KR102851815B1

KR102851815B1 - 배터리 팩

Info

Publication number: KR102851815B1
Application number: KR1020200189844A
Authority: KR
Inventors: 배광수; 문대연
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2025-08-27
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: US20220209367A1; EP4024587A1; CN114696020A; CN114696020B; KR20220096956A

Abstract

본 발명에서는 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 열 방향을 따라 배열된 일 열의 배터리 셀이 다수 열로 배열된 배터리 셀로서, 열 방향과 교차하는 횡 방향을 따라 서로 이웃하는 열의 배터리 셀은 열 방향을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 서로 번갈아 치우치도록 배치된 배터리 셀과, 열 방향을 따라 연장되는 버스바로서, 열 방향을 따라 연장되는 버스바 본체부와, 버스바 본체부로부터 서로 다른 길이로 돌출되어 버스바의 양단을 형성하는 버스바 전방 연결부 및 버스바 후방 연결부를 포함하는 버스바와, 배터리 셀을 수용하는 케이스로서, 배터리 셀을 사이에 개재하여 열 방향을 따라 서로 마주하게 배치되며, 서로 상보적인 형상으로 형성된 전방 벽체 및 후방 벽체를 포함하는 케이스를 구비한다.
본 발명에 의하면, 동일한 구조의 배터리 팩을 하나의 단위로 하여 다수의 배터리 팩이 서로에 대해 연결되는 방식으로, 다양한 출력 및 용량을 갖춘 모듈을 제공할 수 있으며, 모듈 내에 포함되는 배터리 팩의 개수를 증감시킴으로써, 다양한 출력 및 용량에 대해 동일한 구조의 배터리 팩을 이용하여 적응적으로 대응할 수 있도록 배터리 팩의 확장성을 제공할 수 있다.

Description

배터리 팩{Battery pack}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.

통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 팩 형태로 사용되기도 한다.

휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 노트북과 같이 보다 큰 사이즈의 모바일 기기나 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지를 포함하는 팩 형태가 선호되며, 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태는, 동일한 구조의 배터리 팩을 하나의 단위로 하여 다수의 배터리 팩이 서로에 대해 연결되는 방식으로, 다양한 출력 및 용량을 갖춘 모듈을 제공할 수 있으며, 모듈 내에 포함되는 배터리 팩의 개수를 증감시킴으로써, 다양한 출력 및 용량에 대해 동일한 구조의 배터리 팩을 이용하여 적응적으로 대응할 수 있도록 배터리 팩의 확장성을 제공할 수 있는 배터리 팩을 포함한다.

상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 배터리 팩은,

열 방향을 따라 배열된 일 열의 배터리 셀이 다수 열로 배열된 배터리 셀로서, 상기 열 방향과 교차하는 횡 방향을 따라 서로 이웃하는 열의 배터리 셀은 열 방향을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 서로 번갈아 치우치도록 배치된 배터리 셀;

상기 열 방향을 따라 연장되는 버스바로서, 열 방향을 따라 연장되는 버스바 본체부와, 상기 버스바 본체부로부터 서로 다른 길이로 돌출되어 버스바의 양단을 형성하는 버스바 전방 연결부 및 버스바 후방 연결부를 포함하는 버스바; 및

상기 배터리 셀을 수용하는 케이스로서, 상기 배터리 셀을 사이에 개재하여 상기 열 방향을 따라 서로 마주하게 배치되며, 서로 상보적인 형상으로 형성된 전방 벽체 및 후방 벽체를 포함하는 케이스;를 구비한다.

예를 들어, 상기 전방 벽체는,

전방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 전방으로 돌출되도록 형성된 제1 볼록부; 및

후방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 전방으로부터 인입된 제1 오목부;를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 후방 벽체는,

후방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 후방으로 돌출되도록 형성된 제2 볼록부; 및

전방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 후방으로부터 인입된 제2 오목부;를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 전방 벽체의 제1 볼록부 및 후방 벽체의 제2 오목부끼리와, 상기 전방 벽체의 제1 오목부 및 후방 벽체의 제2 볼록부끼리는,

서로 같은 열 위치에 형성되며, 서로에 대해 끼워질 수 있는 상보적인 형상으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바는, 열 방향을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바는, 횡 방향을 따라 배열된 다수의 버스바를 포함하고,

상기 다수의 버스바는, 같은 전방 위치 또는 같은 후방 위치로 다 함께 치우치게 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바는, 전방 위치로 치우치게 배치되며,

상기 버스바 전방 연결부는, 상기 버스바 후방 연결부 보다 상대적으로 길게 돌출될 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바 전방 연결부와 버스바 후방 연결부는, 상기 열 방향 및 횡 방향과 교차하는 높이 방향을 따라 상기 버스바 본체부로부터 단차를 형성하면서 상기 케이스의 벽체를 벗어난 레벨에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바 전방 연결부는, 상기 전방 벽체를 벗어난 레벨에서 상기 전방 벽체의 외부를 향하여 연장되며,

상기 버스바 후방 연결부는, 상기 후방 벽체를 벗어난 레벨에서 상기 후방 벽체의 외부를 향하여 연장될 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바 전방 연결부 및 버스바 후방 연결부는, 서로에 대해 겹쳐질 수 있도록 서로 다른 레벨에 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바 본체부는, 서로 이웃한 열 사이로 연장되면서 서로 이웃한 열을 전기적으로 연결할 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바 전방 연결부는, 서로 이웃한 열 위치에 대응하여 형성된 전방 벽체의 제1 볼록부와 제1 오목부 사이에 배치되고,

상기 버스바 후방 연결부는, 서로 이웃한 열 위치에 대응하여 형성된 후방 벽체의 제2 볼록부와 제2 오목부 사이에 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 버스바는 횡 방향을 따라 서로 이웃한 열 위치 사이에 배치되며,

상기 배터리 팩은, 상기 횡 방향을 따라 최외곽의 열에 연결되는 연결바를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 연결바는, 상기 버스바와 같은 전방 위치 또는 상기 버스바와 같은 후방 위치로 치우치게 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 연결바는,

상기 열 방향을 따라 연장되면서 최외곽의 열에 속한 배터리 셀과 연결을 형성하는 연결바 본체부;

상기 연결바 본체부로부터 열 방향을 따라 돌출되어 연결바의 양단을 형성하는 연결바 전방 연결부 및 연결바 후방 연결부; 및

상기 연결바 본체부로부터 횡 방향을 따라 배터리 팩의 외부를 향하여 돌출되는 횡 방향 연결부;를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 연결바 전방 연결부 및 연결바 후방 연결부는, 열 방향을 따라 상기 연결바 본체부로부터 서로 다른 길이로 돌출될 수 있다.

예를 들어, 상기 연결바 본체부는, 상기 케이스의 벽체 내에 형성되며,

상기 연결바 전방 연결부, 연결바 후방 연결부 및 횡 방향 연결부는, 상기 열 방향 및 횡 방향과 교차하는 높이 방향을 따라 상기 연결바 본체부로부터 단차를 형성하면서 상기 케이스의 벽체를 벗어난 레벨에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 횡 방향 연결부는, 열 방향을 따라 연장되는 연결바 본체부를 따라 간헐적인 위치에서 횡 방향을 따라 돌출되는 다수의 횡 방향 연결부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 연결바는, 상기 횡 방향을 따라 양단을 형성하는 서로 다른 최외곽의 열에 각각 연결된 제1, 제2 연결바를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 횡 방향 연결부는,

상기 제1 연결바로부터 배터리 팩의 외부를 향하여 돌출되는 제1 횡 방향 연결부; 및

상기 제2 연결바로부터 배터리 팩의 외부를 향하여 돌출되는 제2 횡 방향 연결부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부는, 각각 제1, 제2 연결바의 연결바 본체부로부터 서로 다른 길이로 돌출될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부는, 서로에 대해 겹쳐질 수 있도록 서로 다른 레벨에 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 케이스는, 열 방향을 따라 서로 마주하게 배치되는 상기 전방 벽체 및 후방 벽체; 및

횡 방향을 따라 서로 마주하게 배치되는 제1, 제2 측벽체;를 포함하고,

상기 제1, 제2 측벽체는 평편하게 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 배터리 팩은, 상기 케이스 상에 배치되는 커버를 더 포함하고,

상기 커버는,

열 방향을 따라 서로 마주하게 배치되는 전방 변부와 후방 변부; 및

횡 방향을 따라 서로 마주하게 배치되는 제1, 제2 측변부;를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 전방 변부와 후방 변부 및 제1, 제2 측변부를 따라서는 요철 패턴이 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 전방 변부의 요철 패턴은, 버스바 전방 연결부 및 연결바 전방 연결부를 노출시키는 오목부와, 상기 오목부 사이의 볼록부를 포함하고,

상기 후방 변부의 요철 패턴은, 버스바 후방 연결부 및 연결바 후방 연결부를 노출시키는 오목부와, 상기 오목부 사이의 볼록부를 포함하며,

상기 제1 측변부의 요철 패턴은, 제1 횡 방향 연결부를 노출시키는 오목부와, 상기 오목부 사이의 볼록부를 포함하고,

상기 제2 측변부의 요철 패턴은, 제2 횡 방향 연결부를 노출시키는 오목부와, 상기 오목부 사이의 볼록부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 전방 변부의 요철 패턴은, 버스바 전방 연결부 및 연결바 전방 연결부와 서로 서로에 대해 끼워지고,

상기 후방 변부의 요철 패턴은, 버스바 후방 연결부 및 연결바 후방 연결부와 서로 서로에 대해 끼워지며,

상기 제1 측변부의 요철 패턴은, 제1 횡 방향 연결부와 서로 서로에 대해 끼워지고,

상기 제2 측변부의 요철 패턴은, 제2 횡 방향 연결부와 서로 서로에 대해 끼워질 수 있다.

본 발명에 의하면, 동일한 구조의 배터리 팩을 하나의 단위로 하여 다수의 배터리 팩이 서로에 대해 연결되는 방식으로, 다양한 출력 및 용량을 갖춘 모듈을 제공할 수 있으며, 모듈 내에 포함되는 배터리 팩의 개수를 증감시킴으로써, 다양한 출력 및 용량에 대해 동일한 구조의 배터리 팩을 이용하여 적응적으로 대응할 수 있도록 배터리 팩의 확장성을 제공할 수 있다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다.
도 3a 내지 도 3c에는 각각 도 1에 도시된 배터리 팩의 평면도와, 도 1에 도시된 버스바와 배터리 셀 간의 연결과, 도 1에 도시된 연결바와 배터리 셀 간의 연결을 보여주는 평면도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 케이스가 열 방향 및 횡 방향으로 확장된 모듈을 보여주는 평면도가 도시되어 있다.
도 5a 및 도 5b에는, 도 1에 도시된 버스바와, 도 1에 도시된 버스바가 열 방향으로 확장되는 구조를 보여주는 사시도가 각각 도시되어 있다.
도 6a 및 도 6b에는, 도 1에 도시된 연결바와, 도 1에 도시된 연결바가 횡 방향으로 확장되는 구조를 보여주는 사시도가 각각 도시되어 있다.
도 7에는, 도 1에 도시된 배터리 팩이 열 방향 및 횡 방향으로 확장된 모듈을 보여주는 평면도가 도시되어 있다.
도 8에는, 도 1의 변형된 실시형태에 관한 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 9에는 도 8의 변형된 실시형태에 관한 배터리 팩의 평면도가 도시되어 있다.
도 10에는 도 9에 도시된 배터리 팩이 열 방향 및 횡 방향으로 확장된 모듈을 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 11에는, 도 1의 변형된 실시형태에 관한 배터리 팩의 일부를 도시한 사시도가 도시되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다. 도 3a 내지 도 3c에는 각각 도 1에 도시된 배터리 팩의 평면도와, 도 1에 도시된 버스바와 배터리 셀 간의 연결과, 도 1에 도시된 연결바와 배터리 셀 간의 연결을 보여주는 평면도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 1에 도시된 케이스가 열 방향 및 횡 방향으로 확장된 모듈을 보여주는 평면도가 도시되어 있다. 도 5a 및 도 5b에는, 도 1에 도시된 버스바와, 도 1에 도시된 버스바가 열 방향으로 확장되는 구조를 보여주는 사시도가 각각 도시되어 있다. 도 6a 및 도 6b에는, 도 1에 도시된 연결바와, 도 1에 도시된 연결바가 횡 방향으로 확장되는 구조를 보여주는 사시도가 각각 도시되어 있다. 도 7에는, 도 1에 도시된 배터리 팩이 열 방향 및 횡 방향으로 확장된 모듈을 보여주는 평면도가 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 배터리 팩(1)은, 열 방향(Z1)을 따라 배열된 일 열의 배터리 셀(10)이 다수 열로 배열된 배터리 셀(10)로서, 상기 열 방향(Z1)과 교차하는 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃하는 열의 배터리 셀(10)은 열 방향(Z1)을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 서로 번갈아 치우치도록 배치된 배터리 셀(10)과, 상기 열 방향(Z1)을 따라 연장되는 버스바(B)로서, 열 방향(Z1)을 따라 연장되는 본체부(BM)와, 상기 본체부(BM)로부터 서로 다른 길이와 레벨로 돌출되어 버스바(B)의 양단을 형성하는 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)를 포함하는 버스바(B)와, 상기 배터리 셀(10)을 수용하는 케이스(W)로서, 상기 배터리 셀(10)을 사이에 개재하여 상기 열 방향(Z1)을 따라 서로 마주하게 배치되며, 서로 상보적인 형상으로 형성된 전방 벽체(FW) 및 후방 벽체(RW)를 포함하는 케이스(W)를 구비할 수 있다.

상기 배터리 셀(10)은 열 방향(Z1)을 따라 배열된 다수의 배터리 셀(10)을 포함할 수 있으며, 열 방향(Z1)을 따라 배열된 일 열의 배터리 셀(10)이 횡 방향(Z2)을 따라 배열되면서 다수 열의 배터리 셀(10)을 형성할 수 있다. 본 명세서를 통하여 열 방향(Z1)이란, 배터리 셀(10)이 배열된 방향으로서, 서로 이웃한 열끼리 전방 위치 또는 후방 위치로 번갈아 치우치도록 배치될 때, 서로 이웃한 열에서 치우치게 배치되는 전후 방향을 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 열 방향(Z1)이란, 다수의 배터리 셀(10)이 일 라인 상으로 배열된 방향을 의미할 수 있으며, 열 방향(Z1)과 교차하는 횡 방향(Z2)을 따라서도 다수의 배터리 셀(10)이 배열된 것으로 볼 수 있으나, 이때, 횡 방향(Z2)을 따라 배열된 배터리 셀(10)은 일 라인 상으로 배치된다기 보다는 지그 재그 형태로 배열된 것으로 볼 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 셀(10)은, 열 방향(Z1)을 따라 일 라인 상으로 배치되되, 서로 이웃한 열끼리 열 방향(Z1)을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 번갈아 치우치도록 배치됨으로써, 열 방향(Z1)과 교차하는 횡 방향(Z2)을 따라서는 배터리 셀(10)이 일 라인 상으로 배치되기 보다는 지그 재그 형태로 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 서로 이웃한 열끼리 열 방향(Z1)을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 서로 번갈아 치우치도록 배치된다는 것은, 일 열의 배터리 셀(10)이 이웃한 열의 배터리 셀(10)의 골 부분에 끼워지도록 배치됨으로써, 배터리 셀(10)의 조밀한 배열을 구현한다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 서로 이웃한 제1, 제2 열(L1,L2)의 배터리 셀(10)은, 열 방향(Z1)을 따라 각각 후방 위치와 전방 위치로 번갈아 치우치게 배열됨으로써, 제1 열(L1)의 배터리 셀(10)은, 열 방향(Z1)을 따라 서로 이웃한 제2 열(L2)의 배터리 셀(10) 사이의 골 부분에 끼워질 수 있으며, 역으로, 제2 열(L2)의 배터리 셀(10)은 열 방향(Z1)을 따라 서로 이웃한 제1 열(L1)의 배터리 셀(10) 사이의 골 부분에 끼워질 수 있다. 이와 같이, 서로 이웃하는 열끼리 열 방향(Z1)을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 번갈아 치우치도록 배열됨으로써, 보다 많은 개수의 배터리 셀(10)이 협소한 면적 내에 조밀하게 배열될 수 있으며, 배터리 팩(1)의 에너지 밀도를 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 서로 이웃한 열끼리 엇갈리게 배치된 배터리 셀(10)의 배열에 따라, 배터리 셀(10)을 수용하는 케이스(W)의 형상도 배터리 셀(10)의 배열과 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 셀(10)을 수용하는 케이스(W)는, 배터리 셀(10)이 수용된 수용공간을 둘러싸는 벽체를 포함할 수 있고, 이때, 상기 케이스(W)의 벽체는, 열 방향(Z1)을 따라 서로 마주하는 전방 벽체(FW) 및 후방 벽체(RW)와, 열 방향(Z1)과 교차하는 횡 방향(Z2)을 따라 서로 마주하는 제1 측벽체(SW1)와 제2 측벽체(SW2)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전방 벽체(FW)는 전방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 전방으로 돌출되도록 형성된 제1 볼록부(F1)를 포함할 수 있으며, 후방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 전방으로부터 인입된 제1 오목부(F2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 볼록부(F1) 및 제1 오목부(F2)는, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 교번되게 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치되는 배터리 셀(10)의 배열에 대응하여, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 교번되게 배열될 수 있으며, 상기 제1 볼록부(F1) 및 제2 오목부(R2)가 횡 방향(Z2)을 따라 서로 연결되면서 전방 벽체(FW)를 형성할 수 있다.

상기 전방 벽체(FW)와 유사하게, 상기 후방 벽체(RW)는 후방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 후방으로 돌출되도록 형성된 제2 볼록부(R1)를 포함할 수 있으며, 전방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 후방으로부터 인입된 제2 오목부(R2)를 포함할 수 있다. 상기 제2 볼록부(R1) 및 제2 오목부(R2)는, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 교번되게 후방 위치 또는 전방 위치로 치우치게 배치되는 배터리 셀(10)의 배열에 대응하여, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 교번되게 배열될 수 있으며, 상기 제2 볼록부(R1) 및 제2 오목부(R2)가 횡 방향(Z2)을 따라 서로 연결되면서 후방 벽체(RW)를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 어느 일 열이 전방 위치로 치우치게 배치된다는 것은, 상기 일 열에 대응되는 전방 벽체(FW)는 제1 볼록부(F1)를 포함하는 동시에, 상기 일 열에 대응되는 후방 벽체(RW)는 제2 오목부(R2)를 포함한다는 것을 의미할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전방 벽체(FW)의 제1 볼록부(F1)와, 후방 벽체(RW)의 제2 오목부(R2)는 서로 같은 열 위치에 형성될 수 있으며, 서로 같은 열 위치에서 서로에 대해 끼워질 수 있는 상보적인 형상으로 형성될 수 있다. 유사하게, 어느 일 열이 후방 위치로 치우치게 배치된다는 것은, 상기 일 열에 대응되는 전방 벽체(FW)는 제1 오목부(F2)를 포함하는 동시에, 상기 일 열에 대응되는 후방 벽체(RW)는 제2 볼록부(R1)를 포함한다는 것을 의미할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전방 벽체(FW)의 제1 오목부(F2)와, 후방 벽체(RW)의 제2 볼록부(R1)는 서로 같은 열 위치에 형성될 수 있으며, 서로 같은 열 위치에서 서로에 대해 끼워질 수 있는 상보적인 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 전방 벽체(FW)의 제1 볼록부(F1)와 후방 벽체(RW)의 제2 오목부(R2)끼리, 그리고, 전방 벽체(FW)의 제1 오목부(F2)와 후방 벽체(RW)의 제2 볼록부(R1)끼리, 서로 같은 열 위치에서 서로에 대해 끼워질 수 있는 상보적인 형상으로 형성된다는 것은, 동일한 구조의 배터리 팩(1)을 하나의 단위로 하여 다수의 배터리 팩(1)이 서로에 대해 연결되는 방식으로, 다양한 출력 및 용량을 갖춘 모듈(100)을 제공할 수 있다는 것이며, 모듈(100) 내에 포함되는 배터리 팩(1)의 개수를 증감시킴으로써, 다양한 출력 및 용량에 대해 동일한 구조의 배터리 팩(1)을 이용하여 적응적으로 대응할 수 있으며, 배터리 팩(1)의 확장성을 제공할 수 있다는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)은 서로에 대해 형합될 수 있다. 여기서, 서로 이웃한 배터리 팩(1)이 형합된다는 것은, 일 배터리 팩(1)의 전방 벽체(FW)와 이웃한 다른 배터리 팩(1)의 후방 벽체(RW)가 서로 형합되는 것을 포함할 수 있으며, 일 배터리 팩(1)의 전방 벽체(FW)에 형성된 제1 볼록부(F1)와 제1 오목부(F2)가 이웃한 다른 배터리 팩(1)의 후방 벽체(RW)에 형성된 제2 오목부(R2)와 제2 볼록부(R1)에 대해 끼워질 수 있도록, 일 배터리 팩(1)의 전방 벽체(FW)의 구조와 이웃한 다른 배터리 팩(1)의 후방 벽체(RW)의 구조가 서로 상보적으로 형성된다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 동일한 구조를 갖춘 배터리 팩(1)을 하나의 단위로 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 이웃한 배터리 팩(1)끼리 형합되기 위하여, 동일한 배터리 팩(1)의 전방 벽체(FW)와 후방 벽체(RW)는 서로 상보적인 형상을 가질 수 있고, 동일한 배터리 팩(1)에서 같은 열 위치의 전방 벽체(FW)와 후방 벽체(RW)는 서로 상보적인 형상의 제1 볼록부(F1)와 제2 오목부(R2)를 포함하거나 또는 서로 상보적인 형상의 제1 오목부(F2)와 제2 볼록부(R1)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 동일한 구조의 배터리 팩(1)을 이용하여 배터리 팩(1)의 확장성을 제공하기 위하여, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)끼리, 동일한 배향으로 배치될 수 있으며, 이에 따라, 서로에 대해 끼워질 수 있는 상보적인 형상으로 형성된 전방 위치의 배터리 팩(1)의 후방 벽체(RW)와, 후방 위치의 배터리 팩(1)의 전방 벽체(FW)는 서로에 대해 형합될 수 있다.

상기 배터리 셀(10)의 배열과 유사하게, 상기 배터리 셀(10)을 전기적으로 연결하기 위한 버스바(B)는, 열 방향(Z1)을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 버스바(B)는 열 방향(Z1)을 따라 연장되는 본체부(BM)와, 상기 본체부(BM)로부터 서로 반대되는 열 방향(Z1)을 따라 돌출되어 버스바(B)의 양단을 형성하는 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)를 포함할 수 있다.

참고로, 버스바(B)의 양단을 형성하는 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)는, 청구범위의 버스바 전방 연결부(BF) 및 버스바 후방 연결부(BR)에 해당되며, 후술하는 연결바(C)의 양단을 형성하는 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)는, 청구범위의 연결바 전방 연결부(CF) 및 연결바 후방 연결부(CR)에 해당될 수 있다. 다만, 이하에서는 이해의 편의를 위하여, 버스바(B)와 연결바(C)를 구별하지 않고 전방 연결부(BF,CF) 및 후방 연결부(BR,CR)로 칭할 수 있으며, 이때, 상기 전방 연결부(BF,CF) 및 후방 연결부(BR,CR)란 각각에 해당되는 기술적 내용에 따라 버스바 전방 연결부(BF) 및 버스바 후방 연결부(BR)를 의미하거나 또는 연결바 전방 연결부(CF) 및 연결바 후방 연결부(CR)를 의미할 수 있다. 유사하게, 버스바(B)의 본체부(BM)는 청구범위의 버스바 본체부(BM)와 해당되며, 후술하는 연결바(C)의 본체부(CM)는 청구범위의 연결바 본체부(CM)에 해당될 수 있다. 다만, 이하에서는 이해의 편의를 위하여, 버스바(B)와 연결바(C)를 구별하지 않고 본체부(BM,CM)로 칭할 수 있으며, 이때, 상기 본체부(BM,CM)란 각각에 해당되는 기술적 내용에 따라 버스바 본체부(BM) 또는 연결바 본체부(CM)를 의미할 수 있다.

상기 버스바(B)가 전방 위치로 치우치게 배치된다는 것은, 전방 연결부(BF)가 상대적으로 길게 돌출되는 한편으로, 후방 연결부(BR)가 상대적으로 짧게 돌출된다는 것을 의미할 수 있다. 역으로, 상기 버스바(B)가 후방 위치로 치우치게 배치된다는 것은, 전방 연결부(BF)가 상대적으로 짧게 돌출되는 한편으로, 후방 연결부(BR)가 상대적으로 길게 돌출된다는 것을 의미할 수 있다. 다시 말하면, 상기 버스바(B)가 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치된다는 것은, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 서로 다른 길이(d1,d2, 도 5a)로 돌출된다는 것을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 전방 연결부(BF)가 상대적으로 길게 돌출되면, 버스바(B)가 전방 위치로 치우치게 배치된 것으로 판단할 수 있고, 후방 연결부(BR)가 상대적으로 길게 돌출되면, 버스바(B)가 후방 위치로 치우치게 배치된 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 상기 버스바(B)는 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치될 수 있는데, 상기 배터리 셀(10)의 배열과는 다르게, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃하는 버스바(B)는 같은 전방 위치 또는 같은 후방 위치로 함께 치우치게 배치될 수 있으며, 배터리 셀(10)의 배열과 같이 횡 방향(Z2)을 따라 교번되는 패턴으로, 전방 위치 및 후방 위치로 번갈아 치우치게 배치되지는 않을 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 다수의 버스바(B)는, 동일하게 전방 위치로 치우치게 배치되거나 또는 동일하게 후방 위치로 치우치게 배치될 수 있으며, 횡 방향(Z2)을 따라 교번되는 패턴을 갖지 않을 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 상기 버스바(B)도 배터리 셀(10)의 배열과 마찬가지로, 횡 방향(Z2)을 따라 교번되는 패턴으로, 전방 위치 및 후방 위치로 번갈아 치우치게 배치될 수 있으며, 후술하는 바와 같이, 동일한 버스바(B)의 양단을 형성하는 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 본체부(BM)로부터 서로 다른 길이(d1,d2, 도 5a)와 레벨(h1,h2, 도 5a)로 돌출되도록, 버스바(B)가 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치되면 충분하고, 이때, 버스바(B)의 배치는, 횡 방향(Z2)을 따라 동일한 패턴을 갖거나 또는 교번되는 패턴을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 배터리 팩(1)의 제조 용이성을 고려하여, 굳이 횡 방향(Z2)을 따라 서로 교번되는 패턴으로 버스바(B)를 배치하지 않고, 전체 버스바(B)를 동일한 전방 위치 또는 동일한 후방 위치로 치우치게 배치할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 버스바(B)는, 전체적으로 동일한 전방 위치로 치우치게 배치될 수 있다. 이때, 상기 버스바(B)가 전방 위치로 치우치게 배치됨으로써, 버스바(B)의 전방 단부를 형성하는 전방 연결부(BF)는, 버스바(B)의 후방 단부를 형성하는 후방 연결부(BR) 보다 상대적으로 더 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 본 명세서를 통하여 전방 연결부(BF) 또는 후방 연결부(BR)가 돌출된다는 것은, 상기 전방 연결부(BF) 또는 후방 연결부(BR)가 버스바(B)의 본체부(BM)로부터 배터리 팩(1)의 외부를 향하여 돌출된다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 전방 연결부(BF)는, 후방 연결부(BR) 보다 상대적으로 배터리 팩(1)의 외부를 향하여 더 돌출될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 버스바(B)가 전방 위치로 치우치게 배치됨으로써, 상기 버스바(B)의 본체부(BM)로부터 전방 연결부(BF)가 후방 연결부(BR) 보다 상대적으로 더 돌출될 수 있으며, 상대적으로 길게 돌출된 전방 연결부(BF)와 상대적으로 짧게 돌출된 후방 연결부(BR)는, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에 있어, 서로 이웃하는 배터리 팩(1) 사이에서 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 서로에 대해 겹쳐지면서 균일한 결합 길이를 형성하도록 할 수 있다. 예를 들어, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)에서, 전방 위치의 배터리 팩(1)의 후방 연결부(BR)와, 후방 위치의 배터리 팩(1)의 전방 연결부(BF)는 서로에 대해 겹쳐지도록 연결되면서, 전방 위치의 배터리 팩(1)과 후방 위치의 배터리 팩(1)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 이때, 상대적으로 길게 돌출된 전방 연결부(BF)와 상대적으로 짧게 돌출된 후방 연결부(BR)가 서로에 대해 겹쳐지면서, 실질적으로 상대적으로 길게 돌출된 전방 연결부(BF)의 길이가 이들 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR) 사이의 결합 길이에 해당될 수 있다. 이에 따라, 각각의 버스바(B)의 본체부(BM)로부터 돌출되는 전방 연결부(BF)의 길이를 균일하게 형성함으로써, 각각의 버스바(B) 위치에서 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 사이의 결합 길이를 균일하게 형성할 수 있으며, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 서로 이웃하는 배터리 팩(1) 간의 결합 길이가 균일하게 유지될 수 있다.

상기 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 중에서 어느 하나는 상대적으로 길게 돌출되고, 다른 하나는 상대적으로 짧게 돌출되는 본 발명과 달리, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)의 돌출되는 길이가 서로 대등하게 설계될 경우, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)에서 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 서로 겹쳐지면서 연결될 때, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 열 방향(Z1)을 따라 서로 물리적인 간섭을 일으킬 수 있고, 이에 따라, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 사이의 결합 길이가 전체적으로 균일하게 제어되지 못할 수 있다. 만일 횡 방향(Z2)을 따라 서로 다른 버스바(B) 위치에서, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 사이의 결합 길이가 불균일하게 형성되면, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 다른 버스바(B) 위치에서 상대적으로 결합 길이가 길게 형성된 버스바(B) 보다는 상대적으로 결합 길이가 짧게 형성된 버스바(B)에서 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 간의 연결 자체가 곤란할 수 있고, 상대적으로 결합 길이가 길게 형성된 버스바(B)에 의해 서로 이웃하는 배터리 팩(1) 사이가 밀착되지 못하고 들뜨게 될 수 있으며, 서로 이웃하는 배터리 팩(1) 사이의 전방 벽체(FW)와 후방 벽체(RW)가 서로에 대해 끼워지지 못할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)는, 버스바(B)의 본체부(BM)로부터 상방으로 단차진 형태로 형성될 수 있으며, 상방으로 단차를 형성하면서 전방 벽체(FW) 및 후방 벽체(RW)를 벗어나 전방 벽체(FW) 및 후방 벽체(RW)로부터 외부로 돌출될 수 있다. 이때, 상기 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)는, 버스바(B)의 본체부(BM)로부터 단차지며 서로 다른 레벨(h1,h2, 도 5a)에 형성될 수 있다. 즉, 상기 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)는, 본체부(BM)로부터 높이 방향(Z3)을 따라 서로 다른 레벨(h1,h2, 도 5a)에 형성될 수 있다. 본 명세서를 통하여 높이 방향(Z3)이란 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)과 교차하는 방향에 해당될 수 있다.

다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)끼리 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 서로 겹쳐지도록 연결되기 위하여, 상기 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)는 높이 방향(Z3)을 따라 서로 다른 레벨(h1,h2, 도 5a)에 배치될 수 있다. 이때, 본체부(BM)로부터 단차지게 돌출되는 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 중에서, 상대적으로 길게 돌출된 연결부(BF,BR)가 상대적으로 짧게 돌출된 연결부(BF,BR)와 겹쳐지기 때문에, 예를 들어, 상대적으로 길게 돌출된 연결부(BF,BR) 밑으로 상대적으로 짧게 돌출된 연결부(BF,BR)가 겹쳐지게 배치되더라도, 상대적으로 짧게 돌출된 연결부(BF,BR)가 상대적으로 길게 돌출된 연결부(BF,BR)의 단차와 맞닿으면서 간섭을 일으키지 않을 수 있다. 이 경우, 상대적으로 길게 돌출된 연결부(BF,BR)가, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 사이의 결합 길이에 해당될 수 있으며, 버스바(B)의 제조에서 본체부(BM)로부터 상대적으로 길게 형성된 연결부(BF,BR)의 길이를 균일하게 제어함으로써, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 다른 버스바(B) 위치에서, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 사이의 결합 길이를 균일하게 형성할 수 있다.

만일 본체부(BM)로부터 단차지게 돌출되는 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 서로 대등한 길이로 돌출되면, 어느 일 연결부(BF,BR) 밑에 배치된 다른 연결부(BF,BR)가, 상기 일 연결부(BF,BR)의 단차와 맞닿으면서 간섭을 일으킬 수 있으며, 이러한 간섭의 정도에 따라 횡 방향(Z2)을 따라 서로 다른 버스바(B) 위치에서 서로 다른 결합 길이가 형성되면서, 불균일한 결합 길이가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 버스바(B)의 본체부(BM)는, 케이스(W)의 내부, 그러니까, 열 방향(Z1)을 따라 전방 벽체(FW) 및 후방 벽체(RW) 사이에 형성된 버스바(B)의 부분을 의미할 수 있으며, 열 방향(Z1)을 따라 연장되는 버스바(B)의 대부분에 해당될 수 있다. 그리고, 상기 전방 연결부(BF)는, 본체부(BM)로부터 상방으로 단차지게 형성되어, 전방 벽체(FW)를 벗어나 전방 벽체(FW)의 외부로 돌출되는 버스바(B)의 전방 단부를 의미할 수 있다. 유사하게, 상기 후방 연결부(BR)는, 본체부(BM)로부터 상방으로 단차지게 형성되어, 후방 벽체(RW)를 벗어나 후방 벽체(RW)의 외부로 돌출되는 버스바(B)의 후방 단부를 의미할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 배터리 셀(10)을 수용하는 케이스(W)의 벽체 내로는 포팅 수지(미도시)가 도포될 수 있는데, 이때, 상기 케이스(W)의 벽체는 포팅 수지(미도시)를 가두기 위한 댐으로 기능할 수 있다. 여기서, 상기 케이스(W)의 벽체 내에 배치된 버스바(B)의 본체부(BM)는, 포팅 수지(미도시)에 의해 덮일 수 있으며, 케이스(W)의 벽체로부터 벗어난 높이에 형성된 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)는 포팅 수지(미도시)로부터 노출되어, 포팅 수지(미도시)에 의한 오염 없이, 서로 이웃한 다른 배터리 팩(1)끼리의 연결을 매개할 수 있다.

상기 버스바(B)의 본체부(BM)로부터 상방으로 단차지게 형성된 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)는, 버스바(B)의 본체부(BM)로부터 높이 방향(Z3)을 따라 서로 다른 레벨(h1,h2, 도 5a)에 형성될 수 있으며, 열 방향(Z1)을 따라 서로 다른 길이(d1,d2, 도 5a)로 돌출될 수 있다. 여기서, 상방이란, 배터리 셀(10)과 버스바(B) 간의 위치 관계에 따라, 배터리 셀(10)로부터 버스바(B)를 향하는 방향을 의미할 수 있고, 상기 높이 방향(Z3)이란, 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)과 교차하는 방향을 의미할 수 있다.

다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 서로 이웃한 배터리 팩(1)의 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)가 서로 겹쳐지도록 연결됨으로써, 서로 이웃한 배터리 팩(1)의 버스바(B)가 서로 연결될 수 있다. 이때, 상기 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)는 적어도 일부에서 서로에 대해 겹쳐지면서 서로 연결될 수 있으며, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR) 사이에 별도의 연결부재가 개재되지 않은 상태에서 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)는 서로에 대해 겹쳐진 상태에서, 레이저 용접을 통하여 서로 연결될 수 있으나, 여기서, 용접을 통하여 형성된 접합부나 단순한 체결을 위한 볼트 등의 체결부재는, 상기 연결부재에 해당되지 않을 수 있다. 즉, 상기 연결부재란, 서로 이웃한 배터리 팩(1)의 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)끼리 서로에 대해 충분히 가깝게 접근하지 못하거나 또는 서로에 대해 충분한 길이로 겹쳐지지 못함으로써, 이들을 서로 연결하기 위한 추가적인 도전 경로를 제공하는 부재를 의미할 수 있으며, 예를 들어, 서로 이웃한 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)끼리를 연결하도록 전방 연결부(BF)에 연결된 일단부와 후방 연결부(BR)에 연결된 타단부를 포함하고 일단부와 타단부 사이에서 연장되는 형태의 연결부재를 의미할 수 있다.

상기 버스바(B, 버스바 B의 본체부 BM)는, 서로 이웃한 열 사이에 배치되어, 서로 이웃한 열을 전기적으로 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 버스바(B, 버스바 B의 본체부 BM)는, 동일한 열에 속한 배터리 셀(10)은 병렬 연결하면서 동시에, 이웃한 열에 속한 배터리 셀(10)은 직렬 연결할 수 있다. 예를 들어, 상기 버스바(B)와 각 배터리 셀(10)의 전극(11,12, 도 3b) 사이에는 접속부재(20, 도 3b)가 개재될 수 있으며, 상기 접속부재(20)는 동일한 열에 속한 배터리 셀(10)의 같은 전극(11,12)끼리를 같은 버스바(B)에 연결하는 방식으로, 동일한 열에 속한 배터리 셀(10)끼리 병렬 연결을 형성하고, 또한, 서로 이웃한 열에 속한 배터리 셀(10)의 서로 다른 전극(11,12)끼리를 같은 버스바(B)에 연결하는 방식으로, 서로 이웃한 열에 속한 배터리 셀(10)끼리 직렬 연결을 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접속부재(20)는 도전성 와이어 또는 도전성 리본을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 접속부재(20)와, 접속부재(20)와 버스바(B) 간의 접합 부위를 보호하기 위하여, 상기 접속부재(20)와 버스바(B, 버스바 B의 본체부 BM)를 매립하도록 포팅 수지(미도시)가 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 포팅 수지(미도시)는, 배터리 셀(10)을 수용하는 케이스(W)의 벽체 내에 도포될 수 있으며, 케이스(W)의 벽체를 댐으로 하여, 벽체의 높이 내지는 벽체 보다 낮은 높이까지 포팅 수지(미도시)가 채워질 수 있다.

상기 버스바(B)의 본체부(BM)는 케이스(W) 내에 수용된 다수의 배터리 셀(10)에 대한 전기적인 연결을 제공할 수 있고, 상기 버스바(B)의 본체부(BM)로부터 돌출되어, 버스바(B)의 양단을 형성하는 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)는, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서 서로 이웃한 배터리 팩(1) 사이의 전기적인 연결을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 배터리 팩(1)의 확장성을 제공하기 위해서는, 배터리 팩(1)의 전방 벽체(FW) 및 후방 벽체(RW)가 서로 상보적인 형태로 형성되고, 또한, 배터리 팩(1)에 구비된 버스바(B)의 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)는 본체부(BM)로부터 서로 다른 길이(d1,d2, 도 5a)와 서로 다른 레벨(h1,h2, 도 5a)로 돌출될 수 있다. 본 명세서에서는, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 본체부(BM)로부터 서로 다른 길이(d1,d2, 도 5a)와 서로 다른 레벨(h1,h2, 도 5a)로 돌출되는 형상을, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 서로 상보적인 형태로 형성된다고 표현할 수 있다. 예를 들어, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 서로 상보적인 형태로 형성된다는 것은, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 서로에 대해 겹쳐질 수 있도록 높이 방향(Z3)을 따라 서로 다른 레벨(h1,h2, 도 5a)에 배치되면서, 또한, 전방 연결부(BF)와 후방 연결부(BR)가 균일한 결합 길이를 형성할 수 있도록, 어느 하나의 연결부(BF,BR)는 상대적으로 길게 돌출되고, 다른 하나의 연결부(BF,BR)는 상대적으로 짧게 돌출되는 구조를 의미할 수 있다.

상기 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)는, 버스바(B)의 양단을 형성하는 것으로, 서로 이웃한 열 사이를 가로질러 연장되는 버스바(B)의 양단을 형성하면서, 열 위치에 대응되게 형성된 볼록부(F1,R1)와 오목부(F2,R2) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)는, 볼록부(F1,R1)와 오목부(F2,R2) 사이에 배치될 수 있는데, 여기서, 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)가 볼록부(F1,R1)와 오목부(F2,R2) 사이에 배치된다는 것은, 볼록부(F1,R1)의 중앙 위치와 오목부(F2,R2)의 중앙 위치 사이에 배치된다는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 볼록부(F1,R1)와 오목부(F2,R2)의 중앙 위치는, 볼록부(F1,R1)와 오목부(F2,R2)가 서로 교번되게 배치된 횡 방향(Z2)을 따라 볼록부(F1,R1)와 오목부(F2,R2)의 만곡한 위치 또는 볼록부(F1,R1)와 오목부(F2,R2)의 가운데 위치를 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전방 연결부(BF)는, 서로 이웃한 열 사이로 연장되는 본체부(BM)로부터 연장되면서, 서로 이웃한 열 위치에 대응하여 형성된 전방 벽체(FW)의 제1 볼록부(F1)와 제1 오목부(F2) 사이에 배치될 수 있다. 유사하게, 상기 후방 연결부(BR)는, 서로 이웃한 열 사이로 연장되는 본체부(BM)로부터 연장되면서, 서로 이웃한 열 위치에 대응하여 형성된 후방 벽체(RW)의 제2 볼록부(R1)와 제2 오목부(R2) 사이에 배치될 수 있다.

다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 전방 벽체(FW) 및 후방 벽체(RW)에 형성된 제1 볼록부(F1)와 제2 오목부(R2)끼리 그리고, 제1 오목부(F2)와 제2 볼록부(R1)끼리 서로에 대해 끼워질 때, 상기 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR) 중에서 적어도 하나는, 전방 벽체(FW)의 제1 볼록부(F1)와 제1 오목부(F2) 사이, 그리고, 후방 벽체(RW)의 제2 오목부(R2)와 제2 볼록부(R1) 사이를 가로질러 연장되면서, 서로 이웃한 배터리 팩(1)을 전기적으로 연결할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 버스바(B)는 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃한 열 사이를 따라 연장되며, 서로 이웃한 열을 전기적으로 연결해줄 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서 횡 방향(Z2)을 따라 최외곽의 열(L1,Ln)은 연결바(C)를 통하여 배터리 팩(1)의 외부와 연결될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 횡 방향(Z2)을 따라 일단 위치의 제1 열(L1)에는 제1 연결바(C1)가 연결될 수 있고, 타단 위치의 마지막 열, 그러니까, 제n 열에는 제2 연결바(C2)가 연결될 수 있다.

상기 연결바(C)는, 열 방향(Z1)을 따라 연장되면서 최외곽의 열(L1,Ln)에 속한 배터리 셀(10)과 연결을 형성하는 본체부(CM)와, 상기 본체부(CM)로부터 열 방향(Z1)을 따라 돌출되어 연결바(C)의 양단을 형성하는 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)를 포함할 수 있고, 상기 본체부(CM)로부터 횡 방향(Z2)을 따라 배터리 팩(1)의 외부를 향하여 돌출되는 횡 방향 연결부(C1a,C2a)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 제1 연결바(C1)로부터 배터리 팩(1)의 외부를 향하여 돌출되는 제1 횡 방향 연결부(C1a)와, 제2 연결바(C2)로부터 배터리 팩(1)의 외부를 향하여 돌출되는 제2 횡 방향 연결부(C2a)를 포함할 수 있다.

상기 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 연결바(C)의 본체부(CM)로부터 횡 방향(Z2)을 따라 돌출되며, 열 방향(Z1)을 따라 다수로 형성될 수 있다. 즉, 상기 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 열 방향(Z1)을 따라 연장되는 본체부(CM)를 따라 간헐적인 위치에서 횡 방향(Z2)을 따라 돌출될 수 있으며, 열 방향(Z1)을 따라 다수로 형성된 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는 각각의 위치에서 인접한 배터리 팩(1)의 횡 방향 연결부(C1a,C2a)와 전기적인 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 열 방향(Z1)을 따라 서로 같은 개수로 형성될 수 있으며, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)의 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는 각각의 위치에서 일대일로 서로 연결되면서, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)을 전기적으로 연결할 수 있다.

상기 연결바(C)의 본체부(CM)는 배터리 셀(10)이 수용되는 케이스(W)의 벽체 내에 형성되며, 상기 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)와, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 본체부(CM)로부터 상방으로 단차지게 형성되어, 상기 케이스(W)의 벽체를 벗어난 레벨(h3~h8, 도 6a)에 형성될 수 있다. 상기 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)는, 열 방향(Z1)을 따라 배터리 팩(1)의 확장성을 제공하기 위한 것이고, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는 횡 방향(Z2)을 따라 배터리 팩(1)의 확장성을 제공하기 위한 것으로, 이들은 열 방향(Z1) 또는 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃하는 배터리 팩(1)끼리의 전기적인 연결을 제공하도록 배터리 팩(1)의 케이스(W)의 벽체를 벗어난 레벨(h3~h8, 도 6a)에서 서로 이웃한 배터리 팩(1)을 연결할 수 있다. 또한, 상기 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)와, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 배터리 셀(10)이 수용된 케이스(W)의 벽체 내에 도포되는 포팅 수지(미도시)에 의해 오염되지 않도록, 포팅 수지(미도시)의 댐으로 기능하는 케이스(W)의 벽체를 벗어난 레벨(h3~h8, 도 6a)에 형성되며, 연결바(C)의 본체부(CM)로부터 상방으로 단차진 레벨(h3~h8, 도 6a)에 형성될 수 있다. 이때, 연결바(C)의 본체부(CM)는, 본체부(CM)에 연결된 접속부재(20, 도 3c)와 함께, 포팅 수지(미도시)에 의해 매립될 수 있다.

상기 연결바(C)는, 버스바(B)와 마찬가지로, 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치될 수 있으며, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연결바(C)는, 버스바(B)와 동일하게, 전방 위치로 치우치게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결바(C)는, 상대적으로 길게 돌출된 전방 연결부(CF)와, 상대적으로 짧게 돌출된 후방 연결부(CR)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)는, 서로 다른 길이(d3,d4,d6,d7, 도 6a)와 레벨(h3,h4,h6,h7, 도 6a)로 돌출되어, 서로 상보적인 형상으로 형성될 수 있고, 전방 연결부(CF)와 후방 연결부(CR)의 서로 상보적인 형상은, 열 방향(Z1)을 따라 배터리 팩(1)의 확장성을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연결바(C)는 제1, 제2 연결바(C1,C2)를 포함할 수 있고, 이때, 제1 연결바(C1)의 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)는 서로 다른 길이(d3,d4, 도 6a)와 레벨(h3,h4, 도 6a)로 돌출될 수 있으며, 제2 연결바(C2)의 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)는 서로 다른 길이(d6,d7, 도 6a)와 레벨(h6,h7, 도 6a)로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 다수의 배터리 팩을 포함하도록 확장된 모듈(100)에 있어, 열 방향(Z1)을 따라 서로 이웃하는 배터리 팩(1) 사이에서, 제1 연결바(C1)의 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)끼리 서로 겹쳐지면서 서로 연결될 수 있고, 또한, 제2 연결바(C2)의 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)끼리 서로 겹쳐지면서 서로 연결될 수 있기 때문에, 제1 연결바(C1)의 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)끼리는 서로 다른 길이(d3,d4, 도 6a)와 레벨(h3,h4, 도 6a)로 돌출되고, 제2 연결바(C2)의 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)끼리는 서로 다른 길이(d6,d7, 도 6a)와 레벨(h6,h7, 도 6a)로 돌출될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 전방 측에 형성되는 연결바(C)의 전방 연결부(CF)와 버스바(B)의 전방 연결부(BF)는 서로 같은 길이(d1,d3,d6, 도 5a, 도 6a)와 레벨(h1,h3,h6, 도 5a, 도 6a)로 돌출될 수 있고, 후방 측에 형성되는, 연결바(C)의 후방 연결부(CR)와 버스바(B)의 후방 연결부(BR)는 서로 같은 길이(d2,d4,d7, 도 5a, 도 6a)와 레벨(h2,h4,h7, 도 5a, 도 6a)로 돌출될 수 있다.

상기 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)가 열 방향(Z1)을 따라 배터리 팩(1)의 확장성을 제공한다면, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 횡 방향(Z2)을 따라 배터리 팩(1)의 확장성을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 연결바(C)의 본체부(CM)로부터 서로 다른 길이(d5,d8, 도 6a)로 돌출될 수 있고, 서로 다른 레벨(h5,h8, 도 6a)로 돌출될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 각각 제1, 제2 연결바(C2)의 본체부(CM)로부터 서로 다른 길이(d5,d8, 도 6a)로 돌출될 수 있고, 서로 다른 레벨(h5,h8, 도 6a)로 돌출될 수 있다.

횡 방향(Z2)을 따라 배열된 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃하는 배터리 팩(1) 사이의 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)끼리는 서로에 대해 겹쳐지게 연결될 수 있으며, 이를 위해, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는 열 방향(Z1)을 따라 서로 같은 개수로 배열되되, 높이 방향(Z3)을 따라 서로 다른 레벨(h5,h8, 도 6a)에 배치될 수 있다. 또한, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)의 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로에 대해 겹쳐질 때, 횡 방향(Z2)을 따라 서로에 대한 간섭을 피하고, 간섭에 따른 불균일한 결합 길이가 형성되는 것을 막기 위하여, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는 서로 다른 길이(d5,d8, 도 6a)로 돌출될 수 있다.

상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a) 중에서, 상대적으로 길게 돌출된 일 연결부(C1a,C2a)와 상대적으로 짧게 돌출된 다른 연결부(C1a,C2a)가 서로에 대해 겹쳐질 때, 이들 사이의 결합 길이는 실질적으로 상대적으로 길게 돌출된 일 연결부(C1a,C2a)의 길이에 해당될 수 있으며, 상대적으로 길게 돌출된 일 연결부(C1a,C2a)의 길이를 균일하게 형성함으로써, 열 방향(Z1)을 따라 서로 다른 연결부(C1a,C2a) 위치에서 서로 균일한 결합 길이를 형성할 수 있다. 만일, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로 대등한 길이로 돌출되면, 일 연결부(C1a,C2a) 밑에 겹쳐지도록 배치된 다른 연결부(C1a,C2a)가 일 연결부(C1a,C2a)의 단차와 간섭을 일으키면서, 간섭의 정도에 따라 열 방향(Z1)을 따라 서로 다른 연결부(C1a,C2a) 위치에서 결합 길이가 서로 불균일하게 형성될 수 있고, 연결부(C1a,C2a) 위치에 따라, 상대적으로 결합 길이가 길게 형성된 연결부(C1a,C2a) 보다는 상대적으로 결합 길이가 짧게 형성된 연결부(C1a,C2a)에서 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a) 사이의 연결 자체가 곤란할 수 있고, 상대적으로 결합 길이가 길게 형성된 연결부(C1a,C2a)에 의해 서로 이웃하는 배터리 팩(1) 사이가 밀착되지 못하고 들뜨게 될 수 있다.

본 명세서에서는, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 본체부(CM)로부터 서로 다른 길이(d5,d8, 도 6a)와 서로 다른 레벨(h5,h8, 도 6a)로 돌출되는 형상을, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로 상보적인 형태로 형성된다고 표현할 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로 상보적인 형태로 형성된다는 것은, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로에 대해 겹쳐질 수 있도록 높이 방향(Z3)을 따라 서로 다른 레벨(h5,h8, 도 6a)에 배치되면서, 또한, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 균일한 결합 길이를 형성할 수 있도록, 어느 하나의 연결부(C1a,C2a)는 상대적으로 길게 돌출되고, 다른 하나의 연결부(C1a,C2a)는 상대적으로 짧게 돌출되는 구조를 의미할 수 있다. 한편, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로 상보적인 형태로 형성된다는 것은, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로에 대해 연결되기 위한 구조로서, 본 발명의 일 실시형태에서, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는 서로 일대일로 연결을 형성하도록, 열 방향(Z1)을 따라 서로 같은 개수로 배열된다는 것을 의미할 수 있다.

상기 연결바(C)는, 열 방향(Z1)을 따라 배터리 팩(1)의 확장성을 제공하도록 서로 상보적인 형태로 형성된 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)를 포함하면서, 또한 열 방향(Z1)과 교차하는 횡 방향(Z2)을 따라 배터리 팩(1)의 확장성을 제공하도록 서로 상보적인 형태로 형성된 제1 횡 방향 연결부(C1a)와, 제2 횡 방향 연결부(C2a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃하는 배터리 팩(1)끼리는 서로 상보적인 형태로 형성된 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)를 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로 상보적인 형태를 갖는다는 것은, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a) 중에서 적어도 어느 하나의 연결부(C1a,C2a)는 상대적으로 길게 돌출된 형태로 형성되고, 다른 하나의 연결부(C1a,C2a)는 상대적으로 짧게 돌출된 형태로 형성됨으로써, 서로 상보적인 형태로 형성된 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 별도의 연결부재 없이 서로에 대해 연결될 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 제1, 제2 연결바(C2)의 본체부(CM)로부터 횡 방향(Z2)을 따라 서로 다른 길이(d5,d8, 도 6a)로 돌출될 수 있으며, 배터리 팩(1)의 외부를 향하여 돌출될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)는, 각각 제1, 제2 연결바(C2)의 본체부(BM)로부터 제1 측벽체(SW1) 또는 제2 측벽체(SW2)의 외부를 향하여 상대적으로 길게 돌출되거나 또는 상대적으로 짧게 돌출될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩(1)은, 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)의 서로 다른 두 방향을 따라 확장성을 제공할 수 있다. 즉, 상기 배터리 팩(1)은, 열 방향(Z1)을 따라 다수의 배터리 팩(1)이 서로 조립되면서 열 방향(Z1)으로 다수의 배터리 팩(1)을 포함하는 확장된 형태의 모듈(100)을 제공하면서 동시에, 횡 방향(Z2)을 따라 다수의 배터리 팩(1)이 서로 조립되면서 횡 방향(Z2)으로 다수의 배터리 팩(1)을 포함하는 확장된 형태의 모듈(100)을 제공할 수 있다. 이때, 본 발명에서 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)의 서로 다른 두 방향을 따라 확장성을 제공한다는 것은, 열 방향(Z1) 또는 횡 방향(Z2)을 따라 1차원적인 형태의 확장성을 제공한다는 것 보다는, 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)을 따라 2차원적인 형태의 확장성을 제공한다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩(1)은, 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)을 따라 2차원적으로 확장될 수 있으며, 도 10에 도시된 실시형태에서, 열 방향(Z1)을 따라 서로 다른 두 개의 배터리 팩(1)을 포함하면서 동시에, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 다른 두 개의 배터리 팩(1)을 포함하여, 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)으로 동시에 확장된 모듈(100)을 제공할 수 있으며, 전체적으로 4개의 배터리 팩(1)이 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)으로 배열된 모듈(100)을 제공할 수 있다.

상기 열 방향(Z1)을 따르는 확장성에 대해, 열 방향(Z1)을 따라 케이스(W)의 전방 벽체(FW) 및 후방 벽체(RW)는 서로 상보적인 형태의 볼록부(F1,R1) 및 오목부(F2,R2)를 포함함으로써, 열 방향(Z1)을 따라 서로 이웃하는 배터리 팩(1)의 볼록부(F1,R1) 및 오목부(F2,R2)끼리 서로 형합을 형성할 수 있다. 또한, 열 방향(Z1)을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치된 버스바(B)를 통하여 버스바(B)의 양단을 형성하는 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)가 서로 상보적인 형태로 형성됨으로써, 열 방향(Z1)을 따라 서로 이웃하는 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)가 서로에 대해 연결될 수 있다. 여기서, 서로 이웃하는 배터리 셀(10)의 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)가 서로 상보적인 형태로 형성된다는 것은, 횡 방향(Z2)을 따라 같은 위치에 배치된 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)가 서로 상보적인 형태로 형성된다는 것을 의미할 수 있다.

상기 횡 방향(Z2)을 따르는 확장성에 대해, 횡 방향(Z2)을 따라 케이스(W)의 제1, 제2 측벽체(SW1,SW2)는 평편한 형태로 형성될 수 있으며, 서로 이웃한 배터리 팩(1)의 제1, 제2 측벽체(SW1,SW2)끼리 서로에 대해 대면 접촉할 수 있고, 제1, 제2 측벽체(SW1,SW2)의 평편한 면이 서로 맞닿으면서 들뜨지 않고 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃한 배터리 팩(1)을 포함하는 확장된 형태의 모듈(100)을 형성할 수 있다. 또한, 횡 방향(Z2)을 따라 돌출된 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로 상보적인 형태로 형성됨으로써, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃하는 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 서로에 대해 연결될 수 있다. 여기서, 서로 이웃하는 배터리 팩(1)의 제1 횡 방향 연결부(C1a) 및 제2 횡 방향 연결부(C2a)가 서로 상보적인 형태로 형성된다는 것은, 열 방향(Z1)을 따라 같은 위치에 배치된 제1 횡 방향 연결부(C1a) 및 제2 횡 방향 연결부(C2a)가 서로 상보적인 형태로 형성된다는 것을 의미할 수 있다.

다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 열 방향(Z1)을 따라 연결된 이웃한 배터리 팩(1)은, 서로 병렬 연결될 수 있으며, 열 방향(Z1)을 따라 서로 이웃한 버스바(B)가 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)를 통하여 서로 연결되면서, 열 방향(Z1)을 따라 길게 확장된 형태의 배터리 셀(10)의 열과 버스바(B)가 형성될 수 있다. 또한, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 횡 방향(Z2)을 따라 연결된 이웃한 배터리 팩(1)은, 서로 직렬 연결될 수 있으며, 횡 방향(Z2)을 따라 서로 이웃한 연결바(C)가 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)를 통하여 서로 연결되면서, 횡 방향(Z2)을 따라 배열되는 배터리 셀(10)의 열과 버스바(B)의 개수가 증가될 수 있다.

도 8에는, 도 1의 변형된 실시형태에 관한 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 9에는 도 8의 변형된 실시형태에 관한 배터리 팩의 평면도가 도시되어 있다. 도 10에는 도 9에 도시된 배터리 팩이 열 방향 및 횡 방향으로 확장된 모듈을 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 11에는, 도 1의 변형된 실시형태에 관한 배터리 팩의 일부를 도시한 사시도가 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 상기 배터리 팩(1)은, 케이스(W) 상에 조립되는 커버(50)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(50)는, 배터리 셀(10)이 수용된 케이스(W)의 벽체 상에 조립될 수 있다. 상기 커버(50)는, 케이스(W) 내에 수용된 배터리 셀(10), 버스바(B) 및 연결바(C)와 같은 내부 구성을 보호해줄 수 있다. 이때, 상기 커버(50)는 케이스(W) 내에 수용된 버스바(B)의 본체부(BM)와, 연결바(C)의 본체부(CM)를 덮어 보호해주는 한편으로, 열 방향(Z1)을 따라 케이스(W) 외부로 돌출된 버스바(B)의 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)와, 횡 방향(Z2)을 따라 케이스(W) 외부로 돌출된 연결바(C)의 제1 횡 방향 연결부(C1a) 및 제2 횡 방향 연결부(C2a)를 보호해줄 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 커버(50)의 전방 변부(50F), 후방 변부(50R), 제1, 제2 측변부(50S1,50S2)에는, 각각 전방 연결부(BF,CF), 후방 연결부(BR,CR), 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)와 서로 서로에 대해 끼워질 수 있도록 요철 패턴(51)이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 커버(50)는 열 방향(Z1)을 따라 서로 마주하는 전방 변부(50F) 및 후방 변부(50R)와, 열 방향(Z1)과 교차하는 횡 방향(Z2)을 따라 서로 마주하는 제1, 제2 측변부(50S1,50S2)를 포함할 수 있으며, 상기 커버(50)의 둘레를 따라, 그러니까, 상기 커버(50)의 전방 변부(50F) 및 후방 변부(50R)와, 제1, 제2 측변부(50S1,50S2)를 따라 요철 패턴(51)이 형성되어, 케이스(W) 외부로 노출된 전방 연결부(BF,CF), 후방 연결부(BR,BF), 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)를 보호해주면서, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서 서로 이웃한 배터리 팩(1) 사이의 연결을 보호해줄 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 커버(50)의 전방 변부(50F)에 형성된 요철 패턴(51)은, 상기 전방 변부(50F)를 따라 전방 연결부(BF,CF), 그러니까, 버스바(B)와 연결바(C)의 전방 연결부(BF,CF)가 형성된 개소에서는 오목부(51a)를 포함하고, 상기 전방 연결부(BF,CF)가 배제된 개소에서는 볼록부(51b)를 포함하여, 전방 변부(50F)를 따라 전방 연결부(BF,CF)의 사이 사이에 끼워지도록 볼록부(51b)가 형성된 형태로 형성될 수 있으며, 즉, 상기 전방 연결부(BF,CF)와 커버(50)의 볼록부(51b)는 서로 서로에 대해 끼워지는 형태로 배열될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 커버(50)의 볼록부(51b)는 전방 연결부(BF,CF)의 사이 사이에 끼워지면서, 전방 연결부(BF,CF)를 보호해주는 기능을 할 수 있으며, 예를 들어, 외부 충격으로부터 전방 연결부(BF,CF)를 보호해주는 기능을 할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전방 연결부(BF,CF)는, 케이스(W) 내에 수용된 버스바(B)의 본체부(BM) 또는 연결바(C)의 본체부(CM)로부터 상방으로 단차지게 돌출되면서, 케이스(W)의 전방 벽체(FW) 상에 배치될 수 있고, 케이스(W)의 전방 벽체(FW) 상에 조립되는 커버(50)의 전방 변부(50F)에 형성된 볼록부(51b) 사이에 끼워질 수 있다. 여기서, 전방 연결부(BF,CF)와 커버(50)의 볼록부(51b)가 서로 서로에 대해 끼워진다는 것은, 반드시 전방 연결부(BF,CF)와 커버(50)의 볼록부(51b)가 같은 평면 상에서 형합을 이룬다는 것을 의미하기 보다는, 예를 들어, 높이 방향(Z3)을 따라 전방 연결부(BF,CF)와 커버(50)의 볼록부(51b)가 서로 다른 평면 상에 배치되더라도, 전방 연결부(BF,CF)를 향하여 접근하는 외부 충격에 대항하여 전방 연결부(BF,CF)의 양편으로 형성된 커버(50)의 볼록부(51b)가 외부 충격의 접근을 차단해줄 수 있는 정도이면 충분하고, 반드시 높이 방향(Z3)을 따라 같은 평면 내에서 전방 연결부(BF,CF)와 커버(50)의 볼록부(51b)가 서로에 대해 끼워질 필요는 없다.

상기 커버(50)의 전방 변부(50F)에 형성된 요철 패턴(51)과 유사하게, 커버(50)의 후방 변부(50R)에 형성된 요철 패턴(51)은, 후방 변부(50R)를 따라 후방 연결부(BR,CR), 그러니까, 버스바(B)와 연결바(C)의 후방 연결부(BR,CR)가 형성된 개소에서는 오목부(51a)를 포함하고, 상기 후방 연결부(BR,CR)가 배제된 개소에서는 볼록부(51b)를 포함하여, 후방 변부(50R)를 따라 후방 연결부(BR,CR)의 사이 사이에 끼워지도록 볼록부(51b)가 형성된 형태로 형성될 수 있으며, 후방 연결부(BR,CR)와 커버(50)의 볼록부(51b)는 서로 서로에 대해 끼워질 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 커버(50)의 볼록부(51b)는 후방 연결부(BR,CR)의 사이 사이에 끼워지면서, 후방 연결부(BR,CR)를 보호해주는 기능을 할 수 있으며, 외부 충격으로부터 후방 연결부(BR,CR)를 보호해주는 기능을 할 수 있다.

상기 커버(50)의 전방 변부(50F) 및 후방 변부(50R)에 형성된 요철 패턴(51)과 유사하게, 상기 커버(50)의 제1 측변부(50S1)와 제2 측변부(50S2)에도, 각각 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)를 보호하기 위한 요철 패턴(51)이 형성될 수 있으며, 상기 요철 패턴(51)은, 제1, 제2 측변부(50S1,50S2)를 따라 각각 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 형성된 개소에서 오목부(51a)를 포함하고, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)가 배제된 개소에서 볼록부(51b)를 포함하여, 제1, 제2 측변부(50S1,50S2)를 따라 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)의 사이 사이에 끼워지도록 볼록부(51b)가 형성된 형태로 형성될 수 있으며, 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)와 커버(50)의 볼록부(51b)는 서로 서로에 대해 끼워질 수 있다.

이와 같이, 상기 커버(50)의 전방 변부(50F), 후방 변부(50R) 및 제1, 제2 측변부(50S1,50S2)를 따라 형성된 요철 패턴(51)은, 케이스(W)의 벽체를 벗어난 위치로 돌출된 전방 연결부(BF), 후방 연결부(BR), 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)를 보호해주면서, 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서는, 상기 전방 연결부(BF), 후방 연결부(BR), 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)를 보호해줌으로써, 열 방향(Z1) 및 횡 방향(Z2)으로 서로 이웃한 배터리 팩(1) 사이의 전기적인 연결을 보호해줄 수 있다.

도 11을 참조하면, 상기 케이스(W)는, 열 방향(Z1) 및/또는 횡 방향(Z2)을 따라 다수의 배터리 팩(1)을 포함하도록 확장된 모듈(100)에서, 서로 이웃한 배터리 팩(1) 사이의 연결을 형성하는, 버스바(B)의 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)와, 연결바(C)의 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)와, 연결바(C)의 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a)를 지지해주기 위한 지지블록(80)을 포함할 수 있다. 참고로, 도 11에서는, 버스바(B)의 후방 연결부(BR)를 지지하기 위한 지지블록(80)이 도시되어 있으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 다양한 실시형태에서는, 이웃한 배터리 팩(1)과의 연결을 형성하는, 버스바(B)의 전방 연결부(BF) 및 후방 연결부(BR)와, 연결바(C)의 전방 연결부(CF) 및 후방 연결부(CR)와, 연결바(C)의 제1, 제2 횡 방향 연결부(C1a,C2a) 중에서 적어도 하나 이상의 연결부(BF,BR,CF,CR,C1a,C2a)를 지지하도록 지지블록(80)이 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연결부(BF,BR,CF,CR,C1a,C2a)는 서로 이웃하는 배터리 팩(1) 사이의 연결을 형성하도록, 연결 대상이 되는 이웃한 배터리 팩(1)의 연결부(BF,BR,CF,CR,C1a,C2a)와 서로 겹쳐지면서 용접 등을 통하여 서로 결합을 형성할 수 있고, 상기 지지블록(80)은, 서로 이웃한 배터리 팩(1) 사이의 연결부(BF,BR,CF,CR,C1a,C2a) 내지는 연결부(BF,BR,CF,CR,C1a,C2a)가 형성하는 결합영역을 지지 및 보호해줄 수 있고, 용접 등의 결합 작업을 위한 견고한 지지 기반을 제공할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

1: 배터리 팩 100: 배터리 모듈
B: 버스바 BM: 버스바 본체부
BF: 버스바 전방 연결부 BR: 버스바 후방 연결부
C: 연결바 CM: 연결바 본체부
CF: 연결바 전방 연결부 CR: 연결바 후방 연결부
C1a: 제1 횡 방향 연결부 C2a: 제2 횡 방향 연결부
W: 케이스 FW: 전방 벽체
RW: 후방 벽체 SW1: 제1 측벽체
SW2: 제2 측벽체

Claims

열 방향을 따라 배열된 일 열의 배터리 셀이 다수 열로 배열된 배터리 셀로서, 상기 열 방향과 교차하는 횡 방향을 따라 서로 이웃하는 열의 배터리 셀은 열 방향을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 서로 번갈아 치우치도록 배치된 배터리 셀;
상기 열 방향을 따라 연장되는 버스바로서, 열 방향을 따라 연장되는 버스바 본체부와, 상기 버스바 본체부로부터 서로 다른 길이로 돌출되어 버스바의 양단을 형성하는 버스바 전방 연결부 및 버스바 후방 연결부를 포함하는 버스바; 및
상기 배터리 셀을 수용하는 케이스로서, 상기 배터리 셀을 사이에 개재하여 상기 열 방향을 따라 서로 마주하게 배치되며, 서로 상보적인 형상으로 형성된 전방 벽체 및 후방 벽체를 포함하는 케이스;를 구비하며,
상기 버스바는 횡 방향을 따라 배열된 다수의 버스바를 포함하고, 다수의 버스바를 형성하는 상기 전방 연결부 및 후방 연결부는, 케이스 내에 수용된 배터리 셀에 대한 전기적인 연결을 형성하는 접속부재와 연결되는 버스바 본체부로부터 같은 전방 위치 및 후방 위치로 각각 돌출되며,
상기 전방 연결부 및 후방 연결부는, 상기 열 방향 및 횡 방향과 교차하는 높이 방향을 따라 상기 버스바 본체부로부터 단차를 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 전방 벽체는,
전방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 전방으로 돌출되도록 형성된 제1 볼록부; 및
후방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 전방으로부터 인입된 제1 오목부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 후방 벽체는,
후방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 후방으로 돌출되도록 형성된 제2 볼록부; 및
전방 위치로 치우치게 배치된 열에 대응하여 후방으로부터 인입된 제2 오목부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제3항에 있어서,
상기 전방 벽체의 제1 볼록부 및 후방 벽체의 제2 오목부끼리와, 상기 전방 벽체의 제1 오목부 및 후방 벽체의 제2 볼록부끼리는,
서로 같은 열 위치에 형성되며, 서로에 대해 끼워질 수 있는 상보적인 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 버스바는, 열 방향을 따라 전방 위치 또는 후방 위치로 치우치게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 다수의 버스바는, 같은 전방 위치 또는 같은 후방 위치로 다 함께 치우치게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제6항에 있어서,
상기 버스바는, 전방 위치로 치우치게 배치되며,
상기 버스바 전방 연결부는, 상기 버스바 후방 연결부 보다 상대적으로 길게 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 버스바 전방 연결부와 버스바 후방 연결부는, 상기 열 방향 및 횡 방향과 교차하는 높이 방향을 따라 상기 버스바 본체부로부터 단차를 형성하면서 상기 케이스의 벽체를 벗어난 레벨에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제8항에 있어서,
상기 버스바 전방 연결부는, 상기 전방 벽체를 벗어난 레벨에서 상기 전방 벽체의 외부를 향하여 연장되며,
상기 버스바 후방 연결부는, 상기 후방 벽체를 벗어난 레벨에서 상기 후방 벽체의 외부를 향하여 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제8항에 있어서,
상기 버스바 전방 연결부 및 버스바 후방 연결부는, 서로에 대해 겹쳐질 수 있도록 서로 다른 레벨에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 버스바 본체부는, 서로 이웃한 열 사이로 연장되면서 서로 이웃한 열을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제11항에 있어서,
상기 버스바 전방 연결부는, 서로 이웃한 열 위치에 대응하여 형성된 전방 벽체의 제1 볼록부와 제1 오목부 사이에 배치되고,
상기 버스바 후방 연결부는, 서로 이웃한 열 위치에 대응하여 형성된 후방 벽체의 제2 볼록부와 제2 오목부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 버스바는 횡 방향을 따라 서로 이웃한 열 위치 사이에 배치되며,
상기 횡 방향을 따라 최외곽의 열에 연결되는 연결바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제13항에 있어서,
상기 연결바는, 상기 버스바와 같은 전방 위치 또는 상기 버스바와 같은 후방 위치로 치우치게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제13항에 있어서,
상기 연결바는,
상기 열 방향을 따라 연장되면서 최외곽의 열에 속한 배터리 셀과 연결을 형성하는 연결바 본체부;
상기 연결바 본체부로부터 열 방향을 따라 돌출되어 연결바의 양단을 형성하는 연결바 전방 연결부 및 연결바 후방 연결부; 및
상기 연결바 본체부로부터 횡 방향을 따라 배터리 팩의 외부를 향하여 돌출되는 횡 방향 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제15항에 있어서,
상기 연결바 전방 연결부 및 연결바 후방 연결부는, 열 방향을 따라 상기 연결바 본체부로부터 서로 다른 길이로 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제15항에 있어서,
상기 연결바 본체부는, 상기 케이스의 벽체 내에 형성되며,
상기 연결바 전방 연결부, 연결바 후방 연결부 및 횡 방향 연결부는, 상기 열 방향 및 횡 방향과 교차하는 높이 방향을 따라 상기 연결바 본체부로부터 단차를 형성하면서 상기 케이스의 벽체를 벗어난 레벨에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제15항에 있어서,
상기 횡 방향 연결부는, 열 방향을 따라 연장되는 연결바 본체부를 따라 간헐적인 위치에서 횡 방향을 따라 돌출되는 다수의 횡 방향 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제15항에 있어서,
상기 연결바는, 상기 횡 방향을 따라 양단을 형성하는 서로 다른 최외곽의 열에 각각 연결된 제1, 제2 연결바를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제19항에 있어서,
상기 횡 방향 연결부는,
상기 제1 연결바로부터 배터리 팩의 외부를 향하여 돌출되는 제1 횡 방향 연결부; 및
상기 제2 연결바로부터 배터리 팩의 외부를 향하여 돌출되는 제2 횡 방향 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제20항에 있어서,
상기 제1, 제2 횡 방향 연결부는, 각각 제1, 제2 연결바의 연결바 본체부로부터 서로 다른 길이로 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제20항에 있어서,
상기 제1, 제2 횡 방향 연결부는, 서로에 대해 겹쳐질 수 있도록 서로 다른 레벨에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 케이스는, 열 방향을 따라 서로 마주하게 배치되는 상기 전방 벽체 및 후방 벽체; 및
횡 방향을 따라 서로 마주하게 배치되는 제1, 제2 측벽체;를 포함하고,
상기 제1, 제2 측벽체는 평편하게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 케이스 상에 배치되는 커버를 더 포함하고,
상기 커버는,
열 방향을 따라 서로 마주하게 배치되는 전방 변부와 후방 변부; 및
횡 방향을 따라 서로 마주하게 배치되는 제1, 제2 측변부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제24항에 있어서,
상기 전방 변부와 후방 변부 및 제1, 제2 측변부를 따라서는 요철 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제25항에 있어서,
상기 전방 변부의 요철 패턴은, 버스바 전방 연결부 및 연결바 전방 연결부를 노출시키는 오목부와, 상기 오목부 사이의 볼록부를 포함하고,
상기 후방 변부의 요철 패턴은, 버스바 후방 연결부 및 연결바 후방 연결부를 노출시키는 오목부와, 상기 오목부 사이의 볼록부를 포함하며,
상기 제1 측변부의 요철 패턴은, 제1 횡 방향 연결부를 노출시키는 오목부와, 상기 오목부 사이의 볼록부를 포함하고,
상기 제2 측변부의 요철 패턴은, 제2 횡 방향 연결부를 노출시키는 오목부와, 상기 오목부 사이의 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제26항에 있어서,
상기 전방 변부의 요철 패턴은, 버스바 전방 연결부 및 연결바 전방 연결부와 서로 서로에 대해 끼워지고,
상기 후방 변부의 요철 패턴은, 버스바 후방 연결부 및 연결바 후방 연결부와 서로 서로에 대해 끼워지며,
상기 제1 측변부의 요철 패턴은, 제1 횡 방향 연결부와 서로 서로에 대해 끼워지고,
상기 제2 측변부의 요철 패턴은, 제2 횡 방향 연결부와 서로 서로에 대해 끼워지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.