WO2021075677A1 - Ffc 케이블 조립체 - Google Patents

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WO2021075677A1
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ffc cable
cable assembly
wire holder
conductor wire
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정상은
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주식회사 엘지화학
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    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/182—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for flat conductive elements, e.g. flat cables
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an FFC cable assembly, and more particularly, to an FFC cable assembly capable of responding to high voltage/high current.
  • secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in mid- to large-sized devices such as electric vehicles and power storage devices (ESS).
  • ESS power storage devices
  • a wire or bus bar 1 capable of responding to high voltage/high current is used as an electrical connection means for the battery modules.
  • the high voltage to high current wire has a disadvantage in that it is larger in weight and volume compared to the general wire, whereas the busbar (1) (see Fig. 1) is coated with a copper or aluminum plate (2) having good electrical conductivity with an insulating tube (3), etc.
  • As an electrical component it is widely used as an electrical component for battery packs, as it has sufficient energization capability even with a small width and thickness.
  • the total weight of the battery pack increases, and the material cost is also acting as a burden not small.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide an electrical connection means that is economical and lighter than a conventional busbar while capable of responding to high voltage/high current.
  • a plurality of FFC films arranged in layers, a multi-FFC cable having an insulating tube surrounding the plurality of FFC films; And an FFC cable assembly including a high current terminal mounted on both ends of the multi-FFC cable may be provided.
  • the insulating tube may be provided as a heat shrinkable tube.
  • Each of the plurality of FFC films may include two or more parallel conductor wires on the same plane, and a covering member surrounding and sealing the conductor wires.
  • the conductor wires extend along a lengthwise direction so that their ends are exposed to the outside of the insulating tube, and the multi-FFC cable has a plurality of slots in which ends of the conductor wires can be individually inserted, It may further include a conductor wire holder provided to surround both ends of the insulating tube.
  • the conductor wire holder may be provided to be forcibly fitted to both ends of the insulating tube.
  • the conductor wire holder may be formed of one of copper (Cu) or aluminum (Al) materials.
  • the conductor wire holder may be crimped to both ends of the insulating tube in the thickness direction.
  • the high current terminal may include a vise portion provided to be forcibly fitted outside the conductor wire holder; And a terminal portion protruding in one direction with a predetermined thickness from the vise portion.
  • the vise portion includes an opening provided in a form in which at least one surface of the conductor wire holder is exposed in a thickness direction of the multi-FFC cable, and a portion of the conductor wire holder is elastically deformed within the opening. It may include a pressing member for pressing.
  • a battery pack including the FFC cable assembly described above may be provided.
  • an FFC cable assembly capable of responding to high voltage/high current and functioning as an electrical connection means economical and lighter than that of a conventional bus bar may be provided.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a flexible bus bar according to the prior art.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of an FFC cable assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing one FFC film constituting the multi-FFC cable of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing a stacked structure of a multi-FFC cable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing one end of the multi-FFC cable of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a perspective view showing one end of a multi-FFC cable equipped with a conductor wire holder in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a perspective view showing one end of a multi-FFC cable equipped with a high current terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing one end of a multi-FFC cable pressed by a pressing member of a high current terminal in FIG.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line AA′ of FIG. 8.
  • the FFC (Flat Flexible Cable) cable assembly described below may be used, for example, to connect two battery modules in series or to electrically connect a terminal of a battery module to a relay or devices in a battery pack.
  • the FFC cable assembly according to the present invention is not limited to its use as an electronic component of a battery pack. That is, the FFC cable assembly may be used as an electrical connection component for various devices or equipment through which high voltage or high current flows.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of an FFC cable assembly according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view showing one FFC film constituting the multi-FFC cable of FIG. 2
  • FIG. 4 is a diagram according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing one end of the multi-FFC cable of FIG. 4.
  • the FFC cable assembly 10 includes a multi FFC cable 20 and a high current terminal 30 mounted at both ends of the multi FFC cable 20. .
  • the multi-FFC cable 20 may include a plurality of FFC films 21 arranged in layers and an insulating tube 22 surrounding the plurality of FFC films 21.
  • the unit FFC film 21, as shown in FIG. 3, includes two or more parallel conductor wires 21a on the same plane and a covering member 21b that surrounds and seals the conductor wires 21a.
  • the unit FFC film 21 may be manufactured to have a thickness of about 0.5mm to 2mm. This unit FFC film 21 is light and has good flexibility.
  • the level of conduction current that can be applied per conductor wire 21a may vary depending on how the conductor wire 21a is configured, but the conductor wires 21a of the unit FFC film 21 are approximately 3A per one. It is possible to cope with current of the degree. Therefore, if a simple calculation excluding heat generation, 10 conductor wires 21a can respond to a current of about 30A, and when 10 unit FFC films 21 are stacked in 10 layers, it is possible to respond to a current of about 300A.
  • the unit FFC films 21 are stacked in multiple layers to form a multi-FFC cable 20 so as to cope with high voltage/high current.
  • the multi-FFC cable 20 on the drawing is a stack of four unit FFC films 21 for convenience of drawing, but the scope of the present invention is not limited thereto. That is, if it is desired to further increase the current level that can cope with this embodiment, the number of unit FFC films 21 may be increased by that amount.
  • the insulating tube 22 is a material having heat shrinkability, and functions to wrap the stacked FFC films 21 and bind them together so that they do not flow. By using such an insulating tube 22, a plurality of FFC films 21 may be integrally bundled and twisted or bent into a single body.
  • a high-current terminal 30 is provided at both ends of the multi-FFC cable 20.
  • the high current terminal 30 may employ a Vice method of inserting and fixing both ends of the multi-FFC cable 20 inside. At this time, it is important to secure electrical contact and fixability between the conductor lines 21a of the plurality of FFC films 21 and the high current terminal 30.
  • This embodiment has the following configuration to solve these issues.
  • the multi-FFC cable 20 according to the present embodiment is coated along the length direction so that the ends of the conductor wires 21a of each unit FFC film 21 are exposed to the outside of the insulating tube 22, as shown in FIG. 5. It may further extend outside the member 21b.
  • the multi-FFC cable 20 may further include a conductor wire holder 23 to align and fix the ends of the conductor wires 21a.
  • the conductor wire holder 23 may be formed of one of a copper (Cu) or aluminum (Al) material, and has a plurality of slots inside the conductor wires 21a to individually pass through the insulating tube. It may be provided to surround both ends of (22).
  • the rear end 23a of the conductor wire holder 23 has a tubular shape and is forcibly fitted to the outside of the insulating tube 22, and the front end 23b is in the horizontal and vertical directions.
  • a plurality of slots may be provided by barrier ribs formed as and conductor wires 21a may be individually fitted and fixed to each of the slots.
  • the conductor wires 21a pass through the slots and protrude out of the conductor wire holder 23, but the conductor wires 21a may not protrude but may be located inside the slots.
  • both ends of the plurality of FFC films 21 can be held, so that some of the plurality of FFC films 21 can be prevented from protruding or entering further in the length direction, and
  • the upper, lower, front, rear, left and right intervals between the conductor lines 21a may be kept constant.
  • the conductor wire holder 23 after attaching the conductor wire holder 23 to both ends of the insulating tube 22, it may be pressed once more in the thickness direction so that the conductor wire holder 23 is not easily separated.
  • the high current terminal 30 may be mounted on the outer surface of the conductor wire holder 23.
  • the high current terminal 30 is a means for connecting a counterpart (eg, a terminal of a battery module) to the multi-FFC cable 20 and includes a vise portion 31 and a terminal portion 32.
  • the vise portion 31 is a portion provided in the shape of a socket that is forcibly fitted to the outside of the conductor wire holder 23, and the terminal portion 32 is a predetermined portion of the vise portion 31 It has a thickness and is provided to protrude along the length direction.
  • the vise part 31 and the terminal part 32 are conceptually divided, and they may be integrally formed.
  • the vise part 31 includes an opening 31a provided in a form in which at least one surface of the conductor wire holder 23 in the thickness direction of the multi-FFC cable 20 is exposed, and the opening 31a It may include a pressing member (31b) that is elastically deformed within (31a) and presses a portion of the conductor wire holder (23).
  • the vise part 31 is provided with the opening 31a on one side of the uppermost layer and the other side of the lowermost layer according to the stacking direction of the FFC film 21, for example, a window frame structure.
  • the pressing member (31b) has one end and the other end are connected to one side of the rim and the other side of the vise section (31), respectively, and have a convex shape outward of the opening (31a), but when a force is applied to the convex shape It is elastically deformed to form a concave shape inside the opening 31a, so that a portion of the conductor wire holder 23 can be pressed.
  • a portion of the conductor wire holder 23 may be provided with a groove into which the pressing member 31b can be partially inserted.
  • the conductor wire holder 23 is pressed in the thickness direction as shown in FIGS. 8 to 9. Can be. Accordingly, the high-current terminal 30 and the multi-FFC cable 20 can be sufficiently secured.
  • the conductor wires 21a of the FFC films 21 are constrained in the conductor wire holder 23 made of a metal material, and the conductor wire holder 23 is constrained by the vise part 31, so the high current terminal 30 And electrical contact stability of the multi-FFC cable 20 can also be sufficiently secured.
  • the terminal part 32 may be provided in the form of a plate protruding from the center of the tip of the vise part 31.
  • the terminal part 32 may further include a hole for fastening bolts or screws to the terminal of the counterpart.
  • the terminal portion 32 may be similar to the shape of the end portion of the bus bar according to the prior art.
  • the FFC cable assembly 10 is a stack of a plurality of FFC films 21 and is capable of responding to high voltage/high current and is much lighter than a conventional bus bar having the same current conduction level. Even if used, it does not significantly increase the overall weight of the battery pack.
  • the FFC cable assembly 10 can be twisted or bent, it can be used not only in a straight path but also in a complex path.
  • the FFC cable assembly 10 has an advantage of being able to be manufactured at an economical cost compared to a conventional wire or bus bar.
  • the battery pack according to the present invention may be configured to include the FFC cable assembly 10 described above.
  • the FFC cable assembly 10 may be applied to connect two battery modules in series with each other, or to electrically connect a terminal of the battery module and devices in a relay or battery pack.
  • the battery pack includes at least one battery module including a cell stack, which is an assembly of a plurality of battery cells, and controls charge/discharge and current flow of battery cells based on voltage and temperature of the battery cells.
  • a control device for controlling may further include a fuse, a relay, and a BMS.

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 층상 배열된 복수 개의 FFC 필름들, 상기 복수 개의 FFC 필름들을 감싸는 절연 튜브를 구비하는 멀티 FFC 케이블; 및 상기 멀티 FFC 케이블의 양단부에 장착되는 대전류 단자를 포함하는 FFC 케이블 조립체가 제공될 수 있다.

Description

FFC 케이블 조립체
본 발명은 FFC 케이블 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고전압/고전류 대응이 가능한 FFC 케이블 조립체에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 10월 14일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2019-0127252호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 전기 자동차나 전력저장장치(ESS)와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 예컨대 전기 자동차에 이용되는 경우, 에너지 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 접속되어 있는 배터리 모듈과, 이러한 배터리 모듈을 다수 연결하여 배터리 팩을 구성한다.
상기 배터리 모듈들의 전기적 연결 수단으로는 고전압/고전류 대응이 가능한 와이어 또는 버스바(1)가 사용되고 있다. 고전압 내지 고전류 와이어는 일반 와이어에 비해 무게와 부피가 큰 단점이 있는데 반해, 버스바(1)는 (도 1 참조) 전기 전도성이 좋은 구리 또는 알루미늄 플레이트(2)를 절연 튜브(3) 등으로 피복한 전장 부품으로서 작은 폭과 두께로도 충분한 통전 능력을 갖추고 있어 배터리 팩의 전장 부품으로 많이 사용되고 있는 실정이다. 그러나 많은 개수의 버스바가 배터리 팩에 사용되다 보니 배터리 팩의 전체 중량이 증가하고, 그 자재 비용도 작지 않은 부담으로 작용하고 있다.
이에 고전압/고전류에 대응이 가능하면서도 상기 버스바 보다 경제적이고 가벼운 새로운 전기적 연결 수단에 대한 니즈가 증가하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 고전압/고전류에 대응이 가능하면서도 종래 버스바보다 경제적이고 가벼운 전기적 연결 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명에 일 측면에 따르면, 층상 배열된 복수 개의 FFC 필름들, 상기 복수 개의 FFC 필름들을 감싸는 절연 튜브를 구비하는 멀티 FFC 케이블; 및 상기 멀티 FFC 케이블의 양단부에 장착되는 대전류 단자를 포함하는 FFC 케이블 조립체가 제공될 수 있다.
상기 절연 튜브는, 열 수축 튜브로 제공될 수 있다.
상기 복수 개의 FFC 필름들 각각은, 동일 평면상에서 평행한 두 가닥 또는 그 이상의 도체선들과, 상기 도체선들을 감싸서 봉합하는 피복부재를 포함할 수 있다.
상기 도체선들은 끝단부들이 상기 절연 튜브의 외측으로 노출되게 길이방향을 따라 연장되고, 상기 멀티 FFC 케이블은, 상기 도체선들의 끝단부들이 개별적으로 삽입될 수 있는 복수 개의 슬롯들을 내측에 구비하고, 상기 절연 튜브의 양단부를 감싸도록 마련되는 도체선 홀더를 더 포함할 수 있다.
상기 도체선 홀더는 상기 절연 튜브의 양단부에 억지 끼움되게 마련될 수 있다.
상기 도체선 홀더는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 도체선 홀더는 상기 절연 튜브의 양단부에 두께 방향으로 압착될 수 있다.
상기 대전류 단자는, 상기 도체선 홀더의 외측에 억지 끼움되게 마련되는 바이스부; 및 상기 바이스부에서 소정의 두께를 가지고 일 방향으로 돌출되는 단자부를 포함할 수 있다.
상기 바이스부는, 상기 멀티 FFC 케이블의 두께 방향에 따른 상기 도체선 홀더의 적어도 일면이 노출되게 적어도 일면이 개방된 형태로 마련되는 개구부와, 상기 개구부 내에서 탄성 변형되어 상기 도체선 홀더의 일 부분을 압박하는 압박부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 FFC 케이블 조립체를 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 고전압/고전류에 대응이 가능하면서도 종래 버스바보다 경제적이고 가벼운 전기적 연결 수단으로서 기능할 수 있는 FFC 케이블 조립체가 제공될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 플랙서블 버스바의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FFC 케이블 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 멀티 FFC 케이블을 구성하는 FFC 필름 하나를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 FFC 케이블의 적층 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 멀티 FFC 케이블의 일단부를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도체선 홀더를 장착한 멀티 FFC 케이블의 일단부를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류 단자를 장착한 멀티 FFC 케이블의 일단부를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에 대전류 단자의 압박부재로 압박된 멀티 FFC 케이블의 일단부를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 A-A'에 따른 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서 설명하는 FFC(Flat Flexible Cable) 케이블 조립체는 예컨대, 2개의 배터리 모듈을 서로 직렬 연결하거나 배터리 모듈의 터미널과 릴레이 또는 배터리 팩 내에 장치들 간을 전기적으로 연결하는데 사용될 수 있다.
물론, 본 발명에 따른 FFC 케이블 조립체는 배터리 팩의 전장 부품으로서 그 용도가 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 FFC 케이블 조립체는 고전압 내지 고전류가 흐르는 다양한 장치 내지 장비에 전기적 연결 부품으로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FFC 케이블 조립체의 개략적인 사시도, 도 3은 도 2의 멀티 FFC 케이블을 구성하는 FFC 필름 하나를 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 FFC 케이블의 적층 구조를 나타내는 도면, 도 5는 도 4의 멀티 FFC 케이블의 일단부를 도시한 사시도이다.
이들 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 FFC 케이블 조립체(10)는, 멀티 FFC 케이블(20)과, 상기 멀티 FFC 케이블(20)의 양단부에 장착되는 대전류 단자(30)를 포함한다.
상기 멀티 FFC 케이블(20)은, 층상 배열되는 복수 개의 FFC 필름(21)들과 상기 복수 개의 FFC 필름(21)들을 감싸는 절연 튜브(22)를 포함할 수 있다.
단위 FFC 필름(21)은, 도 3과 같이, 동일 평면상에 평행한 두 가닥 또는 그 이상의 도체선(21a)들과 상기 도체선(21a)들을 감싸서 봉합하는 피복부재(21b)를 포함한다. 상기 단위 FFC 필름(21)은 두께가 대략 0.5mm ~ 2mm 내외로 얇게 제작될 수 있다. 이러한 단위 FFC 필름(21)은 가벼우며, 유연성이 좋은 장점을 갖는다.
또한, 상기 도체선(21a) 1개당 대응 가능한 통전 전류 수준은 도체선(21a)의 구성을 어떻게 하느냐에 따라 달라질 수 있겠으나, 통상 단위 FFC 필름(21)의 도체선(21a)들은 1 개당 대략 3A 정도의 전류에 대응 가능하다. 따라서 발열을 제외하고 단순 계산하면, 10가닥의 도체선(21a)은 30A 정도의 전류에 대응 가능하고, 10개의 단위 FFC 필름(21)을 10층으로 쌓으면 300A 정도의 전류에 대응 가능하다.
본 발명은 이에 기초하여 도 4와 같이, 단위 FFC 필름(21)들을 다층으로 쌓아 올려 멀티 FFC 케이블(20)을 구성함으로써 고전압/고전류에 대응 가능하도록 한 것이다. 도면 상의 멀티 FFC 케이블(20)은, 도면의 편의상, 4개의 단위 FFC 필름(21)을 적층한 것이나, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 물론 아니다. 즉, 본 실시예보다 대응 가능한 전류 수준을 더 높이고자 한다면 그 만큼 단위 FFC 필름(21)을 개수를 늘리면 된다.
절연 튜브(22)는 열 수축성을 갖는 재질로서, 적층된 복수 개의 FFC 필름(21)들을 감싸서 이들이 유동하지 않게 하나로 묶는 기능을 한다. 이러한 절연 튜브(22)를 이용함으로써 복수 개의 FFC 필름(21)들이 일체로 묶여 하나로 몸체로 트위스트 또는 벤딩될 수 있다.
한편, 상기 멀티 FFC 케이블(20)과 상대물(예컨대, 배터리 모듈의 터미널)의 연결 내지 체결을 용이하게 하기 위한 수단으로서 대전류 단자(30)가 멀티 FFC 케이블(20)의 양단부에 구비된다.
상기 대전류 단자(30)는 멀티 FFC 케이블(20)의 양단부를 내측에 끼워넣고 고정하는 바이스(Vice) 방식이 채용될 수 있다. 이때, 복수 개의 FFC 필름(21)들의 각 도체선(21a)들과 대전류 단자(30) 간의 전기적 접촉성과 고정성 확보가 중요하다. 본 실시예는 이러한 사항들을 해결하기 위해 다음과 같은 구성을 갖다.
본 실시예에 따른 멀티 FFC 케이블(20)은, 도 5와 같이, 각 단위 FFC 필름(21)들의 도체선(21a)들의 끝단부들이 절연 튜브(22)의 외측으로 노출되게 길이 방향을 따라 피복 부재(21b) 밖으로 더 연장될 수 있다.
그리고 멀티 FFC 케이블(20)은 이러한 도체선(21a)들의 끝단부들을 정렬 및 고정시키기 위해 도체선 홀더(23)를 더 포함할 수 있다.
상기 도체선 홀더(23)는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질 중 하나로 형성될 수 있으며, 상기 도체선(21a)들의 끝단부들을 개별적으로 통과시키는 복수 개의 슬롯들을 내측에 구비하고 상기 절연 튜브(22)의 양단부를 감싸도록 마련될 수 있다.
더 구체적으로, 도 6과 같이, 도체선 홀더(23)는 후단부(23a)는 관 형상으로 상기 절연 튜브(22)의 외측에 억지 끼움되고, 전단부(23b)는 내측에 가로 및 세로 방향으로 형성되는 격벽들에 의해 복수 개의 슬롯들이 구비되고 상기 슬롯들 각각에 도체선(21a)들이 개별적으로 끼워져 고정되게 마련될 수 있다.
도면 상에 도체선(21a)들이 상기 슬롯들을 통과하여 도체선 홀더(23) 밖으로 돌출되게 구성하였으나, 도체선(21a)들이 돌출되지 않고 상기 슬롯들 내부에 위치하게 하여도 좋다.
이러한 도체선 홀더(23)에 의하면, 복수 개의 FFC 필름(21)들의 양단부가 홀딩될 수 있어 상기 복수 개의 FFC 필름(21) 중 일부가 길이 방향으로 더 삐져 나오거나 더 들어 가는 것이 방지될 수 있고 상기 도체선(21a)들 간의 상,하,전,후,좌,우 간격이 일정하게 유지될 수 있다.
위와 같이, 도체선 홀더(23)를 절연 튜브(22)의 양단부에 장착한 후에, 도체선 홀더(23)가 쉽게 분리되지 않도록 두께 방향으로 한번 더 압착시켜도 좋을 것이다. 이러한 도체선 홀더(23)의 겉에 대전류 단자(30)가 장착될 수 있다.
상기 대전류 단자(30)는, 상대물(예컨대 배터리 모듈의 터미널)과 상기 멀티 FFC 케이블(20)을 연결하기 위한 수단으로서, 바이스부(31)와 단자부(32)를 포함한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 바이스부(31)는 도체선 홀더(23)의 외측에 억지 끼움되는 소켓 형상으로 마련된 부분이고, 상기 단자부(32)는 상기 바이스부(31)에서 소정의 두께를 가지고 길이 방향을 따라 돌출되게 마련된 부분이다. 상기 바이스부(31)와 단자부(32)는 개념적으로 구분한 것으로 이들은 일체로 형성될 수 있다.
구체적으로, 바이스부(31)는 멀티 FFC 케이블(20)의 두께 방향에 따른 상기 도체선 홀더(23)의 적어도 일면이 노출되게 적어도 일면이 개방된 형태로 마련되는 개구부(31a)와, 상기 개구부(31a) 내에서 탄성 변형되어 상기 도체선 홀더(23)의 일 부분을 압박하는 압박부재(31b)를 포함할 수 있다.
부연하면, 바이스부(31)는 FFC 필름(21)의 적층 방향에 따른 최상층에 위치하는 일측면과 최하층에 위치하는 타측면에 상기 개구부(31a)가 마련되는데, 이를테면 창틀 구조라 할 수 있다.
그리고 상기 압박부재(31b)는 그 일단부와 타단부가 바이스부(31)의 테두리 일측과 테두리 타측에 각각 연결되고 개구부(31a) 바깥쪽으로 볼록한 형상을 갖되, 상기 볼록한 형상 부분에 힘을 가해주면 탄성 변형되어 상기 개구부(31a) 안쪽으로 오목한 형상이 되어 도체선 홀더(23)의 일 부분을 압박할 수 있다. 여기서, 상기 도체선 홀더(23)의 일부분에는 상기 압박부재(31b)가 부분 삽입될 수 있는 그루브가 마련되어 있어도 좋다.
즉, 바이스부(31) 속에 멀티 FFC 케이블(20)을 끼워 넣은 다음, 상기 압박부재(31b)를 눌러주면 도 8 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 도체선 홀더(23)가 두께 방향으로 압박될 수 있다. 이에 따라 대전류 단자(30)와 멀티 FFC 케이블(20)의 고정성이 충분히 확보될 수 있다.
물론, FFC 필름(21)들의 도체선(21a)들과은 금속 소재의 도체선 홀더(23) 내에 구속되어 있고, 상기 도체선 홀더(23)는 바이스부(31) 구속되어 있으므로 대전류 단자(30)와 멀티 FFC 케이블(20)의 전기적 접촉 안정성도 충분히 확보될 수 있다.
단자부(32)는 상기 바이스부(31)의 선단 중심에서 돌출된 플레이트 형태로 제공될 수 있다. 상기 단자부(32)는 상대물의 터미널과 볼트 내지 나사 체결할 수 있게 홀을 더 구비할 수 있다. 이러한 단자부(32)는 종래 기술에 따른 버스바의 끝단부 형상과 유사하다 할 수 있다.
이상과 같은, FFC 케이블 조립체(10)는 복수 개의 FFC 필름(21)이 적층된 것으로 고전압/고전류에 대응이 가능하면서도 동일 전류 통전 수준을 갖는 종래의 버스바 대비 훨씬 경량이므로 배터리 팩 내에 많은 개수가 사용되더라도 배터리 팩의 전체 중량을 크게 증가시키지 않는다.
또한, 상기 FFC 케이블 조립체(10)는 트위스트나 벤딩이 가능하므로 직선 경로 뿐만 아니라 경로가 복잡한 곳에도 사용될 수 있다. 또한, 상기 FFC 케이블 조립체(10)는 기존의 와이어나 버스바에 비해 경제적인 비용으로 제작이 가능한 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상술한 FFC 케이블 조립체(10)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 FFC 케이블 조립체(10)는 2개의 배터리 모듈을 서로 직렬 연결하거나 배터리 모듈의 터미널과 릴레이 또는 배터리 팩 내에 장치들 간을 전기적으로 연결하는데 적용될 수 있다.
상기 배터리 팩은 상기 FFC 케이블 조립체(10) 이외에도 복수 개의 배터리 셀들의 집합체인 셀 적층체를 구비하는 적어도 하나 이상의 배터리 모듈, 배터리 셀들의 전압 및 온도를 기초로 배터리 셀들의 충방전, 전류의 흐름을 제어하기 위한 제어 장치로서 퓨즈, 릴레이, BMS 등을 더 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

Claims (10)

  1. 층상 배열된 복수 개의 FFC 필름들, 상기 복수 개의 FFC 필름들을 감싸는 절연 튜브를 구비하는 멀티 FFC 케이블; 및
    상기 멀티 FFC 케이블의 양단부에 장착되는 대전류 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연 튜브는, 열 수축 튜브인 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 FFC 필름들 각각은,
    동일 평면상에서 평행한 두 가닥 또는 그 이상의 도체선들과, 상기 도체선들을 감싸서 봉합하는 피복부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도체선들은 끝단부들이 상기 절연 튜브의 외측으로 노출되게 길이방향을 따라 연장되고,
    상기 멀티 FFC 케이블은,
    상기 도체선들의 끝단부들이 개별적으로 삽입될 수 있는 복수 개의 슬롯들을 내측에 구비하고, 상기 절연 튜브의 양단부를 감싸도록 마련되는 도체선 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도체선 홀더는 상기 절연 튜브의 양단부에 억지 끼움되게 마련된 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 도체선 홀더는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질 중 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 도체선 홀더는 상기 절연 튜브의 양단부에 두께 방향으로 압착된 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 대전류 단자는,
    상기 도체선 홀더의 외측에 억지 끼움되게 마련되는 바이스부; 및
    상기 바이스부에서 소정의 두께를 가지고 일 방향으로 돌출되는 단자부를 포함하는 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바이스부는,
    상기 멀티 FFC 케이블의 두께 방향에 따른 상기 도체선 홀더의 적어도 일면이 노출되게 적어도 일면이 개방된 형태로 마련되는 개구부와, 상기 개구부 내에서 탄성 변형되어 상기 도체선 홀더의 일 부분을 압박하는 압박부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 FFC 케이블 조립체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 FFC 케이블 조립체를 포함하는 배터리 팩.
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