KR102378374B1 - 버스바를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버스바와 원통형 전지셀의 전극 단자 간의 용접시, 전류 손실을 줄여 용접성을 높일 수 있는 버스바를 구비한 배터리 모듈 및 그것을 포함한 배터리 팩을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 원통형 전지셀; 모듈 하우징; 및 상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉하여 상기 복수의 원통형 전지셀 사이를 전기적으로 연결하도록 구성되고, 상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 또는 하부에 위치하며 수평 방향으로 평평한 형태의 플레이트 형상으로, 상하 방향으로 천공된 적어도 하나 이상의 접속 개구가 형성된 본체부, 및 상기 접속 개구의 내측 테두리에서 서로 다른 수평 방향으로 돌출 연장되고 단부가 상기 복수의 원통형 전지셀 중 하나의 전극 단자와 전기적으로 연결 고정된 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부를 구비한 버스바를 포함한다.

Description

버스바를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩{Battery Module Having Bus-bar and Battery Pack}
본 발명은 버스바를 구비한 배터리 모듈 및 그것을 포함한 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버스바와 원통형 전지셀의 전극 단자 간의 용접시, 전류 손실을 줄여 용접성을 높일 수 있는 버스바를 구비한 배터리 모듈 및 그것을 포함한 배터리 팩에 관한 것이다.
근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 또한, 이러한 리튬 이차 전지는, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 이러한 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
그리고, 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
이 중, 캔형 이차 전지는 전극 조립체가 내장 되는 금속 캔을 원통형으로 제작할 경우가 있다. 이러한 캔형 이차 전지는, 복수의 이차 전지를 수용하는 하우징 및 복수의 이차 전지를 전기적으로 연결하도록 구성된 버스바를 구비한 배터리 모듈을 구성하는데 사용될 수 있다.
최근, 이러한 배터리 모듈에 구비되는 버스바는, 전극 단자와의 저항 용접의 용접성을 높이기 위해 다소 전기 저항이 높은 소재를 사용하는 경우가 있다.
그러나, 이러한 버스바는, 이차 전지에서 생성된 전류를 외부 디바이스까지 전달하는데 전류 손실을 크게 하는 요소가 될 수 있어, 에너지 효율을 저해할 수 있다. 또한, 전기 저항이 높은 소재일 수록, 열전도도가 떨어져, 이러한 버스바를 적용한 배터리 모듈의 방열 성능을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다.
반대로, 전기 저항이 낮은 소재를 사용한 버스바를 사용할 경우, 저항 용접을 사용하여 전극 단자와 버스바 간의 접합시, 저항열을 충분히 발생시키기 어려워 용접성이 떨어지고 용접 작업의 시간이 길어지는 문제가 있었다. 이에 따라, 제조 비용이 상승하고 배터리 모듈의 내구성이 떨어지는 등의 문제가 발생되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 버스바와 원통형 전지셀의 전극 단자 간의 용접시, 전류 손실을 줄여 용접성을 높일 수 있는 버스바를 구비한 배터리 모듈 및 그것을 포함한 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은,
전극 단자가 상부 및 하부에 각각 형성되며, 수평 방향으로 배치된 복수의 원통형 전지셀;
상기 복수의 원통형 전지셀을 삽입 수용하도록 수용부가 구비된 모듈 하우징; 및
상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉하여 상기 복수의 원통형 전지셀 사이를 전기적으로 연결하도록 구성되고, 상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 또는 하부에 위치하며 수평 방향으로 평평한 형태의 플레이트 형상으로, 상하 방향으로 천공된 적어도 하나 이상의 접속 개구가 형성된 본체부, 및 상기 접속 개구의 내측 테두리에서 서로 다른 수평 방향으로 돌출 연장되고 단부가 상기 복수의 원통형 전지셀 중 하나의 전극 단자와 전기적으로 연결 고정된 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부를 구비한 버스바를 포함한다.
또한, 상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는 적어도 1회 이상 수평 방향으로 절곡된 절곡 구조를 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는 적어도 1회 이상 수평 방향으로 휘어진 곡선 구조를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는, 상기 전극 단자의 연결 고정된 단부 하면이 배터리 모듈의 중심을 기준으로 외측 방향으로 내입되고, 내입된 하면이 상기 전극 단자 상에 탑재되도록 구성된 단자 안착 구조가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는, 상기 전극 단자에 접속 연결된 단부가 배터리 모듈을 기준으로 외측 방향으로 절곡되어 단차지고 상기 전극 단자 상에 탑재되도록 구성된 단차 구조가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나 이상은, 상기 접속 개구의 테두리와 연결된 부위의 폭이 좁아지도록 만입된 오목 구조가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부에는 상기 전극 단자가 위치한 방향으로 돌출된 엠보 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부의 상기 엠보 돌기의 상부에는 용접봉이 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 버스바는 구리 또는 구리 합금을 구비할 수 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 적어도 둘 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는, 상기 배터리 팩을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부를 버스바의 접속 개구의 내측 테두리에서 서로 다른 수평 방향으로 돌출 연장 형성시킴으로써, 저항 용접을 사용해 전극 단자와 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부의 단부를 연결 고정할 시, 전극 단자와 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부의 단부 사이에 흐르는 전기량을 증가시킬 수 있는 바, 저항 용접의 효율성 및 접합 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예의 일측면에 의하면, 버스바의 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부의 접속 개구의 테두리와 연결된 부위의 폭을 몸체의 나머지 부위보다 좁도록 형성시킬 경우, 좁아진 폭 부위의 전기 저항을 높일 수 있어, 전극 단자와 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부의 단부 사이에 흐르는 전기량을 보다 증가시킬 수 있는 바, 저항 용접의 효율성 및 접합 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부 중 어느 하나 이상이, 적어도 1회 이상 절곡된 절곡 구조를 가질 경우, 접속 개구의 내측 테두리로부터 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부 각각의 단부까지의 길이를 보다 연장시킬 수 있는 바, 전류 흐름의 경로를 더 길어지도록 설정할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일측면에 의하면, 본 발명의 버스바에 적어도 1회 이상 휘어진 곡선 구조를 가진 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부를 형성시킴으로써, 접속 개구의 내측 테두리로부터 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부 각각의 단부까지의 길이를 보다 연장시킬 수 있는 바, 전류 흐름의 경로를 더 길어지도록 설정할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일측면에 의하면, 버스바는, 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부 중 적어도 하나에 단자 안착 구조를 형성시킴으로써, 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부와 전극 단자 간의 전류 흐름의 저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부를 전극 단자에 손쉽게 위치시킬 수 있어, 제조 효율을 보다 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 의하면, 버스바의 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부 중 적어도 하나에 단자 안착 구조를 형성시킴으로써, 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부와 전극 단자 간의 전류 흐름의 저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부를 전극 단자 상에 손쉽게 위치시킬 수 있어, 제조 효율을 보다 높일 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 도 1의 배터리 모듈의 A' 영역의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 7은, 도 3의 배터리 모듈의 C-C' 선을 따라 절단된 측면의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 측단면도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 측면의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 측단면도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 측면의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 측단면도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 원통형 전지셀(100), 모듈 하우징(210), 및 2개의 버스바(230, 240)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 원통형 전지셀(100)은, 원통형 전지캔(120), 및 상기 전지캔(120)의 내부에 수용된 전극 조립체(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전지캔(120)은, 전기 전도성이 높은 재질을 포함하고 있으며, 예를 들면, 상기 전지캔(120)은 알루미늄 또는 구리 소재를 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 전지캔(120)이 상하 방향으로 길게 세워진 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 전지캔(120)은 상하 방향으로 연장된 원통형일 수 있다. 더욱이, 상기 전지캔(120)의 상부 및 하부 각각에 전극 단자(110)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전지캔(120)의 상단의 평평한 원형의 상면에는 양극 단자(111)가 형성될 수 있고, 상기 전지캔(120)의 하단의 평평한 원형의 하면에는 음극 단자(112)가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 원통형 전지셀(100)은, 수평 방향으로 복수의 열 및 행으로 배치될 수 있다. 여기서 수평 방향이란, 원통형 전지셀(100)을 지면에 놓았을 때 지면에 평행한 방향을 의미한다고 할 수 있으며, 상하 방향에 수직하는 평면상의 적어도 한 방향이 라고도 할 수 있다. 또한, 수평 방향이란, 도 1의 X 및 Y 방향이라고 할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 모듈(200)은, 전후 방향(도 2의 W 방향)의 4개의 열과 좌우 방향(V 방향)의 7행 또는 6행으로 배치된 복수의 원통형 전지셀(100)을 구비하고 있다.
또한, 전극 조립체(도시하지 않음)는, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 젤리-롤형으로 권취한 구조로 형성될 수 있다. 상기 양극(도시하지 않음)에는 양극 탭이 부착되어 전지캔(120)의 상단의 양극 단자(111)에 접속될 수 있다. 상기 음극(도시하지 않음)에는 음극 탭이 부착되어 전지캔(120)의 하단의 음극 단자(112)에 접속될 수 있다.
한편, 상기 모듈 하우징(210)은, 상기 원통형 전지셀(100)을 내부에 삽입하여 수용할 수 있는 수용부(212A, 212B)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 수용부(212A, 212B)는, 상기 원통형 전지셀(100)의 외측면을 감쌀 수 있도록 형성된 중공 구조가 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 모듈 하우징(210)은, 내부 공간을 형성하도록 이루어지고 전, 후, 좌, 우 방향으로 형성된 제1 외측벽(210a), 제2 외측벽(210b), 제3 외측벽(210c), 및 제4 외측벽(210d)을 구비할 수 있다.
그리고, 상기 모듈 하우징(210)의 제1 외측벽(210a), 제2 외측벽(210b), 제3 외측벽(210c), 및 제4 외측벽(210d) 중 적어도 하나 이상에는, 다른 하나의 배터리 모듈(200)의 배치 위치를 가이드하기 위한 결합 돌기(261, 262) 및 가이드 홈(266, 267)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 하우징(210)의 제1 외측벽(210a) 및 제2 외측벽(210b) 각각에는, 2개의 결합 돌기(261, 262) 및 2개의 가이드 홈(266, 267)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 모듈 하우징(210)의 결합 돌기(261, 262)가 다른 하나의 모듈 하우징(210)의 제2 외측벽(210b)에 형성된 가이드 홈(266, 267)에 삽입되어 체결 고정될 수 있으므로, 하나의 배터리 모듈(200)에 연결된 다른 배터리 모듈(도 10, 201)을 손쉽게 배치할 수 있을 뿐만 아니라, 서로 쉽게 분리되지 않도록 고정할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 상부 케이스(210A)는 제1 돌출 체결부(271)를 구비할 수 있고, 상기 하부 케이스(210B)는 제2 돌출 체결부(276)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 제1 돌출 체결부(271)는, F 방향으로 바라볼 때, 상기 상부 케이스(210A)의 제2 외측벽(210b)의 외면으로부터 후방으로 돌출 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 제2 돌출 체결부(276)는, F 방향으로 바라볼 때, 상기 하부 케이스(210B)의 제1 외측벽(210a)의 외면에서 전방으로 돌출 연장되어 형성될 수 있다.
여기서, 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
그리고, 상기 제1 돌출 체결부(271) 및 상기 제2 돌출 체결부(276)는, 체결 볼트(도 10, 279)가 삽입되도록 관통홀(272)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 하우징(210)의 상기 제1 돌출 체결부(271)는, 다른 배터리 모듈(도 10, 201)의 제2 돌출 체결부(276)와 체결 볼트(279)를 통해 체결 결합될 수 있다.
여기서, 상기 제2 돌출 체결부(276)의 관통홀(272)은, 체결 볼트(279)가 연속적으로 삽입되도록 다른 배터리 모듈(200)의 상부 케이스(210A)의 제1 돌출 체결부(271)의 관통홀(273)과 연통될 수 있다. 이에 따라, 하나의 배터리 모듈(200) 및 다른 하나의 배터리 모듈(도 10의 201)은, 상기 체결 볼트(279)를 사용하여 제1 돌출 체결부(271)와 제2 돌출 체결부(276)가 서로 체결되면서 배터리 모듈들(도 10의 200, 201, 202, 203)이 배열될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상부 케이스(210A)의 제1 돌출 체결부(271)는 다른 배터리 모듈(200)의 하부 케이스(210B)의 제2 돌출 체결부(276)와 볼트 체결 결합함으로써, 배터리 모듈(200)들의 배치 구조가 흐트러지는 것을 방지하고, 특히, 상부에 위치한 버스바(230)와 하부에 위치한 버스바(240) 간의 전기적 연결이 단선되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 모듈 하우징(210)은, 상부 케이스(210A) 및 하부 케이스(210B)를 포함할 수 있다.
도 3은, 도 1의 배터리 모듈의 A' 영역의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 2와 함께 도 3을 참조하면, 상기 버스바(230)는, 일면이 상기 복수의 원통형 전지셀(100) 중 적어도 둘 이상의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(110)와 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 버스바(230)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 양극 단자(111) 또는 음극 단자(112)와 접촉하여 상기 복수의 원통형 전지셀(100) 사이를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 버스바(230)는, 본체부(231), 제1 접속 연장부(233), 및 제2 접속 연장부(235)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 본체부(231)는, 수평 방향으로 평평한 형태의 플레이트 형상을 가질 수 있다. 달리 말해, 상기 본체부(231)는, 수평 방향(x 방향, y 방향)의 측면 보다 상대적으로 넓은 상면 및 하면을 가진 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 본체부(231)는, 양극 단자(111) 또는 음극 단자(112)가 형성된 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 상부 또는 하부에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 본체부(231)는, 상기 복수의 원통형 전지셀을 전기적으로 연결하도록 전도성 금속을 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체부(231)에는 상하 방향으로 천공된 적어도 하나 이상의 접속 개구(H1)가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)는, 상기 접속 개구(H1)의 내측 테두리(231a)에서 서로 다른 수평 방향(x 방향, y 방향)으로 돌출 연장될 수 있다. 즉, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)는 상기 접속 개구(H1)의 내부에 위치하도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 버스바(230)의 접속 개구(H1)의 테두리는, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235) 각각의 타단부와 연결되어 있고, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)의 나머지 부위는 상기 본체부(231)와 전기적으로 절연될 수 있도록 상기 접속 개구(H1) 내에 위치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)의 돌출된 단부는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100) 중 하나의 전극 단자(110)와 전기적으로 연결 고정되도록 형성될 수 있다.
나아가, 서로 다른 수평 방향으로 돌출 연장 형성된 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)는, 동일 방향으로 인접하여 나란히 돌출 연장 형성된 접속 연장부들(도시하지 않음)과 비교할 경우, 상기 접속 개구(H1)의 내측 테두리(231a)에 연결된 각각의 위치들의 사이 거리(P1)가 더 멀도록 설정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 버스바(230)는, 전극 단자(110)와 용접이 필요한 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)의 단부에 저항 용접 장치의 용접봉을 접속시, 종래 기술의 버스바와 비교하여, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235) 사이에 흐르는 전류 흐름의 경로를 더 길게 설정할 수 있다. 이렇게 전류 흐름의 경로가 길어질 수 록, 저항 용접시, 상기 접속 개구(H1)의 테두리를 따라 상기 제1 접속 연장부(233)와 상기 제2 접속 연장부(235) 사이에 흐르는 전기양을 효과적으로 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 따르면, 버스바(230)의 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)를 상기 접속 개구(H1)의 내측 테두리(231a)에서 서로 다른 수평 방향으로 돌출 연장 형성시킴으로써, 저항 용접을 사용해 상기 전극 단자(110)와 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)의 단부를 연결 고정할 경우, 상기 제1 접속 연장부(233)와 상기 제2 접속 연장부(235) 사이를 흐르는 전기양을 효과적으로 줄일 수 있어, 반대로 상기 전극 단자(110)와 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)의 단부 사이에 흐르는 전기량을 증가시킬 수 있는 바, 저항 용접의 효율성 및 접합 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명은, 버스바가 기존 니켈 금속으로 이루어진 버스바에 비해 전기 저항이 낮은 소재로 이루어질 경우, 저항열이 쉽게 높게 발생되기 어려우므로, 더욱 그 효과가 증대될 수 있다.
또한, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)는, 상기 접속 개구(H1)의 내측 테두리(231a)의 서로 대응되는 양측부 각각으로부터 수평 방향으로 돌출 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)는 서로 직접적 접촉되는 것을 피하기 위해 소정의 거리로 이격되어 위치될 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235)는, 상기 접속 개구(H1)의 내측 테두리(231a)에서 서로 반대되는 위치로부터 돌출 연장되어 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(235) 간의 전류 흐름의 경로를 가장 길게 설정할 수 있어, 저항 용접의 효율성 및 접합 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 극대화된다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 버스바(230B)는, 상기 제1 접속 연장부(233B) 및 상기 제2 접속 연장부(235B)의 상기 접속 개구(H1)의 테두리와 연결된 부위의 폭(T)이 좁아지도록 만입된 오목 구조(B1)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 버스바(230B)는, 상기 제1 접속 연장부(233B) 및 상기 제2 접속 연장부(235B) 모두에 오목 구조(B1)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 접속 연장부(233B) 및 상기 제2 접속 연장부(235B) 각각에는 상기 접속 개구(H1)의 테두리와 연결된 부위의 폭(T)이 좁아지도록 만입된 오목 구조(B1)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 접속 연장부(233B) 및 상기 제2 접속 연장부(235B)의 상기 접속 개구(H1)의 테두리와 연결된 부위의 폭(T)을 나머지 몸체의 부위보다 좁도록 형성시킬 경우, 좁아진 폭 부위(T)의 전기 저항을 높일 수 있어, 상기 전극 단자(110)와 상기 제1 접속 연장부(233B) 및 상기 제2 접속 연장부(235B)의 단부 사이에 흐르는 전기량을 보다 증가시킬 수 있는 바, 저항 용접의 효율성 및 접합 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 5를 참조하면, 도 5의 버스바(230C)의 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C) 중 적어도 하나는 적어도 1회 이상 수평 방향으로 절곡된 절곡 구조(C1)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C) 각각은 수평 방향으로 절곡된 절곡 구조(C1)를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C) 각각은 전극 단자(110)가 위치한 방향으로 1회 수직 절곡된 절곡 구조(C1)를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 적어도 1회 이상 절곡된 절곡 구조(C1)를 가진 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C)를 형성시킴으로써, 상기 접속 개구(H1)의 내측 테두리로부터 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C) 각각의 단부까지의 길이를 보다 연장시킬 수 있는 바, 전류 흐름의 경로를 더 길어지도록 설정할 수 있다.
더불어, 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C) 각각의 절곡 구조(C1)의 단부가 상기 전극 단자(110)와 접합될 경우, 추후 배터리 모듈(200)에 가해지는 외부 충격으로 인한 진동으로 인해 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C)가 크랙이 발생되거나 파단되는 위험성을 줄일 수 있다.
이는, 진동에 따른 응력이나 피로가 상기 접속 개구(H1)의 테두리(231a)의 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C)의 연결 부위에 집중되기 보다는 1차적으로 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C)의 절곡 구조(C1)에서 흡수될 수 있어, 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C)의 내구성을 보다 높일 수 있다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 6을 참고하면, 또 다른 일 실시예에 따른 버스바(230D)는, 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D) 중 적어도 하나는 적어도 1회 이상 수평 방향으로 휘어진 곡선 구조(S)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D) 각각은 적어도 1회 이상 수평 방향으로 휘어진 곡선 구조(S)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D) 각각은 전극 단자(양극 단자, 111)가 위치한 방향으로 1회 수평 방향으로 휘어진 곡선 구조(S)를 가질 수 있다.
도 5의 상기 제1 접속 연장부(233C) 및 상기 제2 접속 연장부(235C)와 마찬가지로, 도 6의 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D)는, 1회 이상으로 휘어지 곡선 구조(S)로 인해 전류 흐름의 경로를 길게 형성시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 적어도 1회 이상 휘어진 곡선 구조(S)를 가진 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D)를 형성시킴으로써, 접속 개구의 내측 테두리로부터 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D) 각각의 단부까지의 길이를 보다 연장시킬 수 있는 바, 전류 흐름의 경로를 더 길어지도록 설정할 수 있다.
더불어, 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D)의 곡선 구조(S)의 단부가, 상기 전극 단자(110)와 접합될 경우, 추후 배터리 모듈(200)에 가해지는 외부 충격으로 인한 진동으로 인해 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D)가 크랙이 발생되거나 파단되는 위험성을 줄일 수 있다.
이는, 진동에 따른 응력이나 피로가 상기 접속 개구(H1)의 테두리의 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D)의 연결 부위에 집중되기 보다는 1차적으로 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D)의 곡선 구조(S)에서 흡수될 수 있어, 상기 제1 접속 연장부(233D) 및 상기 제2 접속 연장부(235D)의 내구성을 보다 높일 수 있다.
도 7은, 도 3의 배터리 모듈의 C-C' 선을 따라 절단된 측면의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 측단면도이다.
도 2와 함께 도 7을 참조하면, 본 발명의 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(도시되지 않음) 중 적어도 하나는, 단부 하면이 상기 전극 단자(110)에 연결 고정될 수 있다. 그리고, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나의 단부 하면이 배터리 모듈(200)의 중심을 기준으로 외측 방향으로 내입될 수 있다. 나아가, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는, 상기 단부의 하면이 상기 전극 단자(110) 상에 탑재되도록 내입되어 단자 안착 구조(E1)를 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부 모두는 상기 전극 단자(110)의 외면과 대응되는 형상으로 내입된 단자 안착 구조(E1)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 접속 연장부(233)에는 양극 단자(111)의 외면과 대응되는 형상, 즉, 평면상으로 곡선을 가지도록 측벽(E1s)이 형성되고 내입된 단자 안착 구조(E1)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 접속 연장부(233)는 양극 단자(111)의 상면 및 측면 모두에 접하도록 위치시킬 수 있고, 상기 제1 접속 연장부(233)의 단자 안착 구조(E1)가 형성된 내측단까지 상기 전극 단자(110)를 밀착시킴으로써, 미리 설정된 정위치에 제1 접속 연장부(233)를 위치시킬 수 있다.
또한, 도 7에 도시하지 않았으나, 상기 제2 접속 연장부는, 상기 제1 접속 연장부(233)와 마찬가지로 단자 안착 구조(E1)가 형성될 수 있고, 앞서 설명한 제1 접속 연장부(233)와 동일한 효과를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나에 단자 안착 구조(E1)를 형성시킴으로써, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부와 전극 단자(110) 간의 전류 흐름의 저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부를 상기 전극 단자(110)에 손쉽게 위치시킬 수 있어, 제조 효율을 보다 높일 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 측면의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 측단면도이다.
도 2와 함께 도 8을 참조하면, 본 발명의 상기 제1 접속 연장부(233E) 및 상기 제2 접속 연장부(도시하지 않음) 중 적어도 하나는, 상기 전극 단자(110)에 접속 연결된 단부가 배터리 모듈(100)을 기준으로 외측 방향으로 절곡되어 단차질 수 있다. 그리고, 상기 제1 접속 연장부(233E) 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는, 상기 전극 단자(110) 상에 탑재되도록 구성된 단차진 단차 구조(F1)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 접속 연장부(233E) 및 상기 제2 접속 연장부 모두는 상기 전극 단자(110)의 외면과 대응되는 형상으로 외측 방향으로 절곡되어 단차진 단차 구조(F1)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 버스바(230E)의 제1 접속 연장부(233E)에는 양극 단자(111)의 외면과 대응되는 형상, 즉, 평면상으로 곡선을 가지도록 내측벽이 형성되고 외측 방향으로 단차진 단차 구조(F1)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 접속 연장부(233E)는 양극 단자(111)의 상면 및 측면 모두에 접하도록 위치시킬 수 있고, 상기 제1 접속 연장부(233E)의 단차 구조(F1)가 형성된 내측단까지 양극 단자(111)를 밀착시킴으로써, 미리 설정된 정위치에 제1 접속 연장부(233E)를 위치시킬 수 있다.
또한, 도 8에 도시하지 않았으나, 제2 접속 연장부는, 상기 제1 접속 연장부(233E)와 마찬가지로 단차 구조(F1)가 형성될 수 있고, 제1 접속 연장부(233E)와 동일한 효과를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 접속 연장부(233E) 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나에 단자 안착 구조(E1)를 형성시킴으로써, 상기 제1 접속 연장부(233E) 및 상기 제2 접속 연장부와 전극 단자(110) 간의 전류 흐름의 저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1 접속 연장부(233E) 및 상기 제2 접속 연장부를 상기 전극 단자(110) 상에 손쉽게 위치시킬 수 있어, 제조 효율을 보다 높일 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 측면의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 측단면도이다.
도 2와 함께 도 9를 참조하면, 버스바(230F)의 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(도시 되지 않음)에는 상기 전극 단자(110)가 위치한 방향으로 돌출된 엠보 돌기(G1)가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부 각각은, 전류가 흐르도록 설정된 용접봉(300)이 접촉 연결하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부 각각의 엠보 돌기(G1)가 형성된 일면의 반대면에는 원통형의 용접봉(300)이 전기적 접속을 이루도록 접촉 영역(P)이 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부에 형성된 엠보 돌기(G1)는, 평면상으로 환형일 수 있다. 또한, 상기 엠보 돌기(G1)는 환형의 중심에 가까울수록 양극 단자(111)가 형성된 방향으로 돌출된 길이가 더 길어지도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부에는, 상기 용접봉(300)이 전기적 접속을 이루도록 구성된 접촉 영역(P)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 접촉 영역(P)은, 상기 용접봉(300)이 상기 제1 접속 연장부(233) 또는 상기 제2 접속 연장부를 가압 접촉하는 영역을 의미한다.
예를 들면, 상기 접촉 영역(P)이 상기 환형의 엠보 돌기(G1)의 상부의 주변부를 따라 형성될 경우, 상기 접촉 영역(P)과 접촉되는 상기 용접봉(300)의 하면은 원형을 가질 수 있다.
더욱이, 상기 용접봉(300)은 하면이 평평한 원으로 구성된 원기둥 형상을 구비할 수 있다. 이때, 상기 엠보 돌기(G1)의 환형의 최외각 지름은, 상기 용접봉(300)의 원기둥 형상의 지름보다 작을 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 버스바(230F)는, 원기둥 형태의 용접봉(300)이 접촉 가압할 수 있도록, 상기 환형의 엠보 돌기(G1)의 상부면의 주변부에 환형의 접촉 영역(P)을 설정함으로써, 상기 용접봉(300)의 가압력이 고르게 상기 엠보 돌기(G1)에 전달될 수 있고, 상기 용접봉(300)으로부터 상기 엠보 돌기(G1)로 일정한 전류 밀도로 전류를 흘려보낼 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 버스바(230)는 더욱 높은 접합력과 신뢰도로 제1 접속 연장부(233) 및 제2 접속 연장부와 상기 전극 단자(110) 간의 용접을 이룰 수 있다.
나아가, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부(도시되지 않음) 각각의 상기 엠보 돌기(G1)의 상부에는 용접봉(300)이 삽입되는 삽입홈(H2)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 삽입홈(H2)은, 상기 원기둥 형상의 용접봉(300)의 상하 방향의 하단부가 삽입될 수 있는 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 용접봉(300)의 하단면이 평평한 원기둥 형태를 가질 경우, 상기 삽입홈(H2)은 평면상으로 원형을 가질 수 있다.
그리고, 상기 삽입홈(H2)은 상기 전극 단자(110)가 형성된 방향으로 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 나아가, 상기 삽입홈(H2)의 내면은 상기 용접봉(300)의 접촉 영역(P)으로 설정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 접속 연장부(233) 및 상기 제2 접속 연장부 각각의 엠보 돌기(G1)의 상부에 상기 용접봉(300)의 하단부가 삽입되는 삽입홈(H2)을 형성시킴으로써, 상기 용접봉(300)의 접촉 영역(P)의 면적을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 상기 삽입홈(H2)의 내면을 따라 상기 용접봉(300)의 위치를 가이드할 수 있어, 보다 저항 용접을 용이하게 할 수 있다. 그리고, 상기 용접봉(300)의 가압시 발생될 수 있는 상기 용접봉(300)이 접촉 영역(P)을 이탈하는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 버스바(230)는, 구리 합금을 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 구리 합금은, 상기 버스바(230)의 전체 중량 중 60중량% 이상의 구리를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 구리 합금은, 아연, 크롬, 및 지르코늄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 구리의 중량%을 제외한 나머지 중량%로 포함할 수 있다. 그러나, 상기 버스바(230)가 단지 구리 합금으로만 한정되는 것은 아니고, 니켈, 알루미늄, 금, 은 등이 주재료로 구성된 금속 합금이면 모두 적용이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)은 구리 합금이 구비된 버스바(230)를 사용할 경우, 니켈 소재로 이루어진 버스바와 비교하여 높은 전도성을 가지어, 전류 손실을 최소화하고 발열성이 우수하며, 소재 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 버스바(230)의 표면에는, 상기 버스바(230)보다 상대적으로 높은 비저항의 금속이 도금층을 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 높은 비저항의 금속은 니켈일 수 있다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2와 함께 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(1000)은, 상기 배터리 모듈(200)을 적어도 둘 이상 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 모듈(200, 201, 202, 203)은, 일 방향으로 정렬 배치된 구조일 수 있다.
예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 4개의 배터리 모듈(200, 201, 202, 203)이 전후 방향으로 정렬 배치되고, 4개의 배터리 모듈(200, 201, 202, 203)은 제1 버스바(230) 및 제2 버스바(240)를 통해 서로 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 버스바(240)는, 앞서 설명한 도 3에 개시된 상기 배터리 모듈(200)의 상부에 위치한 버스바(230)의 본체부(231), 접속 개구(H1), 제1 접속 연장부(233), 및 제2 접속 연장부(235)와 유사하거나 동일한 구성들을 모두 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 버스바(230)는 상기 원통형 전지셀(100)의 상단에 형성된 양극 단자(111)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제2 버스바(240)는 상기 원통형 전지셀(100)의 하단에 형성된 음극 단자(112)와 전기적으로 연결될 수 있다.
더욱이, 상기 제1 버스바(230)는 상기 양극 단자(111)와 접촉하도록 상기 모듈 하우징(210)의 상부에 탑재될 수 있다. 그리고, 상기 제2 버스바(240)는 상기 음극 단자(112)와 접촉하도록 상기 모듈 하우징(210)의 하부에 탑재될 수 있다.
나아가, 상기 제1 버스바(230)는, F 방향으로 바라본 것을 기준으로, 본체부(231)의 전단부에 상기 제2 버스바(240)의 일부위가 접촉하도록 형성된 안착부(237)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 안착부(237)는 상기 제2 버스바(240)의 일부위의 하면과 접촉할 수 있도록 상면이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 버스바(240)는, 절곡부(244), 및 상기 절곡부(244)와 연결된 연결부(245)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 절곡부(244)는, 상기 제2 버스바(240)의 본체부(241)의 후단부로부터 상부 방향으로 수직 절곡되어 연장된 구조를 가질 수 있다.
더욱이, 상기 연결부(245)는 상기 절곡부(244)의 상단으로부터 후방으로 절곡 연장된 형태일 수 있다. 또한, 상기 연결부(245)는, 상기 제1 버스바(230)와 전기적으로 연결되도록 상기 제1 버스바(230)의 안착부(237)의 상면에 안착되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 연결부(245)의 하면은 상기 제1 버스바(230)의 안착부(237)의 상면과 접촉하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈(202)은, 버스바(230G)와 전기적으로 연결되는 외부 입출력 단자(280)가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 배터리 모듈(202)의 제3 버스바(230G)는 도 11에 나타낸 제1 버스바(230)와 달리, 상기 외부 입출력 단자(280)와 전기적으로 접촉 연결될 수 있도록, 하부 방향으로 절곡된 하향 절곡부(E)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 하향 절곡부(E)가 형성된 제3 버스바(230G)는 외부입출력 단자(280)와 전기적으로 연결을 이룰 수 있어, 조립 공정의 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
다시 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(1000)은, 이러한 배터리 모듈(200) 이외에, 배터리 모듈(200)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(1000)은, 에너지 저장 디바이스에 적용되거나, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리 팩(1000)을 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 전력생산부에서 생산한 전력을 저장하였다가 전력망에 공급하는 시스템일 수 있다. 또한, 상기 전력망은 상용 전력망이 될 수 있으며, 소규모 지역의 자체 전력망이 될 수도 있다. 더욱이, 경우에 따라 스마트 그리드에서 전력을 저장하는 전력 저장 장치가 될 수 있으며, 생산된 전력을 바로 소비하는 부하 또는 전력변환장치가 될 수도 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1000: 배터리 팩 230, 240: 버스바
200, 201, 202, 203: 배터리 모듈 231, 241: 본체부
100: 원통형 전지셀 233: 제1 접속 연장부
111, 112: 양극 단자, 음극 단자 235: 제2 접속 연장부
210: 모듈 하우징 H1: 접속 개구
C1: 절곡 구조 S: 곡선 구조
E1: 단자 안착 구조 F1: 단차 구조
B1: 오목 구조 G1: 엠보 돌기
H2: 삽입홈 300: 용접봉

Claims (10)

  1. 전극 단자가 상부 및 하부에 각각 형성되며, 수평 방향으로 배치된 복수의 원통형 전지셀;
    상기 복수의 원통형 전지셀을 삽입 수용하도록 수용부가 구비된 모듈 하우징; 및
    상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉하여 상기 복수의 원통형 전지셀 사이를 전기적으로 연결하도록 구성되고, 상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 또는 하부에 위치하며 수평 방향으로 평평한 형태의 플레이트 형상으로, 상하 방향으로 천공된 적어도 하나 이상의 접속 개구가 형성된 본체부, 및 상기 접속 개구의 내측 테두리에서 서로 다른 수평 방향으로 돌출 연장되고 단부가 상기 복수의 원통형 전지셀 중 하나의 전극 단자와 전기적으로 연결 고정된 제1 접속 연장부 및 제2 접속 연장부를 구비한 버스바를 포함하고,
    상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 각각에는, 상기 접속 개구의 테두리와 연결된 부위의 폭이, 상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부의 나머지 몸체의 부위보다 좁아지도록 만입된 오목 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는 적어도 1회 이상 수평 방향으로 절곡된 절곡 구조를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는 적어도 1회 이상 수평 방향으로 휘어진 곡선 구조를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는, 상기 전극 단자의 연결 고정된 단부 하면이 배터리 모듈의 중심을 기준으로 외측 방향으로 내입되고, 내입된 하면이 상기 전극 단자 상에 탑재되도록 구성된 단자 안착 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부 중 적어도 하나는, 상기 전극 단자에 접속 연결된 단부가 배터리 모듈을 기준으로 외측 방향으로 절곡되어 단차지고 상기 전극 단자 상에 탑재되도록 구성된 단차 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부에는 상기 전극 단자가 위치한 방향으로 돌출된 엠보 돌기가 형성되고,
    상기 제1 접속 연장부 및 상기 제2 접속 연장부의 상기 엠보 돌기의 상부에는 용접봉이 삽입되는 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 버스바는 구리 또는 구리 합금을 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항 내지 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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