WO2014007474A1 - 전지팩 - Google Patents

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WO2014007474A1
WO2014007474A1 PCT/KR2013/005260 KR2013005260W WO2014007474A1 WO 2014007474 A1 WO2014007474 A1 WO 2014007474A1 KR 2013005260 W KR2013005260 W KR 2013005260W WO 2014007474 A1 WO2014007474 A1 WO 2014007474A1
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socket
bus bar
terminal
coupled
flexible bus
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PCT/KR2013/005260
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김상연
이윤녕
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에스케이이노베이션 주식회사
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack including a flexible bus bar capable of electrically connecting electrode terminals of a plurality of battery modules.
  • secondary batteries unlike primary batteries, can be charged and discharged and applied to various fields such as digital cameras, mobile phones, laptops, and hybrid cars, and active research is being conducted.
  • secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-hydrogen batteries, and lithium secondary batteries.
  • nickel-cadmium batteries nickel-metal hydride batteries
  • nickel-hydrogen batteries nickel-hydrogen batteries
  • lithium secondary batteries lithium secondary batteries.
  • many researches on lithium secondary batteries having high energy density and discharge voltage have been conducted and commercialized and widely used.
  • the secondary battery is configured in the form of a battery module in which a plurality of battery cells are stacked due to the necessity of high output and large capacity. Also, the secondary battery is arranged by stacking a plurality of battery modules side by side, and the positive and negative terminals of neighboring battery modules are placed as bus bars. It is composed of one battery pack.
  • the bus bar is formed of a rigid metal plate and through holes are formed at both sides thereof, and thus the positive and negative terminals are inserted into the through holes and tightly coupled by a nut to be protruded to the outside of the battery module. Is connected.
  • the bus bars are formed with through holes formed at both sides thereof, the electrode terminals are inserted, so that the electrode terminals are inserted into the through holes of the bus bars due to dimensional tolerances or assembly tolerances between neighboring battery modules and electrode terminals. There is a difficult problem.
  • a battery pack composed of a plurality of battery modules is installed in a vehicle, etc., and exposed to vibration.
  • both sides of the bus bars are fixed to the electrode terminals, so that the electrode terminals and the bus bars of the battery modules are vulnerable to vibration, thereby causing breakage or fastening.
  • the means are loose and contact failure occurs.
  • an object of the present invention is to easily connect the electrode terminal between the battery module, it is possible to absorb the vibration applied to the electrode terminal and the bus bar breakage and electrical contact It is to provide a battery pack including a flexible bus bar that can prevent defects.
  • the battery pack of the present invention for achieving the above object, a plurality of battery modules are arranged side by side stacked side, the electrode module is formed on one side; A flexible bus bar in which a plurality of thin plates are stacked to form a bent portion at the center thereof, and both sides of which are connected to electrode terminals of neighboring battery modules; And fastening means coupled to the electrode terminals of the battery modules to electrically connect the flexible bus bars to the electrode terminals. It includes.
  • the fastening means a plurality of elastic contact is formed to extend a predetermined distance spaced along the circumferential direction on one side of the cylindrical body, the socket terminal is inserted into the outer side of the electrode terminal protruding to one side of the battery modules in close contact; And a socket coupled to cover the outer side of the socket terminal, and the flexible bus bar coupled to one side thereof.
  • the electrode terminal and the flexible bus bar are electrically connected by the socket terminal and the socket.
  • the socket is a vertical plate is formed on one side of the cylindrical body is formed so as to surround the outer side of the socket terminal, the flexible bus bar is coupled to both sides closely to the vertical plate.
  • the battery module may further include a case coupled to the battery modules to accommodate a socket, a socket terminal, and a flexible bus bar coupled to the electrode terminal, to close the socket and the socket terminal in a direction of inserting the electrode into the electrode terminal.
  • sliding guides and locking jaws are formed on both sides of the partition walls formed in the battery modules, and the case is formed with a sliding groove corresponding to the sliding guide and an elastic hook fixed to the locking jaws.
  • the case has a fixing protrusion protruding on both sides of the inside, the flexible bus bar is formed with a cutout corresponding to the fixing protrusion, the flexible bus bar is fixed tightly by the fixing protrusion.
  • the battery pack of the present invention has an advantage in that it is easy to connect the electrode terminals between the battery modules, and can absorb vibrations applied to the electrode terminals and the bus bars to prevent breakage and electrical contact failure.
  • FIG. 1 and 2 is a partially exploded perspective view and an assembled perspective view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view along the AA 'direction of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 is an exploded perspective view and an assembled perspective view showing a coupling structure of a socket, a socket terminal and a bus bar according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 2.
  • 9 and 10 are an exploded perspective view and an assembled perspective view showing a coupling structure of the battery module and the case according to an embodiment of the present invention.
  • electrode terminal 111 protruding end
  • main body 311 locking projection
  • step 320 vertical plate
  • 1 to 4 is an exploded perspective view, an assembled perspective view and a cross-sectional view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention, the battery module 100 is a plurality of stacked side by side arranged, the electrode terminal 110 is formed on one side;
  • a flexible bus bar 600 having a plurality of thin plates stacked therein, a bent portion 611 formed at a center thereof, and having both sides connected to electrode terminals 110 of the battery modules 100 neighboring each other;
  • fastening means coupled to the electrode terminals 110 of the battery modules 100 to which the flexible bus bar 600 is fixed and electrically connected to the electrode terminals 110. It includes.
  • the battery module 100 is a plurality of battery cells are electrically connected to the electrode terminal 110 protrudes to one side.
  • the electrode terminal 110 may be formed side by side with the positive electrode terminal and the negative electrode spaced apart at a predetermined distance, and may be formed at various positions such as the side surface or the upper surface of the battery module 100 in the longitudinal direction.
  • the plurality of battery modules 100 are arranged side by side in the width direction to arrange the electrode terminals 110 on the front surface in the width direction.
  • the battery modules 100 adjacent to each other are disposed such that the positive terminal of one battery module and the negative terminal of the other battery module are adjacent to each other.
  • the flexible bus bar 600 has a shape in which a plurality of thin plates are stacked to form a U-shaped bent portion 611 at the center thereof, and both sides thereof are connected to the electrode terminals 110 of the battery module 100 neighboring each other.
  • the flexible bus bar 600 may have through holes 610 formed at both sides thereof, such that the positive and negative terminals of the battery modules 100 may be inserted into the through holes 610.
  • the flexible bus bar 600 is formed by stacking a plurality of thin plates and a bent portion 611 is formed at the center thereof, the flexible bus bar 600 is flexible and elastic even though it is formed of a metal material having excellent conductivity, so that the electrode terminals 110 are inserted therethrough. It is possible to increase or decrease the distance between the 610 and to absorb vibration.
  • the fastening means may be coupled to the electrode terminals 110, and the flexible bus bar 600 may be coupled by the fastening means. It is fixed to the electrode terminals 100 and electrically connected.
  • the fastening means may be first coupled to the electrode terminals 110, and then both sides of the flexible bus bar 600 may be coupled to the fastening means.
  • the positive terminal and the negative terminal of the neighboring battery module 100 may be electrically connected by the fastening means and the flexible bus bar 600.
  • the battery pack according to the embodiment of the present invention is easy to connect the electrode terminals between the battery module by a flexible flexible bus bar, even if the dimensional tolerance and assembly tolerance of the battery module is a plurality of stacked arrangement is large, when formed as a battery pack
  • the vibration applied to the electrode terminal and the bus bar can be absorbed, thereby preventing breakage and electrical contact failure.
  • a plurality of elastic contact 220 is formed to extend a predetermined distance apart in the circumferential direction on one side of the cylindrical body 210, the electrode terminal 110 protruding to one side of the battery module (100)
  • a socket terminal 200 inserted into and adhered to the outside of the socket terminal 200;
  • a socket 300 coupled to cover the outer side of the socket terminal 200 to be in close contact, and to which the flexible bus bar 600 is coupled.
  • the electrode terminal 110 and the flexible bus bar 600 may be electrically connected to each other by the socket terminal 200 and the socket 300.
  • the socket terminal 200 is formed with a plurality of elastic contacts 220 on one side of the cylindrical body 210, the elastic contact 220 is formed to be spaced apart a certain distance along the circumferential direction of the body (210).
  • the inner diameter of the cylindrical body 210 may be larger than the outer diameter of the electrode terminal 110 so that the socket terminal 200 may be easily inserted into the outer side of the electrode terminal 110.
  • the elastic contact 220 is formed in a bent or curved form in the direction of the central axis of the cylindrical body 210, the inner diameter formed by the plurality of elastic contact 220 is formed smaller than the outer diameter of the electrode terminal 110. .
  • the elastic contact 220 of the socket terminal 200 is in close contact with the electrode terminal 110.
  • the socket 300 may be inserted into the outer side of the socket terminal 200 to be closely coupled to each other, and may be formed in a cylindrical shape to surround the outer side of the socket terminal 200.
  • both sides of the flexible bus bar 600 are coupled to the socket 300 by welding, and the like, so that the electrode terminal 110 and the flexible bus bar 600 are electrically connected by the socket terminal 200 and the socket 300. Can be connected.
  • the assembly of the socket 300 and the socket terminal 200 is inserted into and coupled to the outside of the electrode terminal 110 in a state in which the socket terminal 200 is inserted into the socket 300 and coupled to each other.
  • the flexible bus bar 600 By inserting and welding the flexible bus bar 600 to the outside of the socket 300, the positive and negative terminals of the two battery modules 100 may be electrically connected by the flexible bus bar 600.
  • the fastening means consisting of the socket terminal 200 and the socket 300 can be fixed to the electrode terminal 110 by a press-fit method, they are integrally combined with the flexible bus bar 600, one battery module It may be coupled in such a way that the positive terminal of the 100 and the negative terminal of the other battery module 100 at the same time.
  • a plurality of battery modules 100 may be stacked, and the positive and negative terminals between adjacent battery modules 100 may be connected to each other by a flexible bus bar 600 to form a battery pack 1000.
  • the positive terminal and the negative terminal of the battery module 100 disposed at the outermost side may be connected by connecting a terminal connected to a power cable of an external device using the socket terminal 200 and the socket 300.
  • the socket terminal 200 is formed with a bent portion 221 in which a portion of the elastic contact 220 is bent toward the center thereof, such that the bent portion 221 of the elastic contact 220 is the electrode terminal 110. It may be in close contact with the outer peripheral surface of the).
  • the electrode terminal 110 has a protruding end 111 formed on an outer circumferential surface thereof, and the socket terminal 200 is inserted into the electrode terminal 110 so that the bent part 221 of the elastic contact 220 is connected to the protruding end 111. Can be combined to engage. Thus, it is possible to prevent the socket terminal 200 from easily coming out in the opposite direction in which the socket terminal 200 is inserted.
  • the socket 300 has a locking projection 311 is formed to protrude on the inner circumferential surface as shown in Figure 6 and 7, the socket terminal 200 is formed with a plurality of coupling holes 211 in the body 210, The locking protrusion 311 may be inserted into and fixed to the coupling hole 211.
  • the socket 300 may have a step 312 formed on an inner circumferential surface of the opposite side of the direction in which the socket 300 is inserted into the electrode terminal 110, and the inner diameter of the step 312 may be an outer diameter of the body 210 of the socket terminal 200. Since the socket terminal 200 is formed to be smaller than the socket terminal 200 in the opposite direction to be inserted, the socket terminal 200 may be pressed into the outer side of the electrode terminal 110.
  • a rotation preventing groove 212 in which the step 312 is inserted and placed may be formed at one side of the body 210 of the socket terminal 200.
  • the socket 300 is a vertical plate 320 is formed on one side of the cylindrical main body 310 is formed so as to wrap around the outer side of the socket terminal 200, the flexible bus bar 600 to the vertical plate 320 It can be tightly coupled. That is, when the vertical plate 320 is formed on one side of the cylindrical body 310 of the socket 300, the flexible bus bar 600 may be closely adhered to the vertical plate 320 and then welded to facilitate coupling and electrical connection. It can be done.
  • the socket terminal 200, the socket 300, and the flexible bus bar 600 which are coupled to the battery modules 100 and coupled to the electrode terminal 110, are accommodated, and the socket terminal 200 and the socket 300 are provided. It may further include a case 500 for close contact in the direction of inserting the electrode terminal. That is, the case 500 is fixed to the battery module 100 as shown in Figure 2 to protect the electrode terminal 110, the socket terminal 200, the socket 300 and the flexible bus bar 600, as shown in FIG.
  • the cover 530 of the case 500 may be contacted in the direction in which the socket terminal 200 and the socket 300 are inserted into the electrode terminal 110 to prevent the cover 530 from being detached.
  • the case 500 has a cover 530 is coupled to the hinge on the open side of the case body 510 is formed to open both sides, the fixing ring 540 is coupled to the cover 530 by a hinge The cover 530 may be closed and the fixing ring 540 may be fixed to the fixing protrusions formed on the case body 510.
  • sliding guides 121 and locking jaws 122 are formed at both sides of the partition wall 120 formed in the battery modules 100, and a sliding groove 511 corresponding to the sliding guide 121 is formed in the case 500.
  • an elastic hook 520 that is caught and fixed to the locking jaw 122. 8 to 10, the sliding guide 121 is inserted along the sliding grooves 511 formed on both sides of the case body 510, so that one side of the case body 510 is in close contact with the battery module 100. In the state is fixed by the elastic hook 520 and the locking jaw 122 is to be configured not to fall back.
  • the partition wall 120 of the battery module 100 may be formed between a pair of electrode terminals 110 formed to be spaced apart a predetermined distance, the sliding guide 121 formed on both sides of the partition wall 120 is the upper side It is formed in a pair so as to be symmetrical to the lower side and can prevent the case body 510 is separated.
  • the partition wall 120 may have a locking step 122 formed between the pair of sliding guides 121 so that the elastic hook 520 is caught.
  • the elastic hook 520 is one side of the elastic plate 521 is fixed to the case 500, the other side of the case 500 is formed extending in the opposite direction coupled to the battery module 100, the case 500 And it is formed longer than the partition wall 120, the protrusion 522 is formed on the elastic plate 521 may be caught and fixed to the locking jaw 122 of the partition wall 120.
  • one side of the elastic plate 521 is coupled to the side of the case body 510, but is coupled to the side close to the battery module 100 and the other side is formed to extend to the opposite side long It is formed longer than the case 500 in the direction, the protrusion 522 is formed on the elastic plate 521.
  • the case 500 has fixed protrusions 512 protruding from both sides thereof, and the flexible bus bar 600 has cutouts 612 corresponding to the fixed protrusions 512 and is formed on the fixed protrusions 512. As a result, the flexible bus bar 600 is tightly fixed.
  • the case 500 is coupled to the battery module 100, and the socket terminal 200, the socket 300, and the flexible bus bar 600 are coupled to each other to be inserted into the outside of the electrode terminals 110.
  • the cutout portion 612 of the flexible bus bar 600 is squeezed while sliding along the fixing protrusion 512, the flexible bus bar 600 is pressurized by the fixing protrusion 512 after being pressed into the battery module 100. It sticks to the side.
  • the fixing bus 512 formed on both sides of the case 500 prevents the flexible bus bar 600, the socket 300, and the socket terminal 200 from being separated in the opposite direction to be inserted into the electrode terminal 110. can do.
  • the fixing protrusion 512 may be formed in a '-shape' on the inner sidewall of the case 500, and the outer side of the bent portion may be inclined or rounded to form a cutout portion 612 of the flexible bus bar 600 when press-fitted. ) May be formed to facilitate sliding.
  • a settled portion 513 is formed on both sides of the flexible bus bar 600 on one open side of the case 500, and fixing protrusions 512 are protruded on both sides of the receiving portion, thereby fixing protrusions 512.
  • the flexible bus bar 600 may be tightly fixed to the settled portion 513.

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Abstract

다수개의 박판이 적층된 형태로 형성되고 중앙에 굴곡부가 형성되며, 전지모듈들의 외측으로 돌출 형성되는 양극단자와 음극단자에 양측이 결합됨으로써, 전지모듈들의 전극단자를 전기적으로 연결할 수 있는 플렉시블 버스바를 포함한 전지팩에 관한 것이다.

Description

전지팩
본 발명은 다수개의 전지모듈들의 전극단자를 전기적으로 연결할 수 있는 플렉시블 버스바를 포함한 전지팩에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드카와 같은 다양한 분야에 적용되며 활발한 연구가 진행중이다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지를 들 수 있다. 그리고 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
그리고 이차전지는 고출력 대용량의 필요성으로 인해 다수개의 전지셀을 적층시킨 전지모듈의 형태로 구성되며, 또한 다수개의 전지모듈을 나란히 적층하여 배열하고 서로 이웃하는 전지모듈의 양극단자와 음극단자를 버스바로 연결하여 하나의 전지팩으로 구성된다.
이때, 버스바는 단단한 금속판으로 형성되고 양측에 관통공이 형성되어, 전지모듈의 외측으로 돌출 형성되는 양극단자와 음극단자가 관통공에 삽입되고 너트로 체결되어 밀착 결합됨으로써 양극단자와 음극단자가 전기적으로 연결된다.
그런데 이와 같은 버스바는 양측에 관통공이 형성되어 전극단자가 삽입되므로, 서로 이웃하는 전지모듈들 및 전극단자들 간의 치수공차 또는 조립공차 등으로 인해 버스바의 관통공에 전극단자들이 삽입되도록 조립하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 다수개의 전지모듈들로 구성되는 전지팩은 차량 등에 설치되어 진동에 노출되는데, 이때 버스바의 양측이 전극단자에 고정되어 전지모듈들의 전극단자 및 버스바가 진동에 취약하므로 파손이 발생하거나 체결수단이 헐거워져 접촉불량이 발생하는 문제점이 있다.
이와 관련된 종래 기술로는 미국등록특허(7458862)인 “Canted coil spring power terminal and sequence connection system”이 개시되어 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
US 7458862 B2 (2008.12.02.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전지모듈간의 전극단자를 연결하기 용이하며, 전극단자 및 버스바에 가해지는 진동을 흡수할 수 있어 파손 및 전기적인 접촉불량을 방지할 수 있는 플렉시블 버스바를 포함한 전지팩을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지팩은, 다수개가 나란히 적층 배열되며, 일측에 전극단자들이 형성되는 전지모듈; 다수개의 박판이 적층되어 중앙에 굴곡부가 형성되고, 서로 이웃하는 전지모듈의 전극단자에 양측이 연결되는 플렉시블 버스바; 및 상기 전지모듈들의 전극단자에 결합되어, 상기 전극단자에 플렉시블 버스바를 고정하며 전기적으로 연결하는 체결수단; 을 포함한다.
또한, 상기 체결수단은, 원통형의 몸체 일측에 원주 방향을 따라 일정거리 이격되도록 다수개의 탄성 접촉자가 연장 형성되며, 전지모듈들의 일측으로 돌출 형성되는 전극단자의 외측에 삽입되어 밀착되는 소켓 터미널; 및 상기 소켓 터미널의 외측을 감싸 밀착되도록 결합되며, 일측에 상기 플렉시블 버스바가 결합되는 소켓; 을 포함하며, 상기 전극단자와 플렉시블 버스바는 상기 소켓 터미널 및 소켓에 의해 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 소켓은 소켓 터미널의 외측을 감싸 밀착되도록 형성되는 원통형의 본체 일측에 수직판이 형성되고, 상기 플렉시블 버스바는 양측이 상기 수직판에 밀착 결합된다.
또한, 상기 전지모듈들에 결합되어 전극단자에 결합된 소켓, 소켓 터미널 및 플렉시블 버스바가 수용되며, 상기 소켓 및 소켓 터미널을 전극단자에 삽입하는 방향으로 밀착시키는 케이스를 더 포함한다.
또한, 상기 전지모듈들에 형성된 격벽의 양측에는 슬라이딩 가이드 및 걸림턱이 형성되고, 상기 케이스에는 상기 슬라이딩 가이드에 대응되는 슬라이딩 홈 및 걸림턱에 걸려 고정되는 탄성 후크가 형성된다.
또한, 상기 케이스는 내부 양측에 고정돌기가 돌출 형성되고, 상기 플렉시블 버스바는 고정돌기에 대응되는 절개부가 형성되어, 상기 고정돌기에 의해 상기 플렉시블 버스바가 밀착 고정된다.
본 발명의 전지팩은, 전지모듈간의 전극단자를 연결하기 용이하며, 전극단자 및 버스바에 가해지는 진동을 흡수할 수 있어 파손 및 전기적인 접촉불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 부분 분해사시도 및 조립사시도.
도 3은 도 2의 AA' 방향 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 사시도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 실시예에 따른 소켓, 소켓 터미널 및 버스바의 결합구조를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 8은 도 2의 BB' 방향 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전지모듈과 케이스의 결합구조를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
[부호의 설명]
1000 : 전지팩
100 : 전지모듈
110 : 전극단자 111 : 돌출단
120 : 격벽 121 : 슬라이딩 가이드
122 : 걸림턱
200 : 소켓 터미널
210 : 몸체 211 : 결합공
212 : 회전 방지홈
220 : 탄성 접촉자 221 : 굴곡부
300 : 소켓
310 : 본체 311 : 걸림돌기
312 : 단턱 320 : 수직판
500 : 케이스
510 : 케이스 본체 511 : 슬라이딩 홈
512 : 고정돌기 513 : 안치부
520 : 탄성 후크 521 : 탄성판
522 : 돌출부
530 : 커버 540 : 고정고리
600 : 플렉시블 버스바
610 : 관통공 611 : 굴곡부
612 : 절개부
본 발명의 실시예에 따른 전지팩을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 분해사시도, 조립사시도 및 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1000)은, 다수개가 나란히 적층 배열되며, 일측에 전극단자(110)들이 형성되는 전지모듈(100); 다수개의 박판이 적층되어 중앙에 굴곡부(611)가 형성되고, 서로 이웃하는 전지모듈(100)의 전극단자(110)에 양측이 연결되는 플렉시블 버스바(600); 및 상기 전지모듈(100)들의 전극단자(110)에 결합되어, 상기 전극단자(110)에 플렉시블 버스바(600)가 고정되며 전기적으로 연결되는 체결수단; 을 포함한다.
우선, 전지모듈(100)은 다수개의 전지셀들이 전기적으로 연결되어 일측으로 전극단자(110)가 돌출 형성된다. 이때, 전극단자(110)는 도 1과 같이 양극단자 및 음극단자가 일정거리 이격되어 나란하게 형성될 수 있으며, 전지모듈(100)의 길이 방향 측면 또는 상면 등 다양한 위치에 형성될 수 있다. 그리고 다수개의 전지모듈(100)들은 폭 방향으로 나란히 적층 배열되어, 폭 방향 전면에 전극단자(110)들이 위치하도록 배열된다. 그리하여 서로 이웃하는 전지모듈(100)은 하나의 전지모듈의 양극단자와 다른 하나의 전지모듈의 음극단자가 인접하도록 배치된다.
그리고 플렉시블 버스바(600)는 다수개의 박판이 적층되는 형태로 형성되어 중앙에 U자형의 굴곡부(611)가 형성되며, 양측이 서로 이웃하는 전지모듈(100)의 전극단자(110)에 연결된다. 이때, 플렉시블 버스바(600)는 양측에 관통공(610)이 형성되어, 전지모듈(100)들의 양극단자와 음극단자가 관통공(610)에 삽입되도록 결합될 수 있다. 또한, 플렉시블 버스바(600)는 다수개의 박판이 적층되어 형성되며 중앙에 굴곡부(611)가 형성되므로, 전도성이 우수한 금속재질로 형성되더라도 유연하고 탄성이 있어 전극단자(110)들이 삽입되는 관통공(610) 사이의 거리를 늘리거나 줄일 수 있으며 진동을 흡수할 수 있다.
여기에서 전지모듈(100)들의 전극단자(110)에 플렉시블 버스바(600)가 결합된 후 전극단자(110)들에 체결수단이 결합될 수 있으며, 체결수단에 의해 플렉시블 버스바(600)는 전극단자(100)들에 고정되어 전기적으로 연결된다. 이때, 체결수단을 전극단자(110)들에 먼저 결합한 후 플렉시블 버스바(600)의 양측을 체결수단에 결합할 수도 있다. 이와 같이 체결수단 및 플렉시블 버스바(600)에 의해 이웃하는 전지모듈(100)의 양극단자와 음극단자가 전기적으로 연결될 수 있다.
그리하여 본 발명의 실시예에 따른 전지팩은, 다수개가 적층 배열되는 전지모듈의 치수공차 및 조립공차가 크더라도 유연한 플렉시블 버스바에 의해 전지모듈간의 전극단자를 연결하기 용이하며, 전지팩으로 형성되었을 때 전극단자 및 버스바에 가해지는 진동을 흡수할 수 있어 파손 및 전기적인 접촉불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 체결수단은, 원통형의 몸체(210) 일측에 원주 방향을 따라 일정거리 이격되도록 다수개의 탄성 접촉자(220)가 연장 형성되며, 전지모듈(100)들의 일측으로 돌출 형성되는 전극단자(110)의 외측에 삽입되어 밀착되는 소켓 터미널(200); 및 소켓 터미널(200)의 외측을 감싸 밀착되도록 결합되며, 일측에 플렉시블 버스바(600)가 결합되는 소켓(300); 을 포함하며, 전극단자(110)와 플렉시블 버스바(600)는 소켓 터미널(200) 및 소켓(300)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 소켓 터미널(200)은 원통형의 몸체(210) 일측에 다수개의 탄성 접촉자(220)가 형성되며, 탄성 접촉자(220)는 몸체(210)의 원주방향을 따라 일정거리 이격되게 형성된다. 원통형의 몸체(210) 내경은 전극단자(110)의 외경보다 크게 형성되어 소켓 터미널(200)이 전극단자(110)의 외측으로 삽입이 용이해질 수 있다. 그리고 탄성 접촉자(220)는 원통형 몸체(210)의 중심축 방향으로 절곡되거나 휘어진 형태로 형성되어, 다수개의 탄성 접촉자(220)들에 의해 형성되는 내경이 전극단자(110)의 외경보다 작게 형성된다. 그리하여 소켓 터미널(200)이 전극단자(110)의 외측에 삽입되어 결합되었을 때, 소켓 터미널(200)의 탄성 접촉자(220)가 전극단자(110)와 밀착된다. 그리고 소켓(300)은 소켓 터미널(200)의 외측에 삽입되어 밀착 결합되며, 소켓 터미널(200)의 외측을 감싸도록 원통형으로 형성될 수 있다. 여기에서 플렉시블 버스바(600)의 양측이 소켓(300)에 용접 등으로 결합되어, 전극단자(110)와 플렉시블 버스바(600)가 상기 소켓 터미널(200) 및 소켓(300)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이 소켓(300)의 내측에 소켓 터미널(200)을 삽입하여 결합한 상태에서 전극단자(110)의 외측으로 소켓(300)과 소켓 터미널(200)의 조립체를 삽입하여 밀착 결합하고, 한 쌍의 소켓(300)의 외측에 플렉시블 버스바(600)를 삽입하여 용접함으로써, 두 개의 전지모듈(100)의 양극단자와 음극단자가 플렉시블 버스바(600)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 소켓 터미널(200) 및 소켓(300)으로 구성되는 체결수단을 이용하여 압입 방식으로 전극단자(110)에 고정될 수 있으므로, 이들을 플렉시블 버스바(600)와 일체형으로 결합하여 하나의 전지모듈(100)의 양극단자와 다른 하나의 전지모듈(100)의 음극단자에 동시에 압입하는 방식으로 결합할 수도 있다.
그리하여 소켓의 내측에 삽입되어 결합되는 소켓 터미널의 탄성 접촉자에 의해 압입 방식으로 전지모듈의 전극단자에 결합될 수 있으므로, 전극단자에 체결수단을 결합하기 위한 별도의 도구가 필요하지 않으며, 전극단자간 연결이 간편한 장점이 있다. 또한, 전극단자와 플렉시블 버스바의 연결을 위한 작업 공정 및 소요 시간을 단축할 수 있고, 분해 및 조립이 간편하여 유지보수가 용이한 장점이 있다. 또한, 너트로 체결하는 방식에서 발생할 수 있는 체결 토크 부족으로 인한 너트 풀림 및 접촉불량 등의 품질문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.
그리고 도 4와 같이 다수개의 전지모듈(100)을 적층하고 서로 이웃하는 전지모듈(100)간의 양극단자와 음극단자를 플렉시블 버스바(600)로 연결하여 전지팩(1000)으로 형성될 수 있으며, 최외곽에 배치되는 전지모듈(100)의 양극단자 및 음극단자에는 소켓 터미널(200)과 소켓(300)을 이용하여 외부기기의 전원용 케이블과 연결되는 터미널을 결합하여 연결할 수 있다.
또한, 소켓 터미널(200)은 도 3과 같이 탄성 접촉자(220)의 길이 방향 일부가 중심을 향해 굴곡된 굴곡부(221)가 형성되어, 탄성 접촉자(220)의 굴곡부(221)가 전극단자(110)의 외주면에 밀착될 수 있다. 그리하여 소켓(300)의 내측에 소켓 터미널(200)이 삽입되어 결합된 상태에서 전극단자(110)의 외측으로 압입되면, 소켓 터미널(200)의 몸체(210) 및 탄성 접촉자(220)의 타측(자유단)은 소켓(300)의 내주면에 밀착되고 굴곡부(221)는 전극단자(110)의 외주면에 밀착되므로, 전기적인 연결이 안정화 될 수 있다. 이때, 전극단자(110)는 외주면에 돌출단(111)이 형성되고, 소켓 터미널(200)이 전극단자(110)에 삽입되어 탄성 접촉자(220)의 굴곡부(221)가 돌출단(111)에 걸리도록 결합될 수 있다. 그리하여 소켓 터미널(200)이 삽입되는 반대 방향으로 쉽게 빠지지 않도록 할 수 있다.
또한, 소켓(300)은 도 6 및 도 7과 같이 내주면에 돌출 형성되는 걸림돌기(311)가 형성되고, 소켓 터미널(200)은 몸체(210)에 다수개의 결합공(211)이 형성되어, 걸림돌기(311)가 결합공(211)에 삽입되어 고정될 수 있다.
또한, 소켓(300)은 전극단자(110)에 삽입되는 방향의 반대측의 내주면에 단턱(312)이 형성될 수 있으며, 단턱(312)의 내경은 소켓 터미널(200)의 몸체(210)의 외경보다 작게 형성되어, 삽입되는 반대 방향으로 소켓 터미널(200)이 밀려나오지 않고 전극단자(110)의 외측에 압입될 수 있다.
또한, 소켓 터미널(200)의 몸체(210) 일측에는 단턱(312)이 삽입되어 안치되는 회전 방지홈(212)이 형성될 수 있다.
또한, 소켓(300)은 소켓 터미널(200)의 외측을 감싸 밀착되도록 형성되는 원통형의 본체(310) 일측에 수직판(320)이 형성되고, 플렉시블 버스바(600)는 수직판(320)에 밀착 결합될 수 있다. 즉, 소켓(300)의 원통형 본체(310) 일측에 수직판(320)을 형성하면, 수직판(320)에 플렉시블 버스바(600)를 밀착시킨 후 용접할 수 있으므로 결합 및 전기적인 연결을 용이하게 할 수 있다.
또한, 전지모듈(100)들에 결합되어 전극단자(110)에 결합된 소켓 터미널(200), 소켓(300) 및 플렉시블 버스바(600)가 수용되며, 소켓 터미널(200)및 소켓(300)을 전극단자에 삽입하는 방향으로 밀착시키는 케이스(500)를 더 포함할 수 있다. 즉, 케이스(500)는 도 2와 같이 전지모듈(100)에 고정되어 전극단자(110), 소켓 터미널(200), 소켓(300) 및 플렉시블 버스바(600)를 보호하며, 도 3과 같이 케이스(500)의 커버(530)가 소켓 터미널(200) 및 소켓(300)을 전극단자(110)에 삽입하는 방향으로 밀착되어 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 케이스(500)는 양측이 개방되게 형성되는 케이스 본체(510)의 개방된 일측에 힌지로 결합되는 커버(530)가 형성되고, 커버(530)에는 고정고리(540)가 힌지로 결합되어, 커버(530)를 닫고 고정고리(540)를 케이스 본체(510)에 형성된 고정돌기에 걸어 고정되도록 할 수 있다.
또한, 전지모듈(100)들에 형성된 격벽(120)의 양측에는 슬라이딩 가이드(121) 및 걸림턱(122)이 형성되고, 케이스(500)에는 슬라이딩 가이드(121)에 대응되는 슬라이딩 홈(511) 및 걸림턱(122)에 걸려 고정되는 탄성 후크(520)가 형성될 수 있다. 이는 도 8 내지 도 10과 같이 케이스 본체(510)의 양쪽 측면에 형성된 슬라이딩 홈(511)을 따라 슬라이딩 가이드(121)가 삽입되어, 케이스 본체(510)의 일측이 전지모듈(100)에 밀착된 상태에서 탄성 후크(520) 및 걸림턱(122)에 의해 고정되어 뒤쪽으로 빠지지 않도록 구성되는 것이다. 이때, 전지모듈(100)의 격벽(120)은 일정거리 이격되어 형성되는 한 쌍의 전극단자(110) 사이에 형성될 수 있으며, 격벽(120)의 양측에 형성되는 슬라이딩 가이드(121)는 상측과 하측에 대칭이 되도록 한 쌍으로 형성되어 케이스 본체(510)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 격벽(120)에는 한 쌍의 슬라이딩 가이드(121) 사이에 걸림턱(122)이 형성되어 탄성 후크(520)가 걸리도록 구성될 수 있다. 그리고 또한, 탄성 후크(520)는 탄성판(521)의 일측이 케이스(500)에 고정되고, 타측은 케이스(500)가 전지모듈(100)에 결합되는 반대 방향으로 연장 형성되어 케이스(500) 및 격벽(120) 보다 길게 형성되며, 상기 탄성판(521)에 돌출부(522)가 형성되어 상기 격벽(120)의 걸림턱(122)에 걸려 고정될 수 있다. 이는 케이스(500)를 분해하기 용이하게 한 것으로, 탄성판(521)의 일측이 케이스 본체(510) 측면에 결합되되 전지모듈(100)에 가까운 쪽에 결합되고 타측은 그 반대측으로 길게 연장 형성되어 길이 방향으로 케이스(500) 보다 길게 형성되며, 탄성판(521)에는 돌출부(522)가 형성되는 것이다.
또한, 케이스(500)는 내부 양측에 고정돌기(512)가 돌출 형성되고, 플렉시블 버스바(600)는 고정돌기(512)에 대응되는 절개부(612)가 형성되어, 고정돌기(512)에 의해 플렉시블 버스바(600)가 밀착 고정된다.
즉, 도 8과 같이 케이스(500)가 전지모듈(100)에 결합된 상태에서 소켓 터미널(200), 소켓(300) 및 플렉시블 버스바(600)를 결합하여 전극단자(110)들의 외측에 삽입할 때, 플렉시블 버스바(600)의 절개부(612)가 고정돌기(512)를 따라 슬라이딩되면서 압입되고, 압입된 후 고정돌기(512)에 의해 플렉시블 버스바(600)가 전지모듈(100) 측으로 밀착된다. 그리하여 케이스(500) 내부 양측에 형성되는 고정돌기(512)에 의해 플렉시블 버스바(600), 소켓(300) 및 소켓 터미널(200)이 전극단자(110)로 삽입되는 반대 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 고정돌기(512)는 케이스(500)의 내측 측벽에 ㄱ자형으로 형성될 수 있고 꺾인 부분의 외측이 경사지거나 라운드형으로 형성되어, 압입될 때 플렉시블 버스바(600)의 절개부(612)가 슬라이딩되기 용이하도록 형성될 수 있다.
또한, 케이스(500)의 개방된 일측에 플렉시블 버스바(600)의 양측이 안치되는 안치부(513)가 형성되고 수용부 내부 양측에는 고정돌기(512)가 돌출 형성되어, 고정돌기(512)에 의해 플렉시블 버스바(600)가 안치부(513)에 밀착 고정될 수도 있다. 그리하여 케이스(500)의 내부에 한 쌍의 소켓 터미널(200), 한 쌍의 소켓(300) 및 플렉시블 버스바(600)를 결합한 상태로 고정한 후 케이스(500)의 커버(530)를 닫고, 케이스(500)를 전지모듈(100) 쪽으로 밀착시켜 전극단자(110)들이 연결되도록 할 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (6)

  1. 다수개가 나란히 적층 배열되며, 일측에 전극단자가 형성되는 전지모듈;
    다수개의 박판이 적층되어 중앙에 굴곡부가 형성되고, 서로 이웃하는 전지모듈의 전극단자에 양측이 연결되는 플렉시블 버스바; 및
    상기 전지모듈들의 전극단자에 결합되어, 상기 전극단자에 플렉시블 버스바를 고정하며 전기적으로 연결하는 체결수단; 을 포함하는 전지팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체결수단은, 원통형의 몸체 일측에 원주 방향을 따라 일정거리 이격되도록 다수개의 탄성 접촉자가 연장 형성되며, 전지모듈들의 일측으로 돌출 형성되는 전극단자의 외측에 삽입되어 밀착되는 소켓 터미널; 및 상기 소켓 터미널의 외측을 감싸 밀착되도록 결합되며, 일측에 상기 플렉시블 버스바가 결합되는 소켓; 을 포함하며,
    상기 전극단자와 플렉시블 버스바는 상기 소켓 터미널 및 소켓에 의해 전기적으로 연결되는 전지팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소켓은 소켓 터미널의 외측을 감싸 밀착되도록 형성되는 원통형의 본체 일측에 수직판이 형성되고, 상기 플렉시블 버스바는 양측이 상기 수직판에 밀착 결합되는 전지팩.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전지모듈들에 결합되어 전극단자에 결합된 소켓, 소켓 터미널 및 플렉시블 버스바가 수용되며, 상기 소켓 및 소켓 터미널을 전극단자에 삽입하는 방향으로 밀착시키는 케이스를 더 포함하는 전지팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전지모듈들에 형성된 격벽의 양측에는 슬라이딩 가이드 및 걸림턱이 형성되고, 상기 케이스에는 상기 슬라이딩 가이드에 대응되는 슬라이딩 홈 및 걸림턱에 걸려 고정되는 탄성 후크가 형성되는 전지팩.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 케이스는 내부 양측에 고정돌기가 돌출 형성되고, 상기 플렉시블 버스바는 고정돌기에 대응되는 절개부가 형성되어, 상기 고정돌기에 의해 상기 플렉시블 버스바가 밀착 고정되는 전지팩.
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