JP2020522861A - 電装アセンブリー及び前記電装アセンブリーを含むバッテリーパック - Google Patents

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Abstract

本発明は、パック端子の製造効率及び完成度を向上させた電装アセンブリー及びこれを含むバッテリーパックを開示する。前記目的を達成するために本発明による電装アセンブリーは、バッテリーモジュールの上部に配置されるプレート部と、前記プレート部の上部に取り付けられる少なくとも一つ以上の電装品と、前記プレート部の上部に取り付けられ、外部器機のコネクターと接続するように構成された端子ボルト及び前記端子ボルトと締結されるように構成されたナットを備えたパック端子と、前記プレート部の上部に取り付けられ、前記バッテリーモジュールのモジュール端子と前記パック端子とを電気的に接続するように構成された少なくとも一つ以上のバスバーと、を含み、前記プレート部の側部には、前記ナットを挿入するように開口された投入部が形成され、前記投入部から挿入されたナットを内部の正位置に固定するように構成されたスロット部が形成される。

Description

本発明は、電装アセンブリー及び前記電装アセンブリーを含むバッテリーパックに関し、より詳しくは、パック端子の製造効率及び完成度を向上させた電装アセンブリー及びこれを含むバッテリーパックに関する。
本出願は、２０１７年１２月０１日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−０１６４０９７号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
最近、ノートブックＰＣ、ビデオカメラ、スマートフォーンなどのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、反復的な充放電が可能な高性能の二次電池についての研究が盛んでいる。
現在、商用化した二次電池としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリー効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いなどの長所から脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物及び炭素材をそれぞれ正極活物質及び負極活物質として用いる。リチウム二次電池は、このような正極活物質及び負極活物質がそれぞれ塗布された正極板及び負極板がセパレータを介して配置された電極組立体と、電極組立体を電解液とともに封止収納する外装材、即ち、電池ケースと、を備える。
一般に、リチウム二次電池は、外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に収納されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに収納されているパウチ型の二次電池とに分けることができる。
なお、最近は、携帯型電子機器のような小型装置のみならず、自動車や電力貯蔵装置のような中・大型装置にも二次電池が広く用いられている。特に、炭素エネルギーが次第に枯渇され、環境についての関心が高まるにつれ、米国、欧州、日本、韓国を含めて全世界的にハイブリッド自動車と電気自動車についての関心が集中されている。
このようなハイブリッド自動車や電気自動車において、最も核心的な部品は、車両モーターに駆動力を提供する二次電池パックである。ハイブリッド自動車や電気自動車は、二次電池パックの充放電によって車の駆動力が得られるため、エンジンのみを用いる自動車に比べて燃費にすぐれており、公害物質を排出しないか、減少させることができるという点から、使用者が次第に増加する実情である。
そして、このようなハイブリッド自動車や電気自動車のバッテリーパックには複数の二次電池が含まれ、このような複数の二次電池は互いに直列及び並列に接続することで容量及び出力を高める。
一方、バッテリーパックには、複数の二次電池と共に多数の電気的部品が含まれ得、このような電気的部品を電装品（electrical equipment）とも言う。バッテリーパックに含まれる電装品の代表的な例には、リレーや電流センサー、ヒューズ、ＢＭＳ（Battery Management System）などが挙げられる。このような電装品は、バッテリーパックに含まれた二次電池の充放電を管理し、安全性を確保するための構成要素であって、多くのバッテリーパックに必須に含まれる構成要素であると言える。
また、前記電装品の一部構成としてパック端子が備えられ得る。このようなパック端子は、一般的にバッテリーパックを購買する消費者の要求に応じて位置が規制または設定されるので、バッテリーパックの設計時、消費者の要求に応じて正確な位置にパック端子を形成することが重要であった。
しかし、パック端子は、バッテリーパックの構造上、製造過程の最後段階で組み立てなければならないため、設置されたパック端子の位置は、設計された位置と多少差異を有しやすく、多数の部品の組立てによる累積公差の管理が非常に難しかった。
これによって、バッテリーパックのパック端子の位置不良によって、製造済みのバッテリーパックを廃棄する場合が発生してしまい、費用損失が大きく発生した。
そこで、前述した従来技術の問題を解決することができる技術が必要な実情である。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、パック端子の製造効率及び完成度を向上させた電装アセンブリー及びこれを含むバッテリーパックを提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の目的を達成するため、本発明による電装アセンブリーは、
バッテリーモジュールの上部に配置されるプレート部と、
前記プレート部の上部に取り付けられる少なくとも一つ以上の電装品と、
前記プレート部の上部に取り付けられ、外部器機のコネクターと接続するように構成された端子ボルト及び前記端子ボルトと締結されるように構成されたナットを備えたパック端子と、
前記プレート部の上部に取り付けられ、前記バッテリーモジュールのモジュール端子と前記パック端子とを電気的に接続するように構成された少なくとも一つ以上のバスバーと、
を含み得る。
また、前記プレート部の側部には、前記ナットを挿入するように開口された投入部が形成され、前記投入部から挿入されたナットを内部の正位置に固定するように構成されたスロット部が形成される。
さらに、前記スロット部は、前記投入部に挿入された前記ナットが内部へスライド移動するように前記投入部から水平方向へ延びた移動空間が形成されたスライド移動部と、
前記スライド移動部と連通し、前記ナットが装着され、前記端子ボルトが上部から下方へ挿入されるように上部が開放された装着部と、
を備え得る。
そして、前記プレート部には、前記スライド移動部の少なくとも一部が上部に開放されるように前記プレート部の上面の側端部から内部方向へ凹んだ凹み段差が形成され得る。
さらに、前記装着部の下面には前記ナットの下面を支持するように上向きに突出したリブが形成され得る。
また、前記支持リブは、前記ナットがスライド移動する水平方向へ長く延びた形態であり得る。
さらに、前記装着部の下面には、前記支持リブと連結され、前記支持リブが位置した方向へ突出高さが次第に増加するように上向きに突出した傾斜部が形成され得る。
そして、前記ナットは、前記スロット部の内下面及び内側面と対面するように位置した基部と、
前記基部の平面視の大きさよりも小さい直径を有し、前記基部の上部から上方へ突出して形成されたリング部と、
を備え得る。
さらに、前記基部の両側部が挿入されるように前記スロット部の内部下端の幅が内部上端よりも広く構成され得る。
また、前記基部は、平面視で多角形の構造に形成され得る。
さらに、前記装着部の上部開口の内側面は、前記リング部の外周と接するように形成され得る。
そして、前記装着部の上部開口の内側面には、前記リング部の側部を加圧するように突出した固定突起が形成され得る。
さらに、前記基部及び前記リング部には、前記端子ボルトが貫通するように貫通孔が形成され得る。
また、前記リング部の貫通孔の上部には、下方へ次第に管径が細くなる面取り構造が形成され得る。
さらに、前記スロット部には、前記貫通孔と連通し、前記装着部の下面の一部が下方へ凹んだ凹部が形成され得る。
そして、前記電装アセンブリーには、前記バスバーを上面に装着するように内部方向へ凹んだバスバー装着溝が形成され、前記バスバー装着溝の下面の一部は前記装着部の上部開口と連通し得る。
また、前記のような目的を達成するための本発明によるバッテリーパックは、
電装アセンブリーと、
複数の二次電池を備えるバッテリーモジュールと、
上部が開放された開放部が形成され、前記バッテリーモジュールが内部に配置されるように内部空間が形成された下部ハウジングと、
前記下部ハウジングの上部開放部を覆い、前記パック端子の一部が外部へ突出するように開口部が形成された上部ハウジングと、
を含み得る。
なお、前記のような目的を達成するための本発明による自動車は、前記バッテリーパックを備え得る。
本発明の一面によれば、電装アセンブリーのプレート部に形成されたスロット部を通じてナットを内部に容易に挿入固定することができるため、製造工程を簡素化して製造時間を短縮し、生産コストを節減することができる効果を奏する。
また、本発明の一面によれば、プレート部の上面の側端部に形成された凹み段差は、投入部と連通したスライド移動部の一部を上部に開放することで、投入部にナットを容易に挿入することができる。
さらに、本発明の一面によれば、支持リブは、ナットを装着部の下面から所定の距離を隔てて離隔させることで、ナットに端子ボルトを挿入締結する過程で、ナットの丸い棒の下部が装着部の下面と衝突することを防止することができ、製品の不良率を効果的に減らすことができる。
また、支持リブは、別途の固定部材を用いることなくナットをスロット部にスライド移動させるだけで装着固定できるため、材料コストを節減するのみならず、製造が容易で製造時間を短縮させることで製造効率を高めることができる。
そして、本発明の一面によれば、傾斜部はナットがスライド移動しながら支持リブの上に容易に装着されるように傾斜部の上面に沿って支持リブへ移動できる。これによって、ナットをスロット部の装着部に容易に挿入することができ、製造効率を高めることができる。
なお、本発明の一面によれば、前記装着部の上端開口の内側面に形成された固定突起は、ナットが装着部に挿入装着された後、投入部の方向へスライド移動することを効果的に防止することで、ナット挿入の工程性を高めることができ、端子ボルトの締結後に前記端子ボルトの位置が変更されることを効果的に防止することができる。
また、本発明の一面によれば、ナットの面取り構造は、端子ボルトの締結をガイドするのみならず、端子ボルトの位置に応じて、ナットの位置を校正するように前記ナットに移動する力を伝達できる。
さらに、本発明の一面によれば、スロット部の装着部にはナットの外面と離隔した所定の大きさの間隙が形成されることで、端子ボルトの位置に対する累積公差を効果的に減らすことができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成である二次電池を概略的に示した平面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示した斜視図である。 図４のプレート部のＡ´の領域を拡大して概略的に示した一部拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックにおいて、プレート部のスロット部にナットが挿入された様子を分離して概略的に示した一部平面図である。 図５のプレート部の側面を概略的に示した一部側面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックにおいて、ナットを分離して概略的に示した斜視図である。 図１のバッテリーパックの一部構成であるパック端子の垂直断面を概略的に示した一部垂直断面図である。 図２の電装アセンブリーのＢ´の領域を概略的に示した一部拡大図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図である。図２は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示した分解斜視図である。そして、図３は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成である二次電池を概略的に示した平面図である。
図１〜図３を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーパック３００は、バッテリーモジュール（図示せず）、下部ハウジング１６０、上部ハウジング１７０、及び電装アセンブリー１００を含み得る。
ここで、前記バッテリーモジュールは、複数の二次電池２００を備え得る。また、前記複数の二次電池２００は、互いに直列または並列に接続して積層された積層構造を有し得る。
ここで、二次電池２００は、パウチ型の二次電池２００であり得る。特に、このようなパウチ型の二次電池２００は、電極組立体（図示せず）、電解液（図示せず）及びパウチ２２０を備え得る。
ここで、前記パウチ２２０は、凹んだ形態の収納部２１５が形成されている左側パウチ及び右側パウチの二つのパウチで構成され得る。また、前記収納部２１５に電極組立体及び電解液が収納され得る。そして、左側パウチ及び右側パウチの各々は、外部絶縁層、金属層、及び内部接着層を備える。なお、左側パウチ及び右側パウチは、周縁部の内部接着層が互いに溶着することで、封止部が形成され得る。さらに、前記パウチ２２０の正極リード２１１及び負極リード２１２が形成された両端部の各々にテラス部Ｓが形成され得る。
また、前記電極組立体は、電極活物質を含む電極板と分離膜との組立体であって、例えば、一つ以上の正極板及び一つ以上の負極板が分離膜を挟んで配置された形態で構成され得る。また、前記電極組立体の正極板には、正極タブが備えられ、一つ以上の正極タブが正極リード２１１と接続し得る。
ここで、前記正極リード２１１は、一端が前記正極タブに接続し、他端がパウチ２２０の外部に露出し、このように露出した部分が二次電池２００の電極端子、例えば、二次電池２００の正極端子として機能できる。
また、前記電極組立体の負極板には負極タブが備えられ、一つ以上の負極タブが負極リード２１２と接続し得る。そして、前記負極リード２１２は、一端が前記負極タブに接続し、他端がパウチの外部に露出し、このように露出した部分が二次電池２００の電極端子、例えば、二次電池２００の負極端子として機能できる。
さらに、前記正極リード２１１及び前記負極リード２１２は、二次電池２００の中心を基準にして互いに反対方向の両端部に形成され得る。即ち、前記正極リード２１１は、前記二次電池２００の中心を基準にして一端部に備えられ得る。また、前記負極リード２１２は、二次電池２００の中心を基準にして他端部に備えられ得る。
例えば、図３に示したように、複数の二次電池２００の各々は、正極リード２１１及び負極リード２１２が前方及び後方へ突出するように構成され得る。したがって、本発明のこのような構成によれば、一つの二次電池２００において、正極リード２１１と負極リード２１２との間の干渉がなくなり、電極リード２１０の面積を広げることができる。
また、前記正極リード２１１及び前記負極リード２１２は、プレート形態で構成され得る。特に、前記正極リード２１１及び前記負極リード２１２は、広い面が左側及び右側に向けるように立てられた状態で水平方向へ突出し得る。
しかし、本発明によるバッテリーモジュールとしては、前述したパウチ型の二次電池２００のみに限定されず、本願発明の出願時点における公知の多様な二次電池２００を採用することができる。
一方、前記複数の二次電池２００は、パウチ型の二次電池２００であり得る。また、前記パウチ型の二次電池２００は、広い面が互いに対面する形態で垂直方向または水平方向へ積層され得る。この際、パウチ型の二次電池２００の積層を容易にするために、前記バッテリーモジュールは、カートリッジをさらに備え得る。ここで、カートリッジは、二次電池２００を保持してその動きを防止し、互いに積層可能に構成され得る。特に、カートリッジは、ポリマー材質から構成され、パウチ型の二次電池２００の周縁を囲むように構成され得る。例えば、カートリッジは、各端部が互いに接続した４個の単位フレームを有する四角のリング形態で構成され得る。
また、前記バッテリーモジュールは、前記二次電池２００及び前記カートリッジに加え、前記二次電池２００の最上部及び最下部に位置した金属材質のエンドプレート、前記バッテリーモジュールの内外部の間の空気を流出入させるダクト、前記二次電池２００の電極リードに接続して二次電池２００の電圧などをセンシングするセンシングアセンブリーなどをさらに備え得る。
また、図２を参照すれば、プレート部１１０は、Ｆ方向（図２に図示）から見たとき、前記バッテリーモジュールの上部に配置され、少なくとも一つ以上の電装品３１０が上部に取り付けられ得る。例えば、前記プレート部１１０は、上部及び下部に広くて平たい面を有するようにほぼ板状の形態で構成され得る。
一方、本明細書においては、特に説明しない限り、上、下、前、後、左、右方向は、Ｆ方向から見たときを基準にする。
そして、このようなプレート部１１０の広い上部面には、電装品３１０が装着され得る。ここで、前記プレート部１１０の上部に装着される電装品３１０は、ＢＭＳ（Battery Management System）、電流センサー、リレー、及びヒューズの少なくとも一つ以上を含み得る。
そして、前記電装アセンブリー１００は、前記電装品３１０に加え、金属材質のバスバー１５０をさらに備え得る。ここで、前記金属は、銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金などであり得る。
ここで、前記バスバー１５０は、前記プレート部１１０の上部に取り付けられ、前記バッテリーモジュールのモジュール端子１４０と前記パック端子１３０とを電気的に接続するように構成され得る。このようなバスバー１５０は、バッテリーモジュールの複数の二次電池２００の電極リード２１０とパック端子１３０とを連結してバッテリーパック３００の充放電経路を提供できる。また、前記バスバー１５０は、電流センサー、リレー、及びヒューズを電気的に接続するように構成され得る。
ここで、前記モジュール端子１４０とは、バッテリーモジュールに備えられた複数の二次電池２００と電装アセンブリー１００との間に電気的に接続するように構成された端子であって、電気極性に応じて正極モジュール端子１４０Ａ及び負極モジュール端子１４０Ｂを含み得る。
そして、前記パック端子１３０は、前記プレート部１１０の上部に取り付けられ、バッテリーパック３００に備えられた端子であって、外部の充放電器機または外部電気装置をバッテリーパック３００に電気的に接続するときに用いられる端子であり、正極パック端子１３０Ａ及び負極パック端子１３０Ｂを含み得る。
具体的に、前記パック端子１３０は、外部器機のコネクターと接続するように構成された端子ボルト１３１と、前記端子ボルト１３１と締結されるように構成されたナット１３５と、を備え得る。
また、前記バスバー１５０は、正極バスバー１５０Ａ及び負極バスバー１５０Ｂを含み得る。ここで、正極バスバー１５０Ａは、正極モジュール端子１４０Ａと正極パック端子１３０Ａとを電気的に接続し、負極バスバー１５０Ｂは、負極モジュール端子１４０Ｂと負極パック端子１３０Ｂとを電気的に接続する。
このように、前記バスバー１５０は、電気的接続のための構成要素であるため、電気的伝導性を有する材質から形成され、特に、ある程度の機械的強度を確保するために銅または銅合金のような金属材質から形成され得る。
一方、前記下部ハウジング１６０は、上部が開放された開放部が形成され、また前記バッテリーモジュールが内部に配置されるように内部空間が形成され得る。特に、下部ハウジング１６０の内部空間は、上部が開放された形態で構成され、バッテリーモジュールが上部から下方へ下部ハウジング１６０の内部空間に収納され得る。例えば、前記下部ハウジング１６０は、底部１６０ｄ及び側壁部１６０ａを備え、これらによって限定される内部空間にバッテリーモジュールが収納されるようにすることができる。
この場合、バッテリーモジュールは、底部１６０ｄの上面に装着され、側壁部１６０ａによって側面が覆われて保護され得る。ここで、前記側壁部１６０ａは、バッテリーモジュールの高さに対応する高さを有し得る。また、前記下部ハウジング１６０は、バッテリーモジュールのみならずプレート部１１０の少なくとも一部を収容するように構成され得る。
また、前記下部ハウジング１６０は、形態固定性、成形容易性、及び電気絶縁性などを確保するためにポリマー材質から構成され得る。但し、本発明はこのような下部ハウジング１６０の特定の材質に限定されず、電気絶縁性を確保できる材質であれば、適用可能である。
一方、前記上部ハウジング１７０は、前記下部ハウジング１６０の上部開放部を覆うように前記下部ハウジング１６０の上部に結合可能に構成され得る。特に、前記上部ハウジング１７０は、前記下部ハウジング１６０の上端部に結合し、前記下部ハウジング１６０の上部開放端を密閉できる。
例えば、図２に示したように、前記上部ハウジング１７０は、側壁部１７０ａを備え、前記上部ハウジング１７０の側壁部１７０ａの下端が前記下部ハウジング１６０の側壁部１６０ａの上端と重なるように構成され得る。
そして、前記上部ハウジング１７０は、前記下部ハウジング１６０と同様に、ポリマー材質から構成され得るが、本発明が必ずしもこのような上部ハウジング１７０の材質に限定されることではない。
さらに、前記上部ハウジング１７０には、上下方向へ貫く形態の開口部１７０Ｈが少なくとも一つ以上形成され得る。また、このような開口部１７０Ｈは、少なくとも一つ以上の電装品３１０の上部に形成され得る。例えば、前記上部ハウジング１７０には、前記パック端子１３０の一部が外部へ突出するように開口部１７０Ｈが形成され得る。
図４は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示した斜視図である。
図４を参考すれば、前記プレート部１１０の側部１１０ａには、前記ナット１３５を挿入するように開口された投入部１１１が形成され得る。具体的に、前記投入部１１１は、前記ナット１３５の外形と対応する大きさの開口として形成され得る。即ち、前記投入部１１１は、前記ナット１３５が前記プレート部１１０の内部に挿入可能な大きさの開口として形成され得る。
より具体的に、前記投入部１１１の開口は、前記ナット１３５の中央部位の垂直断面の大きさ以上に形成され得る。これによって、前記ナット１３５は、前記プレート部１１０の側部１１０ａに形成された前記投入部１１１の開口に水平方向（Ｕ）へ挿入されて本体全体が前記プレート部１１０の内部に挿入可能である。
また、前記プレート部１１０には、前記投入部１１１から挿入されたナット１３５を内部の正位置に固定するように構成されたスロット部１２０が形成され得る。
ここで、前記スロット部１２０は、前記投入部１１１に投入されたナット１３５をスライド移動させて端子ボルト１３１の設置位置に適切に装着できるように構成され得る。例えば、前記スロット部１２０は、前記プレート部１１０の側部１１０ａから内部方向へ凹んだ内部空間として形成され得る。そして、前記スロット部１２０には、前記ナット１３５が内部で移動できるように移動空間が形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記プレート部１１０は、別のインサート射出成形などによって前記ナット１３５を内部に挿入しなくても、前記スロット部１２０を通じて容易に内部に挿入固定できるので、製造工程を簡素化して製造時間が短縮することで、生産コストを節減することができる効果を奏する。
図５は、図４のプレート部のＡ´の領域を拡大して概略的に示した一部拡大図である。
図４と共に図５を参照すれば、前記スロット部１２０は、スライド移動部１２１及び装着部１２５を備え得る。
具体的に、前記スライド移動部１２１は、前記投入部１１１に挿入された前記ナット１３５が内部方向（水平方向）へスライド移動するように移動空間として形成され得る。また、前記移動空間は、前記投入部１１１から内部方向（水平方向）へ延び得る。即ち、前記ナット１３５は、前記投入部１１１から挿入された後、前記スライド移動部１２１に形成された水平方向（Ｕ）の移動空間を通して外部から内部へスライド移動できる。
例えば、図５に示したように、前記プレート部１１０の右側端に形成されたスロット部１２０は、前記右側部に形成された投入部１１１から左方向へ延びた移動空間が形成されたスライド移動部１２１を備えている。これと同様に、図４に示したように、前記プレート部１１０の左側部１１０ｂに形成されたスロット部１２０は、前記左側部１１０ｂに形成された投入部１１１から右方向へ延びた移動空間が形成されたスライド移動部１２１を備えている。
また、前記装着部１２５は、前記スライド移動部１２１と連通し、前記ナット１３５が装着できる収容空間を有し得る。さらに、前記装着部１２５には、前記端子ボルト１３１が上部から下方へ挿入されるように上部が開放されて上部開口１２５Ｈが形成され得る。
例えば、図５に示したように、前記プレート部１１０の右側部１１０ａに形成されたスロット部１２０は、右側部１１０ａに形成された投入部１１１から左方向へ延びた移動空間が形成されたスライド移動部１２１を備え得る。
また、前記スロット部１２０は、前記移動空間と連通し、前記ナット１３５が装着される収容空間が形成された装着部１２５を備え得る。
さらに、図４に示したように、前記プレート部１１０の左側部１１０ｂに形成されたスロット部１２０は、左側部１１０ｂに形成された投入部１１１から右方向へ延びた移動空間が形成されたスライド移動部１２１と、前記移動空間と連通し、前記ナット１３５が装着される収容空間が形成された装着部と、を備え得る。そして、前記装着部の上部は、前記負極パック端子１３０の端子ボルト１３１が上部から下方へ挿入されるように開放され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記スロット部１２０は、前記ナット１３５をプレート部１１０の内部へスライド移動させるスライド移動部１２１と、前記上部開口１２５Ｈが形成された装着部１２５と、を備えることで、作業者が前記ナット１３５を前記プレート部１１０の内部の正位置に容易に位置させることができ、装着されたナット１３５に前記端子ボルト１３１を容易に挿入でき、製造工程の時間を短縮することができる。
さらに図５を参照すれば、前記プレート部１１０には、前記プレート部１１０の上面の側端部１１０ｃより内部方向（下方）へ凹んだ凹み段差１１０Ｐが形成され得る。また、前記凹み段差１１０Ｐは、前記スライド移動部１２１の少なくとも一部が上部に開放されるように凹んで形成され得る。
即ち、前記凹み段差１１０Ｐは、前記プレート部１１０の側部１１０ａに形成された前記投入部１１１から前記スライド移動部１２１の一部まで凹むように形成され得る。例えば、図４に示したように、前記プレート部１１０の上面の左側端１１０ｄ及び右側端１１０ｃの各々に凹み段差１１０Ｐが形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記プレート部１１０の上面の側端部１１０ｃに形成された凹み段差１１０Ｐは、前記投入部１１１と連通した前記スライド移動部１２１の一部を上部に開放することで、前記ナット１３５の一部を前記スライド移動部１２１の開放された上部から挿入した後、前記ナット１３５を内部方向へ押して前記投入部１１１に容易に挿入することできる。
さらに、前記ナット１３５を前記プレート部１１０の側部１１０ａに形成された前記投入部１１１に単に水平方向のみへ差し込むことは非常に難しいが、このような凹み段差１１０Ｐは、前記ナット１３５を上下方向及び水平方向のいずれの方向へも挿入可能にするので、前記ナット１３５を迅速かつ正確に挿入することができ、製造時間を効果的に短縮することができる。
図６は、本発明の一実施例によるバッテリーパックにおいて、プレート部のスロット部にナットが挿入された様子を分離して概略的に示した一部平面図である。そして、図７は、図５のプレート部の側面を概略的に示した一部側面図である。
図５と共に図６及び図７を参照すれば、前記プレート部１１０の装着部１２５の下面には、支持リブ１２５Ｒが形成され得る。具体的に、前記支持リブ１２５Ｒは、前記ナット１３５の下面を支持するように上向きに突出し得る。即ち、前記支持リブ１２５Ｒが前記ナット１３５の下面を支持することで、前記ナット１３５は、前記装着部１２５の下面と所定の距離を隔てて離隔して位置し得る。
例えば、図５及び図７に示したように、前記プレート部１１０の装着部１２５の下面には、二つの支持リブ１２５Ｒが形成されており、前記二つの支持リブ１２５Ｒは、前記ナット１３５の下面を支持するように上向きに突出し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記支持リブ１２５Ｒは、前記ナット１３５を前記装着部１２５の下面から所定の距離を隔てて離隔させることで、前記ナット１３５に端子ボルト１３１を挿入締結する過程で、前記端子ボルト１３１の丸い棒の下部が前記装着部１２５の下面と衝突することを防止することができ、製品の不良率を効果的に減少させることができる。
また、前記ナット１３５の下面が前記支持リブ１２５Ｒによって上向きに支持される場合、前記ナット１３５の上部の一部が前記装着部１２５の上端天井と対面できる。即ち、前記ナット１３５は、前記装着部１２５の下面の支持リブ１２５Ｒによって上向きに加圧され、前記装着部１２５の下面及び上端天井によって加圧固定され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記支持リブ１２５Ｒは、別の固定部材を用いなくても前記ナット１３５を前記スロット部１２０にスライド移動させるだけで装着して固定することができるので、材料費を節減できると共に、製造が容易になり、製造時間を短縮することができるので、製造効率性を高めることができる。
さらに、前記支持リブ１２５Ｒは、前記ナット１３５がスライド移動する水平方向へ長く延びた形態であり得る。即ち、前記ナット１３５がスライド移動しながら前記支持リブ１２５Ｒの上に安定的に装着できるように前記ナット１３５がスライド移動する水平方向へ長く延びた形態であり得る。
そして、前記装着部１２５の下面には、傾斜部（図５の１２５Ｓ）が形成され得る。具体的に、前記傾斜部１２５Ｓは、その一側が前記支持リブ１２５Ｒと連結され得る。また、前記傾斜部１２５Ｓは、他側から前記支持リブ１２５Ｒが位置した方向へ突出高さが次第に増加するように上向きに突出した形態であり得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記傾斜部１２５Ｓは、前記ナット１３５がスライド移動しながら前記支持リブ１２５Ｒの上に容易に装着されるように前記傾斜部１２５Ｓの上面に沿って前記支持リブ１２５Ｒへ移動できる。これによって、前記ナット１３５をスロット部１２０の装着部１２５に容易に挿入することができる。
図８は、本発明の一実施例によるバッテリーパックにおいて、ナットを分離して概略的に示した斜視図である。
図５と共に図８を参照すれば、前記ナット１３５は、基部１３５Ａ及びリング部１３５Ｂを備え得る。
具体的に、前記基部１３５Ａは、前記ナット１３５の下部構成であって前記スロット部１２０の内部の内下面及び内側面と対面するように位置し得る。即ち、前記基部１３５Ａは、前記ナット１３５が前記スライド移動部１２１に沿ってスライド移動する場合、前記スロット部１２０の内下面及び内側面と対面するように前記スロット部１２０の内部構造と対応する形状に形成され得る。
また、図７及び図８を共に参照すれば、前記スロット部１２０の内部下端１２０ｂの幅が内部上端１２０ａよりも広く構成され得る。即ち、前記スロット部１２０の内部下端１２０ｂの幅が内部上端１２０ａよりも広く構成されることで、前記基部１３５Ａの両側部が前記スロット部１２０の内部下端１２０ｂに挿入された後、前記基部１３５Ａの両側部が上方へ移動することを阻止することができる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記スロット部１２０の内部下端１２０ｂの幅が内部上端１２０ａよりも広く構成されることで、前記ナット１３５が前記スロット部１２０に挿入された後、上方へ離脱することを効果的に防止することができる。
そして、前記基部１３５Ａは、平面視で多角形構造で形成され得る。即ち、前記基部１３５Ａは、前記ナット１３５が前記スロット部１２０の装着部１２５に挿入された後、貫通孔１３５Ｈの中心軸を中心に回転することを防止するように平面視で多角形の構造で形成され得る。
例えば、図８に示したように、前記ナット１３５の基部１３５Ａは、平面視で長方形の構造を有し得る。即ち、前記基部１３５Ａの、平面視で長方形の構造の側面１３５ａは、前記装着部１２５の内面と対面することで、前記ナット１３５が貫通孔１３５Ｈの中心軸を中心に回転することを前記装着部１２５の内面によって阻止することができる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記基部１３５Ａは、前記端子ボルト１３１が前記ナット１３５にねじ線に沿って回転挿入されるうちに、前記ナット１３５が回転することを防止することができ、前記端子ボルト１３１の締結を容易にする。
図６と共に図８をさらに参照すれば、前記リング部１３５Ｂは、前記ナット１３５の上部構成であって、前記基部１３５Ａの上部で上方へ突出して形成され得る。さらに、前記リング部１３５Ｂは、前記基部１３５Ａの平面視による大きさよりも小さい直径を有し得る。そして、前記リング部１３５Ｂの外周１３５Ｓは、前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈの内側面１２５Ｐと接するように形成され得る。即ち、前記リング部１３５Ｂは、前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈに少なくとも一部が露出するように位置し得る。
例えば、図６に示したように、前記ナット１３５のリング部１３５Ｂの一部が前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈの内側面と接するように位置し得る。また、前記ナット１３５のリング部１３５Ｂは、前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈによって外部に露出し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ナット１３５のリング部１３５Ｂは、前記基部１３５Ａの平面視による大きさよりも小さい直径に形成されることで、前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈの外部に露出するように位置し得、前記端子ボルト１３１の挿入を容易にする。
また、図５と共に図６を参照すれば、前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈの内側面には、前記装着部１２５に挿入されたナット１３５が、前記投入部１１１が位置する方向へ移動することを阻止するための、固定突起１２５Ｔが形成され得る。また、前記固定突起１２５Ｔは、前記リング部１３５Ｂの側部を加圧するように突出した形態であり得る。
例えば、図６に示したように、前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈの内側面には、二つの固定突起１２５Ｔが形成され得る。そして、前記二つの固定突起１２５Ｔが前記リング部１３５Ｂの側部を加圧するように突出して形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記固定突起１２５Ｔは、前記ナット１３５が前記装着部１２５に挿入装着された後、前記投入部１１１の方向へスライド移動することを効果的に防止することで、前記ナット１３５挿入の工程性を向上させることができ、前記端子ボルト１３１の締結後、端子ボルト１３１の位置が変更されることを効果的に防止することができる。
図９は、図１のバッテリーパックの一部構成であるパック端子の垂直断面を概略的に示した一部垂直断面図である。
図９を参照すれば、前記基部１３５Ａ及び前記リング部１３５Ｂには、貫通孔１３５Ｈが形成され得る。また、前記貫通孔１３５Ｈは、前記端子ボルト１３１が貫通締結されるように前記端子ボルト１３１の丸い棒１３１ｂの直径と対応する管径を有し得る。さらに、前記貫通孔１３５Ｈの内面には、雌ねじ線１３５ｄが形成され得、前記端子ボルト１３１の丸い棒の外面には雄ねじ線１３１ｃが形成され得る。
さらに、前記リング部１３５Ｂの貫通孔１３５Ｈの上部には、下方へ次第に管径が細くなる面取り構造１３５Ｃが形成され得る。即ち、前記面取り構造１３５Ｃは、前記リング部１３５Ｂの貫通孔１３５Ｈの中心軸方向へ傾いた構造であり得る。例えば、図９に示したように、前記リング部１３５Ｂの貫通孔１３５Ｈの内周には、下方へ次第に管径が細くなる面取り構造１３５Ｃが形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ナット１３５の面取り構造１３５Ｃは、前記端子ボルト１３１の締結をガイドできるだけでなく、前記端子ボルト１３１の位置に応じて、前記ナット１３５の位置を校正するように前記ナット１３５に移動する力を伝達できる。
また、前記装着部１２５の外面と前記ナット１３５の外面との間には、所定の大きさの間隙Ｇが形成され得る。したがって、前記ナット１３５は、前記端子ボルト１３１の位置によって前記間隙Ｇ内で位置移動できる。例えば、図９に示したように、前記ナット１３５が挿入された装着部１２５の内面は、前記ナット１３５の外面と対応する形状を有し、所定の距離だけ離隔して間隙Ｇが形成され得る。
即ち、前記間隙Ｇは、最終的に組み立てられた端子ボルト１３１の設置位置の累積公差を減らすための余分の空間として活用できる。これによって、前記間隙Ｇは、前記端子ボルト１３１の位置を精密に設定できるように形成される。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記スロット部１２０の装着部１２５には、前記ナット１３５の外面と離隔した所定の大きさの間隙Ｇが形成されることで、前記端子ボルト１３１の位置に対する累積公差を効果的に減らすことができる。
また、図７及び図９を参照すれば、前記装着部１２５の下面の一部には、下方へ凹んだ凹部１２５Ｄが形成され得る。具体的に、前記凹部１２５Ｄは、前記貫通孔１３５Ｈと連通し得る。なお、前記凹部１２５Ｄは、前記投入部１１１の開口から前記装着部１２５の下面まで延びた形態であり得る。
また、前記凹部１２５Ｄの凹みの高さＺは、前記ナット１３５の貫通孔１３５Ｈに挿入された端子ボルト１３１の丸い棒１３１ｂの下部が前記装着部１２５の下面に当接しないほどの高さに形成され得る。例えば、図７に示したように、前記スロット部１２０の下面には、二つの支持リブ１２５Ｒの間に下方へ凹んだ凹部１２５Ｄが形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記凹部１２５Ｄは、前記端子ボルト１３１を前記ナット１３５に挿入するとき、前記端子ボルト１３１の下部が前記装着部１２５の下面と衝突することを効果的に防止することができる。
図１０は、図２の電装アセンブリーのＢ´の領域を概略的に示した一部拡大図である。
図４及び図１０を参照すれば、前記電装アセンブリー１００には、前記バスバー１５０を上面に装着するように内部方向へ凹んだバスバー装着溝１１２が形成され得る。
具体的に、前記バスバー装着溝１１２は、前記バスバー１５０を上部から下方へ挿入可能に形成され得る。また、前記バスバー１５０が前記バスバー装着溝１１２に挿入されて外部へ突出しないほどに凹んだ構造を有し得る。さらに、前記バスバー装着溝１１２の外周には、上方へ突出して形成された隔壁１１２Ｓが形成され得る。
例えば、図２及び図１０に示したように、前記プレート部１１０には、二つのバスバー装着溝１１２が形成され得、前記二つのバスバー装着溝１１２の各々には一つのバスバー１５０が取り付けられ得る。前記二つのバスバー装着溝１１２の外周には、上方へ突出した隔壁１１２Ｓが形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記バスバー装着溝１１２は、前記バスバー１５０を容易に取り付けるように凹んだ構造として形成され、取り付けられたバスバー１５０が外部の伝導性物体と接触しないように隔壁１１２Ｓが形成されることによって、前記バスバー１５０を安定的に取り付けることができ、製品の安定性を高めることができる。
また、図６を参照すれば、前記バスバー装着溝１１２の下面は、前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈと連通するように構成され得る。
また、図６と共に図１０を参照すれば、前記バスバー１５０の一端部には、前記モジュール端子１４０が貫通挿入されて接触締結されるように締結ホール（図示せず）が形成され得る。なお、前記バスバー１５０の他端部は、前記バスバー装着溝１１２と前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈと連通した部位に位置され得る。
また、前記バスバー１５０の他端部には、前記端子ボルト１３１が挿入されるように開口した挿入ホールＨ２が形成され得る。さらに、前記バスバー１５０の挿入ホールＨ２の周辺部は、前記ナット１３５と接続し得る。
例えば、図２及び図９に示したように、前記電装アセンブリー１００には、二つのモジュール端子１４０が形成され得、前記二つのモジュール端子１４０の各々と連結されたバスバー１５０が前記プレート部１１０に形成された二つのバスバー１５０の挿入溝に取り付けられている。そして、前記二つのバスバー１５０の各々の一端部は、締結ホール（図示せず）を通して前記二つのモジュール端子１４０と接触し締結でき、前記バスバー１５０の他端部は、前記端子ボルト１３１が挿入されるように開口された挿入ホールＨ２が形成され得る。
また、図９を参照すれば、前記バスバー１５０の挿入ホールＨ２の周辺部の下面は、前記装着部１２５の上部開口１２５Ｈに露出したナット１３５の上面と接続し得る。
さらに、前記バスバー１５０が前記バスバー装着溝１１２に取り付けられた状態で、前記端子ボルト１３１が前記バスバー１５０の挿入ホールＨ２及び前記ナット１３５の貫通孔１３５Ｈに挿入され得る。即ち、前記端子ボルト１３１は、前記プレート部１１０に取り付けられたバスバー１５０を介して前記バッテリーモジュールの複数の二次電池２００と電気的に接続できる。
図２をさらに参照すれば、前記電装アセンブリー１００は、絶縁キャップ１８０をさらに備え得る。また、前記絶縁キャップ１８０は、前記端子ボルト１３１が外部物質との電気的絶縁をなすように前記端子ボルト１３１の外面を囲むように形成され得る。また、前記絶縁キャップ１８０は、前記上部ハウジング１７０の上面に取り付けられて固定される下部キャップ１８２と、前記下部キャップ１８２の上部に取り付けられる上部キャップ１８１と、を含み得る。
一方、前記バッテリーパック３００の幾つかの実施例では、電装アセンブリー１００を一つのみ含む形態を中心にして図示しているが、本発明はこれに限定されず、本発明によるバッテリーパック３００は、二つ以上の電装アセンブリー１００を含み得る。
また、本発明によるバッテリーパック３００は、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に適用可能である。即ち、本発明による自動車は、上述したような本発明によるバッテリーパック３００を含み得る。
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
本発明は、電装アセンブリー及びこれを含むバッテリーパックに関する。また、本発明は、前記バッテリーパックを備えた電子デバイスまたは自動車関連産業に利用可能である。
１００ 電装アセンブリー
１１０ プレート部
１１０Ｐ 凹み段差
１１１ 投入部
１１２ バスバー装着溝
１２０ スロット部
１２１ スライド移動部
１２５ 装着部
１２５Ｄ 凹部
１２５Ｒ 支持リブ
１２５Ｔ 固定突起
１３０ パック端子
１３１ 端子ボルト
１３５ ナット
１３５Ａ 基部
１３５Ｂ リング部
１３５Ｃ 面取り構造
１３５Ｈ 貫通孔
１４０ モジュール端子
１５０ バスバー
１６０ 下部ハウジング
１７０ 上部ハウジング
２００ 二次電池
３００ バッテリーパック
３１０ 電装品
Ｈ２ 挿入ホール

Claims (13)

  1. バッテリーモジュールの上部に配置されるプレート部と、
    前記プレート部の上部に取り付けられる少なくとも一つ以上の電装品と、
    前記プレート部の上部に取り付けられ、外部器機のコネクターと接続するように構成された端子ボルト及び前記端子ボルトと締結されるように構成されたナットを備えたパック端子と、
    前記プレート部の上部に取り付けられ、前記バッテリーモジュールのモジュール端子と前記パック端子とを電気的に接続するように構成された少なくとも一つ以上のバスバーと、
    を含み、
    前記プレート部の側部には、前記ナットを挿入するように開口された投入部が形成され、前記投入部から挿入されたナットを内部の正位置に固定するように構成されたスロット部が形成されたことを特徴とする電装アセンブリー。
  2. 前記スロット部は、
    前記投入部に挿入された前記ナットが内部へスライド移動するように前記投入部から水平方向へ延びた移動空間が形成されたスライド移動部と、
    前記スライド移動部と連通し、前記ナットが装着され、前記端子ボルトが上部から下方へ挿入されるように上部が開放された装着部と、
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電装アセンブリー。
  3. 前記プレート部には、前記スライド移動部の少なくとも一部が上部に開放されるように前記プレート部の上面の側端部から内部方向へ凹んだ凹み段差が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電装アセンブリー。
  4. 前記装着部の下面には、前記ナットの下面を支持するように上向きに突出した支持リブが形成されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の電装アセンブリー。
  5. 前記支持リブは、前記ナットがスライド移動する水平方向へ長く延びた形態であり、
    前記装着部の下面には、前記支持リブと連結され、前記支持リブが位置した方向へ突出高さが次第に増加するように上向きに突出した傾斜部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の電装アセンブリー。
  6. 前記ナットは、
    前記スロット部の内下面及び内側面と対面するように位置した基部と、
    前記基部の平面視による大きさよりも小さい直径を有し、前記基部の上部から上方へ突出して形成されたリング部と、
    を備え、
    前記基部の両側部が挿入されるように前記スロット部の内部下端の幅が内部上端よりも広く構成されたことを特徴とする請求項２に記載の電装アセンブリー。
  7. 前記基部は、平面視で多角形の構造に形成されたことを特徴とする請求項６に記載の電装アセンブリー。
  8. 前記装着部の上部開口の内側面は、前記リング部の外周と接するように形成され、
    前記装着部の上部開口の内側面には、前記リング部の側部を加圧するように突出した固定突起が形成されたことを特徴とする請求項６又は７に記載の電装アセンブリー。
  9. 前記基部及び前記リング部には、前記端子ボルトが貫通するように貫通孔が形成され、
    前記リング部の貫通孔の上部には、下方へ次第に管径が細くなる面取り構造が形成されたことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の電装アセンブリー。
  10. 前記スロット部には、前記貫通孔と連通し、前記装着部の下面の一部が下方へ凹んだ凹部が形成されたことを特徴とする請求項９に記載の電装アセンブリー。
  11. 前記電装アセンブリーには、前記バスバーを上面に装着するように内部方向へ凹んだバスバー装着溝が形成され、前記バスバー装着溝の下面の一部は前記装着部の上部開口と連通していることを特徴とする請求項２から１０のいずれか一項に記載の電装アセンブリー。
  12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の電装アセンブリーと、
    複数の二次電池を備えるバッテリーモジュールと、
    上部が開放された開放部が形成され、前記バッテリーモジュールが内部に配置されるように内部空間が形成された下部ハウジングと、
    前記下部ハウジングの上部開放部を覆い、前記パック端子の一部が外部へ突出するように開口部が形成された上部ハウジングと、
    を含む、バッテリーパック。
  13. 請求項１２に記載のバッテリーパックを備える、自動車。
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