KR20240059384A - 커넥터 위치 정렬 어셈블리 및 이를 포함하는 배터리 모듈 - Google Patents

커넥터 위치 정렬 어셈블리 및 이를 포함하는 배터리 모듈 Download PDF

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KR20240059384A
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김호연
안상태
윤화규
한정우
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리는 커넥터를 통해 상호 결속되며, 상기 커넥터의 위치를 정렬시키는 가이드부를 포함하는 제1 파트 및 제2 파트를 포함하고, 상기 가이드부는 서로를 향하여 돌출된 부분을 포함하는 가이드 핀 및 가이드 보스로 구비되며, 상기 커넥터 간 상호 결속되기 전에 상기 가이드 핀의 일부가 상기 가이드 보스에 수용되도록 상기 가이드 핀 및 상기 가이드 보스는 각각 상기 커넥터보다 상기 제1 파트와 상기 제2 파트가 마주보는 방향으로 더 돌출될 수 있다.

Description

커넥터 위치 정렬 어셈블리 및 이를 포함하는 배터리 모듈{Connector position alignment assembly and battery module including the same}
본 발명은 커넥터 위치 정렬 어셈블리 및 이를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
이차전지는 화학 에너지와 전기 에너지 간의 상호변환이 가역적이어서 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지를 의미한다.
이러한 이차전지는 모바일 기기를 포함하여, 최근 주목받고 있는 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등의 에너지원으로 활용될 수 있다.
이차전지는 유연성을 지닌 파우치형 배터리 셀이나 강성을 가진 각형 또는 원통형의 캔형 배터리 셀로 제조된 하나 이상의 배터리 셀들이 전기적으로 연결된 형태로 사용될 수 있으며, 특히, 고출력 특성이 요구되는 전기 자동차 등의 경우에는 다수 개의 배터리 셀들이 적층된 형태의 하나 이상의 셀 적층체가 전기적으로 연결된 배터리 모듈 또는 하나 이상의 배터리 모듈이 전기적으로 연결된 배터리 팩의 형태로 사용될 수 있다.
한편, 배터리 팩은 배터리 팩에 포함된 하나 이상의 배터리 모듈을 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 포함할 수 있다. BMS는 배터리 모듈의 온도, 전압 및 전류 등을 모니터링 하고, 이를 기초로 배터리 팩의 동작을 제어할 수 있다.
배터리 모듈은 BMS와 통신하기 위해 PCB에 구비된 커넥터가 상호 결속되는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 커넥터의 위치가 조금이라도 틀어지게 되면 커넥터 간 결속이 이루어질 수 없으므로, 커넥터를 정확한 위치에 정렬시킬 필요가 있다.
도 1은 종래의 커넥터 위치 정렬 가이드 구조를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래에는 가이드 핀(Pin)을 가이드 홀(Hole)에 삽입시키는 방식으로 커넥터(Connector 1, 2) 위치를 정렬하였다.
도 1의 위치 정렬 구조에서는 가이드 핀(Pin)을 가이드 홀(Hole)에 삽입시킴으로써 커넥터(Connector 1, 2)의 위치를 대략적으로 정렬시킨 다음 가이드 핀(Pin)을 가이드 홀(Hole) 내에서 이동시킴으로써 정밀한 위치 조정이 이루어진다.
그러나 도 1에 따르면 가이드 핀(Pin)은 커넥터(Connector 1, 2) 간 상호 결속된 상태에서 가이드 홀(Hole)의 타측으로 돌출되기 때문에, 가이드 핀(Pin)이 돌출할 수 있는 충분한 공간이 필요하며, 공간의 제약이 있는 경우 도 1의 구조를 적용하는 것이 불가능하게 된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 커넥터 위치 정렬 가이드 구조를 포함하는 커넥터 위치 정렬 어셈블리 및 이를 포함하는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다시 말하면, 본 발명은 공간의 제약을 받지 않는 가이드 구조를 포함하는 커넥터 위치 정렬 어셈블리 및 이를 포함하는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리는 커넥터를 통해 상호 결속되며, 상기 커넥터의 위치를 정렬시키는 가이드부를 포함하는 제1 파트 및 제2 파트를 포함하고, 상기 가이드부는 서로를 향하여 돌출된 부분을 포함하는 가이드 핀 및 가이드 보스로 구비되며, 상기 커넥터 간 상호 결속되기 전에 상기 가이드 핀의 일부가 상기 가이드 보스에 수용되도록 상기 가이드 핀 및 상기 가이드 보스는 각각 상기 커넥터보다 상기 제1 파트와 상기 제2 파트가 마주보는 방향으로 더 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 파트는 상기 가이드 핀 및 상기 가이드 핀이 배치되는 제1 기판을 포함하고, 상기 제2 파트는 상기 가이드 보스 및 상기 가이드 보스가 배치되는 제2 기판을 포함하며, 상기 가이드 보스는 상기 제2 기판에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 기판은 상기 가이드 보스가 결합되는 홀을 포함하고, 상기 가이드 보스는 상기 홀에 후크 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 보스는 단면이 원 형상인 제1 가이드 보스; 및 단면이 타원 형상이며, 상기 제1 가이드 보스보다 넓은 단면 면적을 갖는 제2 가이드 보스를 포함하고, 상기 제2 기판에는 상기 제1 가이드 보스 및 상기 제2 가이드 보스가 상기 커넥터를 기준으로 대각 방향으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 기판은, 상기 제1 가이드 보스가 결합되는 제1 홀; 및 상기 제2 가이드 보스가 결합되는 제2 홀;을 포함하고, 상기 제2 홀은 상기 제2 홀의 길이 방향이 상기 제1 홀을 향하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 보스는, 상기 가이드 보스의 외주면을 따라 번갈아 형성되는 걸림 돌기 및 지지 돌기; 및 상기 걸림 돌기 및 상기 지지 돌기 사이에 상기 가이드 보스의 길이 방향으로 패인 홈;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 걸림 돌기 및 상기 지지 돌기는 상기 가이드 보스의 길이 방향으로 서로 다른 높이에 형성되어 각각 상기 제2 기판의 서로 다른 면에 지지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홀은 상기 가이드 보스가 상기 홀에 삽입된 상태에서 상기 걸림 돌기와 대응하는 부분에 직선부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 보스는 상기 지지 돌기로부터 상기 가이드 보스의 길이 방향을 따라 연장되는 끼움 돌기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홀은 상기 가이드 보스가 상기 홀에 결합된 상태에서 상기 끼움 돌기가 삽입되는 키 홈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 파트는 제2 기판을 복수 개 포함하고, 상기 제1 파트는 상기 제2 기판의 개수에 따라 대응되는 개수의 상기 커넥터 및 상기 가이드 핀을 포함하는 1개의 제1 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 보스는, 단면이 원 형상인 제1 가이드 보스; 및 단면이 타원 형상인 제2 가이드 보스;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 가이드 보스는 플라스틱 재질일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 기판은, 상기 제1 가이드 보스가 결합되는 제1 홀; 및 상기 제2 가이드 보스가 결합되며, 길이 방향이 상기 제1 홀에 대해 비스듬하게 배치되는 제2 홀;을 포함하고, 상기 복수 개의 제2 기판 중 적어도 일부는 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀의 배열 방향이 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은 제1 방향으로 배열된 제1 서브 배터리 모듈 및 제2 서브 배터리 모듈; 및 상기 제1 서브 배터리 모듈 및 상기 제2 서브 배터리 모듈의 경계 부분에 배치되는 제1항에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 서브 배터리 모듈 및 상기 제2 서브 배터리 모듈은 각각 상기 제2 파트를 포함하고, 상기 제1 파트는 상기 제1 서브 배터리 모듈의 제2 파트 및 상기 제2 서브 배터리 모듈의 제2 파트와 동시에 결속되어 상기 제1 서브 배터리 모듈 및 상기 제2 서브 배터리 모듈을 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리는 공간의 제약을 받지 않기 때문에 배터리 모듈 등에 적용이 용이하며, 구조가 간단하고 저렴한 비용으로 제조 가능한 이점이 있다.
또한, 전술한 커넥터 위치 정렬 어셈블리를 포함하는 배터리 모듈의 경우에도 동일한 이점을 갖는다.
도 1은 종래의 커넥터 위치 정렬 가이드 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리의 결속 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 파트를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파트의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 기판의 평면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 가이드 보스를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파트의 결합 상태의 사시도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9의 A 영역을 확대하여 나타낸 도면들이고, 도 11a 내지 도 11c는 도 9의 B 영역을 확대하여 나타낸 도면들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 13은 도 12의 C 영역의 확대도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어를 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서, 서로 다른 실시예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명할 수 있다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성 요소를 도시하고 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 모두 하나의 실시예를 의미하는 것은 아니다.
이하의 설명에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "구성하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하의 설명에서 상측, 상부, 하측, 하부, 측면, 전면, 후면 등의 표현은 도면에 도시된 방향을 기준으로 표현한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리의 개략적인 분해 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리의 결속 상태를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)는 서로 마주보게 배치되는 제1 파트(100) 및 제2 파트(200)를 포함할 수 있다. 제1 파트(100) 및 제2 파트(200)는 각각 커넥터(Connector) 및 커넥터(Connector)의 위치를 정렬시키는 가이드부를 포함할 수 있다.
제1 파트(100) 및 제2 파트(200)의 커넥터(Connector)는 상호 결속될 수 있으며, 자세하게, 커넥터(Connector)는 가이드부에 해당하는 후술할 가이드 핀(120)과 가이드 보스(bushing)(220)에 의해 위치가 정렬됨으로써 상호 결속될 수 있다. 예를 들어, 커넥터(Connector) 간 상호 결속 전 가이드 핀(120)의 일부는 가이드 보스(220)에 수용될 수 있으며, 이를 위해, 가이드 핀(120) 및 가이드 보스(220)는 각각 커넥터(Connector)보다 제1 파트(100) 및 제2 파트(200)가 마주보는 방향으로 더 돌출되도록 구비될 수 있다. 커넥터(Connector) 간 상호 결속된 상태에서 제1 파트(100)의 가이드부는 도 1에 도시된 것과 같이 제2 파트(200)의 타측으로 돌출되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)는 1개의 제1 파트(100)와 2개의 제2 파트(200)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 1개의 제1 파트(100)는 2개의 제2 파트(200)와 결속될 수 있다. 본 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)는 도 12 및 도 13에 도시된 배터리 모듈(500)에 적용될 수 있다.
본 명세서에서는 전술한 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)에 대해 설명한다. 그러나, 다른 실시예에서, 제2 파트(200)의 개수는 변경될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)의 제1 파트(100) 및 제2 파트(200)에 대해 자세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 파트를 나타낸 도면이다.
제1 파트(100)는 제1 커넥터(Connector 1) 및 가이드 핀(120)을 포함하는 제1 기판(110)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)은 경성 인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Board)일 수 있다. 제1 기판(110)은 일 방향(이하, 제1 방향)으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 1개의 제1 파트(100)는 2개의 제2 파트(200)와 연결되므로, 제1 기판(110)은 2개의 제1 커넥터(Connector 1)를 포함할 수 있다. 제1 커넥터(Connector 1)는 제2 파트(200)를 향하는 제1 기판(110)의 일면에서 제1 방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
제1 기판(110)의 일면에는 제1 커넥터(Connector 1)와 함께 가이드 핀(120)이 배치될 수 있다. 가이드 핀(120)은 제2 기판(210) 측으로 돌출되도록 구비될 수 있으며, 제2 기판(210) 측으로 제1 커넥터(Connector 1)보다 더 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 커넥터(Connector 1)를 기준으로 한 쌍의 가이드 핀(120)이 대각 방향으로 배치될 수 있다. 따라서 제1 기판(110)에는 두 쌍의 가이드 핀(120)이 배치될 수 있다. 두 쌍의 가이드 핀(120)은 실질적으로 나란하게 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 한 쌍의 가이드 핀(120) 중 어느 하나는 제1 기판(110)의 모서리 측에 인접하게 배치되고, 나머지 하나는 이에 대해 대각 방향으로 배치될 수 있다. 이 때, 두 쌍의 가이드 핀(120)은 나란한 방향으로 배치되므로, 제1 기판(110)의 대각 방향으로 마주보는 모서리 측에는 각각 가이드 핀(120)이 배치될 수 있다.
제1 기판(110)은 제1 커넥터(Connector 1) 및 가이드 핀(120)을 포함하는 일면이 제2 파트(200)와 마주볼 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파트의 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 기판의 평면도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 가이드 보스를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파트의 결합 상태의 사시도이며, 도 10a 내지 도 10c는 도 9의 A 영역을 확대하여 나타낸 도면들이고, 도 11a 내지 도 11c는 도 9의 B 영역을 확대하여 나타낸 도면들이다.
제2 파트(200)는 제2 커넥터(Connector 2) 및 가이드 보스(220)를 포함하는 제2 기판(210)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(210)은 경성 인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Board)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 파트(200)는 2개의 제2 기판(210)을 포함할 수 있으며, 2개의 제2 기판(210)은 제1 방향으로 배열될 수 있다.
제2 기판(210)의 일면에는 제2 커넥터(Connector 2) 및 가이드 보스(220)가 배치될 수 있다. 제2 커넥터(Connector 2) 및 가이드 보스(220)는 제1 기판(110) 측으로 돌출되도록 구비될 수 있으며, 가이드 보스(220)는 제2 커넥터(Connector 2)보다 제1 기판(110) 측으로 더 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 커넥터(Connector 2) 및 가이드 보스(220)는 제1 커넥터(Connector 1) 및 가이드 핀(120)과 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 제2 커넥터(Connector 2)를 기준으로 한 쌍의 가이드 보스(220)가 대각 방향으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 기판(210)에는 홀(211, 212)이 형성될 수 있으며, 가이드 보스(220)는 홀(211, 212)에 결합된 형태로 제2 기판(210)에 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 기판(210)에는 제2 커넥터(Connector 2)를 기준으로 대각 방향으로 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)이 형성될 수 있으며, 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)은 형상 및 크기가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 홀(211)은 대략 원 형상일 수 있고, 제2 홀(212)은 대략 타원 형상일 수 있으며, 제2 홀(212)의 면적은 제1 홀(211)의 면적보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 제1 홀(211)은 정홀 형태이고, 제2 홀(212)은 장홀 형태일 수 있다.
가이드 보스(220)는 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)에 각각 결합될 수 있다. 보다 자세하게, 제1 홀(211)에는 제1 가이드 보스(221)가 결합되고, 제2 홀(212)에는 제2 가이드 보스(222)가 결합될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 가이드 보스(221)와 제2 가이드 보스(222)는 각각 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)에 대응되는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드 보스(221)는 가이드 핀(120)이 삽입되는 홀의 단면이 대략 원 형상일 수 있고, 제2 가이드 보스(222)는 가이드 핀(120)이 삽입되는 홀의 단면이 대략 타원 형상일 수 있다. 또한, 제2 가이드 보스(222)의 단면 면적은 제1 가이드 보스(221)의 단면 면적보다 클 수 있다. 즉, 제1 가이드 보스(221)는 정홀을 포함하고, 제2 가이드 보스(222)는 장홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 파트(100) 및 제2 파트(200)는 제1 커넥터(Connector 1) 및 제2 커넥터(Connector 2)가 결속됨으로써 서로 연결될 수 있다. 제1 커넥터(Connector 1) 및 제2 커넥터(Connector 2)는 어느 하나가 다른 하나에 끼워지는 형태로 결합될 수 있다. 일 예로, 제1 커넥터(Connector 1)는 제2 커넥터(Connector 2)에 끼워질 수 있으며 또는 그 반대일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 핀(120)과 가이드 보스(220)는 제1 커넥터(Connector 1)와 제2 커넥터(Connector 2)의 위치를 정렬시킬 수 있다. 예를 들어, 가이드 핀(120)의 일부는 제1 커넥터(Connector 1) 및 제2 커넥터(Connector 2)가 결속되기 전에 서로 마주보는 가이드 보스(220)에 삽입될 수 있으며, 이를 통해, 제1 커넥터(Connector 1) 및 제2 커넥터(Connector 2)의 위치가 가이드 및 정렬될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 기판(210)은 장홀 형태의 제2 홀(212)을 포함하고, 가이드 보스(220)는 제2 홀(212)에 결합되는 장홀 형태의 단면을 갖는 제2 가이드 보스(222)를 포함함으로써 가이드 핀(120) 및/또는 홀(211, 212)의 치수 또는 위치 공차를 흡수할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 보스(220)는 플라스틱 사출물일 수 있다. 이와 같이, 가이드 보스(220)가 플라스틱 재질로 구비되는 경우, 부품의 중량을 줄일 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 사출 성형 방식으로 제조됨에 따라 장홀 형태 가공이 용이한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 보스(220)는 제2 기판(210)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 가이드 보스(220)는 제2 기판(210)에 형성된 홀(211, 212)에 후크 결합될 수 있다. 이에, 바람직하게는, 가이드 보스(220)는 탄성 변형 가능한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)는 외주면에 걸림 돌기(221a, 222a) 및 지지 돌기(221b, 222b)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 걸림 돌기(221a, 222a)는 제2 기판(210)에 후크 결합되는 부분이고, 지지 돌기(221b, 222b)는 스토퍼와 유사한 기능을 갖는 부분일 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)는 서로 마주보는 한 쌍의 걸림 돌기(221a, 222a) 및 지지 돌기(221b, 222b)를 포함할 수 있으며, 걸림 돌기(221a, 222a) 및 지지 돌기(221b, 222b)는 외주면을 따라 번갈아 배치될 수 있다. 또한, 인접한 걸림 돌기(221a, 222a)와 지지 돌기(221b, 222b) 사이에는 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)가 제1 및 제2 홀(211, 212)에 삽입되도록 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)의 길이 방향을 따라 홈(221d, 222d)이 형성될 수 있다.
또한, 도면을 참조하면, 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)는 걸림 돌기(221a, 222a)가 형성된 부분이 지지 돌기(221b, 222b)가 형성된 부분보다 길이 방향으로 더 연장된 형태일 수 있으며, 걸림 돌기(221a, 222a)는 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)의 길이 방향 하단부에 형성될 수 있다. 후술하겠지만, 이와 같은 구조를 통해, 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)의 걸림 돌기(221a, 222a)는 제2 기판(210)의 타면 측에 배치되어 결합을 지지하고, 지지 돌기(221b, 222b)는 제2 기판(210)의 일면 측에서 결합을 지지할 수 있다.
결합 상태에서, 걸림 돌기(221a, 222a)는 홀(211, 212)을 통해 삽입되어 제2 기판(210)의 타면에 지지될 수 있다. 일 예로, 걸림 돌기(221a, 222a)는 홀(211, 212)에 용이하게 삽입될 수 있도록 제2 기판(210)에 지지되는 지지면으로부터 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)의 길이 방향을 따라 단면이 좁아지는 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 홀(211, 212)은 걸림 돌기(221a, 222a)가 걸리는 부분 또는 걸림 돌기(221a, 222a)에 의해 지지되는 부분이 잘린 형태의 단면(이하, 직선부(211a, 212a))을(를) 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 홀(211)의 단면은 대략 원 형상이고, 제2 홀(212)은 대략 타원 형상일 수 있다. 제1 및 제2 홀(211, 212)이 직선부(211a, 212a)를 가짐으로써 걸림 돌기(221a, 222a)의 지지면이 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)에 걸리게 되어 고정될 수 있다.
또한, 결합 상태에서, 지지 돌기(221b, 222b)는 제2 기판(210)의 일면에 지지될 수 있다. 일 예로, 지지 돌기(221b, 222b)는 제2 기판(210)에 지지되는 지지면으로부터 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)의 길이 방향을 따라 단면이 좁아지는 형태를 가질 수 있다.
다시, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)는 외주면에 끼움 돌기(221c, 222c)를 포함할 수 있다. 그리고, 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 홀(211, 212)은 끼움 돌기(221c, 222c)와 대응되는 키 홈(211c, 212c)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동일한 제2 기판(210) 내 형성된 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)은 서로 비스듬하게 배치될 수 있다. 제2 홀(212)은 제2 홀(212)의 길이 방향이 제1 홀(211)을 향하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 홀(212)의 길이 방향의 일단부는 제1 홀(211)의 길이 방향과 교차할 수 있다. 일 예로, 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)의 길이 방향은 키 홈(211c, 212c)이 향하는 방향일 수 있으며, 제2 홀(212)의 키 홈(212c)은 제2 홀(212)의 길이 방향, 즉, 장축을 연장한 선 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동일한 제2 기판(210) 내 형성된 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)은 각각의 키 홈(211c, 212c)이 향하는 방향이 서로 다를 수 있으며, 서로 다른 제2 기판(210)에 형성된 제1 홀(211) 및 제2 홀(212)도 서로 다른 비스듬하게 배치될 수 있다. 다시 말하면, 도면을 기준으로 왼쪽에 배치되는 제2 기판(210)의 제1 홀(211)과 오른쪽에 배치되는 제1 홀(211)은 각각 키 홈(211c)이 향하는 방향이 서로 다를 수 있으며, 제2 홀(212)의 경우에도 마찬가지일 수 있다. 이러한 배치는 다양한 방향에서 조립 공차를 흡수하는데 효과적일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 끼움 돌기(221c, 222c)는 지지 돌기(221b, 222b)의 지지면에서 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)의 길이 방향으로 연장될 수 있으며, 제1 및 제2 홀(211, 212)에 형성된 키 홈(211c, 212c)에 삽입될 수 있다. 끼움 돌기(221c, 222c)가 키 홈(211c, 212c)에 삽입됨에 따라 제1 및 제2 가이드 보스(221, 222)는 제1 및 제2 홀(211, 212)에 결합된 상태에서 회전이 제한될 수 있으며, 지지 돌기(221b, 222b)에 의해 위치가 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)는 제1 파트(100)의 제1 커넥터(Connector 1) 및 제2 파트(200)의 제2 커넥터(Connector 2)가 상호 결속된 상태에서 가이드 핀(120)은 제2 기판(210)의 타측으로 돌출되지 않을 수 있다.
보다 자세하게, 가이드 보스(220)는 길이 방향 하단부에 형성된 걸림 돌기(221a, 222a)에 의해 홀(211, 212)에 후크 방식으로 결합될 수 있으며, 결합 상태에서 제2 기판(210)의 일면 측(즉, 제1 기판(110) 측)으로 돌출될 수 있다. 이 때, 제1 기판(110)에 배치된 가이드 핀(120)은 대응하는 가이드 보스(220) 내로 삽입될 수 있으며, 종래 제2 기판의 타측으로 돌출되었던 가이드 핀의 부분은 제2 기판(210)의 일면 측으로 돌출된 가이드 보스(220) 내에 수용될 수 있다.
다시 말하면, 제1 파트(100) 및 제2 파트(200)는 제1 커넥터(Connector 1) 및 제2 커넥터(Connector 2) 간 상호 결속될 때, 대략 제1 및 제2 커넥터(Connector 1, 2)의 돌출된 부분만큼 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 간격이 형성되게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)는 제2 기판(210)에 가이드 보스(220)를 결합시킴으로써 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 형성되는 간격에 가이드 핀(120)이 수용되도록 하여, 제2 기판(210)의 타측으로 가이드 핀(120)이 돌출되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 제2 기판(210)의 타측으로 별도의 공간을 필요로 하지 않게 된다.
한편, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)는 배터리 모듈에 적용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 분해 사시도이고, 도 13은 도 12의 C 영역의 확대도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(500)은 2개의 서브 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈(500)은 제1 서브 배터리 모듈(510) 및 제2 서브 배터리 모듈(520)을 포함할 수 있다. 제1 서브 배터리 모듈(510) 및 제2 서브 배터리 모듈(520)은 제1 방향으로 배열될 수 있다.
제1 및 제2 서브 배터리 모듈(510, 520)은 일 방향으로 적층된 복수 개의 배터리 셀들(50)을 포함하는 셀 적층체(511, 521)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 복수 개의 배터리 셀들(50)의 적층 방향은 제1 및 제2 서브 배터리 모듈(510, 520)의 배열 방향과 수직하고, 복수 개의 배터리 셀들(50)의 길이 방향은 제1 및 제2 서브 배터리 모듈(510, 520)의 배열 방향과 나란할 수 있다.
배터리 모듈(500)은 셀 적층체(511, 521)의 길이 방향 양측에 배치되는 버스바 어셈블리(512, 522)를 포함할 수 있다. 복수 개의 배터리 셀들(50)은 버스바 어셈블리(512, 522)의 버스바(busbar)와 전기적으로 연결될 수 있다.
배터리 모듈(500)은 셀 적층체(511, 521)의 상부에 센싱 조립체(515, 525)를 포함할 수 있다. 센싱 조립체(515, 525)는 서브 배터리 모듈(510, 520)을 구성하는 복수 개의 배터리 셀들(50)의 온도, 전압 등의 정보를 센싱할 수 있다.
한편, 일 실시예로, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)의 제2 파트(200)는 센싱 조립체(515, 525)에 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)는 2개의 제2 파트(200)를 포함하며, 이는 각각 제1 서브 배터리 모듈(510)의 센싱 조립체(이하, 제1 센싱 조립체)(515) 및 제2 서브 배터리 모듈(520)의 센싱 조립체(이하, 제2 센싱 조립체)(525)의 일부 구성일 수 있다. 다시 말해, 제1 센싱 조립체(515) 및 제2 센싱 조립체(525)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파트(200)를 포함할 수 있다. 아울러, 제2 파트(200)는 제1 서브 배터리 모듈(510)과 제2 서브 배터리 모듈(520)의 경계 부분에 배치될 수 있다.
도 12에서는 생략되었지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(500)은 배터리 모듈(500)을 마감하는 커버 부재(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 파트(100)는 제1 및 제2 센싱 조립체(515, 525)의 제2 파트(200)와 동시에 마주보도록 배치될 수 있다. 도면을 기준으로, 제2 파트(200)는 셀 적층체(511, 521)의 상측에 배치되므로, 제1 파트(100) 및 제2 파트(200)는 배터리 모듈(500)의 높이 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 파트(200)는 복수 개의 배터리 셀들(50)의 온도, 전압 등 관련 센싱 정보를 전달받는 셀 모니터링 유닛(Cell Monitoring Unit, CMU)일 수 있다. 이에, 제1 파트(100) 및 제2 파트(200)의 커넥터가 상호 결속됨에 따라 제1 서브 배터리 모듈(510) 및 제2 서브 배터리 모듈(520)을 구성하는 복수 개의 배터리 셀들(50)의 온도, 전압 등의 관련 센싱 정보는 외부, 예를 들어, 배터리 관리 시스템(BMS)으로 전달될 수 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)는 공간의 제약을 받지 않기 때문에 배터리 모듈 등에 적용이 용이하며, 구조가 간단하고 저렴한 비용으로 제조 가능한 이점이 있다. 또한, 전술한 커넥터 위치 정렬 어셈블리(10)를 포함하는 배터리 모듈(500)의 경우에도 동일한 이점을 가질 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10: 커넥터 위치 정렬 어셈블리
100: 제1 파트
110: 제1 기판
120: 가이드 핀
200: 제2 파트
210: 제2 기판
220: 가이드 보스
500: 배터리 모듈
510: 제1 서브 배터리 모듈
515: 제1 센싱 조립체
520: 제2 서브 배터리 모듈
525: 제2 센싱 조립체

Claims (17)

  1. 커넥터를 통해 상호 결속되며, 상기 커넥터의 위치를 정렬시키는 가이드부를 포함하는 제1 파트 및 제2 파트를 포함하고,
    상기 가이드부는 서로를 향하여 돌출된 부분을 포함하는 가이드 핀 및 가이드 보스로 구비되며,
    상기 커넥터 간 상호 결속되기 전에 상기 가이드 핀의 일부가 상기 가이드 보스에 수용되도록 상기 가이드 핀 및 상기 가이드 보스는 각각 상기 커넥터보다 상기 제1 파트와 상기 제2 파트가 마주보는 방향으로 더 돌출된, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파트는 상기 가이드 핀 및 상기 가이드 핀이 배치되는 제1 기판을 포함하고, 상기 제2 파트는 상기 가이드 보스 및 상기 가이드 보스가 배치되는 제2 기판을 포함하며,
    상기 가이드 보스는 상기 제2 기판에 탈착 가능하게 결합되는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 기판은 상기 가이드 보스가 결합되는 홀을 포함하고, 상기 가이드 보스는 상기 홀에 후크 결합되는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 보스는, 단면이 원 형상인 제1 가이드 보스; 및
    단면이 타원 형상이며, 상기 제1 가이드 보스보다 넓은 단면 면적을 갖는 제2 가이드 보스를 포함하고,
    상기 제2 기판에는 상기 제1 가이드 보스 및 상기 제2 가이드 보스가 상기 커넥터를 기준으로 대각 방향으로 배치되는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 기판은, 상기 제1 가이드 보스가 결합되는 제1 홀; 및
    상기 제2 가이드 보스가 결합되는 제2 홀;을 포함하고,
    상기 제2 홀은 상기 제2 홀의 길이 방향이 상기 제1 홀을 향하도록 배치되는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 보스는, 상기 가이드 보스의 외주면을 따라 번갈아 형성되는 걸림 돌기 및 지지 돌기; 및
    상기 걸림 돌기 및 상기 지지 돌기 사이에 상기 가이드 보스의 길이 방향으로 패인 홈;을 포함하는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 걸림 돌기 및 상기 지지 돌기는 상기 가이드 보스의 길이 방향으로 서로 다른 높이에 형성되어 각각 상기 제2 기판의 서로 다른 면에 지지되는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 홀은 상기 가이드 보스가 상기 홀에 결합된 상태에서 상기 걸림 돌기와 대응하는 부분에 직선부를 더 포함하는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 가이드 보스는 상기 지지 돌기로부터 상기 가이드 보스의 길이 방향을 따라 연장되는 끼움 돌기를 더 포함하는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 홀은 상기 가이드 보스가 상기 홀에 결합된 상태에서 상기 끼움 돌기가 삽입되는 키 홈을 더 포함하는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제2 파트는 제2 기판을 복수 개 포함하고, 상기 제1 파트는 상기 제2 기판의 개수에 따라 대응되는 개수의 상기 커넥터 및 상기 가이드 핀을 포함하는 1개의 제1 기판을 포함하는, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가이드 보스는, 단면이 원 형상인 제1 가이드 보스; 및
    단면이 타원 형상인 제2 가이드 보스;를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 가이드 보스는 플라스틱 재질로 형성된, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 기판은, 상기 제1 가이드 보스가 결합되는 제1 홀; 및
    상기 제2 가이드 보스가 결합되며, 길이 방향이 상기 제1 홀에 대해 비스듬하게 배치되는 제2 홀;을 포함하고,
    상기 복수 개의 제2 기판 중 적어도 일부는 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀의 배열 방향이 상이한, 커넥터 위치 정렬 어셈블리.
  14. 제1 방향으로 배열된 제1 서브 배터리 모듈 및 제2 서브 배터리 모듈; 및
    상기 제1 서브 배터리 모듈 및 상기 제2 서브 배터리 모듈의 경계와 인접하게 배치되는 제1항에 따른 커넥터 위치 정렬 어셈블리;를 포함하는, 배터리 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 서브 배터리 모듈 및 상기 제2 서브 배터리 모듈은 각각 상기 제2 파트를 포함하고, 상기 제1 파트는 상기 제1 서브 배터리 모듈의 제2 파트 및 상기 제2 서브 배터리 모듈의 제2 파트와 결속되어 상기 제1 서브 배터리 모듈 및 상기 제2 서브 배터리 모듈을 연결하는, 배터리 모듈.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 서브 배터리 모듈 및 상기 제2 서브 배터리 모듈은 제1 방향과 교차하는 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀들을 포함하는 셀 적층체를 포함하고,
    상기 커넥터 위치 정렬 어셈블리는 상기 셀 적층체의 상부에 배치되는, 배터리 모듈.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 서브 배터리 모듈 및 상기 제2 서브 배터리 모듈은 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀들을 포함하는 셀 적층체 및 상기 셀 적층체 상부에 배치되는 센싱 조립체를 포함하며,
    상기 센싱 조립체는 상기 커넥터 위치 정렬 어셈블리를 포함하는, 배터리 모듈.
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