[go: up one dir, main page]

KR20240079759A - 안전성이 우수한 배터리 팩 - Google Patents

안전성이 우수한 배터리 팩 Download PDF

Info

Publication number
KR20240079759A
KR20240079759A KR1020220163004A KR20220163004A KR20240079759A KR 20240079759 A KR20240079759 A KR 20240079759A KR 1020220163004 A KR1020220163004 A KR 1020220163004A KR 20220163004 A KR20220163004 A KR 20220163004A KR 20240079759 A KR20240079759 A KR 20240079759A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
safety
bus bar
battery pack
battery
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020220163004A
Other languages
English (en)
Inventor
김종호
김종복
한상훈
오주원
Original Assignee
신흥유니솔루션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신흥유니솔루션 주식회사 filed Critical 신흥유니솔루션 주식회사
Priority to KR1020220163004A priority Critical patent/KR20240079759A/ko
Publication of KR20240079759A publication Critical patent/KR20240079759A/ko
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/583Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522Inorganic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 안전성이 우수한 배터리 팩을 개시한다.
본 발명에 따르는 안전성이 우수한 배터리 팩은 복수의 단위 배터리와, 상기 단위 배터리들의 전극단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 버스바는 전극단자에 대향되어 접합되는 접합부를 구비하고, 상기 접합부는 버스바몸체로부터 이격되도록 안전다리부로 연결되며, 상기 안전다리부는 과전류에 의하여 용단되는 것을 특징으로 하는데, 이에 의할 때, 외부에서 전달되는 충격이나 반복되는 고진동에 의하여도 단위배터리와 버스바와의 결합부위에 손상을 예방하고, 배터리모듈의 이상작동으로 인가되는 과전류로 부터 배터리의 안전성을 보장할 수 있다.

Description

안전성이 우수한 배터리 팩{Battery pack with excellent safety}
발명은 안전성이 우수한 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부에서 전달되는 충격이나 반복되는 고진동에 의하여도 단위배터리와 버스바와의 결합부위 손상을 예방하고, 배터리모듈의 이상작동으로 인가되는 과전류로 부터 배터리의 안전성을 보장하는 안전성이 우수한 배터리 팩에 관한 것이다.
비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있으며, 이러한 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하므로 화석연료의 대체에너지원으로서 전기자전거, 전기자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력저장장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다.
특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 작동 전압이 36V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용될 수 있다.
리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.
리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있고, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.
액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용되며, 여기서, 원통형 이차 전지는 전극 조립체 및 전해액을 포함하는데, 전극 조립체는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 구비하고, 전해액은 리튬 이온을 포함하는 경우가 많으며, 전극 조립체의 양극판과 음극판은 외부로 인출되는 전극 탭을 각각 구비할 수 있다.
전극 조립체는 케이스의 내부에 수납되고, 케이스의 외부로는 전극 단자가 노출될 수 있고, 전극 탭은 전극 조립체의 외부로 인출되어 전극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 이차전지를 복수개 수평 또는 수직으로 적층되어 배터리 팩이 형성될 수 있는데, 배터리 팩에서 이웃하여 적층되는 이차 전지들은 전극 단자들이 전기적으로 상호 연결될 수 있고, 이웃하는 이차 전지들의 전극 단자들이 버스 바에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
그런데, 이러한 버스바는 니켈, 구리 등을 함유하는 합금을 저항용접으로 접합하고, 특히 브릿지-버스바는 볼트 결합을 이용하게 되는데, 배터리 팩이 장착된 디바이스, 특히 전기자동차의 경우에 다양한 도로면에 의한 충격이나 고진동으로 볼트결합이 느슨해지거나, 겨울철이나 여름철 눈이나 비의 수분에 의해 산화되어 해당부위에 접촉저항(contact resistance)이 발생되어 배터리 팩의 오작동을 유발하는 문제가 있어 왔다.
아울러, 단위 전지셀 단독으로는 안정성을 충족할 수 없기 때문에 전지보호를 위하여 배터리셀 모듈 중 터미널부에 여러가지 보호장치의 장착이 요구되며, 리튬이온 배터리에 장착되는 대표적인 보호장치로는 과충전시 셀 내부압력을 제거하는 안전벤트(Safety Vent)와 압력을 감지하여 전류 흐름을 차단하는 CID(Current Interrupt Device)가 있는데, 이 CID는 알루미늄플레이트 등이 특수한 방법으로 설계 및 용접되어 구성되기도 한다.
이러한 원통형 배터리의 안전기능을 모듈로의 확장에서도 안전성을 확보하기 위해 배터리모듈에서는 고신뢰성, 안전성등을 위하여 모듈단에서도 안전성을 확보할 필요가 대두되고 있는 실정이다.
대한민국공개특허공보 제1020160129596호(20161109) 대한민국공개특허공보 제1020120114494호(20121017)
따라서, 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 외부에서 전달되는 충격이나 반복되는 고진동에 의하여도 단위배터리와 버스바와의 결합부위에 손상을 예방하고, 배터리모듈의 이상작동으로 인가되는 과전류로 부터 배터리의 안전성을 보장하는 안전성이 우수한 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 복수의 단위 배터리와, 상기 단위 배터리들의 전극단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 버스바는 전극단자에 대향되어 접합되는 접합부를 구비하고, 상기 접합부는 버스바몸체로부터 이격되도록 안전다리부로 연결되며, 상기 안전다리부는 과전류에 의하여 용단되는 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 안전다리부는 용단되어 접합부와 단절되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 버스바는 알루미늄재 또는 알루미늄합금재인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 안전다리부는 단위배터리를 향하도록 경사진 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 안전다리부는 복수개로 구비되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 안전다리부의 단면적은 안전다리부의 개수가 증가됨에 따라 감소하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 단위배터리의 타전극단자에도 용접된 제2접합부를 구비한 제2버스바를 더 구비하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 안전다리부는 탄성다리부에 고정된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 탄성다리부는 버스바몸체로부터 돌출된 고정탭과 인접한 인접고정탭을 연결하는 다리인 것일 수 있다.
발명에 따르는 안전성이 우수한 배터리 팩에 의하면, 외부에서 전달되는 충격이나 반복되는 고진동에 의하여도 단위배터리와 버스바와의 결합부위에 손상을 예방하고, 배터리모듈의 이상작동으로 인가되는 과전류로 부터 배터리의 안전성을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 배터리 팩을 케이스부재로 마감한 상태를 사시적으로 보여주는 그림이고,
도 2는 도 1의 케이스부재의 상부케이스를 분리하여 내부의 배터리 팩을 보여주는 그림이며,
도 3은 본 발명의 단위배터리가 상하부홀더, 버스바에 조립된 형상을 측면적으로 보여주고, 단위배터리에 용접된 버스바를 확대하여 보는 주는 그림이고,
도 4는 도 3의 Ⅵ부분을 확대하여 보여주는 그림이며, 외력에 의하여 단위배터리가 진동하는 방향을 나타낸 그림이며,
도 5는 본 발명의 배터리 팩을 구성요소별로 분리하여 나타낸 분리사시도이고,
도 6은 본 발명의 버스바를 평면적으로 보여주는 그림이며,
도 7은 본 발명의 버스바몸체에 구비된 다리부, 접합부를 확대하여 촬영한 사진이고,
도 8은 도 7의 다리부, 접합부를 입체적으로 나타낸 그림이며,
도 9는 도 7의 탄성다리부가 제거된 상태의 그림이고,
도 10, 11은 본 발명의 다리부가 복수인 실시예로서 각각 다리부 2개, 4개를 나타낸 그림이며,
도 12는 본 발명의 다리부가 3개인 실시예에 대하여 과전류 실험을 표현한 그림이고,
도 13은 본 발명의 다리부에 해당하는 다리 2개에 과전류를 인가하는 실험을 표현한 그림이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 하고, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는데, 예를 들어 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따르는 배터리 팩을 케이스부재로 마감한 상태를 사시적으로 보여주는 그림이고, 도 2는 도 1의 케이스부재의 상부케이스를 분리하여 내부의 배터리 팩을 보여주는 그림이며, 도 3은 본 발명의 단위배터리가 상하부홀더, 버스바에 조립된 형상을 측면적으로 보여주고, 단위배터리에 용접된 버스바를 확대하여 보는 주는 그림이고, 도 4는 도 3의 Ⅵ부분을 확대하여 보여주는 그림이며, 외력에 의하여 단위배터리가 진동하는 방향을 나타낸 그림이며, 도 5는 본 발명의 배터리 팩을 구성요소별로 분리하여 나타낸 분리사시도이고, 도 6은 본 발명의 버스바를 평면적으로 보여주는 그림이며, 도 7은 본 발명의 버스바몸체에 구비된 다리부, 접합부를 확대하여 촬영한 사진이고, 도 8은 도 7의 다리부, 접합부를 입체적으로 나타낸 그림이며, 도 9는 도 7의 탄성다리부가 제거된 상태의 그림이고, 도 10, 11은 본 발명의 다리부가 복수인 실시예로서 각각 다리부 2개, 4개를 나타낸 그림이며, 도 12는 본 발명의 다리부가 3개인 실시예에 대하여 과전류 실험을 표현한 그림이고, 도 13은 본 발명의 다리부에 해당하는 다리 2개에 과전류를 인가하는 실험을 표현한 그림인데, 이를 참고하여 설명한다.
본 발명에 따르는 안전성이 우수한 배터리팩(100)은 복수의 단위배터리(200)와, 상기 단위 배터리들의 전극단자(210)들을 전기적으로 연결하는 버스바(300)를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 버스바(300)는 전극단자에 대향되어 접합되는 접합부(310)를 구비하고, 상기 접합부는 버스바몸체(320)로부터 이격되도록 안전다리부(312)로 연결되며, 상기 안전다리부는 과전류에 의하여 용단되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 팩(100)의 외장을 감싸며 보호하는 케이스부재(500)가 상부케이스(510)와 하부케이스(520)를 포함하여 볼트, 너트와 같은 체결수단으로 조립되거나 분리될 수 있으며, 그 내부에 배터리 팩이 배치된다.
상기 배터리 팩(100)은 단위배터리(200)를 설계된 전압이나 전류값을 출력하도록 복수개로 배열하여 상부홀더(610)와 하부홀더(620)와의 사이에 개재시켜 고정하게 되는데, 상/하부홀더는 배열된 배터리는 고정할 수 있는한 특별하게 재질을 한정할 것은 아니나, 단락이나 누전의 우려를 예방하기 위하여 플라스틱재로 사출하여 단위 배터리(200)가 배열되어 사용중에 틀어지거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상기 상/하부홀더(610, 620)는 배터리가 삽입되어 고정될 수 있게 배터리의 외형에 대응하는 형상으로 구비된 배터리안착부(640)를 구비하여 배터리를 안전하게 홀딩할 수 있는 구조적 특징을 가질 수 있다.
또한, 상기 상부홀더(610) 개구된 노출홀(642)에는 배터리 전극단자가 노출되며, 그 부위에는 버스바몸체(320)로 부터 다리부(312)로 연결된 접합부(310)에 맞닿도록 접합부가 버스바몸체로부터 이격되어 구비되며, 상기 접합부의 크기는 노출홀 크기보다 작도록 구비될 수 있고, 또한 상기 배터리안착부는 단위배터리의 외형에 대응되는 형상이므로 상기 노출홀의 크기 외경은 배터리안착부의 내경보다 작도록 하여 배터리의 고정될 수 있다.
따라서, 상기 접합부(310)는 노출홀(642)로 노출된 배터리 전극단자(210)와 맞닿게 배치될 수 있고, 그 맞닿은 부분에 레이저용접을 행하여 전기적 통전이 가능하도록 할 수 있는데, 상기 버스바는 종래와는 달리 알루미늄(Al)이나 그 합금의 판재(plate)나 스트립(strip)을 구비하여 프레스 가공을 통하여 접합부, 다리부를 성형할 수 있는 가공성이 우수하며, 전기전도도 뿐만 아니라 경시적으로 발생할 수 있는 접촉저항 증가도 예방할 수 있다.
또한, 배터리 전극단자(210)를 구성하는 금속은 니켈이나 니켈합금의 경우가 많아 이와 알루미늄의 레이저용접은 이종금속간 용접이므로 펄스파레이저나 연속레이저를 빠른 시간내에 조사하여 높은 열에 의하여 이종금속의 계면을 녹이는 것이 요구될 수 있다.
아울러, 상기 접합부(310)는 단위배터리(200)와 접합되어 설계된 전류와 전압 인가의 통로가 될뿐만 아니라, 배터리 팩 전체에 가해지는 진동, 특히 이동수단의 에너지원으로 자동차나 전동차에 적용되는 경우에 운행시 발생되는 지속적인 진동에 의하여 접합부와 단위배터리의 전극단자와의 용접계면이 탈리가 발생하여 전력공급상 문제될 우려가 있으므로, 상기 접합부와 연결된 안전다리부(312)는 단위 배터리를 향하여 경사지도록 버스바몸체에서 연장될 수 있는 것이 바람직하다.
이러한 경사진 경사각(θ)는 외부에서 발생되는 진동에 의하여 배터리와 버스바몸체를 유동할 수 있도록 하여 외력을 분산시킴으로써 용접계면의 구조 손상을 방지하고자 하는 것인바, 진동은 수평방향(Dx), 수직방향(Dy) 성분으로 벡터적으로 가해지므로 10°≤θ≤80°일 수 있는데, 만일 10°미만이면, 진동의 수평방향 성분 외력에 대하여 진동폭이 작아 외력 분산의 효과가 미미할 수 있고, 반대로 80°를 초과하면, 진동의 수직방향 성분 외력에 대하여 진동폭이 작아 외력 분산의 효과가 미미할 수 있다.
더 나아가, 상기 안전다리부(312)는 탄성다리부(340)에 고정될 수 있는데, 외력 분산을 위하여 흔들릴 수 있도록 하여 외력을 용이하게 분산시켜 접합부의 손상을 방지할 수 있으며, 안전다리부가 외력을 받을 수 있는 자유도가 증가하므로(즉 안전다리부가 꺽이거나 휘는 방향이 증가함) 외력의 용이한 분산외에도 안전다리부의 손상을 방지할 수 있다.
이러한 안전다리부는 복수개 배치하여 통전성과 지지성 그리고 외력 분산성을 확보할 수 있음은 물론이다.
상기 탄성다리부(340)는 버스바몸체(320)로부터 돌출된 고정탭(350)과 인접한 인접고정탭(350')을 바(bar)나 선(wire) 형상으로 연결한 브릿지를 의미한다.
상기 안전다리부(312)나 탄성다리부(340)는 과전류에 의하여 용단될 수 있는데, 용단은 녹아서 끈어지는 것(단절)을 의미하므로 전기적으로 오픈되는 것을 말한다.
따라서, 배터리팩이나 배터리모듈에서 이상작동으로 발생되는 과전류에 의하여 인접한 단위배터리들과 전기적으로 차단되므로 안전성을 크게 확보할 수 있다.
또한, 상기 과전류는 배터리 모듈마다 사양이 상이하므로 수치를 한정할 수는 없으나, 배터리 모듈이 폭발이나 화재, 화염을 일으키기 전까지 발생되는 한계전류를 넘어 폭발이나 화재를 일으키는 전류로 정의할 수 있는데, 이 경우에 과전류가 인가되면 다리부(312, 340)는 고열이 발생되므로 녹아서 끊어지게 된다.
즉, 상기 안전다리부(312)의 단면적(S)이 크거나 갯수가 증가하면 저항은 낮아지고 반대로 단면적이 작거나 갯수가 감소하면 저항이 커지게 되므로, 상기 안전다리부의 단면적은 안전다리부의 개수가 증가됨에 따라 감소하는 특징이 있다.
실험예로서 안전다리부(312, 단면적 0.09㎜2)를 3개, 탄성다리부(340)를 3개 구비하는 버스바몸체에 일 단자(A)를 연결하고, 접합부(310)에 단자를 타 단자(B)를 연결한 후 과전류를 인가하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
위 표 1을 참고하면, 100 암페어 인가시 변화가 없이 전류를 흐렀으나, 180, 200 암페어 인가시 각각 17.3초, 8초후에 끊어졌다.
또 다른 실험예로서 안전다리부와 유사한 다리(312', 단면적 0.24㎜2)를 2개 형성하고 그 양단으로 단자(A)를 연결한 후 과전류를 인가하여 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
위 표 2를 참고하면, 520, 700, 1000 암페어 인가시 각각 450, 170, 99ms 후에 끊어졌다.
위 실험예들을 통하여 안전다리부나 다리의 단면적이나 갯수에 의하여 과전류에 의한 단선 조건을 확인할 수 있다.
한편, 상기 버스바몸체(320)에는 홀딩스페이서(630)가 케이스부재(500)와의 사이에 개재될 수 있는데, 상기 홀딩스페이서(630)는 케이스와 누전되는 것을 방지하도록 플라스틱재나 고무재를 사용할 수 있고, 또한 케이스를 통하여 배터리 팩으로 전달되는 진동, 외력을 흡수하고 분산시켜 배터리 팩에 충격을 줄이는 기능도 할 수 있다.
또한, 상기 홀딩스페이서(630)는 버스바몸체에 형성된 스페이서홀(330)로 삽입되어 케이스와 닿게 되며 케이스에서 볼트와 같은 고정수단을 홀딩스페이서에 마련된 너트홀(미도시)과 결합시켜 고정할 수도 있는데, 이 경우는 상부홀더(610)를 사출할 때 미리 홀딩스페이서(630)를 스페이서홀(330)에 대향되는 위치에 배열함으로써, 별도의 공정이나 부품에 의하지 아니하고 일체로 조립할 수 있다.
또 한편, 상기 단위배터리의 전극단자를 중심으로 그 상부에 상부홀더를 결합시키고, 그 상부로 버스바의 접합부를 용접한 것과 마찬가지로, 단위배터리의 타전극단자쪽에서 끼워 결합되는 하부홀더(620), 하부홀더의 노출홀로 제2접합부를 용접하는 제2버스바를 더 구비할 수 있다.
상기 제2버스바(700)도 마찬가지로 제2버스바몸체(720), 제2접합부(710), 제2스페이스홀(730)을 가지며 그 상세한 설명은 앞서 설명한 버스바(300)의 버스바몸체(320), 접합부(310), 스페이서홀(330)과 같고, 안전다리부와 탄성다리부 역시 앞서 언급한 안전다리부(312), 탄성다리부(340)와 같아 설명을 생략한다.
또한, 상기 하부홀더(620)도 마찬가지로 상부홀더(610)과 구성이 유사하여 그 설명으로 대체하며, 상기 제2스페이서홀(730)에 삽입되는 제2홀딩스페이서를 구비하는 경우에는 하부홀더를 사출할 때 미리 제2홀딩스페이서를 제2스페이서홀(330)에 대향되는 위치에 배열할 수 있다.
배터리 팩 100, 단위배터리 200, 전극단자 210, 버스바 300, 접합부 310, 안전다리부 312, 버스바몸체 320, 스페이서홀 330, 케이스부재 500, 상부케이스 510, 하부케이스 520, 상부홀더 610, 하부홀더 620, 배터리안착부 640, 노출홀 642, 제2버스바 700, 제2버스바몸체 720, 제2접합부 710, 제2스페이스홀 730.

Claims (9)

  1. 복수의 단위 배터리와, 상기 단위 배터리들의 전극단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서,
    상기 버스바는 전극단자에 대향되어 접합되는 접합부를 구비하고, 상기 접합부는 버스바몸체로부터 이격되도록 안전다리부로 연결되며,
    상기 안전다리부는 과전류에 의하여 용단되는 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전다리부는 용단되어 접합부와 단절되는 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스바는 알루미늄재 또는 알루미늄합금재인 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전다리부는 단위배터리를 향하도록 경사진 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전다리부는 복수개로 구비되는 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 안전다리부의 단면적은 안전다리부의 개수가 증가됨에 따라 감소하는 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위배터리의 타전극단자에도 용접된 제2접합부를 구비한 제2버스바를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전다리부는 탄성다리부에 고정된 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탄성다리부는 버스바몸체로부터 돌출된 고정탭과 인접한 인접고정탭을 연결하는 다리인 것을 특징으로 하는 안전성이 우수한 배터리 팩.
KR1020220163004A 2022-11-29 2022-11-29 안전성이 우수한 배터리 팩 Pending KR20240079759A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220163004A KR20240079759A (ko) 2022-11-29 2022-11-29 안전성이 우수한 배터리 팩

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220163004A KR20240079759A (ko) 2022-11-29 2022-11-29 안전성이 우수한 배터리 팩

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240079759A true KR20240079759A (ko) 2024-06-05

Family

ID=91470219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220163004A Pending KR20240079759A (ko) 2022-11-29 2022-11-29 안전성이 우수한 배터리 팩

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240079759A (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120114494A (ko) 2011-04-07 2012-10-17 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
KR20160129596A (ko) 2015-04-30 2016-11-09 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120114494A (ko) 2011-04-07 2012-10-17 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
KR20160129596A (ko) 2015-04-30 2016-11-09 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 그 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111247662B (zh) 电池模块、电池组及装置
KR101985387B1 (ko) 내구성이 우수한 배터리팩
KR102017237B1 (ko) 배터리 모듈
EP3010072B1 (en) Battery pack
CN109844996B (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组和车辆
JP6270123B2 (ja) バッテリーモジュール及びバッテリーモジュールに適用されるバスバー
CN210120177U (zh) 电池模块、包含电池模块的电池组和包含电池组的车辆
US10938012B2 (en) Battery module
CN109891627B (zh) 电池模块和包括所述电池模块的电池组和车辆
US11245161B2 (en) Battery module with improved connection structure between electrode leads and method for manufacturing the same
EP3989353A1 (en) Battery module comprising bus bar plate, battery pack comprising same, and electronic device
EP2722911B1 (en) Soldering connector, battery module having the same and battery pack comprising the battery module.
KR101922304B1 (ko) 내구성이 우수한 배터리 팩
KR101736377B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP2018515903A (ja) バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック
JP2022538543A (ja) バスバープレートを含むバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び電子デバイス
TW202211534A (zh) 包括模組匯流排之電池模組、包括其之電池組以及電子元件
KR20180129433A (ko) 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
JP6685329B2 (ja) バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック
KR102698610B1 (ko) 배터리 모듈
JP7434582B2 (ja) バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車
KR20130014250A (ko) 안전성이 향상된 이차전지 및 이를 이용한 중대형 전지팩
US10950841B2 (en) Battery pack
KR20240079759A (ko) 안전성이 우수한 배터리 팩
JP7651007B2 (ja) 円筒型二次電池モジュール、これを含む二次電池パック及び自動車

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20221129

PA0201 Request for examination
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20231106

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20250306

Patent event code: PE09021S01D