KR20220136789A - Plate-type terminal of a super capacitor module with a function of reducing the step difference between battery cells and a super capacitor module including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈에 관한 것으로, 특히 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a plate-type terminal of a super capacitor module and a super capacitor module including the same, and more particularly, to a plate-type terminal of a super capacitor module having a function of reducing the step difference between battery cells and a super capacitor module including the same.
배터리는 다양한 전자기기의 전력원으로 이용되고 있다. 전기 자동차나 기타 용도로 사용되는 배터리는 필요한 용량에 따라 수 십 개 또는 백 개 이상의 단위 배터리 셀(Battery cell)이 집합된 배터리 팩으로 구성된다.Batteries are used as power sources for various electronic devices. Batteries used for electric vehicles or other purposes are composed of a battery pack in which tens or hundreds of battery cells are aggregated depending on the required capacity.
배터리의 사용 효율을 높이기 위해서는 배터리 셀들의 전압 레벨을 동일하게 유지하는 것이 필요하고, 이를 위해서 배터리 관리 시스템(battery management system: BMS)이 구비되어 배터리 팩의 각 배터리 셀들을 충전 또는 방전하면서 각 셀의 전압을 적정한 레벨로 유지시킨다.In order to increase the use efficiency of the battery, it is necessary to maintain the same voltage level of the battery cells. To this end, a battery management system (BMS) is provided to charge or discharge each battery cell of the battery pack. Keep the voltage at an appropriate level.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV), 수소전기차(FCEV) 등의 동력원으로서도 주목 받고 있다.Recently, a rechargeable battery capable of charging and discharging has been widely used as an energy source for a wireless mobile device. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle, which is being proposed as a method to solve air pollution such as conventional gasoline and diesel vehicles using fossil fuels. It is also attracting attention as a power source for (Plug-In HEV) and FCEV.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 배터리 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 슈퍼 캐패시터 모듈이 사용된다.While one or two or three battery cells are used per device in small mobile devices, a supercapacitor module electrically connecting a plurality of battery cells is used in mid-to-large devices such as automobiles due to the need for high output and large capacity.
슈퍼 캐패시터 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 슈퍼 캐패시터 모듈의 배터리 셀(단위전지)로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the super capacitor module is preferably manufactured as small as possible in size and weight, prismatic batteries and pouch-type batteries that can be stacked with high integration and have a small weight to capacity are mainly used as battery cells (unit cells) of the super capacitor module. have. In particular, a pouch-type battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to advantages such as a small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.
이러한 슈퍼 캐패시터 모듈을 구성하는 배터리 셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 특히, 상기 전지모듈에 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 배터리 셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.Since the battery cells constituting the super capacitor module are composed of rechargeable batteries capable of charging and discharging, such a high-output, large-capacity secondary battery generates a large amount of heat during charging and discharging. In particular, since the laminate sheet of the pouch-type battery widely used in the battery module is coated with a polymer material having low thermal conductivity, it is difficult to effectively cool the temperature of the entire battery cell.
충방전 과정에서 발생한 전지모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 고출력 대용량의 배터리팩에는 그것이 내장되어 있는 배터리 셀들을 냉각시키는 냉각시스템이 필요하다.If the heat of the battery module generated during the charging/discharging process is not effectively removed, heat accumulation occurs and consequently accelerates the deterioration of the battery module, and in some cases may cause ignition or explosion. Therefore, a high-output, large-capacity battery pack requires a cooling system for cooling the battery cells in which it is built.
한편, 배터리 셀들을 냉각시키기 위해 금속 플레이트를 이용하여 단자의 역할을 하며 동시에 히트싱크 작용을 하도록 하는 플레이트형 단자가 제안되었으나, 플레이트형 단자를 배터리 셀에 부착 시에 플레이트형 단자의 두께로 인하여 플레이트형 단자가 마련되지 아니한 부분은 단차가 발생되었고, 이 단차는 배터리 셀간의 움직임을 유발하는 요인으로 작용하였다.Meanwhile, in order to cool the battery cells, a plate-type terminal has been proposed that serves as a terminal and simultaneously acts as a heat sink. However, when the plate-type terminal is attached to the battery cell, due to the thickness of the plate-type terminal, A step occurred in the part where the type terminal was not provided, and this step acted as a factor inducing movement between battery cells.
이 때문에 일렬로 정렬된 배터리 셀이 진동이나 특정 외력에 의해 흐트러질 수가 있고, 배터리 셀간의 전력공급이 원활하지 않는 문제점이 발생할 여지가 있었다.For this reason, the battery cells arranged in a line may be disturbed by vibration or a specific external force, and there is a possibility that power supply between the battery cells is not smooth.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로, 본 발명은 배터리 셀의 단자와 연결되도록 배터리 셀의 일면에 부착되어 전류를 전달하면서도 히트싱크 작용을 하여 냉각 기능을 갖는 플레이트형 단자에 있어서, 배터리 셀간의 단차 저감기능을 함께 갖추어 배열된 배터리 셀간의 흐트러짐을 방지하는 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈을 제공하는데 목적을 둔다.The present invention is proposed to solve the above problems, and the present invention is a plate-type terminal having a cooling function by acting as a heat sink while being attached to one surface of a battery cell so as to be connected to the terminal of the battery cell and transmitting current, An object of the present invention is to provide a plate-type terminal of a super capacitor module having a step reduction function between battery cells and a step reduction function between battery cells to prevent disorder between arranged battery cells, and a super capacitor module including the same.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자는, 슈퍼 캐패시터 모듈을 구성하는 배터리 셀의 일면에 부착되어 사용되는 플레이트형 단자로서, 상기 배터리 셀의 단자와 연결되도록 배터리 셀의 일면에 부착되어 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부; 상기 단자부의 일측에 마련되어 열을 전도하는 열전도부 및 상기 단자부의 타측에 마련되어 상기 단자부의 부착으로 인해 형성되는 배터리 셀간의 단차를 저감하는 단차저감부를 포함하여 구성될 수 있다.A plate-type terminal of a super capacitor module having a step difference reduction function between battery cells according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a plate-type terminal used by being attached to one surface of a battery cell constituting the super capacitor module, a terminal part attached to one surface of the battery cell so as to be connected to the terminal of the battery cell and transmitting the current of the battery cell; It may be configured to include a heat conduction unit provided at one side of the terminal unit to conduct heat, and a step difference reducing unit provided at the other side of the terminal unit to reduce a step difference between battery cells formed due to attachment of the terminal unit.
여기서, 상기 단차저감부는, 탄성 및 전기 절연성을 갖는 소재로 마련되되, 내열성과 전기절연성을 갖는 연결매개체에 의해 상기 단자부와 연결될 수 있다.Here, the step difference reducing part is provided with a material having elasticity and electrical insulation, and may be connected to the terminal part by a connection medium having heat resistance and electrical insulation.
또한, 상기 내열성과 전기절연성을 갖는 연결매개체는, 열가소성 수지나 아라미드 섬유로 구성된 베이스에, 실리콘을 첨가한 합성수지로 제조될 수 있다.In addition, the connecting medium having heat resistance and electrical insulation may be made of a synthetic resin in which silicone is added to a base made of a thermoplastic resin or aramid fiber.
또한, 상기 연결매개체는, 상기 단자부 및 단차저감부와 일체화되도록 사출 성형될 수 있다.In addition, the connection medium may be injection-molded to be integrated with the terminal part and the step reduction part.
또한, 상기 플레이트형 단자는, 상기 단자부와 연결매개체 사이 또는 상기 연결매개체와 단차저감부 사이에 복수의 양각이 조합을 이루는 결속부가 형성되도록 사출 성형될 수 있다.In addition, the plate-type terminal may be injection-molded to form a binding portion in which a plurality of embossed combinations are formed between the terminal portion and the connection medium or between the connection medium and the step difference reducing portion.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈은, 소정의 길이를 가지며 길이 양단부 중 하나 이상의 단부에는 전극 리드가 마련되는 프레임; 상기 프레임을 따라 일렬로 배열 설치되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀의 일면에 각기 부착되어, 복수의 배터리 셀 사이 또는 배터리 셀과 프레임 전극 리드 사이에서 전류를 전달하는 플레이트형 단자; 상기 프레임의 각 단부와 배열 최 외측 배터리 셀 사이에 개재되는 탄성부재 및 상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판을 포함하며, 상기 플레이트형 단자는, 상기 배터리 셀의 단자와 연결되도록 배터리 셀의 일면에 부착되어 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부; 상기 단자부의 일측에 마련되어 열을 전도하는 열전도부 및 상기 단자부의 타측에 마련되어 상기 단자부의 부착으로 인해 형성되는 배터리 셀간의 단차를 저감하는 단차저감부를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the supercapacitor module according to an embodiment of the present invention, a frame having a predetermined length and provided with electrode leads at one or more of both ends of the length; a plurality of battery cells arranged and installed in a line along the frame; a plate-type terminal respectively attached to one surface of the plurality of battery cells to transmit current between the plurality of battery cells or between the battery cells and the frame electrode leads; and an elastic member interposed between each end of the frame and the outermost battery cells in the array and a control board for controlling the battery cells, wherein the plate-shaped terminal is attached to one surface of the battery cells to be connected to the terminals of the battery cells a terminal unit for transmitting the current of the battery cell; It may be configured to include a heat conduction unit provided at one side of the terminal unit to conduct heat, and a step difference reducing unit provided at the other side of the terminal unit to reduce a step difference between battery cells formed due to attachment of the terminal unit.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈은, 전류 전달과 냉각 기능을 구현할 수 있는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자를 구성함에 있어, 배터리 셀간의 단차 저감기능을 함께 갖추어 배열된 배터리 셀간의 흐트러짐을 방지할 수 있다.A plate-type terminal of a supercapacitor module having a step difference reduction function between battery cells according to an embodiment of the present invention and a supercapacitor module including the same constitute a plate-type terminal of a supercapacitor module capable of implementing a current transfer and cooling function. Therefore, it is possible to prevent disorder between the battery cells arranged together with a function of reducing the step difference between the battery cells.
이로 인해, 배터리 셀이 진동이나 특정 외력에도 흐트러짐 없도록 할 수 있으며, 배터리 셀간의 전력공급이 원활하게 하여 배터리 효율을 높일 수 있다.For this reason, it is possible to prevent the battery cells from being disturbed by vibration or a specific external force, and it is possible to increase the battery efficiency by smoothly supplying power between the battery cells.
또한, 위에서 언급된 본 발명의 실시 예에 따른 효과는 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.In addition, the above-mentioned effects according to the embodiments of the present invention are not limited to the described content, and may further include all effects predictable from the specification and drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 슈퍼 캐패시터 모듈의 일부 구성을 분해한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자를 보여주는 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 열 변화 수단에 의해 열이 전달되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플레이트형 단자를 평면 방향에서 바라보아 열전도부에 형성되는 절연층을 보여주는 개략도이다.
도 6의 (a)는 단차저감부가 마련되지 아니한 상태의 배터리 셀간의 움직임 유발 상태를 보여주는 예시도이며, (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 단차저감부가 마련된 상태의 배터리 셀간의 움직임이 방지되는 상태를 보여주는 예시도이다.
도 7은 도 6의 단차저감부가 연결매개체로 연결되는 상태를 보여주는 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 단차저감부와 연결매개체 또는 연결매개체와 단자부간에 결속부로 결속되는 형태를 보여주는 예시도이다.1 is a perspective view of a super capacitor module including a plate-type terminal of a super capacitor module having a step difference reduction function between battery cells according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a partial configuration of the super capacitor module of FIG. 1 .
3 is a view showing a plate-type terminal of the super capacitor module having a function of reducing the step difference between the battery cells of FIG. 1 .
4 (a) and (b) are views showing a state in which heat is transferred by a heat change means according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view showing an insulating layer formed on a heat conduction portion when the plate-type terminal according to an embodiment of the present invention is viewed in a planar direction.
(a) of FIG. 6 is an exemplary view showing a state inducing movement between battery cells in a state in which a step reduction unit is not provided, and (b) is a state in which a step reduction unit according to an embodiment of the present invention is prevented from moving between battery cells. It is an example diagram showing the state of being.
7 is an exemplary view showing a state in which the step difference reducing part of FIG. 6 is connected with a connection medium.
8 is an exemplary view showing a form of binding between a step reduction unit and a connection medium or a connection medium and a terminal unit by a binding unit according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to specific embodiments, and various modifications may be made and various embodiments may be provided. In addition, it should be understood that the content described below includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, terms such as 1st, 2nd, etc. are terms used to describe various components, meanings are not limited thereto, and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numbers used throughout this specification refer to like elements.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprises", "comprises" or "have" described below are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist. It should be construed as not precluding the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a plate-type terminal of a super capacitor module having a function of reducing a step difference between battery cells according to an embodiment of the present invention and a super capacitor module including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 사시도이며, 도 2는 도 1의 슈퍼 캐패시터 모듈의 일부 구성을 분해한 분해 사시도이다.1 is a perspective view of a super capacitor module including a plate-type terminal of a super capacitor module having a step reduction function between battery cells according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded partial configuration of the super capacitor module of FIG. It is an exploded perspective view.
도 1 및 도 2를 참조하며, 본 발명의 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈(1)은, 프레임(10), 배터리 셀(20), 플레이트형 단자(30), 탄성부재(40) 및 제어기판(50)을 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2 , the
구체적으로, 프레임(10)은 소정의 길이를 갖도록 구성될 수 있으며, 단일 프레임으로 형성되거나 복수의 프레임이 조합을 이루어 형성될 수 있다. 바람직하게는 배터리 셀(20)의 장착이 용이하도록 보수의 프레임이 조합을 이룰 수 있으며, 복수의 프레임은 도면에 도시된 바와 같이 정면 프레임(11), 후면 프레임(12), 바닥 프레임(13), 상면 프레임(14)을 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, the
여기서, 바닥 프레임(13)과 상면 프레임(14)은 각각 정면 프레임(11)과 후면 프레임(12)에 조립되는 형태이거나 일체로 형성되는 것이 모두 가능할 수 있다.Here, the
그러나, 상술한 복수의 프레임의 형태는 일례에 불과한 것으로, 상기에 한정되지는 않으며, 프레임(10)의 구성은 다양하게 조성될 수 있다.However, the shape of the plurality of frames described above is merely an example, and is not limited thereto, and the configuration of the
프레임(10)의 양단부 중 하나 이상의 단부에는 전극 리드(11a)가 마련될 수 있다. 즉, 프레임(10)의 양단부를 정면 프레임(11)과 후면 프레임(12)이 구성할 경우, 전극 리드(11a)는 정면 프레임(11)과 후면 프레임(12) 중 하나 이상에 마련될 수 있다.An
전극 리드(11a)는 배터리 셀(20)이 일렬로 배열을 이룰 때 최 외측에 위치한 배터리 셀(20)과 연결될 수 있으며, 이로 인해 배터리 셀(20)로부터 전류를 공급받아 전극 리드(11a)에 접속하는 장치로 전달할 수 있다.The
여기서, 전극 리드(11a)는 배터리 셀(20)과 직접적으로 연결될 수도 있으나, 바람직하게는 플레이트형 단자(30)를 매개로 하여 연결될 수 있다. 본 발명은 상기의 플레이트형 단자(30)를 포함하는 데 일 특징이 있는 것으로, 플레이트형 단자(30)에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.Here, the
배터리 셀(20)은 복수로 마련되어 프레임(10)을 따라 일렬로 배열 설치될 수 있다. 여기서, 배터리 셀(20)은 전류의 공급을 위해 단자(미도시)를 갖도록 형성되는데, 배터리 셀의 단자는 위치는 한정되지 않으나 바람직하게는 배터리 셀(20)에 내재되는 내면 단자일 수 있다.A plurality of
배터리 셀(20)이 내면 단자를 가짐으로써 단자의 노출을 최소화할 수 있고, 후술하는 플레이트형 단자(30)가 일면에 부착될 수가 있다.Since the
한편, 플레이트형 단자(30)가 부착되는 배터리 셀(20)은 일렬로 배열 시에 플레이트형 단자(30)간 마주하지 않도록 배열될 수 있다. 즉 인접한 배터리 셀(20) 사이에는 1개의 플레이트형 단자(30)만 위치되도록 배터리 셀(20)이 배열될 수 있는 것이다.Meanwhile, the
플레이트형 단자(30)는 일부는 열전도성과 전기전도성을 갖고, 일부는 탄성 및 전기절연성을 갖는 소재로서, 열전도성과 전기전도성을 갖는 일부를 통해 각 배터리 셀(20) 일면에 부착되어 배터리 셀(20)의 단자(미도시)와 연결될 수 있다. 이는, 플레이트형 단자(30)가 배터리 셀(20)의 전류를 공급받을 수 있음을 의미한다.The plate-
플레이트형 단자(30)에 대한 보다 구체적인 설명은 도 3 내지 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.A more detailed description of the plate-
여기서, 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 티타늄 등의 다른 금속이나 탄소복합소재 등 설정되는 열전도성과 전기전도성에 맞춰진다면 다른 소재의 사용도 가능할 수 있다.Here, as a material having thermal conductivity and electrical conductivity, it may be aluminum or an aluminum alloy material, but is not necessarily limited thereto, and other metals such as titanium or carbon composite materials, etc. It may be possible.
또한, 탄성 및 전기절연성을 갖는 소재로서, 고무나 실리콘 등일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 탄성 및 전기절연성을 갖는 소재라면 다양하게 사용될 수 있다.In addition, as a material having elasticity and electrical insulation, it may be rubber or silicone, but is not necessarily limited thereto, and a material having elasticity and electrical insulation may be used in various ways.
플레이트형 단자(30)는 부착된 배터리 셀(20)로부터 전류를 공급 받아 타 배터리 셀(20)로 전류를 전달할 수 있으며, 최 외측에 배치된 배터리 셀(20)의 플레이트형 단자(30)일 경우 부착된 배터리 셀(20)로부터 전류를 공급 받아 프레임(10)의 전극 리드(11a)로 전류를 전달할 수 있다.The plate-
한편, 플레이트형 단자(30)는 상기와 같이 전류를 공급하는 것 외에 방열 또는 흡열이 용이하도록 구성될 수 있으며, 제어기판(50)의 제어신호를 배터리 셀(20)로 전달하여 배터리 셀(20)이 제어하도록 하면서 배터리 셀(20)의 상태신호를 제어기판(50)으로 전달하여 배터리 셀(20)을 모니터링하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the plate-
이에 대한 자세한 설명들은 도 3 내지 도 8을 참조하여, 플레이트형 단자(30)의 각 구성을 설명하면서 함께 설명하기로 한다.Detailed descriptions thereof will be described with reference to FIGS. 3 to 8 , while describing each configuration of the plate-
탄성부재(40)는 프레임(10)의 각 단부와 배터리 셀(20)의 배열 중 최 외측 배터리 셀(20) 사이에 개재될 수 있다. 이때, 탄성부재(40)는 프레임(10)을 지지 삼아 배터리 셀(20)을 압축 방향으로 압착하여 배터리 셀(20) 간의 밀착성을 높이면서 배터리 셀(20)과 프레임(10) 사이를 완충할 수 있다. 이러한 탄성부재(40)는 판 스프링, 코일 스프링 등 다양한 형태를 이룰 수 있다.The
제어기판(50)은 배터리 셀(20)과 연결되어 배터리 셀(20)을 제어 할 수가 있다. 또한, 제어기판(50)은 연결된 배터리 셀(20)로부터 상태신호를 전송 받아 배터리 셀(20)의 상태를 감지할 수 있으며, 이를 통해 배터리 셀(20)의 모니터링을 수행할 수도 있다.The
여기서, 배터리 셀(20)의 상태신호는 배터리 셀(20)의 작동여부나 배터리 셀(20)의 배터리 잔량 등에 대한 상태신호 일 수 있으며, 제어기판(50)은 플레이트형 단자(30)를 매개로 제어기판(50)과 연결되어 배터리 셀(20)을 제어하거나 배터리 셀(20)로부터 상태신호를 전송 받아 모니터링을 수행할 수 있다.Here, the status signal of the
제어기판(50)은 배터리 셀(20)의 상태 감지 시에 이상 여부를 감지할 경우 LED로 발광하거나 스피커로 소리를 발산하고, 또는 연결된 사용자 단말로 문자 등을 전송하는 등 다양한 방식으로 알림을 수행하도록 구성되어, 배터리 셀(20)의 모니터링이 수행될 수가 있다.When the
도 3은 도 1의 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자를 보여주는 도면이며, 도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 열 변화 수단에 의해 열이 전달되는 상태를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플레이트형 단자를 평면 방향에서 바라보아 열전도부에 형성되는 절연층을 보여주는 개략도이다.3 is a view showing a plate-type terminal of a super capacitor module having a step reduction function between the battery cells of FIG. 1, and FIGS. It is a view showing a state in which this is transmitted, and FIG. 5 is a schematic view showing an insulating layer formed on a heat conduction part when looking at the plate-type terminal according to an embodiment of the present invention in a planar direction.
또한, 도 6의 (a)는 단차저감부가 마련되지 아니한 상태의 배터리 셀간의 움직임 유발 상태를 보여주는 예시도이며, (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 단차저감부가 마련된 상태의 배터리 셀간의 움직임이 방지되는 상태를 보여주는 예시도이고, 도 7은 도 6의 단차저감부가 연결매개체로 연결되는 상태를 보여주는 예시도이며, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 단차저감부와 연결매개체 또는 연결매개체와 단자부간에 결속부로 결속되는 형태를 보여주는 예시도이다.In addition, (a) of FIG. 6 is an exemplary view showing a movement induced state between battery cells in a state in which a step reduction unit is not provided, and (b) is a movement between battery cells in a state in which a step reduction unit is provided according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary view showing a state in which this is prevented, and FIG. 7 is an exemplary view showing a state in which the step reduction part of FIG. 6 is connected to a connection medium, and FIG. 8 is a step reduction part and a connection medium or a connection medium according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary diagram showing the form of binding between the and the terminal part by the binding part.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 플레이트형 단자(30)는 단자부(31), 열전도부(32) 및 단차저감부(33)를 포함하여 구성될 수 있다.3 to 8 , the plate-
구체적으로, 단자부(31)는 평판 형태로서 배터리 셀(20)의 마련된 단자와 연결되도록 배터리 셀(20)의 일면에 부착될 수 있다. 이때, 단자부(31)는 열전도성과 전기전도성을 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재 등으로 마련되어 배터리 셀(20)의 전류를 전달받아 타 배터리 셀(20)이나 전극 리드(11a)로 전달하도록 구성될 수 있다.Specifically, the
열전도부(32)는 단자부(31)의 일측에 마련될 수 있으며, 바람직하게는 단자부(31)의 연장선상에 있는 평판 형태로 마련될 수 있다. 이때, 열전도부(32)는 단자부(31)와 같이 열전도성과 전기전도성을 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재 등으로 마련되어 단자부(31)와 열전도부(32)가 마주하는 공간이나 장치 사이에서 열을 전도하도록 구성될 수 있다.The
예컨대, 열전도부(32)가 공기층과 마주할 경우, 단자부(31)가 전류를 전달하는 과정에서 발생되는 열을 공기층으로 방출하도록 구성될 수 있으며, 혹여 단자부(31)에서 발생되는 온도보다 높은 온도의 열을 방출하는 장치와 마주할 경우, 해당 장치에서 발생되는 열을 단자부(31)로 전도하도록 구성될 수 있다.For example, when the
이를 이용하여, 열전도부(32)는 인접한 위치에 열 변화 수단(60)이 마련될 수 있다.Using this, the heat change means 60 may be provided at an adjacent position of the
열 변화 수단(60)은 단자부(31)보다 높은 온도를 형성하는 마련되는 발열체이거나 단자부(31)보다 낮은 온도를 형성하도록 마련되는 냉각체로서, 발열체로 마련될 경우 열전도부(32)를 매개로 단자부(31)로 열을 공급하도록 형성될 수 있고, 냉각체로 마련될 경우 열전도부(32)를 매개로 단자부(31)의 열을 공급받도록 형성될 수 있다.The heat change means 60 is a heating element provided to form a higher temperature than the
즉, 열전도부(32)는 인접한 위치에 설치되는 열 변화 수단(60)의 열 변화에 따라 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 단자부(31)의 열을 방출시키거나 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 단자부(31)로 열을 공급하도록 구성될 수 있으며, 이러한 열전도부(32)의 작동을 하도록 만드는 열 변화 수단(60)은 공냉, 수냉 또는 냉매식의 냉각파이프나, 히트싱크, 히터, 전열소자 등 열 변화를 줄 수 있는 다양한 수단으로 마련될 수 있다. That is, the
상기와 같은 열 변화 수단(60)은 일례에 불과한 것으로 반드시 마련되는 것은 아니며, 열 변화 수단(60)이 마련되지 않을 경우 열전도부(32)는 상술한 바와 같이 공기층과 마주하도록 구성되어 단자부(31)의 열을 공기층으로 방출하도록 구성될 수 있다.The heat change means 60 as described above is merely an example and is not necessarily provided, and when the heat change means 60 is not provided, the
한편, 열전도부(32)는 도 5에 도시된 바와 같이 후술하는 절곡부(32b)와 함께 표면에 절연층(32a)을 형성하도록 표면처리 될 수 있다. 표면에 절연층(32a)이 형성되도록 표면처리된 열전도부(32)는 냉각 시 발생할 수 있는 결로 등의 수분으로 인한 쇼트 발생 등을 미연에 방지할 수가 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5 , the
여기서, 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재일 경우, 열전도부(32)는, 하드 아노다이징(Hard Anodizing) 공정으로 표면처리 될 수 있다. 하드 아노다이징 공정으로 표면처리되는 열전도부는 표면에 산화알루미늄(Al2O3) 피막층을 형성하게 되는데 이 산화알루미늄 피막층이 절연층(32a)의 역할을 할 수 있다.Here, when the material having thermal conductivity and electrical conductivity is aluminum or an aluminum alloy material, the
보다 구체적으로, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재로 마련되는 열전도부(32)에 양극(Anode)으로 걸쳐 희석-산의 액으로 전해하면, 양극에서 발생하는 산소에 의해 열전도부(32)의 표면에 강하게 밀착되는 산화알루미늄 피막층이 형성된다. 이 산화알루미늄 피막층은, 내식성, 내마모성, 전기적 절연성 등의 특성을 가져 쇼트 방지를 수행하는 절연층(32a)의 역할을 할 수 있는 것이다.More specifically, when the dilution-acid liquid is electrolyzed through the anode to the
더불어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면에 하드 아노다이징 공정을 수행할 경우, 열전도부(32)의 경도가 강화될 수 있고, 염수를 포함한 수분에 매우 강한 성질을 지닐 수도 있다.In addition, when the hard anodizing process is performed on the surface of aluminum or aluminum alloy, the hardness of the heat
또한, 열전도부(32)는 배터리 셀(20)의 일측면으로 절곡되는 절곡부(32b)를 포함하여 구성될 수도 있다. 절곡부(32b)는 단자부(31)에서 열전도부(32)에 이르는 평면 상의 맨 끝단에 위치하여 배터리 셀(20)의 일측면으로 절곡되도록 형성되어 열전도부(32)의 열 전달 면적을 넓히고 플레이트형 단자(30)를 배터리 셀(20) 상에 일정하게 정렬시킬 수 있다.In addition, the
단차저감부(33)는 단자부(31)의 타측에 마련되어 배터리 셀(20)에 대한 단자부(31)의 부착으로 인해 발생되는 배터리 셀(20)간의 단차를 저감시킬 수 있다. The step
보다 구체적으로, 단자부(31)는 두께를 가지는 플레이트로서 배터리 셀(20)에 부착될 경우, 단자부(31)가 부착되지 않는 배터리 셀(20)의 일부분은 단자부(31) 두께만큼의 단차가 생길 수 밖에 없는데, 이러한 단차 공간은 배터리 셀(20)을 일렬로 적재 시에 배터리 셀(20)간의 움직임을 유발할 수 있는 공간으로 작용될 수 있다.More specifically, when the
이 때문에 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 일렬로 정렬된 배터리 셀(20)이 진동이나 특정 외력에 의해 흐트러질 수가 있고, 배터리 셀(20)간의 전력공급이 원활하지 않을 수가 있는데, 본 발명은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 단자부(31)와 열전도부(32)가 마련되지 않는 단자부(31)의 타측으로 단차저감부(33)를 구비하여 상술한 문제점을 해결할 수가 있다.For this reason, as shown in (a) of FIG. 6 , the
상기의 단차저감부(33)는 배터리 셀(20)간의 단차를 최소화하기 위해 단자부(31)와 동일 또는 유사한 두께를 형성함이 바람직하며, 배터리 셀(20)간의 충격을 완화하고 쇼트를 방지하기 위해 탄성 및 전기절연성을 갖는 소재로 마련됨이 바람직하다.It is preferable that the
여기서, 탄성 및 전기절연성을 갖는 소재로서, 고무, 실리콘 등의 재질일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 탄성 및 전기절연성을 갖는 다양한 재질들이 사용될 수 있다.Here, as a material having elasticity and electrical insulation, it may be a material such as rubber or silicone, but is not necessarily limited thereto, and various materials having elasticity and electrical insulation may be used.
이때, 단차저감부(33)는 단자부(31)와는 따로 제조되어 단자부(31)에 결합되거나 융착되어 단자부(31) 타측에 형성될 수도 있으나, 보다 바람직하게는 도 7에 도시된 바와 같이 내열성과 전기절연성을 갖는 연결매개체(33a)에 의해 단자부(31)와 연결될 수 있다.At this time, the
내열성과 전기절연성을 갖는 연결매개체(33a)는 단자부(31)의 전기전도로 인한 발열 시에 단차저감부(33)에 직접적으로 열이 가해져 단차저감부(33)가 녹는 것을 방지할 수 있으며, 화재를 예방할 수가 있다.The
이러한 연결매개체(33a)는 테프론, PEEK 수지 등의 열가소성 수지나 아라미드 섬유로 구성된 베이스에, 실리콘을 첨가한 합성수지로 제조될 수 있다. 테프론, PEEK 수지 등의 열가소성 수지는 대략 200℃ 내지 300℃의 온도도 견딜 수 있는 내열성을 갖고, 아라미드 섬유는 400℃에도 견딜 수 있는 내열성을 가지며, 실리콘은 전기절연성을 높이도록 작용될 수 있다.The connecting medium 33a may be made of a synthetic resin in which silicone is added to a base made of a thermoplastic resin such as Teflon or PEEK resin or aramid fiber. Thermoplastic resins such as Teflon and PEEK resins have heat resistance that can withstand a temperature of about 200° C. to 300° C., aramid fibers have heat resistance that can withstand even 400° C., and silicone can act to increase electrical insulation.
그러나, 이는 바람직한 예로써 반드시 한정되는 것은 아니며, 내열성과 전기절연성을 가지는 소재는 상기 구성 외에도 다양하게 구성될 수 있다.However, this is not necessarily limited as a preferred example, and the material having heat resistance and electrical insulation may be variously configured in addition to the above configuration.
한편, 연결매개체(33a)는 단자부(31) 및 단차저감부(33)와 일체화되도록 사출 성형될 수가 있다. 이때, 사출로에서 단자부(31)를 형성할 때에 단차저감부(33)와 단자부(31)의 용융재료도 함께 투입하여 일체화 시킬 수가 있거나, 단자부(31) 및 단차저감부(33)를 먼저 사출 후에 단자부(31) 및 단차저감부(33) 사이로 연결매개체(33a)의 사출을 수행하는 이중 사출을 수행하는 것이 모두 가능할 수 있다.Meanwhile, the
즉, 연결매개체(33a)를 단자부(31) 및 단차저감부(33)와 일체화하도록 하는 사출 방식은 한정되지 아니한다.That is, the injection method for integrating the
이때, 단자부(31)와 연결매개체(33a) 사이 또는 연결매개체(33a)와 단차저감부(33) 사이에는 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 양각이 조합을 이루는 결속부(33b)가 형성되도록 사출 성형될 수 있다.At this time, between the
예컨대, 결속부(33b)는 수평의 양각과 수직의 양각이 조화를 이루는 'T'형 돌기 형태로 마련되거나 수평의 양각 1개와 수직의 양각 2개가 조화를 이루는 'F'형 돌기 형태로 마련될 수 있다. 또한, 설명되지 아니하였으나 결속부(33b)는 이외에도 다양한 양각의 조합을 이루어 형성될 수가 있다.For example, the binding
이러한 결속부(33b)는, 사출 시 단자부(31)와 연결매개체(33a) 사이 또는 연결매개체(33a)와 단차저감부(33) 사이에 마련됨으로써, 단자부(31)와 연결매개체(33a) 간의 결속력과, 연결매개체(33a)와 단차저감부(33) 사이의 결속력을 높이도록 형성될 수가 있다.This
아울러, 플레이트형 단자(30)는 연결부(34)를 더 포함할 수도 있다. 연결부(34)는 배터리 셀(20)을 제어하는 제어기판(50)과 단자부(31) 사이를 연결하도록 구성되는 것으로, 플레이트형 단자(30)에서 제어기판(50) 설치 방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다. In addition, the plate-
이때, 연결부(34)는 도면에 열전도부(32)에서 돌출되는 것으로 도시되었으나, 이는 상부 프레임(10)을 피해 제어기판(50)에 연결되기 위함으로, 제어기판(50)에 따라 돌출 위치는 달라질 수 있어 돌출 위치는 한정되지 아니한다. At this time, the
제어기판(50)은 연결부(34)를 매개로 배터리 셀(20)에 접속하여 배터리 셀(20)을 제어하거나, 배터리 셀(20)의 상태를 모니터링 하도록 구성될 수 있다.The
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Accordingly, the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
1 : 슈퍼 캐패시터 모듈
10 : 프레임
11 : 정면 프레임
11a : 전극 리드
12 : 후면 프레임
13 : 바닥 프레임
14 : 상면 프레임
20 : 배터리 셀
30 : 플레이트형 단자
31 : 단자부
32 : 열전도부
32a: 절연층
32b : 절곡부
33 : 단차저감부
33a : 연결매개체
33b : 결속부
34 : 연결부
40 : 탄성부재
50 : 제어기판
60 : 열 변화 수단1: Super capacitor module
10 : frame
11: front frame
11a: electrode lead
12 : rear frame
13 : floor frame
14: upper frame
20: battery cell
30: plate-type terminal
31: terminal part
32: heat conduction unit
32a: insulating layer
32b: bend
33: step reduction part
33a: connection medium
33b: binding part
34: connection part
40: elastic member
50: control panel
60: heat change means
Claims (6)
상기 배터리 셀의 단자와 연결되도록 배터리 셀의 일면에 부착되어 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부;
상기 단자부의 일측에 마련되어 열을 전도하는 열전도부 및
상기 단자부의 타측에 마련되어 상기 단자부의 부착으로 인해 형성되는 배터리 셀간의 단차를 저감하는 단차저감부를 포함하는 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
A plate-type terminal attached to one side of a battery cell constituting a super capacitor module and used,
a terminal part attached to one surface of the battery cell so as to be connected to the terminal of the battery cell and transmitting the current of the battery cell;
a heat conduction unit provided on one side of the terminal unit to conduct heat; and
A plate-type terminal of a supercapacitor module having a step difference reduction function between battery cells, which is provided on the other side of the terminal part and includes a step reduction part for reducing a step difference between battery cells formed due to the attachment of the terminal part.
상기 단차저감부는,
탄성 및 전기 절연성을 갖는 소재로 마련되되,
내열성과 전기절연성을 갖는 연결매개체에 의해 상기 단자부와 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
The method of claim 1,
The step difference reducing unit,
Provided with a material having elasticity and electrical insulation,
A plate-type terminal of a super capacitor module having a function of reducing the step difference between battery cells, characterized in that it is connected to the terminal part by a connection medium having heat resistance and electrical insulation.
상기 내열성과 전기절연성을 갖는 연결매개체는,
열가소성 수지나 아라미드 섬유로 구성된 베이스에, 실리콘을 첨가한 합성수지로 제조된 것을 특징으로 하는 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
3. The method of claim 2,
The connection medium having the heat resistance and electrical insulation,
A plate-type terminal of a supercapacitor module with a function of reducing the step difference between battery cells, characterized in that it is made of a synthetic resin with silicon added to a base made of thermoplastic resin or aramid fiber.
상기 연결매개체는,
상기 단자부 및 단차저감부와 일체화되도록 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
3. The method of claim 2,
The connecting medium is
A plate-type terminal of a super capacitor module having a step reduction function between battery cells, characterized in that it is injection-molded to be integrated with the terminal portion and the step reduction portion.
상기 단자부와 연결매개체 사이 또는 상기 연결매개체와 단차저감부 사이에 복수의 양각이 조합을 이루는 결속부가 형성되도록 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀간의 단차 저감기능을 갖춘 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
5. The method of claim 4,
A plate-type terminal of a super capacitor module having a step difference reduction function between battery cells, characterized in that it is injection-molded to form a binding portion forming a combination of a plurality of embossing between the terminal portion and the connection medium or between the connection medium and the step reduction portion.
상기 프레임을 따라 일렬로 배열 설치되는 복수의 배터리 셀;
상기 복수의 배터리 셀의 일면에 각기 부착되어, 복수의 배터리 셀 사이 또는 배터리 셀과 프레임 전극 리드 사이에서 전류를 전달하는 플레이트형 단자;
상기 프레임의 각 단부와 배열 최 외측 배터리 셀 사이에 개재되는 탄성부재 및
상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판을 포함하며,
상기 플레이트형 단자는,
상기 배터리 셀의 단자와 연결되도록 배터리 셀의 일면에 부착되어 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부;
상기 단자부의 일측에 마련되어 열을 전도하는 열전도부 및
상기 단자부의 타측에 마련되어 상기 단자부의 부착으로 인해 형성되는 배터리 셀간의 단차를 저감하는 단차저감부를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈.
a frame having a predetermined length and provided with electrode leads at one or more ends of both ends of the length;
a plurality of battery cells arranged and installed in a line along the frame;
a plate-type terminal respectively attached to one surface of the plurality of battery cells to transmit current between the plurality of battery cells or between the battery cells and the frame electrode leads;
an elastic member interposed between each end of the frame and the outermost battery cell in the array; and
It includes a control board for controlling the battery cell,
The plate-type terminal,
a terminal part attached to one surface of the battery cell so as to be connected to the terminal of the battery cell and transmitting the current of the battery cell;
a heat conduction unit provided on one side of the terminal unit to conduct heat; and
and a step reduction portion provided on the other side of the terminal portion to reduce a step difference between battery cells formed due to attachment of the terminal portion.
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2021
- 2021-04-01 KR KR1020210042910A patent/KR102480976B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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