KR101480385B1 - 버스 바 어셈블리가 전면에 장착된 전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 중대형 전지팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 판상형 전지셀을 포함하는 전지모듈 어셈블리로서, 하나 이상의 전지셀들로 구성된 셀 유닛들이 전기적으로 연결되어 있는 둘 이상의 전지모듈들; 상기 전지모듈들을 측면으로 직립시킨 상태로, 최외각에 위치하는 전지모듈들의 일면이 외부로 노출되도록, 전지모듈들의 외주면을 감싸고 있는 한 쌍의 상부 케이스 및 하부 케이스; 상기 상부 케이스 및 하부 케이스를 상호 체결 고정하기 위해, 상부 케이스의 상부면 및 하부 케이스의 하부면에 서로 대면하는 방향으로 수직으로 형성되어 있는 하나 이상의 제 1 체결구; 및 전지모듈 어셈블리의 위치 고정 내지 장착을 위해, 상부 케이스의 전면 및/또는 후면 및 하부 케이스의 전면 및/또는 후면에 수평 방향으로 형성되어 있는 둘 이상의 제 2 체결구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리를 제공한다.

Description

버스 바 어셈블리가 전면에 장착된 전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 중대형 전지팩 {Battery Module Assembly Having Bus Bar Assembly on Front and Battery Pack Employed with the Same}
본 발명은 신뢰성이 향상된 전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 중대형 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하나 이상의 판상형 전지셀을 포함하는 전지모듈 어셈블리로서, 하나 이상의 전지셀들로 구성된 셀 유닛들이 전기적으로 연결되어 있는 둘 이상의 전지모듈들; 상기 전지모듈들을 측면으로 직립시킨 상태로, 최외각에 위치하는 전지모듈들의 일면이 외부로 노출되도록, 전지모듈들의 외주면을 감싸고 있는 한 쌍의 상부 케이스 및 하부 케이스; 상기 상부 케이스 및 하부 케이스를 상호 체결 고정하기 위해, 상부 케이스의 상부면 및 하부 케이스의 하부면에 서로 대면하는 방향으로 수직으로 형성되어 있는 하나 이상의 제 1 체결구; 및 전지모듈 어셈블리의 위치 고정 내지 장착을 위해, 상부 케이스의 전면 및/또는 후면 및 하부 케이스의 전면 및/또는 후면에 수평 방향으로 형성되어 있는 둘 이상의 제 2 체결구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지팩이 사용된다.
중대형 전지팩은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지팩의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
또한, 중대형 전지팩이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 방식 또는 직렬 및 병렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고 외력에 대해 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.
구체적으로, 전지셀들을 병렬 방식으로 연결할 경우, 상기 전지셀의 각각의 전극단자들은 용접점이 1개인 1:1 용접을 이루게 된다.
그러나, 3개 이상의 전지셀들이 적층된 상태로 병렬 연결을 이룰 경우, 3개 이상의 전극단자들 간의 연결이 필요하므로, 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라 동일한 부위의 용접시 내부저항이 증가하는 문제점이 발생한다.
한편, 일반적으로 종래의 전지팩은 동적 안정성을 확보하기 위해 전지모듈들을 받침판(base plate)에 고정하고, 적정 개수의 전지모듈들에 대해 종판(end plate), 지지보(support bar) 등의 부재를 사용하여 제조된다.
그러나, 상기 구조의 전지팩은 전지모듈들을 장착하는 데 있어서 공간 제약을 많이 가지고 있고, 많은 개수의 전지모듈들이 함께 구성되는 경우 전체적인 전지팩의 구조적 안정성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 전지팩의 경우, 동적 안정성을 확보하기 위해 전지모듈들을 받침판에 볼트나 너트로 고정하여 상하 방향의 이동을 방지하고, 종판과 지지보를 통해 길이 방향을 고정하는 형태로 구성되어 있다.
그러나, 상기 구조의 전지팩은 다수의 볼트나 너트 등의 체결부재를 사용하여 전지모듈들을 받침판에 장착하므로, 조립공정이 번거로울 뿐만 아니라, 상기 체결부재를 대한 공간을 확보해야 하므로, 공간상의 제약 및 상기 체결부재들의 중량적인 제약을 가지고 있다.
따라서, 상기의 문제점들을 해결할 수 있는 콤팩트한 구조의 전지팩이 매우 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 전지모듈들을 고정하기 위한 신규한 체결구조에 의해, 조립 공정을 간소화하고, 전체적으로 콤팩트하면서 가벼운 중량의 전지모듈 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 셀 유닛들의 전기적 연결을 2개의 단위로 용접이 가능한 버스 바를 제공함으로써, 용접 신뢰성을 향상시키고 내부저항을 최소화한 구조의 전지모듈 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 명세서에서, 하기 전지모듈 어셈블리는, 전지모듈들이 임의의 평면을 기준으로 높이 방향으로 인접 배열되어 있는 구조로 이루어져 있다.
본 발명에 따른 전지모듈을 구성하고 있는 전지셀은, 전극단자들이 일측 단부에 형성되어 있는 판상형 전지셀로서, 대략적으로 직육면체 형상이며, 전극단자들이 형성되어 있는 면을 전면으로 정의하고, 전면과 대향하는 반대면을 후면으로 정의한다. 또한, 전면과 후면을 제외한 면들 중 가장 넓은 두 면을 평면과 저면으로 정의하고, 전면, 후면, 평면 및 저면을 제외한 나머지 두 면을 측면으로 정의한다.
따라서, 상부 케이스 및 하부 케이스는 전지셀의 양 측면을 감싸는 구조로 조립되며, 상부 케이스 및 하부 케이스의 전면과 후면은 전지셀의 전면과 후면과 동일한 방향의 면으로 정의된다.
또한, 하기 제 1 체결구의 형성 방향인 ‘수직 방향’은 상기 전지모듈의 직립 방향과 평행한 방향을 의미하며, 하기 제 2 체결구의 형성 방향인 ‘수평 방향’은 상기 전지모듈들의 배열 방향과 평행한 방향을 의미한다.
본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는,
하나 이상의 판상형 전지셀을 포함하는 전지모듈 어셈블리로서,
하나 이상의 전지셀들로 구성된 셀 유닛들이 전기적으로 연결되어 있는 둘 이상의 전지모듈들;
상기 전지모듈들을 측면으로 직립시킨 상태로, 최외각에 위치하는 전지모듈들의 일면이 외부로 노출되도록, 전지모듈들의 외주면을 감싸고 있는 한 쌍의 상부 케이스 및 하부 케이스;
상기 상부 케이스 및 하부 케이스를 상호 체결 고정하기 위해, 상부 케이스의 상부면 및 하부 케이스의 하부면에 서로 대면하는 방향으로 수직으로 형성되어 있는 하나 이상의 제 1 체결구; 및
전지모듈 어셈블리의 위치 고정 내지 장착을 위해, 상부 케이스의 전면 및/또는 후면 및 하부 케이스의 전면 및/또는 후면에 수평 방향으로 형성되어 있는 둘 이상의 제 2 체결구;
를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
구체적으로, 외부로 노출된 전지모듈들의 일면은 전지셀의 평면 또는 저면과 대응되는 면으로 정의된다.
즉, 본 발명의 전지모듈 어셈블리는, 최소한의 부재들을 사용하여 전지모듈들을 상부 케이스와 하부 케이스 내에 결합시킬 수 있으므로, 조립을 용이하게 수행할 수 있고, 결과적으로 전지팩의 공간을 최적화할 수 있으며, 전지팩의 중량을 감소시킬 수 있다. 특히, 랙과 같은 선반 구조로 조립하여 전지팩을 구성할 경우, 고정 및 장착을 용이하게 함으로써, 전체적인 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 체결구 또는 제 2 체결구는 내주면에 체결용 나사산이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있어서, 상기 체결구에 볼트 등의 부재를 용이하게 삽입하여 체결함으로써, 랙과 같은 구조의 전지팩을 용이하게 구성할 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 제 2 체결구는 상부 케이스 또는 하부 케이스의 외면으로부터 만입된 구조일 수 있고, 경우에 따라서, 상기 제 2 체결구는 수직 단면 상으로 상부 케이스 또는 하부 케이스의 외면 쪽으로 개방된 원호 형상으로 이루어진 구조일 수 있다.
이러한, 구조의 제 2 체결구는, 상기 전지모듈 어셈블리의 위치 고정 내지 장착을 위한 체결부재가 결합될 수 있는 구조이다.
한편, 상기 전지모듈은, 둘 또는 그 이상의 전지셀들로 구성된 셀 유닛들이 병렬로 연결되어 있는 구조일 수 있다
또 다른 구체적인 예에서, 상기 셀 유닛의 전극단자들은 버스 바에 의해 상호 전기적 연결되어 있는 구조일 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 전지모듈들의 전면에서 전지모듈들을 전기적으로 연결하기 위한 버스 바 어셈블리를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 경우, 상기 셀 유닛은 짝수 개의 전지셀들로 구성되어 있을 수 있다. 즉, 전지모듈의 용량을 고려하여 병렬 연결을 포함하는 경우, 다수의 전극단자들 상호 간 또는 전극단자와 버스 바 간의 용접시, 동일한 부위에 동시에 용접이 행해지므로, 용접 부위에서 내부저항의 증가가 불가피하다.
이에 반해, 본 발명의 전지모듈 어셈블리는 상기 셀 유닛의 전지셀들을 2개 단위로 구분하여 병렬 연결함으로써, 용접 부위의 용접 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 짝수 개로 병렬 구성이 확장이 용이하다.
상기 셀 유닛의 전극단자들은 버스 바에 의해 상호 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 2개 이상의 짝수 단위로 형성되는 셀 유닛에 의해 용접을 용이하게 수행할 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 버스 바 어셈블리는,
(a) 전기절연성의 소재로 이루어져 있고, 전지모듈들의 전면에 장착되며, 하기 한 쌍의 본체부들을 포함하는 커버 플레이트; 및
(b) 커버 플레이트 상에 장착된 상태에서 평면상으로 ‘ㄴ’자 형상의 일측에 외부 입출력 단자가 형성되어 있고 타측에 둘 이상의 버스 바들이 분지되어 있는 한 쌍의 본체부들;
를 포함하고 있으며,
상기 한 쌍의 본체부들은 전지모듈의 배열 방향에 대해 수평 방향으로 서로 마주보는 구조로 배열되어 있을 수 있다.
상기 본체부는 바람직하게는, 커버 플레이트에 인서트 사출 형성으로 결합되어 있을 수 있다.
또한, 상기 본체부에는 바람직하게는 전지모듈 어셈블리의 외부 입출력 단자들 간의 단락을 방지하기 위한 단차가 형성되어 있으며, 이러한 단차를 적용하여 외부 입출력 단자의 위치를 반영할 수 있다.
상기 전지셀은 전지모듈의 구성을 위해 충적되었을 때 전체 크기를 최소화할 수 있도록 얇은 두께와 상대적으로 넓은 폭 및 길이를 가진 이차전지이다. 그러한 이차전지의 바람직한 예로는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 내장되어 있고, 상기 전지케이스 양단 또는 일단에 양극단자 및 음극단자가 돌출되어 있는 구조의 이차전지를 들 수 있으며, 구체적으로, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 이차전지를 ‘파우치형 전지셀’로 칭하기도 한다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 셀 유닛은 전지셀들이 상호 밀착된 상태로 금속 하우징에 내장되는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 구조에서, 금속 하우징은 둘 또는 그 이상의 전지셀들, 및 상기 양극단자 및 음극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 금속 하우징은 기계적 강성이 낮은 전지셀을 보호하면서 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화를 억제하여 전지셀의 실링부위가 분리되는 것을 방지하여 준다.
구체적으로, 상기 금속 하우징은 전지셀 적층체의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있으며, 특히 별도의 체결 부재를 필요로 하지 않는 조립 체결방식으로 결합되는 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 금속 하우징에서 단면 결합부의 대표적인 예로는, 금속 하우징이 서로 대면하도록 접촉시킨 상태로 가압하였을 때 탄력적인 결합에 의해 맞물릴 수 있도록 형성된 암수 체결구조를 들 수 있다.
한편, 이차전지의 경우, 충방전 과정에서 발열 현상이 일어나게 되며, 이렇게 발생한 열을 외부로 효과적으로 방출하는 것은 전지의 수명을 연장시키고 안전성을 담보하는 측면에서 중요한 요소로 작용하게 된다. 따라서, 상기 금속 하우징은 내부의 전지셀에서 발생하는 열이 외부로 방출되는 것이 더욱 용이할 수 있도록, 높은 열전도성의 금속 판재로 이루어진 것이 바람직하다.
경우에 따라서는, 상기 전지셀의 전극단자 부위를 제외한 외주면에는 절연 테이프가 부착되어 있을 수 있다. 따라서, 전지셀과 상기 금속 하우징 등과 같은 기타 부재의 접촉에 의한 절연저항 파괴 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은,
상기 전지모듈 어셈블리 둘 이상을 포함하는 전지팩으로서,
전지모듈 어셈블리들의 상호 체결 또는 하기 지지부재들에 대한 위치 고정 내지 장착을 위한 체결부재가 결합되는 하나 이상의 제 2 체결구가 상부 케이스의 후면 또는 하부 케이스의 후면에 형성되어 있고,
상기 전지모듈 어셈블리들은 상호 밀착된 상태로 배열되어 하나의 전지모듈 어셈블리 적층체를 형성하고 있으며,
상기 전지모듈 어셈블리 적층체의 양측 외곽에 위치하고, 상기 체결부재와 결합되어 전지모듈 어셈블리 적층체를 고정하는 제 1 지지부재 및 제 2 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은, 전지팩을 구성함에 있어 전지모듈의 고정 및 장착을 용이하게 할 수 있고, 전체적인 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지팩은, 전지모듈 어셈블리 적층체의 하면에 위치하고 제 1 지지부재 및 제 2 지지부재와 결합되는 구조의 제 3 지지부재를 추가로 포함하는 구조일 수 있다.
구체적으로, 제 1 지지부재, 제 2 지지부재 및 제 3 지지부재는 판상형 금속 판재로 제작될 수 있으며, 자체 강성을 높힐 수 있도록 요철구조의 비드를 하나 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지부재들 간의 결합은, 외부진동 또는 외력에 의해 내부에 장착된 전지모듈들이 이탈 또는 분리되는 방지할 수 있는 수단이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 볼팅(bolting), 억지끼워맞춤, 후크결합, 또는 용접 등의 수단에 의해 달성될 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 체결부재는, 길이방향에 대한 수직 단면상으로 각형 또는 원형 또는 타원형의 봉 형상일 수 있으며, 상기 제 2 체결구는 체결부재의 외면 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 있을 수 있다.
따라서, 상기 봉상 부재를 제 2 체결구에 장착함으로써, 전지팩을 구성함에 있어 전지모듈의 고정 및 장착을 용이하게 함과 동시에 전체적인 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명은 또한 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스는 앞서 설명한 바와 같은 전지모듈 어셈블리의 장착 효율성, 구조적 안정성 등을 고려할 때, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력 저장 장치 등이 바람직하지만, 적용 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, 제 1 체결구에 의해 상부 케이스 및 하부 케이스를 고정하고, 제 2 체결구에 의해 전지모듈 어셈블리의 위치 고정 내지 장착을 함으로써, 전지모듈 어셈블리의 조립을 용이하게 수행할 수 있고, 공간 활용도가 높으며, 전지팩을 구성함에 있어 전지모듈의 고정 및 장착을 용이하게 함으로써 전체적인 구조적 안정성을 확보할 수 있는 전지팩을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, 셀 유닛들의 병렬 연결을 2개의 단위로 용접이 가능한 버스 바를 제공함으로써, 용접 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도이다;
도 2는 도 1의 전지모듈 어셈블리의 분해 사시도이다;
도 3은 도 1의 전지모듈 어셈블리의 정면도이다;
도 4는 도 1의 전지모듈 어셈블리의 측면도이다;
도 5는 셀 유닛의 사시도이다;
도 6은 도 5의 전지셀의 부분 확대도이다;
도 7은 버스 바 어셈블리의 사시도이다;
도 8은 도 7의 한 쌍의 본체부의 사시도이다;
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 전지팩의 사시도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지모듈 어셈블리의 분해 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전지모듈 어셈블리(300)는 2개의 전지셀(10)들로 구성된 셀 유닛들(100)이 병렬로 연결되어 있는 4개의 전지모듈(200); 전지모듈들(200)을 측면으로 직립시킨 상태로 상부 및 하부를 감싸고 있는 한 쌍의 상부 케이스(210) 및 하부 케이스(220); 전지모듈들(200)의 전면에서 전지모듈들(200)을 전기적 병렬 연결하기 위한 버스 바 어셈블리(230); 상부 케이스(210)의 상부면 및 하부 케이스(220)의 하부면에 형성된 제 1 체결구(211); 및 상부 케이스(210)의 전면 및 하부 케이스(220)의 전면에 형성되어 있는 체결구들(211, 221);을 포함하고 있다.
도 3에는 도 1의 전지모듈 어셈블리의 정면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 1의 전지모듈 어셈블리의 측면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 도 1 및 도 2와 함께 참조하면, 체결구들(211, 212, 222)은 내주면에 체결용 나사선(도시하지 않음)이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있어서, 체결구들(211, 212, 222)에 볼트(250)를 삽입하여 상부 케이스(210) 및 하부 케이스(220)를 체결 고정할 수 있다.
또한, 전지모듈(200)의 배열 방향에 대해 수평 방향(도 3의 A방향)으로 상부 케이스(210)의 후면 및 하부 케이스(220)의 후면에 제 2 체결구(240, 241)가 형성되어 있어서, 전지모듈 어셈블리(300)의 위치 고정 내지 장착을 위한 체결 부재(도 9의 440 참조)가 결합될 수 있다.
도 5에는 셀 유닛의 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 전지셀의 부분 확대도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 셀 유닛(100)은 2개의 전지셀들(10)로 구성되어 있으며, 전지셀(10)의 전극단자(11) 부위를 제외한 외주면에 절연 테이프(15)가 부착되어 있어서, 전지셀(10)과 금속 하우징(120)의 접촉에 의한 절연저항 파괴 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
구체적으로, 2개의 전지셀들(10)의 외면 전체를 감싸는 구조의 한 쌍의 고강도 금속 하우징(120)이 도시되어 있는 바, 금속 하우징(120)은 기계적 강성이 낮은 전지셀(10)을 보호하면서 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화를 억제하여 전지셀(10)의 실링부위가 분리되는 것을 방지하여 준다. 금속 하우징(120)은 한 쌍의 좌측 하우징(121)과 우측 하우징(122)으로 이루어져 있으며, 별도의 체결 부재를 사용하지 않고 상호 결합되는 구조일 수 있다.
도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 버스 바 어셈블리의 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7의 한 쌍의 본체부의 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 이전의 도면들과 함께 참조하면, 버스 바 어셈블리(230)는, 커버 플레이트(231)와 본체부(232)로 이루어져 있다.
커버 플레이트(231)는 전기절연성의 소재로 이루어져 있고, 전지모듈(200)의 전면에 장착되며, 한 쌍의 본체부(232)를 포함하고 있어서, 셀 유닛(100)의 전극단자들(11)은 버스 바(233)에 의해 상호 전기적으로 연결된다.
본체부(232)는 커버 플레이트(231)에 인서트 사출 형성으로 결합되어 있는 상태에서 평면상으로 ‘ㄴ’자 형상의 일측에 외부 입출력 단자(234)가 형성되어 있고 타측에 둘 이상의 버스 바들(233)이 분지되어 있다.
한 쌍의 본체부들(232, 232’)은 전지모듈(200)의 배열 방향에 대해 수평 방향(도 3의 A방향)으로 서로 마주보는 구조로 배열되어 있다.
본체부(232)에는 외부 입출력 단자(234, 234’) 간의 단락을 방지하기 위한 단차가 형성되어 있어서, 외부 입출력 단자(234, 234’)의 위치를 반영할 수 있다.
도 9 및 도 10에는 본 발명에 따른 전지팩의 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 도 2 및 도 4와 함께 참조하면, 제 1 지지부재(410), 제 2 지지부재(420) 및 제 3 지지부재(440)으로 구성된 전지팩 케이스 내부에 전지모듈 어셈블리들(300)이 장착되어 있다. 또한, 전지모듈 어셈블리들(300)은, 제 3 지지부재(440)와 제 2 체결구(240, 241)들의 결합에 의해 더욱 안정적이고 견고하게 전지팩 케이스 내부에 장착되어 있다.
또한, 전지팩 케이스는 도 9 및 도 10에서 보는 바와 같이, 전지모듈 어셈블리들(300)을 랙과 같은 선반 구조로 조립하여 전지팩을 구성하므로, 전지모듈 어셈블리들(300)에 대한 고정 및 장착을 용이하게 함으로써, 전체적인 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 전지모듈 어셈블리 둘 이상을 포함하는 전지팩으로서,
    하나 이상의 판상형 전지셀을 포함하고 있는 상기 전지모듈 어셈블리는,
    하나 이상의 전지셀들로 구성된 셀 유닛들이 전기적으로 연결되어 있는 둘 이상의 전지모듈들; 상기 전지모듈들을 측면으로 직립시킨 상태로, 최외각에 위치하는 전지모듈들의 일면이 외부로 노출되도록, 전지모듈들의 외주면을 감싸고 있는 한 쌍의 상부 케이스 및 하부 케이스;
    상기 상부 케이스 및 하부 케이스를 상호 체결 고정하기 위해, 상부 케이스의 상부면 및 하부 케이스의 하부면에 서로 대면하는 방향으로 수직으로 형성되어 있는 하나 이상의 제 1 체결구; 및
    하기 지지부재에 대한 전지모듈 어셈블리의 위치 고정 내지 장착을 위해 체결부재가 결합되고 상부 케이스의 전면 및/또는 후면 및 하부 케이스의 전면 및/또는 후면에 수평 방향으로 형성되어 있는 둘 이상의 제 2 체결구;
    를 포함하고 있으며, 상기 전지모듈 어셈블리들은 상호 밀착된 상태로 배열되어 하나의 전지모듈 어셈블리 적층체를 형성하고 있고,
    상기 전지모듈 어셈블리 적층체의 양측 외곽에 위치하고 전지모듈 어셈블리 적층체를 고정하는 제 1 지지부재 및 제 2 지지부재와, 전지모듈 어셈블리 적층체의 하면에 위치하고 제 1 지지부재 및 제 2 지지부재와 결합되는 구조의 제 3 지지부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 체결구 또는 제 2 체결구는 내주면에 체결용 나사산이 형성되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 체결구는 상부 케이스 또는 하부 케이스의 외면으로부터 만입된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 체결구는 수직 단면 상으로 상부 케이스 또는 하부 케이스의 외면 쪽으로 개방된 원호 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈은 둘 또는 그 이상의 전지셀들로 구성된 셀 유닛들이 병렬로 연결되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 유닛의 전극단자들은 버스 바에 의해 상호 전기적 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈들의 전면에서 전지모듈들을 전기적으로 연결하기 위한 버스 바 어셈블리를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 버스 바 어셈블리는,
    (a) 전기절연성의 소재로 이루어져 있고, 전지모듈들의 전면에 장착되며, 하기 한 쌍의 본체부를 포함하는 커버 플레이트; 및
    (b) 커버 플레이트 상에 장착된 상태에서 평면상으로 'ㄴ'자 형상의 일측에 외부 입출력 단자가 형성되어 있고 타측에 둘 이상의 버스 바들이 분지되어 있는 한 쌍의 본체부들;
    를 포함하고 있으며,
    상기 한 쌍의 본체부들은 전지모듈의 배열 방향에 대해 수평 방향으로 서로 마주보는 구조로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 판상형 전지셀은 각형 이차전지 또는 파우치형 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 파우치형 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 내장되어 있고, 상기 전지케이스의 일측 단부에 양극단자 및 음극단자가 돌출되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전지셀의 전극단자 부위를 제외한 외주면에 절연 테이프가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 유닛은 전지셀들이 상호 밀착된 상태로 금속 하우징에 내장되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 체결부재는, 길이방향에 대한 수직 단면상으로 각형 또는 원형 또는 타원형의 봉 형상인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 체결구는 체결부재의 외면 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  17. 제 1 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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