KR102688573B1 - 스위칭 가능한 전지 모듈 - Google Patents

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헬무트 하머쉬미트
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Abstract

스위칭 가능한 전지 모듈에 관한 것이다. 상기 전지 모듈은, 복수의 전지 셀 및 상기 전지 모듈을 외부 전력 망에 스위칭 가능하게(switchable) 연결하는 솔리드 스테이트 스위치를 포함할 수 있다. 상기 전지 모듈을 외부 전력 망에 스위칭 가능하게(switchable) 연결하며, 스위칭을 위한 전력 스테이지를 제공하는 적어도 하나의 파워 MOSFET을 포함하는 스위치 회로 보드와, 백 커버 및 프론트 커버로 형성된 하우징을 포함하는 솔리드 스테이트 스위치를 포함할 수 있다. 상기 복수의 전지 셀에 포함된 각 전지 셀은, 두 개의 측벽을 포함하는 케이스, 및 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며 상기 케이스를 캡핑(capping)하기 위한 캡 어셈블리를 포함하고, 상기 복수의 전지 셀의 상기 측벽들은 균일한 크기 및 형상을 가지며, 상기 복수의 전지 셀은 상기 측벽들이 적층되어 셀 스택을 형성할 수 있다. 상기 백 커버 및 상기 프론트 커버는 상기 케이스의 측벽과 동일한 크기 및 형태의 측벽을 가지고, 상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 셀 스택 내에 하나의 엘리먼트로서 배치될 수 있다.

Description

스위칭 가능한 전지 모듈{SWITCHABLE BATTERY MODULE}
본 발명은 스위칭 가능한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable or secondary battery)는 충전과 방전을 반복적으로 할 수 있다는 점에서, 화학 에너지로부터 전기 에너지로 비가역적 변환만을 하는 일차 전지(primary battery)와 다르다. 저용량의 이차 전지는 셀룰러폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자 장치용 전원으로서 사용되는 반면, 고용량의 이차 전지는 하이브리드(hybrid) 자동차 등을 위한 전원으로 사용된다.
일반적으로, 이차 전지들은 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스 및 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극 단자들을 포함한다. 양극, 음극 및 전해질 용액의 화학적 반응을 통해 이차 전지의 충전 및 방전이 가능하도록 하기 위해, 이차 전지의 케이스 내부로 전해질 용액이 주입된다. 케이스의 형상은 예를 들어, 원통형, 직사각형 등으로 전지의 용도에 따라서 달라진다.
이차 전지들은 예를 들어, 하이브리드 자동차의 모터 구동을 위한 경우와 같이 높은 에너지 밀도를 제공하기 위해, 직렬 및/또는 병렬로 결합된 복수의 단위 전지 셀로 형성되는 전지 모듈로 사용될 수 있다. 즉, 전지 모듈은 필요한 전력량에 따라 복수의 단위 전지 셀의 전극 단자들을 상호 연결하여 고전력 이차 전지(예를 들어, 전기 자동차용)를 구현하도록 형성된다.
전지 모듈은 블록 설계 또는 모듈 설계 방식으로 구성될 수 있다. 블록 설계 방식에서, 각 전지는 공통 전류 콜렉터 구조(common current collector structure)로 결합되고, 전지 관리 시스템 및 그 유닛은 하우징 내에 배치된다. 모듈 설계 방식에서, 복수의 전지 셀은 서브 모듈을 형성하도록 연결되고, 몇몇의 서브 모듈들이 전지 모듈을 형성하도록 연결된다. 전지 관리 기능들은 일부 또는 전체가 전지 모듈 또는 서브 모듈 레벨에서 구현될 수 있으며, 이로 인해 호환성이 개선될 수 있다. 하나 이상의 전지 모듈은 기계적 및 전기적으로 통합되고, 열 관리 시스템을 구비하며, 전지 시스템을 구성하기 위해 하나 이상의 전기 소비자(electrical consumer)와 통신하도록 설정된다.
통상적으로, 전지 모듈을 외부 전력 망(예를 들어, 전지 모듈로부터 전력을 수신하거나 전지 모듈에 전력을 공급할 수 있는 전지 시스템 전력 그리드/망 또는 차량 전력 그리드/망)과 연결/연결해제하기 위해, 전기 기계식 스위치(예를 들어, 릴레이)가 스위칭 회로에 사용된다. 그러나, 전기 기계식 스위치들을 기반으로 하는 스위칭 회로는 여러 단점들을 가지며 전지 시스템을 생산하는 과정에서 추가 공정을 필요로 한다. 예를 들어, 릴레이 기반의 전기 기계식 스위치는 릴레이의 턴 온 시 항상 전류를 소비하므로 지속적인 전력 소비가 발생한다. 또한, 예를 들어, 릴레이의 기계 부품들은 고장을 일으키기 쉽고 제한된 수명을 가지므로, 릴레이의 스위칭 사이클 수는 제한적이 된다. 또한, 예를 들어, 릴레이는, 관성으로 인해 기계적인 스위칭 시간이 제한된다.
이에 따라, 전지 모듈의 회로 기판에 솔리드 스테이트 스위치용 파워 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)들을 사용하기 위한 시도들이 있었다. 그러나, 솔리드 스테이트 스위치의 높은 동작 전류 및 저항으로 인해, 파워 MOSFET 기반의 솔리드 스테이트 스위치를 사용하는 것은 전력 손실이 문제가 될 수 있다. 또한, 높은 동작 전류로 인해 이러한 종류의 솔리드 스테이트 스위치는 효과적으로 냉각할 필요가 있다. 솔리드 스테이트 스위치의 주요 부분, 즉 파워 MOSFET들을 냉각시키기 위한 일반적인 접근법은, MOSFET들의 표면 (예를 들어, 개별 MOSFET 패키지의 표면)에 열적으로 접하는 알루미늄 방열판(heat sink)을 사용하는 것이이다. 통상적으로 파워 MOSFET들을 포함하는 스위치 회로 보드는 열 방열판에 접속된다. 파워 MOSFET에서 방열판으로의 적절한 열 전달을 위해서는, 열전달 물질(thermal interface material)이 사용될 필요가 있다. 이러한 접근법의 주요 단점은 솔리드 스테이트 스위치의 냉각이 전지 모듈에서 개별 전지 셀을 냉각시키기 위해 사용되는 열 관리 시스템과는 독립적으로 동작한다는 점이다. 솔리드 스테이트 스위치의 냉각을 위한 추가적인 방열판을 솔리드 스테이트 스위치에 접속하는 것은, 전지 모듈 생산에 추가 비용(예를 들어, 비용, 설치 공간 등)을 발생시킨다.
전지 시스템의 열 제어를 위해서는, 이차 전지로부터 발생된 열을 효율적으로 방출(emitting), 배출(discharging) 및/또는 소모시킴(dissipating)으로써 적어도 하나의 전지 모듈을 안전하게 사용하기 위한 열 관리 시스템이 필요하다. 열 방출/배출/소모가 충분히 수행되지 않으면, 각 전지 셀간에 온도 편차가 발생하여 적어도 하나의 전지 모듈이 원하는 양의 전력을 생성할 수 없게 된다. 또한, 전지 셀 내부 온도의 상승은 그 내부에서 비정상적인 반응을 일으켜 이차 전지의 충전 및 방전 성능이 저하되고 이차 전지의 수명을 단축시킨다. 따라서, 전지 셀로부터 열을 효과적으로 방출/배출/소모시키기 위한 전지 셀 냉각이 요구된다. 고성능 전지의 경우, 능동 냉각 시스템이 필수적이다. 일반적인 접근법은 능동 액체 냉각 시스템 또는 능동 에어 냉각 시스템을 사용하는 것이다. 저효율 전지들을 위해서는 수동 냉각으로 충분할 수 있다.
본 발명의 실시 예들을 통해 해결하고자 하는 기술적 과제는 솔리드 스테이트 스위치를 냉각시키기 위한 별도의 냉각 시스템을 필요로 하지 않으며, 전지 모듈의 생산 비용을 감소시킨 스위칭 가능한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지 셀 및 상기 전지 모듈을 외부 전력 망에 스위칭 가능하게(switchable) 연결하는 솔리드 스테이트 스위치를 포함할 수 있다. 상기 전지 모듈을 외부 전력 망에 스위칭 가능하게(switchable) 연결하며, 스위칭을 위한 전력 스테이지를 제공하는 적어도 하나의 파워 MOSFET을 포함하는 스위치 회로 보드와, 백 커버 및 프론트 커버로 형성된 하우징을 포함하는 솔리드 스테이트 스위치를 포함할 수 있다. 상기 복수의 전지 셀에 포함된 각 전지 셀은, 두 개의 측벽을 포함하는 케이스, 및 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며 상기 케이스를 캡핑(capping)하기 위한 캡 어셈블리를 포함하고, 상기 복수의 전지 셀의 상기 측벽들은 균일한 크기 및 형상을 가지며, 상기 복수의 전지 셀은 상기 측벽들이 적층되어 셀 스택을 형성할 수 있다. 상기 백 커버 및 상기 프론트 커버는 상기 케이스의 측벽과 동일한 크기 및 형태의 측벽을 가지고, 상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 셀 스택 내에 하나의 엘리먼트로서 배치될 수 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치는, 상기 복수의 전지 셀 중 적어도 하나의 전지 셀과 동일한 폼 팩터(form factor)를 가질 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치가 전지 셀과 동일한 폼 팩터를 가진다는 것은, 상기 솔리드 스테이트 스위치가, 전지 셀의 폼 팩터와 적어도 2개의 치수에서 동일한 하우징 내에 구현되는 것을 의미한다. 상기 2 개의 치수는 상기 전지 셀의 폭, 깊이 및 높이와 관련된 치수들 중 가장 큰 수치 값을 갖는 파라미터에 대응할 수 있다. 바람직하게는, 각 전지 셀의 측벽뿐만 아니라 상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 프론트 커버 및 상기 백 커버도, 동일한 폭 및 높이 값(즉, 폼 팩터)을 가지는 균일한 직사각형 형상을 가질 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치의 두께는 상기 전지 셀의 두께와 다르거나 상기 전지 셀과 동일한 값을 가질 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치(즉, 상기 솔리드 스테이트 스위치의 하우징)는 상기 적어도 하나의 전지 셀과 동일한 폼 팩터를 가짐으로써, 상기 셀 스택(즉, 상기 복수의 전지 셀의 케이스 스택)에 통합될 수 있다. 따라서, 공통 전지 모듈(common battery module)을 형성하기 위해, 전지 셀들을 고정하기 위한 홀더들과 동일한 홀더들이, 상기 솔리드 스테이트 스위치를 고정하는데 사용될 수 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 전지 셀과 폼 팩터가 동일하므로 상기 셀 스택 내에 부가적인 엘리먼트로 배치될 수 있으며, 이로 인해 상기 전지 셀의 냉각 시스템이 상기 솔리드 스테이트 스위치를 위해 사용될 수 있다. 따라서, 상기 솔리드 스테이트 스위치에 대해 상기 전지 셀과 동일한 냉각 성능을 얻을 수 있게 되어, 상기 솔리드 스테이트 스위치의 냉각을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 전지 모듈과 별도로 상기 솔리드 스테이트 스위치의 파워 MOSFET들을 냉각하기 위한 추가적인 노력을 피할 수 있다. 또한, 상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 전지 셀과 폼 팩터가 동일하므로, 상기 셀 스택 내 임의의 위치에 추가적인 엘리먼트로 쉽게 설치될 수 있다. 이로 인해, 상기 솔리드 스테이트 스위치 및 대응하는 방열판을 위해 상기 셀 스택 외부에 추가적인 설치 공간을 마련할 필요가 없어, 빌드 인(bulid-in) 상황이 완화될 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 셀 스택이 배치되는 공통 설치 공간에 상기 전지 셀들과 함께 배치될 수 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 셀 스택의 단부에 배치될 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 셀 스택의 단부가 아닌 임의의 위치에 배치될 수도 있다. 상기 셀 스택 내에서의 열적 부하를 분산시키기 위해, 상기 셀 스택 내 서로 다른 위치에 하나 이상의 상기 솔리드 스테이트 스위치가 배치될 수도 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치의 최대 전력 손실은, 상기 복수의 전지 셀의 셀당 평균 전력 손실의 75 %와 125 % 사이이다. 본 문서에서 평균 값은 산술 평균 값을 나타낸다. 상기 솔리드 스테이트 스위치의 전기 저항이 약 1mΩ인 경우를 예로 들면, P = I²·R의 전력 손실이 발생하므로, 상기 솔리드 스테이트 스위치의 전력 소비 값은 50A 전류에서 2.5W, 100A 전류에서 10W, 200A 전류에서 40W, 500A 전류에서 250W가 될 수 있다. 상기 전지 셀들 또는 병렬 연결되는 일부 셀들은 대략 1mΩ의 전기 저항을 가진다. 상기 전지 셀과 상기 솔리드 스테이트 스위치 간에 열에너지가 전달되는 것을 피하기 위해, 상기 솔리드 스테이트 스위치의 최대 전력 손실 및 상기 복수의 전지 셀의 셀당 평균 전력 손실은 대략 동일한 범위 내에 있을 수 있다. 상기 전지 셀과 상기 솔리드 스테이트 스위치 중 하나가 나머지 엘리먼트보다 훨씬 높은 전력 손실을 갖는다면, 이로 인해 열 불균형이 발생하고, 상이한 열 전위를 동일하게 하기 위해 개선된 냉각이 요구된다. 상기 솔리드 스테이트 스위치의 최대 전력 손실은, 상기 복수의 전지 셀의 셀당 평균 전력 손실의 85 %와 115 % 사이, 90 % 내지 110 % 사이, 95 % 내지 105 % 사이, 또는 99 % 내지 101 % 사이의 범위에 포함될 수도 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치는, 단일 파워 MOSFET에 낮은 전류가 흐르도록, 전기적으로 병렬 연결된 복수의 파워 MOSFET들의 그룹을 포함하며, 상기 그룹에서의 파워 MOSFET 당 평균 전력 손실과 상기 병렬 연결된 파워 MOSFET 수의 곱은, 상기 복수의 전지 셀의 셀당 평균 전력 손실의 75 %와 125 % 사이일 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치의 거의 모든 열 발산은 상기 파워 MOSFET들의 열 손실로 인해 발생한다. 상기 파워 MOSFET들의 전력 손실 P = I² · R은 상기 파워 MOSFET들에 의해 스위칭되는 전류에 따라 달라질 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치는, 상기 병렬 연결되는 복수의 파워 MOSFET을 통해 전류를 분산시킴으로써 전력 손실을 줄일 수 있다. 상기 병렬 연결된 복수의 파워 MOSFET들의 그룹에서의 파워 MOSFET 당 평균 전력 손실과 상기 병렬 연결된 파워 MOSFET 수의 곱이, 상기 복수의 전지 셀의 셀당 평균 전력 손실의 75 %와 125 % 사이라는 것은, 전지 셀과, 상기 솔리드 스테이트 스위치를 구성하는 복수의 파워 MOSFET에 대해 거의 동일한 냉각 에너지가 필요함을 의미한다. 상기 솔리드 스테이트 스위치의 온 저항은 상기 병렬 연결되는 복수의 파워 MOSFET의 수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 5 개의 MOSFET들이 병렬 연결되어 MOSFET 그룹을 구성하고, 이렇게 구성된 두 개의 MOSFET 그룹들이 안티시리얼(antiserial) 연결된 백투백(back-to-back) 구성의 경우, 상기 솔리드 스테이트 스위치의 전체 온 저항은 약 800μΩ에 달할 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 병렬 연결된 복수의 파워 MOSFET들의 그룹에서의 파워 MOSFET 당 평균 전력 손실과 상기 병렬 연결된 파워 MOSFET 수의 곱은, 상기 복수의 전지 셀의 셀당 평균 전력 손실의 85 %와 115 % 사이, 90 % 내지 110 % 사이, 95 % 내지 105 % 사이, 또는 99 % 내지 101 % 사이의 범위에 포함될 수 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 파워 MOSFET들의 게이트 접촉을 구동하기 위한 게이트 드라이버를 더 포함하고, 상기 게이트 드라이버는 상기 스위치 회로 보드와 다른 게이트 드라이버 보드를 포함할 수 있다. 상기 게이트 드라이버 보드는 상기 솔리드 스테이트 스위치의 하우징 내에 통합되거나, 상기 솔리드 스테이트 스위치의 하우징 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 드라이버 보드는, 셀 감시 회로(cell supervisory circuit, CSC)의 옆에 배치되거나, CSC에 부착되거나, CSC의 일부로 구성될 수도 있다.
상기 파워 MOSFET들은 상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 백 커버 및/또는 상기 프론트 커버와 열 접촉할 수 있다. 즉, 상기 파워 MOSFET들(예를 들어, 상기 파워 MOSFET들의 패키지 표면)은 적어도 일부가 상기 솔리드 스테이트 스위치의 하우징에 열적으로 접속될 수 있다. 따라서, 상기 파워 MOSFET들의 열 손실은 상기 솔리드 스테이트 스위치의 외부로 전달되며, 상기 전지 모듈에서 상기 전지 셀들을 냉각시키는데 사용되는 것과 동일한 냉각 시스템에 의해 냉각될 수 있다. 상기 파워 MOSFET들은, 냉각제가 상기 솔리드 스테이트 스위치를 통해 채널링되는 액체 냉각 시스템에 대한 열 접촉으로 냉각될 수도 있다. 이 경우, 상기 파워 MOSFET들과 상기 솔리드 스테이트 스위치의 백 커버 및/또는 프론트 커버와의 열 접촉이 필요하지 않을 수 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 하우징은 상기 전지 셀의 케이스와 동일한 형상 및 사이지를 가질 수 있다. 즉, 상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 프론트 커버와 상기 백 커버는, 상기 복수의 전지 셀 중 적어도 하나의 전지 셀의 케이스(셀 캔)와 동일한 유니바디(unibody)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 스위치 회로 보드는, 상기 전지 셀들의 케이스(셀 캔)와 동일한 케이스(대응하는 캡 어셈블리를 포함함)에 의해 수용될 수도 있다. 이 경우, 전지 모듈의 조립 과정에서 상기 전지 셀과 상기 솔리드 스테이트 스위치에 대해 동일한 전기 접속 기술이 적용될 수 있으므로, 전기 접속이 단순화된다는 이점을 가질 수 있다. 상기 전기 접속은 상기 솔리드 스테이트 스위치의 고전류 전원 연결들 및 저전류 제어 연결이 모두 포함된다. 상기 솔리드 스테이트 스위치의 저전류 제어 연결들(예를 들어, 게이트 드라이버를 파워 MOSFET들에 연결하기 위한 전기 연결들)은 와이어 본딩을 통해 외부 회로 보드에 연결될 수 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 백 커버 및/또는 상기 프론트 커버는 금속 블록으로 형성될 수 있다. 상기 금속 블록은, 냉각을 위해 표면을 확대하여 방열판으로서 기능할 수 있다. 상기 금속 블록은 다양한 유형의 전지 모듈에서 사용 가능한 설치 공간의 다양한 요구 사항을 수용하기 위한 스페이서 층으로 적용될 수 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 스위치 회로 보드를 전지 관리 시스템, 게이트 드라이버 보드, 및 셀 감시 회로(즉, 저 전류 연결들) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결하기 위한 수단들을 포함할 수 있다. 상기 전기적 연결 수단은, 커넥터, 와이어 본딩을 위한 본딩 패드 또는 리본 케이블을 포함할 수 있다.
상기 솔리드 스테이트 스위치는 제1단자 및 제2단자를 포함하며, 상기 제1 및 제2단자는 상기 파워 MOSFET들(즉 고전류 연결들)을 통해 상기 외부 전원 망를 상기 복수의 전지 셀에 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1단자와 상기 제2단자는, 상기 복수의 전지 셀의 제1단자 및 제2단자(양극 단자 및 음극 단자)와 동일하게 형성되어, 상기 복수의 전지 셀의 제1단자 및 제2단자(양극 단자 및 음극 단자)와 동일하게 배치될 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 제1 및 제2단자들의 형태 및 배열은 상기 전지 셀들의 제1 및 제2단자들의 형태 및 배열과 다를 수도 있다.
상기 복수의 전지 셀과 상기 솔리드 스테이트 스위치는 버스 바들에 의해 직렬로 연결될 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치를 상기 전지 셀들에 연결하기 위해 상기 전지 셀들 간의 연결에 사용되는 버스 바와 동일한 버스 바들을 사용하는 것은, 상기 솔리드 스테이트 스위치들의 전기 접속에 대한 제조 비용을 감소시키며, 조립하는 동안 다른 고전류 연결들(고전류 케이블과 같은)을은 필요로 하지 않는다.
상기 솔리드 스테이트 스위치는 짝수 개의 파워 MOSFET들을 포함하고, 각각 대응하는 두개의 MOSFET들은 드레인-대-드레인 또는 소스-대-소스로 안티시리얼(antiserial)연결된다. 상기 대응하는 두 개의 파워 MOSFET들의 안티시리얼 연결은 반도체 스위치에 통상적으로 사용되며 간단하고 효과적인 회로 설계가 가능하다. 이러한 유형의 연결은 다양한 종류의 전지 모듈(예를 들어, 서로 다른 용량의 48V 전지 모듈)에서 필요한 열 방출량만큼의 방열을 쉽게 적용 할 수 있어 선호된다.
상기 스위치 회로 보드 상에 있는 모든(또는 적어도 일부) 파워 MOSFET들의 표면은 열 확산기(heat spreader)(예를 들어, 방열기(heat dissipator)), 예를 들어, 구리 인레이들(inlays) 또는 오버레이들(overlays)에 의해 열적으로 접속된다. 상기 열 확산기는 여러 열원 사이의 열을 동일하게 만드는 데 사용할 수 있는 일종의 열교환기이다. 하나의 공통 열 확산기에 의해 모든 파워 MOSFET들(예를 들어, 각각의 파워 MOSFET 패키지들의 표면)을 연결함으로써, 냉각 시스템에 대한 연결이 단순화될 수 있고, 모든 파워 MOSFET들에 동일한 열 접속을 제공할 수 있어 전자 장치 내의 로컬 핫스폿(local hotspot)을 피할 수 있다. 파워 MOSFET들에 동일한 열 접속을 제공하지 못할 경우, 파워 MOSFET들이 과열되고 약해진 냉각으로 고장날 수 있다.
상기 스위치 회로 보드의 적어도 하나의 열 전도성 표면은 상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 백 커버 및/또는 상기 프론트 커버에 열적으로 접속될 수 있다. 따라서, 상기 스위치 회로 보드는 열전도 영역을 포함할 수 있다. 상기 스위치 회로 보드의 열전도 영역은, 국부적으로 증가된 열 전도성을 갖는 영역일 수 있다. 상기 스위치 회로 보드의 열전도 영역은, 전기적 기능은 없지만 상기 파워 MOSFET들로부터 상기 백 커버 및/또는 상기 프론트 커버들로의 열 전달을 허용하는 추가적인 금속 영역을 상기 스위치 회로 보드의 표면에 적용하여 제공될 수 있다. 상기 스위치 회로 보드는 상기 스위치 회로 보드를 통해 열이 발산될 수 있도록 열전도성 재료로 만들어질 수도 있다.
상기 복수의 전지 셀 및 상기 솔리드 스테이트 스위치는 공통의 열 교환 부재에 의해 냉각될 수 있다. 상기 열 교환 부재는 전지 모듈 냉각 시스템의 일부일 수 있다. 상기 솔리드 스테이트 스위치 및 상기 전지 모듈 내 상기 전지 셀들이 동일한 폼 팩터를 사용함으로 인해, 동일한 냉각 기술이 상기 솔리드 스테이트 스위치 및 상기 전지 셀들에 모두 적용 할 수 있으며, 이로 인해 기존에 전지 모듈에 사용되던 열교환기에 대한 수정을 필요로 하지 않는다. 상기 열 교환 부재는, 상기 열 교환 부재를 통해 냉각제(coolant)를 관통시키기 위한 복수의 내부 채널을 갖는 방열판일 수 있다. 상기 열 교환 부재는, 상기 각 전지 셀 및 상기 솔리드 스테이트 스위치와 양호한 열 접촉 상태에 있어야 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 전지 모듈을 포함하는 전지가 제공된다
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 전지 모듈을 포함하는 차량이 제공된다
본 발명의 실시 예에 따르면, 솔리드 스테이트 스위치를 포함하면서도, 솔리드 스테이트 스위치를 냉각시키기 위한 별도의 냉각 시스템을 필요로 하지 않으며, 전지 모듈의 생산 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 전지 셀의 개략적인 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 3은 실시 예에 따른 전지 모듈의 개략적인 블록도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 스위치를 도시한 것이다.
도 5는 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 스위치의 개략적인 사시도이다.
도 6은 실시 예에 따른 전지 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 7은 실시 예에 따른 전지 관리 시스템 보드를 포함하는 전지 모듈의 개략적 인 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 여러 실시 예들에 대하여 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 실시 예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
실시 예들을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이도록 한다. 따라서 이전 도면에 사용된 구성요소의 참조 번호를 다음 도면에서 사용할 수 있다.
2개의 구성요소를 전기적으로 연결한다는 것은 2개의 구성요소를 직접(directly) 연결할 경우뿐만 아니라, 2개의 구성요소 사이에 다른 구성요소를 거쳐서 연결하는 경우도 포함한다. 다른 구성요소는 스위치, 저항, 콘덴서 등을 포함할 수 있다. 실시 예들을 설명함에 있어서 연결한다는 표현은, 직접 연결한다는 표현이 없는 경우에는, 전기적으로 연결한다는 것을 의미한다.
도 1은 실시 예에 따른 전지 셀(10)의 개략적인 사시도를 도시한다. 전지 셀(10)은 전극 조립체 및 전극 조립체를 수용하기 위한 케이스(26)를 포함할 수 있다. 전지 셀(10)은 케이스(26)의 개구를 밀봉하기 위한 캡 어셈블리(cap assembly, 30)를 포함할 수 있다. 본 문서에서는 전지 셀(10)이 각형(또는 직사각형) 형상을 갖도록 구성된 리튬 이온 이차 전지인 경우를 예로 들어 설명하나, 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다.
케이스(26)는 대략 직사각형의 바닥면을 포함하고, 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 형성하기 위해, 폭이 넓은 면인 한 쌍의 제1측벽(lateral wall)(18, 19)과, 폭이 좁은 면인 한 쌍의 제2측벽을 포함할 수 있다. 제1측벽들(18, 19)은 서로 마주 보도록 배치될 수 있다. 제2측벽들은 서로 마주 보도록 배치되며, 제1측벽들(18, 19)과 연결될 수 있다. 케이스(26)에서 바닥면과 제1측벽들(18, 19)이 서로 연결되는 엣지의 길이는, 바닥면과 제2측벽들이 연결되는 엣지의 길이보다 길 수 있다. 서로 인접하는 제1측벽과 및 제2측벽은, 약 90 °의 각도를 형성하며 케이스(26) 내부의 공간을 둘러쌀 수 있다.
캡 어셈블리(30)는 케이스(26)에 결합되어 케이스(26)의 개구부를 덮는 캡 플레이트(cap plate, 31)를 포함할 수 있다. 케이스(26)의 외부에 구비된 양극 단자(21)(제1단자)와 음극 단자(22)(제2단자)는, 캡 플레이트(31)로부터 돌출되어 각각 전극 조립체의 양극 및 음극에 전기적으로 연결된다. 캡 플레이트(31)는 일방향으로 연장되는 플레이트 형태로 이루어지며, 케이스 (26)의 개구부에 결합될 수 있다. 캡 플레이트(31)의 주입구(injection hole)는 전해질 용액의 주입을 허용하도록 구성될 수 있으며, 밀봉 캡(sealing cap, 38)이 그 위에 또는 그 안에 장착될 수 있다. 또한, 통기구(vent member, 39)는 소정의 압력에 의해 개방 될 수 있는 노치(notch, 39a)를 포함할 수 있다.
양극 단자(21)와 음극 단자(22)는 캡 플레이트(31)의 상측으로 돌출되도록 장착될 수 있다. 양극 단자(21)에는 양극 단자(21)에 전기적으로 연결되는 단자 연결 부재(25)가 장착되고, 음극 단자(22)에는 음극 단자(22)에 전기적으로 연결되는 단자 연결 부재(25)가 장착 될 수 있다.
단자 연결 부재(25)와 캡 플레이트(31) 사이에는 단자 연결 부재(25)가 관통하는 구멍에 삽입되어 밀봉될 수 있는 가스켓(gasket)이 설치 될 수 있다. 양극 단자(21)와 캡 플레이트(31) 사이에는 양극 단자(21)와 캡 플레이트(31)를 전기적으로 연결하기 위한 연결 플레이트(58)가 장착될 수 있다. 연결 플레이트(58)에는 단자 연결 부재(25)가 삽입 될 수 있다. 케이스(26)는 양으로 대전될 수 있다.
음극 단자(22)와 캡 플레이트(31) 사이에는 음극 단자(22)와 캡 플레이트(31)를 전기적으로 절연시키기 위한 상부 절연 부재(upper insulating member, 54)가 장착 될 수 있다. 단자 연결 부재(25)는 상부 절연 부재(54)에 형성된 구멍에 삽입 될 수 있다.
도 2는 종래기술에 따른 전지 모듈(100)의 사시도이다. 전지 모듈 (100)은 한 방향으로 정렬된 복수의 전지 셀(10)과, 복수의 전지 셀(10)의 바닥면에 인접하여 마련된 열교환 부재(120)(또는 열 전도체(thermal conductor))를 포함한다. 전지 셀(10)의 외측면에는 전지 셀들(10)의 폭이 넓은 면들과 마주하도록 엔드 플레이트들(102)이 설치되고, 연결 플레이트(104)가 한 쌍의 엔드 플레이트들(102)을 연결하여 복수의 전지 셀(10)을 함께 고정하도록 구성된다. 전지 모듈(100)의 양측의 고정 부분은 볼트에 의해 지지판(112)에 고정된다. 지지판(112)은 하우징(110)의 일부이다.
여기서, 각 전지 셀(10)은 전지 셀들(10)의 평평한면들이 서로 적층되어 전지 모듈(100)을 구성하는 각형의 전지이다. 또한, 각 전지 셀(10)은 전극 조립체 및 전해질을 포함한다. 전지 케이스(26)는 캡 플레이트(31)에 의해 밀폐되어 있다. 캡 플레이트(31)에는 극성이 서로 다른 양극 및 음극 단자(21, 22)와 통기구(39)가 구비된다. 통기구(39)는 전지 셀(10)의 안전 수단으로서, 전지 셀(10)에서 발생한 가스가 전지 셀(10)의 외부로 배출되는 통로가 된다. 이웃하는 전지 셀들(10)의 양극 단자(21)와 음극 단자(22)는 버스 바(140)를 통해 전기적으로 연결되며, 버스 바(140)는 너트 등으로 고정 될 수 있다. 따라서, 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(10)을 전기적으로 하나의 번들(bundle)로 연결하여 전원(power source)으로 사용할 수 있다.
전지 셀(10)은 충방전 시 많은 양의 열을 발생시킨다. 발생된 열은 전지 셀(10)에 축적되어 전지 셀(10)의 열화를 가속시킨다. 따라서, 전지 모듈(100)은 전지 셀(10)의 저면에 인접하여 마련되는 열교환 부재(120)를 더 구비한다. 또한, 지지판(112)과 열교환 부재(120) 사이에는 고무 등의 탄성 재질로 이루어진 탄성 부재(114)가 개재 될 수 있다.
열교환 부재(120)는 복수의 전지 셀(10)의 바닥면에 대응되는 크기의 냉각판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각판은 전지 모듈(100) 내 모든 전지 셀들(10)의 전체 바닥면에 완벽히 오버랩될 수 있다. 냉각판은 일반적으로 냉각제가 통과할 수 있는 통로를 포함한다. 냉각제는 열교환 부재(120)의 내부, 즉 냉각판 내부를 순환하면서 전지 셀(10)과 열교환을 수행한다.
도 3은 실시 예에 따른 전지 모듈의 개략 블록도를 도시한 것으로서, 48V 전지 시스템을 위한 전지 모듈(100)을 예로 들어 도시한 것이다. 일 실시 예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(10)과 솔리드 스테이트 스위치(200)를 포함할 수 있다. 전지 셀들(10)은 직렬로 연결되어 외부 전력망에 전력을 공급한다. 솔리드 스테이트 스위치(200)는 전력 스위칭을 위해, 안티시리얼(antiserial)로 연결된 2개의 파워 MOSFET(212)들(백 투 백 (back-to-back) 구성)을 포함할 수 있다. 솔리드 스테이트 스위치(200)는 스위치 회로의 하나의 암(arm)에 집적될 수 있다. 일 실시 예에 따른 전지 모듈(100)은, 파워 MOSFET(212)들의 게이트 접촉를 구동하기 위한 게이트 드라이버(250)를 더 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 게이트 드라이버(250)는 솔리드 스테이트 스위치(200)의 외부, 예를 들어, 셀 감시 회로(CSC) 또는 전지 관리 시스템(BMS)의 일부로 배치될 수 있다.
도 3에서는 솔리드 스테이트 스위치(200)가 안티시리얼로 연결된 2개의 파워 MOSFET들(212)을 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 솔리드 스테이트 스위치는 더 많은 파워 MOSFET들을 포함하도록 구성될 수도 있다. 도 4를 예로 들면, 솔리드 스테이트 스위치(200)는 안티시리얼로 연결되는 2개의 파워 MOSFET 그룹(T1, T2)을 포함하고, 각 파워 MOSFET 그룹(T1, T2)은 병렬 연결되는 복수의 파워 MOSFET(M1, M2)을 포함할 수 있다. 파워 MOSFET 그룹들(T1, T2)에서, 서로 대응하는 두 개의 파워 MOSFET 쌍(서로 대응하는 파워 MOSFET M1과 M2의 쌍)은 드레인 대 드레인(drain to drain), 또는 소스 대 소스(source to source) 안티시리얼로 연결될 수 있다. 도 4에 도시된 2개의 파워 MOSFET 그룹(T1, T2)은 각각, 도 3에 도시된 2개의 파워 MOSFET(T1, T2)들에 대응될 수 있다.
도 5는 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 스위치(200)의 개략적인 사시도를 도시한다. 솔리드 스테이트 스위치(200)는 스위칭을 위한 파워 스테이지를 제공하는 복수의 파워 MOSFET(212)들을 갖는 스위치 회로 보드(210), 스위치 회로 보드(210)를 유지하기 위한 백 커버(220), 및 금속 블록 형태의 프론트 커버(224)를 포함할 수 있다. 백 커버(220) 및 금속 블록(222)은 솔리드 스테이트 스위치(200)의 하우징을 형성한다. 백 커버(220)와 프론트 커버(224)(즉, 금속 블록)은, 각 전지 셀(10)의 케이스(26)의 측벽(도 1의 도면부호 18, 19 참조)과 동일한 사이즈 및 형상을 가지는 측벽들을 포함할 수 있다. 솔리드 스테이트 스위치(200), 즉 솔리드 스테이트 스위치(200)의 하우징은 3 차원 값인 폭 W, 깊이 D(또는 두께) 및 높이 H로 정의되는 각기둥(prismatic)형(또는 직사각형) 모양을 갖는다. 솔리드 상태 스위치(200)의 폼 팩터(form factor)는, 전지 모듈(100)을 구성하는 적어도 하나의 전지 셀(10)의 폭 및 높이와 동일한 폭 및 높이로 형성될 수 있다. 솔리드 스테이트 스위치(200)는, 솔리드 스테이트 스위치(200)와 동일한 폼 팩터를 갖는 전지 셀(10)이 사용된 다양한 전지 모듈(100)에서 서로 다른 개체(즉, 상이한 수의 파워 MOSFET)를 가지도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 솔리드 스테이트 스위치(200)는 서로 다른 용량의 48V 전지에 사용될 수 있다. 서로 다른 전지 모듈(100)에서 사용되는 전지 셀(10)들은, 케이스(26)의 폭 및 높이는 동일하나, 깊이가 다르게 설계될 수 있다. 따라서, 솔리드 스테이트 스위치(200)는 케이스(26)의 폭 및 높이는 동일하나 깊이가 다르게 설계된 다양한 전지 셀(10) 포맷에 적용될 수 있다. 솔리드 스테이트 스위치(200)는 외부 전력망과 복수의 전지 셀(10) 사이에, 스위칭을 위한 파워 스테이지를 제공하는 복수의 파워 MOSFET(212)들을 직렬로 연결하기 위한 제1단자(214) 및 제2단자(216)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 실시 예에 따른 전지 모듈(100)의 개략적인 사시도를 도시한다. 도 6에서 집적된 솔리드 스테이트 스위치(200)의 구성 요소들은 기본적으로 도 5에 도시된 솔리드 스테이트 스위치(200)의 구성 요소들에 대응한다. 따라서, 도 6에 도시된 각 구성요소에 대한 설명은, 전술한 도 5의 각 구성요소에 대한 설명을 참조한다. 다만, 도 6에서, 프론트 커버(224)는 백 커버(220)와 유사한 형상으로 마련되며, 프론트 커버(224) 및 백 커버(220)로 구성되는 솔리드 스테이트 스위치(200)의 하우징은, 전지 셀(10)의 케이스(26)와 동일할 수 있다. 즉, 솔리드 스테이트 스위치(200)의 하우징은, 전지 셀(10)의 케이스(26)와 동일한 형상 및 사이즈를 가질 수 있다. 또한, 도 5에서는 솔리드 스테이트 스위치(200)의 제1 및 제2단자(214, 216)가 스위치 회로 보드(210)의 동일한 면에 배치된 경우를 도시하였으나, 솔리드 스테이트 스위치(200)의 제1 및 제2단자(214, 216)는 도 6에 도시된 바와 같이, 스위치 회로 보드(210)의 서로 다른 면에 배치될 수도 있다.
도 7은 실시 예에 따른 전지 관리 시스템 보드(battery management system board, 130)를 포함하는 전지 모듈(100)의 개략적인 사시도를 도시한다. 도 7에서, 전지 모듈(100)은 도 6을 참조하여 설명한 전지 모듈(100)(솔리드 스테이트 스위치(200)가 포함된 전지 셀(10) 스택)에 대응하므로, 도 7에 도시된 각 구성요소의 참조 번호 및 이에 대한 설명은 도 6에 도시된 각 구성요소에 대한 설명을 참조한다. 도 7을 참조하면, 전지 관리 시스템 보드(130)는 전지 셀(10) 스택의 상부에 배치될 수 있다. 그러나, 이는 전지 관리 시스템 보드(130)가 전지 셀(10) 스택에 결합되는 일 예를 도시한 것으로서, 전지 관리 시스템 보드(130)가 장착되는 위치는 변경이 가능하다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치 또는 전기 장치, 및/또는 임의의 다른 관련 장치, 또는 구성 요소들은, 임의의 적합한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 어플리케이션-주문형 집적 회로), 소프트웨어 또는 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 하나의 집적 회로(IC) 칩 또는 개별 IC 칩 상에 형성 될 수있다. 또한, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 연성 인쇄 회로 필름, 테이프 캐리어 패키지(TCP), 인쇄 회로 기판(PCB), 또는 하나의 기판 상에 구현될 수 있다. 본 명세서에 기재된 전기 접속 또는 상호 접속은 와이어 또는 전도성 요소에 의해, 예를 들어, PCB 또는 다른 종류의 회로 캐리어 상에 구현될 수 있다. 전도성 요소는 금속 박막, 예를 들어, 표면 금속 박막 및/또는 핀들을 포함하거나, 전도성 중합체 또는 세라믹을 포함 할 수있다. 또한, 전기 에너지는 예를 들어, 전자기 방사 및/또는 빛을 사용한 무선 접속을 통해 전송될 수도 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 전지 셀
18, 19: 측벽
21, 22: 극 단자
26: 전지 셀 케이스
30: 캡 어셈블리
100: 전지 모듈
200: 솔리드 스테이트 스위치
210: 스위치 회로 보드
212, M1, M2: 파워 MOSFET
220: 백커버
222: 프론트 커버
214, 216: 단자
250: 게이트 드라이버

Claims (15)

  1. 전지 모듈에 있어서,
    복수의 전지 셀, 및
    상기 전지 모듈을 외부 전력 망에 스위칭 가능하게(switchable) 연결하며, 스위칭을 위한 전력 스테이지를 제공하는 복수의 파워 MOSFET을 포함하는 스위치 회로 보드와, 백 커버 및 프론트 커버로 형성된 하우징을 포함하는 솔리드 스테이트 스위치를 포함하며,
    상기 복수의 전지 셀은 각각,
    두 개의 측벽을 포함하는 케이스, 및
    양극 단자 및 음극 단자를 포함하며 상기 케이스를 캡핑(capping)하기 위한 캡 어셈블리를 포함하고,
    상기 두 개의 측벽은 균일한 크기 및 형상을 가지며, 상기 복수의 전지 셀은 상기 측벽이 적층되어 셀 스택을 형성하고,
    상기 백 커버 및 상기 프론트 커버는 상기 케이스의 측벽과 동일한 크기 및 형태의 측벽을 가지고,
    상기 솔리드 스테이트 스위치는 상기 셀 스택 내에 하나의 엘리먼트로서 배치되며,
    상기 스위치 회로 보드 상에 위치하는 모든 파워 MOSFET들의 표면이 공통 열 확산기에 의해 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔리드 스테이트 스위치의 최대 전력 손실은 상기 복수의 전지 셀의 셀 당 평균 전력 손실의 75 % 내지 125 % 사이인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 솔리드 스테이트 스위치는, 병렬 연결된 복수의 파워 MOSFET들의 그룹을 포함하며,
    상기 그룹에서의 파워 MOSFET 당 평균 전력 손실과 상기 병렬 연결된 파워 MOSFET 수의 곱은, 상기 복수의 전지 셀의 셀 당 평균 전력 손실의 75 % 내지 125 % 사이 인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 파워 MOSFET의 게이트 접촉을 구동하는 게이트 드라이버를 더 포함하고,
    상기 게이트 드라이버는 상기 스위치 회로 보드와는 다른 게이트 드라이버 보드에 배치되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 파워 MOSFET은 상기 백 커버 및 상기 프론트 커버 중 적어도 하나와 열접촉하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 솔리드 스테이트 스위치의 상기 하우징은, 상기 전지 셀의 상기 케이스와 동일한 형상 및 사이즈를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 백 커버 및 상기 프론트 커버 중 적어도 하나는 금속 블록으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 솔리드 스테이트 스위치는, 상기 스위치 회로 보드를 배터리 관리 시스템, 게이트 드라이버 보드, 및 셀 감시 회로 중 적어도 하나에 전기적으로 연결하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 솔리드 스테이트 스위치는, 상기 복수의 파워 MOSFET을 통해 상기 외부 전력 망을 상기 복수의 전지 셀에 전기적으로 연결하도록 구성되는 제1 및 제2단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 전지 셀과 상기 솔리드 스테이트 스위치는, 버스 바들에 의해 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 솔리드 스테이트 스위치는 짝수의 파워 MOSFET들을 포함하며,
    상기 짝수의 파워 MOSFET들 중 서로 대응하는 두 개의 MOSFET들은 드레인 대 드레인 또는 소스 대 소스로 안티시리얼(antiserial) 연결되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 회로 보드의 열 전도성 표면은 상기 백 커버 및 상기 프론트 커버에 열적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전지 셀 및 상기 솔리드 스테이트 스위치는 공통 열 교환 부재에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 전지 모듈을 포함하는 전지.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 전지 모듈을 포함하는 차량.
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