WO2021096223A1 - 적층 버스바, 적층 버스바의 설계 방법 및 배터리 모듈 - Google Patents

적층 버스바, 적층 버스바의 설계 방법 및 배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
WO2021096223A1
WO2021096223A1 PCT/KR2020/015800 KR2020015800W WO2021096223A1 WO 2021096223 A1 WO2021096223 A1 WO 2021096223A1 KR 2020015800 W KR2020015800 W KR 2020015800W WO 2021096223 A1 WO2021096223 A1 WO 2021096223A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
organic resin
busbar
resin films
metal plate
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/015800
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김경도
김동식
Original Assignee
진영글로벌 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 진영글로벌 주식회사 filed Critical 진영글로벌 주식회사
Publication of WO2021096223A1 publication Critical patent/WO2021096223A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/005—Laminated bus-bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J167/00—Adhesives based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/42—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes polyesters; polyethers; polyacetals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0846—Parallel wires, fixed upon a support layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6553—Terminals or leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R35/00—Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
    • H01R35/02—Flexible line connectors without frictional contact members
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a laminated busbar in which a so-called FFC (Flexible Flat Cable) having a metal plate formed on an organic resin film is laminated, and a design method thereof.
  • FFC Flexible Flat Cable
  • Busbar is a component for connecting power to each part.
  • next-generation vehicles such as hybrid vehicles or electric vehicles
  • demand for automotive electronic devices and electric devices that respond to high voltage and high current is expected to increase.
  • the busbar is an important part as one of such next-generation automobile parts.
  • the busbar functions as an electronic component such as a motor, an inverter, or a generator, an electronic device, or a so-called wiring component that electrically connects the electronic device.
  • an electronic component such as a motor, an inverter, or a generator
  • an electronic device or a so-called wiring component that electrically connects the electronic device.
  • a large current flows through a bus bar of a vehicle, but electronic components, electronic devices, electronic or electric devices may cause not only direct current (DC) but also alternating current (AC) to flow through the bus bar.
  • DC direct current
  • AC alternating current
  • ⁇ is the electrical resistance of the metal bar
  • f is the frequency
  • ⁇ is the absolute transmittance of the metal bar.
  • Equation 1 the higher the frequency of the alternating current, the less current flows only near the surface of the metal bar. Therefore, as for an electronic component, an electronic device, an electronic device, or another electric device that requires an alternating current, a bus bar made of a flat metal bar is used (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Unexamined Patent Publication No. 2006-310079
  • an object of the present invention is to provide an FFC having low heat generation and high heat dissipation efficiency and a flexible multilayer bus bar capable of passing not only a direct current but also an alternating current.
  • it is an object to provide a battery module to which a laminated busbar is applied.
  • it is an object to provide a method of designing a multilayer bus bar that has low heat generation and can pass a large current.
  • a laminated busbar is a laminated busbar in which a plurality of flexible flat cables (FFCs) are laminated, and each of the plurality of flexible flat cables (FFCs) includes two organic resin films and two organic resins. Including a plurality of metal plates between the films, and an adhesive bonding with the two organic resin films and the plurality of metal plates, the adhesive is installed between the adjacent metal plates, and the thermal emissivity of each of the two organic resin films and the adhesive is a metal plate Higher than the thermal emissivity of.
  • FFCs flexible flat cables
  • a laminated busbar is a laminated busbar in which a plurality of flexible flat cables (FFCs) are laminated, and each of the plurality of flexible flat cables (FFC) has two organic resin films and two organic resins.
  • FFCs flexible flat cables
  • FFC the number of a plurality of metal flat plates contained in each is different, and the thermal emissivity of each of the two organic resin films and the adhesive is higher than that of the metal flat plate.
  • the thermal emissivity of the two organic resin films may be 0.8 or more.
  • the two organic resin film materials may be polycyclohexane dimethylene terephthalate (PCT).
  • the material of the adhesive may be polyester.
  • the metal plate is a square, and the length of the long side of the square may be 5 times or more of the length of the short side of the square.
  • the physical quantity of the metal plate is less than a specific value obtained by using the physical quantity of the metal bar, which is obtained under predetermined conditions of the rigid busbar using the material of the metal plate as the metal bar, and the physical quantity of the metal plate corresponding to the physical quantity of the metal bar.
  • the structure of the metal plate can be determined.
  • a first battery cell and a second battery cell, and an electrode of the first battery and an electrode of the second battery cell are electrically connected, and a plurality of flexible flat cables (FFC) are provided.
  • each of the plurality of flexible flat cables (FFC) includes two organic resin films, a plurality of metal flat plates between the two organic resin films, two organic resin films, and the plurality of metals.
  • An adhesive bonded to a flat plate is included, wherein an adhesive is formed between the adjacent metal flat plates, and the thermal emissivity of each of the two organic resin films and the adhesive is higher than that of the metal flat plate.
  • the first battery cell is included in the first battery unit, and the second battery cell is included in a second battery unit different from the first battery unit.
  • the busbar design method comprises two organic resin films, a plurality of metal plates between the two organic resin films, and an adhesive that bonds the two organic resin films and the plurality of metal plates. It is a method of designing a laminated bus bar in which a plurality of flexible flat cables (FFCs) are stacked, and the physical quantity of the metal bar is obtained under predetermined conditions of a rigid bus bar using a material of a metal flat plate as a metal bar, and the above Under a predetermined condition, the physical quantity of the metal plate is obtained, a specific value is calculated using the physical quantity of the metal bar and the physical quantity of the metal plate, and the metal plate structure is determined by using the physical quantity of the metal plate as a parameter to be less than a specific value. .
  • FFCs flexible flat cables
  • the physical quantity of the metal bar is the cross-sectional area A 1 of the metal bar
  • the physical quantity of the metal plate is the total cross-sectional area A 2 of the plurality of metal plates included in the stacked plurality of flexible flat cables (FFC)
  • the total cross-sectional area A of the plurality of metal plates 2 can satisfy the following equation.
  • the cross-sectional area A 1 of the metal bar may be 90 mm 2.
  • a laminated busbar with improved heat dissipation efficiency can be provided.
  • a laminated busbar having excellent flexibility and light weight can be implemented.
  • FIG. 1A is a perspective view of a laminated busbar according to an embodiment of the present invention.
  • 1B is a schematic side view of a stacked busbar according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2A is a cross-sectional view of a flexible flat cable of a laminated busbar according to an embodiment of the present invention in a long-side direction.
  • Fig. 2B is a cross-sectional view in the short side direction of a flexible flat cable of a laminated busbar according to an embodiment of the present invention.
  • 3A is a side view showing a simulation configuration of a stacked busbar according to an embodiment of the present invention.
  • 3B is a cross-sectional view showing a simulation configuration of a stacked busbar according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 4A is a side view showing a simulation configuration of a bus bar not containing an organic resin film and an adhesive as a comparative example.
  • 4B is a cross-sectional view showing a simulation configuration of a bus bar not containing an organic resin film and an adhesive as a comparative example.
  • FIG. 5 is a graph of each of the squared current I 2 (x) and the reserve resistance R(x) with respect to the parameter x indicated in the power loss Ploss.
  • FIG. 6 is a schematic side view of a stacked busbar according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of a battery module 20 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A and 1B A structure of a stacked busbar 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1A and 1B.
  • FIG. 1A is a perspective view of a stacked busbar 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the laminated busbar 10 has a structure in which a plurality of flexible flat cables (FFC) 100 are laminated.
  • FFC flexible flat cables
  • the long side direction of the FFC100 will be described as the X direction
  • the short side direction of the FFC100 will be the Y direction
  • the stacking direction of the FFC100 will be described as the Z direction.
  • the stacked busbar 10 includes a body portion 11 and terminal portions 12 provided at both edges of the body 11.
  • the body part 11 is an insulator part
  • the terminal part 12 is a conductor part. That is, the multilayer busbar 10 is electrically connected to other electronic components, electronic devices, electronic devices, or electric devices using the terminal portion 12 by using the terminal portion 12.
  • the main body 11 may be provided with a protective cover on the outside of the stacked FFC110 in order to protect the FFC100.
  • the terminal 12 may be provided with a connector for connecting with other electronic components, electronic devices, and electronic or electric devices.
  • FIG. 1B is a schematic side view of a stacked busbar 10.
  • the stacked bus bar 10 is a plurality of FFC100-1, 100-2, ... in the Z direction. , 100-n are being stacked.
  • FFC100 a case where a plurality of FFCs is not particularly distinguished will be described as FFC100 for convenience. That is, in the stacked busbar 10 of FIG. 1B, n layers of FFC100 are stacked in the Z direction.
  • FIG. 1B shows adjacent FFC100s of the stacked busbar 10 spaced apart from each other for convenience of explanation, but the adjacent FFC100s do not need to be spaced apart from each other. That is, some of the adjacent FFC100s may be in contact with each other. Further, adjacent FFCs may be bonded with an adhesive.
  • each of the plurality of FFC100s includes two organic resin films 110-1 and 110-2, a plurality of metal plates 120-1, 120-2, ... , 120-m, and adhesive 130.
  • a case where a plurality of metal plates is not particularly distinguished will be described as a metal plate 120 for convenience. That is, in the FFC100 of FIGS. 2A and 2B, m metal plates 120 are fixed between the two organic resin films 110-1 and 110-2 with an adhesive 130. Further, in a region sandwiched between the two organic resin films 110-1 and 110-2, two adjacent metal plates 120 are not adjacent to each other, and an adhesive 130 is present between the two adjacent metal plates 120.
  • the metal plate 120 in the X direction includes metal cladding portions 121 protruding from the two organic resin films 110-1 and 110-2. That is, in the FFC100, the metal clad portion 121 of the metal plate 120 is exposed from both sides of the X-direction.
  • the metal cladding portions 121 of the plurality of metal plates 120 may contact each other.
  • the metal cladding portions 121 of the plurality of metal plates 120 may contact each other in the n-layer FFC100 as well as the one-layer FFC100.
  • the metal clad portions 121 of the plurality of metal plates 120 may be directly contacted, may be bonded to each other, or may be contacted through a conductive adhesive by bonding using a conductive adhesive. That is, the metal cladding portions 121 of the plurality of metal plates 120 are electrically connected to each other to form the terminal portion 12 of the multilayer bus bar 10.
  • the terminal 12 of the multilayer bus bar 10 may be provided with a connector. Therefore, the metal clad portion 121 of the metal plate 120 may be connected to the connector and electrically connected. By providing a connector, a plurality of metal plates 120 can be integrated into one.
  • the metal plate 120 is surrounded by an adhesive 130. That is, as shown in Fig. 2B, it is preferable that the adhesive 130 is installed on both edges of the FFC100 in the X direction, and the ends of the FFC100 are bonded by the adhesive 130.
  • the configuration of the end portion of the FFC100 in the X direction is not limited thereto. At the end of the FFC100 in the X direction, a part of the metal plate 120 is exposed by the organic resin films 110-1 and 110-2.
  • the thickness of the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 is 0.01 mm or more and 0.05 mm or less, preferably 0.02 mm or more and 0.05 mm or less, and particularly preferably 0.02 mm or more and 0.04 mm or less.
  • the cross-sectional shape of the metal plate 120 is specifically a square as shown in Fig. 2B.
  • the metal plate 120 is a square
  • the long side of the rectangle is in a direction parallel to the organic resin films 110-1 and 110-2 (i.e., in the X direction), and the short side of the rectangle is perpendicular to the organic resin films 110-1 and 110-2. Make it the direction (ie, the Z direction).
  • the cross-sectional shape of the metal plate 120 is not limited to a square.
  • the cross-sectional shape of the metal flat plate 120 may be, for example, an ellipse.
  • the major axis of the ellipse is set in the X direction
  • the major axis of the ellipse is set in the Z direction.
  • the length of the long side relative to the length of the short side of the square is 5 times or more, preferably 10 times or more, particularly preferably 50 times or more.
  • the difference between the length in the short side direction and the length in the long side direction of the square is increased, so that the area overlapping the metal plate 120 and the organic resin layers 110-1 and 110-2 can be increased even if the cross-sectional area has the same size. Therefore, as long as the rigidity of the metal plate 120 can be maintained, the length in the long side direction to the length in the short side direction may be 100 times or more.
  • Materials of the organic resin films 110-1 and 110-2 are, for example, polyethylene teretalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), or polycyclohexane dimethylene terephthalate (PCT). ) Can be used.
  • PET polyethylene teretalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PCT polycyclohexane dimethylene terephthalate
  • PCT polycyclohexane dimethylene terephthalate
  • the thermal emissivity of the organic resin films 110-1 and 110-2 is 0.7 or more and 1 or less, preferably 0.75 or more and 1 or less, and particularly preferably 0.8 or more and 1 or less. Since the organic resin films 110-1 and 110-2 are provided on the outermost side of the FFC100, the heat emissivity of the organic resin films 110-1 and 110-2 is preferably greater than that of the metal plate 120 and the adhesive 130. In particular, it is preferable that the heat emissivity increases in the order of the metal plate 120, the adhesive 130, and the organic resin films 110-1 and 110-2. The heat dissipation efficiency is improved by increasing the heat emissivity to the outside of the FFC100.
  • the material of the metal plate 120 may be, for example, copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), aluminum (Al), platinum (Pt), or an alloy thereof.
  • Cu is particularly preferable as the material of the metal plate 120 of the FFC100. Since Cu has high electrical conductivity and is inexpensive, manufacturing cost can be suppressed.
  • the material of the adhesive 130 for example, polyester, acrylic, epoxy, or the like can be used. Further, when the adhesive 130 is provided on the organic resin films 110-1 and 110-2, a primer may be applied to the organic resin films 110-1 and 110-2. If the primer is applied, the adhesion between the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 is improved.
  • the stacked busbar 10 can reduce the amount of metal occupied as a whole compared to a busbar made of a bulk metal (hereinafter, referred to as a rigid busbar). Therefore, the laminated busbar 10 is lighter than the rigid busbar, and the cost can be reduced.
  • the stacked busbar 10 since the stacked busbar 10 has a structure in which FFC100 is stacked, unlike the rigid busbar, it has excellent flexibility. Existing rigid busbars lose more power than when the rigid busbar is not bent because a significant amount of heat is generated in the folded portion when power is supplied if there is a bent portion. On the other hand, even when the stacked busbar is folded, there is almost no power loss due to the folding. Therefore, the stacked busbar 10 has many advantages over the rigid busbar.
  • the multilayer bus bar 10 can suppress an increase in temperature when a large current is passed. This can be explained by the fact that the stacked busbar 10 has less heat and current losses than the rigid busbar. Therefore, the heat loss and current loss mechanisms of the stacked busbar 10 will be described below.
  • thermodynamics relate to the direction of energy movement and the quality of energy, and also to entropy.
  • the electric heating wire heater may convert electrical energy into thermal energy.
  • thermal energy gives heat energy to the heating wire heater and cannot be converted into electric energy. Therefore, when comparing electrical energy and thermal energy, electrical energy is of higher quality than thermal energy, and it is only possible to convert (transfer) from high-quality electrical energy to low-quality thermal energy.
  • the busbar has heat energy equal to the power loss Ploss .
  • This thermal energy is released to the outside of the busbar by heat transfer, that is, heat conduction, convection, and heat radiation.
  • Heat conduction is heat transfer through a material, and there is an inherent thermal conductivity of a material as a standard for ease of heat transfer of a material.
  • Convection is the heat transfer by fluid flow.
  • Heat radiation is heat transfer by electromagnetic waves, and has a specific heat emissivity as a standard for the ease of heat dissipation of a material.
  • convection for example, convection of air
  • heat conduction and heat dissipation are considered in the heat transfer of the busbar.
  • Q F is the amount of heat transfer due to heat conduction
  • k is the thermal conductivity of the material
  • A is the cross-sectional area of the material
  • ⁇ T is the temperature gradient.
  • thermal radiation is expressed as (Equation 4) by Stefan Boltzmann's law.
  • Q SB is the amount of heat transfer due to thermal radiation
  • T 1 is the temperature of material 1.
  • the actual heat emission is different from the temperature T 2 of the transferred material 2, and since material 1 is not a perfect blackbody, it is expressed as (Equation 5) according to the emissivity ⁇ (0 ⁇ ⁇ 1) of the material 1.
  • Cu is often used for metal bars.
  • the thermal conductivity of Cu is about 400 (W / m ⁇ K) and high, but the thermal emissivity of Cu is very low about 0.03. This means that the heat transfer inside the Cu is fast, but the heat dissipation to the outside is very small. Therefore, in the case of a rigid busbar using Cu, heat is accumulated inside without radiating heat to the outside. Therefore, the temperature of the rigid busbar is prone to rise.
  • the materials of the organic resin films 110-1 and 110-2 are organic resin materials such as PET, PEN, or PCT.
  • the thermal conductivity of these organic resin materials is very low, 0.2 ⁇ 0.4 (W / m ⁇ K).
  • the thermal emissivity of the organic resin material varies depending on the presence or absence of coloring, but is very high from 0.84 to 0.95. The same goes for adhesive 130.
  • the heat transfer amount Q SB by thermal radiation is calculated for each of the rigid busbar using Cu and the laminated busbar 10 using the metal plate 120 Cu using (Equation 5).
  • the cross-sectional area of a rigid busbar using a typical Cu with an allowable current of 300A is 90mm2.
  • the thermal emissivity of Cu is 0.03. Therefore, the amount of heat transfer Q SB (Rigid) due to heat radiation of the rigid busbar using Cu is expressed as follows.
  • the cross-sectional area of the multilayer bus bar 10 with an allowable current of 300 A is 38.4 mm 2.
  • the metal plate 120 uses Cu (thermal emissivity: 0.03)
  • the organic resin films 110-1 and 110-2 use PCT (thermal emissivity: 0.95)
  • the adhesive 130 uses epoxy (thermal emissivity: 0.84).
  • the percentage pointed is 30% for Cu, 50% for PCT, and 20% for Epoxy. Therefore, the heat transfer amount Q SB (Laminated) of the laminated busbar 10 due to heat radiation is expressed as follows.
  • the stacked busbar 10 has about 10 times the amount of heat transfer compared to the rigid busbar. That is, it can be seen that the laminated busbar 10 has a very high heat dissipation effect compared to the rigid busbar.
  • the typical thickness of the organic resin films 110-1 and 110-2, and the adhesive 130 is very small, such as 0.02 to 0.04 mm, while the typical width of one metal plate 120 is very large, such as 1.6 mm. Therefore, even if the thermal conductivity of the organic resin films 110-1 and 110-2 is small, once heat conduction from the metal plate 120 occurs, heat accumulates in the organic resin films 110-1 and 110-2 due to the height of the thermal emissivity. No, it is released to the outside. Therefore, the temperature of the laminated busbar 10 is difficult to increase.
  • a structure surrounding the metal plate 120 with a high thermal emissivity material is important.
  • the metal plate 120 is surrounded by an adhesive 130 having a high heat emissivity to prevent air intrusion, and the metal plate 120 and the organic resin films 110-1 and 110-2 are bonded through the adhesive 130. .
  • FIGS. 4A and 4B are side views and cross-sectional views showing the configuration of a bus bar simulation that does not include organic resin films 110-1 and 110-2, and an adhesive 130 as comparative examples.
  • the structure of the laminated busbar 10 was further simplified, and the organic resin films 110-1 and 110-2, and the adhesive 130 were calculated as an integrated engineering plastic 140.
  • engineering plastics 140 refer to plastics having high heat resistance.
  • the width w of the metal plate 120 was 1.6 mm, and the thickness t was 0.2 mm. Further, the pitch d between the metal plates 120 was 1 mm.
  • the measurement start temperature was 25 degrees, and the amount of temperature increase at an applied current of 300 A was calculated.
  • the simulation results are shown in Table 1. Compared to the bus bars shown in FIGS. 4A and 4B, the multilayer busbar 10 shown in FIGS. 3A and 3B had a smaller temperature increase. This indicates that the laminated busbar 10 has a structure that is easy to heat dissipation.
  • the laminated busbar 10 according to the embodiment of the present invention has an easy-to-heat heat dissipation structure in the simulation. This is due to the high thermal emissivity of the adhesive 130 surrounding and in contact with the metal plate 120 and the organic resin films 110-1 and 110-2.
  • the stacked busbar 10 has a configuration that suppresses temperature rise and does not require a new current. Therefore, the stacked busbar 10 is a configuration capable of reducing heat loss.
  • the power of the stacked busbar 10 is expressed by the above-described (Equation 1), and when the power loss Ploss is 100 ⁇ r% of the applied power Pappli, the effective power Preal can be expressed as (Equation 6).
  • the active power Preal can also be expressed as (Equation 7) by using the current I and the resistance R.
  • the active power Preal is proportional to the square I 2 of the current, and also proportional to the work resistance R. Therefore, it can be seen that in order to enlarge the active power Preal, it is better to increase the current I.
  • the power loss Ploss is expressed as (Equation 8) when using the current I and the resistance R.
  • Equation 8 is expressed as the product of the current squared I 2 and the resistance R.
  • the power loss Ploss can be separated into the square I 2 component of the current and the resistance R component using the parameter x.
  • the square of the current I 2 and the resistance R are expressed as (Equation 9) and (Equation 10) using the parameter x, respectively.
  • Figure 5 shows the power loss Ploss, and shows the respective graphs of the square of the current I 2 (x) and the resistance R (x) for the parameter x.
  • the square of the current I 2 and the resistance R are determined by the parameter x.
  • the point A 0 at which the curve of the square of current I 2 (x) and the straight line of the resistance R(x) change Exists.
  • Both the area S smaller than the point A 0 and the area S'larger than the point A 0 are areas where the real power Preal is greater than the power loss Ploss.
  • the current loss ploss factor is different.
  • the resistance R (x) is larger than the square of the current I 2 (x).
  • the resistance component dominates in the power loss Ploss.
  • the square of the current I 2 (x) is larger than the resistance R(x). That is, in the region S', it can be said that the current component dominates in the power loss Ploss.
  • an area larger than point A 0 can be said to be a large area of current loss. Therefore, in the stacked busbar 10, the current loss can be reduced by using the value of the current I in the region S.
  • the value of x at point A 0 can be obtained as follows.
  • the resistance component can be reduced.
  • the magnitude of the resistance is inversely proportional to the cross-sectional area and proportional to the length. Therefore, as a physical quantity of x 0 , for example, a cross-sectional area or length can be used.
  • the cross-sectional area is used as the physical quantity of x 0 , and the difference in characteristics between the rigid busbar and the laminated busbar 10 is expressed using the cross-sectional area of the metal bar of the rigid busbar and the total cross-sectional area of the metal plate 120 of the laminated busbar 10. I can.
  • the total cross-sectional area of the metal plate 120 of the laminated busbar 10 is 38.4mm2 under the same conditions, experimentally. It was measured as.
  • the temperature rise is within a certain range and can flow 300A of current
  • the total cross-sectional area of the metal plate 120 is x ⁇ 1.34, it can be a stacked busbar 10 with reduced current loss. have.
  • the current value supplied by the FFC100 per layer is obtained, and the number of FFC100 layers n can be adjusted so that the current value is set.
  • the stacked busbar 10 can reduce heat loss and at the same time reduce current loss.
  • a method of designing a stacked busbar 10 in which heat loss and current loss are reduced will be described.
  • the design method of the laminated busbar 10 is not limited to the following method.
  • the structural design of the laminated busbar 10, organic resin films 110-1 and 110-2, and selection of materials for the adhesive 130 are important.
  • n-layer FFC100 is stacked.
  • M number of metal plates 120 are disposed between the organic resin films 110-1 and 110-2 having high FFC100 thermal emissivity.
  • the metal plate 120 is adhered to the organic resin films 110-1 and 110-2 through an adhesive 130 having a high thermal emissivity, but the adhesive 130 is disposed so as to surround the metal plate 120.
  • the metal plate 120 is arranged so that the long sides of the metal plate 120 are parallel to the organic resin films 110-1 and 110-2, and the area where the metal plate 120 and the organic resin films 110-1 and 110-2 overlap is large. Let it go.
  • the laminated busbar 10 can be designed with the above-described structure and material cost to reduce heat loss.
  • the metal plate 120 is made of a metal plate 120 with high conductivity in order to reduce resistance.
  • the physical quantity of the metal plate 120 corresponding to the physical quantity of the metal bar of the rigid busbar is obtained by experimental measurement under specific conditions. Specific conditions include current value (e.g., 300A), temperature rise (e.g., 100), and a specific value (point A value) from the physical quantity of the metal bar of the rigid busbar and the physical quantity of the metal plate 120, and the metal
  • the structure of the metal plate 120 is designed so that the physical quantity of the plate 120 is less than a certain value.
  • a cross-sectional area can be used.
  • the laminated busbar 10 can be designed with the above-described metal plate 120 structure and material to reduce current loss.
  • the laminated busbar 10 has a structure in which a plurality of metal plates 120 are disposed between the organic resin films 110-1 and 110-2, and a plurality of FFC100 fixed by an adhesive 130 are laminated. Since the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 have high thermal emissivity, heat dissipation is easy, and heat loss is reduced. In addition, by comparing the physical quantities of the laminated busbar 10 and the rigid busbar, it is possible to design a laminated busbar 10 in which m number of metal flat plates with reduced current loss and n-layer FFC100 are laminated.
  • a stacked busbar 10A different from the stacked busbar 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 is a schematic side view of a stacked busbar 10A according to an embodiment of the present invention.
  • the stacked busbar 10A includes two types of FFC100a and 100b.
  • the two types of FFC100a and 100b are FFC100a-1, 100b-1, 100a-2, ... , 100a-n, 100b-n and stacked alternately. That is, the stacked busbar 10A of FIG. 6 includes an n-layer FFC100a and an n-layer FFC100b.
  • the FFC100a includes a plurality of metal flat plates 120a between two organic resin films 110-1 and 110-2. That is, FFC100a is a plurality of metal plates 120a-1, 120a-2, ... in the Y direction. , 120a-ma and ma number of metal plates 120a are arranged. Further, the FFC100b includes a plurality of metal flat plates 120b between the two organic resin films 110-1 and 110-2. That is, FFC100b is a plurality of metal plates 120b-1, 120b-2, ... in the Y direction. , 120b-mb and mb metal plates 120a are arranged.
  • the stacked busbar 10A may partially overlap the FFC100a metal plate 120a and the FFC100b metal plate 120b in the Z direction. That is, the end of the metal plate 120a and the end of the metal plate 120b overlap each other.
  • a configuration different from a pitch between adjacent metal plates 120a of FFC100a and a pitch between adjacent metal plates 120b of FFC100b is also possible.
  • a configuration different from the width of the metal plate 120a of the FFC100a and the width of the metal plate 120b of the FFC100b is possible. Even in this case, the FFC100a metal plate 120a and the FFC100b metal plate 120b may not be completely overlapped in the Z direction, but may be partially overlapped.
  • the stacked busbar 10A has a structure in which FFCs having different arrangement pitches or widths of metal plates are alternately stacked, including a modified example.
  • the influence between the metal plates can be eliminated.
  • the overlapping of the metal plates is misaligned, and the other side is difficult to be affected by the magnetic field formed on one side of the adjacent metal plates. Therefore, the laminated busbar 10A can reduce the eddy current of the metal plate. Therefore, the stacked busbar 10A heat loss is not only reduced, but also the current loss is low or reduced.
  • a battery module 20 to which the stacked busbar 10 according to the first embodiment is applied will be described with reference to FIG. 7.
  • the battery module 20 includes a first battery unit 200-1, a second battery unit 200-2, a third battery unit 200-3, and a fourth battery unit 200-4.
  • first battery unit 200-1, the second battery unit 200-2, the third battery unit 200-3, and the fourth battery unit 200-4 are not particularly distinguished, the description will be made as a battery unit 200. .
  • the battery unit 200 includes a plurality of battery cells 210.
  • each of the plurality of battery cells 210 includes a + electrode 220-1 and a-electrode 220-2.
  • Two adjacent battery cells 210 of one battery unit 200 are connected in series with the + electrode 220-1 and the-electrode 220-2 electrically connected by a first stacked bus bar 10-1.
  • first battery cell 210-1, the second battery cell 210-2, the third battery cell 210-3, and the fourth battery cell 210-4 are electrically connected by a second stacked bus bar 10-2.
  • second battery cell 210-2 and the third battery cell 210-3 are electrically connected by a third stacked bus bar 10-3.
  • the lengths of the first stacked busbar 10-1, the second stacked busbar 10-2, and the third stacked busbar 10-3 may be changed depending on the connection position.
  • the number of stacks of FFC100 included in the stacked busbar 10 may be changed, or the number of metal plates 120 included in the FFC100 may be changed.
  • first laminated busbar 10-1, the second laminated busbar 10-2, and the third laminated busbar 10-3 shown in FIG. 7 are drawn in a straight line for convenience, but the laminated busbar 10 has flexibility. , Can be installed in a curved line. Accordingly, it is possible to process the stacked bus bar 10 into various shapes and electrically connect between a plurality of battery units 200 or between a plurality of battery cells 210. Accordingly, it is possible to electrically connect between the plurality of battery units 200 or between the plurality of battery cells 210 by using a small space in the battery pack accommodating the battery module 20.
  • the stacked bus bar 10 for the battery module 20, it is possible to electrically connect even in a narrow space.
  • the degree of freedom of electrical connection of the battery unit 200 or the battery cell 210 increases, so that the degree of freedom in the arrangement of the battery unit 200 or the battery cell 210 increases.
  • the laminated busbar 10 has a high heat dissipation effect, heat can be radiated through the thermally laminated busbar 10 generated from the battery cell 210.
  • the battery module 20 can be used, for example, in an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV). Since the stacked busbar 10 of the battery module 20 is lightweight, an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a plug-in hybrid vehicle using the battery module 20 has a longer cruising distance.
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid electric vehicle
  • PHEV plug-in hybrid electric vehicle

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

[과제] 직류 전류뿐만 아니라, 교류 전류를 흘릴 수 있으며, 발열 작고, 방열 효율이 높은 FFC 및 유연성을 갖는 적층 버스바를 제공한다.　또한 적층 버스바를 적용한 전지 모듈을 제공한다.　또한 발열이 작고 대전류를 흘릴 수 있는 적층 버스바의 설계 방법을 제공한다. [해결수단] 적층 버스바는 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)가 적층되는 적층 버스바이며, 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)의 각각은 두 유기 수지 막과 2 개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과 2 개의 유기 수지막과 복수의 금속 평판과를 접착하는 접착제를 포함하되, 인접한 금속 평판 사이에 접착제가 설치되고, 두 유기 수지 막 및 접착제의 각 열 방사율은 금속 평판의 열 방사율보다 높다.

Description

적층 버스바, 적층 버스바의 설계 방법 및 배터리 모듈
본 발명은 유기 수지막에 금속 평판이 형성된 이른바 FFC(Flexible　Flat Cable)을 적층한 적층 버스바(Laminated Busbar) 및 그 설계 방법에 관한 것이다.
버스바는 전원을 각 부분에 연결하기 위한 부품이다. 최근 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차 등 차세대 자동차의 보급에 따라 고전압·대전류에 대응한 자동차 전자 기기 및 전기 기기의 수요가 증가할 것으로 예상되고 있다. 버스바는 그와 같은 차세대 자동차용 부품의 하나로서 중요한 부품이다.
버스바는 모터, 인버터, 또는 발전기와 같은 전자 부품, 전자 장치 또는 전자기기를 전기적으로 연결하는 이른바 배선부품으로서 기능한다.　일반적으로 자동차의 버스바는 큰 전류가 흐르지만, 전자 부품, 전자 장치, 전자 또는 전기 기기는 버스바에 직류 전류(DC)뿐만 아니라, 교류 전류(AC)를 흐르게 하는 경우도 있다.
버스바에 대전류를 흘릴 경우, 버스바의 금속 봉재의 저항을 줄이기 위해 금속 봉재의 단면적을 크게 할 필요가 있다.　그러나 교류 전류의 경우, 버스바의 금속 봉재의 단면적을 크게 해도 표피 효과에 의해 금속 봉재 표면 근방에만 전류가 흐르지 않는다.　표피효과를 고려한 경우에 전류가 흐르는 금속 봉재의 표면 깊이 δ는 (식 1)과 같이 표기된다
[수 1]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000001
여기서, ρ는 금속 봉재의 전기 저항, f는 주파수, 그리고 μ는 금속 봉재의 절대 투과율이다.　(식 1)에서 교류 전류의 주파수가 높을수록 금속 봉재의 표면 근처에만 전류가 흐르지 않는 것이다.　따라서 교류 전류를 필요로 하는 전자 부품, 전자 장치, 전자 기기 또는 다른 전기 기기는, 금속 봉재를 평판상으로 한 버스바가 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 특개 2006-310079 호 공보
그러나 버스바의 금속 봉재를 평판 형상으로 하고 단면적을 작게 하면 금속 봉재의 저항이 증가하게 된다.　따라서 평판 형상의 금속 봉재를 갖는 버스바는 직류 전류를 흘리는 경우에 사용하는 것은 어렵다.　또한 교류 전류를 흘리는 경우에도 직류 성분의 저항이 커지기 때문에, 결국 버스바의 금속 봉재의 실효 저항이 커져야 한다.　이러한 버스바의 금속 봉재의 저항의 증가는 버스바로 흐르는 전류를 감소시키는 것뿐만 아니라, 발열에 의해 버스바의 온도가 상승해 버리기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 직류 전류뿐만 아니라, 교류 전류를 흘릴 수 있으며, 발열은 작고, 방열 효율이 높은 FFC 및 유연성을 갖는 적층 버스바를 제공하는 것을 과제로 한다.　또한 적층 버스바를 적용한 전지 모듈을 제공하는 것을 과제로 한다.　또한 발열이 작고 대전류를 흘릴 수 있는 적층 버스바의 설계방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바는 복수의 플렉시블 플랫케이블 (FFC)이 적층된 적층 버스바이며, 복수의 플렉시블 플랫케이블 (FFC) 각각은, 2개의 유기 수지막과, 2개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과, 2 유기 수지막과 복수의 금속 평판과 접착하는 접착제를 포함하되, 인접한 금속 평판사이에 접착제가 설치되고, 2개의 유기 수지막 및 접착제의 각 열 방사율은 금속 평판의 열 방사율보다 높다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바는, 복수의 플렉시블 플랫케이블 (FFC)이 적층된 적층 버스바이며, 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC) 각각은 2개의 유기 수지막과, 2개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과, 2 유기 수지막과 복수의 금속 평판과 접착하는 접착제를 포함하되, 인접한 금속 평판사이에 접착제가 설치된 복수의 플렉시블 플랫케이블 (FFC) 중 인접하는 2개의 플렉시블 플랫케이블 (FFC)는, 각각에 포함된 복수의 금속 평판의 수가 다르고, 2 유기 수지막 및 접착제의 각 열 방사율은 금속 평판의 열 방사율보다 높다.
2개의 유기 수지막의 열 방사율은, 0.8 이상이어도 된다.　또한 2개의 유기 수지막 재료는 폴리시클로헥산 디메틸렌테레프탈레이트 (PCT)일 수 있다.
접착제의 재료는, 폴리에스테르일 수 있다.
금속 평판은 사각형이며, 사각형의 장변의 길이는 사각형의 단변의 길이의 5배 이상일 수 있다.
금속 평판의 재료를 금속 봉재로 이용한 리지드 버스바의 소정의 조건에서 얻게 되는 금속 봉재의 물리량과, 금속 봉재의 물리량에 대응하는 금속 평판의 물리량를 이용하여 얻은 특정 값 이하가 되도록, 금속 평판의 물리량을 매개 변수로 금속 평판 구조가 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전지 모듈은, 제 1 배터리 셀 및 제 2 배터리 셀과, 제 1 배터리의 전극과 제 2 배터리 셀의 전극을 전기적으로 연결하고, 복수의 플렉시블 플랫케이블 (FFC)가 적층된 적층 버스바를 포함하고, 복수의 플렉시블 플랫케이블 (FFC)의 각각은, 2 개의 유기 수지막과, 2 개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과, 2 개의 유기 수지막과 상기 복수의 금속 평판과 접착하는 접착제를 포함하되, 인접한 상기 금속 평판사이에 접착제가 형성되고, 2 개의 유기 수지막 및 접착제의 각 열 방사율은 금속 평판의 열 방사율보다 높다.
제 1 배터리 셀은, 제 1 배터리 유닛에 포함되고, 제 2 배터리 셀은 제 1 배터리 유닛과는 다른 제 2 배터리 유닛에 포함되고 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 버스바의 설계 방법은, 2 개의 유기 수지막과, 2 개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과, 2 개의 유기 수지막과 복수의 금속 평판과 접착하는 접착제를 포함한, 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)이 복수 적층된 적층 버스바 설계방법이며, 금속 평판의 재료를 금속 봉재로 이용한 리지드 버스바의 소정의 조건에서 상기 금속 봉재의 물리량을 취득하고, 적층 버스바의 상기 소정의 조건에서 상기 금속 평판의 물리량을 취득하고, 금속 봉재의 물리량과 금속 평판의 물리량을 사용하여 특정 값을 계산하고, 특정 값이하가 되도록 금속 평판의 물리량을 매개 변수로 금속 평판 구조를 결정한다.
금속 봉재의 물리량은 금속 봉재의 단면적 A 1이며, 금속 평판의 물리량은 적층된 복수의 플렉시블 플랫케이블 (FFC)에 포함되는 복수의 금속 평판의 총 단면적 A 2이며, 복수의 금속 평판의 총 단면적 A 2는 다음 식을 만족할 수 있다.
[수 2]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000002
금속 봉재의 단면적　A 1은 90 ㎟　일 수 있다.
방열 효율이 향상된 적층 버스바를 제공할 수 있다.
비용이 절감된 적층 버스바를 제공할 수 있다.
가요성이 우수하고 중량이 가벼운 적층 버스바를 구현할 수 있다.
[도 1a] 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바의 사시도이다.
[도 1b] 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바의 개략적인 측면도이다.
[도 2a] 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바의 플렉시블 평면 케이블의 장변 방향의 단면도이다.
[도 2b] 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바의 플렉시블 평면 케이블의 단변 방향의 단면도이다.
[도 3a] 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바 시뮬레이션 구성을 표시한 측면도이다.
[도 3b] 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바 시뮬레이션 구성을 표시한 단면도이다.
[도 4a] 비교 예로서 유기 수지막 및 접착제를 포함하지 않는 버스바의 시뮬레이션 구성을 나타낸 측면도이다.
[도 4b] 비교 예로서 유기 수지막 및 접착제를 포함하지 않는 버스바의 시뮬레이션 구성을 나타내는 단면도이다.
[도 5]는 전력 손실　Ｐloss 에 나타내는 매개 변수 x에 대한 전류의 제곱 I 2(ｘ）및　예비 저항 R(x)의 각각의 그래프이다.
[도 6] 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바의 개략적인 측면도이다.
[도 7] 본 발명의 일 실시형태에 따른 전지 모듈 20의 개략적인 사시도이다.
이하에, 본 발명의 각 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.　또한, 실시 형태는 어디까지나 일례에 지나지 않고, 당업자가 발명의 주지를 유지하면서 적절히 변경하여 용이하게 상도할 수 있는 것에 대해서도 당연히 본 발명의 범위에 포함된다.　또한 도면은 설명을 명확히 하기 위해, 실제 형태에 비해, 각 부분의 폭, 두께, 형태 등에 대해 모식적으로 표시하는 경우가 있다.　그러나 도시된 형상은 어디까지나 일례로서, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
본 명세서 및 도면에서, 동일 또는 유사한 복수의 구성을 일반적으로 표기하는 경우는 동일한 부호를 사용한다.　또한 하나의 구성 중 복수의 부분을 구별하여 표기할 때는 하이픈과 자연수를 이용하는 경우가 있다.
<제 1 실시형태>
먼저, 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바의 구조 및 적층 버스바 관련 이론적 메커니즘을 설명하고, 그 후에, 적층 버스바의 설계 방법을 설명한다.
[1.　적층 버스바의 구조]
도 1a 및 도 1b를 이용하여 본 발명의 실시형태에 따른 적층 버스바 10의 구조에 대해 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바 10의 사시도이다.　적층 버스바10은, 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC) 100이 적층된 구조를 가진다.　또한, 이하에서는 FFC100의 장변 방향을 X 방향, FFC100의 단변 방향을 Y 방향, 및 FFC100의 적층 방향을 Z 방향으로 설명한다.
적층 버스바 10는 본체부 11과 본체 11의 양 가장자리에 마련된 단자부 12를 포함한다. 본체부 11은 절연체 부분이며, 단자부 12는 도체 부분이다.　즉, 적층 버스바 10는 단자부 12를 이용하여, 다른 전자 부품, 전자 장치, 전자 또는 전기 기기도 단자부 12를 이용하여 전기적으로 연결된다.　도시하지 않지만, 본체부 11은 FFC100을 보호하기 위해, 적층된 FFC110의 외부에 보호 덮개를 설치할 수 있다.　또 도시하지 않지만, 단자부 12는 다른 전자 부품, 전자 장치, 전자 또는 전기기기와 연결하기 위한 연결구를 마련할 수 있다.
도 1b는 적층 버스바 10의 개략적인 측면도이다.　도 1b와 같이 적층 버스바 10은 Z방향으로 복수의 FFC100-1, 100-2, …, 100-n가 적층되고 있다.　여기에서 복수의 FFC를 특히 구별하지 않는 경우는 편의상 FFC100으로 설명한다.　즉, 도 1b의 적층 버스바 10는 Z방향으로 n 층의 FFC100이 적층되어 있다.
도 1b는 설명의 편의상 적층 버스바 10의 인접한 FFC100가 이격되어 도시되어 있지만, 인접 FFC100는 이격되어 설치되지 않아도 된다.　즉 인접하는 FFC100은 그 일부가 접해있을 수도 있다.　또한 인접한 FFC가 접착제에 의해 접착되어 있어도 좋다.
계속해서, 도 2a 및 도 2b를 이용하여 적층 버스바 10를 구성하는 FFC100의 구조에 대해 설명한다.
도 2a는 FFC100의 장변 방향 (X 방향)의 단면도이고, 도 2b는 FFC100의 단변 방향 (Y 방향)의 단면도이다.　도 2a 및 도 2b와 같이 복수의 FFC100 각각은 2 개의 유기 수지막 110-1 및 110-2, 복수의 금속 평판 120-1, 120-2, …, 120-m, 및 접착제 130를 포함한다. 여기에 복수의 금속 평판을 특히 구별하지 않는 경우는 편의상 금속 평판 120로 설명한다.　즉, 도 2a 및 도 2b의 FFC100은 m 개의 금속 평판 120이 2개의 유기 수지막 110-1 및 110-2 사이에 접착제 130으로 고정되어있다.　또한, 2개의 유기 수지막 110-1 및 110-2 사이에 끼워진 영역에서는, 인접한 2 개의 금속 평판 120는 서로 인접해 있지 않고, 인접한 2 개의 금속 평판 120 사이에 접착제 130가 존재하고 있다.
한편, X 방향에서 금속 평판 120는, 2 개의 유기 수지막 110-1 및 110-2에서 튀어 나온 금속 클래드부 121를 포함한다.　즉 FFC100는 X 방향 양쪽에서 금속 평판 120 중 금속 클래드부 121가 노출되어있다.　복수의 금속 평판 120의 금속 클래드부 121는 서로 접할 수 있다.　또한 복수의 금속 평판 120의 금속 클래드부 121는 1 층 FFC100 뿐만 아니라 n 층 FFC100에서도 서로 접할 수 있다.　복수의 금속 평판 120의 금속 클래드부 121는 직접 접할 수 있고, 접합하여 접할 수도 있고, 또는 도전성 접착제를 이용하는 접착으로, 도전성 접착제를 통해 접할 수 있다.　즉, 복수의 금속 평판 120의 금속 클래드부 121는 서로 전기적으로 연결되어 적층 버스바 10의 단자부12을 형성한다.
또한, 상술 한 바와 같이, 적층 버스바 10의 단자 12는 연결구가 설치되어 있어도 좋다.　따라서 금속 평판 120의 금속 클래드부 121는 연결구에 연결되어, 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.　연결구를 마련하는 것으로, 복수의 금속 평판 120을 하나로 통합할 수 있다.
FFC100에서 금속 평판 120은 접착제 130에 의해 둘러싸여 있음이 바람직하다.　즉, 도 2B에 도시 된 바와 같이, X 방향에서 FFC100의 양 가장자리에 접착제 130가 설치되고, FFC100의 단부는 접착제 130에 의해 접착되는 것이 바람직하다.　단, X 방향의 FFC100의 단부의 구성은 이에 한정되지 않는다.　X 방향의 FFC100의 단부는 금속 평판 120의 일부가 유기 수지막 110-1 및 110-2에서 노출되고 있다.
유기 수지막 110-1 및 110-2, 및 접착제 130의 두께는 0.01mm 이상 0.05mm 이하, 바람직하게는 0.02mm 이상 0.05mm 이하, 특히 바람직하게는 0.02mm 이상 0.04mm 이하이다.
금속 평판 120의 단면 형상은, 구체적으로는 도 2b에 나타낸 바와 같은 사각형이다.　금속 평판 120이 사각형인 경우, 사각형의 장변을 유기 수지막 110-1 및 110-2에 평행한 방향 (즉, X 방향)으로, 직사각형의 단변을 유기 수지막 110-1 및 110-2에 수직 방향 (즉, Z 방향)이 되도록 한다.　금속 평판 120를 이와 같이 구성하여, 금속 평판 120과 유기 수지막 110-1 및 110-2와 중첩하는 면적이 증가하고, 후술하는 FFC100의 열 손실 및 전류 손실을 줄일 수 있다. 또한, 금속 평판 120의 단면 형상은 사각형에 한정되지 않는다.　금속 평판 120의 단면 형상은 예를 들어, 타원이어도 좋다.　그 경우, 타원의 장축을 X 방향으로, 타원의 장축을 Z 방향으로 되도록 한다.
금속 평판 120가 사각형인 경우 사각형의 단변의 길이에 대한 장변의 길이는 5 배 이상, 바람직하게는 10 배 이상, 특히 바람직하게는 50 배 이상이다.　사각형의 단변 방향의 길이와 장변 방향의 길이의 차이가 커지게 하여, 같은 크기의 단면적이어도 금속 평판 120과 유기 수지막 110-1 및 110-2와 중첩하는 면적을 증가시킬 수 있다.　그 때문에 금속 평판 120의 강성을 유지할 수 있다면, 단변 방향의 길이에 대한 장변 방향의 길이는 100 배 이상 이어도 좋다.
유기 수지막 110-1 및 110-2의 재료는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리페닐렌 설파이드 (PPS) 또는 폴리시클로헥산 디메틸렌테레프탈레이트 (PCT) 등을 사용할 수 있다.　FFC100의 유기 수지막 110-1 및 110-2의 재료로는 특히 PCT가 바람직하다.　PCT는 PET 또는 PEN보다 화학적 내성이 높고, 가수분해 안정성, 전기적 안정성, 열적 안정성이 우수하다.
또한 유기 수지막 110-1 및 110-2 열 방사율이 0.7 이상 1 이하, 바람직하게는 0.75 이상 1 이하, 특히 바람직하게는 0.8 이상 1 이하이다.　유기 수지막 110-1 및 110-2은 FFC100의 가장 바깥쪽에 설치되기 때문에, 유기 수지막 110-1 및 110-2 열 방사율은 금속 평판 120 및 접착제 130의 열 방사율보다 큰 것이 바람직하다.　특히 금속 평판 120, 접착제 130, 및 유기 수지 막 110-1 및 110-2 의 순으로 열 방사율이 커지는 것이 바람직하다.　FFC100 외측으로 열 방사율이 높아지는 것으로 방열 효율이 향상된다.
금속 평판 120의 재료는, 예를 들면, 구리 (Cu), 은 (Ag), 금 (Au), 알루미늄(Al), 백금 (Pt) 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다.　FFC100의 금속 평판 120의 재료로는 특히 Cu가 바람직하다.　Cu는 전기 전도도가 높고 저렴하기 때문에 제조 비용을 억제 할 수 있다.
접착제 130의 재료로는, 예를 들면, 폴리에스테르, 아크릴, 에폭시 등을 사용할 수 있다.　또한, 유기 수지막 110-1 및 110-2에 접착제 130을 설치하는 경우, 유기 수지막 110-1 및 110-2에 프라이머를 도포해 두어도 좋다.　프라이머를 도포 해두면, 유기 수지막 110-1 및 110-2와 접착제 130과의 밀착성이 향상된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바 10는 보통 벌크 금속으로 이루어진 버스바 (이하, 리지드 버스바라 한다.)와 비교하여 전체에 차지하는 금속의 양을 줄일 수 있다. 따라서 적층 버스바 10는 리지드 버스바보다 경량이며, 비용을 삭감할 수 있다.　또한 적층 버스바 10는 리지드 버스바와 달리 FFC100이 적층된 구조이기 때문에, 가요성이 우수하다.　기존의 딱딱한 버스바는 접어 구부린 부분이 있으면 전원이 공급 될 때 접힌 부분에서 상당한 양의 열이 발생하기 때문에 리지드 버스바를 구부리지 않은 상태보다 더 많은 전력을 손실한다.　한편, 적층 버스바를 접어도, 접은 것에 기인하는 전력 손실은 거의 없다.　따라서 적층 버스바 10는 리지드 버스바에 비해 많은 장점이 있다.
또한 적층 버스바 10는 큰 전류를 흐르게 했을 때의 온도 상승을 억제할 수 있다. 이것은 적층 버스바 10가 리지드 버스바보다 열 손실 및 전류 손실이 작은 것으로 설명 할 수 있다.　그래서 이하에서는 적층 버스바 10의 열 손실 및 전류 손실 메커니즘을 설명한다.
[2.　열 손실]
열역학 제 2 법칙은, 에너지의 이동 방향과 에너지의 질에 관한 법칙이며, 또한 엔트로피에 관한 법칙이다.　예를 들어, 전열선 히터는 전기 에너지를 열에너지로 변환할 수 있다.　그러나 전열선 히터에 열 에너지를 주고 또한 전기 에너지로 변환할 수 없다.　따라서 전기 에너지와 열에너지를 비교하면 전기 에너지가 열에너지보다 질 높은 에너지이며, 질 높은 전기 에너지에서 낮은 품질의 열에너지로 변환(이동) 만 가능하다.
또한 열에너지의 이동에 있어서도, 예를 들면, 뜨거운 커피는 식지만, 차가운 커피가 뜨거워지는 (커피가 놓여진 공기의 온도 이상으로 뜨거워지는) 것은 없다.　이것은 뜨거운 커피가 가진 열이 공기에 전달되는 데 따른 것이지만, 열 에너지가 공기중에 확산됨에 따라 엔트로피가 증가하는데 있다.　즉, 열에너지는 엔트로피가 증가하는 방향으로만 이동하는 것이 가능하다.
버스바의 전력에 대해 생각해 보면, 버스바 공급 전력 Pappli　모두가 전력 Preal　로 추출되는 것이 아니라 반드시 전기 에너지의 손실이 있고 전력손실　Ploss　이 발생한다.　이것은 (식 2)로 나타낼 수 있다.
[수 3]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000003
상술 한 바와 같이, 열역학 제 2 법칙에 의해 고품질의 전기 에너지는 질 낮은 열 에너지로 변환된다.　따라서 전력 손실　Ploss　는 양질의 전기 에너지에서 질 낮은 열에너지로 변환되었다는 것이다.　따라서 버스바는 전력 손실　Ploss　분의 열 에너지를 가지게 된다.　이 열에너지는 열전달, 즉, 열전도, 대류 및 열복사에 의해 버스바의 외부로 방출된다.
열전도는, 물질을 통한 열전달이며, 물질의 열전달의 용이성 기준으로 물질 고유의 열전도율이 있다.　대류는 유체 흐름에 의한 열전달이다.　열복사는 전자파에 의한 열전달이며, 물질의 열 방출의 용이성 기준으로 물질 고유의 열 방사율이 있다.　여기에서는 버스바가 처한 환경에서 대류 (예를 들면, 공기의 대류)의 영향은 없다고 생각되고, 버스바의 열전달에서는 열전도 및 열 방출을 고려하는 것이다.
열전도는, 푸리에의 법칙에 의해, (식 3)과 같이 표현된다.
[수 4]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000004
여기서, Q F　는 열전도에 의한 열 이동량, k는 물질의 열전도율, A는 물질의 단면적 및 ∇T은 온도 구배이다.
또한 열복사는 스테판 볼츠만의 법칙에 의해, (식 4)와 같이 표현된다.
[수 5]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000005
여기서, Q SB는　열복사에 의한 열 이동량, σ는 슈테판 볼츠만 상수 (= 5.67 Х 10 -8　(W/m 2 ·　K 4)),　및　T 1　은 물질 1의 온도이다.　실제 열 방출은 전달되는 물질 2의 온도 T 2　와 차이가 되며, 또한 물질 1은 완전 흑체가 아니므로 물질 1의 복사율 ε (0 <ε <1)에 따라, (식 5)와 같이 표현된다.
[수 6]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000006
(식 3)과 (식 5)에서 알 수 있듯이, 물질의 열전도율이 크면 열전도가 크고, 물질의 열복사 비율이 크면 열복사가 커진다.　따라서 버스바로 열전도성 및 열복사 율이 큰 도체를 이용하는 것이 바람직하다.
리지드 버스바의 경우, 금속 봉재에 Cu를 사용하는 경우가 많다.　Cu의 열전도율은 약 400 (W / m · K)와 높지만, Cu의 열 방사율은 약 0.03 매우 낮다.　이것은 Cu 내부의 열전달은 빠르지만, 외부로의 열 방출은 매우 작다는 것을 의미한다.　따라서, Cu를 이용한 리지드 버스바의 경우 외부에 열이 방출되지 않고 내부에 열이 축적되는 것이다. 따라서 리지드 버스바는 온도가 오르기 쉽다.
한편, 적층 버스바 10의 경우, 금속 평판 120에 Cu를 이용한 경우에도 외부에 접하는 재료는 2 개의 유기 수지막 110-1 및 110-2, 및 접착제 130 이 있다.　상술 한 바와 같이, 유기 수지막 110-1 및 110-2 소재는 PET, PEN 또는 PCT 등의 유기 수지 재료이다.　이러한 유기 수지 재료의 열전도율은 0.2~0.4 (W / m · K)로 매우 낮다.　한편, 유기 수지 재료의 열 방사율은 착색유무에 따라 다르지만, 0.84 ~ 0.95 매우 높다.　접착제 130도 마찬가지이다.
여기서, (식 5)를 이용하여 Cu를 이용한 리지드 버스바 및 금속 평판 120 Cu를 이용한 적층 버스바 10의 각각에 대해 열복사에 의한 열 이동량 Q SB를 계산한다.
허용 전류가 300A 인 전형적인 Cu를 이용하는 리지드 버스바의 단면적은 90㎟ 이다.　또한 Cu의 열 방사율은 0.03이다.　따라서 Cu를 이용한 리지드 버스바의 열복사에 의한 열 이동량　Q SB(Rigid)는 다음과 같이 표현된다.
[수 7]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000007
한편, 허용 전류가 300A 인 적층 버스바 10의 단면적은 38.4㎟이다. 또한 금속 평판 120는 Cu (열 방사율 : 0.03), 유기 수지막 110-1 및 110-2는 PCT (열 방사율 : 0.95), 접착제 130는 에폭시 (열 방사율 : 0.84)를 이용하고, 각각의 단면적이 점하는 비율은 Cu가 30 %, PCT가 50 %, 에폭시는 20 %이다.　따라서 적층 버스바 10의 열복사에 의한 열 이동량　Q SB(Laminated)는 다음과 같이 표현된다.
[수 8]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000008
Q SB(Rigid)와　Q SB(Laminated)의 비교에서 알 수 있듯이, 적층 버스바 10는 리지드 버스바에 비해 약 10 배의 열 이동량이 있다.　즉 적층 버스바 10는 리지드 버스바에 비해 방열 효과가 매우 높은 것을 알 수 있다.
또한 적층 버스바 10의 경우, 유기 수지막 110-1 및 110-2, 및 접착제130의 전형적인 두께는 0.02 ~ 0.04mm로 매우 작은 반면, 1 개의 금속 평판 120의 전형적인 폭은 1.6mm로 매우 크다.　따라서 유기 수지막 110-1 및 110-2은 비록 열전도율이 작아도 한번 금속 평판 120로부터의 열전도가 생기면, 열 방사율의 높이에 의해 열은 유기 수지 막 110-1 및 110-2의 내부에 축적되는 것이 아니라, 외부로 방출된다.　따라서 적층 버스바 10는 온도가 상승하기 어렵다.
이상에서 알 수 있듯이, 열 손실의 관점에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바10는, 금속 평판 120의 주위를 높은 열 방사율 재료로 둘러싸는 구조가 중요하다.　금속 평판 120을 유기 수지막 110-1 및 110-2로 끼워 넣는 것만으로는 이들 사이에 공기가 침입해 갇힌다. 갇힌 공기는 열방사율이 0.024로 낮기 때문에 열방사에 의한 외부 방열의 효율은 저하된다. 따라서 적층 버스바 10에서는 공기의 침입을 방지하기 위해 열방사율이 높은 접착제 130을 이용하여 금속 평판 120을 에워싸고, 금속 평판 120과 유기 수지막 110-1및 110-2를 접착제 130을 통하여 접착한다.
여기서, 적층 버스바 10, 유기 수지막 110-1 및 110-2, 및 접착제 130 유무의 효과에 대한 시뮬레이션을 이용하여 검증하였다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바 10의 시뮬레이션 프로그램의 구성을 나타낸 측면도 및 단면도이다.　한편, 도 4a 및 도 4b는 비교 예로 유기 수지막 110-1 및 110-2, 및 접착제 130를 포함하지 않는 버스바 시뮬레이션의 구성을 나타낸 측면도 및 단면도이다.
또한, 본 시뮬레이션에서는 적층 버스바 10의 구조를 보다 단순화하고 유기 수지막 110-1 및 110-2, 및 접착제 130를 일체화한 엔지니어링 플라스틱 140으로 계산했다.　또한, 엔지니어링 플라스틱 (140)는 내열성이 높은 플라스틱 들을 말한다.
또한 어떠한 경우에도, 금속 평판 120의 재료로서 Cu를 이용하고, 금속 평판 120 폭 w는 1.6mm, 두께 t는 0.2mm로 했다.　또한 금속 평판 120 사이의 피치 d는 1mm로 했다.　하나의 FFC10의 길이 L은 500mm로, 또 하나의 FFC10에 포함된 금속 평판 120의 개수는 m = 5로 했다.　또한 FFC 층수는 n = 40했다.　그 결과, 금속 평판 120의 총 단면적은 64 (= 1.6 Х 0.2 Х 5 Х 40)㎟가 되었다.
시뮬레이션 조건은 측정개시온도는 25도로 하고, 인가전류 300A에서의 온도 상승량을 계산했다.
시뮬레이션 결과는 표 1과 같다.　도 4a 및 도 4b에 나타나는 버스바보다, 도 3a 및 도 3b에 나타나는 적층 버스바 10이 온도 상승량이 작았다.　이것은 적층 버스바 10가 방열되기 쉬운 구조임을 나타낸다.
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000009
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바 10는, 시뮬레이션에서 방열하기 쉬운 구조임을 확인할 수 있었다.　이것은 금속 평판 120를 둘러싸고 접하는 접착제 130 및 유기 수지막 110-1 및 110-2의 열 방사율이 높은 데 따른 것이다.　금속 평판 120의 온도가 상승하면 금속 평판 120의 저항이 높아져 전류가 흐르기 어려워진다.　그 결과 또한 전류를 흐르는 것이 필요하며, 전류에 의해 또한 열이 발생하게 된다.　적층 버스바 10는 온도 상승을 억제하는 구성이고, 새로운 전류를 필요로 하지 않는다.　따라서 적층 버스바 10는 열 손실을 작게 할 수 있는 구성이라는 것이다.
[3.　전류 손실]
다음으로, 적층 버스바 10의 전류 손실에 대해 검토한다.　적층 버스바 10의 전력은 상술한 (식 1)로 표현되는데, 전력 손실　Ploss이 인가전력　Pappli 의　100 Х r % 라고 생각하면 실효 전력 Preal　은 (식 6)과 같이 나타낼 수 있다.
[수 9]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000010
여기에서 유효 전력 Preal　은 전류 I와 저항 R을 사용하면 (식 7)과 같이 나타낼 수도 있다.
[수 10]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000011
(식 7)에서 알 수 있듯이, 유효 전력　Preal　은 전류의 제곱 I 2　에 비례하고, 또한 일 저항 R에 비례한다.　따라서 유효 전력　Preal　을 확대하기 위해서는 전류 I를 크게 하면 좋다는 것을 알 수 있다.
한편, 전력 손실　Ploss는 전류 I와 저항 R을 사용하면 (식 8)과 같이 표현된다.
[수 11]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000012
전류 I가 커지면 유효 전력　Preal　이 커지지만, (식 8)에서 알 수 있듯이 전력 손실　Ploss도 커진다.　따라서 적층 버스바 10에서는, 전력 손실 Ploss를 억제한 최대의 전류 I를 생각할 필요가 있다.　이것은 적층 버스바 10의 전류손실이 저감된 최대의 전류 I를 생각한다고 할 수도 있다.
(식 8)은 전류의 제곱 I 2　와 저항 R의 곱으로 표현되는데, 여기에서는 전력 손실 Ploss은 매개 변수 x를 이용하여 전류의 제곱 I 2　성분과 저항 R 성분으로 분리 할 수 있다고 가정한다.　전류의 제곱　I 2　및 저항 R은 각각 매개 변수 x를 이용하여 (식 9) 및 (식 10)과 같이 나타낸다.
[수 12]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000013
도 5는 전력 손실　Ploss를 나타내며, 매개 변수 x에 대한 전류의 제곱　I 2　(x) 및 저항 R (x)의 각각의 그래프를 보여준다.　매개 변수 x에 의해 전류의 제곱 I 2　와 저항 R이 결정되는데, 도 5에 나타낸 그래프에서 볼 수 있듯이, 전류의 제곱 I 2　(x)의　곡선과 저항 R(x)의 직선이 바뀌는 포인트 A 0　이 존재한다.　포인트　A 0　보다 작은 영역 S 및 포인트　A 0　보다 큰 영역 S'는 모두 전력 손실 Ploss보다 실효 전력　Preal　이 큰 영역이다.　그러나 전류 손실 Ploss요인이 다르다.　영역 S는 저항 R (x) 쪽이 전류의 제곱　I 2　(x)에 비해 크다.　즉, 영역 S는 전력 손실　Ploss에서 저항 성분이 지배적이라고 할 수 있다.　한편,　포인트 A 0　보다 큰 영역 S'는 전류의 제곱　I 2　(x) 쪽이 저항 R(x)보다 크다.　즉 영역 S'는 전력 손실　Ploss에서 전류 성분이 지배적이라고 할 수 있다.　말을 바꾸면, 포인트 A 0　보다 큰 영역은, 전류 손실의 큰 영역이라고 할 수 있다. 따라서 적층 버스바 10에서는 영역 S의 전류 I의 값을 이용하여 전류 손실을 줄일 수 있다.
포인트 A 0 에서의 x　값은 다음과 같이 구할 수 있다.
[수 13]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000014
(식 11)에서 적층 버스바 10에 흐르는 전류가 직류 전류가 0 인 경우에는 x = 0에 있지만, 교류 전류의 경우는 x ≠ 0이다.　따라서 교류 전류의 경우, (식 11)을 충족하는 해는 (식 12)과 같이 된다.
[수 14]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000015
(식 12)에서　C 1　과　C 2　은 정수이므로 (식 8)의 정수 C에서 고려하는 것으로 한다.　따라서 지점　A 0 에서의　x 0　의 값은 (식 13)로 표현된다.
[수 15]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000016
여기서, 리지드 버스바 및 적층 버스바 10에서 실험적인 측정을 행하고, 리지드 버스바로 적층 버스바 10의 특성의 차이를 물리량의 차이로 나타낸다.　영역 S에서 Ploss를 줄이기 위해서는 저항 성분을 감소시키면 된다.　저항의 크기는 단면적에 반비례하고 길이에 비례한다.　따라서 x 0의 물리량으로서 예를 들면 단면적 또는 길이를 사용할 수 있다.　여기에서는 x 0의 물리량으로서 단면적을 이용하기로 하고, 리지드 버스바와 적층 버스바 10과의 특성의 차이를 리지드 버스바의 금속봉재의 단면적과 적층 버스바 10의 금속평판 120의 총단면적을 이용해 나타낼 수 있다.
예를 들어 온도상승량이 특정 범위 내에 머무르고 300A의 전류를 흐를 수 있는 리지드 버스바의 금속봉재 단면적이 90㎟일 경우에 같은 조건에서의 적층 버스바 10의 금속평판 120의 총단면적은 38.4㎟로 실험적으로 측정되었다.
적층 버스바 10의 전류 손실을 저감하는 경우, (식 13)의 x 0보다 작은 매개변수 x의 값을 선택하면 좋다.　따라서 (식13)에서　a 1, b 1 과 b 2　가 변수가 있다고 생각하면, (식 9)에　a 1 및 b 1이 전류의 제곱　I 2　성분이며, (식 10)에 b 2가 저항 R 성분임을 알 수 있다.　교류 전류의 경우 적층 버스바 10와 리지드 버스바의 차이는 저항 R 성분보다 전류의 제곱 　I 2　성분으로 현저하게 나타난다.　그때문에 여기에서는 저항 R 성분은, 리지드 버스바에 상응하는 것으로 생각하고 b 2　는 리지드 버스바 물리량으로 대체한다.　따라서 (식 13)에 상술한 측정값을 대입하고, 포인트 A 0에서의 x 0의 값은 다음과 같이 구할 수 있다.
[수 16]
Figure PCTKR2020015800-appb-img-000017
적어도 상기 조건의(온도상승량이 특정 범위 내에 머물러 300A의 전류를 흐를 수 있는) 적층 버스바 10는 x ≤1.34가 되는 금속 평판 120의 총단면적이라고 하면 전류손실이 저감된 적층 버스바 10가 될 수 있다.
또한 적층 버스바 10에 공급하는 전류의 값이 다른 경우는 1 층 당 FFC100이 공급하는 전류 값을 구하고, 설정한 전류 값이 되도록 FFC100 층 수 n을 조정하면 된다.
[4.　적층 버스바의 설계 방법]
상술 한 바와 같이, 적층 버스바 10는 열 손실을 줄일 수 있는 동시에 전류 손실을 줄일 수 있다.　이하에서는 열손실 저감 및 전류손실 저감이 도모된 적층 버스바 10의 설계방법에 대해 설명한다.　단, 적층 버스바 10의 설계 방법은 이하의 방법에 한정되는 것은 아니다.
열 손실을 줄이기 위해서는, 적층 버스바 10의 구조 설계, 유기 수지막 110-1 및 110-2, 및 접착제 130의 재료의 선정이 중요하다.　구체적으로는 적층 버스바 10는 n 층 FFC100이 적층된다.　FFC100 열 방사율이 높은 유기 수지막 110-1 및 110-2 사이에 m 개의 금속 평판 120가 배치된다.　금속 평판 120은 열 방사율이 높은 접착제 130를 통해 유기 수지막 110-1 및 110-2에 접착되지만, 접착제 130는 금속 평판 120을 둘러싸도록 배치된다.　또한, 금속 평판 120는 금속 평판 120의 장변이 유기 수지막 110-1 및 110-2에 평행 방향이 되도록 배치하고, 금속 평판 120과 유기 수지막 110-1 및 110-2가 중첩하는 면적이 커지게 한다.　적층 버스바 10는 상술한 구조 및 재료 비용으로 설계하여 열 손실의 저감을 도모 할 수 있다.
한편 전류 손실을 저감하는 데는 금속 평판 120의 구조 설계 및 재료의 선정이 중요하다.　금속 평판 120는 저항을 줄이기 위해 전도성이 높은 금속 평판 120로 한다. 또한 금속 평판 120의 구조 설계에서는 실험적인 측정하여 특정 조건에서 리지드 버스바의 금속 봉재의 물리량에 대응한 금속 평판 120의 물리량을 얻는다. 특정 조건으로는 전류 값 (예를 들어, 300A)와 온도 상승량 (예를 들어, 100) 그리고 리지드 버스바의 금속 봉재의 물리량과 금속 평판 120의 물리량에서 특정 값 (포인트 A 값)을 구하고, 금속 평판 120의 물리량을 특정 값 이하가되도록 금속 평판 120의 구조를 설계한다.　물리량으로는 예를 들어, 단면적을 사용할 수 있다.　적층 버스바 10은 상술 한 금속 평판 120의 구조 및 재료로 설계하여 전류 손실 저감을 도모 할 수있다.
이상 설명한 바와 같이, 적층 버스바 10는 유기 수지막 110-1 및 110-2의 사이에 복수의 금속 평판 120가 배치되고, 접착제 130에 의해 고정 된 FFC100가 복수의 적층된 구조를 갖는다.　유기 수지막 110-1 및 110-2, 및 접착제 130의 열 방사율이 높기 때문에 방열하기 쉽고, 열 손실이 감소된다.　또한 적층 바스바10와 리지드 버스바의 물리량을 비교하여, 전류 손실을 저감한 m 개의 금속평판 120 및 n 층 FFC100을 적층시킨 적층 버스바 10를 설계 할 수 있다.
<제 2 실시형태>
도 6을 이용하여 제 1 실시 예에 따른 적층 버스바 10와 다른 적층 버스바 10A에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 버스바 10A의 개략적인 측면도이다.　적층 버스바 10A는 2 종류의 FFC100a 및 100b를 포함한다.　또한 2 종류의 FFC100a 및 100b는 도 6에 나타낸 바와 같이, Z 방향에 FFC100a-1, 100b-1, 100a-2, …, 100a-n, 100b-n과 교대로 적층되어 있다.　즉, 도 6의 적층 버스바 10A는 n 층 FFC100a과 n 층 FFC100b를 포함한다.
FFC100a은 2 개의 유기 수지막 110-1 및 110-2 사이에 복수의 금속 평판 120a를 포함한다.　즉 FFC100a은 Y방향으로 복수의 금속 평판 120a-1, 120a-2, …, 120a-ma　와 ma　개의 금속 평판 120a가 배열되어 있다.　또한 FFC100b은 2 개의 유기 수지막 110-1 및 110-2 사이에 복수의 금속 평판 120b를 포함한다.　즉 FFC100b은 Y방향으로 복수의 금속평판 120b-1, 120b-2, …,　120b-mb　와　mb　개의 금속 평판 120a가 배열되어있다.
도 6에 표시된 적층 버스바 10A는, Z 방향에서 FFC100a 금속 평판 120a와 FFC100b 금속 평판 120b와 중첩하지 않는다.　즉, 하나의 FFC100a에 포함 된 ma개의 금속 평판 120a와 하나의 FFC100b에 포함 된 mb개 금속 평판 120b는, ma=mb+1 관계에 있다.　단, 금속 평판 120a 및 금속평판 120b의 개수는 이에 제한되지 않는다.　금속 평판 120a와 금속 평판 120b와의 개수는 예를 들어 ma=2mb+1의 관계라도 좋다.　이것은 FFC100a내에 인접하는 금속 평판 120a 사이의 영역과 중첩하여 FFC100b에 2 개의 금속 평판 120b가 설치되어 있다는 것을 의미한다.
또한 적층 버스바 10A의 변형 예로서 적층 버스바 10A는 Z 방향에서 FFC100a 금속 평판 120a와 FFC100b 금속 평판 120b가 일부 중첩될 수도 있다.　즉, 금속 평판 120a의 단부와 금속 평판 120b의 단부가 중첩하고 있다.
또한 적층 버스바 10A의 다른 변형 예로서 FFC100a의 인접한 금속 평판 120a 사이의 피치와 FFC100b의 인접한 금속 평판 120b 사이의 피치와 다른 구성도 가능하다.　이 경우 Z 방향에서 FFC100a 금속 평판 120a와 FFC100b 금속 평판 120b와 완전히 중첩하지 않고 일부를 중첩시킬 수 있다.　또한 FFC100a의 금속 평판 120a의 폭과 FFC100b의 금속 평판 120b의 폭과 다른 구성도 가능하다.　이 경우에도 Z 방향에서 FFC100a 금속 평판 120a와 FFC100b 금속 평판 120b와 완전히 중첩하지 않고, 일부를 중첩시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 적층 버스바 10A는 변형 예를 포함하여 금속 평판의 배열 피치 또는 폭이 다른 FFC가 교대로 적층된 구조를 갖는다.　FFC의 적층 방향 (Z 방향)에서 금속 평판의 중첩을 늦추는 것으로, 금속 평판 사이의 영향을 배제 할 수 있다.　예를 들어, 금속 평판에 고주파의 교류 전류를 흘리는 경우는 금속 평판을 흐르는 교류 전류가 자장을 형성하고, 그 자장에 의해 와전류가 발생한다.　적층 버스바 10A는 금속 평판의 중첩이 어긋나 있어 인접한 금속 평판의 한편으로 형성된 자장의 영향을 다른 쪽이 받기 어렵다.　따라서 적층 버스바 10A는 금속 평판의 와류를 감소시킬 수 있다.　따라서 적층 버스바 10A 열 손실이 감소 될 뿐만 아니라 전류 손실도 낮거나 감소된다.
<제 3 실시형태>
도 7을 이용하여 제 1 실시 예에 따른 적층 버스바 10를 적용한 배터리 모듈20에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전지 모듈 20의 개략적인 사시도이다.　배터리 모듈 20은 제 1 배터리 유닛 200-1, 제 2 배터리 유닛 200-2, 3 배터리 유닛 200-3, 및 제 4 배터리 유닛 200-4을 포함한다.　또한, 이하에서는 제 1 배터리 유닛 200-1, 제 2 배터리 유닛 200-2, 3 배터리 유닛 200-3, 및 제 4 배터리 유닛 200-4를 특별히 구별하지 않는 경우는 배터리 유닛 200라고 기재하고 설명한다.
배터리 유닛 200은 복수의 배터리 셀 210을 포함한다.　또한 복수의 배터리 셀 210의 각각은, + 전극 220-1 및 - 전극 220-2을 포함한다.　1 개의 배터리 유닛 200의 인접한 2 개의 배터리 셀 210은, 제 1 적층 버스바 10-1 에 의해, + 전극 220-1과 - 전극 220-2이 전기적으로 접속되어 직렬로 연결되어있다.
또한 제 1 배터리 셀 210-1 및 제 2 배터리 셀 210-2 및 제 3 배터리 셀 210-3 및 제 4 배터리 셀 210-4는, 제 2 적층 버스바 10-2에 의해 전기적으로 연결되어있다.　또한, 제 2 배터리 셀 210-2와 제 3 배터리 셀 210-3는 제 3 적층 버스바 10-3 의해 전기적으로 연결되어있다.
제 1 적층 버스바 10-1, 제 2 적층 버스바 10-2, 및 제 3 적층 버스바 10-3은, 연결하는 위치에 따라 길이를 바꿀 수 있다.　또한 적층 버스바 10에 포함된 FFC100의 적층 수를 바꾸어도 좋고, FFC100에 포함 된 금속 평판 120의 수를 바꿀 수도 있다.
또한, 도 7에 도시된 제 1 적층 버스바 10-1, 제 2 적층 버스바 10-2 및 제 3 적층 버스바 10-3은, 편의상 직선으로 그려져 있지만, 적층 버스바 10는 유연성을 갖기 때문에, 곡선으로 설치할 수 있다.　따라서 적층 버스바 10를 다양한 형상으로 가공하고, 복수의 배터리 유닛 200 사이 또는 복수의 배터리 셀 210사이를 전기적으로 접속하는 것이 가능하다.　따라서 배터리 모듈 20을 수용하는 배터리 팩에 적은 공간을 이용하여 복수의 배터리 유닛 200의 사이 또는 복수의 배터리 셀 210의 사이를 전기적으로 접속하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 배터리 모듈 20에 적층 버스바 10를 이용하는 것으로, 비록 좁은 공간에도 전기적으로 접속하는 것이 가능하게 된다.　또한 배터리 유닛 200 또는 배터리 셀 210의 전기적 접속의 자유도가 증가하여, 배터리 유닛 200 또는 배터리 셀 210의 배치의 자유도도 넓어진다. 또한 적층 버스바 10는 방열 효과도 높기 때문에 배터리 셀 210에서 발생한 열 적층 버스바 10을 통해 방열 할 수 있다.
배터리 모듈 20은 예를 들어, 전기 자동차 (EV : Electrica Vehicle), 하이브리드 자동차 (HEV : Hybrid Electric Vehicle) 또는 플러그인 하이브리드 자동차 (PHEV : Plug-in Hybrid Electric Vehicle)에 이용할 수 있다.　배터리 모듈 20의 적층 버스바 10는, 경량이기 때문에 배터리 모듈 20을 이용한 전기자동차, 하이브리드 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차는 항속 거리가 길어지게 된다.
본 발명의 각 실시 예는 서로 모순되지 않는 범위에서 적절히 조합하여 실시 할수 있다.　또한 각 실시 형태의 적층 버스바를 기초로 하여 당업자가 적절히 구성 요소를 추가하고 삭제 또는 수정 한 것도 본 발명의 요지를 구비한 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 본 발명의 각 실시 예에 의해 초래되는 작용 효과와는 차이나는 다른 작용 효과에 있어서도 본 명세서의 기재로부터 분명한 것, 또는 당업자에 쉽게 예측할 수 있는 것으로 당연히 본 발명에 의해 초래되는 것으로 해석된다.

Claims (15)

  1. 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)가 적층된 적층 버스바이며,
    상기 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)의 각각은
    두 유기 수지 막과,
    상기 2 개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과　상기 2 개의 유기 수지막과 상기 복수의 금속 평판을 접착하는 접착제를 포함하되,
    인접한 상기 금속 평판 사이에 상기 접착제가 설치되고,
    상기 2 개의 유기 수지막 및 상기 접착제의 각 열 방사율은 상기 금속 평판의 열 방사율보다 높은 적층 버스바.
  2. 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)가 적층된 적층 버스바이며, 상기 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)의 각각은,　
    두 유기 수지 막과,　
    상기 2 개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과,　
    상기 2 개의 유기 수지막과 상기 복수의 금속 평판을 접착하는 접착제를 포함하되,
    인접한 상기 금속 평판 사이에 상기 접착제가 설치되고,　
    상기 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC) 중 인접하는 2 개의 플렉시블 플랫케이블 (FFC)는 각각에 포함된 상기 복수의 금속 평판의 수가 다르고,　
    상기 2 개의 유기 수지 막 및 상기 접착제의 각 열 방사율은 상기 금속 평판의 열 방사율보다 높은 적층 버스바.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2 개의 유기 수지막의 열 방사율은, 0.8 이상인 적층 버스바.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 2 개의 유기 수지막의 재료는 폴리시클로헥산 디메틸렌테레프탈레이트 (PCT) 인 적층 버스바.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접착제의 소재는 폴리에스테르인 적층 버스바.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 금속 평판은 사각형이며, 상기 사각형의 장변의 길이는 상기 사각형의 단변의 길이의 5 배 이상인 적층 버스바.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 금속 평판의 재료를 금속 봉재로 이용한 리지드 버스바의 소정의 조건에서 얻게 되는 상기 금속 봉재의 물리량과, 상기 금속 봉재의 물리량에 대응하는 상기 금속 평판의 물리량을 이용하여 얻은 특정 값 이하가 되도록, 상기 금속 평판의 물리량을 매개 변수로 하는, 상기 금속 평판의 구조가 결정되는 적층 버스바.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속 봉재의 물리량은 상기 금속 봉재의 단면적 A 1이며,　
    상기 금속 평판의 물리량은 적층된 상기 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)에 포함된 상기 복수의 금속 평판의 총 단면적 A 2이며,　
    상기 복수의 금속 평판의 총 단면적 A 2는 다음 식을 만족하는 적층 버스바.
    [수 1]
    Figure PCTKR2020015800-appb-img-000018
  9. 제8항에 있어서,
    상기 금속 봉재의 단면적A 1은 90 ㎟　인 적층 버스바.
  10. 제 1 배터리 셀과,　
    제 2 배터리 셀과,　
    상기 제 1 배터리 셀의 전극과 상기 제 2 배터리 셀의 전극을 전기적으로 연결하고 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)가 적층된 적층 버스바를 포함하고,　
    상기 복수의 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)의 각각은,　
    두 유기 수지막과,　
    상기 2 개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과,　
    상기 2 개의 유기 수지막과 상기 복수의 금속 평판을 접착하는 접착제를 포함하되,　
    인접한 상기 금속 평판 사이에 상기 접착제가 설치되고,　
    상기 2 개의 유기 수지막 및 상기 접착제의 각 열 방사율은 상기 금속 평판의 열 방사율보다 높은 전지 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 셀은, 제 1 배터리 유닛에 포함되고,　
    상기 제 2 배터리 셀은, 상기 제 1 배터리 유닛과는 다른 제 2 배터리 유닛에 포함된 배터리 모듈
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차에 사용되는 배터리 모듈
  13. 두 유기 수지 막과, 상기 2 개의 유기 수지막 사이의 복수의 금속 평판과, 상기 두 유기 수지 막과 상기 복수의 금속 평판을 접착하는 접착제를 포함하는 플렉시블 평면 케이블 (FFC)이 복수 적층된 적층 버스바의 설계 방법에 있어서,
    상기 금속 평판의 재료를 금속 봉재로 이용한 리지드 버스바의 소정의 조건에서 상기 금속 봉재의 물리량을 취득하고,
    상기 적층 버스바의 상기 소정의 조건에서 상기 금속 평판의 물리량을 취득하고,　
    상기 금속 봉재의 물리량과, 상기 금속 평판의 물리량과를 사용하여 특정 값을 산출하고,　
    상기 특정 값 이하가 되도록 상기 금속 평판의 물리량을 매개로 상기 금속 평판의 구조를 결정하는 적층 버스바의 설계 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 금속 봉재의 물리량은, 상기 금속 봉재의 단면적 A 1이며,
    상기 금속 평판의 물리량은 복수의 적층된 상기 플렉시블 플랫 케이블 (FFC)에 포함 된 상기 복수의 금속 평판의 총 단면적 A 2이며,　
    상기 복수의 금속 평판의 총 단면적 A 2를 매개 변수로 다음의 식을 만족하도록 상기 금속 평판의 구조를 결정하는 적층 버스바의 설계 방법.
    [수 2]
    Figure PCTKR2020015800-appb-img-000019
  15. 제14항에 있어서,
    상기 금속 봉재의 단면적 A 1은 90 ㎟　인 적층 버스바의 설계 방법.
PCT/KR2020/015800 2019-11-12 2020-11-11 적층 버스바, 적층 버스바의 설계 방법 및 배터리 모듈 WO2021096223A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-205002 2019-11-12
JP2019205002A JP2021077568A (ja) 2019-11-12 2019-11-12 積層バスバー、積層バスバーの設計方法、およびバッテリーモジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021096223A1 true WO2021096223A1 (ko) 2021-05-20

Family

ID=75899824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/015800 WO2021096223A1 (ko) 2019-11-12 2020-11-11 적층 버스바, 적층 버스바의 설계 방법 및 배터리 모듈

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2021077568A (ko)
KR (1) KR20210057637A (ko)
WO (1) WO2021096223A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11476654B2 (en) * 2020-06-17 2022-10-18 Yazaki Corporation Single to multiple layer integral busbar structure

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220042795A (ko) * 2020-09-28 2022-04-05 주식회사 엘지에너지솔루션 Ffc 버스바
KR20220075989A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20230161674A (ko) * 2022-05-19 2023-11-28 주식회사 엘지에너지솔루션 부식을 방지할 수 있는 커버 부재가 구비된 플렉시블 버스바 및 이를 포함하는 전지 모듈

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001286036A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Yazaki Corp 電気接続箱のバスバー配線板体
KR101144935B1 (ko) * 2011-11-11 2012-05-11 (주)미르솔라 적층 구조로 형성된 pcb 타입의 태양전지 모듈용 버스바
JP2012195245A (ja) * 2011-03-18 2012-10-11 Ricoh Co Ltd 電子機器
KR20190063531A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 엘에스전선 주식회사 부스바 및 이를 구비하는 부스덕트
WO2019180996A1 (ja) * 2018-03-22 2019-09-26 株式会社オートネットワーク技術研究所 フレキシブルフラットケーブルの接続構造

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006310079A (ja) 2005-04-28 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd バスバー構造体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001286036A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Yazaki Corp 電気接続箱のバスバー配線板体
JP2012195245A (ja) * 2011-03-18 2012-10-11 Ricoh Co Ltd 電子機器
KR101144935B1 (ko) * 2011-11-11 2012-05-11 (주)미르솔라 적층 구조로 형성된 pcb 타입의 태양전지 모듈용 버스바
KR20190063531A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 엘에스전선 주식회사 부스바 및 이를 구비하는 부스덕트
WO2019180996A1 (ja) * 2018-03-22 2019-09-26 株式会社オートネットワーク技術研究所 フレキシブルフラットケーブルの接続構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11476654B2 (en) * 2020-06-17 2022-10-18 Yazaki Corporation Single to multiple layer integral busbar structure

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210057637A (ko) 2021-05-21
JP2021077568A (ja) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021096223A1 (ko) 적층 버스바, 적층 버스바의 설계 방법 및 배터리 모듈
WO2018111001A1 (ko) 파워 릴레이 어셈블리
WO2016047909A1 (ko) 초전도 케이블
WO2015147449A1 (ko) 전자기파 차폐시트, 및 이의 제조방법
KR20130023371A (ko) 접지 누설 전류의 감소와 트랜지스터 보호를 위한 가변 주파수 구동 시스템 장치 및 방법
WO2011062380A2 (ko) 태양광 발전장치
WO2020218753A1 (ko) 열변환장치
WO2018106053A2 (ko) 인덕션렌지용 발열모듈 및 이를 포함하는 인덕션렌지
WO2010147271A1 (ko) Ｌｅｄ어레이모듈 및 그 제조방법
WO2020242272A1 (ko) 절연성 방열 버스바
WO2020256316A1 (ko) 전지셀 열전도도 측정장치 및 이를 이용한 전지셀 열전도도 측정 방법
WO2021096023A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2020040479A1 (ko) 열전 모듈
WO2021145677A1 (ko) 발전장치
WO2018164449A1 (ko) 파워 릴레이 어셈블리
WO2022250315A1 (ko) 적외선 적응형 투명 위장막
WO2021256852A1 (ko) 열전모듈 및 이를 포함하는 발전장치
WO2021221182A1 (ko) 전류 센서 어셈블리
WO2020204446A1 (ko) 열전발전모듈
WO2021145620A1 (ko) 발전장치
WO2016072544A1 (ko) 클래드 메탈 버스바를 구비한 커패시터
WO2017150932A1 (ko) 열전 소자 및 이의 제조방법
EP3989692A1 (en) Smoothing circuit for inverter and inverter for aircraft
WO2022019673A1 (ko) 열전모듈
WO2024117759A1 (ko) 열전장치 및 이를 포함하는 열전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20887408

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20887408

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1