WO2018016817A1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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hole
bracket
coupling
ground
ground hole
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전두성
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삼성에스디아이주식회사
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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
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    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/34—Conductive members located under head of screw
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module.
  • a secondary battery is a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that is not rechargeable.
  • Secondary batteries are used as energy sources for mobile devices, electric vehicles, hybrid cars, electric bicycles, uninterruptible power supplies, etc., and may also be used in the form of a single battery, depending on the type of external devices. It is also used in the form of a module that is electrically connected to the batteries of the unit bundled into a unit.
  • Small mobile devices such as mobile phones can operate for a predetermined time with the output and capacity of a single battery, but if they need to be driven for a long time and high power, such as electric vehicles or hybrid vehicles, which consume a lot of power, they are modular.
  • the output voltage or the output current may be increased according to the number of built-in batteries.
  • One embodiment of the present invention includes a battery module in which electromagnetic noise can be effectively shielded and removed.
  • the battery module of the present invention is the battery module of the present invention.
  • a housing including a plurality of battery packs electrically connected to each other, and a high voltage connector formed on the housing,
  • the high voltage connector is the high voltage connector
  • a terminal block including an electrode through which current is communicated and a shield formed to surround the electrode
  • connection block electrically connected to the shield
  • a bracket interposed between the terminal block and the connection block including a first ground hole for forming an electrical connection with the connection block and a second ground hole for forming an electrical connection with the housing;
  • the second ground hole includes a bracket on which a spiral pattern is formed.
  • the present invention by effectively shielding and removing the electromagnetic noise that may be generated by the high frequency vibration of the charging and discharging current, it is possible to prevent the malfunction of the other electrical equipment by the electromagnetic noise in the driving environment of the battery module.
  • a plurality of electrical appliances are mounted inside an electric vehicle using the battery module as a driving power source, and if a plurality of electrical appliances for driving control of the vehicle cause a malfunction, an accident may occur immediately.
  • FIG. 1 and 2 show perspective views of a battery module according to one preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the high voltage connector shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 and 5 show perspective views of the high voltage connector shown in FIG. 3.
  • FIG. 6A and 6B show perspective views of the front and rear sides of the terminal block shown in FIG. 5, respectively.
  • FIG. 7 shows an enlarged perspective view of part VII of FIG. 5.
  • FIG. 8 is a view for explaining an electrical connection between the first ground hole and the first fastening member.
  • 9 is a view for explaining the electrical connection between the second ground hole and the second fastening member.
  • FIG. 10 is a view showing the arrangement of the ground hole and the coupling hole formed in the inner region and the outer region of the bracket.
  • Fig. 11 shows the arrangement structure of the grounding hole and the coupling hole applicable in another embodiment of the present invention.
  • the battery module of the present invention is the battery module of the present invention.
  • a housing including a plurality of battery packs electrically connected to each other, and a high voltage connector formed on the housing,
  • the high voltage connector is the high voltage connector
  • a terminal block including an electrode through which current is communicated and a shield formed to surround the electrode
  • connection block electrically connected to the shield
  • a bracket interposed between the terminal block and the connection block including a first ground hole for forming an electrical connection with the connection block and a second ground hole for forming an electrical connection with the housing;
  • the second ground hole includes a bracket on which a spiral pattern is formed.
  • the bracket further includes a first coupling hole for forming a mechanical coupling with the connection block, and a second coupling hole for forming a mechanical coupling with the housing.
  • the spiral pattern is not formed in the first and second coupling holes.
  • the first ground hole and the first coupling hole are formed in an inner region of the bracket,
  • the second ground hole and the second coupling hole are formed in an outer region of the bracket.
  • the outer region mediates the engagement of the bracket and the housing.
  • a first fastening member having substantially the same structure may be assembled into the first ground hole and the first coupling hole.
  • a second fastening member having substantially the same structure is assembled to the second ground hole and the second coupling hole.
  • the first fastening member is formed to a larger diameter than the second fastening member.
  • the first and second ground holes are formed at positions facing each other in an inner region and an outer region, respectively.
  • a first coupling hole is further formed in the inner region to form a mechanical coupling with the connection block.
  • the first ground hole is formed at one corner portion of the inner region
  • the first coupling hole is formed in the remaining three corner portions except for the one corner portion.
  • a second coupling hole is further formed in the outer region of the bracket to form a mechanical coupling with the housing.
  • the second ground hole is formed at one corner portion of an outer region facing the first ground hole
  • Second coupling holes are formed in each of the four sides of the outer region.
  • the arrangement of the entire hole including the second ground hole and the second coupling hole is asymmetrical with respect to the centerline of the bracket.
  • the first ground hole is formed in one corner portion of the inner region, and the second ground hole is formed in any one side of the outer region.
  • a second coupling hole is formed in the remaining three sides of the outer region except for the one side.
  • the arrangement of the entire hole including the second ground hole and the second coupling hole is asymmetrical with respect to the centerline of the bracket.
  • the terminal block For example, the terminal block, the terminal block, the terminal block, the terminal block, and
  • the shield extends along the insulation and is electrically connected to the connection block.
  • the shield includes a metal member in the form of a hollow cylinder surrounding the electrode.
  • connection block is electrically connected to the bracket via a first fastening member penetrating the first ground hole
  • the bracket is electrically connected to the housing via a second fastening member passing through the second ground hole.
  • the first fastening member engages with the spiral pattern formed in the first ground hole and forms a screw fastening.
  • the second fastening member engages with the spiral pattern formed in the second ground hole and forms a screw fastening.
  • FIG. 1 and 2 show a battery module according to one preferred embodiment of the present invention.
  • the battery module may include a plurality of battery packs 50 and a housing 10 for accommodating the plurality of battery packs 50.
  • the housing 10 may include first and second housings 11 and 12 coupled in a direction facing each other via a plurality of battery packs 50.
  • the plurality of battery packs 50 may be electrically connected to each other using a bus bar 51, and the plurality of battery packs 50 may be electrically connected to each other in a series / parallel or serial / parallel mixing manner. You can get the output.
  • the battery module may include a high voltage connector 100 exposed to the outside of the housing 10.
  • the high voltage connector 100 may be formed on the first housing 11 forming an upper portion of the housing 10.
  • the battery module may provide driving power of the vehicle, and the high voltage connector 100 may form an output terminal for supplying driving power.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the high voltage connector shown in FIG. 1.
  • 4 and 5 show perspective views of the high voltage connector shown in FIG. 3.
  • 6A and 6B are perspective views of the front and rear sides of the terminal block shown in FIG. 5, respectively.
  • FIG. 7 shows an enlarged perspective view of part VII of FIG. 5. 8 illustrates an electrical connection between the first ground hole and the first fastening member, and
  • FIG. 9 illustrates an electrical connection between the second ground hole and the second fastening member. Is shown.
  • the high voltage connector 100 may correspond to an output terminal for supplying driving power of a vehicle, and the charge and discharge currents output from the high voltage connector 100 are driven through a power converter (not shown) such as an inverter. (Not shown).
  • a power converter such as an inverter.
  • the high voltage connector 100 includes a terminal block 110 including an electrode E through which charge and discharge currents are input and output, and a bracket for mediating coupling between the terminal block 110 and the first housing 11. 120 and a sealing member 140 for sealing between the bracket 120 and the first housing 51.
  • the bracket 120 may form a coupling with the upper terminal block 110 and the lower first housing 11 and mediate the coupling therebetween.
  • the bracket 120 may include an inner area A1 on which the terminal block 110 is seated and an outer area A2 surrounding the inner area A1.
  • the inner area A1 of the bracket 120 may mediate the coupling between the terminal block 110, the bracket 120, and the connection block 150.
  • the inner region A1 of the bracket 120 may mean a portion of the bracket 120 overlapping the terminal block 110 and the connection block 150.
  • the coupling between the bracket 120 and the first housing 11 may be mediated.
  • the outer area A1 of the bracket 120 may mean a portion of the bracket 120 overlapping with the first housing 11.
  • the inner area A1 and the outer area A2 of the bracket 120 may extend in parallel with each other while surrounding the opening 120 ′ at the center of the bracket 120.
  • the inner area A1 and the outer area A2 of the bracket 120 may be formed in a substantially rectangular frame shape with an approximately empty center, and may extend in parallel with each other.
  • the opening 120 ⁇ is formed at the center of the bracket 120, and the terminal block 110 and the connection block 150 disposed on both sides of the bracket 120 ⁇ through the opening 120 ⁇ Can be combined with respect to each other.
  • the terminal block 110 may include first and second electrodes E1 and E2 having different polarities, and may include a shielding portion 115 surrounding the first and second electrodes E1 and E2.
  • the shielding part 115 may be formed in a hollow cylinder shape so as to surround the first and second electrodes E1 and E2, and may be formed of a conductive metal material to block electromagnetic wave noise.
  • the shield 115 may be grounded to a vehicle body of the vehicle, and may transmit electromagnetic noise caused by a high voltage wave to ground, and may prevent malfunction of the electronic device due to electromagnetic noise.
  • the shielding portions 115 may be formed in pairs to surround the first and second electrodes E1 and E2, respectively. The pair of shields 115 may serve to shield electromagnetic noise from the first and second electrodes E1 and E2.
  • the terminal block 110 may further include an insulating part 111 for insulating the first and second electrodes E1 and E2 from the shielding part 115.
  • the insulating part 111 may be formed in the form of a hollow cylinder extending with the first and second electrodes E1 and E2 while surrounding the first and second electrodes E1 and E2.
  • the insulating parts 111 may be formed in pairs to insulate between the first and second electrodes E1 and E2 and the shielding part 115.
  • the insulating part 111 may extend from the terminal block 110 toward the connection block 150 below, and the first and second electrodes E1 and E2 and the shielding part may be formed along the inside and the outside of the insulating part 111. 115 may extend side by side. More specifically, the first and second electrodes E1 and E2 may extend downward in the insulating part 111, and the shielding part 115 may extend downward from the outside of the insulating part 111. have.
  • the insulating part 111 extends in parallel with the first and second electrodes E1 and E2 and the shielding part 115, and the first and second electrodes E1 and E2 and / or the shielding part 115. Can support
  • the insulating part 111 may be fitted into the through hole 150 ′ of the connection block 150.
  • the shielding part 115 and the connecting block 150 outside the insulating part 111 may contact each other and be electrically connected to each other.
  • the shield 115 may be in intimate contact with the periphery of the through hole 150 ′ and may be in conductive contact.
  • the connection block 150 forms a conductive contact with the shield 115 and may receive electromagnetic noise captured by the shield 115.
  • the connection block 150 may include a pair of through holes 150 ′ through which the insulation 111 passes.
  • the insulating part 111 is inserted into the through hole 150 ⁇ of the connection block 150, and the shielding part 115 outside the insulating part 111 and the periphery of the through hole 150 ⁇ contact each other to be shielded.
  • the conductive contact between the unit 115 and the connection block 150 may be made. That is, the shielding part 115 extends toward the connection block 150 along the outside of the insulating part 111, and passes through the through hole 150 ′ of the connection block 150.
  • the conductive contact may be formed, and electromagnetic noise captured by the shield 115 may flow to the connection block 150.
  • connection block 150 may be electrically connected to the bracket 120 through the first fastening member 181 fastened to the inner region A1 of the bracket 120.
  • the first fastening member 181 penetrating the inner region A1 of the bracket 120 may be fastened to the coupling part 155 of the connection block 150.
  • a first ground hole H1 and a first coupling hole C1 are formed in the inner area A1 of the bracket 120, and the first fastening member 181 is fastened to the first ground hole H1. Is coupled to the connection block 150 through the inner region (A1) of the bracket 120, it is possible to electrically connect the bracket 120 and the connection block 150.
  • a spiral pattern may be formed on an inner wall of the first ground hole H1.
  • a spiral pattern on the inner wall of the first ground hole H1
  • the first fastening member 181 and the first ground hole H1 may be screwed to form a sufficient conductive contact.
  • the screw fastening means that the spiral pattern of the first ground hole H1 and the spiral pattern of the first fastening member 181 are engaged with each other to be in close contact with each other, and a sufficient contact area is formed. Can mean.
  • the first fastening member 181 may have sufficient contact with the inner wall of the first ground hole H1 according to the allowable tolerance of the first ground hole H1. It may not form or the contact may be incomplete. However, since the spiral pattern is formed on the inner wall of the first ground hole H1, the protrusions formed in the spiral pattern and the spiral groove of the first fastening member 181 may be engaged with each other to form a sufficient contact area. Close contact with each other can be ensured.
  • the first fastening member 181 forms an electrical connection with the connection block 150.
  • the first fastening member 181 may be fastened to the connection block 150 while forming a tooth pattern with the spiral pattern of the first ground hole H1.
  • electromagnetic noise captured by the shielding unit 115 is accommodated in the bracket 120 through the connection block 150 and the first fastening member 181, and the external area A2 of the bracket 120.
  • the second housing 182 may be exited to the first housing 11 through the second fastening member 182.
  • the first coupling hole C1 is a hole formed so that the first fastening member 181 can simply pass through, and an inner wall of the first coupling hole C1 has a flat surface. Can be formed.
  • the first coupling hole (C1) forms a mechanical coupling between the bracket 120 and the connection block 150, the inner wall of the first coupling hole (C1) is flat without a spiral pattern in consideration of the process convenience It may be formed of cotton.
  • the first fastening member 181 fastened to the first coupling hole C1 and the first fastening member 181 fastened to the first ground hole H1 may have the same structure. .
  • Each of the first fastening members 181 may be fastened to the coupling part 155 of the connection block 150 through the first coupling hole C1 or the first ground hole H1. At this time, in order to fasten the screw with the connection block 150, all of the first fastening member 181 may be formed with a spiral pattern.
  • a second ground hole H2 and a second coupling hole C2 may be formed in the outer area A2 of the bracket 120.
  • a spiral pattern may be formed on an inner wall of the second ground hole H2.
  • the second fastening member 182 and the second ground hole H2 may be screwed to form a sufficient conductive contact.
  • the screw fastening means that the spiral pattern of the second ground hole H2 and the spiral pattern of the second fastening member 182 are engaged with each other to be in close contact with each other to form a sufficient contact area. Can mean.
  • the second fastening member 182 may make sufficient contact with the inner wall of the second ground hole H2 according to the allowable tolerance of the second ground hole H2. It may not form or the contact may be incomplete. However, since the spiral pattern is formed on the inner wall of the second ground hole H2, the protrusions formed in the spiral pattern and the spiral groove of the second fastening member 182 may be engaged with each other to form a sufficient contact area. Close contact with each other can be ensured.
  • the second fastening member 182 forms an electrical connection with the first housing 11.
  • the second fastening member 182 may be fastened to the first housing 11 while forming a tooth pattern with the spiral pattern of the second ground hole H2.
  • the electromagnetic noise captured by the shield 115 is received in the bracket 120 through the connection block 150 and the first fastening member 181, and through the second fastening member 182. It can exit to the first housing 11.
  • the first housing 11 may be formed of a conductive metal material and may be electrically connected to a vehicle body of a vehicle forming ground. Electromagnetic wave noise captured by the shielding unit 115 may flow to the vehicle body of the vehicle via the first housing 11.
  • the second coupling hole C2 is a hole formed so that the second fastening member 182 may simply pass through the second coupling hole C2.
  • the inner wall of the may be formed into a flat surface.
  • the second coupling hole (C2) is for mechanical coupling between the bracket 120 and the first housing 11, the inner wall of the second coupling hole (C2) does not have a spiral pattern in consideration of process convenience It may be formed into a flat surface.
  • the second fastening member 182 fastened to the second coupling hole C2 and the second fastening member 182 fastened to the second ground hole H2 may have the same structure. .
  • Each second fastening member 182 may be fastened to the first housing 11 through the second coupling hole C2 or the second ground hole H2.
  • a spiral pattern may be formed on all of the second fastening members 182 to fasten the screws with the first housing 11.
  • the first and second fastening members 181 and 182 may have different diameters d1 and d2.
  • the first fastening member 181 is connected to the connection block 150 of a relatively small area, and may be formed with a larger diameter d1.
  • the second fastening member 182 is connected to the bracket 120 having a relatively large area, and may be formed with a relatively small diameter d2.
  • the first and second fastening members 181 and 182 provide a ground path for electromagnetic noise, and the first fastening member 181 to be fastened with the connection block 150 having a small capacitance may have a larger diameter d1.
  • the second fastening member 182 fastened to the bracket 120 having a relatively large capacitance may be formed to have a smaller diameter d2.
  • first and second fastening members 181 and 182 are formed with differential diameters d1 and d2, first coupling holes C1 or first ground to which the first and second fastening members 181 and 182 are fastened, respectively.
  • the hole H1 and the second coupling hole C2 or the second ground hole H2 may also have different diameters. That is, the first coupling hole C1 or the first ground hole H1 may be formed with a relatively large diameter, and the second coupling hole C2 or the second ground hole H2 may be formed with a relatively small diameter. have.
  • FIG. 10 is a view showing the arrangement of the ground hole and the coupling hole formed in the inner region and the outer region of the bracket.
  • a first ground hole H1 is formed in the inner region A1 of the bracket 120, and a second ground hole H2 is formed in the outer region A2 of the bracket 120.
  • the inner first ground hole H1 and the outer second ground hole H2 may be formed at positions adjacent to each other.
  • the inner first ground hole H1 forms an electrical connection with the connection block 150
  • the outer second ground hole H2 forms an electrical connection with the first housing 11. It is.
  • the ground path of the electromagnetic wave noise may include a first fastening member 181 fastened to an internal first ground hole H1 and a second fastening member 182 fastened to an external second ground hole H2. It includes.
  • the ground path can be shortened, and the distance between the first and second fastening members 181 and 182 is equal to that of the first ground hole H1 and the external. It may vary depending on the distance between the second ground holes H2.
  • the inner first ground hole H1 and the outer second ground hole H2 may be formed at positions facing each other. As shown in the figure, the inner first ground hole H1 and the outer second ground hole H2 may be formed at positions directly facing each other along the diagonal direction of the bracket 120.
  • first and second ground holes H1 and H2 directly face each other, it may mean that the first and second ground holes H1 and H2 face each other without interposing another member in the middle.
  • first and second fastening members 181 and 182 fastened to the first and second ground holes H1 and H2, respectively, may directly face each other without having a different configuration therebetween.
  • the first ground hole H1 and the first coupling hole C1 are both connected to the connection block 150, and more specifically, to the coupling part 155 of the connection block 150. It can form a mechanical connection.
  • the first ground hole H1 may form an electrical connection while forming a mechanical connection with the connection block 150.
  • the connection block 150 may be formed in a substantially rectangular shape, and in order to balance the connection with the connection block 150, the first ground hole H1 and the first coupling hole C1 may be formed in an inner region ( Each of the four corner portions of A1) may be formed.
  • first ground holes H1 and first coupling holes C1 may be formed at different corners of the inner area A1.
  • Both the second ground hole H2 and the second coupling hole C2 may form a mechanical connection between the bracket 120 and the first housing 11.
  • the second ground hole (H2) and the second coupling hole (C2) are formed to be distributed in different places in the outer area (A2) Can be.
  • At least one second coupling hole C2 is formed at each side of the outer region A2 such that the second coupling hole C2 is concentrated only at one side of the outer region A2 having a substantially rectangular shape, or a space for fastening is not formed at any one side. Can be formed each time.
  • the second ground hole H2 may be formed at a corner portion of the outer area A2 so as to face the first ground hole H1, and the second coupling hole C2 is formed in the outer area A2. It may be formed dispersed in the four sides of the.
  • a sequential fastening operation may be performed along each side of the bracket 120, and a difference in the number of the second coupling holes C2 is determined according to the fastening order. Can occur.
  • a relatively large number of fastenings can be made in the preceding fastening operation, and in a later fastening operation, since the fastening is performed in a stable state which is already temporarily coupled, A relatively small number of second coupling holes C2 may be formed.
  • the arrangement of the entire hole including the second ground hole H2 and the second coupling hole C2 may be asymmetrical with respect to the center line L of the bracket 120.
  • the overall number and arrangement of the second coupling holes C2 and the second ground holes H2 may be determined in consideration of the balance of mechanical fastening.
  • the number or arrangement of the second ground holes H2 forming the electrical connection together with the mechanical coupling may be determined in consideration of the electrical connection. For example, since the second ground hole H2 forms a small current path of electromagnetic noise, only one of the second ground holes H2 may be formed.
  • the first ground hole H1 may be shortened to shorten the path of the electromagnetic noise. It may be formed at a position adjacent to.
  • the second ground hole H2 may be formed at a corner portion of the outer area A2 so as to face the first ground hole H1, and the second coupling hole C2 may provide a balanced fastening.
  • each side portion of the outer region A2 is formed without a space, and the number of second coupling holes C2 formed in each side portion of the outer region A2 may vary according to the front and rear of the fastening operation.
  • Fig. 11 shows the arrangement structure of the grounding hole and the coupling hole applicable in another embodiment of the present invention.
  • first ground hole H1 and the second ground hole H2 are formed in the inner region A1 and the outer region A2 of the bracket 120, respectively.
  • the first and second ground holes H1 and H2 form a ground path of electromagnetic noise, and form an electrical connection between the connection block 150 and the bracket 120, or the bracket 120 and the first and second ground holes H1 and H2. 1 It is possible to form an electrical connection between the housing (11).
  • the first and second ground holes H1 and H2 may form mechanical fastenings in addition to forming ground paths.
  • the first ground hole H1 and the first coupling hole C1 may be formed at four corner portions of the inner area A1 to form a balanced coupling.
  • the second ground hole H2 may be formed at a side portion different from the second coupling hole C2. Fastening of the second ground hole H2 may be preferably performed in a stable state in which temporary coupling between the bracket 120 and the first housing 11 is performed. That is, since all of the other second coupling holes C2 of the outer region A2 are fastened, the second ground holes H2 may be fastened in the state where the three sides of the bracket 120 are temporarily coupled to each other.
  • the sealing member 140 may be prevented from being separated from each other during the fastening of the second ground hole H2. To this end, the second ground hole H2 may be formed at a side different from the other second coupling hole C2 of the outer area A2.
  • the fastening operation for the three sides where the second coupling hole C2 is formed may be performed in advance, and after the fastening operation for the remaining sides where the second ground hole H2 is formed, It can be done by the action.
  • the fastening of the second ground hole (H2) is made in the state that is temporarily coupled by the preceding fastening, the fastening of the second ground hole (H2) can be made stable, through the second ground hole (H2)
  • the electrical connection can be made more robust.
  • the second fastening member 182 fitted into the second ground hole H2 is disposed in a balanced position without being biased to either side in the second ground hole H2, so that the second fastening member 182 is disposed.
  • the conductive contact of the second ground hole (H2) can be made stable.
  • the second ground hole H2 may be disposed on one side of the outer area A2 where final fastening is performed among the four sides of the bracket 120.
  • the total number of holes of the second ground hole (H2) and the second coupling hole (C2) may be differentially arranged according to the front and rear of the fastening operation.
  • only one second ground hole H2 may be disposed on one side of the second ground hole H2 without the second coupling hole C2.
  • the entire hole including the second ground hole H2 and the second coupling hole C2 may be disposed asymmetrically with respect to the center line L of the bracket 120.
  • the present invention can be applied to a battery as an energy source capable of charging and discharging and various devices using the battery as a driving power source.

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Abstract

본 발명에서는 배터리 모듈이 개시된다. 상기 배터리 모듈은, 서로 전기적으로 연결된 다수의 배터리 팩이 수용된 하우징과, 하우징 상에 형성된 고전압 커넥터를 포함하되, 고전압 커넥터는, 전류가 소통되는 전극과, 전극을 둘러싸도록 형성된 차폐부를 포함하는 단자대와, 차폐부와 전기적으로 연결된 연결블록과, 단자대와 연결블록 사이에 개재된 브라켓으로서, 연결블록과의 전기적인 연결을 형성하는 제1 접지 홀과, 하우징과의 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀을 포함하고, 제1, 제2 접지 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있는 브라켓을 포함한다. 본 발명에 의하면, 전자기파 노이즈가 효과적으로 차폐 및 제거될 수 있는 배터리 모듈이 제공된다.

Description

배터리 모듈
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 전기적으로 연결하여 하나의 단위로 묶은 모듈 형태로 사용되기도 한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 모듈 형태가 선호되며, 이러한 모듈 형태에서는 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
최근에는 차량의 구동 전원을 공급하기 위한 차량용 전지의 개발이 활발하게 진행되고 있으나, 이와 함께 주행 제어를 위해 다수의 전장품들이 차량 내부에 탑재되고 있는 실정이므로, 전장품의 구동 오류를 야기할 수 있는 전자기적인 간섭을 차단하기 위한 기술이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 공개특허공보 제2015-0128851호에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 전자기파 노이즈가 효과적으로 차폐 및 제거될 수 있는 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명의 배터리 모듈은,
서로 전기적으로 연결된 다수의 배터리 팩이 수용된 하우징과, 상기 하우징 상에 형성된 고전압 커넥터를 포함하되,
상기 고전압 커넥터는,
전류가 소통되는 전극과, 상기 전극을 둘러싸도록 형성된 차폐부를 포함하는 단자대;
상기 차폐부와 전기적으로 연결된 연결블록; 및
상기 단자대와 연결블록 사이에 개재된 브라켓으로서, 상기 연결블록과의 전기적인 연결을 형성하는 제1 접지 홀과, 상기 하우징과의 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀을 포함하고, 상기 제1, 제2 접지 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있는 브라켓을 포함한다.
본 발명에 의하면, 충, 방전 전류의 고주파 진동에 따라 발생될 수 있는 전자기파 노이즈를 효과적으로 차폐 및 제거함으로써, 배터리 모듈의 구동 환경에서 전자기파 노이즈에 의한 다른 전장품의 오동작을 방지할 수 있다. 특히, 배터리 모듈을 구동 전원으로 하는 전기 자동차 내부에는 다수의 전장품이 탑재되어 있으며, 차량의 운행 제어를 위한 다수의 전장품이 오동작을 일으킬 경우, 곧바로 사고 발생으로 이어질 수 있다. 본 발명에 의하면, 전자기파 노이즈의 효과적인 차폐 및 제거를 위한 접지 경로를 제공하며, 접지 경로를 형성하는 부품 간의 안정적이고 충분한 도전성 접촉을 형성함으로써, 주행 안전성이 향상되는 차량용 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 배터리 모듈의 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 고전압 커넥터의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에는 도 3에 도시된 고전압 커넥터의 사시도가 도시되어 있다.
도 6a 및 도 6b에는 도 5에 도시된 단자대의 전방 및 후방 측의 사시도가 각각 도시되어 있다.
도 7에는 도 5의 VII 부분에 대한 확대 사시도가 도시되어 있다.
도 8에는 제1 접지 홀과 제1 체결 부재 간의 전기적인 연결을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 9에는 제2 접지 홀과 제2 체결 부재 간의 전기적인 연결을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 10에는 브라켓의 내부 영역 및 외부 영역에 형성된 접지 홀 및 결합 홀의 배치를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 11에는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용 가능한 접지 홀 및 결합 홀의 배치 구조가 도시되어 있다.
본 발명의 배터리 모듈은,
서로 전기적으로 연결된 다수의 배터리 팩이 수용된 하우징과, 상기 하우징 상에 형성된 고전압 커넥터를 포함하되,
상기 고전압 커넥터는,
전류가 소통되는 전극과, 상기 전극을 둘러싸도록 형성된 차폐부를 포함하는 단자대;
상기 차폐부와 전기적으로 연결된 연결블록; 및
상기 단자대와 연결블록 사이에 개재된 브라켓으로서, 상기 연결블록과의 전기적인 연결을 형성하는 제1 접지 홀과, 상기 하우징과의 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀을 포함하고, 상기 제1, 제2 접지 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있는 브라켓을 포함한다.
예를 들어, 상기 브라켓은, 상기 연결블록과의 기계적인 결합을 형성하는 제1 결합 홀과, 상기 하우징과의 기계적인 결합을 형성하는 제2 결합 홀을 더 포함하며,
상기 제1, 제2 결합 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있지 않다.
예를 들어, 상기 제1 접지 홀과 제1 결합 홀은 상기 브라켓의 내부 영역에 형성되고,
상기 제2 접지 홀과 제2 결합 홀은 상기 브라켓의 외부 영역에 형성된다.
예를 들어, 상기 내부 영역은, 상기 단자대, 브라켓 및 연결블록의 결합을 매개하고,
상기 외부 영역은, 상기 브라켓 및 하우징의 결합을 매개한다.
예를 들어, 상기 제1 접지 홀과 제1 결합 홀에는 실질적으로 동일한 구조의 제1 체결 부재가 조립되고,
상기 제2 접지 홀과 제2 결합 홀에는 실질적으로 동일한 구조의 제2 체결 부재가 조립된다.
예를 들어, 상기 제1 체결 부재는 제2 체결 부재보다 큰 직경으로 형성된다.
예를 들어, 상기 브라켓은,
상기 브라켓 양편의 단자대와 연결블록 간의 결합을 허용하기 위한 오프닝; 및
상기 오프닝을 둘러싸면서 나란하게 연장되는 내부 영역 및 외부 영역;을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 접지 홀은, 각각 내부 영역 및 외부 영역에서 서로 마주하는 위치에 형성된다.
예를 들어, 상기 내부 영역에는 상기 연결블록과의 기계적인 결합을 형성하는 제1 결합 홀이 더 형성된다.
예를 들어, 상기 제1 접지 홀은, 상기 내부 영역의 일 모서리 부분에 형성되고,
상기 제1 결합 홀은, 상기 일 모서리 부분을 제외한 나머지 3 모서리 부분에 형성된다.
예를 들어, 상기 브라켓의 외부 영역에는 상기 하우징과의 기계적인 결합을 형성하는 제2 결합 홀이 더 형성된다.
예를 들어, 상기 제2 접지 홀은, 상기 제1 접지 홀과 마주하는 외부 영역의 일 모서리 부분에 형성되고,
상기 외부 영역의 4 변부 각각에는 제2 결합 홀이 형성된다.
예를 들어, 상기 제2 접지 홀 및 제2 결합 홀을 포함하는 전체 홀의 배치는, 상기 브라켓의 중심선을 기준으로, 비대칭적이다.
예를 들어, 상기 제1 접지 홀은, 상기 내부 영역 중 어느 일 모서리 부분에 형성되고, 상기 제2 접지 홀은, 상기 외부 영역 중 어느 일 변부에 형성된다.
예를 들어, 상기 외부 영역 중에서 상기 일 변부를 제외한 나머지 3 변부에는 제2 결합 홀이 형성된다.
예를 들어, 상기 제2 접지 홀 및 제2 결합 홀을 포함하는 전체 홀의 배치는, 상기 브라켓의 중심선을 기준으로, 비대칭적이다.
예를 들어, 상기 단자대는,
상기 전극 및 차폐부를 서로로부터 절연하기 위한 절연부를 포함하고,
상기 차폐부는 상기 절연부를 따라 연장되면서, 상기 연결블록과 맞닿아 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 상기 차폐부는 상기 전극을 둘러싸는 중공 실린더 형태의 금속 부재를 포함한다.
예를 들어, 상기 연결블록은 상기 제1 접지 홀을 관통하는 제1 체결 부재를 경유하여 브라켓과 전기적으로 연결되고,
상기 브라켓은 상기 제2 접지 홀을 관통하는 제2 체결 부재를 경유하여 상기 하우징과 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 상기 제1 체결 부재는 제1 접지 홀에 형성된 나선 패턴과 치합을 이루며 나사 체결을 형성하고,
상기 제2 체결 부재는 제2 접지 홀에 형성된 나선 패턴과 치합을 이루며, 나사 체결을 형성한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 배터리 모듈에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 배터리 모듈이 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 상기 배터리 모듈은 다수의 배터리 팩(50)과 다수의 배터리 팩(50)을 수용하기 위한 하우징(10)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(10)은 다수의 배터리 팩(50)을 개재하여 서로 마주하는 방향으로 결합되는 제1, 제2 하우징(11,12)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 배터리 팩(50)은 버스 바(51)를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 다수의 배터리 팩(50)이 직렬/병렬 또는 직병렬 혼합 방식으로 서로 전기적으로 연결되어 요구되는 전기적인 출력을 얻을 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 하우징(10) 외부로 노출되어 있는 고전압 커넥터(100)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고전압 커넥터(100)는 하우징(10) 상부를 형성하는 제1 하우징(11) 위에 형성될 수 있다. 상기 배터리 모듈은 차량의 구동 전원을 제공할 수 있고, 상기 고전압 커넥터(100)는 구동 전원의 공급을 위한 출력 단자를 형성할 수 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 고전압 커넥터의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5에는 도 3에 도시된 고전압 커넥터의 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 6a 및 도 6b에는 도 5에 도시된 단자대의 전방 및 후방 측의 사시도가 각각 도시되어 있다. 도 7에는 도 5의 VII 부분에 대한 확대 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 8에는 제1 접지 홀과 제1 체결 부재 간의 전기적인 연결을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 9에는 제2 접지 홀과 제2 체결 부재 간의 전기적인 연결을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
상기 고전압 커넥터(100)는 차량의 구동 전원을 공급하기 위한 출력 단자에 해당될 수 있고, 고전압 커넥터(100)로부터 출력되는 충, 방전 전류는 인버터와 같은 전력변환장치(미도시)를 통하여 구동모터(미도시)로 입력될 수 있다.
상기 고전압 커넥터(100)는, 충, 방전 전류가 입출력되는 전극(E)을 포함하는 단자대(110)와, 상기 단자대(110)와 제1 하우징(11) 사이에서 이들 간의 결합을 매개하기 위한 브라켓(120)과, 상기 브라켓(120)과 제1 하우징(51) 사이를 밀봉하기 위한 실링 부재(140)를 포함할 수 있다. 상기 브라켓(120)은 상부의 단자대(110) 및 하부의 제1 하우징(11)과 결합을 형성하면서 이들 간의 결합을 매개할 수 있다.
상기 브라켓(120)은 단자대(110)가 안착되는 내부 영역(A1)과 상기 내부 영역(A1)을 둘러싸는 외부 영역(A2)을 포함할 수 있다. 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)에는 제1 체결 부재(181)가 관통하면서, 브라켓(120) 양편으로 형성된 단자대(110) 및 연결블록(150)을 서로 결합시킬 수 있다. 다시 말하면, 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)은, 단자대(110)와, 브라켓(120) 및 연결블록(150) 간의 결합을 매개할 수 있다. 이에, 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)은, 브라켓(120) 중에서 상기 단자대(110) 및 연결블록(150)과 중첩되는 부분을 의미할 수 있다. 상기 브라켓(120)의 외부 영역(A2)에는 제2 체결 부재(182)가 관통하면서, 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 결합을 매개할 수 있다. 이에, 상기 브라켓(120)의 외부 영역(A1)은, 브라켓(120) 중에서 상기 제1 하우징(11)과 중첩되는 부분을 의미할 수 있다.
상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)과 외부 영역(A2)은, 브라켓(120) 중앙의 오프닝(120`)을 둘러싸면서 서로 나란하게 연장될 수 있다. 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)과 외부 영역(A2)은 대략 중앙이 비워진 대략 사각형 틀 형태로 형성될 수 있으며, 서로 나란하게 연장될 수 있다. 한편, 상기 브라켓(120)의 중앙에는 오프닝(120`)이 형성되어 있고, 상기 오프닝(120`)을 통하여 브라켓(120`)의 상하 양편으로 배치된 단자대(110)와 연결블록(150)이 서로에 대해 결합될 수 있다.
상기 단자대(110)는 서로 다른 극성의 제1, 제2 전극(E1,E2)을 포함하고, 상기 제1, 제2 전극(E1,E2) 주변을 둘러싸는 차폐부(115)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐부(115)는, 제1, 제2 전극(E1,E2) 주변을 둘러싸도록 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있고, 도전성 금속 소재로 형성되어 전자기파 노이즈를 차단할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 차폐부(115)는 차량의 차체에 접지될 수 있고, 고전압의 파동에 따라 야기되는 전자기파 노이즈를 접지로 흘려보내고, 전자기파 노이즈에 의한 전장품의 오동작을 방지할 수 있다. 상기 차폐부(115)는 제1, 제2 전극(E1,E2)을 각각 둘러싸도록 쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 차폐부(115)는 제1, 제2 전극(E1,E2)으로부터의 전자기파 노이즈를 차폐하는 역할을 할 수 있다.
도 6b에서 볼 수 있듯이, 상기 단자대(110)는 제1, 제2 전극(E1,E2)과 차폐부(115)를 사이를 절연하기 위한 절연부(111)를 더 포함할 수 있다. 상기 절연부(111)는 제1, 제2 전극(E1,E2)을 둘러싸면서 제1, 제2 전극(E1,E2)과 함께 연장되는 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연부(111)는 각각의 제1, 제2 전극(E1,E2)과 차폐부(115) 사이를 절연하도록 쌍으로 형성될 수 있다.
상기 절연부(111)는 단자대(110)로부터 하방의 연결블록(150)을 향하여 연장될 수 있고, 절연부(111)의 안팎을 따라 제1, 제2 전극(E1,E2) 및 차폐부(115)가 나란하게 연장될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1, 제2 전극(E1,E2)은 절연부(111) 내부에서 하방으로 연장될 수 있고, 상기 차폐부(115)는 절연부(111) 외부에서 하방으로 연장될 수 있다. 상기 절연부(111)는 상기 제1, 제2 전극(E1,E2) 및 차폐부(115)와 함께 나란하게 연장되면서 제1, 제2 전극(E1,E2) 및/또는 차폐부(115)를 지지해줄 수 있다.
도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 절연부(111)는 연결블록(150)의 관통 홀(150`)에 끼워질 수 있다. 상기 절연부(111)가 연결블록(150)의 관통 홀(150`)에 끼워지면서 절연부(111) 외부의 차폐부(115)와 연결블록(150)은 서로 맞닿아 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐부(115)는 관통 홀(150`) 주변과 긴밀한 접촉을 형성하며 도전성 접촉될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 연결블록(150)은 차폐부(115)와의 도전성 접촉을 형성하며 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈를 수용할 수 있다.
상기 연결블록(150)은 절연부(111)가 관통되는 한 쌍의 관통 홀(150`)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 절연부(111)는 연결블록(150)의 관통 홀(150`) 내에 끼워지며, 절연부(111) 외부의 차폐부(115)와 관통 홀(150`) 주변이 서로 맞닿아 차폐부(115)와 연결블록(150) 간의 도전성 접촉이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 차폐부(115)는 절연부(111) 외부를 따라 연결블록(150)을 향하여 연장되며, 연결블록(150)의 관통 홀(150`)을 통과하면서 관통 홀(150`) 주변과 도전성 접촉을 형성할 수 있고, 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈는 연결블록(150)으로 흘러갈 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 8을 함께 참조하면, 상기 연결블록(150)은 브라켓(120)의 내부 영역(A1)에 체결되는 제1 체결 부재(181)를 통하여 브라켓(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)을 관통하는 제1 체결 부재(181)는 연결블록(150)의 결합부(155)에 체결될 수 있다. 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)에는 제1 접지 홀(H1)과 제1 결합 홀(C1)이 형성되어 있고, 상기 제1 접지 홀(H1)에 체결되는 제1 체결 부재(181)는 브라켓(120)의 내부 영역(A1)을 관통하여 연결블록(150)에 결합되면서, 브라켓(120)과 연결블록(150)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
상기 제1 접지 홀(H1)의 내벽에는 나선 패턴이 형성될 수 있다. 상기 제1 접지 홀(H1)의 내벽에 나선 패턴이 형성됨으로써, 제1 접지 홀(H1)을 관통하는 제1 체결 부재(181)와의 전기적인 연결을 확실하게 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 접지 홀(H1)의 내벽에 나선 패턴이 형성됨으로써, 제1 체결 부재(181)와 제1 접지 홀(H1)이 나사 체결되면서 충분한 도전성 접촉을 형성할 수 있다. 여기서, 나사 체결이란, 제1 접지 홀(H1)의 나선 패턴과, 제1 체결 부재(181)의 나선 패턴이 서로 정합되는 형태로 치합을 이루어 서로 긴밀하게 접촉할 수 있고, 충분한 접촉 면적이 형성된다는 것을 의미할 수 있다.
만일 제1 접지 홀(H1)의 내벽이 평탄한 면으로 형성된다면, 제1 접지 홀(H1)의 허용 공차에 따라 제1 체결 부재(181)가 제1 접지 홀(H1)의 내벽과 충분한 접촉을 형성하지 않거나 접촉 상태가 불완전할 수 있다. 그러나, 상기 제1 접지 홀(H1)의 내벽에는 나선 패턴이 형성되어 있으므로, 나선 패턴으로 형성된 돌기들과 제1 체결 부재(181)의 나선 홈이 서로 치합되면서 충분한 접촉 면적을 형성할 수 있고, 서로에 대한 긴밀한 접촉이 확보될 수 있다.
상기 제1 체결 부재(181)는, 연결블록(150)과의 전기적인 연결을 형성한다. 예를 들어, 상기 제1 체결 부재(181)는 제1 접지 홀(H1)의 나선 패턴과 치합을 형성하면서 연결블록(150)에 체결될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈는, 연결블록(150)과 제1 체결 부재(181)를 통하여 브라켓(120)에 수용되며, 브라켓(120)의 외부 영역(A2)에 체결되는 제2 체결 부재(182)를 통하여 제1 하우징(11)으로 빠져나갈 수 있다.
상기 제1 접지 홀(H1)과 달리, 상기 제1 결합 홀(C1)은 제1 체결 부재(181)가 단순히 관통할 수 있도록 형성된 구멍으로, 제1 결합 홀(C1)의 내벽은 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 결합 홀(C1)은 브라켓(120)과 연결블록(150) 간의 기계적인 결합을 형성하며, 공정상의 편이를 고려하여 제1 결합 홀(C1)의 내벽은 나선 패턴이 없는 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 다만, 상기 제1 결합 홀(C1)에 체결되는 제1 체결 부재(181)와, 상기 제1 접지 홀(H1)에 체결되는 제1 체결 부재(181)는, 서로 동일한 구조로 형성될 수 있다. 각각의 제1 체결 부재(181)는, 제1 결합 홀(C1) 또는 제1 접지 홀(H1)을 통하여 연결블록(150)의 결합부(155)에 체결될 수 있다. 이때, 상기 연결블록(150)과의 나사 체결을 위해, 상기 제1 체결 부재(181) 모두에는 나선 패턴이 형성될 수 있다.
도 3 및 도 9를 참조하면, 상기 브라켓(120)의 외부 영역(A2)에는 제2 접지 홀(H2)과 제2 결합 홀(C2)이 형성될 수 있다. 상기 제2 접지 홀(H2)의 내벽에는 나선 패턴이 형성될 수 있다. 상기 제2 접지 홀(H2)의 내벽에 나선 패턴이 형성됨으로써, 제2 접지 홀(H2)을 관통하는 제2 체결 부재(182)와의 전기적인 연결을 확실하게 형성할 수 있다. 즉, 상기 제2 접지 홀(H2)의 내벽에 나선 패턴이 형성됨으로써, 제2 체결 부재(182)와 제2 접지 홀(H2)이 나사 체결되면서 충분한 도전성 접촉을 형성할 수 있다. 여기서, 나사 체결이란, 제2 접지 홀(H2)의 나선 패턴과, 제2 체결 부재(182)의 나선 패턴이 서로 정합되는 형태로 치합을 이루어 서로 긴밀하게 접촉할 수 있고, 충분한 접촉 면적이 형성된다는 것을 의미할 수 있다.
만일 제2 접지 홀(H2)의 내벽이 평탄한 면으로 형성된다면, 제2 접지 홀(H2)의 허용 공차에 따라 제2 체결 부재(182)가 제2 접지 홀(H2)의 내벽과 충분한 접촉을 형성하지 않거나 접촉 상태가 불완전할 수 있다. 그러나, 상기 제2 접지 홀(H2)의 내벽에는 나선 패턴이 형성되어 있으므로, 나선 패턴으로 형성된 돌기들과 제2 체결 부재(182)의 나선 홈이 서로 치합되면서 충분한 접촉 면적을 형성할 수 있고, 서로에 대한 긴밀한 접촉이 확보될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제2 체결 부재(182)는, 제1 하우징(11)과의 전기적인 연결을 형성한다. 예를 들어, 상기 제2 체결 부재(182)는 제2 접지 홀(H2)의 나선 패턴과 치합을 형성하면서 제1 하우징(11)에 체결될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈는 연결블록(150)과 제1 체결 부재(181)를 통하여 브라켓(120)에 수용되며, 제2 체결 부재(182)를 통하여 제1 하우징(11)으로 빠져나갈 수 있다. 상기 제1 하우징(11)은 도전성 금속소재로 형성될 수 있고, 접지를 형성하는 차량의 차체와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈는 제1 하우징(11)을 경유하여 차량의 차체로 흘러갈 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제2 접지 홀(H2)과 달리, 상기 제2 결합 홀(C2)은 제2 체결 부재(182)가 단순히 관통할 수 있도록 형성된 구멍으로, 제2 결합 홀(C2)의 내벽은 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 결합 홀(C2)은 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 기계적인 결합을 위한 것이며, 공정상의 편이를 고려하여 제2 결합 홀(C2)의 내벽은 나선 패턴이 없는 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 다만, 상기 제2 결합 홀(C2)에 체결되는 제2 체결 부재(182)와, 상기 제2 접지 홀(H2)에 체결되는 제2 체결 부재(182)는, 서로 동일한 구조로 형성될 수 있다. 각각의 제2 체결 부재(182)는, 제2 결합 홀(C2) 또는 제2 접지 홀(H2)을 통하여 제1 하우징(11)에 체결될 수 있다. 이때, 상기 제1 하우징(11)과의 나사 체결을 위해, 상기 제2 체결 부재(182) 모두에는 나선 패턴이 형성될 수 있다.
상기 제1, 제2 체결 부재(181,182)는 서로 다른 직경(d1,d2)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 체결 부재(181)는 상대적으로 적은 면적의 연결블록(150)과 연결되는 것으로, 보다 큰 직경(d1)으로 형성될 수 있다. 이에 반하여, 상기 제2 체결 부재(182)는 상대적으로 큰 면적의 브라켓(120)과 연결되는 것으로, 상대적으로 작은 직경(d2)으로 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 체결 부재(181,182)는 전자기파 노이즈의 접지 경로를 제공하는데, 전기 용량이 작은 연결블록(150)과 체결되는 제1 체결 부재(181)는 보다 큰 직경(d1)으로 형성될 수 있고, 전기 용량이 비교적 큰 브라켓(120)과 체결되는 제2 체결 부재(182)는 보다 작은 직경(d2)으로 형성될 수 있다.
제1, 제2 체결 부재(181,182)가 차등적인 직경(d1,d2)으로 형성됨에 따라, 상기 제1, 제2 체결 부재(181,182)가 각각 체결되는 제1 결합 홀(C1, 또는 제1 접지 홀 H1)과 제2 결합 홀(C2, 또는 제2 접지 홀 H2)도 서로 다른 직경으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 결합 홀(C1, 또는 제1 접지 홀 H1)은 상대적으로 큰 직경으로 형성될 수 있고, 제2 결합 홀(C2, 또는 제2 접지 홀 H2)은 상대적으로 작은 직경으로 형성될 수 있다.
도 10에는 브라켓의 내부 영역 및 외부 영역에 형성된 접지 홀 및 결합 홀의 배치를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)에는 제1 접지 홀(H1)이 형성되며, 상기 브라켓(120)의 외부 영역(A2)에는 제2 접지 홀(H2)이 형성되어 있다. 이때, 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2)은 서로 인접한 위치에 형성될 수 있다. 상기 내부의 제1 접지 홀(H1)은 연결블록(150)과의 전기적인 연결을 형성하는 것이고, 상기 외부의 제2 접지 홀(H2)은 제1 하우징(11)과의 전기적인 연결을 형성하는 것이다. 이에, 상기 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2)을 서로 인접한 위치에 형성함으로써, 전자기파 노이즈의 접지 경로를 단축하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 전자기파 노이즈의 접지 경로는, 내부의 제1 접지 홀(H1)에 체결된 제1 체결 부재(181)와 외부의 제2 접지 홀(H2)에 체결된 제2 체결 부재(182)를 포함한다.
상기 제1, 제2 체결 부재(181,182) 간의 거리를 단축시킴으로써, 접지 경로를 단축할 수 있고, 상기 제1, 제2 체결 부재(181,182) 간의 거리는 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2) 간의 거리에 따라 달라질 수 있다. 상기 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2)은 서로 마주하는 위치에 형성될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2)은 브라켓(120)의 대각선 방향을 따라 서로 직접 마주하는 위치에 형성될 수 있다.
여기서, 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)이 서로 직접 마주한다는 것은, 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)이 중간에 다른 부재를 개재하지 않고 서로 마주한다는 것을 의미할 수 있다. 부언하면, 상기 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)에 각각 체결되는 제1, 제2 체결 부재(181,182)는 이들 사이에 다른 구성을 개재하지 않고 서로 직접 마주할 수 있다.
도 3 및 도 10을 함께 참조하면, 상기 제1 접지 홀(H1) 및 제1 결합 홀(C1)은 모두 연결블록(150), 보다 구체적으로, 연결블록(150)의 결합부(155)와의 기계적인 연결을 형성할 수 있다. 부언하면, 상기 제1 접지 홀(H1)은 연결블록(150)과의 기계적인 연결을 형성하면서, 추가적으로 전기적인 연결을 형성할 수 있다. 상기 연결블록(150)은 대략 사각형 형상으로 형성될 수 있고, 상기 연결블록(150)과의 균형적인 결합을 위하여, 상기 제1 접지 홀(H1) 및 제1 결합 홀(C1)은 내부 영역(A1)의 4 모서리 부분에 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 내부 영역(A1)의 서로 다른 모서리 부분에는, 제1 접지 홀(H1) 및 제1 결합 홀(C1)이 형성될 수 있다.
상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)은 모두 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 기계적인 연결을 형성할 수 있다. 이때, 상기 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 균형적인 결합을 위하여, 상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)은 외부 영역(A2)의 서로 다른 개소에 분산 형성될 수 있다.
상기 제2 결합 홀(C2)은 대략 사각형 형태의 외부 영역(A2) 중에서 어느 하나의 변부에만 집중되거나 어느 하나의 변부에서 체결의 공백이 형성되지 않도록 외부 영역(A2)의 각 변부마다에는 적어도 하나 씩 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 접지 홀(H2)은 제1 접지 홀(H1)과 마주하도록 외부 영역(A2)의 모서리 부분에 형성될 수 있고, 상기 제2 결합 홀(C2)은 외부 영역(A2)의 4 변부에 분산 형성될 수 있다.
상기 브라켓(120)과 제1 하우징(11)의 체결 작업에서 브라켓(120)의 각 변부를 따라 순차적인 체결 작업이 이루어질 수 있고, 체결 순서에 따라 제2 결합 홀(C2)의 개수에서 차등이 생길 수 있다. 예를 들어, 체결 작업의 안정성을 위해, 선행적인 체결 작업에서는 상대적으로 많은 체결이 이루어질 수 있고, 후행적인 체결 작업에서는 이미 가-결합되어 있는 안정적인 상태에서 체결이 이루어지므로, 후행 체결이 이루어지는 변부에는 상대적으로 적은 개수의 제2 결합 홀(C2)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)을 포함하는 전체 홀의 배치는 브라켓(120)의 중심선(L)을 기준으로 비대칭적으로 이루어질 수 있다.
제2 결합 홀(C2) 및 제2 접지 홀(H2)의 전체적인 개수 및 배치는 기계적인 체결의 균형을 고려하여 결정될 수 있다. 기계적인 결합과 함께 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀(H2)의 개수나 배치는 전기적인 연결을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 접지 홀(H2)은 전자기파 노이즈의 소전류 패스를 형성하는 것이므로, 하나만 형성될 수 있고, 그 배치에 관해서는 전자기파 노이즈의 패스 단축을 위하여, 제1 접지 홀(H1)과 인접한 위치에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 접지 홀(H2)은 제1 접지 홀(H1)과 마주하도록 외부 영역(A2)의 모서리 부분에 형성될 수 있고, 상기 제2 결합 홀(C2)은 균형적인 체결을 위하여, 외부 영역(A2)의 각 변부에 공백없이 형성되되, 체결 작업의 선후에 따라 외부 영역(A2)의 각 변부에 형성되는 제2 결합 홀(C2)의 개수에는 차등을 둘 수 있다.
도 11에는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용 가능한 접지 홀 및 결합 홀의 배치 구조가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 브라켓(120)의 내부 영역(A1) 및 외부 영역(A2)에는 각각 제1 접지 홀(H1)과 제2 접지 홀(H2)이 형성되어 있다. 상기 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)은 전자기파 노이즈의 접지 경로를 형성하는 것으로, 각각 연결블록(150)과 브라켓(120) 간의 전기적인 연결을 형성하거나, 또는 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 전기적인 연결을 형성할 수 있다.
상기 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)은 접지 경로를 형성하는 것 외에, 기계적인 체결을 형성할 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 접지 홀(H1)과 제1 결합 홀(C1)은 균형적인 결합을 형성하도록, 내부 영역(A1)의 4 모서리 부분에 형성될 수 있다.
상기 제2 접지 홀(H2)은, 제2 결합 홀(C2)과 다른 변부에 형성될 수 있다. 상기 제2 접지 홀(H2)의 체결은, 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 가-결합이 이루어진 안정적인 상태에서 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 외부 영역(A2)의 다른 제2 결합 홀(C2)의 체결이 모두 이루어짐으로써, 브라켓(120)의 3 변부가 가-결합된 상태에서 제2 접지 홀(H2)의 체결이 이루어질 수 있으며, 제2 접지 홀(H2)의 체결 과정에서 실링 부재(140, 도 3)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 상기 제2 접지 홀(H2)은 외부 영역(A2)의 다른 제2 결합 홀(C2)과 다른 변부에 형성될 수 있다.
체결 작업에 관하여, 상기 제2 결합 홀(C2)이 형성되어 있는 3 변부에 대한 체결 작업이 선행적으로 이루어질 수 있고, 제2 접지 홀(H2)이 형성되어 있는 나머지 변부에 대한 체결 작업이 후행적으로 이루어질 수 있다. 이렇게 제2 접지 홀(H2)의 체결이 선행적인 체결에 의해 가-결합된 상태에서 이루어짐으로써, 제2 접지 홀(H2)의 체결이 안정적으로 이루어질 수 있고, 제2 접지 홀(H2)을 통한 전기적인 연결이 보다 견고하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 접지 홀(H2)에 끼워지는 제2 체결 부재(182)가 제2 접지 홀(H2) 내에서 어느 한쪽으로 치우치지 않고 균형적인 위치에 배치되어 제2 체결 부재(182)와 제2 접지 홀(H2)의 도전성 접촉이 안정적으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 접지 홀(H2)은, 브라켓(120)의 4 변부 중에서 최종적인 체결이 이루어지는 외부 영역(A2)의 어느 일 변부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)의 전체 홀 개수는 체결 작업의 선후에 따라 차등적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 접지 홀(H2)이 배치되는 일 변부에는 제2 결합 홀(C2) 없이, 상기 제2 접지 홀(H2)만 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)을 포함하는 전체 홀의 배치는 상기 브라켓(120)의 중심선(L)에 대해 비대칭적으로 이루어질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명은, 충전 및 방전이 가능한 에너지원으로서의 배터리 및 배터리를 구동 전원으로 사용하는 다양한 기기에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 서로 전기적으로 연결된 다수의 배터리 팩이 수용된 하우징과, 상기 하우징 상에 형성된 고전압 커넥터를 포함하되,
    상기 고전압 커넥터는,
    전류가 소통되는 전극과, 상기 전극을 둘러싸도록 형성된 차폐부를 포함하는 단자대;
    상기 차폐부와 전기적으로 연결된 연결블록; 및
    상기 단자대와 연결블록 사이에 개재된 브라켓으로서, 상기 연결블록과의 전기적인 연결을 형성하는 제1 접지 홀과, 상기 하우징과의 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀을 포함하고, 상기 제1, 제2 접지 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있는 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브라켓은, 상기 연결블록과의 기계적인 결합을 형성하는 제1 결합 홀과, 상기 하우징과의 기계적인 결합을 형성하는 제2 결합 홀을 더 포함하며,
    상기 제1, 제2 결합 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 접지 홀과 제1 결합 홀은 상기 브라켓의 내부 영역에 형성되고,
    상기 제2 접지 홀과 제2 결합 홀은 상기 브라켓의 외부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부 영역은, 상기 단자대, 브라켓 및 연결블록의 결합을 매개하고,
    상기 외부 영역은, 상기 브라켓 및 하우징의 결합을 매개하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 접지 홀과 제1 결합 홀에는 실질적으로 동일한 구조의 제1 체결 부재가 조립되고,
    상기 제2 접지 홀과 제2 결합 홀에는 실질적으로 동일한 구조의 제2 체결 부재가 조립되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 체결 부재는 제2 체결 부재보다 큰 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    상기 브라켓 양편의 단자대와 연결블록 간의 결합을 허용하기 위한 오프닝; 및
    상기 오프닝을 둘러싸면서 나란하게 연장되는 내부 영역 및 외부 영역;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1, 제2 접지 홀은, 각각 내부 영역 및 외부 영역에서 서로 마주하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 내부 영역에는 상기 연결블록과의 기계적인 결합을 형성하는 제1 결합 홀이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 접지 홀은, 상기 내부 영역의 일 모서리 부분에 형성되고,
    상기 제1 결합 홀은, 상기 일 모서리 부분을 제외한 나머지 3 모서리 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 브라켓의 외부 영역에는 상기 하우징과의 기계적인 결합을 형성하는 제2 결합 홀이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 접지 홀은, 상기 제1 접지 홀과 마주하는 외부 영역의 일 모서리 부분에 형성되고,
    상기 외부 영역의 4 변부 각각에는 제2 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 접지 홀 및 제2 결합 홀을 포함하는 전체 홀의 배치는, 상기 브라켓의 중심선을 기준으로, 비대칭적인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제1 접지 홀은, 상기 내부 영역 중 어느 일 모서리 부분에 형성되고,
    상기 제2 접지 홀은, 상기 외부 영역 중 어느 일 변부에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 외부 영역 중에서 상기 일 변부를 제외한 나머지 3 변부에는 제2 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 접지 홀 및 제2 결합 홀을 포함하는 전체 홀의 배치는, 상기 브라켓의 중심선을 기준으로, 비대칭적인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 단자대는,
    상기 전극 및 차폐부를 서로로부터 절연하기 위한 절연부를 포함하고,
    상기 차폐부는 상기 절연부를 따라 연장되면서, 상기 연결블록과 맞닿아 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 전극을 둘러싸는 중공 실린더 형태의 금속 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 연결블록은 상기 제1 접지 홀을 관통하는 제1 체결 부재를 경유하여 브라켓과 전기적으로 연결되고,
    상기 브라켓은 상기 제2 접지 홀을 관통하는 제2 체결 부재를 경유하여 상기 하우징과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 체결 부재는 제1 접지 홀에 형성된 나선 패턴과 치합을 이루며 나사 체결을 형성하고,
    상기 제2 체결 부재는 제2 접지 홀에 형성된 나선 패턴과 치합을 이루며, 나사 체결을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
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