KR20240043490A - 열폭주 방지용 버스바 장치 및 배터리 시스템 - Google Patents

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bus bar
body portion
thermal runaway
receiving groove
preventing thermal
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양희창
기원용
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 열폭주 방지용 버스바 장치는, 길이방향으로 연장된 제1몸체부 및 상기 제1몸체부의 양 끝단에 각각 연결된 제1연결부를 포함하며, 한 쌍으로 제공되어 서로 평행하게 배치되는 제1 버스바; 상기 제1몸체부와 평행하게 연장되는 제2몸체부 및 상기 제2몸체부의 양 끝단에서 상기 제1몸체부의 반대방향으로 절곡되어 연장되는 제2연결부를 포함하며, 한 쌍으로 제공되어 상기 제1 버스바를 사이에 두고 폭방향 양측에 각각 배치되는 제2 버스바; 상기 제1몸체부 및 상기 제2몸체부와 끼움결합되어 상기 제1몸체부와 상기 제2몸체부를 일정 간격으로 이격시키는 홀더; 및 배터리 모듈 사이에 마련되는 이격공간 내에 장착되며, 상부로 개방된 수용홈을 구비하여 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 내부에 수용하는 프레임;을 포함할 수 있다.

Description

열폭주 방지용 버스바 장치 및 배터리 시스템{THERMAL RUNAWAY PREVENTING BUSBAR DEVICE AND BATTERY SYSTEM}
본 발명은 열폭주 방지용 버스바 장치 및 배터리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열폭주 방지 성능을 확보할 수 있는 열폭주 방지용 버스바 장치 및 배터리 시스템에 관한 것이다.
전기자동차 및 에너지 저장 시스템(ESS) 배터리에는 에너지 밀도가 높은 리튬이온 배터리가 주로 사용된다. 하지만, 여타 배터리와 비교해서 리튬이온 배터리는 화재에 취약하다.
일반적으로 리튬이온 배터리는 내부 온도가 대략 170℃ 이상일 때 열폭주가 발생한다. 열폭주란 사면이 배터리로 둘러쌓인 셀이 터졌을 때 내구 온도를 벗어나 발화가 일어나며 주위 모듈 및 부품들을 연속적으로 발화시켜 연쇄적으로 폭발하는 상황을 말한다.
다수의 배터리 모듈이 격자형태로 배열되어 제공되는 배터리 시스템의 경우 배터리 모듈간 전기적 연결을 구현하는 버스바가 모듈 위에 배치되어 모듈 위 연결경로를 형성하는 구조를 가진다.
이 경우 어느 하나의 배터리 모듈에 문제가 생기게 되면 열전도율이 높은 구리로 이루어진 버스바를 통해 다른 배터리 모듈로 열이 전달되게 되어 열폭주에 따른 화재가 발생할 위험성이 증가된다.
이러한 열 확산을 방지하기 위하여 열폭주 트리거 모듈 위를 지나는 버스바에 대해 내열성이 높은 외장재(MICA)를 적용하지만, 고전압 배터리의 경우 높은 에너지 출력으로 인해 외장재의 두께가 두꺼워질 수 밖에 없다.
이에 따라 상부 커버와의 간극 확보가 어려워지게 되어 연소에 의한 유독가스 발생으로 배터리 시스템 내/외부 압력 평형 붕괴를 방지하는 가스 밸브를 적용하기가 어려워지게 된다. 동시에 원가 상승이라는 문제도 발생한다. 즉, 공간적으로 비효율성을 가지며, 통일된 외장재 사양 적용이 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열폭주 방지 성능을 확보하면서 외장재 적용에 대한 원가를 절감하고, 더불어 배터리 시스템 내부의 공간활용도를 극대화할 수 있도록 하는 열폭주 방지용 버스바 장치 및 배터리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 열폭주 방지용 버스바 장치는, 길이방향으로 연장된 제1몸체부 및 상기 제1몸체부의 양 끝단에 각각 연결된 제1연결부를 포함하며, 한 쌍으로 제공되어 서로 평행하게 배치되는 제1 버스바; 상기 제1몸체부와 평행하게 연장되는 제2몸체부 및 상기 제2몸체부의 양 끝단에서 상기 제1몸체부의 반대방향으로 절곡되어 연장되는 제2연결부를 포함하며, 한 쌍으로 제공되어 상기 제1 버스바를 사이에 두고 폭방향 양측에 각각 배치되는 제2 버스바; 상기 제1몸체부 및 상기 제2몸체부와 끼움결합되어 상기 제1몸체부와 상기 제2몸체부를 일정 간격으로 이격시키는 홀더; 및 배터리 모듈 사이에 마련되는 이격공간 내에 장착되며, 상부로 개방된 수용홈을 구비하여 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 내부에 수용하는 프레임;을 포함할 수 있다.
상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바는 상기 홀더에 끼움결합된 상태에서 상기 홀더가 상기 수용홈 내에 체결됨에 따라 상기 프레임 내에 고정될 수 있다.
상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바가 상기 프레임 내에 고정된 상태에서, 상기 제1몸체부와 상기 제2몸체부는 상기 수용홈 내에서 상기 수용홈의 길이방향을 따라서 연장되는 구조로 배치되고, 상기 제1연결부는 상기 프레임의 길이방향 양 끝단부에서 각각 외측으로 연장되는 구조로 배치되며, 상기 제2연결부는 상기 프레임의 폭방향 양 측부에서 각각 외측으로 연장되는 구조로 배치될 수 있다.
상기 제1연결부는 외부 장치와 연결되는 커넥터에 연결되고, 상기 제2연결부는 상기 프레임의 폭방향 양쪽에 배치되는 상기 배터리 모듈의 단자와 연결될 수 있다.
상기 홀더는 상기 수용홈에 체결된 상태에서 상기 수용홈의 바닥면 상부에 배치될 수 있다.
상기 홀더는 복수의 삽입홈을 구비하고, 복수의 상기 삽입홈은 상기 수용홈의 폭방향을 따라서 이격되어 배열되며, 상기 수용홈의 폭방향을 기준으로 중앙에는 상기 제1몸체부가 삽입되고, 바깥쪽에는 상기 제2몸체부가 삽입되어 끼움결합될 수 있다.
상기 프레임은 상기 수용홈의 하부에 공기가 유동하는 덕트를 구비할 수 있다.
상기 제1몸체부는 복수의 구리 박판을 중첩하여 이루어지고, 상기 제1연결부는 단일의 구리 판으로 이루어지며, 상기 제1 버스바는 상기 제1몸체부의 양 끝단에 상기 제1연결부를 용접하여 연결된 구조를 가질 수 있다.
상기 제2몸체부와 상기 제2연결부는 단일의 구리 판으로 이루어지며, 상기 제2 버스바는 상기 제2몸체부의 양 끝단에서 상기 제2연결부를 절곡하여 상기 제2몸체부와 상기 제2연결부가 일체로 연결된 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 버스바는 길이가 상기 제2 버스바의 길이보다 더 긴 구조를 가질 수 있다.
상기 수용홈 내에 제공되는 충진재를 더 포함할 수 있다.
상기 충진재 내에는 이산화탄소 캡슐이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템은, 수납 공간을 구비하는 배터리 케이스; 상기 수납 공간 내에 격자 형태로 배열되는 복수의 배터리 모듈; 및 상기 복수의 배터리 모듈 사이에 마련되는 이격공간 내에 장착되며, 상기 복수의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하는 버스바 장치;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 열폭주 방지 성능을 확보하면서 외장재 적용에 대한 원가를 절감하고, 더불어 배터리 시스템 내부의 공간활용도를 극대화할 수 있도록 하는 열폭주 방지용 버스바 장치 및 배터리 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1에서 I-I선의 단면을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열폭주 방지용 버스바 장치를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 4는 도 3의 열폭주 방지용 버스바 장치를 개략적으로 나타내는 정면도.
도 5는 도 3의 열폭주 방지용 버스바 장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 6은 도 5에서 제1 버스바와 제2 버스바를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 7a 및 도 7b는 도 5에서 홀더를 개략적으로 나타내는 정면도 및 평면도.
도 8a는 도 3에서 II-II선의 단면을 개략적으로 나타내는 도면.
도 8b는 도 8a에서 "A"부분을 확대한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에서 I-I선의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템(1)은 버스바 장치(10), 배터리 케이스(20), 배터리 모듈(30)을 포함할 수 있다.
배터리 케이스(20)는 내부에 수납 공간을 구비하며, 금속과 같은 견고한 재질로 이루어질 수 있다.
실시예에서, 배터리 케이스(20)는 상부로 개방된 구조를 가지며, 미도시된 상부 커버를 통해 개방된 상부를 덮어 수납 공간을 밀폐시키도록 구성될 수 있다.
배터리 모듈(30)은 복수개로 제공되며, 수납 공간 내에 격자 형태로 가로 및 세로 방향을 따라서 배열되어 수납될 수 있다.
각 배터리 모듈(30)은 복수의 배터리 셀로 구성될 수 있다. 이 경우, 배터리 셀은 파우치형 또는 각형의 구조를 가질 수 있다.
버스바 장치(10)는 복수의 배터리 모듈(30) 사이에 마련되는 이격공간 내에 장착될 수 있다. 그리고, 버스바 장치(10)는 복수의 배터리 모듈(30)을 전기적으로 연결할 수 있다.
즉, 배터리 모듈(30)을 연결하는 버스바 장치가 배터리 모듈(30) 위에 배치되어 모듈 위 경로의 레이 아웃을 가지는 종래의 배터리 시스템과 달리 본 실시예에 따른 배터리 시스템(1)에서는 버스바 장치(10)가 배터리 모듈(30) 위가 아닌 배터리 모듈(30) 사이에 배치되어 모듈 사이 경로의 레이 아웃을 가지는 점에서 차이가 있다.
이에 따라 종래의 어느 하나의 배터리 모듈(30)에서 발생한 화염이 배터리 모듈(30)의 상부에 배치된 버스바 장치를 통해 다른 배터리 모듈(30)로 열을 전달하여 열 확산에 따른 열폭주로 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 버스바 장치(10)는 열폭주 방지기능을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 버스바 장치(10)에 대해 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열폭주 방지용 버스바 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 열폭주 방지용 버스바 장치를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 5는 도 3의 열폭주 방지용 버스바 장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이고, 도 6은 도 5에서 제1 버스바와 제2 버스바를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 5에서 홀더를 개략적으로 나타내는 정면도 및 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열폭주 방지용 버스바 장치(10)는 프레임(100), 제1 버스바(200), 제2 버스바(300), 홀더(400)를 포함할 수 있다.
프레임(100)은 길이방향으로 길게 연장된 막대형상의 구조를 가지며, 상부로 개방된 수용홈(110)을 구비할 수 있다.
수용홈(110) 내에는 추후 설명하는 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)가 수용되어 고정될 수 있다.
이러한 프레임(100)은 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)를 내부에 수용한 상태에서 배터리 모듈(30) 사이에 마련되는 이격공간 내에 장착될 수 있다. 이에 따라, 프레임(100)은 배터리 모듈(30) 사이의 간격에 대응하는 폭방향 단면두께를 가질 수 있다.
실시예에서, 프레임(100)은 알루미늄 압출재로 이루어질 수 있다. 그리고, 프레임(100)은 수용홈(110)의 하부에 공기가 유동하는 덕트(120)를 구비할 수 있다. 덕트(120)는 프레임(100)의 길이방향을 따라서 길게 연장되는 구조로 제공될 수 있다.
일측의 배터리 모듈(30)에서 발생된 열은 타측의 배터리 모듈(30)로 전달되기 이전에 덕트(120)를 유동하는 공기와 함께 외부로 배출될 수 있다.
실시예에서, 덕트(120) 내에는 화재 발생 시 열폭주 확산을 방지하기 위한 냉매, 소화제 등이 유동하도록 구성될 수 있다.
제1 버스바(200)는 길이방향으로 연장된 제1몸체부(210) 및 제1몸체부(210)의 양 끝단에 각각 연결된 제1연결부(220)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 버스바(200)는 한 쌍으로 제공되어 서로 평행하게 배치될 수 있다.
실시예에서, 제1몸체부(210)는 복수의 구리 박판을 중첩하여 이루어질 수 있다. 이에 따라 제1몸체부(210)는 전체적으로 폭방향으로 휘어질 수 있는 플렉서블한 특성을 가질 수 있다.
제1연결부(220)는 제1몸체부(210)를 이루는 구리 박판보다 훨씬 두꺼운 두께를 가지는 단일의 구리 판으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 제1연결부(220)는 리지드한 특성을 가질 수 있다.
이러한 제1 버스바(200)는 제1몸체부(210)의 양 끝단에 제1연결부(220)를 용접하여 연결된 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 제1몸체부(210)와 제1연결부(220) 사이에는 제1몸체부(210)와 제1연결부(220)를 상호 연결하는 용접부(230)가 구비될 수 있다.
도면에서와 같이, 제1연결부(220)는 길이방향으로 평행하게 배치된 제1몸체부(210)의 양 끝단에 연결되어 제1몸체부(210)의 상부로 절곡되어 연장된 상태에서 폭방향과 길이방향 및 상방향으로 다양하게 절곡되어 연장되는 구조로 제공될 수 있다.
제2 버스바(300)는 제1몸체부(210)와 평행하게 연장되는 제2몸체부(310) 및 제2몸체부(310)의 양 끝단에서 제1몸체부(210)의 반대방향으로 절곡되어 연장되는 제2연결부(320)를 포함할 수 있다. 그리고, 제2 버스바(300)는 한 쌍으로 제공되어 제1 버스바(200)를 사이에 두고 폭방향 양측에 각각 배치될 수 있다.
실시예에서, 제2몸체부(310)와 제2연결부(320)는 단일의 구리 판으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 제2몸체부(310)와 제2연결부(320)는 리지드한 특성을 가질 수 있다.
이러한 제2 버스바(300)는 제2몸체부(310)의 양 끝단에서 제2연결부(320)를 절곡하여 제2몸체부(310)와 제2연결부(320)가 일체로 연결된 구조로 이루어질 수 있다.
도면에서와 같이, 제2연결부(320)는 길이방향으로 평행하게 배치된 제2몸체부(310)의 양 끝단에서 제2몸체부(310)의 상부로 절곡되어 연장된 상태에서 폭방향과 길이방향으로 다양하게 절곡되어 연장되는 구조로 제공될 수 있다.
한편, 제1 버스바(200)는 길이가 제2 버스바(300)의 길이보다 더 긴 구조를 갖도록 제공될 수 있다.
홀더(400)는 제1 버스바(200)의 제1몸체부(210) 및 제2 버스바(300)의 제2몸체부(310)와 끼움결합될 수 있다. 이를 통해서 홀더(400)는 제1몸체부(210)와 제2몸체부(310)를 일정 간격으로 이격시킨 상태로 지지할 수 있다.
실시예에서, 홀더(400)는 내열 폴리프로필렌(PP)을 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 홀더(400)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에서와 같이, 홀더(400)는 복수의 삽입홈(410)을 구비할 수 있다. 복수의 삽입홈(410)은 수용홈(110)의 폭방향을 따라서 이격되어 배열될 수 있다. 그리고, 수용홈(110)의 폭방향을 기준으로 중앙에는 제1 버스바(200)의 제1몸체부(210)가 각각 삽입되고, 바깥쪽에는 제2 버스바(300)의 제2몸체부(310)가 각각 삽입되어 끼움결합될 수 있다.
이에 따라 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)는 홀더(400)에 끼움결합된 상태에서 홀더(400)가 수용홈(110) 내에 체결됨에 따라 프레임(100) 내에 고정될 수 있다. 즉, 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)는 홀더(400)를 통해서 프레임(100) 내에 고정될 수 있다.
이와 같이 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)가 프레임(100) 내에 고정된 상태에서, 제1몸체부(210)와 제2몸체부(310)는 수용홈(110) 내에서 수용홈(110)의 길이방향을 따라서 연장되는 구조로 배치될 수 있다.
그리고, 제1 버스바(200)의 제1연결부(220)는 프레임(100)의 길이방향 양 끝단부에서 각각 외측으로 연장되는 구조로 배치되며, 제2 버스바(300)의 제2연결부(320)는 프레임(100)의 폭방향 양 측부에서 각각 외측으로 연장되는 구조로 배치될 수 있다.
이러한 제1 버스바(200)의 제1연결부(220)는 외부 장치와 연결되는 커넥터(130)에 연결되고, 제2 버스바(300)의 제2연결부(320)는 프레임(100)의 폭방향 양쪽에 배치되는 배터리 모듈(30)의 단자(31)와 연결될 수 있다.
실시예에서, 홀더(400)는 수용홈(110)에 체결된 상태에서 수용홈(110)의 바닥면 상부에 배치될 수 있다. 즉, 홀더(400)의 외측면이 수용홈(110)의 내측면에 끼움결합된 상태에서 수용홈(110)의 바닥면과 이격되는 구조로 프레임(100)에 결합될 수 있다.
한편, 도 8a는 도 3에서 II-II선의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 8b는 도 8a에서 "A"부분을 확대한 도면이다.
도면에서와 같이, 수용홈(110) 내에는 충진재(500)가 제공될 수 있다.
이러한 충진재(500)로는 열전도성이 높은 물질이 사용될 수 있으며, 이에 따라 프레임(100)을 따라서 외부로 열을 배출하는 효과가 더욱 향상될 수 있다.
실시예에서, 충진재(500)로 소화성 재질 또는 열을 흡수하여 상변이가 되는 물질을 사용할 수 있다. 이 경우, 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)가 발화할 수 있는 임계점 이하의 온도를 유지하도록 하는 것이 가능하며, 이에 따라 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)에 의한 배터리 모듈(30)로의 열전도를 줄일 수 있다.
한편, 충진재(500) 내에 이산화탄소 캡슐(510)을 구비하는 것도 가능하다. 이러한 이산화탄소 캡슐(510)은 불연성 기체를 분사함을 통해서 소화기능을 수행할 수 있다.
이러한 충진재(500)는 수용홈(110) 내부를 채우는 구조로 제공되는 것 외에 도료 형태로 제공되는 것도 가능하다. 즉, 충진재(500)에 의한 무게 상승이 문제가 되는 경우, 충진재(500)를 도료 형태로 사용하여 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)의 열을 흡수하도록 구성할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 실시예에 따른 배터리 시스템(1)은 배터리 모듈(30) 사이에 장착되는 버스바 장치(10)를 포함하여 구성되며, 이러한 버스바 장치(10)를 이루는 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)가 배터리 모듈(30)의 위가 아닌 배터리 모듈(30) 사이에 배치됨에 따라 기존의 모듈 위 경로의 레이 아웃을 가지는 구조에서 버스바를 통해 화염에 따른 열이 버스바를 따라서 다른 배터리 모듈로 전도되어 화재를 일으키는 문제를 방지할 수 있다.
특히, 배터리 모듈(30) 사이에 배치되는 프레임(100)을 통해 열이 빠르게 외부로 배출되도록 구성함으로써 일측의 배터리 모듈(30)에서 발생된 화재에 의한 열이 버스바 장치(10)를 통해 타측의 배터리 모듈(30)로 전이되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 버스바 장치(10)가 배터리 모듈(30)의 위가 아닌 배터리 모듈(30) 사이에 배치되는 구조를 통해서 배터리 시스템(1) 내부의 공간활용도를 극대화할 수 있고, 기존의 버스바에 적용되는 외장재를 프레임(100)이 대체함으로써 외장재가 두꺼워짐에 따른 원가 상승의 문제가 해소될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 배터리 시스템 10: 버스바 장치
20: 배터리 케이스 30: 배터리 모듈
100: 프레임 110: 수용홈
120: 덕트 130: 커넥터
200: 제1 버스바 210: 제1몸체부
220: 제1연결부 230: 용접부
300: 제2 버스바 310: 제2몸체부
320: 제2연결부 400: 홀더
410: 삽입홈 500: 충진재
510: 이산화탄소 캡슐

Claims (13)

  1. 길이방향으로 연장된 제1몸체부 및 상기 제1몸체부의 양 끝단에 각각 연결된 제1연결부를 포함하며, 한 쌍으로 제공되어 서로 평행하게 배치되는 제1 버스바;
    상기 제1몸체부와 평행하게 연장되는 제2몸체부 및 상기 제2몸체부의 양 끝단에서 상기 제1몸체부의 반대방향으로 절곡되어 연장되는 제2연결부를 포함하며, 한 쌍으로 제공되어 상기 제1 버스바를 사이에 두고 폭방향 양측에 각각 배치되는 제2 버스바;
    상기 제1몸체부 및 상기 제2몸체부와 끼움결합되어 상기 제1몸체부와 상기 제2몸체부를 일정 간격으로 이격시키는 홀더; 및
    배터리 모듈 사이에 마련되는 이격공간 내에 장착되며, 상부로 개방된 수용홈을 구비하여 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 내부에 수용하는 프레임;
    을 포함하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바는 상기 홀더에 끼움결합된 상태에서 상기 홀더가 상기 수용홈 내에 체결됨에 따라 상기 프레임 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바가 상기 프레임 내에 고정된 상태에서, 상기 제1몸체부와 상기 제2몸체부는 상기 수용홈 내에서 상기 수용홈의 길이방향을 따라서 연장되는 구조로 배치되고, 상기 제1연결부는 상기 프레임의 길이방향 양 끝단부에서 각각 외측으로 연장되는 구조로 배치되며, 상기 제2연결부는 상기 프레임의 폭방향 양 측부에서 각각 외측으로 연장되는 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1연결부는 외부 장치와 연결되는 커넥터에 연결되고, 상기 제2연결부는 상기 프레임의 폭방향 양쪽에 배치되는 상기 배터리 모듈의 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 수용홈에 체결된 상태에서 상기 수용홈의 바닥면 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홀더는 복수의 삽입홈을 구비하고, 복수의 상기 삽입홈은 상기 수용홈의 폭방향을 따라서 이격되어 배열되며, 상기 수용홈의 폭방향을 기준으로 중앙에는 상기 제1몸체부가 삽입되고, 바깥쪽에는 상기 제2몸체부가 삽입되어 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 수용홈의 하부에 공기가 유동하는 덕트를 구비하는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1몸체부는 복수의 구리 박판을 중첩하여 이루어지고, 상기 제1연결부는 단일의 구리 판으로 이루어지며,
    상기 제1 버스바는 상기 제1몸체부의 양 끝단에 상기 제1연결부를 용접하여 연결된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2몸체부와 상기 제2연결부는 단일의 구리 판으로 이루어지며,
    상기 제2 버스바는 상기 제2몸체부의 양 끝단에서 상기 제2연결부를 절곡하여 상기 제2몸체부와 상기 제2연결부가 일체로 연결된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스바는 길이가 상기 제2 버스바의 길이보다 더 긴 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수용홈 내에 제공되는 충진재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 충진재 내에는 이산화탄소 캡슐이 구비되는 것을 특징으로 하는 열폭주 방지용 버스바 장치.
  13. 수납 공간을 구비하는 배터리 케이스;
    상기 수납 공간 내에 격자 형태로 배열되는 복수의 배터리 모듈; 및
    상기 복수의 배터리 모듈 사이에 마련되는 이격공간 내에 장착되며, 상기 복수의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하는 버스바 장치;
    를 포함하고,
    상기 버스바 장치는 제1항에 따른 버스바 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
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