KR102210883B1 - 배터리팩 - Google Patents

배터리팩 Download PDF

Info

Publication number
KR102210883B1
KR102210883B1 KR1020140029506A KR20140029506A KR102210883B1 KR 102210883 B1 KR102210883 B1 KR 102210883B1 KR 1020140029506 A KR1020140029506 A KR 1020140029506A KR 20140029506 A KR20140029506 A KR 20140029506A KR 102210883 B1 KR102210883 B1 KR 102210883B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
battery pack
terminal
unit cells
sensing bar
Prior art date
Application number
KR1020140029506A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150107108A (ko
Inventor
조만식
황금율
Original Assignee
삼성에스디아이 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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020140029506A priority Critical patent/KR102210883B1/ko
Priority to US14/617,440 priority patent/US9698452B2/en
Publication of KR20150107108A publication Critical patent/KR20150107108A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102210883B1 publication Critical patent/KR102210883B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; 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
    • H01M50/24—Mountings; 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 from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/512—Connection only in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리팩에 관한 것으로, 각각 단자부를 구비하는 단위전지를 포함하되 제1 방향을 따라 정렬된 다수의 배터리부, 상기 단자부가 위치된 상기 배터리부의 적어도 일면에 위치되는 절연부, 및 상기 절연부 상에 위치되는 센싱바를 포함하고, 상기 절연부에는 적어도 하나의 상기 단자부를 노출시키는 개구부가 형성되며, 상기 센싱바는 상기 개구부를 통해 노출된 상기 단자부와 전기적으로 연결되어 상기 배터리부의 상태를 센싱하는 것을 특징으로 하며, 배터리부의 상태를 센싱하여 배터리팩의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

배터리팩{Battery pack}
본 발명은 배터리팩에 관한 것이다.
최근, 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리팩이 개발되고 있다. 이러한 고출력 배터리팩은 고전력을 필요로 하는 기기, 예를 들어 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수의 단위전지를 병렬 또는 직렬로 연결하여 고전압 또는 대용량으로 구현되고 있다.
이러한 배터리팩을 채용하는 기기들이 늘어나면서 배터리팩의 생산성 향상에 대한 연구가 진행되고 있으며, 기기들의 외관이 다양해지면서 이에 대응하여 배터리팩의 형태도 다양할 것이 요구되고 있다. 단, 배터리팩은 기본적으로 안전성이 전제되어야 하는바, 이를 모두 충족시킬 수 있는 배터리팩의 구조에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있다.
본 발명은 배터리팩에 포함된 배터리부 또는 단위전지의 상태를 용이하게 센싱하여 안전성을 향상시키는 배터리팩을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리팩은, 각각 단자부를 구비하는 단위전지를 포함하되 제1 방향을 따라 정렬된 다수의 배터리부, 상기 단자부가 위치된 상기 배터리부의 적어도 일면에 위치되는 절연부, 상기 절연부 상에 위치되는 센싱바를 포함하고, 상기 절연부에는 적어도 하나의 상기 단자부를 노출시키는 개구부가 형성되며, 상기 센싱바는 상기 개구부를 통해 노출된 상기 단자부와 전기적으로 연결되어 상기 배터리부의 상태를 센싱할 수 있다.
여기서, 상기 센싱바는 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다.
또한, 상기 다수의 배터리부는 상기 단자부의 극성이 서로 번갈아가며 배치되도록 정렬될 수 있다.
또한, 상기 절연부와 상기 센싱바는 상기 배터리부의 양면에 위치될 수 있다.
또한, 상기 절연부는 상기 배터리부의 제1면에 배치된 제1 절연부와 상기 배터리부의 상기 제1면에 반대되는 제2면에 배치된 제2 절연부를 포함하고, 상기 제1 절연부에는 상기 개구부 중 제1 개구부가 형성되고 상기 제2 절연부에는 상기 개구부 중 제2 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부는 상기 단자부 중 제1 극성을 갖는 제1 단자부를 노출시키고, 상기 제2 개구부는 상기 단자부 중 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 갖는 제2 단자부를 노출시킬 수 있다.
또한, 상기 센싱바와 전기적으로 연결되는 보호회로모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱바의 끝단에는 상기 보호회로모듈의 제1 연결부와 체결되는 제2 연결부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 연결부는 홀 또는 홈이고, 상기 제2 연결부는 상기 홀 또는 홈에 삽입되는 돌기일 수 있다.
또한, 상기 센싱바는 상기 개구부에 적어도 일부가 삽입되어 상기 단자부와 접촉되는 돌출부를 구비할 수 있다.
또한, 각각의 상기 배터리부는 상기 단위전지를 다수 개 포함하고, 상기 단위전지는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 정렬될 수 있다.
또한, 상기 단위전지는 상기 제2 방향을 따라 상기 단자부의 극성이 번갈아가며 배치되도록 정렬될 수 있다.
또한, 정렬된 상기 단위전지는 서로 직렬 연결될 수 있다.
또한, 각각의 상기 배터리부는 서로 병렬 연결된 다수의 상기 단위전지를 포함하는 다수의 번들을 포함하고, 상기 번들은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 정렬될 수 있다.
또한, 상기 번들은 상기 제2 방향을 따라 상기 단자부의 극성이 번갈아가며 배치되도록 정렬될 수 있다.
또한, 정렬된 상기 번들은 서로 직렬 연결될 수 있다.
또한, 상기 번들에 포함된 상기 단위전지는 상기 제1 방향을 따라 정렬될 수 있다.
또한, 서로 인접한 두 개의 상기 배터리부가 서로 직렬 연결되어 다수의 배터리모듈을 구성하고, 서로 다른 상기 배터리모듈은 서로 병렬 연결될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 배터리팩에 따르면, 절연부의 개구부를 통해 노출된 배터리부의 단자부와 센싱바를 전기적으로 연결하여 용이하게 배터리부의 상태를 센싱할 수 있고, 이에 따라 배터리팩의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 배터리팩의 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 배터리팩의 정면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 A-A' 선에 따른 배터리팩의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 배터리팩의 분해사시도이다.
도 7은 도 5에 도시한 배터리팩의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리팩의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 배터리팩의 분해사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(100a)의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 배터리팩(100a)의 분해사시도이며, 도 3은 도 1에 도시한 배터리팩(100a)의 정면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리팩(100a)에 대해 살펴보기로 한다. 여기서, 편의상 제1 방향을 X 방향, 제2 방향을 Y 방향, 제3 방향을 Z 방향으로 설명할 것이나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리팩(100a)은 X 방향을 따라 정렬된 다수의 배터리부(110a), 배터리부(110a)의 적어도 일면에 위치되는 절연부(120a), 및 절연부(120a) 상에 위치되는 센싱바(130a)를 포함하고, 센싱바(130a)가 절연부(120a)의 개구부(123)를 통해 노출된 단자부(114) 간을 연결하여 배터리부(110a)의 상태를 센싱할 수 있다.
배터리부(110a)는 단자부(114)를 구비하는 단위전지(111)를 포함하는 개념이다.
여기서, 단위전지(111)는 화학 에너지를 전기 에너지로 변형시키는 부재로서, 일면이 개구된 전지케이스와 전지케이스 내에 수납된 전극조립체 및 전해액을 포함할 수 있다. 또한, 전극조립체 및 전해액은 전기화학적으로 반응하여 전기 에너지를 발생할 수 있고, 이러한 전지케이스는 예를 들어 캡조립체를 포함하는 단위전지(111)의 일면에 의하여 밀폐될 수 있다. 또한, 단위전지(111)에는 서로 다른 극성을 갖는 단자부(114), 즉 예를 들어 음극과 양극 중 어느 하나인 제1 극성을 갖는 제1 단자부(112)와 다른 하나인 제2 극성을 갖는 제2 단자부(113)를 포함하는 단자부(114)가 구비될 수 있다. 이때, 하나의 단위전지(111) 개념에서 제1 단자부(112)와 제2 단자부(113)는 Z 방향을 따라 서로 반대편에 구비될 수 있는데, 예를 들어 단위전지(111)의 일면에 제1 단자부(112)가 위치되고 일면에 반대되는 타면에 제2 단자부(113)가 위치될 수 있다. 또한, 단위전지(111)는 예를 들어 원형전지일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 설명의 편의상 제1 단자부(112)가 음극을 갖고 제2 단자부(113)가 양극을 갖는 것으로 설명할 것이나, 본 발명은 이와 반대인 경우도 포함한다 할 것이다.
한편, 각각의 배터리부(110a)는 적어도 하나의 단위전지(111)를 포함할 수 있고 이러한 단위전지(111)는 예를 들어 좌우면이 개구된 하우징(115)에 수용될 수 있다. 이때, 하나의 배터리부(110a)에 포함된 단위전지(111)가 다수 개인 경우 각 단위전지(111)는 배터리부(110a)의 정렬 방향인 X 방향과는 수직한 Y 방향을 따라 다수의 열로서 정렬될 수 있으며, 단자부(114)의 극성이 서로 번갈아가며 배치되도록 정렬될 수 있다. 즉, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 배터리부(110a)의 Z 방향 어느 하나의 면인 제1면(116)에서 바라보았을 때, 인접한 단위전지(111)의 제1 단자부(112)와 제2 단자부(113)가 서로 번갈아가며 보일 수 있다. 이때, 서로 인접한 단위전지(111)의 제1 단자부(112)와 제2 단자부(113)는 예를 들어 연결탭이나 와이어 등을 통해 직렬로 연결될 수 있다. 단, 본 발명이 하나의 배터리부(110a)에 반드시 다수의 단위전지(111)를 포함해야 하는 것은 아니며, 상기 단위전지(111)의 직렬 연결, 배치 등에 본 발명이 한정되지 않을 수 있다.
한편, 본 발명은 배터리부(110a)를 다수 개, 예를 들어 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 2개 포함할 수 있다. 여기서, 각각의 배터리부(110a)는 이에 포함된 단위전지(111)의 정렬 방향인 Y 방향과 수직한 X 방향을 따라 정렬될 수 있으며, 각각의 배터리부(110a)에 포함된 단위전지(111)의 단자부(114)의 극성이 서로 번갈아가며 배치되도록 정렬될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 서로 다른 배터리부(110a)에 포함된 단위전지(111) 중 동일한 열에 위치된 두 단위전지(111)의 단자부(114)의 극성은 서로 상이할 수 있다. 단, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 모두 동일한 극성이 동일한 방향을 향하도록 배터리부(110a)가 정렬될 수도 있고, 또는 다수의 배터리부(110a) 중 일부의 배터리부(110a)의 극성만이 반대가 되도록 정렬될 수도 있다.
절연부(120a)는 단자부(114)가 위치된 배터리부(110a)의 적어도 일면에 위치되는 부재이다.
여기서, 절연부(120a)는 배터리부(110a)의 일면이나 양면에 배치될 수 있으며 절연부(120a)에 대한 법선이 배터리부(110a)의 정렬방향인 X 방향과 하나의 배터리부(110a)에 포함된 단위전지(111)의 정렬방향인 Y 방향과는 수직한 Z 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 또한, 절연부(120a)가 배터리부(110a)의 양면에 배치되는 경우 배터리부(110a)의 제1면(116)에 배치되는 제1 절연부(121) 및 배터리부(110a)의 제1면(116)에 반대되는 제2면(117)에 배치되는 제2 절연부(122)를 포함할 수 있다.
또한, 절연부(120a)에는 배터리부(110a)의 적어도 하나의 단자부(114)를 노출시키는 개구부(123)가 형성될 수 있다. 또한, 개구부(123)는 제1 절연부(121)에 형성된 제1 개구부(124)와 제2 절연부(122)에 형성된 제2 개구부(125)를 포함할 수 있다. 이때, 개구부(123)의 폭은 도 1 및 도 도 2에 도시한 바와 같이 이후에 설명될 센싱바(130a)의 폭과 동일하거나 작을 수 있고, 또는 도 3에 도시한 바와 같이 크더라도 무관할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시한 A-A' 선에 따른 배터리팩(100a)의 단면도이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리팩(100a)의 센싱바(130a)에 대해 살펴보기로 한다.
센싱바(130a)는 절연부(120a) 상에 위치되어 개구부(123)를 통해 노출된 단자부(114)와 전기적으로 연결됨으로써, 배터리부(110a)의 상태를 센싱하는 부재이다.
여기서, 센싱바(130a)는 다수의 배터리부(110a)의 정렬 방향인 X 방향을 따라 길게 연장된 막대 형상을 가질 수 있으며, 절연부(120a)가 배터리부(110a)의 양면에 위치되거나 하나의 배터리부(110a)에 포함된 단위전지(111)가 다수인 경우 센싱바(130a)도 다수로 구성될 수 있다. 구체적으로, 절연부(120a)가 배터리부(110a)의 양면에 위치되는 경우 센싱바(130a)도 제1 절연부(121) 상에 위치된 제1 센싱바(131)와 제2 절연부(122) 상에 위치된 제2 센싱바(132)를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 배터리부(110a)에 포함된 단위전지(111)가 다수 열로 구성된 경우 각각의 열에 위치된 단자부(114)에 연결될 수 있도록, 센싱바(130a)도 다수로 구성될 수 있다. 단, 하나의 센싱바(130a)는 동일한 극성을 갖는 단자부(114)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이 어느 하나의 센싱바(130a)는 서로 다른 배터리부(110a)에 포함된 단위전지(111) 중 어느 하나의 극성을 갖는 단자부(114)에만 연결될 수 있다(도 1 내지 도 4에서는 제1 단자부(112)에만 연결되는 것으로 도시함). 만일 어떤 특정한 하나의 센싱바(130a)가 서로 다른 배터리부(110a)의 동일 열에 위치된 두 단위전지(111)의 제1 단자부(112)와 제2 단자부(113) 모두에 연결되는 경우 쇼트가 발생되어 배터리부(110a)의 상태를 센싱할 수 없기 때문일 수 있다.
한편, 절연부(120a)의 두께에 의하여 절연부(120a)의 외측에 위치된 센싱바(130a)와 절연부(120a)의 내측에 위치된 단자부(114) 간의 접촉이 원활하지 않을 수 있다. 이러한 현상을 해결하기 위하여 센싱바(130a)에는 적어도 하나의 돌출부(133)가 구비될 수 있으며 돌출부(133)는 센싱바(130a)의 본체로부터 단자부(114)를 향해 돌출되어 적어도 일부가 개구부(123)의 내측에 위치되어 단자부(114)에 접촉될 수 있다.
한편, 센싱바(130a)는 배터리부(110a)의 단위전지(111)의 단자부(114)에 접촉하여 전기적으로 연결되고 전압이나 SOC 등과 같은 배터리부(110a)의 상태를 센싱할 수 있으며, 이에 따라 배터리팩(100a)을 적절히 제어하여 배터리팩(100a)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
보호회로모듈(140)은 배터리부(110a)의 제1면(116) 및 제2면(117)과 인접한 측면 중 적어도 하나의 측면에 위치되는 부재로서, 센싱바(130a)의 끝단과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 보호회로모듈(140)에는 예를 들어 홀 또는 홈으로 구현되는 제1 연결부(141)가 형성될 수 있으며, 센싱바(130a)의 끝단에는 본체로부터 절곡되는 돌기로 구현되는 제2 연결부(134)가 구비될 수 있고, 제2 연결부(134)가 제1 연결부(141)에 삽입되는 형태로 보호회로모듈(140)과 센싱바(130a)가 물리적 또는 전기적으로도 연결될 수 있다. 또한, 보호회로모듈(140)은 센싱바(130a)가 센싱한 배터리부(110a)의 상태를 체크하여 예를 들어 전압이나 SOC 밸런싱을 조정하는 등의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 보호회로모듈(140)은 배터리부(110a)의 제1면(116) 및 제2면(117)과 인접한 대향하는 양 측면에 위치될 수도 있고 어느 하나의 측면에만 위치될 수도 있다. 만일 보호회로모듈(140)이 어느 하나의 측면에만 위치되는 경우 대향하는 반대 편의 측면에는 고정부재(150)를 둘 수 있고 이러한 고정부재(150)에 보호회로모듈(140)의 제1 연결부(141)에 대응되는 연결부를 구성하여 센싱바(130a)의 반대편 제2 연결부를 결합시킬 수 있을 것이다. 이러한 경우, 센싱바(130a)의 양 끝단이 모두 보호회로모듈(140) 및 고정부재(150)에 결합되어 센싱바(130a)를 용이하게 고정할 수 있다.
한편, 보호회로모듈(140)은 회로패턴이 형성된 회로기판으로 구현될 수 있으며, 보호회로모듈(140)의 적어도 일면에는 여러 전자 부품이 실장될 수 있다. 여기서, 전자 부품이란 전계 효과 능동소자(FET; Field Effect Transistor), 집적회로(IC) 등이 될 수 있고, 이러한 전자 부품은 배터리부(110a)의 단위전지(111) 내의 전극조립체를 제어하거나 전극조립체의 이상 작동시 회로를 차단하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 보호회로모듈(140)의 회로기판은 스위칭 회로를 포함하여 전자 부품과 함께 배터리팩(100a)을 보다 효율적으로 제어하거나 보호할 수 있다. 구체적으로, 배터리팩(100a)의 과충전, 과방전, 과전류, 단락, 및 역전압 등을 차단하여, 배터리팩(100a)의 폭발, 과열, 누액, 및 충방전 특성의 악화를 방지하고 전기적 성능의 저하와 이상 거동을 억제함으로써, 위험요소를 제거하고 사용수명을 연장시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩(100b)의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시한 배터리팩(100b)의 분해사시도이며, 도 7은 도 5에 도시한 배터리팩(100b)의 정면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리팩(100b)에 대해 살펴보기로 한다. 여기서, 동일하거나 대응되는 구성요소는 대응되는 도면부호로 지칭되며, 이전 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리팩(100b)은 다수의 배터리부(110b), 절연부(120b), 및 센싱바(130b)를 포함하되, 배터리부(110b)가 적어도 4개 포함될 수 있다.
여기서, 다수의 배터리부(110b)는 X 방향을 따라 정렬되되 적어도 하나의 배터리부(110b)는 동일한 방향을 향하는 단자부(114)의 극성이 다른 배터리부(110b)의 단자부(114)의 극성과 다르도록 구성될 수 있다. 일 예로서, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 다수의 배터리부(110b)는 동일한 열에 해당하는 4개의 단위전지(111)의 단자부(114)의 극성이 서로 번갈아가면서 배치되도록 정렬될 수 있다. 예를 들어, 1행의 배터리부(110b)는 3행의 배터리부(110b)와 동일한 방향에서 동일한 극성을 갖는 단자부(114; 예를 들어 제1 단자부(112))가 배치될 수 있고, 2행의 배터리부(110b)는 4행의 배터리부(110b)와 동일한 방향에서 동일한 극성을 갖는 단자부(114; 예를 들어 제2 단자부(113))가 배치될 수 있으며, 1행과 3행의 배터리부(110b), 및 2행과 4행의 배터리부(110b)는 동일한 방향에서 서로 다른 극성을 갖는 단자부(114)가 배치될 수 있다.
이때, 하나의 센싱바(130b)는 동일한 극성을 갖는 단자부(114)에 연결될 수 있는바, 예를 들어 도 7에서 1열에 배치된 센싱바(130b)는 2행의 배터리부(110b)의 제1 단자부(112) 및 4행의 배터리부(110b)의 제1 단자부(112)와 전기적으로 연결되고, 2열에 배치된 센싱바(130b)는 1행의 배터리부(110b)의 제1 단자부(112) 및 3행의 배터리부(110b)의 제1 단자부(112)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제1 절연부(121)의 제1 개구부(124)는 예를 들어 제1 단자부(112)를 노출시키도록 개구될 수 있으며, 이때 그 형상은 지그재그 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 절연부(122)의 제2 개구부(125)는 이에 대응되게 제2 단자부(113)를 노출시키도록 개구될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 각각의 배터리부(110b)는 서로 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있고, 또는 도 6 및 도 7에서와 같이 인접한 두 개의 배터리부(110b)가 서로 직렬로 묶여 배터리모듈(200)을 이룬 후 두 배터리모듈(200)이 병렬 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 도 7 내지 도 9에서는 하나의 배터리부(110b)가 10S1P 구조를 가지는바, 하나의 배터리모듈(200)은 20S1P 구조를 갖는 것으로 볼 수 있고, 전체 배터리팩(100b)은 20S2P 구조를 갖는 것을 볼 수 있을 것이다. 이러한 경우, 센싱바(130b)는 서로 다른 배터리모듈(200)의 동일한 극성을 갖는 단자부(114) 간을 전기적으로 연결하는바, 직병렬 연결된 상태에서 각 뱅크의 전압 또는 SOC를 측정할 수 있을 것이다. 따라서, 직병렬이 복잡한 구조의 배터리팩(100b)에서 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리팩(100c)의 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시한 배터리팩(100c)의 분해사시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리팩(100c)에 대해 살펴보기로 한다. 여기서, 동일하거나 대응되는 구성요소는 대응되는 도면부호로 지칭되며, 이전 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리팩(100c)은 다수의 배터리부(110c), 절연부(120c), 및 센싱바(130c)를 포함하되, 배터리부(110c)에 포함된 단위전지(111)가 번들(300)을 이룰 수 있다. 구체적으로, 배터리부(110c)는 Y 방향을 따라 정렬된 다수의 번들(300)을 포함할 수 있으며, 각 번들(300)에는 X 방향을 따라 정렬된 다수의 단위전지(111)가 포함될 수 있다. 이때, 다수의 번들(300)은 단자부(114)의 극성이 번갈아가며 배치되도록 Y 방향을 따라 배열될 수 있고, 각 번들(300)에 포함된 다수의 단위전지(111)는 동일한 방향에서 단자부(114)의 극성이 동일하도록 X 방향을 따라 배열될 수 있다. 또한, 다수의 번들(300)은 서로 직렬로 연결되고, 각 번들(300)에 포함된 다수의 단위전지(111)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 즉, 도 8 및 도 9에 도시된 어느 하나의 배터리부(110c)는 10S3P 구조를 가질 수 있다. 상기와 같이 하나의 배터리부(110c)의 각 열에 위치된 단위전지(111)의 개수를 늘리고 병렬로 연결하여 번들(300)을 구성하는 경우, 전체 배터리부(110c)의 용량을 증대시킬 수 있다. 이때, 두 배터리부(110c)를 묶어 이전 실시예와 같이 배터리모듈(200)을 구성할 수도 있을 것이며, 이러한 경우 하나의 배터리모듈(200)은 20S3P 구조를 가질 수 있을 것이다.
이때, 각 번들(300)에 포함된 단위전지(111)는 병렬로 연결되어 있는바, 센싱바(130c)는 어느 번들(300)에 포함된 하나의 단위전지(111)의 단자부(114)와 접촉하여 각 번들(300) 또는 배터리부(110c)의 상태를 센싱할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 배터리팩은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
110a, 110b, 110c : 배터리부 111 : 단위전지
114 : 단자부 120a. 120b, 120c : 절연부
123 : 개구부 130a, 130b, 130c : 센싱바
133 : 돌출부 140 : 보호회로모듈
150 : 고정부재 200 : 배터리모듈
300 : 번들

Claims (18)

  1. 각각 단자부를 구비하는 단위전지를 포함하되 단위전지의 배열 방향과 교차하는 제1 방향을 따라 서로 이웃하게 적층된 제1, 제2 배터리부;
    상기 단자부가 위치된 상기 제1, 제2 배터리부의 적어도 일면에 위치되는 절연부; 및
    상기 절연부 상에 위치되는 센싱바;
    를 포함하고,
    상기 절연부에는 적어도 하나의 상기 단자부를 노출시키는 개구부가 형성되며, 상기 센싱바는 상기 개구부를 통해 노출된 상기 단자부와 전기적으로 연결되어 상기 제1, 제2 배터리부의 상태를 센싱하며,
    상기 센싱바는 제1 방향을 따라 같은 열에 배치된 제1, 제2 배터리부의 단위전지의 단자부를 가로질러 제1 방향으로 연장되며,
    상기 개구부를 통해서는, 상기 제1 방향을 따라 같은 열에 배치된 제1, 제2 배터리부의 단위전지의 단자부 중에서 택일적으로 어느 일 배터리부의 단위전지의 단자부가 노출되는 배터리팩.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 배터리부는 상기 단자부의 극성이 서로 번갈아가며 배치되도록 정렬된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연부와 상기 센싱바는 상기 제1, 제2 배터리부의 양면에 위치된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연부는 상기 제1, 제2 배터리부의 제1면에 배치된 제1 절연부와 상기 제1, 제2 배터리부의 상기 제1면에 반대되는 제2면에 배치된 제2 절연부를 포함하고,
    상기 제1 절연부에는 상기 개구부 중 제1 개구부가 형성되고 상기 제2 절연부에는 상기 개구부 중 제2 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 개구부는 상기 단자부 중 제1 극성을 갖는 제1 단자부를 노출시키고, 상기 제2 개구부는 상기 단자부 중 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 갖는 제2 단자부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센싱바와 전기적으로 연결되는 보호회로모듈;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센싱바의 끝단에는 상기 보호회로모듈의 제1 연결부와 체결되는 제2 연결부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 연결부는 홀 또는 홈이고, 상기 제2 연결부는 상기 홀 또는 홈에 삽입되는 돌기인 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센싱바는 상기 개구부에 적어도 일부가 삽입되어 상기 단자부와 접촉되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  11. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 제1, 제2 배터리부는 상기 단위전지를 다수 개 포함하고,
    상기 단위전지는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 정렬된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단위전지는 상기 제2 방향을 따라 상기 단자부의 극성이 번갈아가며 배치되도록 정렬된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  13. 제12항에 있어서,
    정렬된 상기 단위전지는 서로 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  14. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 제1, 제2 배터리부는 서로 병렬 연결된 다수의 상기 단위전지를 포함하는 다수의 번들을 포함하고,
    상기 번들은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 정렬된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 번들은 상기 제2 방향을 따라 상기 단자부의 극성이 번갈아가며 배치되도록 정렬된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  16. 제15항에 있어서,
    정렬된 상기 번들은 서로 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 번들에 포함된 상기 단위전지는 상기 제1 방향을 따라 정렬된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  18. 제1항에 있어서,
    서로 인접한 상기 제1, 제2 배터리부가 서로 직렬 연결되어 다수의 배터리모듈을 구성하고,
    서로 다른 상기 배터리모듈은 서로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
KR1020140029506A 2014-03-13 2014-03-13 배터리팩 KR102210883B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140029506A KR102210883B1 (ko) 2014-03-13 2014-03-13 배터리팩
US14/617,440 US9698452B2 (en) 2014-03-13 2015-02-09 Battery pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140029506A KR102210883B1 (ko) 2014-03-13 2014-03-13 배터리팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150107108A KR20150107108A (ko) 2015-09-23
KR102210883B1 true KR102210883B1 (ko) 2021-02-02

Family

ID=54069958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140029506A KR102210883B1 (ko) 2014-03-13 2014-03-13 배터리팩

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9698452B2 (ko)
KR (1) KR102210883B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102331063B1 (ko) * 2015-04-28 2021-11-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102376956B1 (ko) * 2016-06-15 2022-03-21 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
KR102336999B1 (ko) 2020-05-22 2021-12-09 주식회사 윌링스 상태 모니터링이 용이한 배터리팩
KR102271284B1 (ko) 2021-01-19 2021-06-29 이승학 Pcm기판의 쇼트발생부 절연방법 및 그 자동화장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238609A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Hitachi Vehicle Energy Ltd 蓄電モジュールおよび蓄電装置
JP2010277795A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sanyo Electric Co Ltd パック電池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100809453B1 (ko) 2006-04-11 2008-03-07 주식회사 프로파워 다병렬 및 다직렬 리튬 2차전지 팩의 충방전 모니터링시스템
ES2372828B1 (es) * 2008-12-17 2012-12-13 Airbus Operations, S.L. Costilla-herraje.
KR101262029B1 (ko) 2011-03-23 2013-05-08 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지팩
JP5739244B2 (ja) 2011-06-14 2015-06-24 矢崎総業株式会社 電池状態通知ユニット、バスバモジュール、組電池、及び、電池状態監視システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238609A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Hitachi Vehicle Energy Ltd 蓄電モジュールおよび蓄電装置
JP2010277795A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sanyo Electric Co Ltd パック電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20150263393A1 (en) 2015-09-17
US9698452B2 (en) 2017-07-04
KR20150107108A (ko) 2015-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101688488B1 (ko) 배터리모듈
EP2482361B1 (en) Battery pack
US9054359B2 (en) Battery pack having a bus bar protection unit
CN116646662A (zh) 电池模块和包括电池模块的电池组
JP6098939B2 (ja) 蓄電モジュール
CN111279515A (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组
KR102394688B1 (ko) 배터리 모듈
US10559804B2 (en) Battery pack
KR20130023059A (ko) 배터리 팩
US9837687B2 (en) Battery module
CA2602803A1 (en) Power supply pack structure
JP2009530777A (ja) ソフトパッケージリチウムイオンパワーバッテリモジュール
US20110195285A1 (en) Voltage sensing member and battery module employed with the same
US20150050538A1 (en) Energy storage apparatus
KR102210883B1 (ko) 배터리팩
CN109983598B (zh) 电池组
EP3032614B1 (en) Battery module and battery cell
KR101913375B1 (ko) 배터리 모듈
US10069174B2 (en) Battery pack including unit cells, temperature detection device, and protection circuit module connected to substrate
KR20090007337A (ko) 소프트 패키지 리튬이온 파워 배터리 모듈
US20170133726A1 (en) Battery pack
KR20170010972A (ko) 단차 구조의 전지셀 적층체를 포함하고 있는 전지모듈
US10069120B2 (en) Battery module
KR102094554B1 (ko) 셀 모듈 어셈블리의 모듈 하우징
US20150162579A1 (en) Battery module

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant