KR20080025429A - 전지모듈 및 그것을 포함하고 있는 중대형 전지팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충방전이 가능한 판상형 이차전지 셀 ('전지셀')이 하부 플레이트 상에 순차적으로 적층된 상태에서 상부 플레이트가 결합되는 구조의 전지모듈로서, 상기 플레이트들의 외면 중, 상면 및 하면, 및/또는 좌측면 및 우측면에 슬라이딩 체결구조가 형성되고, 전면부에는 손잡이부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전지모듈, 및 이러한 전지모듈을 다수 개 포함하는 것으로 구성되는 중대형 전지팩을 제공한다.

Description

전지모듈 및 그것을 포함하고 있는 중대형 전지팩 {Battery Module, and Middle or Large-sized Battery Pack Containing The Same}
도 1과 2는 각각 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 구조에 대한 전면과 배면의 사시도들이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 구조에 관한 후면의 사시도이다;
도 4와 5는 다수 개의 전지모듈들을 높이 방향으로 적층하는 과정을 나타낸 모식도들이다;
도 6과 7은 다수 개의 전지모듈들을 높이 방향 뿐만 아니라 폭 방향으로도 적층하는 과정을 나타낸 모식도들이다.
본 발명은 슬라이딩 체결구조가 형성되어 있는 전지모듈과 이러한 전지모듈을 다수 개 조합한 구조의 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충방전이 가능 한 판상형 이차전지 셀 ('전지셀')이 하부 플레이트 상에 순차적으로 적층된 상태에서 상부 플레이트가 결합되어 있고, 상기 플레이트들의 외면 중, 상면 및 하면, 및/또는 좌측면 및 우측면에 슬라이딩 체결구조가 형성되어 있는 구조의 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.
중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
중대형 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고 외력에 대해 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.
따라서, 다수의 전지셀들을 사용하여 중대형 전지모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다. 더욱이, 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 다수의 부재들의 결합, 용접, 솔더링 등을 위한 공간이 요구되며, 그로 인해 시스템 전체의 크기는 커지게 된다. 이러한 크기 증가는 중대형 전지모듈이 장착되는 장치 내지 디바이스의 공간상의 한계 측면에서 바람직하지 않다. 더욱이, 차량 등과 같이 한정된 내부공간에 효율적으로 장착되기 위해서는 더욱 콤팩트한 구조의 중대형 전지모듈이 요구된다.
또한, 중대형 전지모듈을 구성하는 전지모듈 중에서 일부에 하자가 발생한 경우, 이를 교체하기 위한 분해 및 조립 과정에서 많은 시간과 공정이 요구되며, 작업능률의 향상을 위해 별도의 부재를 설치하는 것이 가능하나, 이러한 부재들은 전지모듈의 크기 증가를 유발하는 요인으로 작용하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 앞서 설명한 바와 같이 보다 콤팩트하고 구조적 안정성이 우수하며, 조립 및 분해가 용이한 전지모듈 어셈블리에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 차량 등과 같은 제한된 공간에서 최소의 공간으로 안정적으로 장착될 수 있는 콤팩트한 구조를 가지며, 조립 및 분해가 용이하 여 작업능률을 향상시킬 수 있는 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은, 충방전이 가능한 판상형 이차전지셀 ('전지셀')이 하부 플레이트 상에 순차적으로 적층된 상태에서 상부 플레이트가 결합되어 있고, 상기 플레이트들의 외면 중, 상면 및 하면, 및/또는 좌측면 및 우측면에 슬라이딩 체결구조가 형성되는 것으로 구성되어 있다.
상기 플레이트는 단위전지들이 적층될 수 있는 구조라면 특별히 제한되지 않으며, 단위전지들의 실장을 용이하게 할 수 있도록 단위전지의 크기에 상응하는 수납부가 형성되어 있는 케이스 구조(상부 케이스 및 하부 케이스)일 수 있다. 바람직하게는 적층된 단위전지들의 상부와 하부를 각각 덮는 분리형 구조일 수 있다.
본 발명에 따른 전지모듈의 바람직한 예로는,
상기 전지셀들이 순차적으로 적층되는 상단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 하부 케이스;
상기 하부 케이스 상에 적층된 전지셀들의 상단을 덮을 수 있는 하단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 상부 케이스;
적층된 전지셀들의 전기적 연결을 행하고, 전지의 전압 및/또는 전류를 검출하는 센싱 보드 어셈블리를 포함하는 제 1 회로부;
상기 제 1 회로부와 전기적으로 연결되어 있고, 모듈을 전반적으로 제어하는 메인 보드 어셈블리를 포함하고 있는 제 2 회로부; 및
상기 제 2 회로부에 전기적으로 연결되어 있고, 과전류를 방지하면서 외부 출력 단자와 연결하는 제 3 회로부;
를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
본 발명에 따른 전지모듈은 전체적으로 콤팩트한 구조를 가지고 있다. 구체적으로, 완성된 전지모듈의 폭은 단위전지와 거의 동일하거나 약간 큰 정도이고, 모듈의 길이는 양측면에 부착되는 제 1 회로부와 제 3 회로부의 폭만큼 단위전지보다 길며, 모듈의 두께는 적층된 단위전지들의 수와 제 2 회로부 및 상하부 케이스의 두께의 총합 정도이다. 따라서, 종래의 어떠한 전지모듈들보다도 작은 크기를 가지므로, 적용되는 외부 기기 또는 장치에 효과적으로 장착될 수 있다.
상기 단위전지는 충방전이 가능한 이차전지라면 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들어, 리튬 이차전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 중량 대비 고출력을 제공하는 리튬 이차전지가 바람직하게 사용될 수 있다. 리튬 이차전지는 형태에 따라 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 구분되는데, 그 중 높은 집적도로 적층될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지가 바람직하며, 가벼운 중량의 파우치형 전지가 특히 바람직하다.
본 발명의 전지모듈은 상부 케이스와 하부 케이스가 서로 분리되어 있어서, 필요에 따라 용량 및 출력을 변경하고자 할 때, 상부 케이스와 하부 케이스 사이에 단위전지를 추가 또는 제거하는 함으로써 유연한 설계가 가능하다.
상부 케이스와 하부 케이스의 전체적인 크기는 대략 단위전지의 크기에 상응 하는 정도이다. 따라서, 단위전지가 수납되는 하부 케이스의 상단 수납부와 상부 케이스의 하단 수납부는 단위전지의 본체 크기에 상응한다.
상기 제 1 회로부는 단위전지의 전극리드 방향에 부착되어 있다. 제 1 회로부는 단위전지들을 병렬 또는 직렬로 연결하기 위한 연결단자들과 각각의 단위전지로부터 전압 및 전류 신호를 수신하고 전지의 온도를 검출하기 위한 센싱 보드 어셈블리를 포함하고 있다. 온도는 센싱 보드 어셈블리에서 전지모듈 전체 또는 개별적인 단위전지의 온도로서 측정될 수 있다.
상기 연결단자의 구성은 단위전지들의 병렬 또는 직렬 방식의 연결을 위한 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 연결단자들 사이에 과전류 또는 과열의 발생시 전류를 차단하는 안전소자가 연결되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 안전소자의 예로는 퓨즈, 바이메탈, PTC 소자 등을 들 수 있다.
상기 센싱 보드 어셈블리는 바람직하게는 PCB로 되어 있고 각 단위전지에 전기적으로 연결되어 있는 구조일 수 있다.
단위전지들은 제 1 회로부를 경유하여 하부 케이스의 하단 수납부에 장착되어 있는 제 2 회로부에 전기적으로 연결되며, 전지의 작동은 제 2 회로부의 메인 보드 어셈블리에서 제어된다.
제 1 회로부가 장착된 모듈 측면의 대향 측면에는 상기 제 2 회로부에 전기적으로 연결되어 있는 제 3 회로부가 장착되어 있으며, 상기 제 3 회로부는 전지의 과충전, 과방전, 과전류 등을 제어하며 외부 기기에 접속되는 모듈의 최종 소자이다. 과충전, 과방전, 과전류 등의 제어는 제 3 회로부에 포함되어 있는 스위칭 소 자에 의해 실행될 수 있다.
상기 센싱 보드 어셈블리와 메인 보드 어셈블리는 바람직하게는 PCB로 되어 있어서, 그 자체로서 일정한 강도를 가지므로 제 2 회로부의 메인 보드 어셈블리는 외부의 충격에 대해 단위전지들을 보호할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 상기 제 2 회로부를 포함한 안전부재가 상부 케이스에만 설치될 수 있다.
상기 전지모듈은 전지의 작동과 관련한 회로부들이 모듈을 감싼 형태로 연결되어 있어서 모듈의 전체적인 크기를 대폭 축소시킬 수 있다.
상기 제 3 회로부는 충전 및 방전시의 과전류를 제어하는 스위칭 소자를 포함하고 있고, 전극셀들의 전극단자 방향의 대향편인 모듈의 후면에 부착되어 있는 것으로 구성된다.
상기 스위칭 소자는 전지모듈을 구성하는 단위전지들에 직렬로 접속되어 전지에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭 소자로서, 전지의 전압, 전류, 또는 전류 및 전압을 검출하여 상기 스위칭 소자를 제어하는 보호회로에 연결되어 있다. 그러한 스위칭 소자는 과충전, 과방전, 과전류 등을 제어할 수 있는 소자라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, FET 소자, 트랜지스터 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 FET 소자가 사용된다.
스위칭 소자는 전지의 전압 및/또는 전류를 검출하여 스위칭 소자를 제어하는 제어회로에 연결되어 있는데, 상기 제어회로로부터 출력된 신호에 의해 온-오프로 제어된다.
상기 모듈 케이스에는 슬라이딩 체결구조가 형성되어 있는데, 상부 케이스의 상면에는 슬라이딩 홈이 길이방향으로 형성되어 있고, 그것에 대응하여 하부 케이스의 하면에는 슬라이딩 돌기가 길이방향으로 형성되어 있으므로, 둘 또는 그 이상의 모듈을 높이 방향으로 적층시 상단에 적층되는 전지모듈의 하면에 형성된 슬라이딩 돌기와 하단에 적층되는 전지모듈의 상면에 형성된 슬라이딩 홈이 상호 결합하여 별도의 접속 부재 없이도 기계적 체결이 가능하게 된다.
상기 슬라이딩 체결구조는 다양한 구성으로 이루어질 수 있으며, 바람직한 예를 하기에서 설명한다.
슬라이딩 체결구조의 결착력을 최대화하기 위하여 상기 슬라이딩 홈은 상부 케이스의 상면 좌측 및 우측에, 슬라이딩 돌기는 하부 케이스의 하면 좌측 및 우측에 각각 형성되어 있는 구조일 수 있으며, 특히 슬라이딩 홈과 돌기는 LM(Linear Motion) 레일과 블록 구조로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
슬라이딩 홈의 입구는, 체결시의 조립 위치 오차를 허용할 수 있도록, 슬라이딩 돌기와 비교하여 상대적으로 넓은 폭으로 구성함으로써 조립 공정의 효율과 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 슬라이딩 홈의 입구는, 체결된 상태를 안정적으로 고정할 수 있도록, 상대적으로 높은 높이로 구성할 수 있다.
슬라이딩 홈의 후미에는 차단벽이 구성되어 있으며, 이는 결착되는 전지모듈간에 슬라이딩 홈과 슬라이딩 돌기가 완전히 결합하게 되면 슬라이딩 돌기가 더 이상 진행되는 것을 차단하여, 정해진 위치에 정확한 결착이 이루어지도록 하는 역할을 한다.
또한, 전지모듈 케이스의 전면부에는 측면이 만입된 형상의 손잡이부가 형성 되어 있으며, 이를 통해 전지모듈의 조립과 분해를 용이하게 하는 효과가 있으며, 바람직하게는 하부 케이스의 전면부에 측면이 만입된 형상의 손잡이부가 형성되어 있는 구조일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지모듈 다수 개로 구성된 고출력 대용량의 중대형 전지팩을 제공한다.
본 발명에 따른 중대형 전지팩은 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 전기자전거(E-bike), 전기오토바이, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 차량의 동력원, 기타 산업용 또는 가정용 기기 등 다양한 분야와 제품들의 전원으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 중대형 전지팩은 컴팩트한 구조, 필요한 용량의 구현을 위한 조립과 분리가 용이한 구조 등으로 인해 전기자동차의 충방전 전원으로 특히 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정된 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전지모듈(100)은 상부 케이스(110), 하부 케이스(120), 다수의 단위전지들(200), 제 1 회로부(300), 제 2 회로부(400) 및 제 3 회로부(500)를 포함하는 것으로 구성되어 있다. 단위전지들(200)은 서로 분리되어 있는 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120) 사이에 적층되어 있으며, 제 1 회로부(300)는 전 지모듈(100)의 정면에 위치하고, 제 2 회로부(400)는 저면에 위치하며, 제 3 회로부(500)는 배면에 위치한다.
상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)가 분리되어 있으므로, 적층될 수 있는 단위전지(200)의 수는 그것에 의해 한정되지 않으며, 그러한 단위전지(200)의 적층 수에 따라 제 1 회로부(300)와 제 3 회로부(500)만을 변경하면, 소망하는 전기 용량과 출력의 전지모듈(100)을 용이하게 디자인할 수 있다. 또한, 단위전지들(200)이 노출되어 있으므로, 충방전시 단위전지들(200)의 방열을 효율적으로 이룰 수 있다.
제 1 회로부(300)는 단위전지(200)의 전극단자 방향에 부착되어 있다. 제 1 회로부(300)는 단위전지들(200)을 병렬 또는 직렬로 연결하고 각 단위전지(200)로부터 전압을 검출하기 위한 본 발명에 따른 센싱 보드 어셈블리를 포함하고 있다.
단위전지들(200)은 제 1 회로부(300)를 경유하여 상부 케이스(110)의 상단에 장착되어 있는 제 2 회로부(400)에 전기적으로 연결되며, 전지모듈의 작동은 제 2 회로부(400)의 메인 보드 어셈블리에서 제어된다.
제 1 회로부(300)가 장착된 전지모듈(100)의 대향 측면에는 제 2 회로부(400)에 전기적으로 연결되어 있는 제 3 회로부(500)가 장착되어 있으며, 제 3 회로부(500)는 전지의 과충전, 과방전, 과전류 등을 제어하며 외부 기기(도시하지 않음)에 접속되는 전지모듈(100)의 최종 소자이다. 과충전, 과방전, 과전류 등의 제어는 제 3 회로부(500)에 포함되어 있는 FET와 같은 스위칭 소자(도시하지 않음)에 의해 실행될 수 있다.
상부 케이스(110)의 상면에는 좌우측면에 길이 방향으로 슬라이딩 홈(111)이 형성되어 있다. 슬라이딩 홈(111)의 입구(112) 는 슬라이딩 돌기(도시하지 않음)와 비교하여 상대적으로 넓은 폭으로 구성되어 있으며, 체결된 상태를 안정적으로 고정할 수 있도록, 상대적으로 높은 높이로 형성되어 있다.
슬라이딩 홈(111)의 후미는 슬라이딩 돌기의 더 이상의 진행을 금지하기 위한 차단벽(113)이 형성되어 있으므로, 2 또는 그 이상의 전지모듈(100)을 적층시 정확한 위치에 안정적으로 결합할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 전지모듈(100)의 전면부의 측면은 만입된 형상의 손잡이부(130)가 형성되어 있어서 조립 및 분해시 작업능률을 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 전지모듈의 저면부에 대한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 전지모듈(100)의 하부 케이스(120)의 하면의 좌우 양측면에는 길이방향으로 슬라이딩 돌기(121)가 형성되어 있으며, 일 측면에는 만입된 형상의 손잡이부(130)가 구성되어 있다. 상기 슬라이딩 돌기(121)은 상부 프레임(110)의 상면에 형성되어 있는 슬라이딩 홈(도시하지 않음)과 체결하여 기계적 결합을 이루게 된다.
또한, 전지모듈(100)의 전면부에는 스위칭 보드 및 방열 구조물을 포함한 각종 커넥터와 기타 부재가 부설되어 있다. 이에 대하여는 도 3에서 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.
도 3에는 도 1의 전지모듈의 후방 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 전지모듈(100)의 후방 측면을 중심으로 살펴보면, 스위칭 보드는 장방형의 방열 구조물(540)이 스위칭 소자인 6 개의 FET 소자들(550)에 연결된 상태로 인쇄회로기판(PCB:510) 상에 장착되어 있는 구조로 되어 있다.
방열 구조물(540)은, 양 측부 프레임들의 측면에 FET 소자들(550 등)이 체결되어 있으며, 측부 프레임들을 일체로서 연결하는 본체 프레임으로부터 다수의 방열 리브들이 상향 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다.
방열 구조물(540)의 좌측면 상에는 전지모듈(100)의 길이 방향으로 커넥터 지지대(520)가 형성되어 있으며, 커넥터 지지대(520) 상에는 통신 커넥터(531)와 전원 커넥터(532)가 장착되어 있고, 이를 통해 외부 회로 등과 전기적으로 연결하게 된다.
도 5 및 도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 2 개의 전지모듈이 높이 방향으로 적층되는 과정이 도시되어 있다.
우선, 도 5를 참조하면, 모듈 케이스의 상면에 슬라이딩 홈(111)이 길이방향으로 형성되어 있고, 그것에 대응하여 모듈 케이스의 하면에는 슬라이딩 돌기(도시하지 않음)가 형성되어 있으며, 상기의 슬라이딩 홈(111)과 슬라이딩 돌기가 상호 결합하여 2 개의 전지모듈이 수직방향으로 체결된다. 즉, 전지모듈을 높이 방향으로 적층시, 상단에 적층되는 전지모듈(100b)의 하면에 형성된 슬라이딩 돌기를 하단에 적층되는 전지모듈(100a)의 상면에 형성된 슬라이딩 홈에 장착한 상태에서 길이 방향으로 차단벽(113)이 있는 부분까지 밀어주게 되면 슬라이딩 체결구조에 의하여 별도의 접속 부재 없이 양 전지모듈간에 기계적 결합(600)이 가능하게 된다. 도 6은 2 개의 전지모듈이 높이 방향으로 적층되어 있는 상태(600)를 보여주고 있 다.
도 6과 7에는 높이 방향 뿐만 아니라 폭 방향으로도 다수 개의 전지모듈을 중첩시키는 과정이 도시되어 있다.
먼저 도 4 및 5에서 도시한 바와 같이 높이 방향으로 전지모듈들(100a, 100b)을 상호 결합시켜 적층한 다음, 동일한 방법으로 그것의 측면에 중첩하여 도 6 및 7에서와 같이 전지모듈들(100c, 100d)을 상호 결합시켜 적층한다. 전지모듈들(100a, 100b)과 전지모듈들(100c, 100d)은 서로 접하는 측면에서 상호 결합되는 구조일 수도 있고, 결합되지 않은 상태에서 상호 밀착시키는 구조일 수도 있다. 전자의 구조에서는, 슬라이딩 체결을 위한 슬라이딩 홈과 돌기가 전지모듈들(100a, 100b, 100c, 100d)의 상면 및 하면 뿐만 아니라 좌측면과 우측면에도 형성되어 있을 것이 요구된다. 다만, 전지모듈들(100a, 100b, 100c, 100d)이 측면 방향으로 슬라이딩 결합 구조를 가지는 경우에는 정위치로의 결합시 정밀한 위치 설정이 요구되므로, 결합되지 않으면서 밀착되는 후자의 구조가 더 바람직할 수 있다.
이러한 전지모듈들(100a, 100b, 100c, 100d)의 조립 및 분리는 전지모듈들(100a, 100b, 100c, 100d)의 전면 양 측부쪽에 형성되어 있는 손잡이부(130)를 사용하여 용이하게 수행할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 전지모듈 및 그를 포함한 중대형 전지팩의 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은 전지모듈 자체의 구조가 콤팩트하고 구조적 안전성이 우수하고, 슬라이딩 체결방식의 적용으로 전지모듈간에 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 별도의 부재가 요구되지 않아 차량 등과 같은 제한된 공간에서 최소의 공간으로 안정적으로 장착될 수 있는 콤팩트한 구조를 가질 뿐만 아니라, 전면에 위치한 손잡이부에 의해 전지팩 구조에서 분해 및 조립이 용이하다는 장점이 있다.

Claims (17)

  1. 충방전이 가능한 판상형 이차전지 셀('전지셀')이 하부 플레이트 상에 순차적으로 적층된 상태에서 상부 플레이트가 결합되어 있고, 상기 플레이트들의 외면 중, 상면 및 하면, 및/또는 좌측면 및 우측면에 슬라이딩 체결구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트들은 전지셀들의 실장을 용이하게 할 수 있도록 전지셀의 크기에 상응하는 수납부가 형성되어 있는 케이스 구조(상부 케이스 및 하부 케이스)로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 케이스들은 적층된 전지셀들의 상부와 하부를 각각 덮는 분리형 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전지셀들이 순차적으로 적층되는 상단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 하부 케이스;
    상기 하부 케이스 상에 적층된 전지셀들의 상단을 덮을 수 있는 하단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 상부 케이스;
    적층된 전지셀들의 전기적 연결을 행하고, 전지의 전압 및/또는 전류를 검출 하는 센싱 보드 어셈블리를 포함하는 제 1 회로부;
    상기 제 1 회로부와 전기적으로 연결되어 있고, 모듈을 전반적으로 제어하는 메인 보드 어셈블리를 포함하고 있는 제 2 회로부; 및
    상기 제 2 회로부에 전기적으로 연결되어 있고, 과전류를 방지하면서 외부 출력 단자와 연결하는 제 3 회로부;
    를 포함하는 것으로 구성되어 있는 전지모듈.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 회로부는 전지셀들을 병렬 또는 직렬로 연결하기 위한 연결단자들과 각각의 전지셀들로부터 전압 및 전류 신호를 수신하고 전지의 온도를 검출하기 위한 센싱 보드 어셈블리를 포함하고 있고, 전지셀들의 전극단자 방향으로 모듈의 전면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 회로부는 상부 케이스에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 회로부는 충전 및 방전시의 과전류를 제어하는 스위칭 소자를 포함하고 있고, 전극셀들의 전극단자 방향의 대향편인 모듈의 후면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  8. 제 4 항에 있어서, 슬라이딩 체결구조는 상기 상부 케이스의 상면에 길이방 향으로 형성되어 있는 슬라이딩 홈과, 그에 대응하여 하부 케이스의 하면에 길이방향으로 형성되어 있는 슬라이딩 돌기인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 슬라이딩 홈은 상부 케이스 상면의 좌측 및 우측에 각각 형성되어 있고, 슬라이딩 돌기는 하부 케이스 하면의 좌측 및 우측에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 슬라이딩 홈과 돌기는 LM(Linear Motion) 레일과 블록 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 슬라이딩 홈의 입구는, 체결시의 조립 위치 오차를 허용할 수 있도록, 슬라이딩 돌기와 비교하여 상대적으로 넓게 폭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 슬라이딩 홈의 입구는, 체결된 상태를 안정적으로 고정할 수 있도록, 상대적으로 높은 높이로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 슬라이딩 홈의 후미에는, 슬라이딩 돌기의 더 이상의 진행을 금지하기 위한 차단벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  14. 제 4 항에 있어서, 상기 하부 케이스의 전면부에는 측면이 만입된 형상의 손잡이부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중대형 전지모듈.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈 다수 개로 구성된 고출력 대용량의 중대형 전지팩.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 충방전 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자동차의 충방전 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.
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