KR20240078119A - 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조 - Google Patents

배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조 Download PDF

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KR20240078119A
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battery pack
pack assembly
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clip body
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박재현
유경선
손성만
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주식회사 성우하이텍
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Abstract

배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조가 개시된다. 개시된 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조는, 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 전기적으로 연결된 복수의 버스바들을 포함하는 배터리 팩 어셈블리에 구성되는 것으로서, i)복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에서 배터리 팩 케이스에 고정된 지지 멤버와 결합되며, 버스바들의 각각을 지지하는 클립 바디와, ii)클립 바디의 상부에 결합되며, 클립 바디에 개별적으로 지지된 복수의 버스바들을 고정하는 버스바 고정 캡을 포함할 수 있다.

Description

배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조{BUSBAR FIX STRUCTURE OF BATTERY PACK ASSEMBLY}
본 발명의 실시 예는 배터리 팩 어셈블리(Battery Pack Assembly)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 패키징 된 복수의 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 버스바의 고정 구조에 관한 것이다.
최근 환경오염 문제 및 대체 에너지 개발에 대한 노력으로 전기 자동차의 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.
전기 자동차에는 차량을 구동시키기 위한 구동모터와, 구동모터에 전력을 공급하는 고전압의 배터리 팩 어셈블리(Battery Pack Assembly)가 탑재되어 있다. 배터리 팩 어셈블리는 구동모터를 구동시키는 에너지원으로서, 인버터를 통해 고전압의 전력을 구동모터에 공급할 수 있다.
배터리 팩 어셈블리는 통상적으로 차체의 하부, 예를 들면 언더 바디의 플로워 패널에 탑재된다. 배터리 팩 어셈블리는 배터리 팩 케이스와, 배터리 팩 케이스에 장착되는 복수의 배터리 모듈 어셈블리(Battery Module Assembly)들을 구비하고 있다.
여기서, 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 각각은 배터리 모듈 케이스의 내부에 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀들을 패키징 하며, 외부의 충격 등으로부터 복수의 배터리 셀들을 보호하도록 되어 있다.
한편, 복수의 배터리 모듈 어셈블리들은 다양한 형상을 갖는 복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결되는데, 복수의 배터리 셀들의 양극 단자들과 음극 단자들을 복수의 버스바들을 통해 직렬로 연결하게 된다.
종래에는 복수의 배터리 모듈 어셈블리들을 복수의 열로 배열하고, 서로 이웃하는 배터리 모듈 어셈블리들의 열에서 한쪽 열의 배터리 모듈 어셈블리들에 대해 복수의 배터리 셀들의 양극 단자들과 음극 단자들을 복수의 버스바들을 통해 연결하고, 다른 한쪽 열의 배터리 모듈 어셈블리들에 대해 복수의 배터리 셀들의 양극 단자들과 음극 단자들을 복수의 버스바들을 통해 연결하고 있다.
여기서, 한쪽 열의 배터리 모듈 어셈블리들에 연결된 복수의 버스바들과, 다른 한쪽 열의 배터리 모듈 어셈블리들에 연결된 복수의 버스바들은 배터리 팩 케이스의 설정된 경로를 따라 배치된다.
더 나아가, 종래에는 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 연결된 복수의 버스바들이 흔들리면서 손상되거나 노이즈가 발생하는 것을 방지하도록 복수의 버스바들의 각각을 사출 클립이나 케이블 타이 등을 이용하여 배터리 팩 케이스에 고정하고 있다.
따라서, 상기와 같이 복수의 버스바들의 각각을 사출 클립 등으로 고정하기 때문에, 복수의 버스바들의 경로 및 형상 설계 시 많은 제약이 있다. 이에, 종래에는 복수의 버스바들의 각각에 대응하는 서로 다른 형상의 사출 클립을 적용하거나 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 배터리 모듈 케이스 상에 복수의 버스바들의 경로를 형성하여 복수의 버스바들을 일정 구간마다 접착제로 부착하는 방식을 채용하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 버스바 고정 방식들은 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 구조를 변경할 필요가 있고, 복수의 버스바들의 고정 작업성이 저하됨에 따라, 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 에너지 밀도가 저하될 수 있고, 배터리 팩 어셈블리의 조립 시간이 증가하며, 배터리 팩 어셈블리의 제조 단가가 상승할 수 있다.
더 나아가, 종래에는 복수의 버스바들이 서로 이웃하는 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에 위치하는 경우, 어느 하나의 배터리 모듈 어셈블리에서 화재가 발생할 때, 화염이 복수의 버스바들을 통해 인접한 다른 배터리 모듈 어셈블리로 전이됨으로써, 화재의 가속화 및 배터리 팩 어셈블리의 폭발 문제를 야기할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 구조를 변경할 필요가 없고, 복수의 버스바들의 고정 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 복수의 배터리 모듈 어셈블리들 중 어느 하나의 배터리 모듈 어셈블리에서 발생한 화염이 복수의 버스바들을 통해 인접한 다른 배터리 모듈 어셈블리로 전이되는 것을 방지할 수 있도록 한 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조는, 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 전기적으로 연결된 복수의 버스바들을 포함하는 배터리 팩 어셈블리에 구성되는 것으로서, i)상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에서 배터리 팩 케이스에 고정된 지지 멤버와 결합되며, 상기 버스바들의 각각을 지지하는 클립 바디와, ii)상기 클립 바디의 상부에 결합되며, 상기 클립 바디에 개별적으로 지지된 상기 복수의 버스바들을 고정하는 버스바 고정 캡을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 있어서, 상기 클립 바디와 상기 버스바 고정 캡은 플라스틱 사출 성형에 의해 제작될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조는, 복수의 배터리 모듈 어셈블리들이 패키징 되고, 상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 전기적으로 연결된 복수의 버스바들이 상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에 배치되는 배터리 팩 어셈블리에 구성되는 것으로서, i)상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에서 배터리 팩 케이스에 고정된 지지 멤버와 결합되며, 상기 버스바들의 각각을 지지하도록 복수의 격벽들이 형성된 클립 바디와, ii)상기 클립 바디의 상부에 후크 결합되며, 상기 복수의 격벽들을 통해 개별적으로 지지된 상기 복수의 버스바들을 고정하는 버스바 고정 캡을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 있어서, 상기 클립 바디는 상기 복수의 격벽들이 형성된 버스바 홀더부와, 상기 버스바 홀더부의 하부에서 연장되어 상기 지지 멤버를 지지하는 지지 플랜지부와, 상기 지지 플랜지부의 하부에서 연장되어 상기 지지 멤버에 결합되는 멤버 결합부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 있어서, 상기 버스바 홀더부는 상기 복수의 격벽들에 의해 구획 형성된 복수의 버스바 안착 섹션들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 있어서, 상기 멤버 결합부는 상기 지지 멤버에 형성된 클립 홀의 가장자리 단에 의하여 탄성 변형되며, 상기 클립 홀의 가장자리 단에 고정된 복수의 클립 리브들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 있어서, 상기 버스바 고정 캡은 복수의 결합 홀들이 형성된 캡 플레이트부와, 상기 캡 플레이트부의 양측에 각각 형성되는 제1 후크 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 있어서, 상기 복수의 격벽들의 각각의 상부에는 상기 복수의 결합 홀들에 끼워지는 결합 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 있어서, 상기 버스바 홀더부의 상부 양측에는 상기 제1 후크 돌기와 후크 결합하는 제2 후크 돌기가 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조는, 복수의 배터리 모듈 어셈블리들이 패키징 되고, 상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 전기적으로 연결된 복수의 버스바들이 상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에 배치되는 배터리 팩 어셈블리에 구성되는 것으로서, i)상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에서 배터리 팩 케이스에 고정된 지지 멤버와 결합되며, 상기 버스바들의 각각을 지지하도록 복수의 격벽들이 형성된 클립 바디와, ii)상기 클립 바디의 상부에 후크 결합되며, 상기 복수의 격벽들을 통해 개별적으로 지지된 상기 복수의 버스바들을 고정하는 버스바 고정 캡과, iii)상기 복수의 버스바들을 감싸며, 상기 복수의 격벽들이 관통되는 내열 테이프를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 있어서, 상기 내열 테이프는 마이카(mica) 테이프를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 복수의 버스바들의 고정 작업성을 개선할 수 있으며, 배터리 팩 어셈블리의 조립 시간 단축 및 제조 단가의 절감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 적어도 하나의 배터리 모듈 어셈블리에서 발생한 화염이 복수의 버스바들을 통해 인접한 다른 배터리 모듈 어셈블리로 전이되는 것을 방지할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 적용되는 클립 바디와 버스바 고정 캡의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 적용되는 클립 바디와 버스바 고정 캡을 도시한 도면이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축적에 맞추어 도시된 것은 아니고, 본 발명의 기본 원리를 예시하는 다양한 선호되는 특징들의 다소 간략한 표현을 제시하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 치수, 방향, 위치, 및 형상을 포함하는 본 발명의 특정 설계 특징들이 특정 의도된 응용과 사용 환경에 의해 일부 결정될 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 개시를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다.
본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 '포함하는' 이라는 용어는 명시된 특징들, 정수, 단계들, 작동, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계들, 작동, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니라는 것이 또한 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '및/또는' 이라는 용어는 연관되어 나열된 하나 이상의 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다.
본 명세서에서 '결합된' 이라는 용어는 컴포넌트들이 상호 간에 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 매개 컴포넌트들을 통해 간접적으로 연결되는 두 개의 컴포넌트들 간의 물리적 관계를 표시한다.
여기에서 사용되는 바와 같은 차량', '차량의', '자동차' 또는 본 명세서에서 사용되는 다른 유사 용어는 일반적으로, 승용 차량, 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용 차량을 포함하는 자동차(passenger automobiles)를 포함하고, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 전기차 기반의 PBV 차량(Purpose Built Vehicle), 수소 동력 차량 및 다른 대체 연료 차량(예를 들어, 석유가 아닌 다른 리소스로부터 유도된 연료)을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)는 친환경 차량의 차체에 장착되는 배터리 팩 어셈블리(Battery Pack Assembly)(1)에 적용될 수 있다.
여기서, 상기 친환경 차량은 하이브리드 차량, 전기 차량, 수소 동력 차량(당업자는 통상 '수소 전기차'라고도 한다), 그리고 전기차 기반의 목적 기반 모빌리티 차량(Purpose Built Vehicle: PBV 차량)을 포함할 수 있다.
하나의 예에서, 상기 배터리 팩 어셈블리(1)는, 전기 차량의 차체에 각종 의장부품들을 조립하는 공정에서, 차체에 장착될 수 있다. 상기 배터리 팩 어셈블리(1)는 차체의 로워 바디, 예를 들면 샤시 프레임, 롤링 샤시 또는 스케이트 보드 타입의 바디 구조체에 장착될 수 있다.
더 나아가, 상기 배터리 팩 어셈블리(1)는 배터리 팩 케이스(3)(이하 도 2 참조)와, 내부에 복수의 배터리 셀(도시하지 않음)들이 패키징 되고, 배터리 팩 케이스(3)에 장착되는 복수의 배터리 모듈 어셈블리(Battery Module Assembly)(5)들을 포함하고 있다.
상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들은 복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결된 배터리 집합체로서, 배터리 팩 어셈블리(1)의 용량에 따라 복수의 배터리 셀들의 개수가 다양하게 가변될 수 있고, 집합체의 개수 및 형상도 다양하게 가변될 수 있다.
여기서, 상기 배터리 팩 어셈블리(1)는 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들에 전기적으로 연결된 센싱 유닛으로서, 복수의 버스바(7)들을 포함하고 있다. 더 나아가, 상기 복수의 버스바(7)들은 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들의 사이에 배치될 수 있다.
본 명세서에서, 구성요소의 '상단부', '상부', '상단' 또는 '상부 면'은 도면에서 상대적으로 상측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타내고, 구성요소의 '하단부', '하부', '하단' 또는 '하부 면'은 도면에서 상대적으로 하측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타낸다.
더 나아가, 본 명세서에서 구성요소의 단(예를 들어, 일측 단 또는 다른 일측 단 등)은 임의의 한 방향으로 구성요소의 끝을 나타내며, 구성요소의 단부(예를 들어, 일측 단부 또는 다른 일측 단부 등)는 그 끝을 포함하는 구성요소의 일정 부분을 나타낸다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)는 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들의 구조를 변경할 필요가 없고, 복수의 버스바(7)들의 고정 작업성을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 적용되는 클립 바디와 버스바 고정 캡의 결합 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조에 적용되는 클립 바디와 버스바 고정 캡을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)는 기본적으로, 클립 바디(10)와, 버스바 고정 캡(50)을 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 클립 바디(10)는 복수의 버스바(7)들을 단일 개수로서 개별적으로 각각 지지하도록 되어 있다. 상기 클립 바디(10)는 플라스틱 소재의 사출 성형 공정에 의하여 제작될 수 있다.
상기 클립 바디(10)는 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들의 사이에서 배터리 팩 케이스(3)에 고정된 지지 멤버(11)(예를 들면, 크로스 멤버)와 결합될 수 있다. 상기 클립 바디(10)는 지지 멤버(11)에 형성된 클립 홀(13)에 패스너 타입으로 결합될 수 있으며, 그 클립 홀(13)로부터 용이하게 분리(예, 탈거)될 수 있다.
이러한 클립 바디(10)는 버스바 홀더부(15), 지지 플랜지부(17), 그리고 멤버 결합부(19)를 포함하고 있다.
상기 버스바 홀더부(15)는 일체로 형성된 복수의 격벽(21)들과, 복수의 버스바 안착 섹션(23)들을 포함하고 있다.
상기 복수의 격벽(21)들은 복수의 버스바(7)들의 각각을 개별적으로 지지하도록 되어 있다. 상기 복수의 격벽(21)들은 버스바 홀더부(15)의 상부에서 상측 방향으로 연장된다. 더 나아가, 상기 복수의 격벽(21)들의 각각의 상부에는 결합 돌기(25)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 복수의 버스바 안착 섹션(23)들은 복수의 버스바(7)들의 각각이 안착되는 구간으로서, 복수의 격벽(21)들에 의하여 구획 형성될 수 있다.
상기 지지 플랜지부(17)는 지지 멤버(11)의 클립 홀(13)의 가장자리 부분을 지지하도록 되어 있다. 상기 지지 플랜지부(17)는 버스바 홀더부(15)의 하부에서 연장되며, 원형 플랜지 형태로 형성될 수 있다.
상기 멤버 결합부(19)는 패스너 타입으로 구비되며, 지지 멤버(11)의 클립 홀(13)에 결합되거나 그 클립 홀(13)로부터 분리될 수 있는 것으로, 지지 플랜지부(17)의 하부에서 연장된다.
이러한 멤버 결합부(19)는 복수의 클립 리브(27)들을 포함하고 있다. 상기 복수의 클립 리브(27)들은 지지 멤버(11)의 클립 홀(13)의 가장자리 단에 의하여 탄성 변형되며, 그 클립 홀(13)의 가장자리 단에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 클립 리브(27)들은 외력에 의하여 탄성 변형되며, 클립 홀(13)의 가장자리 단으로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 버스바 고정 캡(50)은 클립 바디(10)의 복수의 격벽(21)들을 통해 복수의 버스바 안착 섹션(23)에 개별적으로 지지된 복수의 버스바(7)들을 고정하도록 되어 있다.
상기 버스바 고정 캡(50)은 플라스틱 소재의 사출 성형 공정에 의하여 제작될 수 있다. 상기 버스바 고정 캡(50)은 클립 바디(10)의 상부에 후크 결합될 수 있다.
이러한 버스바 고정 캡(50)은 캡 플레이트부(51)와, 제1 후크 돌기(53)를 포함하고 있다.
상기 캡 플레이트부(51)는 클립 바디(10)에 지지된 복수의 버스바(7)들의 상부를 지지하며 고정하도록 되어 있다. 상기 캡 플레이트부(51)는 대략 사각 플레이트 형상으로 구비될 수 있다.
상기 캡 플레이트부(51)에는 복수의 격벽(21)들의 각각의 상부에 형성된 결합 돌기(25)가 끼워지는 복수의 결합 홀(55)들이 형성되어 있다.
이와 같이 상기 캡 플레이트부(51)가 복수의 결합 홀(55)들을 통해 복수의 격벽(21)들의 결합 돌기(25)에 결합됨에 따라, 버스바 고정 캡(50)은 클립 바디(10)의 상부의 설정된 위치에 정 위치하게 되며, 클립 바디(10)의 상부에서 유동되지 않게 된다.
상기 제1 후크 돌기(53)는 캡 플레이트부(51)를 클립 바디(10)의 상부에 후크 결합하도록 되어 있다. 상기 제1 후크 돌기(53)는 캡 플레이트부(51)의 양측에 각각 일체로 형성된다.
더 나아가, 상기 제1 후크 돌기(53)에 대응하는 위치에서, 클립 바디(10)의 버스바 홀더부(15)의 상부 양측에는 제1 후크 돌기(53)와 후크 결합하는 제2 후크 돌기(61)가 일체로 형성되어 있다.
여기서, 상기 제1 후크 돌기(53)와 제2 후크 돌기(61)는 상호 탄성 변형되면서 후크 결합될 수 있고, 외력에 의하여 탄성 변형되면서 서로 분리될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)의 조립 과정 및 작용을 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명의 실시 예에서는 배터리 팩 어셈블리(1)에서, 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들과 전기적으로 연결된 복수의 버스바(7)들이 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들의 사이에 배치되어 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에서는 플라스틱 소재의 사출 성형 공정에 의하여 제작된 클립 바디(10)와 버스바 고정 캡(50)이 제공된다.
여기서, 상기 클립 바디(10)는 일체로 연결된 버스바 홀더부(15), 지지 플랜지부(17), 그리고 멤버 결합부(19)를 포함하고 있다. 그리고, 상기 버스바 고정 캡(50)은 일체로 연결된 캡 플레이트부(51)를 포함하고 있다.
이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 클립 바디(10)의 멤버 결합부(19)를 지지 멤버(11)의 클립 홀(13)에 결합되는데, 멤버 결합부(19)의 복수의 클립 리브(27)들이 지지 멤버(11)의 클립 홀(13)의 가장자리 단에 의하여 탄성 변형되면서 그 클립 홀(13)의 가장자리 단에 결합된다. 이때, 상기 멤버 결합부(19)는 지지 플랜지부(17)를 통해 지지 멤버(11)의 클립 홀(13)의 가장자리 부분을 지지하면서 클립 홀(13)의 가장자리 단에 결합될 수 있다.
그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 복수의 버스바(7)들의 각각을 버스바 홀더부(15)의 복수의 격벽(21)들을 통해 버스바 안착 섹션(23)에 개별적으로 안착시킨다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 버스바 고정 캡(50)의 캡 플레이트부(51)를 클립 바디(10)의 버스바 홀더부(15)의 상부에 후크 결합하며, 버스바 홀더부(15)에 개별적으로 지지되어 있는 복수의 버스바(7)들을 그 버스바 홀더부(15)에 고정시킨다.
이 과정을 구체적으로 설명하면, 상기 캡 플레이트부(51)를 복수의 결합 홀(55)들을 통해 복수의 격벽(21)들의 결합 돌기(25)에 끼우고, 캡 플레이트부(51)의 제1 후크 돌기(53)와 버스바 홀더부(15)의 제2 후크 돌기(61)를 후크 결합한다.
그러면, 상기 클립 바디(10)와 버스바 고정 캡(50)은 상호 결합되면서 그 클립 바디(10)에 지지되어 있는 복수의 버스바(7)들을 지지 멤버(11)에 고정시킬 수 있다.
한편, 상기한 복수의 버스바(7)들 중 하나 또 그 이상이 손상되거나 문제가 발생하여 해당 버스바(7)를 교체하고자 하는 경우, 본 발명의 실시 예에서는 별도의 툴을 통해 제1 후크 돌기(53)와 제2 후크 돌기(61)에 외력을 인가하게 되면, 제1 후크 돌기(53)와 제2 후크 돌기(61)가 상호 분리되면서 버스바 고정 캡(50)을 클립 바디(10)로부터 분리할 수 있다.
그리고, 상기한 클립 바디(10)와 버스바 고정 캡(50)을 교체하고자 하는 경우, 본 발명의 실시 예에서는 상기와 같이 버스바 고정 캡(50)을 클립 바디(10)로부터 분리한 상태에서, 별도의 툴을 통해 멤버 결합부(19)의 복수의 클립 리브(27)들에 외력을 인가하게 되면, 복수의 클립 리브(27)들이 외력에 의하여 탄성 변형되면서 클립 바디(10)를 지지 멤버(11)로부터 분리할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)에 의하면, 단일 세트의 클립 바디(10)와 버스바 고정 캡(50)을 통해 복수의 버스바(7)들을 개별적으로 고정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)는 종래 기술과 달리, 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들의 구조를 변경할 필요가 없으므로, 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들의 내부 공간 소모를 방지할 수 있고, 이로 인해 복수의 배터리 모듈 어셈블리(5)들의 에너지 밀도가 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)는 복수의 버스바(7)들의 고정 작업성을 개선할 수 있으며, 배터리 팩 어셈블리(1)의 조립 시간 단축 및 제조 단가의 절감을 도모할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)는 복수의 버스바(7)들의 전체를 감싸며 테이핑 되는 내열 테이프(90)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 내열 테이프(90)는 복수의 버스바(7)들을 고정하기 위한 클립 바디(10)의 복수의 격벽(21)들이 관통될 수 있다. 이러한 내열 테이프(90)는 하나의 예에서, 마이카(mica) 테이프(91)를 포함할 수 있다.
상기 마이카 테이프(91)는 규산, 알루미나, 알칼리의 화합물이 주성분인 운모로 제작된 것으로서, 전기적 성질(예, 절연성) 및 열적 성질(예, 내열성)이 우수한 특성을 갖고 있다.
이로써, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)는 배터리 모듈 어셈블리(5)들의 사이에 위치하는 복수의 버스바(7)들이 마이카 테이프(91)로 테이핑 됨에 따라, 적어도 하나의 배터리 모듈 어셈블리(5)에서 발생한 화염이 복수의 버스바(7)들을 통해 인접한 다른 배터리 모듈 어셈블리(5)로 전이되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조(100)는 적어도 하나의 배터리 모듈 어셈블리(5)에서 발생하는 화재의 가속화 및 배터리 팩 어셈블리(1)의 폭발을 미연에 방지할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1: 배터리 팩 어셈블리 3: 배터리 팩 케이스
5: 배터리 모듈 어셈블리 7: 버스바
10: 클립 바디 11: 지지 멤버
13: 클립 홀 15: 버스바 홀더부
17: 지지 플랜지부 19: 멤버 결합부
21: 격벽 23: 버스바 안착 섹션
25: 결합 돌기 27: 클립 리브
50: 버스바 고정 캡 51: 캡 플레이트부
53: 제1 후크 돌기 55: 결합 홀
61: 제2 후크 돌기 90: 내열 테이프
91: 마이카 테이프
100: 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 전기적으로 연결된 복수의 버스바들을 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조로서,
    상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에서 배터리 팩 케이스에 고정된 지지 멤버와 결합되며, 상기 버스바들의 각각을 지지하는 클립 바디; 및
    상기 클립 바디의 상부에 결합되며, 상기 클립 바디에 개별적으로 지지된 상기 복수의 버스바들을 고정하는 버스바 고정 캡;
    을 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 클립 바디와 상기 버스바 고정 캡은 플라스틱 사출 성형에 의해 제작되는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  3. 복수의 배터리 모듈 어셈블리들이 패키징 되고, 상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 전기적으로 연결된 복수의 버스바들이 상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에 배치되는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조로서,
    상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에서 배터리 팩 케이스에 고정된 지지 멤버와 결합되며, 상기 버스바들의 각각을 지지하도록 복수의 격벽들이 형성된 클립 바디; 및
    상기 클립 바디의 상부에 후크 결합되며, 상기 복수의 격벽들을 통해 개별적으로 지지된 상기 복수의 버스바들을 고정하는 버스바 고정 캡;
    을 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 클립 바디는,
    상기 복수의 격벽들이 형성된 버스바 홀더부와,
    상기 버스바 홀더부의 하부에서 연장되어 상기 지지 멤버를 지지하는 지지 플랜지부와,
    상기 지지 플랜지부의 하부에서 연장되어 상기 지지 멤버에 결합되는 멤버 결합부
    를 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 버스바 홀더부는,
    상기 복수의 격벽들에 의해 구획 형성된 복수의 버스바 안착 섹션들을 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 멤버 결합부는,
    상기 지지 멤버에 형성된 클립 홀의 가장자리 단에 의하여 탄성 변형되며, 상기 클립 홀의 가장자리 단에 고정된 복수의 클립 리브들
    을 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 버스바 고정 캡은,
    복수의 결합 홀들이 형성된 캡 플레이트부와,
    상기 캡 플레이트부의 양측에 각각 형성되는 제1 후크 돌기
    를 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수의 격벽들의 각각의 상부에는 상기 복수의 결합 홀들에 끼워지는 결합 돌기가 형성되는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 클립 바디는 상기 복수의 격벽들이 형성된 버스바 홀더부를 포함하며,
    상기 버스바 홀더부의 상부 양측에는 상기 제1 후크 돌기와 후크 결합하는 제2 후크 돌기가 형성되는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  10. 복수의 배터리 모듈 어셈블리들이 패키징 되고, 상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들에 전기적으로 연결된 복수의 버스바들이 상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에 배치되는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조로서,
    상기 복수의 배터리 모듈 어셈블리들의 사이에서 배터리 팩 케이스에 고정된 지지 멤버와 결합되며, 상기 버스바들의 각각을 지지하도록 복수의 격벽들이 형성된 클립 바디;
    상기 클립 바디의 상부에 후크 결합되며, 상기 복수의 격벽들을 통해 개별적으로 지지된 상기 복수의 버스바들을 고정하는 버스바 고정 캡; 및
    상기 복수의 버스바들을 감싸며, 상기 복수의 격벽들이 관통되는 내열 테이프;
    를 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 내열 테이프는 마이카(mica) 테이프를 포함하는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 클립 바디는 상기 복수의 격벽들이 형성된 버스바 홀더부와, 상기 버스바 홀더부의 하부에서 연장되어 상기 지지 멤버를 지지하는 지지 플랜지부와, 상기 지지 플랜지부의 하부에서 연장되어 상기 지지 멤버에 결합되는 멤버 결합부를 포함하며,
    상기 버스바 고정 캡은 캡 플레이트부의 양측에 각각 형성되는 제1 후크 돌기를 포함하고,
    상기 버스바 홀더부의 상부 양측에는 상기 제1 후크 돌기와 후크 결합하는 제2 후크 돌기가 형성되는 배터리 팩 어셈블리의 버스바 고정 구조.
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