KR20230075090A - 배터리팩용 원통형전지 커넥터 - Google Patents

배터리팩용 원통형전지 커넥터 Download PDF

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KR20230075090A
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Abstract

본 발명은 한번의 용접을 통해 커넥터에 원통형전지의 양극이 연결될 수 있도록 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터에 관한 것으로, 복수개의 삽입공이 형성되며, 몸체가 - 극을 형성하고 길이방향 일단이 + 극을 갖는 원통형전지가 상기 삽입공에 삽입되어 직렬 또는 병렬방향으로 배치될 수 있도록 하는 소켓; 및 상기 소켓과 결합되며, 소켓에 삽입된 각 원통형전지와 단일의 용접을 통해 +,- 극이 전기적으로 연결되도록 하는 부스바유닛;을 포함하며, 상기 부스바유닛은, 상기 소켓과 결합되며 내측으로 공간부를 갖는 부스바캐리어와, 상기 부스바캐리어의 공간부에 배치되며 상기 소켓에 삽입된 상기 원통형전지들의 +,- 극을 동시에 전기적으로 연결하는 라미네이트부스바,로 구성된다.

Description

배터리팩용 원통형전지 커넥터{Cylindrical Battery Connector for battery pack}
본 발명은 배터리팩용 원통형전지 커넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한번의 용접을 통해 커넥터에 원통형전지의 양극이 연결될 수 있도록 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터에 관한 것이다.
통상적으로 이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전을 통하여 재사용이 가능하다.
이차전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 모듈의 형태로 사용되기도 한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 복수개의 배터리모듈이 배치된다.
이러한 이차전지는, 하우징 내부에 복수개의 배터리모듈로 구성되고, 이 배터리모듈은 셀홀더를 통해 직렬 또는 병열로 연결되며, 셀홀더에 끼워지는 원통형전지의 개수에 따라 배터리모듈의 출력 및 용량이 증대된다.
이때, 원통형전지들의 양단에는 원통형전지가 전기적으로 연결될 수 있도록 하는 부스바가 배치되며, 원통형전지와 부스바는 와이어본딩을 통해 상호 전기적으로 연결된 상태를 유지하게 된다.
그러나, 위와 같은 원통형전지와 부스바의 연결은 원통형전지의 +,- 극성을 각각 와이어본딩을 통해 부스바에 연결하기 때문에 원통형전지의 개수에 비례하는 두 배의 용접포트가 부스바에 형성될 수 밖에 없어 상대적으로 배터리모듈 조립시간이 증가될 수 밖에 없는 문제가 있다.
또한, 부스바가 동판 재질이고 와이어본딩에 의한 용접포트가 많이 형성됨에 따라 연결부위 간의 쇼트가 발생될 수 있어 안전이 담보되지 못하는 문제가 있다.
국내공개특허 제10-2021-0044533호
본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 커넥터에 삽입되는 원통형전지의 단일 극만을 부스바와 용접함으로써 +,- 양극이 부스바에 연결되도록 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리팩용 원통형전지 커넥터는, 복수개의 삽입공이 형성되며, 몸체가 - 극을 형성하고 길이방향 일단이 + 극을 갖는 원통형전지가 상기 삽입공에 삽입되어 직렬 또는 병렬방향으로 배치될 수 있도록 하는 소켓; 및 상기 소켓과 결합되며, 소켓에 삽입된 각 원통형전지와 단일의 용접을 통해 +,- 극이 전기적으로 연결되도록 하는 부스바유닛;을 포함하며, 상기 부스바유닛은, 상기 소켓과 결합되며 내측으로 공간부를 갖는 부스바캐리어와, 상기 부스바캐리어의 공간부에 배치되며 상기 소켓에 삽입된 상기 원통형전지들의 +,- 극을 동시에 전기적으로 연결하는 라미네이트부스바,로 구성된 것이 바람직하다.
이때, 상기 라미네이트부스바는, 상기 소켓 방향으로 박막의 음극부재, 절연부재, 양극부재, 가압절연부재가 상기 부스바캐리어의 공간부에 순차적으로 적층되며, 상기 가압절연부재는 가압을 통해 상기 음극부재, 절연부재, 양극부재를 소켓에 밀착시키는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 부스바캐리어는, 상기 음극부재, 절연부재, 양극부재, 가압절연부재가 적층되는 공간부를 형성하는 외벽과, 상기 외벽 내면을 따라 돌출되며, 상기 음극부재, 절연부재, 양극부재가 상기 공간부에 상에 거치될 수 있도록 하는 거치홀드와, 상기 거치홀드와 이격된 상태로 외벽 말단부의 양측에 마주하게 절곡되며, 상기 가압절연부재가 슬라이딩 삽입되어 상기 공간부에 배치될 수 있도록 하는 가이드슬라이더,로 구성되며, 소켓에 결합된 상태에서 상기 가이드슬라이더로 삽입된 상기 가압절연부재를 푸싱하여 거치홀드에 거치된 상기 음극부재, 절연부재, 양극부재의 가압하면서 거치홀드에 걸쳐짐으로써, 상기 음극부재, 절연부재, 양극부재 및 가압절연부재가 상기 소켓에 밀착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
더하여, 상기 음극부재, 절연부재 및 가압절연부재에는 상기 소켓에 삽입되는 원통형전지의 위치와 대응하는 관통홀들이 형성되고, 상기 양극부재에는 상기 관통홀들과 대응하는 위치에 형성되며, 관통홀을 통하여 원통형전지의 + 극에 용접되는 용접플레이트가 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 부스바캐리어와 상기 소켓이 결합될 수 있도록, 상기 부스바캐리어의 외측둘레와 상기 소켓의 외측둘레 중 어느 하나의 외측둘레에는 둘레를 따라 복수개의 위치고정후크가 형성되고, 다른 하나의 외측둘레에는 상기 위치고정후크가 결합되는 위치고정홈이 형성된 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 소켓의 삽입공 내부에는 삽입되는 상기 원통형전지를 탄성으로 지지함과 동시에 원통형전지의 - 극이 상기 부스바유닛과 전기적으로 연결되도록 하는 탄성지지부재가 배치된 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 배터리팩용 원통형전지 커넥터 의하면, 부스바유닛이 구비된 커넥터에 복수개 원통형전지가 삽입됨에 있어, 원통형전지의 - 극이 삽입과 동시에 부스바유닛에 연결되고, + 극은 스폿용접을 통해 부스바유닛과 연결됨으로써, 부스바유닛과 원통형전지가 한번의 용접만으로 전기적으로 연결되도록 하여 배터리모듈의 조립시간을 단축하는 효과가 있다.
또한, 스폿용접 부위가 종래대비 반으로 감소됨에 따라 연결부위 간의 쇼트 발생률이 현저하게 감소되어 안전이 담보되는 효과가 있다.
또한, 부스바유닛이 커넥터에 간편하게 조립될 수 있는 기술적 효과 또한 탁월하다.
도 1은 본 발명에 따른 원통형전지 커넥터가 구비된 배터리모듈을 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 원통형전지 커넥터를 보여주는 분해사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 원통형전지 커넥터의 구성중 부스바유닛을 분해한 분해사시도이고,
도 4는 도 1의 I-I선 요부단면도이며,
도 5는 도 1의 II-II선 요부단면도이고,
도 6 및 도 7은 부스바유닛의 음극부재, 절연부재, 양극부재가 가압절연부재에 의해 커넥터에 밀착되는 과정을 보여주는 참고도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 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.
도 1은 본 발명에 따른 원통형전지 커넥터가 구비된 배터리모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 원통형전지 커넥터를 보여주는 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 원통형전지 커넥터의 구성중 부스바유닛을 분해한 분해사시도이고, 도 4는 도 1의 I-I선 요부단면도이며, 도 5는 도 1의 II-II선 요부단면도이고, 도 6 및 도 7은 부스바유닛의 음극부재, 절연부재, 양극부재가 가압절연부재에 의해 커넥터에 밀착되는 과정을 보여주는 참고도이다.
도 1 내지 도 7에 나타낸 바와 같이 본 발명의 원통형전지 커넥터(300)는, 복수개의 삽입공(110)이 형성되며, 몸체가 - 극을 형성하고 길이방향 일단이 + 극을 갖는 원통형전지(20)가 상기 삽입공(110)에 삽입되어 직렬 또는 병렬방향으로 배치될 수 있도록 하는 소켓(100); 및 상기 소켓(100)과 결합되며, 소켓(100)에 삽입된 각 원통형전지(20)와 단일의 용접을 통해 +,- 극이 전기적으로 연결되도록 하는 부스바유닛(200);을 포함하며, 상기 부스바유닛(200)은, 상기 소켓(100)과 결합되며 내측으로 공간부(213)를 갖는 부스바캐리어(210)와, 상기 부스바캐리어(210)의 공간부(213)에 배치되며 상기 소켓(100)에 삽입된 상기 원통형전지(20)들의 +,- 극을 동시에 전기적으로 연결하는 라미네이트부스바(220),로 구성된다.
설명에 앞서, 본 발명 원통형전지 커넥터(300)의 가장 큰 특징은 원통형전지 커넥터(300)에 삽입되는 원통형전지(20)와 부스터유닛이 한번의 용접을 통해 양극이 전기적으로 연결될 수 있도록 하는 것에 있다.
도 1에는 배터리팩을 제조하기 위해 직렬 또는 병열방향으로 연결되는 원통형전지 커넥터(300)가 구비된 배터리모듈이 도시되어 있다.
도면상 하측에는 복수개 원통형전지(20)가 삽입 용접되어 전기의 출력 및 충전이 이루어질 수 있도록 하는 원통형전지 커넥터(300)가 구비되어 있으며, 원통형전지 커넥터(300)의 상측으로는 삽입된 원통형전지(20)들의 상부를 홀딩하여 지지함으로써 원통형전지(20)의 유동 및 이탈을 방지하기 위한 배터리홀더(30)가 배치된다.
이때, 배터리홀더(30)는 통상의 절연체로 제작됨은 물론이다.
이하, 원통형전지 커넥터(300)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
원통형전지 커넥터(300)는 도 1 내지 도 5와 같이 소켓(100)과 부스바유닛(200)을 포함한다.
소켓(100)은 배터리팩 제조를 위해 직렬 또는 병렬 방향으로 배치되며, 소정의 넓이와 길이를 유지하고 있다.
소켓(100)의 상면에는 몸체가 - 극을 형성하고 길이방향 하측의 일단이 + 극을 갖는 원통형전지(20)가 삽입되는 복수개의 삽입공(110)이 형성되며, 소켓(100)의 방향에 따라 삽입된 원통형전지(20)가 직렬 또는 병렬 방향으로 배치될 수 있도록 한다.
이때, 소켓(100)의 삽입공(110) 내부에는 외부로부터 삽입된 원통형전지(20)를 탄성으로 지지하면서 동시에 원통형전지(20)의 몸체의 - 극이 후술하는 부스바유닛(200)의 음극부재(221)와 전기적으로 연결되도록 하는 탄성지지부재(111)가 배치된다.
탄성지지부재(111)는 전기 전도도가 우수한 금 또는 동 재질로 구성되어 후술하는 음극부재(221)와 전기적으로 연결됨은 물론이며, 삽입공(110)의 내부에서 삽입공(110)의 중심을 향하도록 도 4 및 도 5와 같이 아치(arch) 형상을 유지한 상태로 삽입되는 원통형전지(20)의 외면을 탄성으로 가압한다.
따라서, 소켓(100)의 삽입공(110)에 삽입된 원통형전지(20)는 삽입과 동시에 후술하는 부스바유닛(200)과 - 극이 일차적으로 연결되고, 이후 단일의 용접을 통해 + 극이 연결된다.
본 실시예에서는 일방향의 길이를 갖는 소켓(100)에 4개의 삽입공(110)이 형성된 것으로 도시하고 있으나, 소켓(100)의 형상 및 삽입공(110)의 개수는 한정되지 않고 다양하게 형성될 수 있다.
부스바유닛(200)은 소켓(100)에 삽입된 복수개의 원통형전지(20)들과 전기적으로 연결되는 것으로, 삽입된 각 원통형전지(20)와 단일의 용접 만으로 원통형전지(20)의 +,- 극이 전기적으로 연결될 수 있도록 소켓(100)의 하면으로 결합된다.
즉, 부스바유닛(200)은 종래와 같이 원통형전지(20)의 +,- 극을 각각 와이어본딩을 통해 두 번 용접하는 것이 아니라, 단일의 용접 만으로 원통형전지(20)의 양극(+,-)이 부스바유닛(200)에 전기적으로 연결될 수 있도록 하는 것이다.
위와 같은 부스바유닛(200)은 도 2 내지 도 5와 같이, 소켓(100)과 대응하는 형상으로 도면상 소켓(100)의 하면으로 결합되며 내측으로 공간부(213)를 갖는 부스바캐리어(210)와, 부스바캐리어(210)의 공간부(213)에 배치되며 소켓(100)에 삽입된 원통형전지(20)들의 +,- 극을 동시에 전기적으로 연결하는 라미네이트부스바(220),로 구성된다.
라미네이트부스바(220)는 박막의 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225), 가압절연부재(227)로 이루어지며, 후술하는 부스바캐리어(210)의 공간부(213)에서 소켓(100) 방향을 향해 도 3 내지 도 5와 같이 순차적으로 적층된다.
여기서, 가압절연부재(227)는 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225)와 함께 적층된 상태를 이루지만, 외부에서 가해지는 푸싱에 의한 가압을 통해 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225)를 소켓(100) 방향으로 밀어 소켓(100)에 밀착시키는 역할을 한다(도 6 및 도 7 참조).
그리고, 음극부재(221)와 양극부재(225)는 각각 + 극과 - 극의 전류의 흐름이 우수한 금 또는 동이 사용되는 것이 바람직하고, 절연부재(223)와 가압절연부재(227)는 음극부재(221)와 양극부재(225) 사이로 각각 배치되어 절연이 이루어지도록 하는 것으로 통상의 절연재질이 사용된다.
이중, 가압절연부재(227)는 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225)를 가압하기 때문에 소정의 두께를 유지하거나 하드 하게 제작됨은 물론이다.
한편, 도 3과 같이 음극부재(221), 절연부재(223) 및 가압절연부재(227)에는 소켓(100)의 삽입공(110)에 삽입되는 원통형전지(20)의 하단 위치와 대응하는 관통홀(H)들이 형성되고, 양극부재(225)에에는 위 관통홀(H)들과 대응하는 위치에 형성되며 관통홀(H)을 관통하여 도 4 및 도 5와 같이 원통형전지(20)의 + 극에 용접되는 용접플레이트(225a)가 형성되어 있다.
위와 같이 배치를 통해, 음극부재(221), 절연부재(223) 및 가압절연부재(227)의 관통홀(H)과 양극부재(225)의 용접플레이트(225a)가 동일한 축 선상에 배치되도록 함으로써, 도시하지 않은 용접기가 진입할 수 있는 공간의 확보와 함께 용접플레이트(225a)가 음극부재(221)와 절연부재(223)의 관통홀(H)을 관통하여 원통형전지(20)의 + 극과 스폿용접이 이루어질 수 있도록 한다.
이때, 양극부재(225)에 형성된 용접플레이트(225a)는 휨이 발생할 수 있도록, 일부가 양극부재(225)와 연결되고 이를 제외한 부위는 양극부재(225)로부터 절개된 상태이다.
더하여, 양극부재(225)에는 원통형전지(20)와의 스폿용접이 안정적으로 이루어질 수 있도록 니켈이 도금된다.
부스바캐리어(210)는 외벽(211)과, 거치홀드(215) 및 가이드슬라이더(217)를 포함한다.
외벽(211)은 전체적으로 도 3과 같이 원통형전지 커넥터(300)의 형상과 대응하는 직사각 형상을 유지하고 있으며, 내측으로 라미네이트부스바(220)의 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225), 가압절연부재(227)가 적층될 수 있는 공간부(213)를 형성하도록 소정의 높이를 유지하고 있다.
이때, 직사각 형상을 갖는 외벽(211)의 상부는 부스바캐리어(210)가 소켓(100)과 결합된 상태에서 공간부(213)에 적층된 라미네이트부스바(220)가 소켓(100)의 탄성지지부재(111)와 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 개방된 상태이고, 외벽(211)의 하부는 복수개의 보강리브(212)에 의해 연결된 상태로 개방되어 있다.
외벽(211)의 내면에는 거치홀드(215)가 형성되어 있다.
거치홀드(215)는 도 3 내지 도 5와 같이 외벽(211)의 내면을 따라 공간부(213)를 향하여 돌출되게 형성되어 있으며, 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)가 공간부(213)에 상에 거치될 수 있도록 한다.
이때, 거치홀드(215)는 푸싱되는 가압절연부재(227)가 쉽게 넘어설 수 있고, 걸쳐질 수 있도록 곡면형태 또는 경사면을 가질 수도 있다.
그리고, 외벽(211)의 도면상 하측에는 가이드슬라이더(217)가 형성된다.
가이드슬라이더(217)는 거치홀드(215)와 도면상 하측방향으로 소정간격 이격된 상태로 외벽(211) 하측의 말단부 양측에 서로 마주하게 절곡되어 가압절연부재(227)가 슬라이딩 삽입될 수 있는 공간을 형성함으로써, 가압절연부재(227)가 공간부(213)에서 도면상 거치홀드(215)의 하부에 배치될 수 있도록 한다.
즉, 부스바캐리어(210)는 공간부(213) 상에서 거치홀드(215)를 기준으로 도면상 상측으로 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)가 적층된 상태로 거치될 수 있도록 하고, 거치홀드(215)의 하측으로 가압절연부재(227)가 배치될 수 있도록 함으로써, 소켓(100)에 결합된 상태에서 원통형전지(20)와 양극부재(225)의 스폿용접이 이루어질 수 있도록, 작업자 또는 별도의 가압수단을 이용하여 가이드슬라이더(217)로 삽입된 가압절연부재(227)를 도면상 상측방향으로 푸싱하여 거치홀드(215)에 거치된 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225) 가압하면서 거치홀드(215)에 걸쳐지도록 함으로써, 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225) 및 가압절연부재(227)가 순차적으로 적층된 상태로 소켓(100)의 하면에 밀착될 수 있도록 한다.
이렇게 되면, 음극부재(221)는 탄성지지부재(111)와 - 극으로 연결되고, 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)는 서로 이격 없는 밀착된 상태를 이룸으로써, 양극부재(225) 용접플레이트(225a)의 스폿용접이 안정적인 상태에서 이루어지게 된다.
한편, 부스바캐리어(210)와 소켓(100)이 서로 결합될 수 있도록, 부스바캐리어(210)의 외측둘레인 외벽(211)의 도면상 상단에는 외벽(211)을 따라 복수개의 위치고정후크(219)가 형성되고, 상기 소켓(100)의 외측둘레에는 위치고정후크(219)와 대응하는 위치에 위치고정후크(219)가 결합되는 위치고정홈(113)이 형성될 수도 있다.
본 실시예에서는 외벽(211)에 위치고정후크(219)가 형성되고, 소켓(100)에 위치고정홈(113)이 형성된 것으로 도시하고 있으나, 위치고정후크(219)와 위치고정홈(113)의 위치는 서로 변경 가능하기 때문에 위치를 한정하지 않으며, 부스바캐리어(210)와 소켓(100)은 다양한 결합수단을 통해 결합될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 원통형전지 커넥터(300)에 삽입되는 원통형전지(20)가 음극부재(221)와 용접되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소켓(100)의 하부로 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225) 및 가압절연부재(227)가 배치된 부스바캐리어(210)를 위치고정후트와 위치고정홈(113)을 통해 결합시킨다.
이때, 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)는 도 6과 같이 거치홀드(215)에 걸쳐져 지지된 상태이고, 가압절연부재(227)는 가이드슬라이더(217)를 통해 삽입되어 배치된 상태이다.
위와 같은 상태에서, 작업자 또는 가압수단을 이용하여 도 6의 화살표방향으로 가압절연부재(227)를 도면상 상측방향으로 푸싱하게 된다.
이때, 가압절연부재(227)는 푸싱되는 힘에 의해 거치홀드(215)를 넘어서면서 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)를 가압하게 되고, 이 과정에서 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)는 순차적으로 소켓(100)에 밀착된 상태를 유지하게 된다.
그리고, 가압절연부재(227)는 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)를 가압한 상태로 도 7과 같이 거치홀드(215)에 걸쳐짐으로써, 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)의 가압된 상태를 지속적으로 유지시킴과 동시에 음극부재(221), 절연부재(223) 및 양극부재(225)의 가압이 해제되는 것을 원천적으로 차단하게 된다.
이후, 소켓(100)의 삽입공(110)으로 원통형전지(20)가 삽입되면, 원통형전지(20)는 탄성지지부재(111)에 의해 지지되면서 라미네이트부스바(220)의 음극부재(221)와 - 극으로 연결되고, 하단의 + 극은 음극부재(221)와 연결되지 않은 상태이다.
위와 같은 상태에서, 관통홀(H)을 통해 도 7의 화살표 방향으로 용접기가 진입하면서 양극부재(225)의 용접플레이트(225a)를 원통형배터리의 + 극성에 밀착시켜 스폿용접을 함으로써, 원통형전지(20)의 +,- 극을 라미네이트부스바(220)와 전기적으로 연결시킨다.
이러한 스폿용접은 원통형전지 커넥터(300)에 삽입된 원통형전지(20)의 개수에 따라 계속적으로 이루어지게 된다.
지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 원통형전지 커넥터는, 부스바유닛이 구비된 커넥터에 복수개 원통형전지가 삽입됨에 있어, 원통형전지의 - 극이 삽입과 동시에 부스바유닛에 연결되고, + 극은 스폿용접을 통해 부스바유닛과 연결됨으로써, 부스바유닛과 원통형전지가 한번의 용접만으로 전기적으로 연결되도록 하여 배터리모듈의 조립시간을 단축하는 효과가 있다.
또한, 스폿용접 부위가 종래대비 반으로 감소됨에 따라 연결부위 간의 쇼트 발생률이 현저하게 감소되어 안전이 담보되는 효과가 있다.
또한, 부스바유닛이 커넥터에 간편하게 조립될 수 있는 기술적 효과 또한 탁월하다.
이상, 본 발명의 원통형전지 커넥터를 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.
즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.
10 : 배터리모듈 20 : 원통형배터리
30 : 배터리홀더 100 : 소켓
110 : 삽입공 111 : 탄성지지부재
113 : 위치고정홈 200 : 부스바유닛
210 : 부스바캐리어 211 : 외벽
212 : 보강리브 213 : 공간부
215 : 거치홀더 217 : 가이드슬라이더
219 : 위치고정후크 220 : 라미네이트부스바
221 : 음극부재 223 : 절연부재
225 : 양극부재 225a : 용접플레이트
227 : 가압절연부재 300 : 원통형전지 커넥터
H : 관통홀

Claims (6)

  1. 복수개의 삽입공(110)이 형성되며, 몸체가 - 극을 형성하고 길이방향 일단이 + 극을 갖는 원통형전지(20)가 상기 삽입공(110)에 삽입되어 직렬 또는 병렬방향으로 배치될 수 있도록 하는 소켓(100); 및
    상기 소켓(100)과 결합되며, 소켓(100)에 삽입된 각 원통형전지(20)와 단일의 용접을 통해 +,- 극이 전기적으로 연결되도록 하는 부스바유닛(200);을 포함하며,
    상기 부스바유닛(200)은,
    상기 소켓(100)과 결합되며 내측으로 공간부(213)를 갖는 부스바캐리어(210)와, 상기 부스바캐리어(210)의 공간부(213)에 배치되며 상기 소켓(100)에 삽입된 상기 원통형전지(20)들의 +,- 극을 동시에 전기적으로 연결하는 라미네이트부스바(220),로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라미네이트부스바(220)는,
    상기 소켓(100) 방향으로 박막의 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225), 가압절연부재(227)가 상기 부스바캐리어(210)의 공간부(213)에 순차적으로 적층되며, 상기 가압절연부재(227)는 가압을 통해 상기 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225)를 소켓(100)에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부스바캐리어(210)는,
    상기 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225), 가압절연부재(227)가 적층되는 공간부(213)를 형성하는 외벽(211)과,
    상기 외벽(211) 내면을 따라 돌출되며, 상기 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225)가 상기 공간부(213)에 상에 거치될 수 있도록 하는 거치홀드(215)와,
    상기 거치홀드(215)와 이격된 상태로 외벽(211) 말단부의 양측에 마주하게 절곡되며, 상기 가압절연부재(227)가 슬라이딩 삽입되어 상기 공간부(213)에 배치될 수 있도록 하는 가이드슬라이더(217),로 구성되며,
    상기 소켓(100)에 결합된 상태에서 상기 가이드슬라이더(217)로 삽입된 상기 가압절연부재(227)를 푸싱하여 거치홀드(215)에 거치된 상기 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225)의 가압하면서 거치홀드(215)에 걸쳐짐으로써, 상기 음극부재(221), 절연부재(223), 양극부재(225) 및 가압절연부재(227)가 상기 소켓(100)에 밀착될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 음극부재(221), 절연부재(223) 및 가압절연부재(227)에는 상기 소켓(100)에 삽입되는 원통형전지(20)의 위치와 대응하는 관통홀(H)들이 형성되고,
    상기 양극부재(225)에는 상기 관통홀(H)들과 대응하는 위치에 형성되며, 관통홀(H)을 통하여 원통형전지(20)의 + 극에 용접되는 용접플레이트(225a)가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부스바캐리어(210)와 상기 소켓(100)이 결합될 수 있도록,
    상기 부스바캐리어(210)의 외측둘레와 상기 소켓(100)의 외측둘레 중 어느 하나의 외측둘레에는 둘레를 따라 복수개의 위치고정후크(219)가 형성되고, 다른 하나의 외측둘레에는 상기 위치고정후크(219)가 결합되는 위치고정홈(113)이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소켓(100)의 삽입공(110) 내부에는 삽입되는 상기 원통형전지(20)를 탄성으로 지지함과 동시에 원통형전지(20)의 - 극이 상기 부스바유닛(200)과 전기적으로 연결되도록 하는 탄성지지부재(111)가 배치된 것을 특징으로 하는 배터리팩용 원통형전지 커넥터.
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KR20210044533A (ko) 2019-10-15 2021-04-23 주식회사 엘지화학 모듈 버스바를 포함하는 배터리 모듈

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