KR101926534B1 - 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩 - Google Patents

간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복 수개의 전지셀들이 상호간에 통전되도록 적층되는 전지모듈과, 전지모듈의 상면에 적층되는 고정판넬과, 고정판넬 및 전지모듈을 연통하여 고정판넬 및 전지모듈을 고정시키는 고정핀과, 고정판넬의 상측에서 적층되고, 전지셀들의 셀밸런싱 및 이상 전압을 감지하는 전장부품이 실장되는 회로기판과, 전지셀과 전지셀, 양쪽의 최외각측 전지셀들과 회로기판 사이를 전기적으로 통전 가능하게 연결하는 복 수개의 부스바를 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩을 제공할 수 있다.

Description

간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩{BATTERY PACK HAVING A SIMPLFIED CELL ASSEMBLY PACKAGING STRUCTURE}
본 발명은 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 리튬이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 화석 연료를 사용하던 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로도 주목받고 있다.
자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 시스템이 사용된다. 중대형 전지 시스템은 점차적으로 요구되는 출력량 또는 에너지 밀도가 높아짐에 따라 중대형 이차 전지에 포함되는 단위 모듈의 수가 점차 증가하게 될 것이다.
이와 같은 중대형 전지 시스템에 단위전지로서 많이 사용되는 파우치형 리튬이온 폴리머 이차전지는 소형 디바이스에 사용되는 동일 계열의 전지에 비해 상대적으로 큰 크기를 가지고 있다.
또한, 전기 자동차, plug-in 및 hybrid 자동차 등의 전원으로 사용되는 중대형의 리튬 이차전지의 팩 설계 시, 기존 배터리와 같이 높은 출력만을 요구하는 것이 아니라, 높은 에너지 또한 요구된다. 때문에 갈수록 중대형의 배터리는 고용량 고출력화 되어야 한다. 이를 위해서 한정된 공간에 큰 용량의 전지가 탑재되어야 하기 때문에 셀이 커지거나, 많은 수의 단위 셀들을 하나의 리튬이차전지 내에 패키징하여야 한다.
이상과 같이 하나의 배터리에 포함되는 단위셀의 수가 늘어나거나 셀의 크기가 매우 커지게 된다. 이 경우 그 패키징 공정이 복잡해지는 것은 물론 패키징의 두께 등도 늘어난다. 결과적으로 제조 공정상의 어려움과 성능감소 및 효율적 공간을 사용하지 못할 우려가 있다.
따라서, 종래에는 대용량 셀을 만들기 위한 패키징 방법 및 많은 수의 단위셀을 포함하여야 하는 배터리를 제조하는데 있어서, 간편하면서도 효율적인 리튬이차전지의 연결방식 즉, 패키징 방식 연구에 대한 필요성이 높아지고 있는 것이 현실이다.
한편, 최근에는 단위 전지를 이루는 단위셀등의 충전용량이 높아지는 고성능 전지등이 개발되고 있어 전지팩등이 소형화되고 있는 추세이다. 즉, 골프카나 실내 전기차등 소형 전기자동차나 하이브리드카와 같은 중소형 승용차에서는 시동용 전원을 얻기 위한 소형의 시동용 전지팩을 필요로 한다.
따라서, 위와 같이 소형 전기차의 소형 전지팩 또는 승용차의 시동용 배터리는 한정된 공간에 설치되어야 하기에 소형화되어야 하기에 한정된 케이스 내부 공간을 보다 효율적으로 활용하기 위하여 전지셀들간의 결합과, 부스바 및 회로기판의 연결 구조등을 간략화시킬 수 있는 패키징 기술이 보다 중요시되고 있다.
하지만, 종래에는 위와 같은 시장의 요구에 적합한 패키징 기술이 제안된 예가 아직 없어 개발이 시급한 실정이다.
한국 공개특허공보 제10-2017-0009135호(2017.01.25, 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전지셀들의 패키징 구조를 단순화하여 전지팩의 하우징을 소형화할 수 있는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 셀조립체의 조립과 회로기판과의 연결등 조립과정이 간단하고, 시간이 절약될 수 있는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명에 따른 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩의 바람직한 실시예는 복 수개의 전지셀을 구비한 전지모듈과, 상기 전지셀들의 셀밸런싱 및 이상 전압을 감지하는 전장부품이 실장되는 회로기판과, 상기 전지모듈의 방열과, 상기 전지모듈과 회로기판 간의 절연을 위하여 상기 전지모듈에서 상기 회로기판이 이격되도록 지지하는 고정판넬과, 상기 고정판넬 및 전지모듈을 연통하여 상기 고정판넬 및 전지모듈을 고정시키는 고정핀 및 상기 전지셀과 전지셀, 전지모듈과 회로기판 사이를 전기적으로 통전 가능하게 연결하는 복 수개의 부스바를 포함하고, 상기 고정판넬은 상기 전지모듈과 이격되어 상기 회로기판을 지지하는 고정판과, 상기 고정판의 중심부에 개구 형성된 방열구 및 상기 전지모듈과 상기 고정판이 이격 되도록 상기 고정판에서 복 수개가 외측으로 연장 및 하향 절곡 되어 상기 전지모듈에 밀착되는 지지단을 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩을 제공할 수 있다.
그러므로, 본 발명은 고정핀 및 고정판넬을 통하여 별도의 내부 케이스를 구비하지 않더라도 복 수개의 전지셀들을 간단하게 조립할 수 있어 조립의 용이성의 향상과 이를 통한 작업시간을 단축시킬 수있는 효과를 얻는다.
또한, 본 발명은 고정판과 회로기판을 전지셀들과 이격되도록 고정함에 따라 절연 및 방열이 모두 가능한 효과를 얻을 수 있어 절연 및 방열을 위한 추가 구성을 구비할 필요가 없어 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 고정판넬을 도시한 사시도이다.
도 5는 전지셀의 분해 사시도이다.
도 6은 전지팩의 측면도이다.
도 7은 전지셀들의 적층구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명에서 부스바 조립부재를 도시한 사시도이다.
도 9는 부스바 조립부재의 분해 사시도이다.
이하에서는 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 들어 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않으며, 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩을 도시한 사시도, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명은 극주 및 손잡이(11)가 형성되는 커버(10)에 의해 밀폐되는 하우징(20)의 내부에 수용되는 셀조립체를 포함한다. 셀조립체는 전지모듈(100)과, 전지모듈(100)을 가압하는 고정판넬(300)과, 전지모듈(100)의 전원을 통전하는 적어도 하나의 부스바(500)와, 고정판넬(300)에서 이중으로 적층되는 회로기판(200)과, 전지모듈(100)을 연통하여 고정시키는 제1고정핀(400)과, 회로기판(200)을 고정시키는 제2고정핀(600)을 포함한다.
전지모듈(100)은 복 수개의 전지셀(110)들이 제1고정핀(400)들에 의해 고정된다. 여기서, 전지모듈(100)은, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 전원을 출력하는 베어셀(113, 123, 133)과, 베어셀을 수납하도록 상호 체결되는 제1케이스(111, 121, 131)와 제2케이스(112, 122, 132)로서 이루어진 복 수개의 전지셀(110, 120, 130)를 구비한다.
베어셀(113, 123, 133)은 본체(113b)에서 상호 반대방향으로 돌출되어 서로 다른 극성의 전원을 출력하는 전지탭(113a, 123a, 133a)을 구비하고, 각각의 전지탭(113a, 123a, 133a)은 제1케이스(111, 121, 131)와 제2케이스(112, 122, 132)가 상호 체결될 시에 외측으로 돌출되도록 형성된다.
고정판넬(300)은 전지모듈(100)의 상면에서 연통되는 제1고정핀(400)과의 연계로 전지모듈(100)을 고정시킨다. 바람직하게로 고정판넬(300)은 절연가능한 강화 플라스틱 수지로서 형성될 수 있다. 또는 고정판넬(300)은 전자파의 차폐를 위한 별도의 차폐금속판이 추가로 적층될 수 있다.
회로기판(200)은 전지모듈(100)의 상면에서 이중으로 적층되는 기판으로서 BMS등의 전장부품이 실장되는 메인기판(210)과, 메인기판(210)을 지지하는 지지기판(220)을 포함할 수 있다.
메인기판(210)과 지지기판(220)은 절연 및 열의 전도를 방지하기 위하여 상호간에 이격된 상태에서 연통된 제2고정핀에 의해 고정판넬(300)에 고정된다.
부스바(500)는 전지모듈(100)들의 제1전원을 통전시키도록 연결되는 제1부스바(510)와, 타측에서 제2전원을 통전시키는 제2부스바(520)와, 전지셀(110) 사이에 통전되도록 연결되는 복 수개의 제3부스바(530)를 포함한다.
제1부스바(510)와 제2부스바(520)는 적층된 전지셀(110)들중 최외측에 위치된 전지셀(110)의 전지탭(113a, 123a, 133a)과 회로기판(200) 사이에 연결된다. 예를 들면, 제1부스바(510)는 최하측에 위치된 전지셀(110)에 연결되고, 제2부스바(520)는 반대쪽의 전지셀(110)에 연결되고, 제3부스바(530)는 최외각측의 전지셀(110)들 사이에 적층된 전지셀(110)들을 상호간에 통전되도록 연결한다.
여기서, 본 발명은 제1부스바(510) 또는 제2부스바(520)가 분할되고, 분할된 부스바(500)를 연결시키는 부스바 조립부재(도 8 및 도 9 참조)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 부스바 조립부재는 후술한다.
이와 같은 본 발명의 구성중, 고정판넬(300)의 세부구성은 도 4, 전지모듈(100)의 세부구성은 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 고정판넬(300)을 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 고정판넬(300)은 편평한 판재로 이루어진 고정판(310)과, 고정판(310)의 중심부에 개구 형성된 방열구(320)와, 고정판(310)에서 하향 절곡되어 전지모듈(100)중에서 최외각측의 전지셀(110) 외면에 밀착되는 지지단(330)을 포함한다.
고정판(310)은 편평한 판형상으로 이루어져 회로기판(200)을 연통하는 제2고정핀(600)이 체결되는 복 수개의 제1체결공(311)이 형성된다.
지지단(330)은 고정판(310)의 외측으로 연장 및 하향 절곡되어 전지모듈(100)의 상면에 밀착되어 고정판(310)을 전지모듈(100)의 외면과 이격되도록 지지한다. 여기서, 지지단(330)은 제1고정핀(400)이 연통되는 제2체결공(331)이 형성된다.
방열구(320)는 고정판(310)의 중심부에서 소정의 형상으로 개구되어, 전지모듈(100)에서 발열된 열을 방열시킨다.
따라서, 고정판넬(300)은 전지모듈(100)의 상면에서 적층된 상태에서 연통된 제1고정핀(400)에 의해 전지모듈(100)을 가압 및 고정시킨다. 이때 고정판넬(300)은 상측에서 순차적으로 적층되는 기판(210, 220)들과 전지모듈(100)간을 절연시키고, 전지모듈(100)의 열을 방열시키는 역할을 수행한다.
도 5는 전지셀의 분해 사시도, 도 6은 전지팩의 측면도, 도 7은 전지셀들의 적층구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에서 전지모듈(100)은 다 수개의 전지셀(110, 120, 130)들이 적층되며, 제3부스바(530)에 의해 전지셀(110, 120, 130)들간에 통전 가능하게 연결된다.
전지셀(110, 120, 130)은 베어셀(113, 123, 133)과, 베어셀(113, 123, 133)을 내측에 수용한 상태에서 상호 체결되는 제1케이스(111, 121, 131)와 제2케이스(112, 122, 132)를 포함한다.
베어셀(113, 123, 133)은 본체(113b)의 양과 음의 전원을 출력하는 전지탭(113a, 123a, 133a)들이 상호 반대방향으로 돌출되고, 본체(113b)의 단부에 연장되는 걸림단(113c)을 포함한다.
제1케이스(111, 121, 131)와 제2케이스(112, 122, 132)는 베어셀(113, 123, 133)의 본체(113b)가 양면이 노출되도록 개구된 개구창(도면번호 표시되지 않음)과, 개구창(도면번호 표시되지 않음)을 중심으로 가로 및 세로방향으로 연장되어 프레임구조를 이루는 제1가로바(111a, 112a)와 제2가로바(111c, 112c), 제1가로바(111a, 112a)에서 내향된 홈으로 형성되는 방열홈(111e, 112e)과, 제1가로바(111a, 112a)와 제2가로바(111c, 112c)가 만나는 지점에서 접촉면적으로 확장시키도록 연장되는 결합단(111f, 112f, 121f, 131f)과, 결합단(111f, 112f, 121f, 131f)에서 제1고정핀(400)이 연통되는 고정공(111g, 112g, 121g, 131g)과, 베어셀(113, 123, 133)의 단부에 형성되는 걸림단(113c)을 지지하는 지지홈(112i)을 포함한다.
여기서, 제1케이스(111, 121, 131)와 제2케이스(112, 122, 132)는 상호 대칭구조를 갖도록 형성되어 베어셀(113, 123, 133)을 수납한다. 예를 들면, 제1케이스(111, 121, 131)의 제1면(A)은 제2케이스(112, 122, 132)의 제2면(B)과 동일한 구조가 형성되고, 제1케이스(111, 121, 131)의 제2면(B)은 제2케이스(112, 122, 132)의 제1면(A)과 동일한 구조가 형성된다.
보다 구체적으로 설명하자면, 방열홈(111e, 112e, 121e, 122e, 131e, 132e)은 가로 및 세로방향으로 연장되는 프레임 구조중에서, 상호 대향되는 제1가로바(111a, 112a)와 제2가로바(111c, 112c)에서 각각 음각된 홈으로 형성된다. 여기서, 제1케이스(111, 121, 131)의 방열홈(111e, 121e, 131e)은 제1면(A)에 형성되고, 제2케이스(112, 122, 132)의 방열홈(112e, 122e, 132e)은 제2면(B)에 형성된다.
그러므로, 예를 들면, 제2전지셀(120)의 제1케이스(121)에 형성된 방열홈(121e)은 상측에 적층된 제1전지셀(110)의 제2케이스(112)의 제2면(B)에 형성된 방열홈(112e)과 연계되어 방열구(124)를 형성하고, 제2전지셀(120)의 제2케이스( 122)에 형성된 방열홈(122e)은 하측에 적층된 제3전지셀(130)의 제1케이스(131)의 방열홈(131e)과 연계되어 방열구(134)를 각각 형성한다.
결합단(111f, 112f, 121f, 131f)은 제1가로바(111a, 112a, 121a, 131a)와 제2가로바(111c, 112c, 121c, 131c)가 만나는 모서리지점에서 외측으로 연장되어 접착면적이 확장되고, 제1고정핀이 연통되는 고정공(111f, 112f, 121f, 131f)이 형성된다. 여기서, 결합단(111f, 112f, 121f, 131f)의 일면은 세로바(111b, 111d, 112b, 112d)와 평행한 평면으로 형성되고, 반대면은 세로바(111b, 111d, 112b, 112d)에 비하여 돌출되도록 형성된다. 즉, 결합단(111f, 112f, 112f, 121f, 131f)은 일면에서 세로바(111b, 111d)들과 평면으로 이루어지나, 반대면에서 세로바(112b, 112d)들에 비하여 돌출되도록 형성된다.
여기서, 결합단(111f, 112f, 121f, 131f)의 일면은 제1케이스(111, 121, 131)의 제1면(A)과, 제2케이스(112, 122, 132)의 제2면(B)에 해당되고, 결합단(111f, 112f, 121f, 131f)의 반대면은 제1케이스(111, 121, 131)의 제2면(B)과 제2케이스(112, 122, 132)의 제1면(A)에 해당된다.
따라서, 제1케이스(111, 121, 131)의 제1면(A)의 세로바(111b, 111d, 112b, 112d)와 결합단(111f, 112f)은 타 전지셀(110)의 결합단(111f, 112f, 121f, 131f) 및 세로바(111b, 111d, 112b, 112d)와 틈새 없이 밀착될 수 있다.
반대로, 제1케이스(111, 121, 131)의 제2면(B)에 형성된 결합단(111f, 121f, 131f)은 제2케이스(112, 122, 132)의 제1면(A)에 형성된 결합단(112f, 122f, 132f)과 틈새 없이 밀착되나 세로바(111b, 111d, 121b, 112d, 131b, 131d)들 사이가 이격된 상태로 체결된다. 이와 같은 세로바(111b, 111d, 121b, 121d, 131b, 131d)들의 이격된 틈새는 전지탭(113a, 123a, 133a)이 인출되는 통로로 형성될 수 있다.
지지홈(112i)은 제1케이스(111, 121, 131)의 제2면(B)과 제2케이스(112, 122, 132)의 제1면(A)의 제1가로바(111a)와 제2가로바(111c)에서 단차 형성된 홈으로서 형성되어 베어셀(113, 123, 133)의 걸림단(113c)을 지지한다.
인출홈(112h)은 지지홈(112i)에서 결합단(111f, 112f)측으로 연장된 홈으로서 베어셀(113)의 인출을 위한 집게등의 치구가 삽입되는 공간으로 활용된다.
부스바 조립부재(700)는 도 7과 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명에서 부스바 조립부재를 도시한 사시도, 도 8은 부스바 조립부재의 분해 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 부스바 조립부재(700)는 상호 분할된 부스바(500)를 연결하기 위하여 구성된다. 예를 들면, 제1부스바(510)(및/또는 제2부스바(520))는 높이가 다른 전지모듈(100)들에 범용적으로 사용할 수 있도록 상호 분할된 제1분할바(511)와 제2분할바(512)를 포함한다.
부스바 조립부재(700)는 이와 같이 분할된 부스바(511, 512)들을 통전 가능하도록 상호 연결하기 위한 것을 특징으로 한다.
먼저, 제1분할바(511)와 제2분할바(512)는 끝단(511a, 512a)에서 관통형성되는 제1결합공(511b, 512b)과, 제2결합공(511c, 512c)을 포함한다.
제1결합공(511b, 512b)과 제2결합공(511c, 512c)은 직경이 상이하며, 이는 부스바 조립부재(700)를 연통하여 삽입하는 고정수단(도시되지 않음)의 직경과, 제1분할바(511)와 제2분할바(512)의 끝단의 길이에 따라 선택될 수 있다. 즉, 제1분할바(511)와 제2분할바(512)는 끝단의 길이가 서로 다를 경우에, 예를 들면, 제1분할바(511)의 제1결합공(511b), 제2분할바(512)의 제2결합공(512c)에 고정수단(도시되지 않음)이 연통되어 부스바 조립부재(700)에 고정될 수 있다. 또는 고정수단의 직경에 따라 제1결합공(511b, 512b)과 제2결합공(511c, 512c)중에서 선택될 수 있다.
부스바 조립부재(700)는 전도성 금속판으로서 제1분할바(511)와 제2분할바(512)에 밀착되어 양측을 통전시키는 전도판(730)과, 제1분할바(511)와 제2분할바(512) 및 전도판(730)을 내측에 수용하도록 상호 체결되는 제1조립판(710)과 제2조립판(720)을 포함한다.
제1조립판(710)은 길이방향으로 연장되는 판재로서 일면에서 제1분할바(511)와 제2분할바(512)의 일면을 가압하는 제1판재(711)와, 제1판재(711)의 양측변에서 각각 돌출되는 복 수개의 가압돌기(712)와, 제1결합공(511b, 512b) 또는 제2결합공(511c, 512c)과 연통되도록 관통되는 제1판재공(713)을 포함한다.
제1판재(711)는 길이방향으로 연장되는 판재로서 가압돌기(712)에 의해 가해지는 압력 및/또는 고정수단에 의한 압력으로 제1분할바(511)와 제2분할바(512)의 일면에 밀착된다.
가압돌기(712)는 제1판재(711)의 양측 테두리에서 각각 돌출 및 탄성력에 의한 회전 가능하도록 형성된다. 따라서, 가압돌기(712)는 끝단이 제2조립판(720)에 밀착되면서 외측 방향으로 회전된 후 탄성력에 의해 원 위치되면서 상기 제2조립판(720)의 후면을 가압한다.
제1판재공(713)은 제1결합공(511b, 512b) 또는 제2결합공(511c, 512c)과 연통되도록 관통형성 되며, 고정수단(도시되지 않음)이 연통삽입된다.
제2조립판(720)은 일방향으로 연장되는 제2판재(721)와, 제2판재(721)에서 양측 테두리에서 각각 돌출되어 제1분할바(511)와 제2분할바(512)가 끼움되는 상호 이격된 한 쌍의 끼움돌기(722)와, 제1판재공(713)과 일치된 위치에서 관통형성된 제2판재공(723)을 포함한다.
제2판재(721)는 길이방향으로 연장되어 전도판(730)의 일면에 밀착된다. 즉, 제2판재(721)는 가압돌기(712)가 배면에 체결되면서 가해지는 압력에 의해 제1판재(711) 사이에 위치되는 전도판(730) 및 제1분할바(511)와 제2분할바(512)를 가압한다.
끼움돌기(722)는 제2판재(721)의 상측과 하측에서 각각 한 쌍이 형성된다. 한 쌍의 끼움돌기(722)는 상호 이격되며, 그 사이로 제1분할바(511)와 제2분할바(512)의 양측 단부가 밀착되도록 끼움된다.
제2판재공(723)은 제2판재(721)의 상하측에 적어도 하나가 관통형성되며, 제1판재공(713)과, 제1결합공(511b, 512b) 또는 제2결합공(511c, 512c) 및 전도판(730)을 연통하는 고정수단(도시되지 않음)이 체결된다.
이때, 전도판(730)과 제1분할바(511)와 제2분할바(512)는 별도의 고정수단(도시되지 않음)에 의해 체결되는 것이 아니라 제1판재(711)와 제2판재(721) 사이에서 가압돌기(712)의 가압력만으로 고정될 수 있다.
또는, 전도판(730)과 제1분할바(511) 및 제2분할바(512)는 고정수단(도시되지 않음)에 의해 체결될 수도 있고, 방열을 위하여 별도의 방열공을 추가 형성함도 가능하다.
전도판(730)은 제1분할바(511)의 끝단(511a)에 밀착되는 머리부(731)와, 제2분할바(512)의 끝단(512a)에 밀착되는 꼬리부(732)와, 머리부(731)와 꼬리부(732) 사이에서 연장되는 연장부(733)를 포함할 수 있다.
머리부(731)는 일측에서 절개되어 고정수단(도시되지 않음)이 연통되는 제1홈(731a)이 형성되어 제2판재(721)의 일면과 제1분할바(511) 사이에 위치된다. 따라서 머리부(731)는 제1판재(711)와 제2판재(721)가 가압돌기(712)에 의해 가압되면서 제1분할바(511)에 밀착되고, 연통 삽입된 고정수단(도시되지 않음)에 의해 고정된다.
꼬리부(732)는 하측에서 상향되도록 절개된 제2홈(732a)이 형성되어 제2판재(721)의 일면과 제2분할바(512) 사이에 위치된다. 따라서, 꼬리부(732)는 제1조립판(710)의 가압돌기(712)가 제2판재(721)에 체결되면, 제2분할바(512)에 밀착된다. 여기서 제2홈(732a)은 하측에서 상향 되도록 절개되어 제2결합공(511c, 512c)(512c) 및 제1판재공(713)을 통하여 삽입된 고정수단(도시되지 않음)을 연통시킨다.
연장부(733)는 머리부(731)와 꼬리부(732) 사이에서 연결되어 제1분할바(511)와 제2분할바(512)간의 전기적 통전을 가능케 한다.
본 발명은 상술한 실시예를 포함하며, 이하에서는 실시예로 인한 셀조립체(100)의 패키징이 용이한 작용을 설명한다.
작업자는 베어셀(113, 123, 133)을 제1케이스(111, 121, 131)와 제2케이스(112, 122, 132)에 각각 수납하여 전지셀(110, 120, 130)을 조립하고, 다 수개의 전지셀(110, 120, 130)을 조립한 뒤에 적층시킨다.
이때, 베어셀(113, 123, 133)은 제1케이스(111, 121, 131)의 제2면(B)과 제2케이스(112, 122, 132)의 제1면(A)에 각각 형성되는 지지홈(112i)에 걸림단(113c)이 지지되고, 전지탭(113a, 123a, 133a)이 제1케이스(111, 121, 131)의 세로바(111b, 111d, 121b, 121d)와 제2케이스(112, 122, 132)의 세로바(112b, 112d, 122b, 122d, 131b, 132d) 사이로 인출된다.
이와 같이 조립된 전지셀(110)들은 전지탭(113a, 123a, 133a)의 극성을 고려하여 순차적으로 적층시킨다. 예를 들면, 전지탭(113a, 123a, 133a)은 양과 음의 전지탭(113a, 123a, 133a)들이 순차적으로 위치되도록 전지셀(110)들이 적층된다.
이후, 작업자는 위와 같은 전지모듈(100)의 상면에 고정판넬(300)을 위치시킨 뒤에 제1고정핀(400)을 삽입하여 전지모듈(100)을 고정시킨다. 이때 고정판넬(300)은 지지단(330)에 의해 고정판(310)이 전지모듈(100)의 상면과 이격된 상태로 고정된다.
그리고, 작업자는 2매로 이루어진 회로기판(200)을 고정판넬(300)의 상측에서 상호 이격되도록 순차적으로 적층시킨다. 여기서, 회로기판(200)은 전장부품이 실장되는 메인기판(210)과, 메인기판(210)을 지지하는 지지기판(220)을 포함할 수 있다. 또한, 지지기판(220)은 전자파등을 차폐시키는 차폐 금속재로 이루어지거나 또는 절연 가능한 플라스틱 수지로 제조된 절연기판으로 제조될 수 있다.
또한, 작업자는 제1부스바(510)를 적층된 전지모듈(100)중에서 일측 최외각에 위치된 전지셀(110)의 양(+)과 음(-)의 전지탭(113a, 123a, 133a)중 어느 하나와 메인기판(210)에 각각 연결하고, 제2부스바(520)를 반대쪽 최외각측에 위치된 전지셀(110)의 양(+)과 음(-)의 전지탭(113a, 123a, 133a)중 어느 하나와 메인기판(210)에 각각 연결시킨다.
또한, 작업자는 제3부스바(530)를 인접한 전지탭(113a, 123a, 133a)들 사이에 체결시킨다. 여기서 제3부스바(530)는 전지모듈(100)가 적층된 이후에 초음파 융착을 통하여 전지탭(113a, 123a, 133a)들 사이에 고정될 수 있다.
아울러, 본 발명은 상술한 바와 같이 부스바 조립부재(700)를 통하여 제1부스바(510) 또는 제2부스바(520)의 길이와, 전지모듈(100)의 대상 전지탭(113a, 123a, 133a)과 회로기판(200)과이 거리차가 발생될 경우에 제1분할바(511)와 제2분할바(512)를 적용하여 부스바 조립부재(700)를 통하여 상호 연결시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 부스바 조립부재(700)는 부스바(500)들을 분할 형성함에 따라 최외각측 전지셀과 회로기판(200)간의 거리와 부스바(500)의 길이가 상이할지라도 서로 다른 길이를 갖는 분할바들을 연결시키거나, 전도판(730)에 의해 부족한 길이를 보상할 수 있어 작업성과 조립성 및 범용성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 하며, 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 커버 11 : 손잡이
20 : 하우징 100 : 전지모듈
110, 120, 130 : 전지셀 111, 121, 131 : 제1케이스
112, 122, 132 : 제2케이스 113, 123, 133 : 베어셀
113a 123a, 133a : 전지탭 113b : 본체
113c : 걸림단 111a, 111c : 가로바
111e, 112e : 방열홈 111f, 112f : 결합단
111g, 112g : 고정공 112h : 인출홈
114, 124, 134 : 방열구 200 : 회로기판
210 : 메인기판 220 : 지지기판
300 : 고정판넬 310 : 고정판
311 : 제1체결공 320 : 방열구
330 : 지지단 331 : 제2체결공
400 : 제1고정핀 500 : 부스바
510 : 제1부스바 511 : 제1분할바
512 : 제2분할바 600 : 제2고정핀
700 : 부스바 조립부재 710 : 제1조립판
720 : 제2조립판 730 : 전도판

Claims (9)

  1. 복 수개의 전지셀을 구비한 전지모듈(100);
    상기 전지셀들의 셀밸런싱 및 이상 전압을 감지하는 전장부품이 실장되는 회로기판(200);
    상기 전지모듈(100)의 방열과, 상기 전지모듈(100)과 회로기판(200)간의 절연을 위하여 상기 전지모듈(100)에서 상기 회로기판(200)이 이격되도록 지지하는 고정판넬(300);
    상기 고정판넬(300) 및 전지모듈(100)을 연통하여 상기 고정판넬(300) 및 전지모듈(100)을 고정시키는 고정핀; 및
    상기 전지셀과 전지셀, 전지모듈(100)과 회로기판(200) 사이를 전기적으로 통전 가능하게 연결하는 복 수개의 부스바;를 포함하고,
    상기 고정판넬(300)은
    상기 전지모듈(100)과 이격되어 상기 회로기판(200)을 지지하는 고정판(310);
    상기 고정판(310)의 중심부에 개구 형성된 방열구(320); 및
    상기 전지모듈(100)과 상기 고정판(310)이 이격되도록 상기 고정판(310)에서 복 수개가 외측으로 연장 및 하향 절곡 되어 상기 전지모듈(100)에 밀착되는 지지단(330);을 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회로기판은
    상기 고정판넬에서 상하방향으로 상호 이격되는 복 수개로 형성된 것을 특징으로 하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정판넬(300)은
    전자파 차폐를 위한 차폐 금속판을 더 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전지셀은
    서로 다른 극성의 전원을 출력하는 전지탭이 구비된 베어셀; 및
    상기 베어셀을 사이에 두고 상호 체결되는 제1케이스와 제2케이스;를 구비하고,
    상기 제1케이스와 제2케이스는
    상기 베어셀의 본체 양면을 각각 노출시키는 개구창을 형성하도록 상호 대향된 위치에서 가로 및 세로방향으로 각각 연장되는 한 쌍의 가로바와 세로바;
    서로 다른 전지셀 케이스들과 연계되어 방열구를 형성하도록 타 전지셀을 지향하는 상기 가로바의 일면에서 음각된 방열홈;
    상기 방열홈이 형성된 가로바의 반대면에서 단차 형성되어 상기 베어셀의 단부를 지지하는 지지홈; 및
    상기 가로바와 세로바가 연결되는 지점에서 외측으로 확장된 면적으로 형성되어 상기 고정핀이 연통되는 고정공이 형성된 결합단;을 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방열홈은 상기 세로바의 일면과 평행하고,
    상기 지지홈은 상기 세로바의 반대면과 다른 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부스바들중 어느 하나는 분할형성되어 상기 회로기판에 연결되는 제1분할바와, 최외각측 전지셀에 연결되는 제2분할바를 구비하고,
    상기 제1분할바와 제2분할바가 상호 통전되도록 연결시키는 부스바 조립부재를 더 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부스바 조립부재는
    전도성 금속판으로서 상기 제1분할바와 제2분할바에 밀착되어 양측을 통전시키는 전도판; 및
    상기 제1분할바와 제2분할바 및 전도판을 내측에 수용하도록 상호 체결되는 제1조립판과 제2조립판;을 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1조립판은
    길이방향으로 연장되는 판재로서 일면에서 상기 제1분할바와 제2분할바의 일면을 가압하는 제1판재; 및
    상기 제1판재의 양측변에서 각각 돌출되어 제2조립판의 배면을 가압하는 복 수개의 가압돌기; 를 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2조립판은
    상기 제1분할바와 제2분할바의 반대면을 가압하는 제2판재; 및
    상기 제2판재의 양측 테두리에서 상호 이격되어 돌출형성되어 그 사이에 상기 제1분할바 및 제2분할바를 끼움시키는 적어도 한 쌍의 끼움돌기;를 포함하는 간략화된 셀조립체의 패키징 구조를 구비한 전지팩.
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