KR20200048207A - 연결용 플레이트가 구비된 배터리 - Google Patents

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KR20200048207A
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Abstract

하우징 내부에 배치되는 복수 개의 원통형 배터리셀이 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 배터리에 있어서, 상기 복수 개의 원통형 배터리셀을 전기적으로 연결되도록 복수의 플레이트가 일체로 형성된 연결플레이트;를 포함하고, 상기 연결플레이트는 제1 연결홀이 형성된 제1 플레이트; 금속층으로 형성되고, 상기 제1 연결홀을 통해 상기 복수 개의 원통형 배터리셀 각각과 전기적으로 연결되는 연결부가 형성된 제2 플레이트; 및 상기 절연층으로 형성되고, 상기 연결부의 일부가 노출되도록 제2 연결홀이 형성된 제3 플레이트;가 순차적으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리를 개시하여, 별도의 부품 없이도 원통형 배터리셀을 전기적으로 연결하여 중량 및 원가를 절감하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 배터리를 제공한다.

Description

연결용 플레이트가 구비된 배터리{BATTERY WITH CONNECTION PLATE}
본 발명은 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 내에 전기에너지를 제공하는 원통형 배터리셀로 형성된 배터리에 관한 것이다.
이차전지는 모바일 기기, 보조 전력장치 등에 광범위하게 사용되고 있다. 또한 종래 가솔린 차량이나 디젤 차량이 갖는 대기 오염 등의 각종 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제기된 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그 인 하이브리드 전기자동차 등의 주된 동력원으로서도 주목 받고 있다.
따라서 전기자동차 등에는 복수 개의 배터리셀을 배치시킨 후 이를 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결하여 고전압을 제공하는 고출력 대용량 배터리가 사용된다.
도 1은 종래 원통형 배터리과 플레이트의 연결부를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 배터리는 복수 개의 원통형 배터리셀(1)을 일정하게 배치한 후, 금속으로 형성된 플레이트(3)를 통해 각 원통형 배터리셀(1)이 전기적으로 연결하였다. 이때 각 원통형 배터리셀(1)과 플레이트(3)는 원통형 배터리셀(1)의 일 측과 플레이트(3)에 각각 접촉되는 와이어 리드(4)에 의해 전기적으로 연결된다.
따라서 종래의 배터리는 와이어리드(4)를 별물로 형성하여 원통형 배터리셀(1)과 플레이트(3)에 각각 연결하여 생산에 소요되는 시간 및 작업자의 피로도를 증가시켜 생산성이 저하되는 문제점이 있었다. 또한 원통형 배터리셀(1)의 고정을 위해 사출 형성되는 커버(2)를 더 구비하고, 배터리 용량이 증가할수록 플레이트(3)의 면적과 두께가 증가하면서 배터리 중량 및 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
(특허기술문헌 001) 대한민국 등록특허 제10-1588573호 (2016.01.20 등록)
(특허기술문헌 002) 대한민국 등록특허 제10-1446147호 (2014.09.24 등록)
(특허기술문헌 003) 대한민국 공개특허 제10-2016-0008823호 (2016.01.25 공개)
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 별도의 부품 없이 원통형 배터리셀을 전기적으로 연결하는 동시에, 중량 및 원가를 절감할 수 있는 연결용 플레이트가 구비된 배터리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시 예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 하우징 내부에 배치되는 복수 개의 원통형 배터리셀이 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 배터리에 있어서, 상기 복수 개의 원통형 배터리셀을 전기적으로 연결되도록 복수의 플레이트가 일체로 형성된 연결플레이트;를 포함하고, 상기 연결플레이트는 제1 연결홀이 형성된 제1 플레이트; 금속층으로 형성되고, 상기 제1 연결홀을 통해 상기 복수 개의 원통형 배터리셀 각각과 전기적으로 연결되는 연결부가 형성된 제2 플레이트; 및 상기 절연층으로 형성되고, 상기 연결부의 일부가 노출되도록 제2 연결홀이 형성된 제3 플레이트;가 순차적으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 플레이트는 상기 연결부에 접촉된 상기 원통형 배터리셀에 과전류가 발생되는 경우 단선되는 칩 퓨즈(chip fuse)가 실장될 수 있다.
상기 연결부는 상기 타공부의 내주면에서 미리 정해진 폭을 갖도록 연장 형성되는 단선부와, 상기 단성부의 말단에 상기 원통형 배터리셀의 일 단과 접하도록 형성되는 접촉부를 포함할 수 있으며, 상기 원통형 배터리셀에 과전류가 발생되는 경우, 상기 단선부가 단선될 수 있다.
상기 제3 플레이트는 상기 제2 연결홀의 내주면 일 측에서 연장 형성되어 상기 단선부를 덮도록 제1 연장부가 형성될 수 있다.
상기 제3 플레이트는 상기 제1 연장부의 말 단에서 연장 형성되어 상기 접촉부의 외주면 일부를 덮도록 제2 연장부가 더 형성될 수 있다.
상기 연결플레이트는 상기 하우징 일 측에 결합되는 지지플레이트;를 더 포함할 수 있다.
상기 연결플레이트는 상기 원통형 배터리셀 각각의 양 극에 전기적으로 연결되도록 상기 하우징 양 측에 결합될 수 있다.
상기 복수 개의 원통형 배터리셀과, 상기 연결플레이트로 형성된 배터리 모듈을 복수 개 구비하고, 상기 복수 개의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하는 버스바;를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징 내부에 형성되어 상기 복수 개의 원통형 배터리셀의 배치가 유지되도록 제1 고정홀이 형성된 제1 고정플레이트와, 상기 하우징 일 측에 결합되어 상기 복수 개의 원통형 배터리셀이 고정되도록 제2 고정홀이 형성된 제2 고정플레이트로 형성되는 고정부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 플레이트는 알루미늄으로 형성되고, 상기 제2 플레이트는 구리로 형성될 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
일실시 예에 따른 연결용 플레이트가 구비된 배터리는 연결플레이트만으로 복수 개의 원통형 배터리셀을 전기적으로 연결하여 생산 공정을 축소 하여 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다. 또한 별도의 부품을 사용하지 않아 배터리 자체의 중량을 절감하여 자동차 연비를 향상시키는 효과를 갖는다.
단선부가 퓨즈 역할을 하도록 형성하여 별도의 부품 없이도 과전류 시 배터리에 발생할 수 있는 손상을 최소화하고, 접촉부가 일정 이상의 접촉 면적을 갖도록 형성하여 배터리의 내구성을 향상시키는 효과를 갖는다. 또한 절연층으로 형성되는 제3 플레이트에 제1 연장부 및 제2 연장부를 형성하여 배터리의 조립성 및 내구성 향상 효과를 증대시킨다.
또한 원통형 배터리셀과 연결플레이트를 모듈화하여 범용성을 향상시키고, 설계 변경이 용이하도록 하여 제품 개발 비용을 절감시키는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 배터리의 원통형 배터리셀과 플레이트의 연결부를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시 예의 사시도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 도 2의 Ⅵ-Ⅵ방향의 단면도.
도 5는 도 4의 A부분을 확대 도시한 도면.
도 6은 도 4의 다른 실시예의 단면도.
도 7은 도 2의 분해 사시도.
도 8은 도 2의 모듈의 사시도.
도 9는 도 8의 분해 사시도.
도 10은 도 9의 연결플레이트의 일실시 예의 평면도 및 분해 사시도.
도 11은 도 10의 연결플레이트의 다른 실시 예의 평면도 및 분해 사시도.
도 12는 도 10의 연결부의 확대 평면도.
도 13은 도 11의 연결부의 확대 평면도.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예의 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 도 2의 Ⅵ-Ⅵ방향의 단면도이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대 도시한 도면이며, 도 6은 도 4의 다른 실시예의 단면도이고, 도 7은 도 2의 분해 사시도이다. 도 8은 도 2의 모듈의 사시도이고, 도 9는 도 8의 분해 사시도이며, 도 10은 도 9의 연결플레이트의 일실시 예의 평면도 및 분해 사시도이고, 도 11은 도 10의 연결플레이트의 다른 실시 예의 평면도 및 분해 사시도이며, 도 12는 도 10의 연결부의 확대 평면도이고, 도 11은 도 9의 연결부의 확대 평면도이다.
도 2 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 연결용 플레이트가 구비된 배터리(100)는 하우징(10) 내부에 배치되는 복수 개의 원통형 배터리셀(20)이 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 배터리(100)에 관한 것으로, 상기 복수 개의 원통형 배터리셀(20)을 전기적으로 연결되도록 복수의 플레이트가 일체로 형성된 연결플레이트(30)를 포함하고, 상기 연결플레이트(30)는 제1 연결홀(311)이 형성된 제1 플레이트(31), 금속층으로 형성되고, 상기 제1 연결홀(311)을 통해 상기 복수 개의 원통형 배터리셀(20) 각각과 전기적으로 연결되는 연결부(321)가 형성된 제2 플레이트(32) 및 상기 절연층으로 형성되고, 상기 연결부(321)의 일부가 노출되도록 제2 연결홀(331)이 형성된 제3 플레이트(33)가 순차적으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본원발명의 배터리(100)는 고전압을 제공하기 위하여, 복수 개의 원통형 배터리셀(20)과 연결플레이트(30)로 형성되는 배터리 모듈(M)을 전기적으로 연결하는 버스바(미도시)를 더 포함할 수 있다.
배터리(100)는 자동차 등에 사용되는 것으로, 복수 개의 원통형 배터리셀(20)을 전기적으로 연결하여 고전압을 제공한다. 이때 원통형 배터리셀(20)은 하우징(10) 내부에 배치되는 고정플레이트(40)에 형성된 고정홀(41)에 하나씩 고정되어 일정 패턴을 갖도록 고정된다.
원통형 배터리셀(20)은 몸체가 원통 형상으로 형성되고, 양 측은 서로 다른 전기적 극성을 가지며, 고전압을 제공하도록 복수 개가 연결플레이트(30)에 의해 전기적으로 연결된다. 이때 복수 개의 원통형 배터리셀(20)과 연결플레이트(30)의 조립성 향상을 위해 각 원통형 배터리셀(20)의 일 측은 고정홀(41)에 삽입되어 고정된다.
하우징(10)은 내부공간(11)이 형성되어 원통형 배터리셀(20)을 수용하여 외부로부터 원통형 배터리셀(20)을 보호하며, 연결플레이트(30)가 고정될 수 있도록 하여 배터리(100)의 조립성을 향상시킨다. 따라서 하우징(10)은 일정 이상의 강성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 필요 전압 등 설계에 맞추어 그 크기 및 형상을 다양하게 변경할 수 있다.
이때 하우징(10)에는 원통형 배터리셀(20)의 배치 및 고정을 위한 고정부(40)가 더 형성될 수 있다. 고정부(40)는 복수 개의 원통형 배터리셀(20)의 배치가 유지될 수 있도록 하우징(10)의 내부에 일체로 형성되는 제1 고정플레이트(41)와, 원통형 배터리셀(20)이 고정될 수 있도록 하우징(10)의 일 측에 결합되는 제2 고정플레이트(42)로 형성된다.
제1 고정플레이트(41)는 하우징(10)의 내벽에서 연장 형성되어 작업자가 원통형 배터리셀(20)을 보다 용이하게 배치할 수 있도록 한다. 따라서 제1 고정플레이트(41)에는 각 원통형 배터리셀(20)이 삽입될 수 있도로 배치위치에 맞춰 제1 고정홀(411)이 형성되며, 하우징(10)의 내부공간에서 중간정도의 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한 제1 고정플레이트(41)는 원통형 배터리셀(20)의 삽입 방향을 따라 복수 개의 층으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 층으로 형성되는 경우 차량 운행에 따른 진동 등 외력에 의해 원통형 배터리셀(20)들이 흔들리는 것을 보다 효과적으로 방지한다. 따라서 본원발명은 원통형 배터리셀(20)들 간의 접촉을 방지하고, 각 원통형 배터리셀(20)이 배열된 위치에서 이탈되는 것을 방지하여 안정적으로 전원을 공급한다.
이때 복수 개의 층으로 형성되는 제1 고정플레이트(41)를 서로 이격되어 배치되며, 원통형 배터리셀(20)이 보다 안정적으로 고정될 수 있도록 미리 정하여진 간격만큼 이격되어 각 제1 고정홀(411)에 고정된 각 원통형 배터리셀(20)의 상하측을 모두 고정할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
제2 고정플레이트(42)는 하우징(10)과 별도로 제작되어, 연결플레이트(30)가 배치되는 하우징(10)의 일 측에 먼저 배치되어 원통형 배터리셀(20)을 고정한다. 따라서 제2 고정플레이트(42)에는 제1 고정홀(411)의 위치에 대응하여 제2 고정홀(421)이 형성되며, 하우징(10)의 테두리를 따라 내측으로 끼움 결합되어 본원발명의 배터리(100)의 조립을 보다 용이하게 하는 동시에, 접촉부(3212)와 원통형 배터리셀(20)의 극이 연결을 보다 용이하게 하여 배터리(100)의 생산성 및 품질을 향상시킨다.
또한 연결플레이트(30)가 원통형 배터리셀(20)의 양 극에 전기적으로 연결되도록 하우징(10)의 양 측에 대향하여 결합되는 경우, 제2 고정플레이트(42) 또한 하우징(10)의 대향하는 양 측에 각각 결합된다.
제1,2 고정홀(411,421)은 복수 개의 배터리셀(20)의 배치 위치를 유지하고 고정하기 위해 형성된 것으로, 일정 패턴을 갖도록 서로 이격되어 형성되며, 그 단면의 크기는 원통형 배터리셀(20)의 단면의 크기와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 조립을 용이하게 위하여 원통형 배터리셀(20)의 단면과 약간의 유격을 갖도록 형성되는 것은 이와 동일한 것으로 볼 수 있다.
따라서 본 발명의 일실시 예의 배터리(100)는 고정부(40)를 구비하여, 배터리(100)의 조립성을 향상시키며, 작업자의 피로도를 낮춰 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예의 연결용 플레이트를 구비한 배터리(100)는 복수 개의 원통형 배터리셀(20)과 이와 연결되는 연결플레이트(30)로 형성되는 배터리셀 모듈(M)이 복수 개로 형성되고, 복수 개의 배터리 모듈(M)을 전기적으로 연결하는 버스바(미도시)를 더 포함할 수 있다.
배터리셀 모듈(M)은 구체적으로 복수 개의 원통형 배터리셀(20)과 복수 개의 원통형 배터리셀(20)을 각각과 전기적으로 연결되는 연결플레이트(30)로 형성된다. 이때 원통형 배터리셀(20)의 개수는 설계에 따라 그 수를 달리할 수 있다. 일 예로 본 발명의 일실시 예에서는 9 개의 원통형 배터리셀(20)로 형성되며, 9 개의 원통형 배터리셀(20)은 가로 및 세로 각각 3개씩 배열되는 패턴을 갖는다.
또한 하나의 배터리셀 모듈(M)을 형성하는 원통형 배터리셀(20)은 같은 전기적 극성이 같은 방향으로 배치되도록 형성되어 연결플레이트(30)에 의해 병렬 연결되며, 인접하는 배터리셀 모듈(M)을 구성하는 원통형 배터리셀(20)은 같은 전기적 극성이 서로 다른 방향에 배치되도록 형성되어 버스바에 의해 직렬로 연결되어 고전압을 제공한다.
다만 배터리셀 모듈(M)의 전기적인 연결 방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 연결 방법에 의해 다양한 크기의 전압을 제공할 수 있도록 연결된다.
연결플레이트(30)는 복수 개의 플레이트가 적층되어 형성되고, 원통형 배터리셀(20)의 상측에 배치되어 복수 개의 원통형 배터리셀(20) 각각을 전기적으로 연결한다. 구체적으로 연결플레이트(30)는 제1 연결홀(311)이 형성된 제1 플레이트(31)와, 원통형 배터리셀(20)과 전기적으로 연결되는 제2 플레이트(32)와, 절연층으로 형성되는 제3 플레이트(33)가 순차적으로 적층되어 형성된다.
이때 조립성 향상을 위해, 연결플레이트(30)는 제1,2,3 플레이트(31,32,33)와 연결되는 동시에 하우징 일 측에 결합되는 지지플레이트(34)를 더 포함할 수 있다.
제1 플레이트(31)는 금속층으로 형성되어, 인접하는 배터리셀 모듈(M)이 전기적으로 용이하게 연결한다. 또한 원통형 배터리셀(20)의 고정 위치에 대응하여 연결홀이 형성되어 제2 플레이트(32)와 원통형 배터리셀(20)이 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
제2 플레이트(32)는 금속층의 회로 패턴으로 형성되어 복수 개의 원통형 배터리셀(20)을 각각 전기적으로 연결한다. 따라서 제2 플레이트(32)는 제1 연결홀(311)의 내측으로 돌출되어 연결부(321)가 형성된다.
구체적으로 연결부(321)는 제1 연결홀(311)의 내측으로 돌출 형성되는 단선부(3211)와 단선부(3211)의 말단에서 원통형 배터리셀(20)의 일 단과 접하도록 형성되는 접촉부(3212)로 형성된다. 이때 접촉부(3212)는 원통형 배터리셀(20)과의 일정 이상의 접촉 면적을 갖도록 단선부(3211)보다 넓게 형성된다.
이때 제2 플레이트(32)에는 각 원통형 배터리셀(20)에 과전류가 발생되는 경우, 각 원통형 배터리셀(20)과 전기적으로 연결되는 회로를 단선시키는 칩 퓨즈가 실장되거나, 단선부(3211)를 미리 정해진 폭(a)을 갖도록 형성하여 각 단선부(3211)에 연결된 원통형 배터리셀(20)에 과전류가 발생되는 경우 단선부(3211)가 끊어지도록 형성한다.
구체적으로 단선부(3211)는 각 단선부(3211)의 말 단에 형성된 접촉부(3212)에 연결되는 원통형 배터리셀(20)에 일정 이상의 과전류가 발생되는 경우, 과전류에 의한 열에 의해 녹아 전기적 연결을 차단하는 퓨즈 역할을 한다. 따라서 제2 플레이트(32)는 과전류 시, 배터리(100)에 발생될 수 있는 손상을 최소화하여 배터리(100)의 내구성 및 안전성을 향상시킨다.
따라서 단선부(3211)의 미리 정해진 폭(a)은 원통형 배터리셀(20)의 용량 등을 고려하여 달라질 수 있다. 또한 접촉부(3212)는 원통형 배터리셀(20)과 조립성 향상을 위해 원형으로 형성되는 것이 바람직하며, 레이저 웰딩 또는 초음파 공정에 의해 원통형 배터리셀(20)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 접속부(3212)의 폭은 단선부(3211)의 폭보다 넓게 형성되어 원통형 배터리셀(20)과 보다 안정적으로 전기적 연결된다. 또한 단선부(3211)는 좁은 폭을 갖도록 형성되어, 탄성력이 향상되며, 과전류 발생 시 접속부(3212)보다 쉽게 단선되어 원통형 배터리셀(20)과의 전기적 연결이 차단되도록 한다. 따라서 본원발명의 연결부(321)는 원통형 배터리셀(20)과 접촉부(3212)의 연결을 보다 용이하게 하는 동시에, 단선 시 탄성 복원력에 의해 원통형 배터리셀(20)의 다른 부분과 접촉되는 것을 방지한다.
다시 말해, 본 발명의 배터리(100)는 제1,2 플레이트를 통해 원통형 배터리셀(20)을 직렬 또는 병렬로 연결하여 고전압을 제공한다. 이때 배터리(100)의 중량을 절감하기 위하여 제1 플레이트(31)는 알루미늄을 형성되는 것이 바람직하며, 제2 플레이트(32)는 원통형 배터리셀(20)과 전기적으로 연결되므로 전기전도성이 좋은 구리로 형성되는 것이 바람직하다.
제3 플레이트(33)는 절연층으로 형성되어 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(32)를 보호하고, 주변 부품과의 쇼트 현상 등을 방지한다. 이때 제3 플레이트(33)는 연결부(321)의 위치에 대응하여 제2 연결홀(331)이 형성되어 접촉부(3212)와 원통형 배터리셀(20)의 전기적인 연결을 용이하게 한다.
구체적으로는 제3 플레이트(33)에는 제2 연결홀(331)이 형성되고, 제2 연결홀(331)의 내주면 일 측에서 연장되어 단선부(3211)를 덮도록 제1 연장부(332)가 형성되어 차량 운행에 따른 진동 또는 외력에 의해 단선부(3211)가 단선되는 것을 방지한다.
또한 제1 연장부(332)의 말단에는 접촉부(3212)의 일부를 덮도록 제2 연장부(333)가 더 형성될 수 있다. 이때 제2 연장부(333)는 접촉부(3212)의 외주면을 따라 형성되어 접촉부(3212)와 원통형 배터리셀(20)의 연결을 방해하지 않도록 형성된다.
따라서 제1 연장부(332) 및 제2 연장부(333)에 의해 차량 운행에 따른 지속적인 진동 또는 외력에 의해 단선부(3211)가 단선되거나, 접촉부(3212)가 원통형 배터리셀(20)에서 이탈되는 것을 최소화하여 배터리(100)의 내구성을 향상시키는 효과를 갖는다.
지지플레이트(34)는 제1,2,3 플레이트(31,32,33)의 테두리를 따라 연결되어 하우징(10)과 연결플레이트(30)의 조립성을 향상시킨다. 이때 지지플레이트(34)는 하우징(10)에 볼팅 또는 락킹 등의 구성될 수 있으며, 설계에 맞춰 다양한 구조를 형성될 수 있다.
일 예로 지지플레이트(34)에는 제1 플레이트(31)와 결합 고정되는 결합부(341)가 내주면을 따라 복수 개 형성될 수 있으며, 각 모서리에는 하우징(10) 또는 인접하는 배터리셀 모듈(M)의 지지플레이트(34)와 연결되도록 고정돌기(342)가 더 형성될 수 있다.
따라서 본 발명의 배터리(100)는 연결플레이트(30)를 구비하여 보다 간단한 구조로 복수 개의 원통형 배터리셀(20)을 전기적으로 연결하고, 배터리 모듈(M)의 연결 공정 및 배터리(100) 조립 공정을 간소화하여 생산에 소요되는 원가 및 시간을 절감하여 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다.
이때 본 발명의 배터리(100)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 배터리 모듈(M)을 형성하는 연결플레이트(30)가 1개 또는 2개로 형성될 수 있어 보다 다양한 방법으로 원통형 배터리셀(20)을 전기적으로 연결할 수 있도록 한다. 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 배터리 모듈(M)을 형성하는 연결플레이트(30)가 2개로 형성되는 경우에는, 원통형 배터리셀(20)의 보다 원활한 전기적 연결이 가능하다.
또한 복수 개의 원통형 배터리셀(20)과 연결플레이트(30)로 형성되는 배터리셀 모듈(M)을 통해 다양한 전압을 제공함에 있어서, 보다 용이하게 설계 변경할 수 있도록 하여, 범용성을 향상시켜 제품 개발 비용을 절감하는 효과를 갖는다.
이때 복수 개의 배터리셀 모듈(M)을 포함하는 경우, 인접하는 배터리셀 모듈(M)은 버스바에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 버스바는 하우징(10) 일 측에 설치 고정될 수 있다. 다만 배터리셀 모듈(M)의 전기적 연결은 이에 한정되는 것은 아니며, 전기적으로 연결될 수 있는 다양한 방법에 의해 연결될 수 있다.
본 발명의 배터리(100)는 복수 개의 플레이트를 적층하여 형성되는 연결플레이트(30)를 구비하여 조립성 및 생산성을 향상시키는 효과를 가지므로, 이하 연결플레이트(30)의 생산 방법에 대해 설명하도록 한다.
알루미늄으로 형성되는 제1 플레이트(31)에 원통형 배터리셀(20)의 위치에 대응하여 제1 연결홀(311)을 형성한다. 이때 제1 연결홀(311)은 원통형 배터리셀(20)의 단면의 크기보다 크게 형성되어 제2 플레이트(32)와 원통형 배터리셀(20)의 전기적 연결을 방해하지 않도록 한다.
구리로 형성되는 제2 플레이트(32)는 각 원통형 배터리셀(20)과 전기적으로 연결되는 연결부(321)가 형성되고, 제1 연결홀(311)의 위치에 대응하여 연결부(321)가 위치하도록 제1 플레이트(31) 상측에 적층된다. 따라서 제1 연결홀(311)의 내측으로 연결부(321)가 노출된다.
절연층으로 형성되는 제3 플레이트(33)는 연결부(321)와 원통형 배터리셀(20)의 연결 공정을 위해 연결부(321)의 위치에 대응하여 제2 연결홀(331)이 형성되고, 제2 플레이트(32) 상측에 적층된다. 이때 제2 연결홀(331)은 연결부(321)의 크기보다 작도록 형성되어 제1,2 플레이트를 외부로부터 보호한다.
다시 말해 본 발명의 연결플레이트(30)는 제1,2,3 플레이트를 순차적으로 적층하여 FPC를 형성한다.
지지플레이트(34)는 제1,2,3 플레이트가 순차적으로 적층된 후, 제1 플레이트(31) 상측 테두리를 따라 배치되고, 테두리 내측을 따라 형성된 결합부(341)에 의해 제1 플레이트(31)에 고정되어 연결플레이트(30)를 생산한다.
다만, 상기한 생산 방법은 연결플레이트(30)의 생산 방법의 일실시 예에 해당하며, 다른 실시 예의 경우 제3 플레이트(33) 적층전에 지지플레이트(34)를 제1 플레이트(31)의 일 측에 결합부(341)에 의해 고정 결합한 후, 결합부(341)를 상측으로 덮도록 절연층으로 형성되는 제3 플레이트(33)가 적층될 수 있다.
이때 결합부(341)는 전기전도성을 갖는 물질로 형성되어 인접하는 결합부(341)와 접촉되어 인접하는 배터리셀 모듈(M)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이때 결합부(341) 상측으로 제3 플레이트(33)가 적층되어 외부와의 쇼트 현상 등을 방지한다.
생산된 연결플레이트(30)는 하우징(10) 내부에 배치된 원통형 배터리셀(20)의 상측에 배치 고정되고, 고정된 상태에서 레이저 웰딩 또는 초음차 공정에 의해 연결부(321)가 원통형 배터리셀(20)과 전기적으로 연결된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.
1 원통형 배터리셀
2 커버 3 플레이트 4 와이어리드
100 배터리
10 하우징 11 내부공간 20 원통형 배터리셀
30 연결플레이트 31 제1 플레이트 311 제1 연결홀
32 제2 플레이트 321 연결부 3211 단선부
3212 접촉부 33 제3 플레이트 331 제2 연결홀
332 제1 연장부 333 제2 연장부
34 지지플레이트 341 결합부 342 고정돌기
40 고정부 41 제1 고정플레이트 411 제1 고정홀
42 제2 고정플레이트 421 제2 고정홀
a 미리 정해진 폭 M 배터리셀 모듈

Claims (12)

  1. 하우징 내부에 배치되는 복수 개의 원통형 배터리셀이 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 배터리에 있어서,
    상기 복수 개의 원통형 배터리셀을 전기적으로 연결되도록 복수의 플레이트가 일체로 형성된 연결플레이트;를 포함하고,
    상기 연결플레이트는
    제1 연결홀이 형성된 제1 플레이트;
    금속층으로 형성되고, 상기 제1 연결홀을 통해 상기 복수 개의 원통형 배터리셀 각각과 전기적으로 연결되는 연결부가 형성된 제2 플레이트; 및
    상기 절연층으로 형성되고, 상기 연결부의 일부가 노출되도록 제2 연결홀이 형성된 제3 플레이트;가 순차적으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 플레이트는
    상기 연결부에 접촉된 상기 원통형 배터리셀에 과전류가 발생되는 경우 단선되는 칩 퓨즈(chip fuse)가 실장되는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는
    상기 타공부의 내주면에서 미리 정해진 폭을 갖도록 연장 형성되는 단선부와, 상기 단성부의 말단에 상기 원통형 배터리셀의 일 단과 접하도록 형성되는 접촉부를 포함하여, 상기 원통형 배터리셀에 과전류가 발생되는 경우, 상기 단선부가 단선되는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 플레이트는
    상기 제2 연결홀의 내주면 일 측에서 연장 형성되어 상기 단선부를 덮도록 제1 연장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 플레이트는
    상기 제1 연장부의 말 단에서 연장 형성되어 상기 접촉부의 외주면 일부를 덮도록 제2 연장부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결플레이트는
    상기 하우징 일 측에 결합되는 지지플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결플레이트는
    상기 원통형 배터리셀 각각의 양 극에 전기적으로 연결되도록 상기 하우징 양 측에 결합되는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 원통형 배터리셀과, 상기 연결플레이트로 형성된 배터리 모듈을 복수 개 구비하고, 상기 복수 개의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하는 버스바;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내부에 형성되어 상기 복수 개의 원통형 배터리셀의 배치가 유지되도록 제1 고정홀이 형성된 제1 고정플레이트와, 상기 하우징 일 측에 결합되어 상기 복수 개의 원통형 배터리셀이 고정되도록 제2 고정홀이 형성된 제2 고정플레이트로 형성되는 고정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 플레이트가 구비된 배터리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 고정플레이트는 상기 하우징 내부에서 연장되어 일체로 형성되고, 상기 제2 고정플레이트는 상기 하우징의 일 측에 탈착되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연결 플레이트가 구비된 배터리.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 고정플레이트는 상기 원통형 배터리셀의 삽입 방향으로 따라 복수 개의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연결 플레이틀가 구비된 배터리.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 알루미늄으로 형성되고, 상기 제2 플레이트는 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 연결용 플레이트가 구비된 배터리.
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