KR101805757B1 - 전면에 bms의 통신단자가 돌출되어 있는 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, 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 서브모듈들(Sub-Modules), 통신단자들이 일측에 형성되어 있고, 상기 서브모듈들 사이의 이격된 공간에 장착되는 BMS(Battery Management System), 상기 서브모듈들 및 BMS가 탑재되는 베이스 플레이트(Base Plate), 상기 서브모듈들의 측부에 장착되는 측부 커버 플레이트들(Side Cover Plates), 상기 서브모듈들의 상면에 탑재되고, 서브모듈들 및 측부 커버플레이트와 체결 결합되는 상부 커버 플레이트(Top Cover Plate), 및 상기 서브모듈들의 전면에 장착되고, 서브모듈들, 베이스 플레이트 및 측부 커버 플레이트에 결합되며, 상기 통신단자들이 노출되는 관통홈들이 형성되어 있는 전면 커버 플레이트(Front Cover Plate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리를 제공한다.

Description

전면에 BMS의 통신단자가 돌출되어 있는 전지모듈 어셈블리 {Battery Module Assembly Having Protruded Communication Terminals of BMS in Front thereof}
본 발명은 전면에 BMS의 통신단자가 돌출되어 있는 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, 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 또는 병렬 방식으로 전기적으로 연결하여 전지모듈을 구성하여야 하고, 전지모듈의 용량이 커질수록 확장성이 용이하고 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.
특히, 다수의 전지셀들을 사용하여 전지모듈을 구성하는 경우, 일부 전지셀들이 과전압, 과전류 또는 과발열 되는 경우에는 전지모듈의 안전성과 작동효율이 크게 문제되므로, 이들을 검출하여 제어하기 위한 수단이 필요하다. 따라서, 안전 시스템인 BMS (Battery Management System)를 구비하여 과전압, 과전류, 과발열 등을 탐지하여 전지팩을 제어/보호하는 구조를 포함하고 있다.
이러한 전지모듈은 고용량 고출력의 전지팩을 구성하기 위해서, 다수의 전지모듈을 적층하여 전지팩을 구성한다. 각각의 전지모듈에 포함되어 있는 서브 BMS는 각각의 전지모듈을 제어하기 위해서, 전지팩의 메인 BMS에 통신 단자를 통해 연결되어야 한다. 그러나, 각각의 서브 BMS는 전지모듈의 내부에 장착되어 있으므로, 통신 단자를 상호 연결하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 전지모듈 간 통신부의 확장 및 연결이 용이한 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, 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 서브모듈들(Sub-Modules);
통신단자들이 일측에 형성되어 있고, 상기 서브모듈들 사이의 이격된 공간에 장착되는 BMS(Battery Management System);
상기 서브모듈들 및 BMS가 탑재되는 베이스 플레이트(Base Plate);
상기 서브모듈들의 측부에 장착되는 측부 커버 플레이트들(Side Cover Plates);
상기 서브모듈들의 상면에 탑재되고, 서브모듈들 및 측부 커버플레이트와 체결 결합되는 상부 커버 플레이트(Top Cover Plate); 및
상기 서브모듈들의 전면에 장착되고, 서브모듈들, 베이스 플레이트 및 측부 커버 플레이트에 결합되며, 상기 통신단자들이 노출되는 관통홈들이 형성되어 있는 전면 커버 플레이트(Front Cover Plate);
를 포함하고 있을 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, BMS의 통신단자들이 전면 커버 플레이트로부터 노출되어 장착되므로, 전지모듈 어셈블리 간 통신부의 확장 및 연결을 용이하게 할 수 있다.
구체적으로, 상기 통신단자는 전면 커버 플레이트에 형성되어 있는 관통홈을 통해 돌출되어 있을 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단위셀은 판상형 전지셀 구조이거나, 또는 전극단자들이 노출된 상태로 둘 이상의 판상형 전지셀들이 셀 커버에 장착되어 있는 구조일 수 있다.
상기 판상형 전지셀은, 예를 들어, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체를 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 전지셀은 전지모듈 어셈블리 또는 전지팩의 구성시 고전압 및 고전류를 제공할 수 있는 전지이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 체적당 에너지 저장량이 큰 리튬 이차전지일 수 있다.
상기 단위셀의 또 다른 예에서, 셀 커버는 전극단자 부위를 제외하고 전지셀들의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 외장 부재로 구성될 수 있다. 이러한 셀 커버에는, 예를 들어 2개의 전지셀들이 장착될 수 있고, 상기 2개의 전지셀들은 동일 극성의 전극단자들이 서로 접하면서 병렬 연결되도록 적층된 구조로 형성될 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.
이러한 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 서브모듈을 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 체결홈들을 통해 달성되는 카트리지들의 체결은, 예를 들어, 체결홈을 관통하는 볼트 또는 리벳에 의한 체결일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.
상기 서브모듈에서 모듈 단위체들은 직렬 및/또는 병렬 연결되어 있을 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지모듈의 작동을 제어하는 BMS는 육면체 구조로 이루어져 있을 수 있고, 육면 중 일 면의 상단과 하단에 각각 통신단자들이 돌출되어 있을 수 있다.
상기 서브모듈들은 서브모듈 체결부재에 의해 상호 전기적 및 기계적으로 연결되어 있을 수 있고, 상기 서브모듈 체결부재는 BMS의 상단 통신단자와 하단 통신단자 사이를 가로지르도록 위치할 수 있으며, 상기 서브모듈 체결부재가 가로지르는 BMS의 일면은 서브모듈 체결부재의 장착을 위해 만입되어 있을 수 있다. 또한, 상기 서브모듈 체결부재가 가로지르는 BMS의 일면은 절연성 소재로 이루어져 있을 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지모듈 어셈블리를 포함하는 전지팩을 제공한다.
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, BMS의 통신단자들이 전면 커버 플레이트로부터 노출되어 장착되므로, 전지모듈 어셈블리 간 통신부의 확장 및 연결을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 모듈 단위체에서 단위셀을 구성하는 전지셀의 사시도이다;
도 2는 도 1의 전지셀로 구성된 단위셀의 사시도이다;
도 3은 도 2의 단위셀로 구성된 모듈 단위체의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도이다;
도 5는 상부 커버 플레이트가 제거된 도 4의 전지모듈 어셈블리의 사시도이다;
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 BMS의 사시도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 서브모듈들과 BMS의 체결 구조에 대한 사시도이다;
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 정면도이다.
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 전지모듈에서 단위셀을 구성하는 전지셀의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지셀로 구성된 단위셀의 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2의 단위셀로 구성된 모듈 단위체의 사시도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전지셀(10)은 라미네이트 시트의 전지 케이스(13)에 전극 조립체(도시하지 않음)를 전해액(도시하지 않음)과 함께 내장하고, 외주면(14)을 실링한 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(11, 12)은 전지 케이스(13)의 일측에 형성되어 있다.
단위셀(110)은, 전극단자들(112, 114)이 일측에 노출된 상태로 2개의 판상형 전지셀들(10)이 셀 커버(116)에 장착된 구조로 이루어져 있다. 단위셀의 셀 커버(116)는 전극단자들(112, 114) 부위를 제외하고 전지셀들(10)의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 외장 부재로 구성되며, 셀 커버(116) 내부의 전지셀들(10)은 동일 극성의 전극 탭들(11, 12)이 서로 접하면서 병렬 연결되도록 적층되어 있다.
모듈 단위체(100)는, 단위셀들(110)이 전극단자(112, 114)들이 대면하도록 카트리지(120) 상에 장착되고, 버스 바(130)에 의해 전극단자(112, 114)들이 전기적으로 병렬로 연결되어 구성된다. 카트리지(120)의 측면에는 체결홈(121)을 구비한 돌출부들(122)이 형성되어 있다.
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 상부 커버 플레이트가 제거된 도 4의 전지모듈 어셈블리의 사시도가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5를 도 3과 함께 참조하면, 전지모듈 어셈블리(200)는 서브모듈들(220), BMS(230), 베이스 플레이트(도시하지 않음), 측부 커버 플레이트들(240), 상부 커버 플레이트(250), 및 전면 커버 플레이트(260)로 이루어져 있다.
서브모듈들(220)은, 모듈 단위체(100)가 지면으로부터 높이 방향으로 적층되고, 체결홈(121)이 카트리지 체결부재(도시하지 않음)에 의해 관통되어 카트리지(120)들이 상호 결합됨으로써 형성되어 있다. 또한, 서브모듈들(220)은 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어, 베이스 플레이트 상에 탑재되어 있다.
측부 커버 플레이트들(240)은 서브모듈들(220)의 측부에 장착되어 있고, 상부 커버 플레이트(250)는 서브모듈들(220)의 상면에 탑재되고, 서브모듈들(220) 및 측부 커버 플레이트(240)와 결합되어 있다.
BMS(230)는 서브모듈들(220) 사이의 이격된 공간에 장착되어 있고, BMS(230)의 일측에는 통신단자(231, 232)가 형성되어 있다. 전면 커버 플레이트(260)에는 관통홈(도시하지 않음)이 형성되어 있어서, BMS(230)의 통신단자(231, 232)는 전면 커버 플레이트(260)의 관통홈을 통해 돌출되어 있다.
도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 BMS의 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 서브모듈들과 BMS의 체결 구조에 대한 사시도가 도시되어 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, BMS(230)는 육면체 구조로 이루어져 있고, 일 면의 상단과 하단에 각각 상단 통신단자(231) 및 하단 통신단자(232)가 형성되어 있다. 서브모듈들(220)은 서브모듈 체결부재(270)에 의해 전기적 및 기계적으로 상호 연결되어 있고, 서브모듈 체결부재(270)는 BMS(230)의 상단 통신단자(231)와 하단 통신단자(232)의 사이를 가로질러 위치하고 있다. BMS(230)의 통신단자들(231, 232)이 형성된 일면은 서브모듈 체결부재(270)의 장착을 위해, 상단 통신다자(231)와 하단 통신단자(232) 사이의 부위가 만입된 구조로 이루어져 있다.
도 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 사시도가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 전지팩(300)은 다수의 전지모듈 어셈블리들(200)이 적층되어 이루어져 있다. 전지모듈 어셈블리들(200)의 중앙에 돌출되어 형성되어 있는 통신단자들(231, 232)은 데이지 체인(Daisy Chain) 방식에 의해 연결된다.
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.

Claims (15)

  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, 상호 이격된 상태로 측면 방향으로 배열되어 있는 둘 이상의 서브모듈들(Sub-Modules);
    통신단자들이 일측에 형성되어 있고, 상기 서브모듈들 사이의 이격된 공간에 장착되는 BMS(Battery Management System);
    상기 서브모듈들 및 BMS가 탑재되는 베이스 플레이트(Base Plate);
    상기 서브모듈들의 측부에 장착되는 측부 커버 플레이트들(Side Cover Plates);
    상기 서브모듈들의 상면에 탑재되고, 서브모듈들 및 측부 커버플레이트와 체결 결합되는 상부 커버 플레이트(Top Cover Plate); 및
    상기 서브모듈들의 전면에 장착되고, 서브모듈들, 베이스 플레이트 및 측부 커버 플레이트에 결합되며, 상기 통신단자들이 노출되는 관통홈들이 형성되어 있는 전면 커버 플레이트(Front Cover Plate);
    를 포함하고,
    상기 통신단자는 관통홈을 통해 전면 커버 플레이트로부터 돌출되어 있으며,
    상기 BMS는 육면체 구조로 이루어져 있고, 육면 중 일 면의 상단과 하단에 각각 통신단자들이 돌출되고,
    서브모듈들은 서브모듈 체결부재에 의해 상호 연결되어 있고, 상기 서브모듈 체결부재는 상기 BMS의 상단 통신단자와 하단 통신단자 사이를 가로지르도록 위치하며, 상기 서브모듈 체결부재가 가로지르는 BMS의 일 면은 체결부재의 장착을 위해 만입되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀은, 하나의 판상형 전지셀 구조이거나, 또는 전극단자들이 노출된 상태로 둘 이상의 판상형 전지셀들이 셀 커버에 장착되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 판상형 전지셀은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 케이스에 전극조립체를 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 판상형 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 셀 커버는 전극단자 부위를 제외하고 전지셀들의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 외장 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈 단위체에서 단위셀들은 병렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 단위셀들은 전극단자들이 대면하도록 카트리지 상에 장착되어 있고, 상기 카트리지에 장착되어 있는 버스 바들에 의해 전극단자들이 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 카트리지의 양 측면에는 체결홈을 구비한 돌출부들이 형성되어 있고, 상기 체결홈을 관통하는 카트리지 체결부재에 의해 카트리지들이 상호 결합되어 서브모듈을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 서브모듈에서 모듈 단위체들은 직렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  14. 제 13 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 디바이스는 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 전기자동차인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101884722B1 (ko) * 2015-07-21 2018-08-02 주식회사 엘지화학 와이어 고정 리브들을 구비하고 있는 전지모듈
JP7359527B2 (ja) * 2017-05-31 2023-10-11 トヨタ自動車株式会社 電池搭載構造
CN107933326B (zh) * 2017-09-29 2020-09-04 北京理工大学 一种双源无轨电车电电耦合控制方法及动力装置
KR102622140B1 (ko) * 2019-01-29 2024-01-09 현대모비스 주식회사 배터리 조립모듈
CN109985335A (zh) * 2019-04-01 2019-07-09 北京工业大学 一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统
KR102471939B1 (ko) * 2019-05-15 2022-11-29 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 저장 장치
CN112776653B (zh) * 2019-11-01 2022-11-15 爱驰汽车有限公司 电池快换系统以及电动车
KR20210078139A (ko) * 2019-12-18 2021-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 복수의 단위 모듈과 bms 어셈블리를 포함하는 서브 팩 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN113871739B (zh) * 2021-09-03 2024-03-29 上海智光电力技术有限公司 电池模组的转接装置、系统及电池信息采集控制方法
EP4156372A1 (en) * 2021-09-28 2023-03-29 Samsung SDI Co., Ltd. A battery module, a battery pack, an electric vehicle, a battery management arrangement, and a method for assembling a battery module
CN115425272A (zh) * 2022-09-22 2022-12-02 马鞍山南实科技有限公司 一种可兼容有/无中隔板电池模组的挤压打包设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1294032B1 (en) * 2001-09-17 2005-10-19 Nissan Motor Co., Ltd. Assembled battery
KR100612305B1 (ko) 2004-06-25 2006-08-11 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP4909895B2 (ja) * 2005-06-17 2012-04-04 日本電気株式会社 電気デバイス集合体およびフィルム外装電気デバイス構造体
EP1994582B1 (en) * 2006-03-06 2019-12-04 LG Chem, Ltd. Middle or large-sized battery module
KR100863729B1 (ko) 2006-09-18 2008-10-16 주식회사 엘지화학 전지모듈 인터페이스
EP2091101A4 (en) * 2006-11-06 2018-01-24 NEC Corporation Unit battery for battery pack, battery control system, and battery control method
KR101080123B1 (ko) 2007-07-23 2011-11-04 주식회사 엘지화학 전지모듈 어셈블리
RU2484983C2 (ru) * 2009-02-24 2013-06-20 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Конструкция для установки аккумуляторных батарей транспортного средства
KR101104667B1 (ko) 2009-02-26 2012-01-13 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 관리 시스템 및 상기 배터리 관리 시스템의 슬레이브 배터리 관리 모듈
KR101305224B1 (ko) 2010-12-28 2013-09-12 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
US8900737B2 (en) 2011-09-08 2014-12-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Energy storage system
KR20130061375A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR101382011B1 (ko) * 2011-12-23 2014-04-15 세방전지(주) 이차 전지팩
KR20150015153A (ko) * 2013-07-31 2015-02-10 주식회사 엘지화학 이종 금속의 전지모듈 접속부재를 포함하는 전지팩

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