KR101749721B1 - 퓨즈 어셈블리를 포함하는 전지모듈 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단위셀들이 버스 바에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 카트리지에 탑재되어 있는 모듈 단위체들을 포함하고 있는 전지모듈 어셈블리로서, 지면으로부터 높이 방향으로 적층된 둘 이상의 모듈 단위체들을 포함하고 있고, 전면에 모듈 단위체들과 전기적으로 연결되는 외부 입출력 단자들이 돌출되어 있으며, 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 전지모듈들, 및 상기 전지모듈들의 외부 입출력 단자들에 연결되어 있고, 과전류시 전원을 차단하는 퓨즈가 탑재되어 있는 퓨즈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리를 제공한다.

Description

퓨즈 어셈블리를 포함하는 전지모듈 어셈블리 {Battery Module Assembly Having Fuse Assembly}
본 발명은 퓨즈 어셈블리를 포함하는 전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있고, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목 받고 있다.
또한, 전기를 저장해 두었다가 필요한 시점에 안정적으로 전력계통에 다시 공급해주는 전력 저장 장치에 관한 기술이 개발되고 있다. 전력 저장 장치는 전력 수요가 적을 때 에너지를 저장하고, 과부하 또는 비상시에 전력을 공급하는 장치로서, 전력 품질 및 에너지 사용 효율을 향상시키는 효과를 제공하고 있다. 특히, 가정용 전력 저장 장치 및 산업용 또는 상업용 중형 전력 저장 장치는 스마트 그리드 기술과 결부되어 시장규모가 급성장하고 있다.
한편, 전지팩이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 단위셀들 또는 단위셀들이 장착된 전지모듈들을 직렬 또는 병렬 방식으로 전기적으로 연결하여 전지팩을 구성하여야 하고, 전지팩의 용량이 커질수록 확장성이 용이하고 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.
특히, 다수의 전지모듈들을 사용하여 전지팩을 구성하는 경우, 버스 바 또는 전원 연결 케이블과 같이 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하며, 전지팩을 확장해야 하는 경우, 구조 변경이 용이하지 않을 뿐만 아니라 많은 부품의 추가가 필요하여 제조 비용을 상승시킨다.
또한, 전지팩은 다수의 전지모듈들이 조합된 구조로 이루어져 있어서, 일부 전지모듈들이 과전압, 과전류 또는 과발열 되는 경우에는 전지팩의 안전성과 작동효율이 크게 문제되므로, 이들을 검출하여 제어하기 위한 수단이 필요하다. 따라서, 안전 시스템인 BMS(Battery Management System)를 구비하여 과전압, 과전류, 과발열 등을 탐지하여 전지팩의 전류를 차단하거나 냉각장치를 가동시키는 구조를 포함하고 있으나, BMS와 여러가지 센서 및 다수의 배선 등을 포함하는 구조 역시 부품의 추가에 의하여 제조비용을 상승시키고 제조공정을 복잡하게 만드는 원인이 되고 있다.
따라서, 상기와 같이 과전압, 과전류 또는 과발열 등의 이상 발생시 전류를 차단하도록 차단기를 장착하여 전류를 차단하는 구조를 사용하였으나, 고전압 또는 고전력으로 사양이 증대될수록 부피가 커지게 되므로 높은 에너지 밀도를 요구하는 전지팩의 경우, 부피가 큰 차단기는 적용하기 어려울 뿐 만 아니라 전지팩의 용량을 감소시키는 문제점을 유발하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 전지모듈 어셈블리에 퓨즈를 장착하여 과전류시 전원을 차단함으로써 안전성을 향상시킨 구조의 전지모듈 어셈블리를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는,
단위셀들이 버스 바에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 카트리지에 탑재되어 있는 모듈 단위체들을 포함하고 있는 전지모듈 어셈블리로서,
지면으로부터 높이 방향으로 적층된 둘 이상의 모듈 단위체들을 포함하고 있고, 전면에 모듈 단위체들과 전기적으로 연결되는 외부 입출력 단자들이 돌출되어 있으며, 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 전지모듈들; 및
상기 전지모듈들의 외부 입출력 단자들에 연결되어 있고, 과전류시 전원을 차단하는 퓨즈가 탑재되어 있는 퓨즈 어셈블리;
를 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는 외부 입출력 단자가 전면에 돌출되어 있는 전지모듈들을 배열시킨 후, 인접한 전지모듈의 외부 입출력 단자를 퓨즈로 연결한 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 전지모듈들의 전기적 연결 구조에 퓨즈를 장착함으로써 과전류시 전원을 차단하여 안전성을 향상시키는 구조를 제공한다.
상기 퓨즈 어셈블리는,
퓨즈 본체, 및 상기 퓨즈 본체를 중심으로 일측 및 타측으로 연장되어 있는 접속단자들을 포함하는 퓨즈;
일측 단부에 퓨즈의 접속단자와 접속되는 제 1 접속부가 형성되어 있고, 타측 단부에 전지모듈의 입출력 단자와 결합되는 제 2 접속부가 형성되어 있는 한 쌍의 도전성 브라켓들; 및
상기 퓨즈 및 도전성 브라켓들을 감싸는 구조로 상기 전지모듈들의 전면에 장착되는 퓨즈 커버;
를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 외부 입출력 단자의 외측면에는 상기 퓨즈 어셈블리 또는 외부 디바이스와 기계적으로 체결되는 나사산이 형성되어 있는 구조일 수 있다.
이 때, 상기 도전성 브라켓의 제 1 접속부 및 제 2 접속부에는 각각 체결용 관통구가 천공되어 있을 수 있으며, 상기 외부 입출력 단자는 상기 제 2 접속부의 체결용 관통구를 관통한 상태에서 너트에 의해 기계적 체결 및 전기적 접속을 이루는 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 접속부와 퓨즈의 접속단자는 볼트 및 너트에 의해 체결 및 접속되는 구조일 수 있다. 즉, 도전성 브라켓의 제 1 접속부와 퓨즈의 접속 단자를 중첩시킨 상태에서 볼트 및 너트에 의하여 기계적으로 체결되면서 동시에 전기적 접속을 이루는 구조일 수 있다.
상기 브라켓은 상기 퓨즈가 전지모듈들과 이격되도록 고정하는 구조로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 전지모듈들의 외부 입출력 단자에 연결된 제 2 접속부로부터 전지모듈들의 외측 방향으로 1차 절곡될 수 있고, 다시 퓨즈 방향으로 2차 절곡된 구조일 수 있다. 이러한 절곡 구조에 의해 브라켓에 퓨즈를 고정하였을 때 전지모듈의 전면과 퓨즈가 이격되는 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 브라켓의 절곡 부위에는 강성을 향상시키도록 돌출 비드가 형성될 수 있다. 즉, 상기 브라켓의 변형을 방지하면서 절곡 형상을 유지하도록 절곡 부위의 내측에 돌출 비드가 형성될 수 있다.
상기 퓨즈의 접속단자들에는 브라켓과 결합되는 체결홈이 형성될 수 있으며, 상기 체결홈의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 하나의 예로, 상기 체결홈은 브라켓과 결합되도록 일측이 개방되어 있는 ‘U’자 형상으로 형성될 수 있다. 브라켓과 퓨즈의 접속단자를 볼트 및 너트에 의해 결합하였을 때, 상기 ‘U’자 형상의 체결홈 구조를 가지는 접속단자는 볼트 및 너트가 완전히 조여지지 않은 상태에서도 장착 또는 분리가 가능한 구조로 형성될 수 있다.
상기 ‘U’자 형상의 체결홈 구조에 관한 구체적인 예에서, 상기 퓨즈는 퓨즈 본체의 일측 및 타측에 각각 제 1 접속단자 및 제 2 접속단자가 돌출된 구조를 이룰 수 있으며, 상기 제 1 접속단자의 체결홈은 전지모듈들 방향으로 개방되어 있고, 상기 제 2 접속단자의 체결홈이 브라켓 방향으로 개방되어 있는 구조일 수 있다.
상기 퓨즈 커버는 퓨즈의 단선 여부를 전면 방향에서 확인할 수 있도록, 그것의 전체 또는 일부가 투명 소재로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 퓨즈 커버 내부의 퓨즈의 상태를 확인할 수 있도록, 퓨즈 커버의 전면에 투명 소재로 이루어진 창이 형성되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 모듈 단위체에서 단위셀들은 상호 병렬 연결되어 있는 구조일 수 있다.
구체적으로, 상기 단위셀들은 전극단자들이 대면하도록 카트리지 상에 장착되어 있고, 상기 카트리지에 장착되어 있는 버스 바들에 의해 전극단자들이 병렬로 연결되어 있는 구조일 수 있다.
상기 카트리지는 소정의 강성을 가진 전기절연성의 부재로서, 외부의 충격으로부터 단위셀들을 보호하고, 단위셀들의 안정적인 장착을 보장한다. 또한, 카트리지에 의해 상기 단위셀들은 전극단자들이 대면하도록 배열됨으로써, 버스 바들에 의한 전기적 병렬 연결을 더욱 용이하게 할 수 있다.
상기 카트리지의 양 측면에는 체결홈을 구비한 돌출부들이 형성되어 있고, 상기 체결홈을 관통하는 카트리지 체결부재에 의해 카트리지들이 상호 결합되어 전지모듈을 형성하고 있는 구조일 수 있다. 따라서, 상기 단위셀들은 카트리지에 의해 고정됨과 동시에 카트리지들이 상기 체결홈에 의해 상호 결합되어 체결될 수 있으므로, 더욱 견고하고 안정적인 고정 효과를 달성할 수 있다.
상기 전지모듈에서 모듈 단위체들은 직렬 및/또는 병렬 연결되어 있는 구조일 수 있다.
상기 단위셀은, 예를 들어, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체를 내장한 후 외주면을 실링한 구조의 파우치형 전지셀일 수 있다.
또한, 상기 단위셀은 전지모듈 어셈블리 또는 전지팩의 구성시 고전압 및 고전류를 제공할 수 있는 전지이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 체적당 에너지 저장량이 큰 리튬 이차 전지셀일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지모듈 어셈블리를 포함하는 전지팩을 제공한다.
상기 전지팩은, 상기 전지모듈이 내장되어 있는 구조로서,
상기 전지모듈 어셈블리가 탑재되는 베이스 플레이트(Base Plate);
상기 전지모듈 어셈블리의 측부에 장착되는 측부 커버 플레이트들(Side Cover Plates); 및
상기 전지모듈 어셈블리의 상면에 탑재되고, 전지모듈 어셈블리 및 측부 커버플레이트와 체결 결합되는 상부 커버 플레이트(Top Cover Plate);
를 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
상기 전지팩은 소망하는 출력 및 용량에 따라 단위모듈로서 상기 전지모듈을 조합하여 제조될 수 있으며, 장착 효율성, 구조적 안정성 등을 고려할 때, 가정용 전원장치, 공공시설 전원장치, 대형상점용 전원장치, 비상용 전원장치, 전산실 전원장치, 휴대용 전원장치, 의료설비 전원장치, 소화설비 전원장치, 경보설비 전원장치, 피난설비 전원장치, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차 등의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있지만, 적용 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하고, 상기 디바이스는 구체적으로, 가정용 전원장치, 공공시설 전원장치, 대형상점용 전원장치, 비상용 전원장치, 전산실 전원장치, 휴대용 전원장치, 의료설비 전원장치, 소화설비 전원장치, 경보설비 전원장치, 피난설비 전원장치, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차일 수 있다.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, 전지모듈들 사이에 퓨즈를 장착하여 과전류시 전원을 차단함으로써 안전성을 향상시킬 수 있고, 또한, 퓨즈의 장착 및 분리가 용이한 구조로 형성되어 있어서 퓨즈의 교체가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리가 탑재되어 있는 전지팩의 사시도이다;
도 2는 도 1에서 베이스 플레이트 및 상부 커버 플레이트를 제외한 구조의 분해 사시도이다;
도 3은 전지모듈 어셈블리에 퓨즈 어셈블리가 장착되는 구조에 관한 모식도이다;
도 4는 퓨즈와 도전성 브라켓이 결합된 구조의 사시도이다;
도 5는 도 4의 분해 사시도이다;
도 6은 도 2의 전지모듈의 내부에 장착되는 모듈 단위체의 적층 구조에 관한 사시도이다;
도 7은 도 6에서 단위셀을 구성하는 전지셀의 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 어셈블리가 탑재되어 있는 전지팩의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에서 베이스 플레이트 및 상부 커버 플레이트를 제외한 구조의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 2 개의 전지모듈들(110a, 110b)이 측면 배열되어 전지모듈 어셈블리를 형성하고 있고, 각각의 전지모듈(110a, 110b)의 전면에는 외부 입출력 단자들(112a, 112b)이 돌출되어 있다.
전지모듈(110a, 110b)은 단위셀들이 버스 바에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 카트리지에 탑재되어 있는 모듈 단위체들(117) 포함하고 있고, 모듈 단위체들(114)과 전기적으로 연결되는 외부 입출력 단자들(112a, 112b)이 전면에 돌출되어 있다.
그리고 전지모듈들(110a, 110b)의 외부 입출력 단자들(112a, 112b)은 퓨즈(120)에 의하여 연결되어 있다. 즉, 퓨즈(120)는 전지모듈들(110a, 110b)의 외부 입출력 단자들(112a, 112b)을 직렬로 연결하는 구조로 형성되어 있다.
전지모듈 어셈블리의 하면에는 베이스 플레이트(150)가 장착되어 있고, 상면에는 상부 커버 플레이트(160)가 장착되어 있다.
퓨즈(120)의 외측에는 퓨즈(120)를 감싸도록 보호하는 퓨즈 커버(140)가 장착되어 있다. 이러한 퓨즈 커버(140)는 퓨즈(120)의 단선 여부를 전면 방향에서 확인할 수 있도록, 투명 소재의 창(142)이 형성되어 있다.
도 3에는 전지모듈 어셈블리에 퓨즈 어셈블리가 장착되는 구조에 관한 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 퓨즈와 브라켓이 결합된 구조이 사시도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 4의 분해 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 퓨즈 어셈블리는 퓨즈(120), 도전성의 브라켓들(130a, 130b), 및 퓨즈 커버(140)를 포함하고 있다. 퓨즈(120)는 퓨즈 본체(122) 및 퓨즈 본체(122) 양측으로 각각 연장되어 있는 제 1 접속단자(124a) 및 제 2 접속단자(124b)를 포함하고 있으며, 제 1 접속단자(124a) 및 제 2 접속단자(124b)는 각각 인접한 전지모듈들(110a, 110b)의 외부 입출력 단자(112a, 112b)에 연결된다.
도전성 브라켓들(130a, 130b)은 퓨즈(120)의 접속단자(124a, 124b)와 접속되는 제 1 접속부(132a, 132b), 및 전지모듈들(110a, 110b)의 외부 입출력 단자(112a, 112b)와 접속되는 제 2 접속부(134a, 134b)를 포함하는 구조로서, 퓨즈(120)의 제 1 접속단자(124a) 및 제 2 접속단자(124b)에 각각 연결되도록 한 쌍으로 구성되어 있다.
외부 입출력 단자(112a, 112b)에는 도전성 브라켓(130a, 130b) 또는 외부 접속부재(도시하지 않음)와의 결합을 위해 외측면에 나사산이 형성되어 있다.
그리고, 도전성 브라켓(130a, 130b)의 제 1 접속부(132a, 132b) 및 제 2 접속부(134a, 134b)에는 각각 체결용 관통구가 천공되어 있으며, 외부 입출력 단자(112a, 112b)는 제 2 접속부(134a, 134b)의 체결용 관통구를 관통한 상태에서 너트(135a, 135b)에 의해 기계적 체결 및 전기적 접속을 이루는 구조로 형성되어 있다.
또한, 제 1 접속부(132a, 132b)와 퓨즈(120)의 접속단자(124a, 124b)는 볼트(136) 및 너트(137)에 의해 체결 및 접속되며, 구체적으로, 도전성 브라켓(130a, 130b)의 제 1 접속부(132a, 132b)와 퓨즈(120)의 접속단자(124a, 124b)를 중첩시킨 상태에서 볼트(136) 및 너트(137)에 의하여 기계적으로 체결되면서 동시에 전기적으로 접속되는 구조로 이루어져 있다.
퓨즈(120)의 접속단자들(124a, 124b)에는 도전성 브라켓(130a, 130b)과 결합되는 일측이 개방된 ‘U’자 형상의 체결홈(125a, 125b)이 형성되어 있다. 구체적으로, 제 1 접속단자(124a)의 체결홈(125a)은 도전성 브라켓(132a) 방향으로 개방되어 있고, 제 2 접속단자(124b)의 체결홈(125b)은 전지모듈(110a, 110b) 방향으로 개방되어 있다. 따라서, 퓨즈(120)의 제 1 접속단자(124a) 및 제 2 접속단자(125a)는 볼트(136) 및 너트(137)가 완전히 조여지지 않은 상태에서도 장착 또는 분리가 가능한 구조로 형성되어 있다.
도전성 브라켓(130a, 130b)은 퓨즈(120)가 전지모듈들(110a, 110b)과 이격되도록 연속으로 절곡되어 있다. 구체적으로, 전지모듈들(110a, 110b)의 외측 방향으로 1차 절곡되어 있고, 다시 퓨즈(120) 방향으로 2차 절곡되어 있다. 또한, 도전성 브라켓(130a, 130b)의 변형을 방지하면서 절곡 형상을 유지하도록 절곡 부위의 내측에 돌출 비드(138a, 138b)가 형성되어 있다.
퓨즈 커버(140)는 퓨즈(120) 및 도전성 브라켓들(130a, 130b)을 감싸는 구조로서, 전지모듈들(110a, 110b)의 전면에 장착된다.
도 6에는 도 2의 전지모듈의 내부에 장착되는 모듈 단위체의 적층 구조에 관한 사시도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 전지모듈(110)은 전극단자들(112, 113, 112’, 113’)이 일측에 형성되어 있는 단위셀들(112, 112’), 단위셀들(112, 112’)을 각각 고정하는 카트리지(126), 및 전극단자들(113, 114, 113’, 114’)과 결합되어 단위셀들(112, 112’)을 전기적으로 연결하는 버스 바들(118, 119)을 포함하는 구조로 구성되어 있다.
이러한 단위셀들(110, 110’)은 전극단자들(113, 114, 113’, 114’)이 대면하도록 카트리지(120)에 장착되어 있으며, 카트리지(120)에 장착되어 있는 버스 바들(118, 119)에 의해 전극단자들(113, 114, 113’, 114’)이 병렬로 연결되어 카트리지(126)에서 모듈 단위체를 형성하고 있다.
모듈 단위체는 지면으로부터 높이 방향으로 배열되도록 카트리지들(126)이 상하로 적층된 구조로 형성되어 있다.
도 7에는 도 6에서 단위셀을 구성하는 전지셀의 사시도가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 전지셀(112)은 전극단자들(양극단자: 113, 음극단자: 114)이 일측 단부에 형성되어 있는 판상형 전지셀(112)이다. 구체적으로 판상형 전지셀(112)은 금속층(도시하지 않음)과 수지층(도시하지 않음)을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스(115)에 전극조립체(도시하지 않음)를 내장하고, 예를 들어, 열융착에 의해 실링부(116)를 형성한 구조이며, 통상적으로 이를 ‘파우치형 전지셀’로 통칭하기도 한다.
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.

Claims (21)

  1. 단위셀들이 버스 바에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 카트리지에 탑재되어 있는 모듈 단위체들을 포함하고 있는 전지모듈 어셈블리로서,
    지면으로부터 높이 방향으로 적층된 둘 이상의 모듈 단위체들을 포함하고 있고, 전면에 모듈 단위체들과 전기적으로 연결되는 외부 입출력 단자들이 돌출되어 있으며, 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 전지모듈들; 및
    상기 전지모듈들의 외부 입출력 단자들에 연결되어 있고, 과전류시 전원을 차단하는 퓨즈가 탑재되어 있는 퓨즈 어셈블리;
    를 포함하고 있고,
    상기 퓨즈 어셈블리는,
    퓨즈 본체, 및 상기 퓨즈 본체를 중심으로 일측 및 타측으로 연장되어 있는 접속단자들을 포함하는 퓨즈;
    일측 단부에 퓨즈의 접속단자와 접속되는 제 1 접속부가 형성되어 있고, 타측 단부에 전지모듈의 입출력 단자와 결합되는 제 2 접속부가 형성되어 있는 한 쌍의 도전성 브라켓들; 및
    상기 퓨즈 및 도전성 브라켓들을 감싸는 구조로 상기 전지모듈들의 전면에 장착되는 퓨즈 커버;
    를 포함하고 있고,
    상기 모듈 단위체에서 단위셀들은 카트리지 상에서 상호 병렬 연결되어 있으며,
    상기 단위셀들은 전극단자들이 대면하도록 카트리지 상에 장착되어 있고, 상기 카트리지에 장착되어 있는 버스 바들에 의해 전극단자들이 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 입출력 단자의 외측면에 나사산이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 브라켓의 제 1 접속부 및 제 2 접속부에는 각각 체결용 관통구가 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 외부 입출력 단자는 상기 제 2 접속부의 체결용 관통구를 관통한 상태에서 너트에 의해 체결 및 접속되는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 접속부와 퓨즈의 접속단자는 볼트 및 너트에 의해 체결 및 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 브라켓은 퓨즈가 전지모듈들과 이격되도록 전지모듈들의 외측 방향 및 퓨즈 방향으로 연속 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 브라켓의 절곡 부위 내측에는 돌출 비드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 퓨즈의 접속단자들에는 브라켓과 결합되도록 일측이 개방되어 있는 ‘U’자 형상의 체결홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 퓨즈는 제 1 접속단자 및 제 2 접속단자를 포함하고 있고, 상기 제 1 접속단자의 체결홈은 전지모듈들 방향으로 개방되어 있고, 상기 제 2 접속단자의 체결홈이 브라켓 방향으로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 퓨즈 커버는 퓨즈의 단선 여부를 전면 방향에서 확인할 수 있도록 투명 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 카트리지의 양 측면에는 체결홈을 구비한 돌출부들이 형성되어 있고, 상기 체결홈을 관통하는 체결부재에 의해 카트리지들이 상호 결합되어 전지모듈을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈에서 모듈 단위체들은 상호 직렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 케이스에 전극조립체를 내장한 후 외주면을 실링한 구조의 파우치형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀은 리튬 이차 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  18. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 11 항 및 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 전지팩은.
    상기 전지모듈 어셈블리가 탑재되는 베이스 플레이트(Base Plate);
    상기 전지모듈 어셈블리의 측부에 장착되는 측부 커버 플레이트들(Side Cover Plates); 및
    상기 전지모듈 어셈블리의 상면에 탑재되고, 전지모듈 어셈블리 및 측부 커버플레이트와 체결 결합되는 상부 커버 플레이트(Top Cover Plate);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  20. 제 19 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 디바이스.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 디바이스는 산업용 전원장치, 공공시설 전원장치, 대형상점용 전원장치, 비상용 전원장치, 전산실 전원장치, 휴대용 전원장치, 의료설비 전원장치, 소화설비 전원장치, 경보설비 전원장치, 피난설비 전원장치, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190102817A (ko) * 2018-02-27 2019-09-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2021107317A1 (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102328124B1 (ko) 2018-01-26 2021-11-17 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 전지 모듈 어셈블리
KR102469819B1 (ko) * 2018-11-12 2022-11-21 주식회사 엘지에너지솔루션 과충전 방지가 가능한 구조를 갖는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
KR102443898B1 (ko) 2018-11-12 2022-09-15 주식회사 엘지에너지솔루션 과충전 방지가 가능한 구조를 갖는 배터리 팩 충전 시스템 및 이를 포함하는 자동차
KR102344019B1 (ko) * 2019-12-23 2021-12-28 대산전자(주) 퓨즈가 적용된 버스바
CN111564594B (zh) * 2020-04-30 2021-05-18 东风汽车集团有限公司 一种用于电池模组的模组隔板及长模组
KR20210139001A (ko) * 2020-05-13 2021-11-22 주식회사 엘지에너지솔루션 단락 방지용 퓨즈박스 브라켓이 구비된 배터리 팩
JP2023117536A (ja) * 2022-02-14 2023-08-24 株式会社オートネットワーク技術研究所 配線モジュール
KR102445822B1 (ko) * 2022-04-21 2022-09-22 주식회사 유비티엘이디 안전장치를 갖는 쇼케이스용 엘이디 조명장치
KR20240025219A (ko) 2022-08-18 2024-02-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 볼트 체결 장치 및 이를 이용한 볼트 체결 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013090649A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-20 Tyco Electronics Corporation Battery connector system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013090649A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-20 Tyco Electronics Corporation Battery connector system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190102817A (ko) * 2018-02-27 2019-09-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102574485B1 (ko) * 2018-02-27 2023-09-01 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2021107317A1 (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스

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