : 내측 벽면
43 : 격벽 44 : 이탈방지 돌기
45 : 볼트 홀딩박스부 47 : 걸림턱
50 : 탑 커버 57 : 걸림공
60 : 압박 튜브

Claims

단일 가닥 형태에서 복수 가닥 형태로 연장되는 케이블;
상기 복수 가닥 형태로 연장되는 케이블의 단부들에 각각 연결되는 복수 개의 링 터미널들;
상기 복수 개의 링 터미널들과 고정 결합되는 허브 플레이트; 및
절연성 재질로 형성되고, 상기 복수 개의 링 터미널과 상기 허브 플레이트를 사이에 두고 상하로 결합되는 바틈 커버와 탑 커버를 포함하는 케이블 연결 구조체.
제1항에 있어서,
상기 케이블은 단일 가닥 형태로 제공되는 메인 케이블과, 상기 메인 케이블에서 두 가닥으로 나누어져 굵기가 작아진 제1 서브 케이블과 제2 서브 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제2항에 있어서,
상기 복수 개의 링 터미널들은 상기 제1 서브 케이블의 단부에 연결되는 제1 링 터미널과, 상기 제2 서브 케이블의 단부에 연결되는 제2 링 터미널을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제3항에 있어서,
상기 허브 플레이트는,
삼각 구도를 형성하는 제1 통공, 제2 통공, 제3 통공을 구비하고,
상기 제1 통공과 상기 제1 링 터미널의 단부에 형성되는 제1 홀, 그리고 상기 제2 통공과 상기 제2 링 터미널의 단부에 형성되는 제2 홀에 각각 볼트 체결이 이루어지고,
상기 제3 통공은 상기 바틈 커버에 형성된 바틈홀과 일치하여 상기 바틈 커버의 외부와 연통하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제4항에 있어서,
상기 허브 플레이트는,
상기 제3 통공이 형성되어 있는 센터부;와 상기 센터부에서 양 갈래로 서로 나란히 연장되어 있는 제1 브렌치부;와 제2 브렌치부;를 포함하고,
상기 제1 통공은 상기 제1 브렌치부에 형성되어 있고, 상기 제2 통공은 상기 제2 브렌치부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제5항에 있어서,
상기 바틈 커버는,
상기 제1 브렌치부와 상기 제2 브렌치부가 배치되는 영역에서 하부 방향으로 볼록하게 형성되고, 상기 볼트에서 헤드 부분이 수용되는 내부 공간을 구비하는 볼트 홀딩박스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제6항에 있어서,
상기 볼트는 스크류 부분이 상기 헤드 부분에서 수직 방향으로 연장되어 상기 제1 통공과 상기 제1 홀 또는 상기 제2 통공과 상기 제2 홀을 통과하고, 너트부재와 결합하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제5항에 있어서,
상기 바틈 커버는 양 갈래로 갈라진 상기 제1 브렌치부와 상기 제2 브렌치부의 틈새를 통해 수직 방향으로 돌출된 격벽;과 상기 격벽의 적어도 일면에 수평 방향으로 돌출 형성된 이탈방지 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 링 터미널들 각각은, 납짝한 형태로 마련되는 금속판과, 상기 금속판의 일단에 파이프 형태로 결합된 소켓부를 포함하며,
상기 소켓부가 상기 케이블의 단부에 피복이 벗겨진 심선을 감싸도록 삽입 및 압착된 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제9항에 있어서,
상기 소켓부를 전후로 하여, 상기 금속판의 일부와 상기 케이블의 일부를 일체로 감싸는 절연성과 신축성을 갖는 압박 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제1항에 있어서,
상기 바틈 커버는 그 양쪽 측면부 외측 벽면에 마련되는 걸림턱을 포함하고,
상기 탑 커버는 그 양쪽 측면부 외측 벽면에 상기 걸림턱과 걸림 결합 및 결합 해제 가능하게 마련되는 걸림공을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 구조체.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 케이블 연결 구조체를 포함하는 배터리 팩.