KR20220127590A

KR20220127590A - 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리 및 이를 포함한 배터리 모듈 연결 구조

Info

Publication number: KR20220127590A
Application number: KR1020210032057A
Authority: KR
Inventors: 김성곤
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2022-09-20

Abstract

본 발명의 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리는, 인접하는 배터리 모듈의 단자 볼트가 각각 삽입되는 단자 삽입공들이 형성된 인터버스바; 상기 인터버스바 상에 결합되는 케이스; 플랜지부와 상기 플랜지부로부터 상향 연장되는 너트 몸체부를 구비하고, 상기 플랜지부가 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 놓여지도록 상기 케이스에 수용되는 플랜지 너트; 및 상기 케이스를 횡방향으로 가로지르도록 상기 케이스 측벽에 결합되고, 상기 플랜지 너트가 삽입될 수 있는 너트 삽입공을 구비하며, 상기 너트 삽입공의 테두리 부분은 적어도 상기 플랜지 너트의 플랜지부의 일부를 덮도록 상기 플랜지부 위에서 상기 플랜지부 둘레를 따라 연장 형성되는 너트 탈락 방지판을 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리로 인접하는 배터리 모듈을 전기적으로 연결하여 배터리 모듈 연결구조를 제공한다.

Description

배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리 및 이를 포함한 배터리 모듈 연결 구조{INTERBUS BAR ASSEMBLY FOR BATTERY MODULE CONNECTION AND BATTERY MODULE CONNECTION STRUCTURE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 배터리 모듈을 연결하기 위한 인터버스바 어셈블리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 배터리 모듈의 단자 볼트에 체결되는 너트의 분실을 방지하고 상기 너트의 체결 누락을 방지할 수 있는 인터버스바 어셈블리에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 인터버스바 어셈블리를 포함하는 배터리 모듈 연결 구조에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있다. 그 중에서도, 리튬 이차전지는 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수하다는 점에서, 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자 제품들의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.

이러한 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 또한, 리튬 이차전지는, 그 형태에 따라 각형 전지, 파우치형 전지, 원통형 전지로 구분되기도 한다.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 배터리 팩 또는 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 사용되고 있다.

특히, 자동차의 배터리 팩에는 다수의 이차전지가 포함되며, 이들 이차전지들은 서로 직렬 및 병렬로 연결됨으로써 용량 및 출력을 향상시킨다. 상기 배터리 팩은 복수개의 배터리 모듈들로 이루어지며, 상기 배터리 모듈은 또한 복수개의 전지 셀들을 구비하고 있다. 상기 배터리 모듈은 복수개의 전지 셀들을 전기적으로 연결하는 단자 볼트를 구비하고 있으며, 각 배터리 모듈의 단자 볼트들을 인터버스바가 연결함으로써 배터리 모듈들이 전기적으로 접속된다.

도 1은 복수개의 배터리 모듈들과 상기 배터리 모듈에 결합되는 인터버스바 어셈블리의 일례를 나타낸 사시도이다. 각 배터리 모듈들(M1,M2,M3)은 소정 개수(예컨대, 18개)의 전지 셀들을 내장하고 있으며, 배터리 모듈(M1,M2,M3)의 상부 양측에는 상기 전지 셀들과 전기적으로 연결되는 단자 볼트(B)가 설치되어 있다. 인접하는 배터리 모듈(M1,M2)의 단자 볼트(B)에 인터버스바 어셈블리(1)가 결합되어 인접하는 배터리 모듈(M1,M2)이 직렬로 연결될 수 있다.

도 2는 인터버스바 어셈블리(1)와 배터리 모듈(M1, M2)의 결합과정을 나타낸 개략 사시도이다. 인터버스바 어셈블리(1)는 하부에 인터버스바(도시하지 않음)를 구비하고 상기 인터버스바 상에 케이스가 부착된 형태이다. 인터버스바의 좌우에는 단자 볼트가 삽입되는 단자 삽입공이 형성되어 있다.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 인터버스바 어셈블리(1)의 하부에 위치한 인터버스바의 단자 삽입공에 단자 볼트(B)를 삽입하면서 인터버스바 어셈블리(1)를 인접하는 배터리 모듈(M1,M2)의 사이에 걸쳐 안착시킨다. 상기 인터버스바 어셈블리(1)는 케이스 몸체(1a)와 덮개부(1b)를 구비하고 있으며, 상기 케이스 몸체(1a)의 하부에 인터버스바가 장착되어 있다.

이후, 도 2(b)에 나타난 바와 같이, 너트(2)를 인터버스바의 단자 삽입공에 삽입되어 상부로 돌출되어 나온 단자 볼트(B)에 체결한다.

다음 도 2(c)에서 인터버스바 어셈블리 케이스의 상부에 위치한 덮개부(1b)로 케이스 몸체(1a)를 닫으면 인터버스바 어셈블리(1)의 조립이 완료된다. 이에 따라, 인접하는 배터리 모듈(M1,M2)이 상기 인터버스바 어셈블리(1)에 의하여 직렬로 연결된다.

그런데, 종래의 인터버스바 어셈블리에 의한 배터리 모듈의 체결 시에 다음과 같은 문제가 있었다.

첫째, 인터버스바 어셈블리와 별개로 너트를 운반하여 이를 인터버스바 어셈블리에 체결하였는 바, 소형의 너트를 분실할 우려가 있었다.

둘째, 인터버스바의 단자 삽입공에 단자 볼트를 끼운 상태에서 이미 단자 볼트와 인터버스바가 점 접촉하여 전류가 흐르기 때문에, 작업자가 배터리 모듈의 전기 연결이 완료된 것으로 인식하여 이 상태에서 인터버스바 어셈블리의 덮개부를 닫고 후속 공정으로 이송시켜버리는 경우가 있었다. 배터리 생산 공정은 공정별로 분업화되어 있기 때문에, 후속 작업자는 이를 인식하지 못하고 너트 체결이 누락된 배터리 모듈로 배터리 팩을 제조하게 되는 경우가 종종 있었다. 이렇게 되면, 인터버스바가 단자 볼트 하부에 있는 단자와 확실하게 면 접촉을 형성하지 못하게 되어 점 접촉 부위에만 국부적으로 과전류가 흘러 이 부위가 타버리는 등의 문제가 발생하였다.

따라서, 배터리 모듈에 인터버스바 어셉블리를 체결할 때, 너트의 분실을 방지하고, 너트 체결이 누락되는 것을 방지할 수 있는 기술의 개발이 요망된다 하겠다.

대한민국 등록특허공보 제10-1737489호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 만들어진 것으로서, 인접하는 배터리 모듈을 인터버스바 어셈블리에 의하여 체결할 경우 너트의 분실을 방지할 수 있는 인터버스바 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 인터버스바 어셈블리를 배터리 모듈에 체결시 너트 체결 누락을 확실하게 방지할 수 있는 인터버스바 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 이러한 인터버스바 어셈블리에 의한 배터리 모듈 연결구조를 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리는, 인접하는 배터리 모듈의 단자 볼트가 각각 삽입되는 단자 삽입공들이 형성된 인터버스바; 상기 인터버스바 상에 결합되는 케이스; 플랜지부와 상기 플랜지부로부터 상향 연장되는 너트 몸체부를 구비하고, 상기 플랜지부가 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 놓여지도록 상기 케이스에 수용되는 플랜지 너트; 및 상기 케이스를 횡방향으로 가로지르도록 상기 케이스 측벽에 결합되고, 상기 플랜지 너트가 삽입될 수 있는 너트 삽입공을 구비하며, 상기 너트 삽입공의 테두리 부분은 적어도 상기 플랜지 너트의 플랜지부의 일부를 덮도록 상기 플랜지부 위에서 상기 플랜지부 둘레를 따라 연장 형성되는 너트 탈락 방지판을 포함한다.

하나의 예로서, 상기 케이스는, 상기 인터버스바 상에 결합되고 상기 플랜지 너트를 수용하는 케이스 몸체와, 상기 케이스 몸체에 일측이 연결되어 케이스 몸체를 개폐하는 덮개부로 이루어질 수 있다.

하나의 예로서, 상기 인터버스바의 단자 삽입공 사이의 중앙부에 상기 인터버스바를 좌우로 구획하는 구획 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 너트 탈락 방지판은 탄성 부재로 형성될 수 있다.

하나의 예로서, 상기 너트 탈락 방지판은 상기 너트 몸체부 상단에 인접한 케이스 몸체의 측벽에 결합될 수 있다.

바람직한 예로서, 상기 너트 탈락 방지판의 너트 삽입공의 테두리 부분은 상기 플랜지 너트의 너트 몸체부와 일정 거리 이격되게 형성될 수 있다.

구체적인 예로서, 상기 플랜지 너트의 플랜지부가 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 위치할 때, 상기 플랜지 너트의 너트 몸체부의 적어도 일부가 상기 너트 탈락 방지판의 너트 삽입공에 삽입되도록 상기 플랜지 너트가 상기 케이스 몸체 내에 위치할 수 있다.

다른 예로서, 상기 너트 탈락 방지판의 너트 삽입공의 테두리 부분은 하향으로 경사지게 형성될 수 있다.

또 다른 예로서, 상기 덮개부의 상기 플랜지 너트와 대향하는 내측면에 상기 플랜지 너트의 상향 이동을 규제하는 돌출부가 설치될 수 있다.

구체적인 예로서, 상기 덮개부로 상기 케이스 몸체를 닫았을 때, 상기 돌출부는 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 놓여진 플랜지 너트의 너트 몸체부와 닿지 않는 길이를 가질 수 있다.

본 실시예에서 상기 인터버스바의 단자 삽입공에 삽입된 배터리 모듈의 단자 볼트에 상기 플랜지 너트를 나사 결합하는 초기 위치에서 상기 돌출부가 상기 플랜지 너트의 너트 몸체부와 접촉함에 의해서 상기 덮개부의 닫힘이 방지되고, 상기 단자 볼트와 상기 플랜지 너트의 나사 결합이 완료된 위치에서는 상기 돌출부가 상기 너트 몸체부와 닿지 않아 상기 덮개부의 닫힘이 가능하다.

본 발명의 다른 측면으로서의 배터리 모듈 연결 구조는, 복수개의 전지 셀 모듈이 각각 내장되고 상부 양측에 상기 전지 셀 모듈에 전기적으로 연결되는 단자 볼트가 돌출 형성되는 복수개의 배터리 모듈; 및 인접하는 상기 배터리 모듈의 상기 단자 볼트에 결합되어 복수개의 배터리 모듈들을 전기적으로 연결하는 상술한 바와 같은 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리; 를 포함하고, 상기 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리의 인터버스바에 형성된 단자 삽입공들에 인접하는 배터리 모듈의 단자 볼트가 각각 삽입되고, 상기 삽입된 단자 볼트에 상기 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리의 케이스에 수용된 플랜지 너트가 체결되어 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 배터리 모듈의 전기적 연결을 위한 너트를 분실할 위험 없이 인터버스바 어셈블리를 배터리 모듈에 연결할 수 있다.

또한, 너트 체결 누락을 방지하면서 확실하게 인터버스바 어셈블리를 인접하는 배터리 모듈에 결합할 수 있다.

도 1은 복수개의 배터리 모듈들과 상기 배터리 모듈에 결합되는 인터버스바 어셈블리의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2는 인터버스바 어셈블리와 배터리 모듈의 결합과정을 나타낸 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 인터버스바 어셈블리의 사시도 및 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 인터버스바 어셈블리의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 인터버스바 어셈블리의 사시도 이다.
도 6은 도 5의 인터버스바 어셈블리로 너트를 운반하는 경우의 너트 체결 전의 상태, 너트 체결 중 및 너트 체결 후의 상태를 나타내는 측단면도이다.

이하, 첨부한 도면과 여러 실시예에 의하여 본 발명의 세부 구성을 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 또한 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니며 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리는, 인접하는 배터리 모듈의 단자 볼트가 각각 삽입되는 단자 삽입공들이 형성된 인터버스바; 상기 인터버스바 상에 결합되는 케이스; 플랜지부와 상기 플랜지부로부터 상향 연장되는 너트 몸체부를 구비하고, 상기 플랜지부가 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 놓여지도록 상기 케이스에 수용되는 플랜지 너트; 및 상기 케이스를 횡방향으로 가로지르도록 상기 케이스 측벽에 결합되고, 상기 플랜지 너트가 삽입될 수 있는 너트 삽입공을 구비하며, 상기 너트 삽입공의 테두리 부분은 적어도 상기 플랜지 너트의 플랜지부의 일부를 덮도록 상기 플랜지부 위에서 상기 플랜지부 둘레를 따라 연장 형성되는 너트 탈락 방지판을 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 인터버스바 어셈블리의 사시도(도 3(a)) 및 측단면도(도 3(b))이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인터버스바 어셈블리(100)는 하단에 인터버스바(10)가 설치된다. 인터버스바(10)는 후술하는 바와 같이, 인접하는 배터리 모듈(M1,M2)에 설치된 단자 볼트(B)에 결합되어 배터리 모듈들을 전기적으로 연결하기 위한 도전체, 예컨대 Cu 금속판이다. 상기 인터버스바(10)에는 상기 단자 볼트가 삽입될 수 있도록 단자 삽입공(11)들이 형성되어 있다. 즉, 인터버스바(10)의 좌우측에 단자 삽입공(11)이 각각 형성되어 있으며, 이 단자 삽입공(11)에 서로 인접하는 배터리 모듈들의 단자 볼트를 각각 삽입하여 배터리 모듈이 전기적으로 도통되게 할 수 있다. 도 3(b)의 측단면도에 나타난 바와 같이, 상기 인터버스바(10)는 단자 삽입공(11) 사이의 중앙부에 인터버스바(10)를 좌우로 구획하는 구획 돌출부(12)가 형성되어 있다. 이 돌출부(12)는 인터버스바 어셈블리(100)에 내장되는 좌우의 플랜지 너트(30)가 다른 쪽으로 이동하는 것을 규제할 수 있다.

또한, 상기 인터버스바(10) 상에는 인터버스바 어셈블리(100)의 케이스(20)가 결합된다. 상기 케이스(20)는 인터버스바(10) 상에 결합되는 케이스 몸체(21)와, 상기 케이스 몸체에 연결되어 케이스 몸체를 개폐하는 덮개부(22)로 이루어져 있다. 덮개부(22)를 덮으면 인터버스바 어셈블리(100)에 결합되는 단자 볼트가 외부로 노출되는 것을 방지하여 외부 오염으로부터 단자 볼트를 보호할 수 있다. 상기 덮개부(22)와 케이스 몸체(21)는 일측이 연결되어 있으며 상기 덮개부(22)를 케이스 몸체(21)에 대하여 회동시켜 개폐시킬 수 있다. 필요하다면, 상기 덮개부와 케이스 몸체의 일측 연결부에 힌지축을 설치하는 것도 가능하다.

도 1 및 도 2의 종래의 인터버스바 어셈블리는 너트와 별개로 구성되었으나, 본 발명에서는, 단자 볼트와 결합되는 너트가 인터버스바 어셈블리(100)에 내장되어 있어 인터버스바-단자 볼트 체결시에 너트가 분실되는 것을 방지하고 있다. 즉, 본 발명에서는 단자 볼트와 체결되는 너트가 케이스(20)에 수용된다. 상기 너트는 단자 볼트와 인터버스바의 결합시 결합 면적을 확대하기 위하여, 하부에 플랜지부가 형성된 플랜지 너트(30)를 채용한다. 상기 플랜지 너트(30)는 플랜지부(31)와 상기 플랜지부(31)로부터 상향 연장되는 너트 몸체부(32)를 구비한다. 상기 플랜지 너트(30)는 상기 플랜지부(31)가 인터버스바(10)의 단자 삽입공(11) 상에 놓여지도록 상기 케이스(20) 내에 수용된다. 상기 플랜지 너트(30)는 상기 단자 삽입공(11)의 개수에 대응하여 케이스(20) 내에서 좌우에 각 1개씩 배치된다. 상술한 바와 같이, 플랜지 너트(30)가 케이스 내에서 유동되는 것을 방지하기 위하여, 상기 인터버스바(10)의 구획 돌출부(12)가 플랜지 너트(30)의 이동을 규제한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 플랜지 너트(30)는 너트 탈락 방지판(40)에 의하여 이동이 규제될 수 있다.

본 발명에서는, 플랜지 너트(30)를 케이스(20) 내에 유지하기 위하여, 너트 탈락 방지판(40)을 포함하는 것이 특징적인 점이다. 상기 너트 탈락 방지판(40)은, 상기 케이스(20)를 횡방향으로 가로지르도록 상기 케이스 측벽에 결합된다. 도 3에서는 너트 탈락 방지판(40)이 케이스 몸체(21)의 전후 측벽 및 좌우 측벽에 걸쳐 횡방향으로 일체로 설치되어 있다. 하지만, 경량화를 위해서 상기 너트 탈락 방지판(40)에 소정의 살빼기부를 형성할 수도 있으며, 좌우 플랜지 너트(30)에 대하여 각각 분리된 형태로 너트 탈락 방지판(40)을 설치할 수도 있다. 상기 너트 탈락 방지판(40)에는 상기 플랜지 너트(30)가 삽입될 수 있는 너트 삽입공(41)이 형성되어 있다. 또한, 상기 너트 삽입공(41)의 테두리 부분(41a)은 적어도 상기 플랜지 너트(30)의 플랜지부(31)의 일부를 덮도록 상기 플랜지부 위에서 상기 플랜지부(31) 둘레를 따라 연장 형성되어 있다. 즉, 상기 너트 삽입공(41)의 테두리 부분(41a)은 플랜지부의 일부를 적어도 덮고 있는 형태이므로, 플랜지 너트(30)가 상기 너트 삽입공(41)을 통하여 상향으로 이동되는 경우에 상기 테두리 부분(41a)이 플랜지부(31)를 차단하여 상기 플랜지 너트(30)가 상향으로 탈락되는 것이 방지된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 너트 탈락 방지판(40)에 의하여 플랜지 너트(30)가 인터버스바 어셈블리(100)의 케이스(20) 내에 유지되므로, 인터버스바 어셈블리(100)로부터 플랜지 너트(30)가 분실되는 것을 방지할 수 있다.

상기 너트 탈락 방지판(40)은 탄성 부재로 형성되는 것이 바람직하다. 플랜지 너트(30)의 분실 방지를 위하여 플랜지 너트(30)를 케이스 내에 설치할 경우, 상기 너트 탈락 방지판(40)의 너트 삽입공(41)을 통하여 플랜지 너트(30)를 너트 탈락 방지판(40) 아래로 이동시킬 수 있다. 이 때, 상기 너트 탈락 방지판(40)은 탄성변형될 수 있으므로, 너트 삽입공(41)보다 폭이 넓은 플랜지부(31)도 상기 너트 삽입공(41)을 통하여 너트 탈락 방지판(40)의 하부로 밀어넣을 수 있다. 반면, 일단 너트 삽입공(41)을 통하여 삽입된 플랜지 너트(30)는 가압력을 가하지 않고 자연적인 상태에서는 상기 너트 삽입공(41)을 통하여 상향 이동될 수 없다. 상기 너트 삽입공의 테두리 부분(41a)은 상기 플랜지 너트(30)의 플랜지부(31)의 일부를 적어도 덮도록, 즉 너트 삽입공(41)의 직경이 상기 플랜지부(31)의 직경보다 작기 때문에 예컨대 상기 인터버스바 어셈블리(100)를 뒤집는다 하더라도, 플랜지 너트(30)는 상기 너트 삽입공(31)을 통하여 빠져나올 수 없다. 따라서, 상기 너트 탈락 방지판(40)에 의하여 플랜지 너트(30)를 안정적으로 유지할 수 있다.

상기 너트 탈락 방지판(40)은 상기 너트 몸체부(32) 상단에 인접한 케이스 몸체(21)의 측벽에 결합될 수 있다. 즉, 너트 탈락 방지판(40)과 너트 몸체부(32) 상단은 인접하게 설치되는 것이 바람직하다. 너트 탈락 방지판(40)과 너트 몸체부(32) 상단이 인접하게 위치되면, 너트 탈락 방지판(40)의 너트 삽입공(41)과 너트 몸체부(32) 상단이 인접하게 되므로, 후술하는 너트와 단자 볼트의 체결시 상기 너트 몸체부(32)가 상기 너트 탈락 방지판(40)의 너트 삽입공(41)으로 쉽게 이동할 수 있다. 이 때, 상기 너트 탈락 방지판(40)의 너트 삽입공의 테두리 부분(41a)은 상기 플랜지 너트(30)의 너트 몸체부(32)와 일정 거리 이격되게 형성되는 것이 바람직하다. 플랜지 너트(30)와 단자 볼트의 체결시 플랜지 너트(30)가 상기 삽입공(41)을 통하여 여유 있게 상향 이동될 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 도 3의 실시형태에서는 플랜지 너트의 플랜지부(31), 너트 탈락 방지판(40)의 너트 삽입공(41), 플랜지 너트의 너트 몸체부(32)의 순으로 직경이 작아진다.

한편, 상기 플랜지 너트(30)가 케이스 몸체(21) 내에서 좌우로 이동하는 것을 방지하기 위해서, 상기 플랜지 너트의 플랜지부(31)가 상기 인터버스바(10)의 단자 삽입공(11) 상에 위치할 때, 상기 플랜지 너트(30)의 너트 몸체부(32)의 적어도 일부가 상기 너트 탈락 방지판(40)의 너트 삽입공(41)에 삽입되도록 상기 플랜지 너트(30)가 상기 케이스 몸체(21) 내에 위치한다. 즉, 도 3(b)에 잘 도시된 바와 같이, 플랜지 너트(30)가 인터버스바 (인터버스바의 단자 삽입공(11)) 상에 안착된 상태에서 상기 플랜지 너트(30)의 너트 몸체부(32)가 상기 너트 탈락 방지판(40)의 너트 삽입공(41)에 일부가 삽입되어 있으면, 플랜지 너트(30)가 좌우로 이동하더라도, 너트 몸체부(32) 둘레가 상기 너트 삽입공의 테두리 부분(41a에 규제되어 너트 삽입공(41)의 범위를 넘어 좌우로 이동할 수 없다. 따라서, 상기 플랜지 너트(30)는 상술한 인터버스바(10)의 구획 돌출부(12)에 의해서, 또한 상기 너트 삽입공(41)에 의해서 좌우 이동이 규제되므로, 인터버스바(10)의 단자 삽입공(11) 상에서 안정적으로 그 위치를 유지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 인터버스바 어셈블리의 측단면도이다.

본 실시형태는 도 3의 실시형태와 달리 너트 삽입공(41)의 테두리 부분(41a)이 하향으로 경사지게 형성되어 있다. 너트 삽입공(41)의 테두리 형상 외에는 도 3의 실시형태와 동일하므로, 동일한 구성요소에 대해서 동일한 부호를 붙이고, 그에 관한 구체적인 설명은 생략한다.

너트 탈락 방지판(40)의 너트 삽입공(41)의 테두리 부분을 도 4와 같이 하향으로 경사지게 형성하면, 플랜지 너트(30)를 너트 탈락 방지판(40)에 보다 용이하게 삽입할 수 있다. 즉, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 플랜지 너트(30)의 플랜지부(31)의 직경이 너트 삽입공(41)보다 크더라도, 상기 하향 경사진 테두리 부분(41a)을 따라 용이하게 너트 탈락 방지판(40) 아래로 플랜지 너트(30)를 이동시킬 수 있다. 물론, 이 경우 너트 탈락 방지판(40)은 가압 및 탄성변형되어 플랜지 너트(30)의 하향 이동을 가능하게 한다.

반면, 상기 플랜지 너트(30)를 상향 이동시킬 경우에는, 상기 너트 삽입공의 테두리 부분(41a)이 상기 플랜지 너트의 플랜지부(31)를 누르는 쐐기로 작용하여 플랜지 너트의 상향 이동을 억제할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 인터버스바 어셈블리(200)의 사시도 이다.

본 실시형태는 도 3의 실시형태와 유사하지만, 상기 덮개부(22)의 상기 플랜지 너트(30)와 대향하는 내측면에 상기 플랜지 너트(30)의 상향 이동을 규제하는 돌출부(50)가 설치되어 있는 점이 상이하다. 상기 돌출부(50)는 플랜지 너트(30)와 대향하는, 따라서 플랜지 너트가 삽입되는 너트 삽입공(41)과 대향하는 덮개부(22)의 내측면에 설치되어 있다. 따라서, 덮개부(22)로 상기 케이스 몸체(21)를 닫았을 때, 상기 돌출부(50)는 플랜지 너트(30)가 상향으로 이동하는 것을 방지하는 규제 기능을 행할 수 있다.

또한, 상기 돌출부(50)는 후술하는 바와 같이, 단자 볼트와 플랜지 너트(30)의 체결 시에 덮개부(22)가 케이스 몸체(21)를 닫을 수 없도록 하여, 플랜지 너트의 체결이 누락되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 인터버스바 어셈블리는 그 하부의 인터버스바의 단자 삽입공에 단자 볼트를 끼운 상태에서 이미 단자 볼트와 인터버스바가 점 접촉하여 전류가 흐르기 때문에, 작업자가 배터리 모듈의 전기 연결이 완료된 것으로 인식하여 이 상태에서 인터버스바 어셈블리의 덮개부를 닫고 후속 공정으로 이송시켜버리는 경우가 있었다.

그러나, 본 실시형태에서는 덮개부(22) 내측에 돌출부(50)가 설치되어 있어, 종래와 같이 단자 삽입공에 단자 볼트를 끼운 상태에서 플랜지 너트의 체결 없이 덮개부를 닫는 것이 방지된다. 도 6을 참조하여 이러한 과정을 상세하게 설명한다.

도 6은 도 5의 인터버스바 어셈블리로 너트를 운반하는 경우의 너트 체결 전의 상태, 너트 체결 중 및 너트 체결 후의 상태를 나타내는 측단면도이다.

도 6(a)에 나타난 바와 같이, 인터버스바 어셈블리(200) 내에 플랜지 너트(30)를 보유한 상태로 운반시에는, 상기 돌출부(50)가 플랜지 너트와 접촉하지 않아 덮개부(22)를 케이스 몸체(21)에 대하여 자유로이 개폐할 수 있다. 즉, 상기 돌출부(50)는, 덮개부로 상기 케이스 몸체를 닫았을 때, 돌출부가 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 놓여진 플랜지 너트의 너트 몸체부(32)와 닿지 않도록 하는 길이를 가진다.

그러나, 도 6(b)에 나타난 바와 같이, 인터버스바(10)의 단자 삽입공(11)에 인접하는 배터리 모듈의 단자 볼트(B)들을 체결하는 경우에는 상기 덮개부(22)의 닫힘이 방지된다.

먼저, 단자 볼트(B)를 삽입하기 전에, 도 6(a)의 상태로부터 상기 인터버스바 어셈블리 케이스(20)의 덮개부(22)를 개방한다. 이후, 인터버스바(10)의 단자 삽입공(11)에 단자 볼트(B)를 삽입하면, 단자 볼트에 의하여 플랜지 너트(30)가 들어올려진다. 단자 볼트의 길이 내지 플랜지 너트와의 나사 결합 스트로크 등을 고려하여, 플랜지 너트가 상기 너트 삽입공을 통하여 상향 이동하더라도 플랜지 너트의 플랜지부(31)가 상기 너트 삽입공의 테두리 부분(41a)에 걸려 플랜지 너트(30)가 너트 탈락 방지판(40)으로부터 완전히 빠져나가지 않게 하는 것이 좋다. 다음에 플랜지 너트(30) 내의 나사산이 형성된 나사공 내에 상기 단자 볼트(B)를 삽입하고 소정의 조임 도구에 의하여 플랜지 너트(30)를 단자 볼트(B)에 대하여 회전시켜 플랜지 너트와 단자 볼트를 나사 결합한다. 이 경우, 플랜지 너트(30)가 상기 단자 볼트(B)의 최상단에 위치한 나사 결합 초기 위치에 있을 때는, 상기 덮개부(22)를 케이스 몸체(21)에 대하여 닫으려 하여도 닫혀지지 않는다, 왜냐하면, 상기 덮개부 내측면에 설치된 돌출부(50)가 상기 플랜지 너트(30)에 걸려 덮개부(22)가 더 이상 하향으로 회동될 수 없기 때문이다. 따라서, 본 발명에 의하면, 종래와 같이, 플랜지 너트(30)의 체결을 누락하고 덮개부(22)를 케이스 몸체(21)에 대하여 닫아버리는 일은 불가능하다. 본 발명에 의하면, 단자 볼트(B)를 인터버스바의 단자 삽입공(11)에 삽입하여 상향 이동시킬 때, 플랜지 너트(30)도 들어올려져서 도 3(b)와 같이 덮개부(22)가 열리며, 이 상태에서는 덮개부(22)를 하향으로 이동시켜 닫는 것도 불가능하기 때문이다.

이후, 플랜지 너트(30)가 단자 볼트(B)와 나사 결합하면서 하향 이동하여, 도 3(c)와 같이, 나사 결합이 완료된 위치에서는, 도 3(a)에서와 마찬가지로, 돌출부(50)가 너트 몸체부(32)와 닿지 않게 되므로, 덮개부(22)의 닫힘이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 작업자가 부주의하게 너트 체결을 누락하고 덮개부를 닫으려 해도 너트 체결 전의 상태에서는 덮개부 닫힘이 방지되므로, 너트 체결 누락을 사전에 차단할 수 있다는 장점이 있다.

이상으로부터, 본 발명의 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리에 의하면, 너트의 분실을 방지할 수 있고 또한 너트 체결 누락을 방지할 수 있다. 또한, 인접하는 배터리 모듈을 상기 본 발명의 인터버스바 어셈블리로 연결하는 것에 의하여, 너트 체결 누락이 없는 배터리 모듈 연결구조를 달성할 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에서와 같이, 복수개의 전지 셀 모듈이 각각 내장되고 상부 양측에 상기 전지 셀 모듈에 전기적으로 연결되는 단자 볼트(B)가 돌출 형성되는 복수개의 배터리 모듈(M1,M2)을 인접 배치하고, 상기 인접하는 상기 배터리 모듈(M1,M2)의 상기 단자 볼트(B)에 상기 본 발명의 인터버스바 어셈블리(100,200)를 결합할 수 있다. 구체적으로, 상기 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리(100,200)의 인터버스바(10)에 형성된 단자 삽입공(11)들에 인접하는 배터리 모듈(M1,M2)의 단자 볼트(B)를 각각 삽입하고, 상기 삽입된 단자 볼트(B)에 상기 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리(100,200)의 케이스(20)에 미리 수용되며 너트 탈락 방지판(40)에 의하여 케이스(20) 내에 안정적으로 유지되어 있는 플랜지 너트(30)를 상기 단자 볼트(B)와 나사 결합함으로써, 플랜지 너트(30)의 분실이나 체결 누락의 위험 없이 배터리 모듈 연결 구조를 형성할 수 있다.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 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.

10: 인터버스바
11: 단자 삽입공
12: 구획 돌출부
20: 케이스
21: 케이스 몸체
22: 덮개부
30: 플랜지 너트
31: 플랜지부
32: 너트 몸체부
40: 너트 탈락 방지판
41: 너트 삽입공
41a: 테두리 부분
50: 돌출부
B: 단자 볼트
100, 200: 인터버스바 어셈블리

Claims

인접하는 배터리 모듈의 단자 볼트가 각각 삽입되는 단자 삽입공들이 형성된 인터버스바;
상기 인터버스바 상에 결합되는 케이스;
플랜지부와 상기 플랜지부로부터 상향 연장되는 너트 몸체부를 구비하고, 상기 플랜지부가 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 놓여지도록 상기 케이스에 수용되는 플랜지 너트; 및
상기 케이스를 횡방향으로 가로지르도록 상기 케이스 측벽에 결합되고, 상기 플랜지 너트가 삽입될 수 있는 너트 삽입공을 구비하며, 상기 너트 삽입공의 테두리 부분은 적어도 상기 플랜지 너트의 플랜지부의 일부를 덮도록 상기 플랜지부 위에서 상기 플랜지부 둘레를 따라 연장 형성되는 너트 탈락 방지판을 포함하는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 케이스는, 상기 인터버스바 상에 결합되고 상기 플랜지 너트를 수용하는 케이스 몸체와, 상기 케이스 몸체에 일측이 연결되어 케이스 몸체를 개폐하는 덮개부로 이루어진 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 인터버스바의 단자 삽입공 사이의 중앙부에 상기 인터버스바를 좌우로 구획하는 구획 돌출부가 형성되는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 너트 탈락 방지판은 탄성 부재로 형성되는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 너트 탈락 방지판은 상기 너트 몸체부 상단에 인접한 케이스 몸체의 측벽에 결합되는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 너트 탈락 방지판의 너트 삽입공의 테두리 부분은 상기 플랜지 너트의 너트 몸체부와 일정 거리 이격되게 형성되는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 플랜지 너트의 플랜지부가 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 위치할 때, 상기 플랜지 너트의 너트 몸체부의 적어도 일부가 상기 너트 탈락 방지판의 너트 삽입공에 삽입되도록 상기 플랜지 너트가 상기 케이스 몸체 내에 위치하는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 너트 탈락 방지판의 너트 삽입공의 테두리 부분은 하향으로 경사지게 형성되는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 너트 탈락 방지판의 너트 삽입공의 테두리 부분은 하향으로 경사지게 형성되는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 덮개부의 상기 플랜지 너트와 대향하는 내측면에 상기 플랜지 너트의 상향 이동을 규제하는 돌출부가 설치되는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 덮개부로 상기 케이스 몸체를 닫았을 때, 상기 돌출부는 상기 인터버스바의 단자 삽입공 상에 놓여진 플랜지 너트의 너트 몸체부와 닿지 않는 길이를 가지는 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
제11항에 있어서,
상기 인터버스바의 단자 삽입공에 삽입된 배터리 모듈의 단자 볼트에 상기 플랜지 너트를 나사 결합하는 초기 위치에서 상기 돌출부가 상기 플랜지 너트의 너트 몸체부와 접촉함에 의해서 상기 덮개부의 닫힘이 방지되고,
상기 단자 볼트와 상기 플랜지 너트의 나사 결합이 완료된 위치에서는 상기 돌출부가 상기 너트 몸체부와 닿지 않아 상기 덮개부의 닫힘이 가능한 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리.
복수개의 전지 셀 모듈이 각각 내장되고 상부 양측에 상기 전지 셀 모듈에 전기적으로 연결되는 단자 볼트가 돌출 형성되는 복수개의 배터리 모듈; 및
인접하는 상기 배터리 모듈의 상기 단자 볼트에 결합되어 복수개의 배터리 모듈들을 전기적으로 연결하는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리; 를 포함하고,
상기 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리의 인터버스바에 형성된 단자 삽입공들에 인접하는 배터리 모듈의 단자 볼트가 각각 삽입되고, 상기 삽입된 단자 볼트에 상기 배터리 모듈 연결용 인터버스바 어셈블리의 케이스에 수용된 플랜지 너트가 체결되어 이루어지는 배터리 모듈 연결 구조.