KR20160081016A

KR20160081016A - 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바 및 이를 적용한 친환경 자동차의 배터리 팩

Info

Publication number: KR20160081016A
Application number: KR1020140194054A
Authority: KR
Inventors: 심영훈; 정승룡; 오세영; 류재연
Original assignee: 에이치엘그린파워 주식회사
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-07-08
Anticipated expiration: 2034-12-30
Also published as: KR102385996B1

Abstract

본 발명은 배터리 셀이 과열되는 경우 서로 전기적으로 연결된 배터리 셀간의 연결을 차단하여 과열을 방지하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바 및 이를 적용한 친환경 자동차의 배터리 팩에 관한 것이다.
본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바는, 서로 인접하게 배열된 복수의 배터리 셀의 셀 리드에 연결되어, 배터리 셀들을 전기적으로 연결시키는 부스바에서, 상기 부스바(21,22) 중에서 어느 하나의 부스바(22)는 미리 설정된 온도를 초과하면 파단되면서 서로 인접한 두 배터리 셀(10)을 전기적으로 분리시키고, 상기 부스바를 적용한 친환경 자동차의 배터리 팩에 적용한다.

Description

퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바 및 이를 적용한 친환경 자동차의 배터리 팩{BUSBAR OF BATTERY PACK OF ECO-FRIENDLY VEHICLES HAVING FUSING FUNCTION AND BATTERY PACK OF ECO-FRIENDLY VEHICLES USING THE SAME}

본 발명은 친환경 자동차용 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바 및 이를 적용한 이를 적용한 친환경 자동차의 배터리 팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 배터리 셀이 과열되는 경우 서로 전기적으로 연결된 배터리 셀간의 연결을 차단하여 과열을 방지하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바 및 이를 적용한 친환경 자동차의 배터리 팩에 관한 것이다.

하이브리드 자동차 또는 전기자동차와 같은 친환경 자동차에는 구동모터에 전원을 공급하기 위한 배터리 팩이 탑재된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(100)은 복수의 배터리 셀(110)들이 적층되어 이루어진다. 상기 배터리 셀(110)들은 서로 부스바(121)를 통하여 전기적으로 연결되어 배터리 팩을 구성한다.

이러한 친환경 자동차의 배터리 팩(100)은 통상적으로 고전압으로 충전되어 있기 때문에, 각종 안전장치가 마련되어 있다.

예컨대, 상기 배터리 셀(110)의 수명이 다되었을 때, 상기 배터리 셀(110)은 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생할 수 있는데, 상기 배터리 팩(100)의 일측에 CID(Current Interrupt Device) 구조가 적용되어, 배터리 팩의 배터리 셀에서 스웰링이 발생하면 상기 CID 구조(130)가 작동하여 상기 배터리 셀(110)의 셀 리드(111)를 전기적으로 연결시키는 부스바(121)가 상기 셀 리드(111)로부터 분리되도록 한다.

그러나, 상기와 같은 종래기술에 따르면, 스웰링 현상과 같이, 상기 배터리 셀(110)이 외형적으로 변형되기 전까지는 상기 부스바(121)가 셀 리드(111)와 분리되지 않음으로써, 배터리 셀(110)의 비정상적 현상 발생시, 상기 비정상적인 현상이 지속되는 문제점이 있다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 'ＣＩＤ 구조를 갖는 배터리 시스템 및 그 운영방법'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 1020140012264 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 친환경 자동차의 배터리 팩(1)을 구성하는 배터리 셀의 온도를 감지하여, 상기 배터리 셀이 과열시, 배터리 셀들을 연결하는 부스바가 파단되도록 함으로써, 상기 배터리 셀이 과열되는 것을 방지할 수 있는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바 및 이를 적용한 친환경 자동차의 배터리 팩을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바는, 서로 인접하게 배열된 복수의 배터리 셀의 셀 리드에 연결되어, 상기 배터리 셀들을 전기적으로 연결시키는 부스바에 있어서, 상기 부스바 중에서 어느 하나의 부스바는 미리 설정된 온도를 초과하면 파단되면서 서로 인접한 두 배터리 셀을 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 한다.

상기 부스바는, 상기 셀 리드에 연결되고 서로 이격되게 배치되는 접속부와, 서로 인접한 배터리 셀의 사이에 전단이 삽입되어 상기 배터리 셀의 온도를 상기 부스바로 전달하고, 상기 접속부의 사이에 후단이 위치하는 온도감지부와, 상기 상기 접속부와 상기 온도감지부의 후단을 연결하고, 미리 설정된 온도를 초과하면 파단되는 퓨즈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 퓨즈부는 상기 배터리 셀의 온도가 100℃를 초과하면 파단되는 것을 특징으로 한다.

상기 온도감지부는 전단이 뾰족하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결되어 구성되는 친환경 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 셀들은 적어도 하나 이상의 상기 부스바로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 부스바는 상기 배터리 셀들의 측면에서 끼워지는 부스바 커버에 끼워지는 것을 특징으로 한다.

상기 부스바 커버의 외측에 결합되는 외부커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바 및 이를 적용한 친환경 자동차의 배터리 팩에 따르면, 친환경 자동차의 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀이 과열시, 배터리 셀간을 열결하는 부스바 중 어느 하나의 부스바가 퓨즈작용에 의해 파단되므로, 배터리 셀이 과열되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 퓨즈작용에 의해 파단된 부스바는 교체가 가능하므로, 상기 배터리 셀을 과열시킨 요인이 제거되면, 상기 부스바를 교체함으로써, 본연의 부스바 작용을 할 수 있다.

도 1은 통상적인 친환경 자동차의 배터리 팩을 도시한 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 부스바가 적용된 친환경 자동차의 배터리 팩를 도시한 사시도.
도 3은 종래기술에 따른 친환경 자동차의 배터리 팩에서 CID구조가 적용된 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리 팩을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 친환경 자동차용 배터리 팩에서 부스바 커버가 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바가 부스바 커버에 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 도 6에서 부스바들이 배열된 상태를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바가 부스바 커버에 결합된 상태를 도시한 정면도.
도 9는 본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바를 도시한 평면도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바는, 서로 인접하게 배열된 복수의 배터리 셀들을 전기적으로 연결시키는 부스바(21,22) 중에서 어느 하나의 부스바(22)는 미리 설정된 온도를 초과하면 파단되면서 서로 인접한 두 배터리 셀(10)을 전기적으로 분리시킨다.

친환경 자동차의 배터리 팩(1)을 구성하는 복수의 배터리 셀(10)들이 서로 인접한 상태로 배열되어 있고, 상기 배터리 셀(10)의 단부에 형성된 셀 리드(11)를 부스바(21,22)를 이용하여 전기적으로 연결시킨다.

상기 배터리 셀(10)들은 서로 평행한 상태로 적층되게 배열되고, 서로 전기적으로 연결된다. 상기 배터리 셀(10)들을 전기적으로 연결하기 위해 상기 배터리 셀(10)의 일측에는 셀 리드(11)가 형성되고, 서로 인접한 배터리 셀(10)간의 셀 리드(11)는 부스바(21,22)로 연결한다.

상기 배터리 셀(10)들을 전기적으로 연결하는 복수의 부스바(21,22)중에서, 적어도 하나이상의 부스바(22)가 퓨즈기능, 즉 미리 설정된 온도가 되면 파단되면서 서로 인접한 배터리 셀(10)간의 전기적인 연결을 분리시키는 기능을 갖는다.

한편, 상기 배터리 셀(10)들을 연결시키는 부스바(21,22) 중에서 통상의 부스바를 제1 부스바(21)로하고, 미리 설정된 온도가 되면 파단되는 부스바를 제2 부스바(22)라 하여 설명하기로 한다.

제1 부스바(21)는 통상의 부스바와 마찬가지로 도전성이 우수한 금속재 플레이트에 양측이 각각 서로 인접한 배터리 셀(10)의 셀 리드(11)에 전기적으로 연결된다.

제2 부스바(22)는 상기 인접한 두 배터리 셀(10)을 접속되는 접속부(22a)와, 상기 배터리 셀(10)의 온도를 감지하는 온도감지부(22b)와, 미리 설정된 온도가 되면 파단되는 퓨즈부(22c)를 포함한다.

접속부(22a)는 서로 이격되게 배치되어, 서로 인접한 배터리 셀(10)의 셀 리드(11)에 각각 체결된다.

상기 접속부(22a)는 온도감지부(22b)가 위치하는 부분은 서로 절곡된 상태로 형성됨으로써, 퓨즈부(22c)를 통하여 온도감지부(22b)와 연결이 용이하도록 한다.

상기 온도감지부(22b)는 열전도성이 우수한 금속을 재질로 하여 이루어지고, 서로 인접한 배터리 셀(10)의 사이에 삽입되며, 상기 배터리 셀(10)의 온도를 상기 제2 부스바(22)가 위치한 배터리 셀(10)의 측면으로 전달하는 역할을 한다.

상기 온도감지부(22b)는 그 전단이 상기 배터리 셀(10)의 사이로 삽입되고, 후단은 상기 배터리 셀(10)의 측면으로 노출되어, 상기 접속부(22a)의 사이에 위치한다. 상기 온도감지부(22b)의 전단은 상기 배터리 셀(10)이 내부에 위치하고, 후단은 상기 배터리 셀(10)의 외부에 위치함으로써, 상기 배터리 셀(10)의 온도를 상기 제2 부스바(22)로 전달되도록 한다.

상기 온도감지부(22b)는 상기 배터리 셀(10)의 사이로 삽입이 용이하도록 전단이 뾰족하게 형성되는 것이 바람직하다.

퓨즈부(22c)는 상기 접속부(22a)와 상기 온도감지부(22b)를 연결시킨다. 상기 퓨즈부(22c)는 전기전도도는 우수하되, 녹는점이 낮도록 제작하여 미리 설정된 온도 이상에서는 파단되도록 한다. 상기 접속부(22a)는 서로 이격된 상태로 배치되고, 상기 온도감지부(22b)도 상기 접속부(22a)의 사이에 위치하여, 상기 2개의 접속부(22a)와 상기 온도감지부(22b)는 서로 전기적으로 연결되지 않았으나, 상기 퓨즈부(22c)에 의해 전기적으로 연결된다.

상기 퓨즈부(22c)는 원하는 온도에서 파단되도록 제작되는데, 예를 들어 100℃ 로 설정함으로써, 상기 배터리 셀(10)의 온도가 100℃를 초과하는 경우에 상기 퓨즈부(22c)가 작동하도록 할 수 있다.

이러한 상기 제2 부스바(22)는 상기 배터리 셀(10)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 과열되는 경우, 상기 퓨즈부(22c)에서 퓨즈기능이 발휘되어 파단됨으로써, 서로 이격되게 배치된 접속부(22a)가 전기적으로 분리됨으로써, 상기 배터리 셀(10)들이 더 이상 과열되는 것을 방지한다.

친환경 자동차의 배터리 팩(1)을 구성하는 복수의 배터리 셀(10)들은 상기 제1 부스바(21)와 제2 부스바(22)에 의해서 전기적으로 연결된다.

상기 배터리 셀(10)들이 적층되는 형태로 배열된 상태에서, 상기 배터리 셀(10)들의 측면에 상기 제1 부스바(21)와 제2 부스바(22)가 끼워진 부스바 커버(23)가 상기 배터리 셀(10)들의 측면에 결합됨으로써, 상기 배터리 셀(10)들을 전기적으로 연결하여 배터리 팩(1)을 구성한다.

이때, 상기 부스바 커버(23)에 상기 제1 부스바(21)와 상기 제2 부스바(22)가 끼워지는데, 상기 제2 부스바(22)가 적어도 하나 이상이 적용되도록 한다.

상기 부스바 커버(23)가 끼워진 다음에는 외부커버(24)를 상기 부스바 커버(23)의 외측에 결합시킴으로써, 상기 부스바 커버(23) 및 상기 부스바 커버(23)에 끼워진 제1 부스바(21)와 제2 부스바(22)를 보호한다.

1 : 배터리 팩 10 : 배터리 셀
11 : 셀 리드 21, 22 : 부스바
22a : 접속부 22b : 온도감지부
22c : 퓨즈부 23 : 부스바 커버
24 : 외부커버 100 : 배터리 팩
110 : 배터리 셀 111 : 셀리드
121 : 부스바 123 : 부스바 커버
130 : CID

Claims

서로 인접하게 배열된 복수의 배터리 셀의 셀 리드에 연결되어, 상기 배터리 셀들을 전기적으로 연결시키는 부스바에 있어서,
상기 부스바 중에서 어느 하나의 부스바는 미리 설정된 온도를 초과하면 파단되면서 서로 인접한 두 배터리 셀을 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바.
제1항에 있어서,
상기 부스바는,
상기 셀 리드에 연결되고 서로 이격되게 배치되는 접속부와,
서로 인접한 배터리 셀의 사이에 전단이 삽입되어 상기 배터리 셀의 온도를 상기 부스바로 전달하고, 상기 접속부의 사이에 후단이 위치하는 온도감지부와,
상기 상기 접속부와 상기 온도감지부의 후단을 연결하고, 미리 설정된 온도를 초과하면 파단되는 퓨즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바.
제2항에 있어서,
상기 퓨즈부는 상기 배터리 셀의 온도가 100 ℃를 초과하면 파단되는 것을 특징으로 하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바.
제2항에 있어서,
상기 온도감지부는 전단이 뾰족하게 형성되는 것을 특징으로 하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바.
복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결되어 구성되는 친환경 배터리 팩에 있어서,
상기 배터리 셀들은 적어도 하나 이상의 청구항 제1항 내지 제4항의 부스바로 연결되는 것을 특징으로 하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바를 적용한 친환경 자동차용 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 부스바는 상기 배터리 셀들의 측면에서 끼워지는 부스바 커버에 끼워지는 것을 특징으로 하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바를 적용한 친환경 자동차용 배터리 팩.
제6항에 있어서,
상기 부스바 커버의 외측에 결합되는 외부커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈기능을 갖는 친환경 자동차용 배터리 팩의 부스바를 적용한 친환경 자동차용 배터리 팩.