WO2024054058A1 - 클래드 부재가 부착된 버스바 - Google Patents

클래드 부재가 부착된 버스바 Download PDF

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WO2024054058A1
WO2024054058A1 PCT/KR2023/013407 KR2023013407W WO2024054058A1 WO 2024054058 A1 WO2024054058 A1 WO 2024054058A1 KR 2023013407 W KR2023013407 W KR 2023013407W WO 2024054058 A1 WO2024054058 A1 WO 2024054058A1
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bus bar
clad member
bar body
metal
coupling portion
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PCT/KR2023/013407
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임종민
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a busbar to which a clad member is attached. Specifically, it relates to a bus bar with a clad member attached to the part where it is joined to the counterpart in order to prevent corrosion of the aluminum bus bar and improve the difficulty of plating.
  • Lithium secondary batteries which are rechargeable and have high energy density, are attracting attention as a new energy source with eco-friendly characteristics because they can not only dramatically reduce the use of fossil fuels, but also do not generate by-products due to energy use.
  • Lithium secondary batteries are attracting attention not only as an energy source for wearable or portable devices, but also as an energy source for devices with high output and high energy density, such as electric vehicles.
  • a battery module is formed by connecting a plurality of lithium secondary batteries in series and/or parallel, and a battery module is connected to the plurality of battery modules to sense and control the battery pack.
  • the battery pack is constructed by adding components.
  • a bus bar is used as a component to form an electrical connection between a plurality of battery cells or to electrically connect a plurality of battery cells to a battery pack connector.
  • Figure 1 shows a perspective view of a conventional bus bar.
  • the bus bar 10 includes a bus bar body 11 and a plating portion 20 formed on a portion of the outer surface of the bus bar body 11.
  • the aluminum busbar When combining an aluminum busbar with a counterpart made of nickel or copper, the aluminum busbar may corrode due to galvanic corrosion. To prevent this, aluminum busbars are plated with nickel.
  • plating may be performed on a wider area than the area that actually requires plating, and if there is a masking defect, there is a problem that plating defects, such as stains in the plating solution, may occur.
  • Patent Document 1 is a battery module having a bus bar frame connected to a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked, a bus bar located on the bus bar frame, and a sacrificial anode portion on the lower side of the bus bar. commences. Patent Document 1 provides a sacrificial anode portion on the lower side adjacent to the bus bar to prevent short circuits between the bus bars due to corrosion of the bus bars.
  • Patent Document 1 shows that when the lower part of the bus bars is immersed by the electrolyte leaked from the battery cells, the sacrificial anode part located in the immersed part is ionized into the electrolyte solution and disappears, so that the bus bar part located on the upper side of the sacrificial anode part and the lower side of the sacrificial anode part.
  • the bus bar portions located at are separated from each other.
  • Patent Document 1 adopts a configuration in which a sacrificial anode portion is provided in a portion adjacent to the bus bar in order to prevent problems caused by corrosion of the bus bar.
  • the present invention is intended to solve the above problems.
  • the clad member is provided. The purpose is to provide an attached bus bar.
  • the bus bar according to the present invention for achieving this purpose includes a bus bar body made of an electrically conductive material, and a clad member added to a coupling portion of the bus bar body that is coupled to the counterpart, and the clad member includes 2 It has a form in which various metals are joined, and the clad member may be coupled to the bus bar body by welding.
  • the bus bar body may include aluminum.
  • One of the two types of metals may be made of the same material as the bus bar body.
  • a first metal made of the same material as the bus bar body may be combined with the bus bar body.
  • the second metal joined to the first metal of the clad member may be made of a material with a higher potential than the bus bar body.
  • a through hole may be formed that penetrates a coupling portion of the clad member and the bus bar body.
  • the coupling portion of the bus bar body to which the clad member is added may have a groove for inserting the clad member.
  • the bus bar body has a wire welding portion for electrically connecting a plurality of battery cells, and a coupling portion for coupling with a counterpart, and includes an integrated portion at one end of the wire welded portion, and the wire welded portion is the integrated portion.
  • a plurality of flat rods may be extended to be perpendicular to the unit.
  • the coupling portion may be formed at the center of the integrated portion.
  • the coupling portion may be formed on a bent surface of at least one end of both ends of the integrated portion.
  • the present invention provides a battery pack that forms an electrical connection between a plurality of battery cells using the bus bar.
  • the present invention can also be provided in various combinations of means for solving the above problems.
  • a clad member made of the same material as the bus bar body is attached to the joint where the connection is formed in the bus bar body, thereby reducing the welding bonding force between the clad member and the bus bar body. It can be secured.
  • Figure 1 is a perspective view of a conventional bus bar.
  • Figure 2 is a perspective view of a bus bar according to the first embodiment.
  • Figure 3 is a perspective view of a bus bar according to the second embodiment.
  • Figure 4 is a perspective view of a bus bar according to the third embodiment.
  • Figure 5 is an enlarged view of the coupling portion between the bus bar and the counterpart according to the present invention.
  • the present invention adds a cladding in the form of two metals joined only to the joint where it needs to be bonded to the other material, thereby providing the same effect as forming anti-corrosion plating. can be obtained.
  • the same effect as plating can be achieved by attaching a clad member to the parts of the bus bar body that need to be exposed for welding the battery cells and wires, as well as the parts that need to be bonded to the counterpart. .
  • Figure 2 is a perspective view of a bus bar according to the first embodiment.
  • the bus bar 100 includes a bus bar body 110 made of an electrically conductive material, and a clad member 200 added to the coupling portion 120 that is coupled to the counterpart of the bus bar body 110. It includes, and the clad member 200 is formed by joining two types of metals. Additionally, the clad member 200 is coupled to the bus bar body 110 by welding.
  • the counterpart refers to a member coupled to the bus bar, and the object is not particularly limited.
  • a metal with a higher potential than the bus bar body 110 can be attached, and a metal made of a different material from the bus bar body 110 is welded. Attaching to the bus bar body 110 through adhesive force may be problematic.
  • the two types of metals constituting the clad member 200 are the first metal 201, which is the same material as the bus bar body 110, and the first metal 201. It is composed of a second metal 202 that is a different material from the metal 201, and the first metal 201 of the clad member 200 can be combined with the bus bar body 110.
  • the busbar body 110 may be made of a material containing aluminum with excellent electrical conductivity, and in this case, the first metal 201 of the clad member 200 is made of the same material as the busbar body 110. It may be composed of a material containing phosphorus aluminum. Therefore, when the clad member 200 is coupled to the busbar body 110, when the first metal 201 is joined to the busbar body 110 by welding, a bond between metals of the same type is formed, resulting in excellent welding strength. can be combined
  • the second metal 202 bonded to the first metal 201 of the clad subassembly 200 is to prevent corrosion of the bus bar body, and may be made of a metal with a higher potential than the bus bar body, for example.
  • the second metal may consist of nickel.
  • a through hole 210 may be formed that penetrates the coupling portion 120 of the bar, the clad member 200, and the bus bar body 110, which can be screwed together.
  • the thickness of the first metal 201 and the second metal 202 constituting the clad member 200 can be freely set.
  • the thickness of the first metal 201 is 0.1T
  • the thickness of the second metal By setting the thickness of 202) to 0.1T
  • the thickness of the entire clad member 200 can be set to 0.2T.
  • the first metal in the clad member is a metal that is combined with the bus bar body and is composed of a material that contributes to securing the bonding force with the bus bar body. Accordingly, the first metal may be configured to have a minimum thickness required to be coupled to the bus bar body, and the second metal may be configured to have a minimum thickness that can be attached to the first metal when manufacturing the clad member.
  • the overall weight of the bus bar can be reduced when attached to the bus bar body and the manufacturing cost can be minimized.
  • the bus bar body 110 has a wire welding portion 111 for electrically connecting a plurality of battery cells and a coupling portion 120 for coupling to the counterpart, and a wire It includes an integrated part 112 at one end of the welded part 111, and the wire welded part 111 has a structure in which a plurality of flat rods extend perpendicular to the integrated part 112.
  • the coupling portion 120 is formed on the bent surface of at least one of both ends of the integrated portion 112, and the clad member 200 is coupled to the coupling portion 120.
  • Figure 3 is a perspective view of a bus bar according to the second embodiment.
  • the structure of the bus bar 100 is different from the bus bar according to the first embodiment.
  • the bus bar body 110 has a wire welding portion 111 for electrically connecting a plurality of battery cells and a coupling portion 120 for coupling to the counterpart, and a wire It includes an integrated part 112 at one end of the welded part 111, and the wire welded part 111 has a structure in which a plurality of flat rods extend perpendicular to the integrated part 112.
  • the coupling portion 120 is formed at the center of the integrated portion 112, and the clad member 200 is coupled to the coupling portion 120.
  • bus bar body 110 and the clad member 200 a description of the materials of the bus bar body 110 and the clad member 200, and the through hole 210 formed to penetrate the coupling portion 120 of the clad member 200 and the bus bar body 110, etc.
  • the description of the bus bar according to the first embodiment can be equally applied to the description of the bus bar according to the second embodiment.
  • Figure 4 is a perspective view of a bus bar according to the third embodiment.
  • the bus bar according to the third embodiment has a clad member ( The difference is that a groove 220 into which 200) is inserted is formed.
  • the depth of the groove 220 is formed to be the same as the depth of the clad member 200
  • the depth of the bus bar body 110 since the outer surface and the outer surface of the clad member 200 may be formed on the same plane, the outer surface of the integrated portion 112 in which the clad member 200 is inserted may have an overall flat shape.
  • bus bar body 110 and the clad member 200 a description of the materials of the bus bar body 110 and the clad member 200, and the through hole 210 formed to penetrate the coupling portion 120 of the clad member 200 and the bus bar body 110, etc.
  • the description of the bus bar according to the first embodiment can be equally applied to the description of the bus bar according to the third embodiment.
  • Figure 5 is an enlarged view of the coupling portion between the bus bar and the counterpart according to the present invention.
  • Figure 5 is a partial enlarged view of the battery pack 400 that forms an electrical connection between a plurality of battery cells using the bus bar 100 according to the first embodiment, and shows the bus bar 100 in the battery pack 400. ) shows an enlarged view of the part of the joint exposed to one outer surface.
  • the first metal of the clad member 200 is coupled to the coupling portion of the bus bar 100 exposed to the outer surface of the battery pack 400, and the counterpart is connected to the second metal of the clad member 200. (300) is combined.
  • the screw 410 can be inserted into the through hole 210 formed in the coupling portion and the clad member 200 and fastened with the insert nut in the battery pack. .
  • the counterpart 300 may have nickel plating formed on its surface to prevent corrosion.
  • a bus bar made of copper is used as the counterpart, and a second metal and a second metal are formed on the bus bar.
  • the contact part may be nickel plated.
  • the second metal of the clad member 200 is made of nickel, welding between the second metal of the clad member and the nickel-plated portion of the counterpart can ensure high bonding strength because it is welding between metals of the same type.
  • the clad member can be attached and used only to the coupling part of the bus bar body. Because of this, the process of plating the busbar body, the process of masking, and the process of removing the masking can be omitted, thereby simplifying the busbar manufacturing process and reducing manufacturing costs. In addition, problems due to plating defects can be prevented in advance, and the same effect as plating can be obtained.

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Abstract

본원발명은 전기 전도성 소재로 이루어진 버스바 본체, 및 상기 버스바 본체 중 상대물과 결합되는 결합부에 부가되는 클래드 부재를 포함하고, 상기 클래드 부재는 2종의 금속이 접착된 형태이며, 상기 클래드 부재는 용접에 의해 상기 버스바 본체에 결합되어 있는 버스바에 대한 것으로, 버스바의 부식을 방지하기 위한 수단으로서, 상대물과 결합되는 부분에만 클래드 부재를 부착함으로써 도금부 형성시 생기는 불량 문제를 방지할 수 있다. (대표도) 도 2

Description

클래드 부재가 부착된 버스바
본 출원은 2022년 9월 8일자 한국 특허 출원 제 2022-0114263 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본원발명은 클래드 부재가 부착된 버스바에 대한 것이다. 구체적으로, 알루미늄 버스바의 부식을 방지하고 도금의 어려움을 개선하기 위하여 상대물과 결합하는 부분에 클래드 부재가 부착된 버스바에 대한 것이다.
재충전이 가능하며 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 발생하지 않기 때문에 친환경 특성을 갖는 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
리튬 이차전지는 웨어러블(wearable) 디바이스 또는 포터블(portable) 디바이스뿐만 아니라, 전기자동차와 같은 고출력 및 고에너지 밀도를 갖는 디바이스의 에너지원으로도 각광받고 있다.
이와 같은 고출력 및 고에너지 밀도를 갖는 에너지원으로 사용하기 위하여, 복수의 리튬 이차전지를 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 전지모듈을 구성하고, 복수의 전지모듈들에 전지팩을 센싱하고 제어하는 기타 구성 요소를 추가하여 전지팩을 구성하고 있다.
이와 같이 복수의 전지셀들 간의 전기적인 연결을 구성하거나, 복수의 전지셀들과 전지팩 커넥터와의 전기적인 연결을 위한 부품으로서 버스바를 사용한다.
이와 관련하여, 도 1은 종래의 버스바의 사시도를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 버스바(10)는 버스바 본체(11) 및 버스바 본체(11)의 외면 중 일부에 형성된 도금부(20)를 포함한다.
알루미늄 버스바에 니켈 또는 구리 등으로 이루어진 상대물을 결합하는 경우, 갈바닉 부식으로 인해 알루미늄 버스바가 부식될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 알루미늄 버스바에 니켈 도금을 하고 있다.
그러나, 상기 알루미늄 버스바에 전지셀과 와이어 용접을 하는 경우, 전지셀과 와이어 용접하는 부분은 알루미늄이 노출되어야 한다. 따라서, 와이어 용접을 위한 부분은 니켈 도금을 하지 않고 알루미늄이 노출되도록 하고, 그 외의 부분에 니켈 도금을 하는 방식을 사용했다. 이와 같이 버스바의 일부에만 니켈 도금을 하는 경우에는 니켈 도금이 불필요한 부분은 테이프 등으로 마스킹하는 공정 및 도금 후 마스킹을 제거하는 공정이 필요하다.
이 때, 도금을 외주로 진행하는 경우에는, 버스바를 외주 업체로 왕복 이동하는 과정이 필요하게 된다. 이는, 버스바 제조 공정의 생산성을 저하시키는 원인이 된다.
또한, 마스킹 공정의 편의를 위해 실제로 도금이 필요한 영역 보다 넓은 영역에 도금이 이루어질 수 있고, 마스킹 불량이 있는 경우에는 도금액의 얼룩이 생기는 등 도금 불량이 생길 수 있는 문제가 있다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체에 연결된 버스바 프레임, 상기 버스바 프레임 상에 위치하는 버스바, 및 상기 버스바의 하측부에 희생 양극부가 있는 전지 모듈을 개시한다. 특허문헌 1은 버스바의 부식에 의해 버스바 간의 쇼트가 생기는 것을 방지하기 위하여, 버스바와 인접한 하측부에 희생 양극부를 구비하고 있다.
특허문헌 1은 전지셀들로부터 누액된 전해액에 의해 버스바들의 하측부가 침지되면, 침지된 부분에 위치한 희생 양극부가 전해액 내로 이온화되어 사라짐으로써, 희생 양극부의 상측에 위치한 버스바 부분과 희생 양극부의 하측에 위치한 버스바 부분이 서로 분리된다. 이로 인해, 버스바의 하단 부분이 인접한 버스바 하단 부분과 부식을 통해 연결되어 단락이 발생할 가능성을 미연에 차단할 수 있다.
즉, 특허문헌 1은 버스바의 부식에 따른 문제를 방지하기 위하여, 버스바와 인접한 부분에 희생 양극부를 구비하는 구성을 채택하고 있다.
따라서, 버스바가 다른 소재로 이루어진 상대물과 결합하더라도 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있으면서, 도금 불량의 문제도 차단할 수 있는 기술이 필요하다.
(선행기술문헌)
(특허문헌)
한국 공개특허공보 제2021-0155526호 (2021.12.23)
본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 버스바와 소재가 상이한 상대물이 버스바에 결합하더라도 버스바의 부식을 방지하고, 버스바 도금시 도금 불량이 발생하는 문제를 방지하기 위하여 클래드 부재가 부착된 버스바를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원발명에 따른 버스바는, 전기 전도성 소재로 이루어진 버스바 본체, 및 상기 버스바 본체 중 상대물과 결합되는 결합부에 부가되는 클래드 부재를 포함하고, 상기 클래드 부재는 2종의 금속이 접합된 형태이며, 상기 클래드 부재는 용접에 의해 상기 버스바 본체에 결합되어 있을 수 있다.
상기 버스바 본체는 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 2종의 금속 중 하나는 상기 버스바 본체와 동일한 소재로 이루어질 수 있다.
상기 클래드 부재를 구성하는 2종의 금속 중 상기 버스바 본체와 동일한 소재로 구성되는 제1금속이 상기 버스바 본체와 결합할 수 있다.
상기 클래드 부재의 제1금속과 접합된 제2금속은 상기 버스바 본체 보다 전위가 높은 소재로 이루어질 수 있다.
상기 클래드 부재가 상기 버스바 본체에 부착된 상태에서 나사 체결이 가능하도록, 상기 클래드 부재 및 상기 버스바 본체의 결합부를 관통하는 관통구가 형성될 수 있다.
상기 클래드 부재가 부가되는 버스바 본체의 결합부는 상기 클래드 부재가 삽입되기 위한 홈이 형성될 수 있다.
상기 버스바 본체는, 복수의 전지셀들과 전기적으로 연결하기 위한 와이어 용접부, 및 상대물과 결합하기 위한 결합부가 있고, 상기 와이어 용접부의 일측 끝단에 있는 통합부를 포함하고, 상기 와이어 용접부는 상기 통합부에 대해 수직이 되도록 복수의 납작한 막대들이 연장된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 결합부는 상기 통합부의 중심부에 형성될 수 있다.
상기 결합부는 상기 통합부의 양 끝단 중 적어도 일측 끝단의 절곡된 면에 형성될 수 있다.
본원발명은, 상기 버스바를 이용하여 복수의 전지셀들 간의 전기적인 연결을 형성하는 전지팩을 제공한다.
본원발명은 또한, 상기 과제의 해결 수단을 다양하게 조합한 형태로도 제공이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원발명에 따른 버스바는 버스바 본체에서 결합이 형성되는 결합부에 버스바 본체와 동일한 소재로 이루어진 클래드 부재가 부착되어 있기 때문에, 클래드 부재와 버스바 본체 간의 용접 결합력을 확보할 수 있다.
또한, 버스바 본체의 외면 중 결합부에만 클래드 부재를 부착함에도 종래에 불필요하게 넓게 도금부를 형성했던 것과 동일한 효과를 얻을 수 있고, 원가절감이 가능하다.
도 1은 종래의 버스바의 사시도이다.
도 2는 제1실시예에 따른 버스바의 사시도이다.
도 3은 제2실시예에 따른 버스바의 사시도이다.
도 4는 제3실시예에 따른 버스바의 사시도이다.
도 5는 본원발명에 따른 버스바와 상대물 간의 결합부 확대도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명에 대한 설명으로 한정되지 않는다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
본원발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
본원발명은 버스바의 갈바닉 부식 방지를 위해 넓은 영역에 도금을 하는 대신, 상대물과 결합이 필요한 결합부에만 2종의 금속이 접합된 형태의 클래드를 부가함으로써, 부식방지용 도금이 형성된 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기 갈바닉 부식은, 전해액에 서로 다른 금속이 접촉되면 두 금속의 전위차로 인해 전자의 이동이 발생하는데, 이로 인해 전위가 낮은 금속에서 부식속도가 촉진되는 것이다.
버스바가 부식되면 저항이 증가하기 때문에, 상대물과 결합이 필요한 부분은 부식이 되지 않도록 관리가 필요하다.
이에, 본원발명은 버스바 본체 중 전지셀들과 와이어 용접을 위해 버스바 본체가 노출되어야 하는 부분 이외에, 상대물과 결합이 필요한 부분은 클래드 부재를 부착함으로써 도금을 한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 2는 제1실시예에 따른 버스바의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 버스바(100)는 전기 전도성 소재로 이루어진 버스바 본체(110), 및 버스바 본체(110) 중 상대물과 결합되는 결합부(120)에 부가되는 클래드 부재(200)를 포함하고, 클래드 부재(200)는 2종의 금속이 접합된 형태이다. 또한 클래드 부재(200)는 버스바 본체(110)에 용접에 의해 결합되어 있다.
상기 상대물은 버스바와 결합하는 부재를 지칭하는 것으로, 그 대상을 특별히 한정하지 않는다.
버스바 본체(110) 중 결합부(120)의 부식을 방지하기 위하여 버스바 본체(110) 보다 전위가 높은 금속을 부착할 수 있는데, 버스바 본체(110)와 다른 소재로 이루어진 금속을 용접을 통해 버스바 본체(110)에 부착하는 것은 접착력이 문제될 수 있다.
따라서, 버스바 본체(110)가 제1금속으로 구성될 때, 클래드 부재(200)를 구성하는 2종의 금속은 버스바 본체(110)와 동일한 소재인 제1금속(201), 및 제1금속(201)과 다른 소재인 제2금속(202)으로 구성되고, 클래드 부재(200)의 제1금속(201)이 버스바 본체(110)와 결합할 수 있다.
예를 들어, 버스바 본체(110)는 전기 전도성이 우수한 알루미늄을 포함하는 소재로 구성될 수 있으며, 이 때 클래드 부재(200)의 제1금속(201)은 버스바 본체(110)와 동일한 소재인 알루미늄을 포함하는 소재로 구성될 수 있다. 따라서, 클래드 부재(200)가 버스바 본체(110)에 결합될 때, 제1금속(201)이 버스바 본체(110)에 용접으로 결합되면, 동종 금속 간의 결합이 형성되기 때문에 우수한 용접 강도로 결합될 수 있다.
클래드 부제(200)의 제1금속(201)과 접합된 제2금속(202)은 버스바 본체의 부식을 방지하기 위한 것으로, 버스바 본체보다 전위가 높은 금속으로 구성될 수 있는 바, 예를 들어, 제1금속이 알루미늄으로 구성될 때, 제2금속은 니켈로 구성될 수 있다.
클래드 부재(200)가 버스바 본체(200)에 부착된 상태에서 상대물이 클래드 부재(200)의 제2금속(202)과 접촉되도록 배치되고, 버스바 본체(200)와 상대물의 결합을 위해 나사 체결될 수 있는 바, 클래드 부재(200) 및 버스바 본체(110)의 결합부(120)를 관통하는 관통구(210)가 형성될 수 있다.
클래드 부재(200)를 구성하는 제1금속(201) 및 제2금속(202)의 두께는 자유롭게 설정이 가능하나, 예를 들어, 제1금속(201)의 두께를 0.1T, 제2금속(202)의 두께를 0.1T로 하여 전체 클래드 부재(200)의 두께가 0.2T가 되도록 설정할 수 있다.
클래드 부재에서 제1금속은 버스바 본체와 결합하는 금속으로, 버스바 본체와 결합력을 확보하는 데에 기여하는 소재로 구성된다. 따라서, 제1금속은 버스바 본체와 결합하는 데 필요한 최소한의 두께를 갖도록 구성되고, 제2금속은 클래드 부재 제조시 상기 제1금속과 부착 가능한 최소한의 두께를 갖도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 클래드 부재를 구성하는 제1금속 및 제2금속의 두께를 최소화하는 경우에는, 버스바 본체에 부착했을 때 버스바 전체의 무게를 줄일 수 있고 제조 원가를 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.
제1실시예에 따른 버스바(100)에서 버스바 본체(110)는 복수의 전지셀들과 전기적으로 연결하기 위한 와이어 용접부(111) 및 상대물과 결합하기 위한 결합부(120)가 있고 와이어 용접부(111)의 일측 끝단에 있는 통합부(112)를 포함하고, 와이어 용접부(111)는 통합부(112)에 대해 수직이 되도록 복수의 납작한 막대들이 연장된 구조로 이루어진다. 결합부(120)는 통합부(112)의 양 끝단 중 적어도 일측 끝단의 절곡된 면에 형성되는 바, 결합부(120)에 클래드 부재(200)가 결합된다.
도 3은 제2실시예에 따른 버스바의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 버스바(100)의 구조가 제1실시예에 따른 버스바와 차이가 있다.
제2실시예에 따른 버스바(100)에서 버스바 본체(110)는 복수의 전지셀들과 전기적으로 연결하기 위한 와이어 용접부(111) 및 상대물과 결합하기 위한 결합부(120)가 있고 와이어 용접부(111)의 일측 끝단에 있는 통합부(112)를 포함하고, 와이어 용접부(111)는 통합부(112)에 대해 수직이 되도록 복수의 납작한 막대들이 연장된 구조로 이루어진다. 결합부(120)는 통합부(112)의 중심부에 형성되는 바, 결합부(120)에 클래드부재(200)가 결합된다.
그 외에, 버스바 본체(110)와 클래드 부재(200)의 소재, 및 클래드 부재(200) 및 버스바 본체(110)의 결합부(120)를 관통하도록 형성된 관통구(210)에 대한 설명 등은 제1실시예에 따른 버스바의 설명을 제2실시예에 따른 버스바의 설명에 동일하게 적용할 수 있다.
도 4는 제3실시예에 따른 버스바의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 제3실시예에 따른 버스바는 제2실시예에 따른 버스바와 비교하면, 클래드 부재(200)가 부가되는 버스바 본체(110)의 결합부(120)에 클래드 부재(200)가 삽입되기 위한 홈(220)이 형성된 점에 차이가 있다.
홈(220)의 깊이를 클래드 부재(200)의 깊이와 동일하게 형성하는 경우에는 클래드 부재(200)가 버스바 본체(110)의 홈(220)에 장착되었을 때, 버스바 본체(110)의 외면과 클래드 부재(200)의 외면이 동일 평면으로 형성될 수 있는 바, 클래드 부재(200)가 삽입된 상태의 통합부(112) 외면이 전체적으로 평평한 형태가 될 수 있다.
그 외에, 버스바 본체(110)와 클래드 부재(200)의 소재, 및 클래드 부재(200) 및 버스바 본체(110)의 결합부(120)를 관통하도록 형성된 관통구(210)에 대한 설명 등은 제1실시예에 따른 버스바의 설명을 제3실시예에 따른 버스바의 설명에 동일하게 적용할 수 있다.
도 5는 본원발명에 따른 버스바와 상대물 간의 결합부 확대도이다.
도 5는 제1실시예에 따른 버스바(100)를 이용하여 복수의 전지셀들 간의 전기적인 연결을 형성하는 전지팩(400)의 일부 확대도로서, 전지팩(400)에서 버스바(100)의 결합부가 일측 외면으로 노출된 부분의 확대도를 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 전지팩(400)의 외면에 노출되는 버스바(100)의 결합부에 클래드 부재(200)의 제1금속이 결합되고, 클래드 부재(200)의 제2금속에 상대물(300)이 결합되어 있다.
버스바(100)에 상대물(300)을 결합하기 위하여, 나사(410)를 결합부와 클래드 부재(200)에 형성된 관통구(210)에 삽입하고 전지팩에 있는 인서트 너트와 체결할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상대물(300)은 부식 방지를 위하여 표면에 니켈 도금이 형성될 수 있는 바, 예를 들어, 상대물로서 구리 소재의 버스바를 사용하고, 상기 버스바에서 제2금속과 접촉하는 부분에 니켈 도금이 된 형태일 수 있다.
클래드 부재(200)의 제2금속을 니켈로 구성하는 경우, 클래드 부재의 제2금속과 상대물의 니켈 도금이 형성된 부분 간에 용접을 하면 동종 금속 간의 용접이므로 높은 결합력을 확보할 수 있다.
또한, 용접에 의한 결합과 함께 나사를 이용한 체결을 병행한다면, 버스바와 상대물 간에 견고한 결합을 형성할 수 있다.
이와 같이, 버스바에서 상대물과 결합되는 부분이 부식되는 것을 방지하기 위하여, 버스바 본체의 결합부에만 클래드 부재를 부착하여 사용할 수 있다. 이로 인해, 버스바 본체에 도금하는 과정, 마스킹하는 과정, 마스킹을 제거하는 과정을 생략할 수 있으므로, 버스바 제조 공정을 간략화할 수 있고 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 도금 불량에 따른 문제를 미연에 방지할 수 있으면서, 도금과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본원발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
(부호의 설명)
10, 100: 버스바
11, 110: 버스바 본체
20: 도금부
111: 와이어 용접부
112: 통합부
120: 결합부
200: 클래드 부재
201: 제1금속
202: 제2금속
210: 관통구
220: 홈
300: 상대물
400: 전지팩
410: 나사

Claims (11)

  1. 전기 전도성 소재로 이루어진 버스바 본체; 및
    상기 버스바 본체 중 상대물과 결합되는 결합부에 부가되는 클래드 부재;
    를 포함하고,
    상기 클래드 부재는 2종의 금속이 접합된 형태이며,
    상기 클래드 부재는 용접에 의해 상기 버스바 본체에 결합되어 있는 버스바.
  2. 제1항에 있어서, 상기 버스바 본체는 알루미늄을 포함하는 버스바.
  3. 제1항에 있어서, 상기 2종의 금속 중 하나는 상기 버스바 본체와 동일한 소재로 이루어진 버스바.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 클래드 부재를 구성하는 2종의 금속 중 상기 버스바 본체와 동일한 소재로 구성되는 제1금속이 상기 버스바 본체와 결합하는 버스바.
  5. 제4항에 있어서, 상기 클래드 부재의 제1금속과 접합된 제2금속은 상기 버스바 본체 보다 전위가 높은 소재로 이루어진 버스바.
  6. 제1항에 있어서, 상기 클래드 부재가 상기 버스바 본체에 부착된 상태에서 나사 체결이 가능하도록, 상기 클래드 부재 및 상기 버스바 본체의 결합부를 관통하는 관통구가 형성된 버스바.
  7. 제1항에 있어서, 상기 클래드 부재가 부가되는 버스바 본체의 결합부는 상기 클래드 부재가 삽입되기 위한 홈이 형성되어 있는 버스바.
  8. 제1항에 있어서, 상기 버스바 본체는,
    복수의 전지셀들과 전기적으로 연결하기 위한 와이어 용접부; 및
    상대물과 결합하기 위한 결합부가 있고, 상기 와이어 용접부의 일측 끝단에 있는 통합부;
    를 포함하고,
    상기 와이어 용접부는 상기 통합부에 대해 수직이 되도록 복수의 납작한 막대들이 연장된 구조로 이루어진 버스바.
  9. 제8항에 있어서, 상기 결합부는 상기 통합부의 중심부에 형성되는 버스바.
  10. 제8항에 있어서, 상기 결합부는 상기 통합부의 양 끝단 중 적어도 일측 끝단의 절곡된 면에 형성되는 버스바.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 버스바를 이용하여 복수의 전지셀들 간의 전기적인 연결을 형성하는 전지팩.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110036490A (ko) * 2009-10-01 2011-04-07 에스비리모티브 주식회사 이차 전지 및 전지 모듈
JP2015056273A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル 電池用端子および電池用端子の製造方法
KR20190130927A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102056361B1 (ko) * 2015-07-20 2019-12-16 주식회사 엘지화학 전극 리드 연결 구조물, 전극 리드 연결 구조물을 포함하는 전지 모듈과 이를 포함하는 전지 팩
KR20220065548A (ko) * 2020-11-13 2022-05-20 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 구비하는 배터리 팩

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210155526A (ko) 2020-06-16 2021-12-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110036490A (ko) * 2009-10-01 2011-04-07 에스비리모티브 주식회사 이차 전지 및 전지 모듈
JP2015056273A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル 電池用端子および電池用端子の製造方法
KR102056361B1 (ko) * 2015-07-20 2019-12-16 주식회사 엘지화학 전극 리드 연결 구조물, 전극 리드 연결 구조물을 포함하는 전지 모듈과 이를 포함하는 전지 팩
KR20190130927A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20220065548A (ko) * 2020-11-13 2022-05-20 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 구비하는 배터리 팩

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