KR20210127508A - Battery pack with auto disconnect bus bar - Google Patents

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KR20210127508A
KR20210127508A KR1020200045480A KR20200045480A KR20210127508A KR 20210127508 A KR20210127508 A KR 20210127508A KR 1020200045480 A KR1020200045480 A KR 1020200045480A KR 20200045480 A KR20200045480 A KR 20200045480A KR 20210127508 A KR20210127508 A KR 20210127508A
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민경춘
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

The present invention relates to a battery pack including: a plurality of battery modules having an external terminal to automatically release electrical contact with the external terminal of the battery module when an abnormality such as heat generation occurs; and a bus bar which electrically connects the external terminal provided in each adjacent battery module, wherein the bus bar includes: a case; a terminal assembly including a terminal positioned inside the case and coming in electrical contact with the external terminal, and a terminal frame coupled to the terminal and having a hole through which the external terminal is inserted into the terminal; and a support unit in which one side is coupled to the terminal frame and the other side is coupled to the case.

Description

자동 분리 버스 바를 포함하는 배터리 팩{Battery pack with auto disconnect bus bar}Battery pack with auto disconnect bus bar

본 발명은 형상기억 합금을 적용하여 이상 온도 발생 시 버스 바와 모듈의 전류 흐름을 차단할 수 있는 신규한 구조의 버스 바에 관한 것이다. The present invention relates to a bus bar having a novel structure that can block the current flow of the bus bar and module when an abnormal temperature occurs by applying a shape memory alloy.

휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 및 에너지 저장 시스템(ESS) 등에 적용되고 있다. As technology development and demand for mobile devices such as cell phones, laptops, camcorders, and digital cameras increase, technologies related to rechargeable batteries that can be charged and discharged are becoming active. In addition, secondary batteries are alternative energy sources for fossil fuels that cause air pollutants, such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (P-HEVs), and energy storage systems (ESSs). applied, etc.

에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)란 대용량의 과잉 생산된 전력을 배터리에 저장했다가, 필요 시 전력을 다시 끌어내 사용할 수 있도록 하는 장치로, 신재생에너지 발전과 연계하여 전력의 품질을 일정하게 유지하고, 전력 사용량이 낮은 시간에 전력을 저장하고 전력 수요가 높아질 때 저장된 전력을 사용함으로써 전력 사용의 효율을 증가시키는 역할 등을 하고 있다. 이러한 ESS는 크게 그리드 시스템 ESS, 무정전전원장치(UPS), 가정용 ESS 등으로 나눌 수 있다. An energy storage system (ESS) is a device that stores a large amount of excessively produced power in a battery and then draws it back for use when necessary. It plays a role in increasing the efficiency of power use by storing power when power usage is low and using the stored power when power demand is high. These ESSs can be broadly divided into grid system ESS, uninterruptible power supply (UPS), and home ESS.

현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.0V ~ 5.0V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 셀 모듈 어셈블리를 구성하기도 하며, 또한 셀 모듈 어셈블리를 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 직렬이나 병렬로 연결하여 배터리 모듈을 구성할 수도 있으며, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 추가적인 구성요소를 부가하여 배터리 팩을 제작하는 것이 일반적이다.Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and the like. The operating voltage of the unit secondary battery cell, that is, the unit battery cell, is about 2.0V to 5.0V. Therefore, when a higher output voltage is required, a plurality of battery cells may be connected in series to form a cell module assembly, and the cell module assembly may be connected in series or parallel according to the required output voltage or charge/discharge capacity. A battery module may be configured, and it is common to manufacture a battery pack by adding additional components using at least one battery module.

그러나, 리튬 이차전지는 과열에 의한 폭발 위험성이 있어서 안전성을 확보하는 것이 중요한 과제 중의 하나이다. 이러한 과열은 여러 가지 원인에서 발생하는데, 그 중 하나가 리튬 이차전지에 과전류가 흐르는 경우를 들 수 있다. 과전류가 흐르면 발열에 의하여 이차전지의 내부 온도가 급격하게 상승하게 되고, 온도의 급격한 상승으로 열폭주 현상(thermal runaway)을 일으킴으로써 이차전지의 폭발까지 이어질 수 있다. However, since the lithium secondary battery has a risk of explosion due to overheating, securing safety is one of the important tasks. Such overheating occurs due to various causes, one of which is an overcurrent flowing through the lithium secondary battery. When the overcurrent flows, the internal temperature of the secondary battery rapidly rises due to heat generation, and the rapid rise in temperature causes a thermal runaway, which may lead to explosion of the secondary battery.

한편, 도 1 및 도 2에 이차전지에 흐르는 과전류를 신속히 차단함으로써 발열에 의한 발화나 폭발 등의 위험으로부터 이차전지를 보호할 수 있는 형상기억 합금을 적용한 버스 바(4) 및 이를 포함하는 배터리 팩이 도시되어 있다. Meanwhile, in FIGS. 1 and 2 , a bus bar 4 to which a shape memory alloy is applied that can protect the secondary battery from dangers such as ignition or explosion due to heat by quickly blocking the overcurrent flowing in the secondary battery and a battery pack including the same This is shown.

도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면, 종래 버스 바(4)는 형상기억 합금으로 이루어진 판 형태의 버스 바(4)에 배터리 모듈(M)의 외부 단자(3)가 삽입되어 고정되는 체결 홀(H)을 구비하여, 기준 온도 이상에서 체결 홀(H)의 사이즈가 커짐으로써 외부 단자(3)와의 접촉이 해제되는 것이다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the conventional bus bar 4 has a fastening hole through which the external terminal 3 of the battery module M is inserted and fixed to the plate-shaped bus bar 4 made of a shape memory alloy ( By providing H), the contact with the external terminal 3 is released by increasing the size of the fastening hole H above the reference temperature.

그러나, 이러한 버스 바의 경우 외부 단자와 접촉하는 부분이 체결 홀의 내부 단면에 해당하는 면적뿐이므로, 접촉 면적이 좁다는 단점이 있으며, 버스 바 자체가 형상기억 합금으로 이루어져 있음으로 인하여 반복 사용 시 미세한 변형으로도 접촉 불량이 발생할 수 있는 우려가 있다. However, in the case of such a bus bar, there is a disadvantage that the contact area is narrow because the portion in contact with the external terminal only corresponds to the inner cross-section of the fastening hole. There is a risk that contact failure may occur even with deformation.

한국공개특허공보 제10-2015-0028073호Korean Patent Publication No. 10-2015-0028073

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 외부 단자의 외면을 감싸는 형태의 터미널을 포함하는 터미널 어셈블리와, 기준 온도 이상에서 외부 단자와 터미널의 접촉을 분리시킬 수 있도록 형상기억 소재를 적용한 터미널 어셈블리 지지부를 포함하는 버스 바 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a terminal assembly including a terminal covering the outer surface of an external terminal, and a terminal assembly to which a shape memory material is applied to separate the contact between the external terminal and the terminal at a reference temperature or higher. An object of the present invention is to provide a bus bar including a support and a battery pack including the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은 외부 단자를 구비하는 복수 개의 배터리 모듈 및 인접한 배터리 모듈 각각에 구비된 외부 단자 사이를 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고, 상기 버스 바는 케이스와 케이스의 내부에 위치하며 외부 단자와 전기적으로 접촉되는 터미널과, 터미널과 결합되고 외부 단자가 터미널로 삽입되는 홀을 구비하는 터미널 프레임을 포함하는 터미널 어셈블리 및 일측이 터미널 프레임에 결합되고, 타측이 케이스에 결합되는 터미널 어셈블리 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다. A battery pack according to the present invention for achieving the above object includes a plurality of battery modules having external terminals and a bus bar electrically connecting external terminals provided in each of the adjacent battery modules, wherein the bus bar is a case And a terminal assembly located inside the case and electrically contacting an external terminal, and a terminal assembly including a terminal frame coupled to the terminal and having a hole through which the external terminal is inserted into the terminal, and one side is coupled to the terminal frame, and the other side is It characterized in that it comprises a terminal assembly support coupled to the case.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 터미널 어셈블리 지지부가 기준 온도 이상에서 기억된 형태로 변형됨으로써 외부 단자와 터미널 사이의 접촉을 해제하는 형상기억 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, the battery pack according to the present invention is characterized in that it is made of a shape memory material that releases the contact between the external terminal and the terminal by deforming the terminal assembly support part into a memorized form at a reference temperature or higher.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 형상기억 소재는 형상기억 합금 또는 형상기억 고분자인 것을 특징으로 한다. In addition, the battery pack according to the present invention is characterized in that the shape memory material is a shape memory alloy or a shape memory polymer.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 일자바 형태이고, 상기 기억된 형태는 스프링 형태인 것을 특징으로 한다. In addition, the battery pack according to the present invention is characterized in that the terminal assembly support portion is in the form of a straight bar at room temperature, and the memorized form is in the form of a spring.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 일자바 형태이고, 상기 기억된 형태는 지그재그 형태인 것을 특징으로 한다. In addition, the battery pack according to the present invention is characterized in that the terminal assembly support part has a straight bar shape at room temperature, and the stored shape is a zigzag shape.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 일자바 형태이고, 상기 기억된 형태는 일 방향으로 휘어진 형태인 것을 특징으로 한다. In addition, the battery pack according to the present invention is characterized in that the terminal assembly support part has a straight bar shape at room temperature, and the stored shape is a shape bent in one direction.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 평판 형태이고, 상기 기억된 형태는 지그재그 형태인 것을 특징으로 한다. In addition, the battery pack according to the present invention is characterized in that the terminal assembly support portion has a flat plate shape at room temperature, and the stored shape is a zigzag shape.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 평판 형태이고, 상기 기억된 형태는 일 방향으로 휘어진 형태인 것을 특징으로 한다. In addition, the battery pack according to the present invention is characterized in that the terminal assembly support part is a flat plate shape at room temperature, and the stored shape is a shape curved in one direction.

또한, 본 발명에 따른 버스 바는 외부 단자를 구비하는 복수 개의 배터리 모듈 사이의 전기적 연결을 위한 버스 바에 있어서, 버스 바는 케이스, 터미널 어셈블리 및 터미널 어셈블리 지지부를 포함하고, 터미널 어셈블리는 케이스의 내부에 위치하며 외부 단자와 전기적으로 접촉되는 터미널 및 터미널과 결합되고 외부 단자가 터미널로 삽입되는 홀을 구비하는 터미널 프레임 포함하고, 터미널 어셈블리 지지부는 일측이 터미널 프레임에 결합되고, 타측이 케이스에 결합되는 것을 특징으로 한다. In addition, the bus bar according to the present invention is a bus bar for electrical connection between a plurality of battery modules having external terminals, wherein the bus bar includes a case, a terminal assembly, and a terminal assembly support part, and the terminal assembly is disposed inside the case. It is located and includes a terminal and a terminal in electrical contact with the external terminal and a terminal frame coupled to the terminal and having a hole through which the external terminal is inserted into the terminal, the terminal assembly support part having one side coupled to the terminal frame and the other side coupled to the case characterized.

또한, 본 발명에 따른 버스 바는 터미널 어셈블리 지지부가 기준 온도 이상에서 기억된 형태로 변형됨으로써 외부 단자와 터미널 사이의 접촉을 해제하는 형상기억 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, the bus bar according to the present invention is characterized in that it is made of a shape memory material that releases the contact between the external terminal and the terminal by deforming the terminal assembly support part into a memorized shape at a reference temperature or higher.

또한, 본 발명에 따른 버스 바는 형상기억 소재가 형상기억 합금 또는 형상기억 고분자인 것을 특징으로 한다. In addition, the bus bar according to the present invention is characterized in that the shape memory material is a shape memory alloy or a shape memory polymer.

또한, 본 발명에 따른 버스 바는 터미널 어셈블리 지지부가 상온에서는 일자바 형태이고, 기억된 형태는 스프링 형태인 것을 특징으로 한다. In addition, the bus bar according to the present invention is characterized in that the terminal assembly support is in the form of a straight bar at room temperature, and the memorized form is in the form of a spring.

본 발명의 배터리 팩은 배터리 모듈의 외부 단자들을 전기적으로 연결하는 버스 바가 형상기억 소재로 형성된 터미널 어셈블리 지지부를 포함하여 발열 시 자동으로 버스 바와 외부 단자를 분리시켜 에너지 쏠림현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. The battery pack of the present invention includes a terminal assembly support in which the bus bar electrically connecting the external terminals of the battery module is formed of a shape memory material, and automatically separates the bus bar and the external terminal when heat is generated to prevent energy concentration. have.

또한 본 발명의 배터리 팩은 버스 바가 외부 단자의 외면을 감싸는 형태의 터미널을 포함하여 외부 단자와 넓은 면적으로 접촉함으로써 전류 흐름을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다. In addition, the battery pack of the present invention has the advantage of facilitating the flow of current by contacting the external terminal with a large area, including a terminal in which the bus bar surrounds the outer surface of the external terminal.

또한 본 발명의 배터리 팩은 버스 바의 구조 중 외부 단자와 직접적으로 접촉하지 않는 터미널 어셈블리 지지부에 형상기억 소재를 적용함으로써 형상기억 소재의 변형에 의한 접촉 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the battery pack of the present invention has the advantage of preventing contact failure due to deformation of the shape memory material by applying the shape memory material to the terminal assembly support part that does not directly contact the external terminal in the structure of the bus bar.

도 1은 종래 형상기억 합금으로 이루어진 버스 바를 적용한 배터리 팩의 개략도이다.
도 2는 종래 형상기억 합금으로 이루어진 버스 바의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 버스바를 포함하는 배터리 팩의 개략도이다.
도 4는 도 3의 배터리 팩 중 터미널 어셈블리를 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 버스바가 기준 온도 이상에서 분리되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 터미널 어셈블리 지지부의 다양한 실시예들을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 터미널 프레임과 외부 단자가 결합되는 하나의 실시예를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 터미널 프레임과 외부 단자가 결합되는 또다른 실시예를 보여주는 도면이다. 1 is a schematic diagram of a battery pack to which a bus bar made of a conventional shape memory alloy is applied.
2 is a schematic view of a bus bar made of a conventional shape memory alloy.
3 is a schematic diagram of a battery pack including a busbar of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of a terminal assembly of the battery pack of FIG. 3 .
5 is a view showing a process in which the bus bar of the present invention is separated above a reference temperature.
6 and 7 are views showing various embodiments of the terminal assembly support of the present invention.
8 is a view showing an embodiment in which the terminal frame and the external terminal of the present invention are coupled.
9 is a view showing another embodiment in which the terminal frame and the external terminal of the present invention are coupled.

본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises”, “have” or “have” are intended to designate the existence of features, numbers, steps, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more other It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. Throughout the specification, when it is said that a part is connected to another part, it includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.

이하, 본 발명에 따른 배터리 팩에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a battery pack according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 버스바를 포함하는 배터리 팩의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a battery pack including a busbar according to a first preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여 배터리 팩(10)을 설명하면, 본 발명의 배터리 팩(10)은 외부 단자(210)를 구비한 복수의 배터리 모듈(200)들과 이웃한 배터리 모듈(200)의 외부 단자(210)를 전기적으로 연결하기 위한 버스 바(100)를 포함한다. When the battery pack 10 is described with reference to FIG. 3 , the battery pack 10 of the present invention includes a plurality of battery modules 200 having external terminals 210 and external terminals of adjacent battery modules 200 . and a bus bar 100 for electrically connecting the 210 .

또한 상기 버스 바는 케이스(110), 배터리 모듈(200)의 외부 단자(210)와 전기적으로 접촉하는 터미널 어셈블리(120) 및 일측이 케이스(110)의 내면에 결합되고, 타측이 터미널 어셈블리(120)에 결합되어 있는 터미널 어셈블리 지지부(130)를 포함한다. In addition, the bus bar includes the case 110 , the terminal assembly 120 in electrical contact with the external terminal 210 of the battery module 200 , and one side is coupled to the inner surface of the case 110 , and the other side is the terminal assembly 120 . ) includes a terminal assembly support 130 coupled to.

한편 터미널 어셈블리(120)를 도 4를 참조하여 상세하게 살펴보면, 터미널 어셈블리(120)는 상기 외부 단자(210)의 일부가 삽입되어 외부 단자(210)와 전기적으로 접촉하는 터미널(121)과 상기 터미널(121)이 일면에 결합되고 외부 단자(210)가 삽입될 수 있는 홀(H)을 구비하여 케이스(110) 내부에서 이동 가능한 터미널 프레임(122)을 포함한다. Meanwhile, looking at the terminal assembly 120 in detail with reference to FIG. 4 , the terminal assembly 120 includes a terminal 121 into which a part of the external terminal 210 is inserted and electrically contacting the external terminal 210 , and the terminal. 121 is coupled to one surface and has a hole H into which the external terminal 210 can be inserted, and includes a terminal frame 122 that is movable inside the case 110 .

터미널(121)은 삽입되는 외부 단자(210)와 전기적으로 접촉되는 면적이 넓도록 내측의 형상이 삽입되는 외부 단자(210)의 외면에 대응되게 형성되는 것이 바람직하다. The terminal 121 is preferably formed so as to have an inner shape corresponding to the outer surface of the inserted external terminal 210 so that an area of electrical contact with the inserted external terminal 210 is wide.

또한 터미널 어셈블리 지지부(130)는 형상기억 소재로 구성되는데, 형상기억 소재란 형상기억 효과를 나타내는 소재를 일컫는 것으로, 형상기억 효과란 물질이 특정한 온도에서의 형상을 기억하고 있어서, 힘을 가해 전혀 다른 형상으로 변형시킨 후 이를 다시 특정한 온도로 가열하면 본래의 형상으로 돌아가는 현상을 의미하는 것이다. In addition, the terminal assembly support 130 is composed of a shape memory material. The shape memory material refers to a material exhibiting a shape memory effect. It refers to the phenomenon of returning to its original shape when it is transformed into a shape and heated again to a specific temperature.

이러한 형상기억 소재로는 니켈-티탄 합금, 구리-아연 합금, 금-카드뮴 합금 등의 금속과 형상기억 고분자 등이 있고, 원하는 변형 온도 등을 고려하여 공지된 다양한 형상기억 소재 중 선택하여 사용할 수 있다. Such shape memory materials include metals such as nickel-titanium alloys, copper-zinc alloys, gold-cadmium alloys, and shape memory polymers. .

또한 도 5를 참조하여 본 발명의 버스 바(100)가 기준 온도 이상에서 외부 단자(210)와 자동으로 분리되는 과정을 살펴보면, 기준 온도 이하에서는 형상기억 소재의 터미널 어셈블리 지지부(130)가 일자바의 형태로 터미널 프레임(122)을 지지하고, 배터리 모듈(200)에서 발열 등이 발생하여 기준 온도 이상이 되면 터미널 어셈블리 지지부(130)가 스프링 형태로 변형되며 수축되어, 연결된 터미널 프레임(122)을 외부 단자(210)와 자동으로 분리시키게 됨으로써 버스 바와 배터리 모듈(200)을 전기적으로 신속히 차단할 수 있게 된다.In addition, referring to FIG. 5 , looking at the process in which the bus bar 100 of the present invention is automatically separated from the external terminal 210 above the reference temperature, below the reference temperature, the terminal assembly support 130 made of the shape memory material is a straight bar. supports the terminal frame 122 in the form of By automatically disconnecting from the external terminal 210 , the bus bar and the battery module 200 can be electrically cut off quickly.

즉 터미널 어셈블리 지지부(130)의 형상기억 소재를 적절히 선택함으로써 버스 바(100)가 적절한 온도에서 전류를 차단하는 기능을 수행하도록 할 수 있고, 이에 따라 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있게 된다. That is, by appropriately selecting the shape memory material of the terminal assembly support 130 , the bus bar 100 can perform a function of blocking current at an appropriate temperature, thereby ensuring safety in using the secondary battery.

한편, 터미널 어셈블리 지지부(130)의 형태는 상기 도 5에서 살펴본 형태 뿐만 아니라 다양한 형태로 형성 가능하며, 이에 대한 또다른 실시예 들은 도 6 및 도 7에 나타나 있다. On the other hand, the shape of the terminal assembly support 130 can be formed in various shapes as well as the shape shown in FIG. 5 , and other embodiments thereof are shown in FIGS. 6 and 7 .

먼저 도 6을 참조하여 터미널 어셈블리 지지부(130)의 형태를 살펴보면, 터미널 어셈블리 지지부(130)는 기준 온도 이하에서는 도 6(a)와 같이 일자바의 형태일 수 있으며, 일자바의 단면 형상은 사각형 등의 각형 뿐만 아니라 원형의 형태도 가능하다. 또한, 기준 온도 이상에서의 형태는 스프링 형태만이 아니라 예를 들어 도 6의 (b), (c), (d)와 같은 형태도 가능하며, 변형 시 일정한 정도의 수축에 의하여 연결된 터미널 프레임(122)을 외부 단자(210)로부터 분리시킬 수 있을 정도면 특정한 형태에 한정되지 않고 적용 가능하다. 또한 터미널 어셈블리 지지부(130)의 개수는 도 6에서 나타낸 바와 같이 하나일 수도 있고, 경우에 따라서는 동일한 형상기억 소재로 구성된 복수 개가 설치될 수도 있다. First, looking at the shape of the terminal assembly support 130 with reference to FIG. 6 , the terminal assembly support 130 may be in the form of a straight bar as shown in FIG. 6(a) below the reference temperature, and the cross-sectional shape of the straight bar is a rectangle It is possible to have a circular shape as well as a angular shape such as a back. In addition, the form above the reference temperature is not only a spring form, but also a form such as, for example, (b), (c), (d) of FIG. 6 , and a terminal frame connected by a certain degree of contraction during deformation As long as it can separate the 122 from the external terminal 210 , it is applicable without being limited to a specific shape. In addition, the number of the terminal assembly support 130 may be one as shown in FIG. 6 , and in some cases, a plurality of terminals made of the same shape memory material may be installed.

또한 도 7은 터미널 어셈블리 지지부(130)의 또다른 실시예를 나타내는 것으로, 터미널 어셈블리 지지부(130)는 기준 온도 이하에서는 도 7(a)와 같이 평판 형태일 수 있으며, 기준 온도 이상에서는 도 7의 (b), (c)와 같은 형태로 변형되어 터미널(121)과 외부 단자(210)을 전기적으로 분리시키는 역할을 한다. 7 shows another embodiment of the terminal assembly support 130, the terminal assembly support 130 may be in the form of a flat plate as shown in FIG. 7 (a) below the reference temperature, and above the reference temperature (b) and (c) are transformed into the same shape and serve to electrically separate the terminal 121 and the external terminal 210 .

한편 외부 단자(210)와 터미널 어셈블리(120) 사이의 결합력을 좀 더 높이기 위하여 외부 단자(210)와 터미널 프레임(122)에는 도 8에 나타낸 것처럼 각각 체결 홈(211)과 체결 돌기(P)가 형성될 수 있다. 터미널 어셈블리(120)에 외부 단자(210)를 삽입 시 외부 단자(210)에 형성된 체결 홈(211)에 터미널 프레임(122)에 형성된 체결 돌기(P)가 삽입됨으로써 터미널 어셈블리(120)와 외부 단자(210)의 결합력을 좀 더 높일 수 있다. On the other hand, in order to further increase the coupling force between the external terminal 210 and the terminal assembly 120 , the external terminal 210 and the terminal frame 122 have a fastening groove 211 and a fastening protrusion P, respectively, as shown in FIG. 8 . can be formed. When the external terminal 210 is inserted into the terminal assembly 120 , the fastening protrusion P formed in the terminal frame 122 is inserted into the fastening groove 211 formed in the external terminal 210 , so that the terminal assembly 120 and the external terminal are inserted. The binding force of (210) may be further increased.

이러한 체결 돌기(P)는 터미널 프레임(122)의 홀(H) 안쪽으로 돌출된 부분이 외부 단자(210)가 삽입 시 일정한 압력 이상에서 터미널 프레임(122) 방향으로 눌렸다가 외부 단자(210)의 체결 홈(211) 부분에서 다시 원래 상태로 돌출됨으로써 결합이 이루어지고, 분리 시에도 삽입 시와 동일한 과정으로 진행될 수 있다. 그러나 체결 돌기(P)의 구조는 이에 한정되지 않고, 이를 테면 본 발명의 터미널 어셈블리 지지부(130)와 같이 형상기억 소재를 적용하여, 일정한 압력을 가하여 결합한 후 기준 온도 이상에서 체결 돌기(P)의 형태가 변형됨으로써 분리를 용이하게 할 수 있다. 이때 체결 돌기(P)에 사용되는 형상기억 소재는 터미널 어셈블리 지지부(130)와 동일한 소재를 사용하거나, 터미널 어셈블리 지지부(130)의 형상기억 소재와 거의 동일한 변형 온도를 가지는 소재를 사용할 수도 있다.This fastening protrusion (P) is a portion protruding into the hole (H) of the terminal frame 122 is pressed toward the terminal frame 122 under a certain pressure when the external terminal 210 is inserted into the external terminal 210 . The coupling is made by protruding back to the original state from the fastening groove 211 portion of the , and the same process as the insertion can be performed even during separation. However, the structure of the fastening protrusion (P) is not limited thereto, for example, by applying a shape memory material like the terminal assembly support part 130 of the present invention, applying a constant pressure to combine the fastening protrusions (P) at a reference temperature or higher. Separation can be facilitated by deformation of the shape. In this case, the shape memory material used for the fastening protrusion P may use the same material as the terminal assembly support 130 , or may use a material having substantially the same deformation temperature as the shape memory material of the terminal assembly support 130 .

또한 체결 돌기(P)와 체결 홈(211)의 개수 및 크기는 특별히 한정되지 않고, 여러 조건들을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. In addition, the number and size of the fastening protrusion P and the fastening groove 211 are not particularly limited, and may be appropriately selected in consideration of various conditions.

한편, 도 9는 외부단자(210)와 터미널 어셈블리(120) 사이의 결합력을 높이기 위한 또다른 실시예를 나타내고 있다. Meanwhile, FIG. 9 shows another embodiment for increasing the coupling force between the external terminal 210 and the terminal assembly 120 .

도 9를 참조하여 상세하게 살펴보면, 도 9(a)는 터미널 프레임(122)과 외부 단자(210)의 접촉면에 형상기억합금 너트(123)를 부가하는 것을 나타낸 것이고, 도 9의 (b) 및 (c)는 각각 형상기억합금 너트(123)가 기준 온도 이하와 기준 온도 이상에서의 형태를 나타낸 것이다. Looking in detail with reference to Figure 9, Figure 9 (a) shows the addition of the shape memory alloy nut 123 to the contact surface of the terminal frame 122 and the external terminal 210, Figure 9 (b) and (c) shows the shape of the shape memory alloy nut 123 below the reference temperature and above the reference temperature, respectively.

이러한 형상기억합금 너트(123)는 터미널 어셈블리 지지부(130)와 동일한 재질의 형상기억합금을 사용하거나, 터미널 어셈블리 지지부(130)의 형상기억 소재와 거의 동일한 변형 온도를 가지는 합금을 사용할 수도 있다.The shape memory alloy nut 123 may use a shape memory alloy of the same material as the terminal assembly support 130 , or an alloy having substantially the same deformation temperature as the shape memory material of the terminal assembly support 130 .

또한 형상기억합금 너트(123)는 기준 온도 이하에서는 도 9의 (b)와 같이 외부 단자가 삽입되는 방향의 일면이 안쪽으로 말려진 변형된 형태를 가지며, 이로 인하여 터미널 어셈블리(120)와 외부 단자(210)의 결합시에는 둘 사이의 결합력을 높이는 역할을 하고, 기준 온도 이상에서는 안쪽으로 말려진 부분이 기억된 형태(도 9의 (c)와 같은 형태)로 펴지며 터미널 어셈블리(120)와 외부 단자의 분리를 용이하게 할 수 있다.In addition, the shape memory alloy nut 123 has a deformed form in which one surface in the direction in which the external terminal is inserted is rolled inward as shown in FIG. 9 ( b ) below the reference temperature, whereby the terminal assembly 120 and the external terminal When the 210 is coupled, it serves to increase the bonding force between the two, and when the reference temperature is higher than the reference temperature, the part rolled inward is unfolded in a memorized form (same form as in FIG. 9 (c)), and the terminal assembly 120 and It is possible to facilitate the separation of the external terminal.

또한 이러한 구조를 가지는 본 발명의 배터리 팩은 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV), ESS(Energy storage system) 등에 적용할 수 있다. In addition, the battery pack of the present invention having such a structure can be applied to an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (P-HEV), an energy storage system (ESS), and the like.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.As the specific part of the present invention has been described in detail above, for those of ordinary skill in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby, It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention, and it is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

1 : 배터리 셀
2 : 모듈 케이스
3, 210 : 외부 단자
4, 100 : 버스 바
M, 200 : 배터리 모듈
H : 홀
10 : 배터리 팩
110 : 케이스
120 : 터미널 어셈블리
121 : 터미널
122 : 터미널 프레임
123 : 형상기억합금 너트
130 : 터미널 어셈블리 지지부
211 : 체결 홈
P : 체결 돌기1: battery cell
2: Module case
3, 210: external terminal
4, 100: bus bar
M, 200: battery module
H: Hall
10 : battery pack
110: case
120: terminal assembly
121 : terminal
122: terminal frame
123: shape memory alloy nut
130: terminal assembly support
211: fastening groove
P: fastening protrusion

Claims (12)

외부 단자를 구비하는 복수 개의 배터리 모듈; 및
인접한 상기 배터리 모듈 각각에 구비된 상기 외부 단자 사이를 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고,
상기 버스 바는 케이스;
상기 케이스의 내부에 위치하며 상기 외부 단자와 전기적으로 접촉되는 터미널과, 상기 터미널과 결합되고 상기 외부 단자가 상기 터미널로 삽입되는 홀을 구비하는 터미널 프레임을 포함하는 터미널 어셈블리; 및
일측이 상기 터미널 프레임에 결합되고, 타측이 상기 케이스에 결합되는 터미널 어셈블리 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
a plurality of battery modules having external terminals; and
and a bus bar electrically connecting between the external terminals provided in each of the adjacent battery modules,
The bus bar includes a case;
a terminal assembly including a terminal located inside the case and electrically contacting the external terminal, and a terminal frame coupled to the terminal and having a hole through which the external terminal is inserted into the terminal; and
and a terminal assembly support part having one side coupled to the terminal frame and the other side coupled to the case.
 제1항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리 지지부는 기준 온도 이상에서 기억된 형태로 변형됨으로써 상기 외부 단자와 상기 터미널 사이의 접촉을 해제하는 형상기억 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The battery pack according to claim 1, wherein the terminal assembly support part is made of a shape memory material that releases the contact between the external terminal and the terminal by being deformed to a memorized shape at a reference temperature or higher.
 제2항에 있어서, 상기 형상기억 소재는 형상기억 합금 또는 형상기억 고분자인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The battery pack according to claim 2, wherein the shape memory material is a shape memory alloy or a shape memory polymer.
 제2항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 일자바 형태이고, 상기 기억된 형태는 스프링 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The battery pack according to claim 2, wherein the terminal assembly support part has a straight bar shape at room temperature, and the stored shape is a spring shape.
 제2항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 일자바 형태이고, 상기 기억된 형태는 지그재그 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The battery pack according to claim 2, wherein the terminal assembly support part has a straight bar shape at room temperature, and the stored shape is a zigzag shape.
 제2항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 일자바 형태이고, 상기 기억된 형태는 일 방향으로 휘어진 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The battery pack according to claim 2, wherein the terminal assembly support part has a straight bar shape at room temperature, and the stored shape is a curved shape in one direction.
 제2항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 평판 형태이고, 상기 기억된 형태는 지그재그 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The battery pack according to claim 2, wherein the terminal assembly support part has a flat plate shape at room temperature, and the stored shape is a zigzag shape.
 제2항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 평판 형태이고, 상기 기억된 형태는 일 방향으로 휘어진 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The battery pack according to claim 2, wherein the terminal assembly support part has a flat plate shape at room temperature, and the stored shape is a curved shape in one direction.
 외부 단자를 구비하는 복수 개의 배터리 모듈 사이의 전기적 연결을 위한 버스 바에 있어서,
상기 버스 바는 케이스, 터미널 어셈블리 및 터미널 어셈블리 지지부를 포함하고,
상기 터미널 어셈블리는 상기 케이스의 내부에 위치하며 상기 외부 단자와 전기적으로 접촉되는 터미널; 및
상기 터미널과 결합되고 상기 외부 단자가 상기 터미널로 삽입되는 홀을 구비하는 터미널 프레임 포함하고,
상기 터미널 어셈블리 지지부는 일측이 상기 터미널 프레임에 결합되고, 타측이 상기 케이스에 결합되는 것을 특징으로 하는 버스 바.
A bus bar for electrical connection between a plurality of battery modules having external terminals, the bus bar comprising:
The bus bar includes a case, a terminal assembly and a terminal assembly support,
The terminal assembly may include a terminal positioned inside the case and in electrical contact with the external terminal; and
A terminal frame coupled to the terminal and having a hole through which the external terminal is inserted into the terminal,
The terminal assembly support portion is a bus bar, characterized in that one side is coupled to the terminal frame and the other side is coupled to the case.
 제9항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리 지지부는 기준 온도 이상에서 기억된 형태로 변형됨으로써 상기 외부 단자와 상기 터미널 사이의 접촉을 해제하는 형상기억 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 버스 바.
The bus bar according to claim 9, wherein the terminal assembly support part is made of a shape memory material that releases the contact between the external terminal and the terminal by being deformed into a memorized shape at a reference temperature or higher.
 제10항에 있어서, 상기 형상기억 소재는 형상기억 합금 또는 형상기억 고분자인 것을 특징으로 하는 버스 바.
The bus bar according to claim 10, wherein the shape memory material is a shape memory alloy or a shape memory polymer.
 제10항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리 지지부는 상온에서는 일자바 형태이고, 상기 기억된 형태는 스프링 형태인 것을 특징으로 하는 버스 바.The bus bar according to claim 10, wherein the terminal assembly support part has a straight bar shape at room temperature, and the stored shape is a spring shape.
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