KR102471939B1

KR102471939B1 - 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 저장 장치

Info

Publication number: KR102471939B1
Application number: KR1020200056179A
Authority: KR
Inventors: 최여주; 이범현
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2022-11-29
Also published as: EP3883008A4; US11870091B2; US20210249728A1; JP2021535540A; JP7221994B2; EP3883008A1; KR20200132711A; AU2020274464A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈 및 복수 개의 배터리 모듈을 관리하는 BMS가 내장되며, 복수 개의 배터리 모듈을 통합적으로 커버하는 팩 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 저장 장치{BATTERY PACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM COMPRISING THE BATTERY PACK}

본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 저장 장치에 관한 것이다.

제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.

현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩이나 배터리 랙을 구성하는 방법이 일반적이다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이나 배터리 랙은 다양한 전압과 용량 요구 조건 등에 따라, 이러한 배터리 팩이나 배터리 랙을 적어도 하나 이상 구비하는 전력 저장 장치를 구성하기도 한다.

종래 가정용으로 구비되는 배터리 팩의 경우, 그 설치 시, 일반적으로, 2인이나 3인의 작업자들이, 대략 80kg 내지 100kg 정도 무게의 배터리 팩을 현장에서 설치하게 된다. 종래 배터리 팩의 경우, 이러한 설치나 추후 유지나 보수 등의 A/S 상황 발생 시, 배터리 팩에서 배터리 모듈 교체 등이 필요할 수 있다.

최근 들어, 배터리 팩의 고용량화면서, 배터리 팩의 무게도 증가함에 따라, 설치 시 작업자 등에게 작업 위험성이 증대되며, 운반 등의 어려움이 발생하는 문제가 있다.

또한, 종래 배터리 팩의 경우, 전체 배터리 팩에서 일부 배터리 모듈 등의 교체가 필요할 때, 교체가 필요한 배터리 모듈 일부가 아닌 전체 배터리 팩을 교체하여야만 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 설치 및 운반이 용이한 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은, 배터리 모듈의 교체나 추후 관리 등이 용이한 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈; 및 상기 복수 개의 배터리 모듈을 관리하는 BMS가 내장되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈을 통합적으로 커버하는 팩 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.

상기 팩 커버는, 상기 복수 개의 배터리 모듈의 상측을 커버하며, 상기 복수 개의 배터리 모듈의 상측과 탈부착 가능하게 연결될 수 있다.

상기 복수 개의 배터리 모듈은, 상기 적어도 하나의 배터리 셀; 및 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스;를 포함하며, 상기 모듈 케이스는, 상기 팩 커버와 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

상기 팩 커버에는, 상기 모듈 케이스와 연결되는 적어도 하나의 모듈 연결부;가 구비될 수 있다.

상기 모듈 케이스에는, 상기 적어도 하나의 모듈 연결부와 연결되는 적어도 하나의 커버 연결부;가 구비될 수 있다.

상기 적어도 하나의 모듈 연결부와 상기 적어도 하나의 커버 연결부는, 사용자 조작에 따라 상호 분리 가능할 수 있다.

상기 적어도 하나의 모듈 연결부는, 상기 팩 커버의 저부에 구비되며, 상기 적어도 하나의 커버 연결부는, 상기 모듈 케이스의 상측에 구비될 수 있다.

상기 배터리 팩은, 상기 복수 개의 배터리 모듈의 하측에서, 상기 복수 개의 배터리 모듈을 고정하는 가이드 브래킷;을 포함할 수 있다.

상기 BMS는, 상기 복수 개의 배터리 모듈 전부 또는 상기 복수 개의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈을 개별적으로 관리할 수 있게 동작할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 전력 저장 장치로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치를 제공한다.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 설치 및 운반이 용이한 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.

아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈의 교체나 추후 관리 등이 용이한 배터리 팩 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 후방 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 배터리 팩의 측면도이다.
도 5는 도 1의 배터리 팩의 배터리 모듈들과 팩 커버의 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 배터리 팩의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈들과 팩 커버의 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 도 1의 배터리 팩의 설치 시 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11의 주요부의 확대도이다.
도 13은 도 11의 배터리 팩의 다른 실시예에 따른 지지 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 팩의 후방 사시도이며, 도 3은 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이며, 도 4는 도 1의 배터리 팩의 측면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 배터리 팩(10)은, 에너지원으로서, 전력 저장 장치 또는 자동차 등에 구비될 수 있다. 여기서, 상기 전력 저장 장치는 가정용 또는 산업용으로 구비될 수 있다.

이하, 본 실시예에서, 상기 배터리 팩(10)이 가정용 전력 저장 장치로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다. 상기 배터리 팩(10)이 가정용 전력 저장 장치로 구비되는 경우, 상기 배터리 팩(10)은 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 전력 저장 장치를 구성하는 기타 구성 부품 등과 직간접적으로 상호 연결되게 구성될 수 있다. 이러한 상기 배터리 팩(10)은, 건축물 등의 내부나 외부에서, 벽(W, 도 10 참조)과 같은 구조물 가까이에 설치될 수 있다.

상기 배터리 팩(10)은, 복수 개의 배터리 모듈(100) 및 팩 커버(200)를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 배터리 모듈(100)은, 후술하는 팩 커버(200)와 통합적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)은, 각각, 배터리 셀(110), 모듈 케이스(130) 및 커버 연결부(150)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 셀(110)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서, 상기 배터리 셀(110)은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 마련되는 것으로 한정하여 설명한다.

이러한 상기 배터리 셀(110)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서, 상기 배터리 셀(110)은, 복수 개로 구비되어 상호 전기적으로 연결된 배터리 셀 조립체로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 모듈 케이스(130)는, 상기 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 셀(110)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 모듈 케이스(130)에는 상기 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 셀(110)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.

상기 모듈 케이스(130)는, 후술하는 커버 연결부(150)를 통해, 후술하는 팩 커버(200)와 탈부착 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 탈부착 가능한 연결 구조에 대해서는 이하 관련 설명에서 보다 구체적으로 살펴 본다.

상기 커버 연결부(150)는, 상기 모듈 케이스(130)에 구비되며, 후술하는 적어도 하나의 모듈 연결부(250)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 커버 연결부(150)는, 상기 모듈 케이스(130)의 상측에 구비되며, 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 복수 개의 커버 연결부(150)는, 상기 모듈 케이스(130)의 상면 네 모서리에 구비될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 커버 연결부(150)는, 각각, 소정 깊이의 홈 형상으로 구비될 수 있으며, 후술하는 볼트부재(B)와의 결합을 위한 나사산이 마련될 수 있다.

상기 팩 커버(200)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)을 관리하는 BMS(210)가 내장되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)을 통합적으로 커버할 수 있다.

구체적으로, 상기 팩 커버(200)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 상측을 커버하며, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 상측과 탈부착 가능하게 연결될 수 있다.

이러한 상기 팩 커버(200)는, 상기 BMS(210), 손잡이(230) 및 모듈 연결부(250)를 포함할 수 있다.

상기 BMS(210)는, 배터리 관리 시스템으로서, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)을 통합적으로 관리할 수 있다. 이러한 상기 BMS(210)는 상기 팩 커버(200) 내부에 내장되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 BMS(210)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100) 전부 또는 상기 복수 개의 배터리 모듈(100) 중 적어도 하나의 배터리 모듈(100)을 개별적으로 관리할 수 있게 동작할 수 있다.

구체적으로, 상기 BMS(210)는, 상기 배터리 팩(10)의 배터리 모듈들(100) 중 일부 배터리 모듈(100)이 상기 팩 커버(200)로부터 분리되거나 이탈되는 경우에도, 상기 팩 커버(200)와 결합된 배터리 모듈(100)의 동작을 제어할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에서는, 상기 배터리 모듈들(100) 중 적어도 어느 하나의 배터리 모듈(100)에서 이상이 발생하였을 때, 이상이 발생한 발생한 배터리 모듈(100)을 팩 커버(200)로부터 분리시킨 이후에도, 팩 커버(200)와 연결된 나머지 배터리 모듈(100)을 상기 BMS(210)를 통해 동작시킬 수 있다. 이처럼, 본 실시예에서는, 이러한 상황에서도 전기를 지속적으로 공급할 수 있기에, 가정 등의 실생활에 필요한 긴급한 전기 공급이 가능할 수 있다.

상기 손잡이(230)는, 상기 팩 커버(230)의 좌우 측면 및 후면에 형성될 수 있다. 이러한 상기 손잡이(230)는, 상기 팩 커버(230)의 좌우 측면 및 후면에 소정 공간을 갖도록 일체로 형성될 수 있다.

상기 손잡이(230)를 통해, 사용자나 설치자 등은, 보다 더 간편하게 상기 팩 커버(200)를 운반할 수 있다. 아울러, 상기 손잡이(230)가 상기 팩 커버(230)의 좌우 측면 및 후면에 일체로 형성됨에 따라, 상기 배터리 팩(10)의 전방에서 상기 손잡이(230)가 노출되지 않아 상기 배터리 팩(10)의 미관을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 실시예에서는, 상기 손잡이(230) 설치를 위한 별도의 기구물 등이 요구되지 않기에, 조립 효율을 향상시키며, 제조 원가 등을 낮춰 원가 경쟁력도 확보할 수 있다.

상기 모듈 연결부(250)는, 상기 팩 커버(200)의 저부에 형성되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 모듈 케이스(130)와 연결될 수 있으며, 구체적으로, 상기 모듈 케이스(130)에 형성되는 커버 연결부(150)와 연결될 수 있다.

이러한 상기 모듈 연결부(250)는, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 모듈 연결부(250)가 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 모듈 연결부(250)는, 소정 크기의 홈 형상으로 구비되며, 상기 팩 커버(200)의 저부에 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 모듈 연결부(250)는, 상기 팩 커버(200)의 저부 네 모서리에 구비되며, 상기 복수 개의 커버 연결부(150)에 대응되는 위치에 마련될 수 있다.

이러한 상기 복수 개의 모듈 연결부(250)는, 각각, 상기 복수 개의 커버 연결부(150)와 볼트부재(B)를 통해 탈부착 가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 모듈 연결부(250)와 상기 복수 개의 커버 연결부(150)는, 사용자나 설치자 등의 사용자 조작에 따라 상호 분리 가능하게 구비될 수 있다. 상기 사용자 조작은, 상기 볼트부재(B) 연결을 통한 상호 장착 조작 및 상기 볼트부재(B) 연결 해제를 통한 탈착 조작일 수 있다.

도 5는 도 1의 배터리 팩의 배터리 모듈들과 팩 커버의 연결을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 사용자 등은, 상기 복수 개의 볼트부재들(B)를 통한 사용자 조작에 따라, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)과 상기 팩 커버(200)를 상호 결합시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 사용자 등은, 상기 볼트부재(B)를 상기 팩 커버(200)의 상기 모듈 연결부(250)에 관통시킨 후 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 커버 연결부(150)에 체결하여, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)과 상기 팩 커버(200)를 상호 결합시킬 수 있다.

아울러, 상기 사용자 등은, 필요에 따라, 상기 볼트부재들(B)의 조작을 통해, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)과 상기 팩 커버(200) 상호 간을 분리시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 사용자 등은, 분리하고자 하는 배터리 모듈(100)에 결합된 상기 볼트부재들(B)를 사용자 조작에 따라 상기 커버 연결부(150) 및 상기 모듈 연결부(250)로부터 이탈시킬 수 있으며, 상기 볼트부재들(B)이 분리가 완료된 배터리 모듈(100)을 상기 팩 커버(200)로부터 분리시킬 수 있다. 여기서, 상기 사용자 등은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100) 전부 또는 일부의 배터리 모듈(100)을 상기 팩 커버(200)로부터 선택적으로 분리시킬 수 있다.

도 6은 도 1의 배터리 팩의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈들과 팩 커버의 연결을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 커버 연결부(155)들은, 소정 높이로 돌출되는 돌기 형상으로 구비되며, 상하 방향으로 슬라이딩 동작 가능하게 상기 모듈 케이스(130)에 구비될 수 있다.

이러한 상기 커버 연결부들(155)은, 상기 팩 커버(200)의 모듈 연결부들(255)에 장착될 수 있으며, 사용자 조작에 따른 상하 방향의 슬라이딩 동작을 통해, 상기 모듈 연결부들(255) 상측으로 돌출되거나 또는 상기 모듈 연결부(250) 하측으로 이동할 수 있다.

여기서, 상기 커버 연결부들(155)은, 상기 상하 방향의 슬라이딩 동작을 위해, 상기 모듈 케이스(130) 내에 탄성적으로 장착될 수 있다. 이를 위해, 상기 커버 연결부들(155)에는 상기 슬라이딩 동작을 위한 탄성 동작을 가이드 하기 위한 탄성부재 및 상기 슬라이딩 동작 후 상기 커버 연결부들(155)을 이동을 제한하는 스토퍼 등이 구비될 수 있다.

상기 커버 연결부들(155)이 상기 모듈 연결부들(255) 상측으로 돌출되어 있을 경우, 구체적으로, 상기 커버 연결부들(155)이 상기 모듈 연결부들(255)을 관통한 채 상기 모듈 연결부들(255) 상측에 돌출되어 있을 경우, 상기 배터리 모듈들(100)은 상기 팩 커버(200)와 결합 상태로 배치될 수 있다.

만약, 상기 사용자가 상기 팩 커버(200)로부터 상기 배터리 모듈(100)을 분리시키고자 하면, 상기 사용자는, 분리하고자 하는 배터리 모듈(100)의 상기 돌출된 커버 연결부들(155)을 가압하여 하방으로 슬라이딩 동작시켜 상기 모듈 연결부(255) 하측으로 이동시킬 수 있다.

이러한 상기 사용자의 가압에 따른 상기 커버 연결부들(155)의 하측 방향의 슬라이딩 이동에 따라, 상기 커버 연결부들(155)이 상기 모듈 연결부들(255)의 하측으로 이동하면, 상기 팩 커버(200)로부터 분리하고지 하는 배터리 모듈(100)의 결합 상태가 해제될 수 있다. 이후, 상기 사용자는, 분리하고자 하는 배터리 모듈(100)을 보다 간편하게 상기 팩 커버(200)로부터 탈거할 수 있다.

이처럼, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 상기 커버 연결부(155)와 상기 팩 커버(200)의 상기 모듈 연결부들(255)의 상호 탈착 가능한 연결은, 별도의 볼트부재들(B) 없이도 가능할 수 있다.

본 실시예의 경우, 앞선 실시예와 달리 별도의 볼트부재들(B) 없이도, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 상기 커버 연결부(155)와 상기 팩 커버(200)의 상기 모듈 연결부들(255)을 상호 탈착 가능하게 연결시킬 수 있기에, 제조 비용을 보다 더 줄일 수 있으며 상기 사용자 조작 효율을 보다 더 높일 수 있다.

이하, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)의 설치 과정을 보다 더 구체적으로 살펴 본다.

도 7 내지 도 10은 도 1의 배터리 팩의 설치 시 모습을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 설치자나 운반자 등의 사용자 등은, 상기 배터리 팩(10, 도 1 참조)의 설치 시, 설치하고자 하는 설치 장소에, 먼저, 어느 하나의 배터리 모듈(100)을 안착시킬 수 있다. 이때, 상기 사용자 등은, 보다 안정적인 상기 배터리 팩(10)의 장착을 위해, 상기 어느 하나의 배터리 모듈(100)을, 상기 설치 장소의 벽(W) 가까이에 안착시킬 수 있다.

도 8을 참조하면, 이후, 상기 사용자 등은, 상기 벽(W) 가까이에 안착된 상기 배터리 모듈(100) 전방에 다른 하나의 배터리 모듈(100)을 안착시킬 수 있다. 이처럼, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(10, 도 1 참조)의 설치 시, 배터리 모듈들(100)을 복수 개로 구비하여 설치 장소에 각각 별개로 운반하여 안착시킬 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈(100) 운반 시의 무게를 줄일 수 있어, 상기 배터리 모듈들(100)의 운반을 보다 더 효율적으로 할 수 있다.

도 9를 참조하면, 이후, 상기 사용자 등은, 상기 배터리 모듈들(100) 상측에 상기 팩 커버(200)를 장착시킬 수 있다. 여기서, 상기 사용자 등은, 상기 손잡이(230)를 통해 상기 팩 커버(200)를 보다 더 용이하게 운반할 수 있다.

구체적으로, 상기 사용자 등은, 상기 팩 커버(200)를 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100) 상측에 배치시킬 수 있다. 이후, 상기 사용자 등은, 상기 복수 개의 볼트부재들(B)을, 각각, 상기 팩 커버(200)의 상기 모듈 연결부(250)에 통과시킨 후 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 커버 연결부(150)에 체결시킬 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 볼트부재들(B)을 통한 체결에 따라, 상기 배터리 팩(10)의 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)과 상기 팩 커버(200)가 상호 결합될 수 있다.

한편, 사용자 등은, 상기 볼트부재들(B)의 연결 해제를 통해, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 전부 또는 일부를 상기 팩 커버(200)로부터 분리시킬 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(10)의 추후 관리 등에 따라 적어도 일부의 배터리 모듈(100)의 교체가 필요할 경우, 교체가 필요한 배터리 모듈(100)과 체결된 볼트부재(B)의 연결만을 해제하여 상기 팩 커버(200)로부터 교체가 필요한 배터리 모듈(100)만의 교체를 용이하게 수행할 수 있다.

즉, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(10)의 일부 배터리 모듈(100)의 이상에 따른 교체 상황 발생 시, 배터리 팩(10)의 전체 교체 등이 요구되지 않기에, 추후 관리가 용이하며 경제적 측면에서도 보다 더 유리한 이점을 가질 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 12는 도 11의 주요부의 확대도이다.

본 실시예에 따른 배터리 팩(20)은, 앞선 실시예의 배터리 팩(10)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 살펴 본다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 배터리 팩(20)은, 복수 개의 배터리 모듈(100), 팩 커버(200) 및 지지 유닛(300)을 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 배터리 모듈(100) 및 상기 팩 커버(200)는, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.

상기 지지 유닛(300)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 하측에서, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)을 고정할 수 있다. 이러한 상기 지지 유닛(300)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 하측에서, 마주 하는 배터리 모듈들(100)의 벌어짐 또는 위치 틀어짐 등을 방지할 수 있다.

상기 지지 유닛(300)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 하측 단부에 구비될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 지지 유닛(300)의 구비 위치는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100) 상호 간의 벌어짐이나 위치 틀어짐 등을 방지할 수 있다면 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상단부나 중단부에 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.

이하, 본 실시예에서는, 상기 지지 유닛(300)이 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 하단부에 구비되는 것으로 한정하여 설명하며, 더 구체적으로, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 하단부에 한 개가 설치되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 지지 유닛(300)은, 한 쌍의 지지부재(310), 한 쌍의 고정부재(330) 및 연결부재(350)를 포함할 수 있다.

한 쌍의 지지부재(310)는, 소정 길이를 갖는 바 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 지지부재(310)는, 각각, 상기 배터리 모듈(100)의 하측에 구비될 수 있다.

상기 한 쌍의 고정부재(330)는, 각각, 상기 한 쌍의 지지부재(310)에 연결되며, 상기 배터리 모듈(100)에 고정 장착될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 고정부재(330)는, 자석 등의 부재로 마련되어 상기 배터리 모듈(100)의 하단에 부착되거나 또는 상기 배터리 모듈(100)의 하단에 삽입 고정될 수 있다.

상기 연결부재(350)는, 상기 한 쌍의 지지부재(310)를 연결할 수 있다. 이러한 상기 연결부재(350)는 힌지 핀으로서, 상기 한 쌍의 지지부재(310)를 소정 각도로 회동시킬 수 있다. 상기 사용자 등은, 상기 한 쌍의 지지부재(310)의 소정 각도 회동에 따라, 마주 하는 배터리 모듈(100)의 하단 사이의 이격 거리를 조정할 수 있다.

도 13은 도 11의 배터리 팩의 다른 실시예에 따른 지지 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 지지 유닛(305)는, 앞선 실시예의 지지 유닛(300)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 살펴 본다.

도 13을 참조하면, 상기 지지 유닛(305)은, 한 쌍의 지지부재(315), 한 쌍의 고정부재(330), 연결부재(355) 및 가이드 슬릿(370)을 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 지지부재(315)에는, 각각, 후술하는 가이드 슬릿(370)이 형성될 수 있다.

상기 한 쌍의 고정부재(330)는, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.

상기 연결부재(355)는, 상기 한 쌍의 지지부재(315)의 가이드 슬릿들(370)에 관통 장착되며, 상기 가이드 슬릿들(370)을 따라 슬라이딩 가능하게 구비될 수 있다.

상기 가이드 슬릿(370)은, 각각의 지지부재(315)에 구비될 수 있으며, 복수 개의 홈을 가질 수 있다. 이러한 가이드 슬릿(370)에는 상기 연결부재(355)가 장착될 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 한 쌍의 지지부재(315)의 회동에 따라, 상기 연결부재(355)가 상기 가이드 슬릿들(370)의 홈들에 순차적으로 걸림될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 마주 하는 배터리 모듈(100)의 하단 사이의 이격 거리 조정을 위한 상기 한 쌍의 지지부재(315)의 소정 각도 회동 시 상기 연결부재(355)의 중력에 따른 처짐 등을 방지할 수 있다.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 설치 및 운반이 용이한 배터리 팩(10) 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.

아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈의 교체나 관리 등이 용이한 배터리 팩(10) 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

10: 배터리 팩
20: 배터리 팩
100: 배터리 모듈
110: 배터리 셀
130: 모듈 케이스
150: 커버 연결부
155: 커버 연결부
200: 팩 커버
210: BMS
230: 손잡이
250: 모듈 연결부
255: 모듈 연결부
300: 지지 유닛
310: 지지부재
315: 지지부재
330: 고정부재
350: 연결부재
355: 연결부재
370: 가이드 슬릿

Claims

배터리 팩에 있어서,
적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈; 및
상기 복수 개의 배터리 모듈을 관리하는 BMS가 내장되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈을 통합적으로 커버하는 팩 커버;를 포함하며,
상기 팩 커버의 좌우 측면 및 후면에는 상기 배터리 팩의 전방에서 노출되지 않는 손잡이가 형성되며,
상기 복수 개의 배터리 모듈 각각은, 상기 팩 커버 내의 BMS와 전기적으로 연결되도록 상기 팩 커버에 부착되고, 상기 BMS는, 일부 배터리 모듈이 상기 팩 커버로부터 분리되거나 이탈된 경우에도 나머지 배터리 모듈의 동작을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 팩 커버는,
상기 복수 개의 배터리 모듈의 상측을 커버하며, 상기 복수 개의 배터리 모듈의 상측과 탈부착 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 배터리 모듈은,
상기 적어도 하나의 배터리 셀; 및
상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스;를 포함하며,
상기 모듈 케이스는,
상기 팩 커버와 탈부착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제3항에 있어서,
상기 팩 커버에는,
상기 모듈 케이스와 연결되는 적어도 하나의 모듈 연결부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제4항에 있어서,
상기 모듈 케이스에는,
상기 적어도 하나의 모듈 연결부와 연결되는 적어도 하나의 커버 연결부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 모듈 연결부와 상기 적어도 하나의 커버 연결부는,
사용자 조작에 따라 상호 분리 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 모듈 연결부는,
상기 팩 커버의 저부에 구비되며,
상기 적어도 하나의 커버 연결부는,
상기 모듈 케이스의 상측에 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 복수 개의 배터리 모듈의 하측에서, 상기 복수 개의 배터리 모듈을 고정하는 지지 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 BMS는,
상기 복수 개의 배터리 모듈 전부 또는 상기 복수 개의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈을 개별적으로 관리할 수 있게 동작하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.