KR20090043429A - 리튬 2차 전지 단위 셋 및 리튬 2차 전지 셋 - Google Patents

리튬 2차 전지 단위 셋 및 리튬 2차 전지 셋 Download PDF

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KR20090043429A
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Abstract

본 발명은 다수개의 리튬 2차 전지가 적층되어 이루어진 리튬 2차 전지 단위 셋 및 상기 리튬 2차 전지 단위 셋을 다수개 포함하는 리튬 2차 전지 셋에 관한 것으로, 파우치와 전극탭으로 구성된 다수의 리튬 2차 전지를 수용 및 보호함은 물론, 리튬 2차 전지의 적층구조가 자유로워짐에 따라 전압 및 용량의 변경이 용이한 리튬 2차 전지의 단위 셋 및 리튬 2차 전지 셋에 관한 것이다.
리튬 2차 전지, 파우치, 전극탭, 적층구조

Description

리튬 2차 전지 단위 셋 및 리튬 2차 전지 셋{a unit set having a plurality of lithium rechargeable batteries and a set having a plurality of the unit sets}
본 발명은 다수개의 리튬 2차 전지가 적층되어 이루어진 리튬 2차 전지 단위 셋 및 상기 리튬 2차 전지 단위 셋을 다수개 포함하는 리튬 2차 전지 셋에 관한 것으로, 파우치와 전극탭으로 구성된 다수의 리튬 2차 전지를 수용 및 보호함은 물론, 리튬 2차 전지의 적층구조가 자유로워짐에 따라 전압 및 용량의 변경이 용이한 리튬 2차 전지의 단위 셋 및 리튬 2차 전지 셋에 관한 것이다.
통상적으로, 1차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 2차 전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 2차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 2차 전지를 들 수 있다. 이 중에서, 리튬 2차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.
상기 리튬 2차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 것이다.
도1은 종래의 파우치형 리튬 2차 전지의 구조를 나타낸 도면으로서, 종래의 파우치형 리튬 2차 전지(50)는 전지부(51)와, 상기 전지부(51)가 수용되는 공간(11)을 제공하는 케이스(10)를 포함하고 있다.
상기 전지부(51)는 양극판, 세퍼레이터, 음극판 순으로 배치되어서 일방향으로 와인딩되거나, 다수장의 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 적층된 형상이다. 상기 전지부(51)의 각 극판은 양극 및 음극탭(52a, 52b)과 전기적으로 연결되어 있다.
상기 양극 및 음극 탭(52a, 52b)의 일단부는 케이스(10)의 밀폐면(12)을 통하여 외부로 돌출되어 있다. 돌출된 양극 및 음극 탭(52a, 52b)의 일단부는 도시되지 않은 보호 회로기판의 단자와 접속된다.
상기 양극 및 음극탭(52a, 52b)의 외면에는 이와 밀폐면(12)이 접촉하는 부분에서 상기 케이스(10)와 전극탭(52a, 52b)과의 전기적 단락을 방지하기 위하여 각각의 밀폐 테이프(13)가 감겨져 있다.
상기 케이스(10)는 후막의 금소재로 성형한 원통형이나 각형으로 된 캔 구조 와는 달리, 중간층이 금속 호일이고, 금속 호일의 양면에 부착되는 내외피층이 절연성 필름으로 이루어진 파우치형 케이스이다. 파우치형 케이스는 성형성이 우수하여 자유자재로 구부림이 가능하다. 상기 케이스(10)에는 상술한 바와 같이 전지부(51)가 수용가능한 공간부(11)가 형성되어 있으며, 상기 공간부(11)의 가장자리를 따라서 열융착되는 면에 제공하는 밀폐면(12)이 형성되어 있다.
도2는 도1의 A-A의 단면을 나타낸 도면으로서, 상기 케이스(10)는 금속 호일, 이를테면 알루미늄 호일로 된 중간층과, 상기 중간층의 내면 및 외면에 부착되어서 상기 중간층을 보호하는 절연성 필름으로 된 내피층과 외피층으로 이루어진 복합 필름이다.
상기 케이스(10)내에 형성된 공간(11)에는 양극판(51a), 세퍼레이터(51c), 음극판(51b) 순으로 배치된 전지부(51)가 수용되어 있으며, 상기 양극 및 음극판(51a, 51b)으로부터는 양극탭(52a)과, 음극탭(52b)이 인출되어 있다. 인출된 전극탭(52a, 52b)의 단부는 케이스(10)의 밀폐면(12)을 통하여 외부로 노출되어 있으며, 상기 밀폐면(12)에서는 전극탭(52a, 52b)의 외면에 밀폐 테이프(13)가 감싸져 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 파우치형 리튬 2차 전지(50)는 양극판(51a)과 음극판(51b)에 양극 및 음극탭(52a, 52b)을 전기적으로 연결한 다음 양극판(51a), 세퍼레이터(51c), 음극판(51b) 순으로 배치한 상태에서 일방향으로 와인딩하여 전지부(51)를 완성하게 된다.
완성된 전지부(51)는 드로잉(drawing) 공정을 통하여 공간(11)이 마련된 케 이스(10) 내에 실장되고, 실장시 각 전극탭(52a, 52b)의 일단부는 케이스(10)의 외부로 노출시킨다. 이와 같은 상태에서, 상기 케이스(10)의 밀폐면(11)에 소정의 열과 압력을 인가하여 열융착하여서 파우치형 리튬 2차 전지(50)를 완성하게 된다. 완성된 파우치형 리튬 2차 전지(50)는 전지 구조를 안정화시키기 위하여 충전, 에이징, 방전등 일련의 화성 공정(formation process)을 거쳐서 전지의 이상 유무를 선별하게 된다.
이와 관련하여, 한국공개특허공보 2005-000594호는 파우치형 리튬 2차 전지를 케이싱하는 방법을 개시하고 있다. 위 문헌의 파우치형 리튬 2차 전지는 케이스의 금속층과 양극탭에 동일한 양극 전위를 인가함에 따라서, 케이스의 내피층의 파괴로 인하여 음극탭과 케이스의 금속층과의 접촉시 단락을 유발시켜서 개로 회로 전압 차이를 손쉽게 검출할 수 있는 구조를 갖는다.
한편, 하이브리드 자동차 등 고출력의 리튬 전지가 요구되는 경우에 도1 및 도2에 도시된 파우치를 수십에서 수백개 적층하여 이를 직렬 연결하여 고전압을 얻게 된다.
이러한 파우치형 리튬 폴리머 전지는 쉽게 휘어지거나 구부러질 수 있는 연약한 알루미늄 파우치로 구성되어 있어 견고한 케이스 장치로 보호해 주어야 장시간 사용할 수 있으나, 종래에는 이러한 직렬 연결을 위해 각 파우치의 양극탭 및 음극탭을 회로 패턴이 형성되어 있는 PCB (Printed Circuit Board; 인쇄회로기판)에 의해 연결하고 이를 케이스에 담는 방식을 사용하였다.
그러나, 이러한 종래의 리튬 폴리머 파우치를 적층하여 고출력 리튬 전지를 구성하는 방법에 따르면, 연약한 구조인 리튬 폴리머 파우치를 완전하게 보호할 수 없고, 파우치를 여러개 적층하여 PCB로 연결하는 방식도 완전하지 않아 외부 충격등의 환경 변화에 강하지 못하다는 단점이 있었다.
고출력 전원으로 사용되는 리튬 전지를 구성하는 파우치 유닛들을 보다 견고하고 안정적으로 적층하고, 이들을 신뢰성 있게 직렬 및 병렬 연결할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 리튬 2차 전지가 보다 견고하고 안정적으로 수용되는 리튬 2차 전지 단위 셋을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수의 리튬 2차 전지가 별도의 연결소자 없이 직접 접속됨은 물론 상호 접속된 리튬 2차 전지의 용량 및 전압의 변경이 자유로운 고출력 리튬 2차 전지 단위 셋을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상호 접속된 다수의 리튬 2차 전지의 충전 및 방전시 과열을 방지할 수 있는 리튬 2차 전지 단위 셋을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기한 리튬 2차 전지 단위 셋을 다수개 포함하는 리튬 2차 전지 셋을 제공하는 것이다.
본 발명은 좌측 엔드프레임 및 우측 엔드프레임; 노출된 제1 탭지지부가 상단부에 형성되고, 상기 제1 탭지지부의 하방 좌측에 좌측이 개방된 좌측 수용부 및 하방 우측에 우측이 개방된 우측 수용부가 형성되며, 상기 좌측 엔드프레임과 우측 엔드프레임 사이에 상호 이웃하여 설치되는 다수개의 메인프레임; 노출된 제2 탭지지부가 상단부에 형성되고, 상기 다수개의 메인프레임 중 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 우측 수용부와 우측 메인프레임의 좌측 수용부 사이에 설치되도록 좌측이 상기 좌측 메인프레임에 체결되고 우측이 상기 우측 메인프레임 에 체결되는 센터프레임; 파우치의 둘레면 좌측으로 절곡된 좌측 전극탭 및 우측으로 절곡된 우측 전극탭이 각각 돌출 형성되며 상기 각각의 메인프레임의 좌측 수용부에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지; 상기 제1 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭과 대향되는 방향으로 반대 극성의 좌측 전극탭이 돌출 형성되고, 상기 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭과 대향되는 방향으로 반대 극성의 우측 전극탭이 돌출 형성되며 상기 각각의 메인프레임의 우측 수용부에 수용되는 제2 타입 리튬 2차 전지; 상부로 볼트가 돌출 형성되는 제1 하부고정판과, 상기 제1 하부고정판의 볼트가 관통되는 제1 상부고정판 및 상기 제1 상부고정판을 관통한 상기 제1 하부고정판의 볼트 단부에 체결되는 제1 체결구를 구비하는 상기 제1 탭지지부에 안착되는 제1 체결수단; 상부로 볼트가 돌출 형성되는 제2 하부고정판과, 상기 제2 하부고정판의 볼트가 관통되는 제2 상부고정판 및 상기 제2 상부고정판을 관통한 상기 제2 하부고정판의 볼트 단부에 체결되는 제2 체결구를 구비하며 상기 제2 탭지지부에 안착되는 제2 체결수단; 을 포함하되, 상기 어느 하나의 메인프레임에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭은 상기 제1 체결수단에 의하여 직렬로 통전 가능하도록 고정 연결되고, 상기 이웃한 메인프레임 중 좌측 메인프레임에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭 및 우측 메인프레임에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭은 상기 제2 체결수단에 의하여 직렬로 통전 가능하도록 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 각각의 메인프레임의 좌측 수용부에는 상기 제1 타 입 리튬 2차 전지 n개가 상호 병렬로 통전되도록 수용되고, 상기 각각의 메인프레임의 우측 수용부에는 상기 제2 타입 리튬 2차 전지 n개가 상호 병렬로 통전되도록 수용될 수 있는데, 상기 각각의 메인프레임의 좌측 수용부에 수용된 상기 n개의 제1 타입 리튬 2차 전지는 상호 병렬로 통전되도록 그 좌측 전극탭 및 우측 전극탭이 각각 상하로 적층되고, 상기 각각의 메인프레임의 우측 수용부에 수용된 상기 n개의 제2 타입 리튬 2차 전지는 상호 병렬로 통전되도록 그 좌측 전극탭 및 우측 전극탭이 각각 상하로 적층될 수 있다. 여기서 n은 2 이상의 자연수이다.
본 발명에 있어서, 상기 좌측 엔드프레임은 노출된 제3 탭지지부가 상단부에 형성되고, 상기 다수개의 메인프레임 중 좌측단 메인프레임 좌측에 체결되고, 상기 우측 엔드프레임은 노출된 제4 탭지지부가 상단부에 형성되고, 상기 다수개의 메인프레임 중 우측단 메인프레임 우측에 체결되고, 상기 제3 탭지지부에는 상부로 볼트가 돌출 형성되는 제3 하부고정판과, 상기 제3 하부고정판의 볼트가 관통되는 제3 상부고정판 및 상기 제3 상부고정판을 관통한 상기 제3 하부고정판의 볼트 단부에 체결되는 제3 체결구를 구비하는 제3 체결수단이 안착되고,
상기 제4 탭지지부에는 상부로 볼트가 돌출 형성되는 제4 하부고정판(55b)과, 상기 제4 하부고정판(55b)의 볼트가 관통되는 제4 상부고정판(55a) 및 상기 제4 상부고정판(55a)을 관통한 상기 제4 하부고정판(55b)의 볼트 단부에 체결되는 제4 체결구(56)를 구비하는 제4 체결수단이 안착되되, 상기 제3 체결수단은 상기 제3 하부고정판과 제3 상부고정판 사이에 상기 다수개의 메인프레임 중 좌측단 메인프레임에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭을 고정시키고, 상기 제4 체 결수단은 상기 제4 하부고정판과 제4 상부고정판 사이에 상기 다수개의 메인프레임 중 우측단 메인프레임에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭을 고정시킬 수 있는데, 상기 제1 상부고정판, 제2 상부고정판, 제3 상부고정판 및 제4 상부고정판에는 고정판 커넥터가 각각 부착되고, 상기 각각의 고정판 커넥터에는 전압측정기에 연결된 전압측정라인 측의 커넥터가 삽착될 수 있으며, 상기 제3 하부고정판과 제3 상부고정판 사이에는 상기 제2 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭과 동일한 재질의 더미(dummy) 전극탭이 고정되고, 상기 제4 하부고정판과 제4 상부고정판 사이에는 상기 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭과 동일한 재질의 더미(dummy) 전극탭이 고정될 수 있다.
본 발명은 상기 각각의 제1 체결수단 및 제2 체결수단 상부에 설치되는 보호 덮개를 포함하되, 상기 각각의 메인프레임 상단부에는 상기 제1 탭지지부의 수평 연장선상에 상기 보호 덮개가 체결되는 제1 보호 덮개 고정부가 상방으로 돌출 형성되고, 상기 각각의 센터프레임 상단부에는 상기 제2 탭지지부의 수평 연장선상에 상기 보호 덮개가 체결되는 제2 보호 덮개 고정부가 상방으로 돌출 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 각각의 메인프레임은 일자형의 바닥판과, 상기 바닥판의 전방 측단으로부터 상방으로 세워지며 중앙부에 공기 유통공이 형성되는 전방 수직판과, 상기 바닥판의 후방 측단으로부터 상방으로 세워지고 중앙부에 공기 유통공이 형성되는 후방 수직판과, 상기 전방 수직판의 상방에 위치하며 전방으로 돌출되는 전방 이격돌기와, 상기 후방 수직판의 상방에 위치하며 후방으로 돌출되는 후방 이격돌기를 포함하되, 상기 전방 이격돌기 및 후방 이격돌기에는 각각 일자형 관이 좌우측 방향으로 안치될 수 있는 안치홈이 상단으로부터 인입 형성될 수 있는데, 상기 전방 수직판 및 후방 수직판에는 각각 좌측단과 우측단으로부터 인입되는 좌측홈 및 우측홈이 형성되고, 상기 센터프레임에는, 전방 외측면으로부터 내측으로 인입되어 좌측면 및 우측면을 관통하되, 상기 이웃한 메인프레임 중 좌측 메인프레임의 전방 수직판의 우측홈 및 우측 메인프레임의 전방 수직판의 좌측홈이 형성하는 관통공에 연통되는 온도 센서 전방 삽착홈이 형성되고, 후방 외측면으로부터 내측으로 인입되어 좌측면 및 우측면을 관통하되, 상기 이웃한 메인프레임 중 좌측 메인프레임의 후방 수직판의 우측홈 및 우측 메인프레임의 후방 수직판의 좌측홈이 형성하는 관통공에 연통되는 온도 센서 후방 삽착홈이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전방 이격돌기는 후단부에 형성되는 소(小) 너비부와, 소(小) 너비부에 연접하여 좌우측으로 돌출되며 전단부에 형성되는 대(大) 너비부를 포함하고, 상기 후방 이격돌기는 전단부에 형성되는 소(小) 너비부와, 소(小) 너비부에 연접하여 좌우측으로 돌출되며 후단부에 형성되는 대(大) 너비부를 포함하되, 상기 전방 이격돌기의 안치홈은 일부가 상기 전방 이격돌기의 소(小) 너비부에 형성되고 나머지는 대(大) 너비부에 형성되고, 상기 후방 이격돌기의 안치홈은 일부가 상기 후방 이격돌기의 소(小) 너비부에 형성되고 나머지는 대(大) 너비부에 형성되고, 온도측정기에 연결된 온도측정라인 중 상기 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 전방 이격돌기의 소(小) 너비부와 우측 프레임의 전방 이격돌기의 소(小) 너비부가 형성하는 틈새를 통하여 안내된 온도측정라인은 상기 온도 센서 전방 삽착홈에 삽착된 온도 센서에 연결되고, 온도측정기에 연결된 온도측정라인 중 상기 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 후방 이격돌기의 소(小) 너비부와 우측 메인프레임의 후방 이격돌기의 소(小) 너비부가 형성하는 틈새를 통하여 안내된 온도측정라인은 상기 온도 센서 후방 삽착홈에 삽착된 온도 센서에 연결될 수 있고, 상기 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 전방 이격돌기의 소(小) 너비부와 우측 메인프레임의 전방 이격돌기의 소(小) 너비부가 형성하는 틈새를 통하여 안내된 전압측정라인은 상기 센터프레임에 안치된 제2 체결수단에 통전 가능하도록 연결되고, 상기 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 후방 이격돌기의 소(小) 너비부와 우측 메인프레임의 후방 이격돌기의 소(小) 너비부가 형성하는 틈새를 통하여 안내된 전압측정라인은 상기 좌측 메인프레임에 안치된 제1 체결수단에 통전 가능하도록 연결될 수 있다.
본 발명은 하우징 공기 유입공 및 하우징 공기 유출공이 형성되고, 상기 리튬 2차 전지 셋을 감싸는 리튬 2차 전지 하우징을 포함하되, 상기 하우징 공기 유입공은 상기 하우징 내면과 상기 전방 수직판 사이에 형성되는 전방 공기 유통로의 연장선상 또는 상기 하우징 내면과 상기 후방 수직판 사이에 형성되는 후방 공기 유통로의 연장선상 중 어느 하나의 연장선상에 형성되고, 상기 하우징 공기 유출공은 상기 하우징 내면과 상기 전방 수직판 사이에 형성되는 전방 공기 유통로의 연장선상 또는 상기 하우징 내면과 상기 후방 수직판 사이에 형성되는 후방 공기 유통로의 연장선상 중 나머지 하나의 연장선상에 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은 전후로 이웃하여 설치되는 상기 다수개의 리튬 2차 전지 단 위 셋; 공기 유입공 및 공기 유출공이 형성되고, 상기 다수개의 리튬 2차 전지 셋을 감싸는 리튬 2차 전지 하우징;을 포함하되, 상호 이웃한 2개의 리튬 2차 전지 셋은 전방 리튬 2차 전지 셋의 후방 이격돌기의 후단이 후방 리튬 2차 전지 셋의 전방 이격돌기 선단과 접촉하도록 설치되고, 상기 리튬 2차 전지 하우징의 공기 유입공 및 공기 유출공은 각각 상기 하우징 내면과 상기 리튬 2차 전지 셋 중 최전방에 위치한 리튬 2차 전지 셋의 전방 수직판 사이에 형성되는 전방 공기 유통로의 연장선상, 상기 하우징 내면과 상기 리튬 2차 전지 셋 중 최후방에 위치한 리튬 2차 전지 셋의 후방 수직판 사이에 형성되는 후방 공기 유통로의 연장선상 및 상기 이웃한 2 개의 리튬 2차 전지 셋의 후방 수직판과 전방 수직판 사이에 형성되는 중간 공기 유통로의 연장선상 중 적어도 어느 하나의 연장선상에 형성되는 리튬 2차 전지 셋에 관한 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 다수의 리튬 2차 전지를 보다 견고하고 안정적으로 연결할 수 있으며, 각각의 리튬 2차 전지를 별다른 연결장치를 이용하지 아니하고 직접 연결시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 다수개의 리튬 2차 전지의 연결구조가 자유로워짐에 따라 전압 및 용량의 변경이 손쉬워져 활용범위가 확장되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 방열성이 우수하여 충전 내지 방전시에 발생되는 열을 최소화함으로써 리튬 2차 전지의 손상이 미연에 방지되는 작용효과가 있다.
또한, 본 발명은 각각의 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 전압 및 온도를 측정할 수 있는 장점이 있다.
실시예1
실시예1은 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 단위 셋(set)에 관한 것이다.
도3은 실시예1의 좌측 엔드프레임, 메인프레임, 센터프레임 및 우측 엔드프레임의 분해 사시도를 나타낸다.
도3을 참조하면 실시예1은 좌측 엔드프레임(110), 우측 엔드프레임(120) 및다수개의 메인프레임(130+1, …, 130+r, 130+(r+1), …,130+n)을 가진다. 다수개의 메인프레임(130+1, …, 130+r, 130+(r+1), …,130+n)은 좌측 엔드프레임(110), 우측 엔드프레임(120) 사이에 상호 이웃하여 설치되고, 상호 이웃하여 설치되는 임의의 2개의 메인프레임(130+r, 130+(r+1)) 사이에는 센터프레임(230+r)이 설치된다. 여기서, r은 1부터 (n-1)까지의 임의의 자연수이다. 이하, 동일하다.
도4는 실시예1의 메인프레임의 사시도를 나타내다.
도4를 참조하면 임의의 메인프레임(130+i)은 일자형의 바닥판(130-1)을 가진다. 여기서, i는 1부터 n까지의 임의의 자연수이다. 이하, 동일하다.
도4를 참조하면 바닥판(130-1)의 전방 측단에는 상방으로 전방 수직판(130-2)이 세워진다. 전방 수직판(130-2)은 중앙부에 공기 유통공(130-2h)이 형성되고, 좌측단과 우측단으로부터 중앙부쪽으로 인입되는 좌측홈(130-2lg) 및 우측홈(130-2rg)이 형성된다. 좌측홈(130-2lg) 및 우측홈(130-2rg)은 중앙부를 중심으로 상호 대향하는 위치에 형성된다.
도4를 참조하면 바닥판(130-1)의 후방 측단에는 상방으로 후방 수직판(130-3)이 세워진다. 후방 수직판(130-3)은 중앙부에 공기 유통공(도면 미도시)이 형성되고, 좌측단과 우측단으로부터 중앙부쪽으로 인입되는 좌측홈(130-3lg) 및 우측홈(도면 미도시)이 형성된다. 후방 수직판(130-3)의 내측면에는 후방 수직지지대(130-5)가 세워진다. 후방 수직지지대(130-5)에는 후방 수직판(130-3)의 중앙부에 형성된 공기 유통공(도면 미도시)과 연통하는 공기 유통공(130-5h)이 형성된다. 도4에는 도시되지 않았으나, 후방 수직판(130-3)과 마찬가지로 전방 수직판(130-2)의 내측면에는 전방 수직지지대(도면 미도시)가 세워진다. 전방 수직지지대(도면 미도시)에는 전방 수직판(130-2)의 중앙부에 형성된 공기 유통공(130-2h)과 연통하는 공기 유통공(도면 미도시)이 형성된다.
도4를 참조하면 전방 수직판(130-2)의 상방에는 전방으로 전방 이격돌기(130-6)가 돌출 형성된다. 전방 이격돌기(130-6)에는 일자형 관(도면 미도시)이 좌우측 방향으로 안치될 수 있는 안치홈(130-6g)이 상단으로부터 인입 형성된다. 전방 이격돌기(130-6)는 후단부에 형성되는 소(小) 너비부(130-6s)와, 소(小) 너비부(130-6s)에 연접하여 형성되는 대(大) 너비부(130-6l)로 이루어지는데, 대(大) 너비부(130-6l)는 소(小) 너비부(130-6s)의 좌우측으로 돌출되어 소(小) 너비부(130-6s)보다 큰 너비를 가진다. 전방 이격돌기(130-6)의 안치홈(130-6g)은 일부가 전방 이격돌기(130-6)의 소(小) 너비부(130-6s)에 형성되고 나머지는 전방 이격돌기(130-6)의 대(大) 너비부(130-6l)에 형성된다. 전방 이격돌기(13-6)의 소(小) 너비부(130-6s)에는 좌우측을 관통하는 체결공(130-6h)이 형성된다.
도4를 참조하면 후방 수직판(130-3)의 상방에는 후방으로 후방 이격돌기(130-7)가 돌출 형성된다. 후방 이격돌기(130-7)에는 일자형 관(도면 미도시)이 좌우측 방향으로 안치될 수 있는 안치홈(130-7g)이 상단으로부터 인입 형성된다. 후방 이격돌기(130-7)는 전단부에 형성되는 소(小) 너비부(130-7s)와, 소(小) 너비부(130-7s)에 연접하여 형성되는 대(大) 너비부(130-7l)로 이루어지는데, 대(大) 너비부(130-7l)는 소(小) 너비부(130-7s)의 좌우측으로 돌출되어 소(小) 너비부(130-7s)보다 큰 너비를 가진다. 후방 이격돌기(130-7)의 안치홈(130-7g)은 일부가 후방 이격돌기(130-7)의 소(小) 너비부(130-7s)에 형성되고 나머지는 후방 이격돌기(130-7)의 대(大) 너비부(130-7l)에 형성된다. 후방 이격돌기(130-7)의 소(小) 너비부(130-7s)에는 좌우측을 관통하는 체결공(130-7h)이 형성된다.
도4를 참조하면 메인프레임(130+i)의 상단부에는 노출된 제1 탭지지부(130-8)가 형성된다. 제1 탭지지부(130-8)는 일자형의 판형상으로 형성되는데, 제1 탭지지부(130-8)의 전방 측단 및 후방 측단에는 각각 안착돌기(130-8p)가 돌출 형성된다.
도4를 참조하면 메인프레임(130+i)의 상단부에는 제1 보호 덮개 고정부(130-9)가 형성된다. 제1 보호 덮개 고정부(130-9)는 제1 탭지지부(130-8)의 수평 연장선상 상부로 돌출 형성된다. 제1 보호 덮개 고정부(130-9)에는 체결공(130-9h)이 형성된다. 한편, 제1 탭지지부(130-8)와 제1 보호 덮개 고정부(130-9) 사이에는 버스 바(bus bar)를 안내할 수 있는 "U"자형의 버스 바(bus bar) 안내관(130-10)이 형성될 수 있다. 버스 바(bus bar) 안내관(130-10)을 기준으로 제1 탭지지부(130- 8)는 후방 이격돌기(130-7) 쪽에 형성되고, 제1 보호 덮개 고정부(130-9)는 전방 이격돌기(130-6) 쪽에 형성된다.
도4를 참조하면 전방 수직판(130-2)에는 하부 전방 결합돌기(130-12)가 전방으로 돌출 형성된다. 하부 전방 결합돌기(130-12)에는 좌우측을 관통하는 체결공(130-12h)이 형성된다.
도4를 참조하면 후방 수직판(130-3)에는 하부 후방 결합돌기(130-13)가 후방으로 돌출 형성된다. 하부 후방 결합돌기(130-13)에는 좌우측을 관통하는 체결공(130-13h)이 형성된다.
도5 및 도6은 실시예1의 메인프레임에 형성되는 좌측 수용부 및 우측 수용부의 개략도를 나타낸다.
도5를 참조하면 메인프레임(130+i)의 제1 탭지지부(130-8) 및 제1 보호 덮개 고정부(130-9)의 하방 좌측에는 좌측이 개방된 좌측 수용부(LS)가 형성되고, 도6을 참조하면 메인프레임(130+i)의 제1 탭지지부(130-8) 및 제1 보호 덮개 고정부(130-9)의 하방 우측에는 우측이 개방된 우측 수용부(RS)가 형성된다.
도7은 실시예1의 센터프레임(230+r, 도3 참조)이 미도시된 상태에서의 상호 이웃한 2개의 메인프레임(130+r)과 메인프레임(130+(r+1))의 설치 상태도를 나타낸다.
도7을 참조하면 좌측 메인프레임(130+r)의 대(大) 너비부(130-6l) 우측면과 우측 메인프레임(130+(r+1))의 대(大) 너비부(130-6l) 좌측면은 상호 접촉하도록 설치되고, 따라서 좌측 메인프레임(130+r)의 소(小) 너비부(130-6s) 우측면과 우측 메인프레임(130+(r+1))의 소(小) 너비부(130-6s) 좌측면 사이에는 틈새가 형성된다.
도7을 참조하면 마찬가지로, 좌측 메인프레임(130+r)의 대(大) 너비부(130-7l) 우측면과 우측 메인프레임(130+(r+1))의 대(大) 너비부(130-7l) 좌측면은 상호 접촉하도록 설치되고, 따라서 좌측 메인프레임(130+r)의 소(小) 너비부(130-7s) 우측면과 우측 메인프레임(130+(r+1))의 소(小) 너비부(130-7s) 좌측면 사이에는 틈새가 형성된다.
도8은 실시예1의 이웃한 메인프레임, 그 사이에 설치되는 센터프레임, 이웃한 메인프레임 중 좌측 메인프레임에 수용되는 제2 타입 리튬 2차 전지 및 우측 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 분해 사시도를 나타낸다.
도8을 참조하면 센터프레임(230+r) 상단 가장자리에는 상부 전방 결합돌기(230-6) 및 상부 후방 결합돌기(230-7)가 돌출 형성된다. 상부 전방 결합돌기(230-6) 및 상부 후방 결합돌기(230-7)에는 좌우측면을 관통하는 중공축 형상의 중공 체결돌기(230-6p, 230-7p)가 각각 좌우측으로 돌출 형성된다. 중공 체결돌기(230-6p)는 좌측단이 좌측 메인프레임(130+r)의 체결공(130-6h) 우측에 체결되도록 형성되고, 우측단이 우측 메인프레임(130+(r+1))의 체결공(130-6h) 좌측에 체결되도록 형성된다. 마찬가지로 중공 체결돌기(230-7p)는 좌측단이 좌측 메인프레임(130+r)의 체결공(130-7h) 우측에 체결되도록 형성되고, 우측단이 우측 메인프레임(130+(r+1))의 체결공(130-7h) 좌측에 체결되도록 형성된다.
도8을 참조하면 센터프레임(230+r)의 상단부에는 노출된 제2 탭지지부(230- 8)가 형성된다. 제2 탭지지부(230-8)는 일자형의 판형상으로 형성되는데, 제2 탭지지부(230-8)의 전방 측단 및 후방 측단에는 각각 안착돌기(230-8p)가 돌출 형성된다.
도8을 참조하면 센터프레임(230+r)의 상단부에는 제2 보호 덮개 고정부(230-9)가 형성된다. 제2 보호 덮개 고정부(230-9)는 제2 탭지지부(230-8)의 수평 연장선상 상부로 돌출 형성된다. 제2 보호 덮개 고정부(230-9)에는 체결공(230-9h)이 형성된다. 한편, 제2 탭지지부(230-8)와 제2 보호 덮개 고정부(230-9) 사이에는 버스 바(bus bar)를 안내할 수 있는 "U"자형의 버스 바(bus bar) 안내관(230-10)이 형성될 수 있다. 버스 바(bus bar) 안내관(230-10)을 기준으로 제2 탭지지부(230-8)는 상부 전방 결합돌기(230-6) 쪽에 형성되고, 제2 보호 덮개 고정부(230-9)는 상부 후방 결합돌기(230-7) 쪽에 형성된다.
도8을 참조하면 센터프레임(230+r)의 전방 외측면 하단에는 하부 전방 결합돌기(230-12)가 전방으로 돌출 형성되고, 센터프레임(230+r)의 후방 외측면 하단에는 하부 후방 결합돌기(230-13)가 후방으로 돌출 형성된다. 하부 전방 결합돌기(230-12) 및 하부 후방 결합돌기(230-13)에는 좌우측을 관통하는 중공축 형상의 중공 체결돌기(230-12p, 230-13p)가 각각 좌우측으로 돌출 형성된다. 중공 체결돌기(230-12p)는 좌측단이 좌측 메인프레임(130+r)의 체결공(130-12h) 우측에 체결되도록 형성되고, 우측단이 우측 메인프레임(130+(r+1))의 체결공(130-12h) 좌측에 체결되도록 형성된다. 마찬가지로 중공 체결돌기(230-13p)는 좌측단이 좌측 메인프레임(130+r)의 체결공(130-13h) 우측에 체결되도록 형성되고, 우측단이 우측 메인 프레임(130+(r+1))의 체결공(130-13h) 좌측에 체결되도록 형성된다.
도8을 참조하면 센터프레임(230+r)에는 온도 센서 전방 삽착홈(230-2g) 및 온도 센서 후방 삽착홈(230-3g)이 형성된다. 온도 센서 전방 삽착홈(230-2g)은 센터프레임(230+r)의 전방 외측면으로부터 내측으로 인입되어 좌측면 및 우측면을 관통하도록 형성되고, 온도 센서 후방 삽착홈(230-3g)은 센터프레임(230+r)의 후방 외측면으로부터 내측으로 인입되어 좌측면 및 우측면을 관통하도록 형성된다. 도7을 함께 참조하면 온도 센서 전방 삽착홈(230-2g)은 좌측 메인프레임(130+r)의 전방 수직판의 우측홈(130-2rg) 및 우측 메인프레임(130+(r+1))의 전방 수직판의 좌측홈(130-2lg)이 형성하는 전방 관통공(fh)에 연통된다. 상기 전방 관통공(fh)에는 전방 온도 센서(도면 미도시)가 삽착된다. 마찬가지로 도7을 함께 참조하면 온도 센서 후방 삽착홈(230-3g)은 좌측 메인프레임(130+r)의 후방 수직판의 우측홈(130-3rg) 및 우측 메인프레임(130+(r+1))의 후방 수직판의 좌측홈(130-3lg)이 형성하는 후방 관통공(rh)에 연통된다. 상기 후방 관통공(rh)에는 후방 온도 센서(도면 미도시)가 삽착된다.
도7을 참조하면 상기 전방 관통공(fh)에 삽착된 전방 온도 센서(도면 미도시)에 연결된 온도측정라인(도면 미도시)은 제1 틈새(130-6t1)를 통하여 안내되어 메인프레임(130+1, …, 130+r, 130+(r+1), …, 130+n)의 안치홈(130-6g)에 안치되는 일자형의 안내관(도면 미도시)에 인입된다. 제1 틈새(130-6t1)는 좌측 메인프레임(130+r)의 소(小) 너비부(130-6s)와 우측 메인프레임(130+(r+1))의 소(小) 너비 부(130-6s)가 형성하는 틈새 중 좌측 메인프레임(130+r)의 안치홈(130-6g)과 우측 메인프레임(130+(r+1))의 안치홈(130-6g) 사이에 형성되는 틈새이다. 마찬가지로, 상기 후방 관통공(rh)에 삽착된 후방 온도 센서(도면 미도시)에 연결된 온도측정라인(도면 미도시)은 제1 틈새(도면 미도시)를 통하여 안내되어 메인프레임(130+1, …, 130+r, 130+(r+1), …, 130+n)의 안치홈(130-7g)에 안치되는 일자형의 안내관(도면 미도시)에 인입된다. 상기 제1 틈새(도면 미도시)는 좌측 메인프레임(130+r)의 소(小) 너비부(130-7s)와 우측 메인프레임(130+(r+1))의 소(小) 너비부(130-7s)가 형성하는 틈새 중 좌측 메인프레임(130+r)의 안치홈(130-7g)과 우측 메인프레임(130+(r+1))의 안치홈(130-7g) 사이에 형성되는 틈새이다.
도9는 실시예1의 메인프레임 및 메인프레임에 수용되어 고정되는 제1 타입 리튬 2차 전지 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 분해 사시도를 나타낸다.
도9 및 도5를 참조하면 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)는 메인프레임(130+i)의 좌측 수용부(LS)에 수용된다. 여기서 i는 1부터 n까지의 자연수이다. 이하 동일하다. 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)는 좌측 전극탭(310-lt) 및 우측 전극탭(310-rt)을 갖는데, 좌측 전극탭(310-lt)은 파우치(도면부호 미부여)의 둘레면 좌측으로 돌출되도록 파우치(도면부호 미부여) 좌측으로 절곡 형성되고, 우측 전극탭(310-rt)은 파우치(도면부호 미부여)의 둘레면 우측으로 돌출되도록 파우치(도면부호 미부여) 우측으로 절곡 형성된다. 좌측 전극탭(310-lt)은 양극탭 또는 음극탭일 수 있고, 우측 전극탭(310-rt)은 좌측 전극탭(310-lt)과 반대 극성의 전극탭이다. 좌측 전극탭(310-lt) 및 우측 전극탭(310-rt)에는 각각 체결홈(310-lth, 310-rth)이 형성된다. 한편, 실시예1의 좌측 전극탭(310-lt) 및 우측 전극탭(310-rt)에는 각각 체결홈(310-lth, 310-rth) 대신 체결공(도면 미도시)이 형성될 수 있다.
도9 및 도6을 참조하면 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)는 메인프레임(130+i)의 우측 수용부(RS)에 수용된다. 여기서 i는 1부터 n까지의 자연수이다. 이하 동일하다. 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)는 좌측 전극탭(320-lt) 및 우측 전극탭(320-rt)을 갖는데, 좌측 전극탭(320-lt)은 파우치(도면부호 미부여)의 둘레면 좌측으로 돌출되도록 파우치(도면부호 미부여) 좌측으로 절곡 형성되고, 우측 전극탭(320-rt)은 파우치(도면부호 미부여)의 둘레면 우측으로 돌출되도록 파우치(도면부호 미부여) 우측으로 절곡 형성된다. 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)은 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)과 대향하는 방향으로 돌출 형성되는데, 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)과 반대 극성의 전극탭이다. 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 우측 전극탭(320-rt)은 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 좌측 전극탭(310-lt)과 대향하는 방향으로 돌출 형성되는데, 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 좌측 전극탭(310-lt)과 반대 극성의 전극탭이다. 좌측 전극탭(320-lt) 및 우측 전극탭(320-rt)에는 각각 체결홈(320-lth, 320-rth)이 형성된다. 한편, 실시예1의 좌측 전극탭(320-lt) 및 우측 전극탭(320-rt)에는 각각 체결홈(320-lth, 320-rth) 대신 체결공(도면 미도시)이 형성될 수 있다.
도9를 참조하면 메인프레임(130+i)에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)과 메인프레임(130+i)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전 지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)은 제1 체결수단(410+i)에 의하여 직렬로 통전 가능하도록 연결된다.
도9를 참조하면 제1 체결수단(410+i)은 제1 하부고정판(410-1), 제1 상부고정판(410-2) 및 제1 체결구(410-3)를 가진다. 제1 하부고정판(410-1), 제1 상부고정판(410-2) 및 제1 체결구(410-3)은 각각 도체일 수 있다. 제1 하부고정판(410-1)은 메인프레임(130+i)의 제1 탭지지부(130-8)에 안착되며, 안착돌기(130-8p)에 끼워지는 안착홈(410-1h)이 형성된다. 제1 하부고정판(410-1)에는 볼트(도면부호 미부여)가 상방으로 돌출 형성된다. 제1 상부고정판(410-2)에는 제1 하부고정판(410-1)의 볼트(도면부호 미부여)가 관통되는 관통홈(도면부호 미부여)이 형성된다. 제1 상부고정판(410-2)에는 고정판 커넥터(410-2c)가 부착된다.
도9를 참조하면 제1 체결구(410-3)는 제1 하부고정판(410-1)의 볼트(도면부호 미부여) 단부에 끼워진다. 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)과 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)은 각각 제1 하부고정판(410-1)과 제1 상부고정판(410-2) 사이에 끼워져, 제1 체결구(410-3)에 의하여 상호 통전 가능하도록 체결된다. 이때, 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)과 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)은 상하로 적층되며, 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 체결홈(310-rth) 및 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 체결홈(320-lth)이 각각 제1 하부고정판(410-1)의 볼트(도면부호 미부여)를 감싸게 된다. 따라서, 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)과 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt) 사이의 접촉 면적이 증가하여 통전상태가 양호해지고, 체결력이 커져 이탈이 방지된다.
도9를 참조하면 고정판 커넥터(410-2c)는 제1 상부고정판(410-2)에 부착되어 메인프레임(130+i)에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt) 및 메인프레임(130+i)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)과 전기적으로 통전되도록 연결된다. 고정판 커넥터(410-2c)에는 전압측정기(도면 미도시)에 연결된 i번째 후방 전압측정라인(도면 미도시) 측의 커넥터(도면 미도시)가 삽착된다. i=r 인 경우 도7을 함께 참조하면 r번째 후방 전압측정라인(도면 미도시)은 좌측 메인프레임(130+r)의 소(小) 너비부(130-7s)와 우측 메인프레임(130+(r+1))의 소(小) 너비부(130-7s)가 형성하는 제2 틈새(130-7t2)를 통하여 제1 체결수단(410+i, 도9 참조)의 고정판 커넥터(410-2c, 도9 참조) 쪽에 안내된다.
도10은 실시예1의 센터프레임 및 센터프레임에 고정되는 제2 타입 리튬 2차 전지 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 분해 사시도를 나타낸다.
도10을 참조하면 좌측 메인프레임(130+r)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+r)의 우측 전극탭(320-rt)과, 우측 메인프레임(130+(r+1))에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지(310+(r+1))의 좌측 전극탭(310-lt)은 제2 체결수단(420+r)에 의하여 직렬로 통전 가능하도록 연결된다.
도10를 참조하면 제2 체결수단(420+r)은 제2 하부고정판(420-1), 제2 상부고정판(420-2) 및 제2 체결구(420-3)를 가진다. 제2 하부고정판(420-1), 제2 상부고 정판(420-2) 및 제2 체결구(420-3)는 각각 도체일 수 있다. 제2 하부고정판(420-1)은 센터프레임(230+r)의 제2 탭지지부(230-8)에 안착되며, 안착돌기(230-8p)에 끼워지는 안착홈(420-1h)이 형성된다. 제2 하부고정판(420-1)에는 볼트(도면부호 미부여)가 상방으로 돌출 형성된다. 제2 상부고정판(420-2)에는 제2 하부고정판(420-1)의 볼트(도면부호 미부여)가 관통되는 관통홈(도면부호 미부여)이 형성된다. 제2 상부고정판(420-2)에는 고정판 커넥터(420-2c)가 부착된다.
도10을 참조하면 제2 체결구(420-3)는 제2 하부고정판(420-1)의 볼트(도면부호 미부여) 단부에 끼워진다. 제2 타입 리튬 2차 전지(320+r)의 우측 전극탭(320-rt)과 제1 타입 리튬 2차 전지(310+(r+1))의 좌측 전극탭(310-lt)은 각각 제2 하부고정판(420-1)과 제2 상부고정판(420-2) 사이에 끼워져, 제2 체결구(420-3)에 의하여 상호 통전 가능하도록 체결된다. 이때, 제2 타입 리튬 2차 전지(320+r)의 우측 전극탭(320-rt)과 제1 타입 리튬 2차 전지(310+(r+1))의 좌측 전극탭(310-lt)은 상호 적층되며, 제2 타입 리튬 2차 전지(320+r)의 체결홈(320-rth) 및 제1 타입 리튬 2차 전지(310+(r+1))의 체결홈(310-lth)이 각각 제2 하부고정판(420-1)의 볼트(도면부호 미부여)를 감싸게 된다. 따라서, 제2 타입 리튬 2차 전지(320+r)의 우측 전극탭(320-rt)과 제1 타입 리튬 2차 전지(310+(r+1))의 좌측 전극탭(310-lt) 사이의 접촉면적이 증가하여 통전상태가 양호해지고, 체결력이 커져 이탈이 방지된다.
도10을 참조하면 고정판 커넥터(420-2c)는 제2 상부고정판(420-2)에 부착되어 좌측 메인프레임(130+r)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+r)의 우측 전극탭(320-rt) 및 우측 메인프레임(130+(r+1))에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전 지(310+(r+1))의 좌측 전극탭(310-lt)과 전기적으로 통전되도록 연결된다. 고정판 커넥터(420-2c)에는 전압측정기(도면 미도시)에 연결된 r번째 전방 전압측정라인(도면 미도시) 측의 커넥터(도면 미도시)가 삽착된다. 도7을 함께 참조하면 r번째 전방 전압측정라인(도면 미도시)은 좌측 메인프레임(130+r)의 소(小) 너비부(130-6s)와 우측 메인프레임(130+(r+1))의 소(小) 너비부(130-6s)가 형성하는 제2 틈새(130-6t2)를 통하여 제2 체결수단(420+r)의 고정판 커넥터(420-2c) 쪽에 안내된다.
도11은 실시예1의 우측 엔드프레임 및 우측 엔드프레임에 고정되는 제2 타입 리튬 2차전지의 분해 사시도를 나타낸다.
도11을 참조하면 우측 엔드프레임(120)의 상단부에는 노출된 제4 탭지지부(120-8)가 형성된다. 제4 탭지지부(120-8)는 일자형의 판형상으로 형성되는데, 제4 탭지지부(120-8)의 전방 측단 및 후방 측단에는 각각 안착돌기(120-8p)가 돌출 형성된다.
도11을 참조하면 우측 엔드프레임(120)의 상단부에는 제4 탭지지부(120-8)와 동일한 형태의 제4 가상 탭지지부(120-9)가 형성된다. 따라서, 제4 가상 탭지지부(120-9)의 전방 측단 및 후방 측단에는 각각 가상 안착돌기(120-9p)가 돌출 형성된다. 제4 가상 탭지지부(120-9)는 제4 탭지지부(120-8)의 수평 연장선상에 형성된다.
도11을 참조하면 제4 탭지지부(120-8)와 제4 가상 탭지지부(120-9) 사이에는 버스 바(bus bar)를 안내할 수 있는 "U"자형의 버스 바(bus bar) 안내관(120-10)이 형성될 수 있다. 버스 바(bus bar) 안내관(120-10)을 기준으로 제4 탭지지부(120-8)는 전방에 형성되고, 제4 가상 탭지지부(120-9)는 후방에 형성된다.
도11을 참조하면 제4 탭지지부(120-8)의 전방 측단에는 선단부가 전방으로 돌출되는 전방 이격돌기(120-6)가 형성된다. 전방 이격돌기(120-6)에는 일자형 관이 좌우측 방향으로 안치될 수 있는 안치홈(120-6g)이 상단으로부터 인입 형성된다. 전방 이격돌기(120-6)는 후단부에 형성되는 소(小) 너비부(120-6s)와, 소(小) 너비부(120-6s)에 연접하여 형성되는 대(大) 너비부(120-6l)와, 소(小) 너비부(120-6s)의 좌측단 하부에 대(大) 너비부(120-6l)와 이격되어 좌측으로 돌출 형성되는 좌측 돌출부(120-6sl)로 이루어진다. 대(大) 너비부(130-6l)는 소(小) 너비부(130-6s)의 좌측으로 돌출되어 소(小) 너비부(120-6s)보다 큰 너비를 가지며, 대(大) 너비부(120-6l)의 좌측단과 좌측 돌출부(120-6sl)의 좌측단은 동일 평면상에 위치한다. 전방 이격돌기(120-6)의 안치홈(120-6g)은 일부가 전방 이격돌기(120-6)의 소(小) 너비부(120-6s)에 형성되고 나머지는 전방 이격돌기(120-6)의 대(大) 너비부(120-6l)에 형성된다. 전방 이격돌기(120-6)에는 소(小) 너비부(120-6s) 및 좌측 돌출부(120-6sl)의 좌우측을 관통하며 좌측 돌출부(120-6sl)의 좌측으로 돌출되는 중공축 형상의 중공 체결돌기(120-6p)가 형성된다.
도11을 참조하면 제4 가상 탭지지부(120-9)의 후방 측단에는 후단부가 후방으로 돌출되는 후방 이격돌기(120-7)가 형성된다. 후방 이격돌기(120-7)에는 일자형 관이 좌우측 방향으로 안치될 수 있는 안치홈(120-7g)이 상단으로부터 인입 형 성된다. 후방 이격돌기(120-7)는 전단부에 형성되는 소(小) 너비부(120-7s)와, 소(小) 너비부(120-7s)에 연접하여 형성되는 대(大) 너비부(120-7l)와, 소(小) 너비부(120-7s)의 좌측단 하부에 대(大) 너비부(120-7l)와 이격되어 좌측으로 돌출 형성되는 좌측 돌출부(120-7sl)로 이루어진다. 대(大) 너비부(120-7l)는 소(小) 너비부(120-7s)의 좌측으로 돌출되어 소(小) 너비부(120-7s)보다 큰 너비를 가지며, 대(大) 너비부(120-7l)의 좌측단과 좌측 돌출부(120-7sl)의 좌측단은 동일 평면상에 위치한다. 후방 이격돌기(120-7)의 안치홈(120-7g)은 일부가 후방 이격돌기(120-7)의 소(小) 너비부(120-7s)에 형성되고 나머지는 후방 이격돌기(120-7)의 대(大) 너비부(120-7l)에 형성된다. 후방 이격돌기(120-7)에는 소(小) 너비부(120-7s) 및 좌측 돌출부(120-7sl)의 좌우측을 관통하며 좌측 돌출부(120-7sl)의 좌측으로 돌출되는 중공축 형상의 중공 체결돌기(120-7p)가 형성된다.
도11을 참조하면 우측 엔드프레임(120)의 전방 외측면 하단에는 하부 전방 결합돌기(120-12)가 전방으로 돌출 형성되고, 우측 엔드프레임(120)의 후방 외측면 하단에는 하부 후방 결합돌기(120-13)가 후방으로 돌출 형성된다. 하부 전방 결합돌기(120-12) 및 하부 후방 결합돌기(120-13)에는 좌우측을 관통하는 중공축 형상의 중공 체결돌기(120-12p, 120-13p)가 각각 좌우측으로 돌출 형성된다. 중공 체결돌기(120-12p)는 좌측단이 좌측단 메인프레임(130+n)의 체결공(130-12h) 우측에 체결되도록 형성된다. 마찬가지로 중공 체결돌기(120-13p)는 좌측단이 좌측단 메인프레임(130+n)의 체결공(130-13h) 우측에 체결되도록 형성된다.
도11을 참조하면 우측 엔드프레임(120)에는 온도 센서 전방 삽착홈(120-2g) 및 온도 센서 후방 삽착홈(120-3g)이 형성된다. 온도 센서 전방 삽착홈(120-2g)은 우측 엔드프레임(120)의 좌측면에 요입 형성되는데, 선단부가 전방에 개방되도록 형성된다. 온도 센서 전방 삽착홈(120-2g)은 그 개방된 선단부가 좌측단 메인프레임(130+n)의 전방 수직판의 우측홈(130-2rg)과 인접하여 관통공을 형성함으로써 후방 온도센서(도면 미도시)가 삽착될 수 있도록 한다. 온도 센서 전방 삽착홈(120-2g)에 삽착된 전방 온도 센서(도면 미도시)에 연결된 온도측정라인(도면 미도시)은 우측단 메인프레임(130+n)의 소(小) 너비부(130-6s)와 우측 엔드프레임(120)의 소(小) 너비부(120-6s)가 형성하는 틈새를 통하여 안내되어 메인프레임(130+1, …, 130+r, 130+(r+1), …, 130+n)의 안치홈(130-6g)에 안치되는 일자형의 안내관(도면 미도시)에 인입된다. 온도 센서 후방 삽착홈(120-3g) 및 이에 삽착되는 후방 온도 센서(도면 미도시)에 연결된 온도측정라인(도면 미도시)에 대한 설명은 온도 센서 전방 삽착홈(120-2g) 및 이에 삽착되는 전방 온도 센서(도면 미도시)에 연결된 온도측정라인(도면 미도시)의 설명에 준한다.
도11을 참조하면 우측단 메인프레임(130+n)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+n)의 우측 전극탭(320-rt)은 제4 체결수단(440)에 의하여 제4 탭지지부(120-8)에 안착 고정된다.
도11을 참조하면 제4 체결수단(440)은 제4 하부고정판(440-1), 제4 상부고정판(440-2) 및 제4 체결구(440-3)를 가진다. 제4 하부고정판(440-1), 제4 상부고정판(440-2) 및 제4 체결구(440-3)는 각각 도체일 수 있다. 제4 하부고정판(440-1)은 우측 엔드프레임(120)의 제4 탭지지부(120-8)에 안착되며, 안착돌기(120-8p)에 끼 워지는 안착홈(440-1h)이 형성된다. 제4 하부고정판(440-1)에는 볼트(도면부호 미부여)가 상방으로 돌출 형성된다. 제4 상부고정판(440-2)에는 제4 하부고정판(440-1)의 볼트(도면부호 미부여)가 관통되는 관통홈(도면부호 미부여)이 형성된다. 제4 상부고정판(440-2)에는 고정판 커넥터(440-2c)가 부착된다.
도11을 참조하면 제4 체결구(440-3)는 제4 하부고정판(440-1)의 볼트(도면부호 미부여) 단부에 끼워진다. 제2 타입 리튬 2차 전지(320+n)의 우측 전극탭(320-rt)은 제4 하부고정판(440-1)과 제4 상부고정판(440-2) 사이에 끼워져, 제4 체결구(440-3)에 의하여 고정된다. 이때, 제2 타입 리튬 2차 전지(320+n)의 체결홈(320-rth)이 제4 하부고정판(440-1)의 볼트(도면부호 미부여)를 감싸게 된다.
한편, 도11을 참조하면 제4 하부고정판(440-1)과 제4 상부고정판(440-2) 사이에는 더미(dummy) 전극탭(440-dt)이 인입 고정된다. 더미(dummy) 전극탭(440-dt)은 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 좌측 전극탭(310-lt)과 동일 재질의 전극탭이다. 따라서, 제4 체결수단(440)의 제4 하부고정판(440-1)과 제4 상부고정판(440-2) 사이의 저항을 제1 체결수단(410+n)의 제1 하부고정판(410-1)과 제1 상부고정판(410-2) 사이의 저항과 동일하게 조절할 수 있다.
도11을 참조하면 고정판 커넥터(440-2c)는 제4 상부고정판(440-2)에 부착되어 우측단 메인프레임(130+n)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+n)의 우측 전극탭(320-rt) 및 더미(dummy) 전극탭(440-dt)과 전기적으로 통전되도록 연결된다. 고정판 커넥터(440-2c)에는 전압측정기(도면 미도시)에 연결된 n번째 전방 전압측정라인(도면 미도시) 측의 커넥터(도면 미도시)가 삽착된다. n번째 전방 전압측정 라인(도면 미도시)은 우측단 메인프레임(130+n)의 소(小) 너비부(130-6s)와 우측 엔드프레임(120)의 소(小) 너비부(120-6s)가 형성하는 틈새를 통하여 제4 체결수단(440)의 고정판 커넥터(440-2c) 쪽에 안내된다.
한편, 도11을 참조하면 n번째 후방 전압측정라인(도면 미도시)은 우측단 메인프레임(130+n)의 소(小) 너비부(130-7s)와 우측 엔드프레임(120)의 소(小) 너비부(120-7s)가 형성하는 틈새를 통하여 제1 체결수단(410+n)의 고정판 커넥터(410-2c) 쪽에 안내된다.
도12는 실시예1의 좌측 엔드프레임 및 좌측 엔드프레임에 고정되는 제1 타입 리튬 2차전지의 분해 사시도를 나타낸다.
도12에 도시된 좌측 엔드프레임(110)은 도11에 도시된 우측 엔드프레임( 120)의 미러 이미지(mirror image)이다. 따라서, 좌측 엔드프레임(110)의 상단부에는 제4 탭지지부(120-8)와 대향하는 방향에 노출된 제3 탭지지부(도면 미도시)가 형성된다. 상기 제3 탭지지부(도면 미도시)의 전방 측단 및 후방 측단에는 제4 탭지지부(120-8)와 마찬가지로 각각 안착돌기(도면 미도시)가 돌출 형성된다. 또한, 좌측 엔드프레임(110)의 상단부에는 제4 가상 탭지지부(120-9)와 대향하는 방향에 제3 가상 탭지지부(도면 미도시)가 형성된다. 상기 제3 가상 탭지지부(도면 미도시)의 전방 측단 및 후방 측단에는 제4 가상 탭지지부(120-9)와 마찬가지로 각각 가상 안착돌기(도면 미도시)가 돌출 형성된다. 또한, 좌측 엔드프레임(110)에는 "U"자형의 버스 바(bus bar) 안내관(110-10)이 형성될 수 있다. 또한, 좌측 엔드프레임(110)의 상단에는 전방 이격돌기(110-6) 및 후방 이격돌기(110-7)가 형성된다. 또한, 좌측 엔드프레임(110)의 하단에는 하부 전방 결합돌기(110-12) 및 하부 후방 결합돌기(110-13)가 형성된다. 마찬가지로, 좌측 엔드프레임(110)에는 온도 센서 전방 삽착홈(도면 미도시) 및 온도 센서 후방 삽착홈(도면 미도시)이 형성된다. 이들에 대한 설명 및 기타 좌측 엔드프레임(110)의 다른 부분에 대한 설명은 우측 엔드프레임(120)에 대한 설명에 준한다.
도12를 참조하면 좌측단 메인프레임(130+1)에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지(310+1)의 좌측 전극탭(310-lt)은 제3 체결수단(430)에 의하여 제3 탭지지부(도면 미도시)에 안착 고정된다.
도12를 참조하면 제3 체결수단(430)은 제3 하부고정판(430-1), 제3 상부고정판(430-2) 및 제3 체결구(430-3)를 가진다. 제3 하부고정판(430-1), 제3 상부고정판(430-2) 및 제3 체결구(430-3)는 각각 도체일 수 있다. 제3 하부고정판(430-1)은 좌측 엔드프레임(110)의 제3 탭지지부(도면 미도시)에 안착되며, 안착돌기(도면 미도시)에 끼워지는 안착홈(430-1h)이 형성된다. 제3 하부고정판(430-1)에는 볼트(도면부호 미부여)가 상방으로 돌출 형성된다. 제3 상부고정판(430-2)에는 제3 하부고정판(430-1)의 볼트(도면부호 미부여)가 관통되는 관통홈(도면부호 미부여)이 형성된다. 제3 상부고정판(430-2)에는 고정판 커넥터(430-2c)가 부착된다.
도12를 참조하면 제3 체결구(430-3)는 제3 하부고정판(430-1)의 볼트(도면부호 미부여) 단부에 끼워진다. 제1 타입 리튬 2차 전지(310+1)의 좌측 전극탭(310-lt)은 제3 하부고정판(430-1)과 제3 상부고정판(430-2) 사이에 끼워져, 제3 체결구(430-3)에 의하여 고정된다. 이때, 제1 타입 리튬 2차 전지(310+1)의 체결 홈(310-lth)이 제3 하부고정판(430-1)의 볼트(도면부호 미부여)를 감싸게 된다.
한편, 도12를 참조하면 제3 하부고정판(430-1)과 제3 상부고정판(430-2) 사이에는 더미(dummy) 전극탭(430-dt)이 인입 고정된다. 더미(dummy) 전극탭(430-dt)은 제2 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)과 동일 재질의 전극탭이다. 따라서, 제3 체결수단(430)의 제3 하부고정판(430-1)과 제3 상부고정판(430-2) 사이의 저항을 제1 체결수단(410+1)의 제1 하부고정판(410-1)과 제1 상부고정판(410-2) 사이의 저항과 동일하게 조절할 수 있다.
도12를 참조하면 고정판 커넥터(430-2c)는 좌측단 메인프레임(130+1)에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지(310+1)의 좌측 전극탭(310-lt) 및 더미(dummy) 전극탭(430-dt)과 전기적으로 통전되도록 연결된다. 고정판 커넥터(430-2c)에는 전압측정기(도면 미도시)에 연결된 0번째 전방 전압측정라인(도면 미도시) 측의 커넥터(도면 미도시)가 삽착된다. 0번째 전방 전압측정라인(도면 미도시)은 좌측단 메인프레임(130+1)의 소(小) 너비부(130-6s)와 좌측 엔드프레임(110)의 소(小) 너비부(도면부호 미부여)가 형성하는 틈새를 통하여 제3 체결수단(430)의 고정판 커넥터(430-2c) 쪽에 안내된다.
따라서, 실시예1은 도12를 참조하면 0번째 전방 전압측정라인(도면 미도시)과 1번째 후방 전압측정라인(도면 미도시)를 이용하여 좌측단 메인프레임(130+1)에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지(310+1)의 전압을 측정할 수 있고, 도11을 참조하면 n번째 전방 전압측정라인(도면 미도시)과 n번째 후방 전압측정라인(도면 미도시)를 이용하여 우측단 메인프레임(130+n)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+n)의 전 압을 측정할 수 있고, 도10을 참조하면 r번째 전방 전압측정라인(도면 미도시)과 r번째 후방 전압측정라인(도면 미도시)을 이용하여 좌측 메인프레임(130+r)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+r)의 전압을 측정할 수 있고, 다시 도10을 참조하면 r번째 전방 전압측정라인(도면 미도시)과 (r+1)번째 후방 전압측정라인(도면 미도시)을 이용하여 좌측 메인프레임(130+r)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+r)의 전압을 측정할 수 있다. 이 경우 더미(dummy) 전극탭(430-dt, 440-dt)에 의하여 좌측단 메인프레임(130+1)에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지(310+1) 및 우측단 메인프레임(130+n)에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지(320+n)에 연결되는 저항이 나머지의 리튬 2차 전지에 연결되는 저항과 동일한 값을 가질 수 있으므로, 동일한 조건하에서 각각의 리튬 2차 전지의 전압을 측정할 수 있다.
도13은 보호 덮개(500)의 사시도를 나타낸다. 보호 덮개(500)의 배면에는 제1 보호 덮개 고정부(130-9)에 안착 고정되는 제1 보호 덮개부(510)와 제2 보호 덮개 고정부(230-9)에 안착 고정되는 제2 보호 덮개부(520)를 포함한다.
도13을 참조하면 제1 보호 덮개부(510)는 제1 보호 덮개 고정부(130-9)에 외삽되는 2개의 판으로 이루어지는 제1 체결판(512)을 포함한다. 제1 체결판(512)을 구성하는 2 개의 판 사이에는 1 보호 덮개 고정부(130-9) 상단에 지지되는 지지대(512-1)가 형성된다. 또한 제1 체결판을 구성하는 2 개의 판 중 어느 하나에는 제1 보호 덮개 고정부(130-9)의 체결공(130-9h)에 삽착되는 체결돌기(512-3)가 형성된다.
도13은 실시예1의 보호 덮개의 배면 사시도를 나타낸다.
도13을 참조하면 마찬가지로, 제2 보호 덮개부(520)는 제2 체결판(522)을 포함하고, 제2 체결판(522)에는 지지대(522-1) 및 체결돌기(522-3)가 형성된다.
보호 덮개(500)가 1 보호 덮개 고정부(130-9) 및 제2 보호 덮개 고정부(230-9)에 안착 고정됨으로써, 제1 탭지지부(130-8)에 안착되는 제1 체결수단(410+i) 및 제2 탭지지부(230-8)에 안착되는 제2 체결수단(420+r)이 외부에 노출되지 않고 보호된다.
한편, 실시예1은 각각의 메인프레임은 전방 수직판 및 후방 수직판에 각각 공기 유통공이 형성되므로, 각각의 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지지와 제2 타입 리튬 2차 전지 사이에 공기가 유통되므로, 충전 내지 방전과정에서 발생된 열에 의하여 리튬 2차 전지가 손상되는 것이 방지된다.
한편, 실시예1의 경우 좌측단 메인프레임과 우측단 메임프레임 사이에 설치되는 특정 메인프레임의 좌측 수용부 및 우측 수용부에는 리튬 2차 전지가 수용되지 않을 수 있다. 이 경우 상기 특정 메인프레임의 좌측에 인접하여 설치되는 메인프레임에 수용되는 제2 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭과 상기 특정 메인프레임의 우측에 인접하여 설치되는 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭은 "L"자 형의 제1 버스 바(bus bar)(도면 미도시) 및 제2 버스 바(bus bar)(도면 미도시)에 의하여 통전 가능하도록 연결된다. 제1 버스 바(bus bar)의 일측단 및 제2 버스 바(bus bar)의 일측단은 제2 체결수단의 상부 고정판을 각각 대체함으로써 각각 제2 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭 및 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭에 통전 가능하도록 연결된다. 제1 버스 바(bus bar)의 타측단 및 제2 버스 바(bus bar)의 타측단은 과전류가 흐르는 경우 전류를 차단하기 위하여 전류차단장치인 퓨즈 등에 의하여 상호 연결된다. 이때, 제1 버스 바(bus bar)의 중간 부분 및 제2 버스 바(bus bar) 중간 부분은 버스 바(bus bar) 안내관에 의하여 안내된다.
실시예2
실시예2는 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 단위 셋(set)의 또 다른 실시예이다.
도14는 실시예2의 메인프레임에 수용되는 리튬 2차 전지의 분해 사시도를 나타낸다.
도14를 참조하면 실시예2의 경우 실시예1과는 달리 메인프레임(130+i)의 좌측 수용부에는 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)가 다수개 수용되고, 메인프레임(130+i)의 우측 수용부에는 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)가 다수개 수용된다. 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i) 및 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)는 각각 m개 씩 수용될 수 있다.
도15는 메인프레임(130+i)에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt) 및 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)의 적층 상태의 정면도이다. 도15 및 도14를 참조하면 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)은 상호 병렬로 통전되도록 각각 상하로 적층되고, 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)도 상호 병렬로 통전되도록 각각 상하 로 적층된다.
도16은 메인프레임(130+i)에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt) 및 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)의 체결 상태의 정면도이다. 도16 및 도14를 참조하면 메인프레임(130+i)에 수용된 다수개의 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt)과 메인프레임(130+i)에 수용된 다수개의 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)은 제1 체결수단(410+i)에 의하여 직렬로 통전 가능하도록 연결된다. 실시예1과 마찬가지로 우측 전극탭(310-rt) 및 좌측 전극탭(320-lt)에는 체결홈(도면 미도시) 대신 체결공(도면 미도시)이 형성될 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 마찬가지로 상호 이웃하게 설치되는 메인프레임 중 좌측 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭은 상호 병렬로 통전되도록 각각 상하로 적층되고, 우측 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭도 상호 병렬로 통전되도록 각각 상하로 적층된다. 마찬가지로 이들은 제2 체결수단에 의하여 직렬로 통전 가능하도록 연결된다.
도면에는 도시되지 않았지만 실시예2의 경우에도 우측단 메인프레임에 수용되는 제2 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭을 고정시키는 제4 체결수단의 제4 하부고정판과 제4 상부고정판 사이에는 더미(dummy) 전극탭이 인입 고정된다. 제4 체결수단의 제4 하부고정판과 제4 상부고정판 사이에 고정되는 더미(dummy) 전극탭은 각각의 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 개수 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 개수와 동일하며, 이들 더미(dummy) 전극탭은 각각 상하로 적층 고정된 다. 마찬가지로 실시예2의 경우 좌측단 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭을 고정시키는 제3 체결수단의 제3 하부고정판과 제3 상부고정판 사이에는 더미(dummy) 전극탭이 인입 고정된다. 제3 체결수단의 제3 하부고정판과 제3 상부고정판 사이에 고정되는 더미(dummy) 전극탭은 각각의 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 개수 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 개수와 동일하며, 이들 더미(dummy) 전극탭은 각각 상하로 적층 고정된다.
따라서, 실시예2의 경우 각각의 메인프레임에는 다수개의 리튬 2차 전지가 장착되게 되는데 실시예2의 리튬 2차 전지 장착구조는 mPnS타입을 갖는다. 여기서, P는 동일한 메인프레임의 동일한 수용부에 수용되는 한 셋(set)의 리튬 2차 전지는 상호 병렬로 연결되어 있음을 나타내고, m은 동일한 메인프레임의 동일한 수용부에 수용되어 상호 병렬로 연결되는 리튬 2차 전지의 개수를 나타내고, S는 서로 다른 수용부에 수용된 한 셋의 리튬 2차 전지는 상호 직렬로 연결되어 있음을 나타내고, n은 상호 직렬로 연결되어 있는 전지 셋(set)의 개수를 나타낸다. 2P50S의 경우 50개의 전지 셋(set)이 상호 직렬로 연결되어 있고, 각각의 전지 셋(set)은 2개의 리튬 2차 전지가 병렬로 연결되어 이루어져 있음을 나타낸다. 즉, 총 메인프레임의 개수는 25개이고, 총 수용부의 개수(총 좌측 수용부와 우측 수용부를 합한 개수)는 50개이며, 각각의 수용부에는 2개의 리튬 2차 전지가 병렬로 연결되어 수용되어 있으며, 총 리튬 2차 전지의 개수는 100개임을 나타낸다. 따라서 실시예2는 m을 변화시킴에 의해 용량(capacity)을 변경시킬 수 있고, n을 변화시킴에 따라 손쉽게 전압을 변경시킬 수 있다.
실시예2의 경우 각각의 메인프레임의 좌측단과 우측단 사이의 너비는 각각의 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 개수 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 개수가 많아질수록 넓어진다.
각각의 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 개수가 n개인 것으로 인한 차이점을 제외하고는 실시예1과 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
실시예3
실시예3은 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 단위 셋(set)의 또 다른 실시예이다.
도17a는 실시예3의 상부 하우징이 벗겨진 상태의 사시도를 나타낸다.
도17a를 참조하면 실시예3은 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)을 가진다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여) 내부에 설치된다.
도17a를 참조하면 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여)는 하부 하우징(610)과 상부 하우징(620)을 가진다. 상부 하우징(620)에는 하우징 공기 유입공(622) 및 하우징 공기 유출공(624)이 형성된다.
도17a를 참조하면 하우징 공기 유입공(622)은 상부 하우징(620) 내면과 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 전방 수직판(130-2) 사이에 형성되는 전방 공기 유통로(도면 미도시)의 연장선상에 형성된다.
도17a를 참조하면 하우징 공기 유출공(624)은 상부 하우징(620) 내면과 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 후방 수직판(도면 미도시) 사이에 형성되는 후방 공기 유통로(도면 미도시)의 연장선상에 형성된다.
도17a를 참조하면 하우징 공기 유입공(622)의 좌측에는 냉각공기 유입을 위한 송풍팬(도면 미도시)이 설치된다. 따라서, 송풍팬(도면 미도시)에 의하여 안내된 냉각공기가 하우징 공기 유입공(622)을 통해 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여) 내부에 유입된 뒤 전방 공기 유통로(도면 미도시) 및 후방 공기 유통로(도면 미도시)를 거쳐 하우징 공기 유출공(624)을 통하여 유출된다. 이때, 전방 공기 유통로(도면 미도시)를 지나는 냉각공기의 일부는 전방 수직판(130-2)의 공기 유통공(130-2h)으로 유입되어 후방 수직판(도면 미도시)의 공기 유통공(도면 미도시)으로 유출됨으로써 각각의 메인프레임에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지와 제2 타입 리튬 2차 전지의 과열을 방지하게 된다.
실시예4
실시예4는 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 단위 셋(set)의 또 다른 실시예이다.
도17b는 실시예4의 리튬 2차 전지 하우징의 상부 하우징(620)의 사시도를 나타낸다. 실시예4는 상부 하우징(620)에 형성되는 하우징 공기 유입공(622) 및 하우징 공기 유출공(624)의 개수를 제외하고는 실시예3과 동일하다.
도17b를 참조하면 하우징 공기 유입공(622)은 실시예3과 같이 상부 하우 징(620) 내면과 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 전방 수직판(130-2, 도17a 참조) 사이에 형성되는 전방 공기 유통로(도면 미도시)의 연장선상에 형성된다. 그러나, 실시예4는 실시예3과 달리 하우징 공기 유입공(622)은 상기 전방 공기 유통로(도면 미도시)의 연장선상 중 상부 하우징(620)의 좌측면 및 우측면에 각각 형성된다. 도면에는 도시되지 않았지만 각각의 하우징 공기 유입공(622)의 외측에는 냉각공기 유입을 위한 송풍팬(도면 미도시)이 각각 설치된다.
도17b를 참조하면 하우징 공기 유출공(624)은 실시예3과 같이 상부 하우징(620) 내면과 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 후방 수직판(도면 미도시) 사이에 형성되는 후방 공기 유통로(도면 미도시)의 연장선상에 형성된다. 그러나, 실시예4는 실시예3과 달리 하우징 공기 유출공(624)은 상기 후방 공기 유통로(도면 미도시)의 연장선상 중 상부 하우징(620)의 좌측면 및 우측면에 각각 형성된다.
실시예4는 통풍경로를 제외하고는 실시예3과 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
실시예5
실시예5는 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 단위 셋(set)의 또 다른 실시예이다.
도17c는 실시예5의 리튬 2차 전지 하우징의 상부 하우징(620)의 사시도를 나타낸다. 실시예5는 상부 하우징(620)에 형성되는 하우징 공기 유입공(622) 및 하우징 공기 유출공(624)을 제외하고는 실시예3과 동일하다.
도17c를 참조하면 하우징 공기 유입공(622)은 상부 하우징(620)의 전면에 형성된다. 이때, 도17a를 함께 참조하면 하우징 공기 유입공(622)은 메인프레임(도면 부호 미부여) 중 좌측단 메인프레임(도면부호 미부여)의 전방 수직판(130-2)에 형성된 공기 유통공(130-2h) 전방으로부터 우측단 메인프레임(도면부호 미부여)의 전방 수직판(130-2)에 형성된 공기 유통공(130-2h) 전방에 이르까지 일체형으로 하나의 통공으로 형성된다. 도17c에는 도시되지 않았지만 하우징 공기 유입공(622)의 전방에는 냉각공기 유입을 위한 송풍팬(도면 미도시)이 설치된다.
도17c를 참조하면 하우징 공기 유출공(624)은 상부 하우징(620)의 후면에 형성되는데, 하우징 공기 유입공(622)에 대향하는 위치에 동일한 형상으로 형성된다.
실시예5는 통풍경로를 제외하고는 실시예3과 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
실시예6
실시예6은 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 셋(set)에 관한 것이다.
도18은 실시예6의 상부 하우징이 벗겨진 상태의 사시도를 나타낸다.
도18을 참조하면 실시예6은 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)을 가진다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여) 내부에 설치된다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 전후로 이웃하여 다수개 설치되는데, 이하 2개가 전후로 이웃하여 설치되는 경우에 대하여 설명한다.
도18을 참조하면 2개의 리튬 2차 전지셋(1000)은 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)의 후방 이격돌기(130-7) 후단이 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)의 전방 이격돌기(130-6) 전단과 접촉함으로써 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)의 후방 수직판(도면 미도시)과 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)의 전방 수직판(도면부호 미부여) 사이에 중앙 공기 유통로(1002)가 형성되도록 설치된다.
도18을 참조하면 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여)는 하부 하우징(1610)과 상부 하우징(1620)을 가진다. 상부 하우징(1620)에는 하우징 공기 유입공(1622) 및 하우징 공기 유출공(1624-f, 1624-r)이 형성된다.
도18을 참조하면 하우징 공기 유입공(1622)은 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)의 후방 수직판(도면 미도시)과 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)의 전방 수직판(도면부호 미부여) 사이에 형성되는 중앙 공기 유통로(1002)의 연장선상에 형성된다.
도18을 참조하면 하우징 공기 유출공(1624-f)은 상부 하우징(1620) 내면과 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)을 이루는 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 전방 수직판(130-2) 사이에 형성되는 전방 공기 유통로(1004-f, 도19 참조)의 연장선상에 형성된다. 하우징 공기 유출공(1624-r)은 상부 하우징(1620) 내면과 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)을 이루는 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 후방 수직판(도면 미도시) 사이에 형성되는 후방 공기 유통로(1004-r, 도19 참조)의 연장선상에 형성된다.
도18을 참조하면 하우징 공기 유입공(1622)의 좌측에는 냉각공기 유입을 위한 송풍팬(도면 미도시)이 설치된다. 따라서, 송풍팬(도면 미도시)에 의하여 안내 된 냉각공기가 하우징 공기 유입공(1622)을 통해 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여) 내부에 유입된 뒤 중앙 공기 유통로(1002), 전방 공기 유통로(1004-f, 도19 참조) 및 후방 공기 유통로(1004-r, 도19 참조)를 거쳐 하우징 공기 유출공(1624-f, 1624-r)을 통하여 유출된다. 도19를 함께 참조하면 중앙 공기 유통로(1002)를 지나는 냉각공기의 일부는 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)의 공기 유통공(130-3h)과 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)의 공기 유통공(130-2h)으로 유입되어 각각 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)의 공기 유통공(130-2h)과 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)의 공기 유통공(130-3h)로 유출된다.
실시예7
실시예7은 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 셋(set)의 또 다른 실시예이다.
도20의 (a)는 실시예7의 상부 하우징의 사시도를 나타낸다. 실시예7은 상부 하우징(1620)에 형성되는 하우징 공기 유입공(1622) 및 하우징 공기 유출공(1624-f, 1624-f)을 제외하고는 실시예6과 동일하다.
도18을 함께 참조하면 실시예7은 실시예6과 마찬가지로 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)을 가진다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 실시예6과 마찬가지로 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여) 내부에 설치된다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 실시예6과 마찬가지로 전후로 이웃하여 다수개 설치되는데, 이하 2개가 전후로 이웃하여 설치되는 경우에 대하여 설명한다.
도20의 (a)를 참조하면 상부 하우징(1620)에는 하우징 공기 유입공(1622) 및 하우징 공기 유출공(1624-f, 1624-r)이 형성된다.
도18을 함께 참조하면 실시예6과 마찬가지로 하우징 공기 유입공(1622)은 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)의 후방 수직판(도면 미도시)과 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)의 전방 수직판(도면부호 미부여) 사이에 형성되는 중앙 공기 유통로(1002)의 연장선상에 형성된다. 그러나, 실시예7은 실시예6과 달리 하우징 공기 유입공(1622)은 상기 중앙 공기 유통로(1002)의 연장선상 중 상부 하우징(1620)의 좌측면 및 우측면에 각각 형성된다. 도면에는 도시되지 않았지만 각각의 하우징 공기 유입공(1622)의 외측에는 냉각공기 유입을 위한 송풍팬(도면 미도시)이 각각 설치된다.
도18을 함께 참조하면 실시예6과 마찬가지로 하우징 공기 유출공(1624-f)은 상부 하우징(1620) 내면과 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)을 이루는 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 전방 수직판(130-2) 사이에 형성되는 전방 공기 유통로(1004-f, 도20의 (b) 참조)의 연장선상에 형성된다. 그러나, 실시예7은 실시예6과 달리 하우징 공기 유출공(1624-f)은 상기 전방 공기 유통로(1004-f, 도19 참조)의 연장선상 중 상부 하우징(1620)의 좌측면 및 우측면에 각각 형성된다.
도18을 함께 참조하면 실시예6과 마찬가지로 하우징 공기 유출공(1624-r)은 상부 하우징(1620) 내면과 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)을 이루는 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 후방 수직판(도면 미도시) 사이에 형성되는 후방 공기 유통로(1004-r, 도20의 (b) 참조)의 연장선상에 형성된다. 그러나, 실시예7은 실시 예6과 달리 하우징 공기 유출공(1624-r)은 상기 후방 공기 유통로(1004-r, 도20의 (b) 참조)의 연장선상 중 상부 하우징(1620)의 좌측면 및 우측면에 각각 형성된다.
도20의 (b)에는 실시예7의 통풍경로가 개략적으로 도시되어 있다.
실시예8
실시예8은 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 셋(set)의 또 다른 실시예이다.
도21의 (a)는 실시예8의 상부 하우징의 사시도를 나타낸다. 실시예8은 상부 하우징(1620)에 형성되는 하우징 공기 유입공(1622) 및 하우징 공기 유출공(1624)을 제외하고는 실시예6과 동일하다.
도18을 함께 참조하면 실시예8은 실시예6과 마찬가지로 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)을 가진다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 실시예6과 마찬가지로 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여) 내부에 설치된다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 실시예6과 마찬가지로 전후로 이웃하여 다수개 설치되는데, 이하 2개가 전후로 이웃하여 설치되는 경우에 대하여 설명한다.
도21의 (a)를 참조하면 상부 하우징(1620)에는 하우징 공기 유입공(1622) 및 하우징 공기 유출공(1624)이 형성된다.
도18을 함께 참조하면 하우징 공기 유입공(1622)은 상부 하우징(1620) 내면과 전방 리튬 2차 전지셋(1000+f)을 이루는 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 전방 수직판(130-2) 사이에 형성되는 전방 공기 유통로(1004-f, 도21의 (b) 참 조)의 연장선상에 형성된다. 하우징 공기 유입공(1622)은 상기 전방 공기 유통로(1004-f, 도21의 (b) 참조)의 연장선상 중 상부 하우징(1620)의 좌측면 및 우측면에 각각 형성된다. 도면에는 도시되지 않았지만 각각의 하우징 공기 유입공(1622)의 외측에는 냉각공기 유입을 위한 송풍팬(도면 미도시)이 각각 설치된다.
도18을 함께 참조하면 하우징 공기 유출공(1624)은 상부 하우징(1620) 내면과 후방 리튬 2차 전지셋(1000+r)을 이루는 각각의 메인프레임(도면 부호 미부여)의 후방 수직판(도면 미도시) 사이에 형성되는 후방 공기 유통로(1004-r, 도21의 (b) 참조)의 연장선상에 형성된다. 하우징 공기 유출공(1624)은 상기 후방 공기 유통로(1004-r, 도21의 (b) 참조)의 연장선상 중 상부 하우징(1620)의 좌측면 및 우측면에 각각 형성된다.
도21의 (b)에는 실시예8의 통풍경로가 개략적으로 도시되어 있다.
실시예9
실시예9는 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 셋(set)의 또 다른 실시예이다.
도22의 (a)는 실시예9의 상부 하우징의 사시도를 나타낸다. 실시예9는 상부 하우징(1620)에 형성되는 하우징 공기 유입공(1622) 및 하우징 공기 유출공(1624)을 제외하고는 실시예6과 동일하다.
도18을 함께 참조하면 실시예9는 실시예6과 마찬가지로 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)을 가진다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 실시예6과 마찬가지로 리튬 2차 전지 하우징(도면부호 미부여) 내 부에 설치된다. 실시예1 또는 실시예2의 리튬 2차 전지 단위셋(1000)은 실시예6과 마찬가지로 전후로 이웃하여 다수개 설치되는데, 이하 2개가 전후로 이웃하여 설치되는 경우에 대하여 설명한다.
도22의 (a)를 참조하면 상부 하우징(1620)에는 하우징 공기 유입공(1622) 및 하우징 공기 유출공(1624)이 형성된다.
도22의 (a)를 참조하면 하우징 공기 유입공(1622)은 상부 하우징(1620)의 전면에 다수개 형성된다. 각각의 하우징 공기 유입공(1622)은 상기 리튬 2차 전지 셋 중 최전방에 위치한 리튬 2차 전지 셋의 각각의 전방 수직판에 형성된 공기 유통공(130-2h, 도22의 (b) 참조) 전방에 형성된다. 도면에는 도시되지 않았지만 하우징 공기 유입공(1622)의 전방에는 냉각공기 유입을 위한 송풍팬(도면 미도시)이 설치된다.
도22의 (a)를 참조하면 하우징 공기 유출공(1624)은 하우징 공기 유입공(1622)과 대향하는 위치에 각각 동일한 개수만큼 형성된다.
도22의 (b)에는 실시예9의 통풍경로가 개략적으로 도시되어 있다.
한편, 실시예9의 하우징 공기 유입공(1622)은 도17c에 도시된 것과 마찬가지로 전방 메인프레임(도면 부호 미부여) 중 좌측단 메인프레임(도면부호 미부여)의 전방 수직판에 형성된 공기 유통공(130-2h) 전방으로부터 우측단 메인프레임(도면부호 미부여)의 전방 수직판에 형성된 공기 유통공(130-2h) 전방에 이르까지 일체형으로 하나의 통공으로 형성될 수 있다. 이 경우 하우징 공기 유출공(1624)은 하우징 공기 유입공(1622)과 대향하는 위치에 동일한 형상으로 형성된다.
도1은 종래의 리튬 2차 전지를 나타낸 정면도.
도2는 도 1의 A-A의 단면을 나타낸 단면도.
도3은 실시예1의 좌측 엔드프레임, 메인프레임, 센터프레임 및 우측 엔드프레임의 분해 사시도.
도4는 실시예1의 메인프레임의 사시도.
도5 및 도6은 실시예1의 메인프레임에 형성되는 좌측 수용부 및 우측 수용부의 개략도.
도7은 실시예1의 센터프레임이 미도시된 상태에서의 상호 이웃한 2개의 메인프레임과 메인프레임의 설치 상태도.
도8은 실시예1의 이웃한 메인프레임, 그 사이에 설치되는 센터프레임, 이웃한 메인프레임 중 좌측 메인프레임에 수용되는 제2 타입 리튬 2차 전지 및 우측 메인프레임에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지의 분해 사시도.
도9는 실시예1의 메인프레임 및 메인프레임에 수용되어 고정되는 제1 타입 리튬 2차 전지 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 분해 사시도.
도10은 실시예1의 센터프레임 및 센터프레임에 고정되는 제2 타입 리튬 2차 전지 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 분해 사시도.
도11은 실시예1의 우측 엔드프레임 및 우측 엔드프레임에 고정되는 제2 타입 리튬 2차전지의 분해 사시도.
도12는 실시예1의 좌측 엔드프레임 및 좌측 엔드프레임에 고정되는 제1 타입 리튬 2차전지의 분해 사시도.
도13은 실시예1의 보호 덮개의 배면 사시도.
도14는 실시예2의 메인프레임에 수용되는 리튬 2차 전지의 분해 사시도.
도15는 실시예2의 메인프레임(130+i)에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt) 및 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)의 적층 상태의 정면도.
도16은 실시예2의 메인프레임(130+i)에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지(310+i)의 우측 전극탭(310-rt) 및 제2 타입 리튬 2차 전지(320+i)의 좌측 전극탭(320-lt)의 체결 상태의 정면도.
도17a는 실시예3의 상부 하우징이 벗겨진 상태의 사시도.
도17b는 실시예4의 리튬 2차 전지 하우징의 상부 하우징(620)의 사시도.
도17c는 실시예5의 리튬 2차 전지 하우징의 상부 하우징(620)의 사시도.
도18은 실시예6의 상부 하우징이 벗겨진 상태의 사시도.
도20의 (a)는 실시예7의 상부 하우징의 사시도.
도20의 (b)는 실시예7의 통풍경로의 개략도.
도21의 (a)는 실시예8의 상부 하우징의 사시도.
도21의 (b)는 실시예8의 통풍경로의 개략도.
도22의 (a)는 실시예9의 상부 하우징의 사시도.
도22의 (b)는 실시예9의 통풍경로의 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110:좌측 엔드프레임
110-6:전방 이격돌기 110-7:후방 이격돌기
110-10:버스 바(bus bar) 안내관
110-12:하부 전방 결합돌기 110-13:하부 후방 결합돌기
120:우측 엔드프레임
120-2g:온도 센서 전방 삽착홈 120-3g:온도 센서 후방 삽착홈
120-12:하부 전방 결합돌기 120-12p:중공 체결돌기
120-13:하부 후방 결합돌기 120-13p:중공 체결돌기
120-6:전방 결합돌기 120-6p:중공 체결돌기
120-6g:안치홈 120-6s:소(小) 너비부
120-6l:대(大) 너비부 120-6sl:좌측 돌출부
120-7:후방 결합돌기 120-7p:중공 체결돌기
120-7g:안치홈 120-7s:소(小) 너비부
120-7l:대(大) 너비부 120-7sl:좌측 돌출부
120-8:제4 탭지지부 120-8p:안착돌기
120-9:제4 가상 탭지지부 120-9p:가상 안착돌기
120-10:버스 바(bus bar) 안내관
130+1, …, 130+r, 130+(r+1), …, 130+n:메인프레임
130+r:좌측 메인프레임 130+(r+1):우측 메인프레임
130-1:바닥판 130-2:전방 수직판
130-2h:공기 유통공 130-2lg:좌측홈
130-2rg:우측홈 130-3:후방 수직판
130-3h:공기 유통공 130-3rg:우측홈
130-3lg:좌측홈
130-5:후방 수직지지대 130-5:공기 유통공
130-6:전방 이격돌기 130-6g:안치홈
130-6s:소(小) 너비부 130-6l대(大) 너비부
130-6h:체결공
130-7:후방 이격돌기 130-7g:안치홈
130-7s:소(小) 너비부 130-7l대(大) 너비부
130-7h:체결공
130-8:제1 탭지지부 130-8p:안착돌기
130-9:보호 덮개 고정부 130-9h:체결공
130-10:버스 바(bus bar) 안내관
130-12:하부 전방 결합돌기 130-12h:체결공
130-13:하부 후방 결합돌기 130-13h:체결공
LS:좌측 수용부 RS:우측 수용부
230+r:센터프레임
230-2g:온도 센서 전방 삽착홈 230-3g:온도 센서 후방 삽착홈
230-6:상부 전방 결합돌기 230-6p:중공 체결돌기
230-7:상부 후방 결합돌기 230-7p:중공 체결돌기
230-8:제2 탭지지부 230-8p:안착돌기
230-9:제2 보호 덮개 고정부 230-9h:체결공
230-10:버스 바(bus bar) 안내관
230-12:하부 전방 결합돌기 230-12p:중공 체결돌기
230-13:하부 후방 결합돌기 230-13p:중공 체결돌기
fh:전방 관통공
130-6t1:제1 틈새
310+i:제1 타입 리튬 2차 전지 310+(r+1):제1 타입 리튬 2차 전지
310-LT:좌측 전극탭 310-lth:체결홈
310-RT:우측 전극탭 310-rth:체결홈
320+i:제2 타입 리튬 2차 전지 320+r:제2 타입 리튬 2차 전지
320-LT:좌측 전극탭 320-lth:체결홈
320-RT:우측 전극탭 320-rth:체결홈
410+i:제1 체결수단 410-1:제1 하부고정판
410-2:제1 상부고정판 410-2c:고정판 커넥터
410-3:제1 체결구
420+r:제2 체결수단 420-1:제2 하부고정판
420-2:제2 상부고정판 420-2c:고정판 커넥터
420-3:제2 체결구
430:제3 체결수단 430-1:제3 하부고정판
430-2:제3 상부고정판 430-2c:고정판 커넥터
430-3:제3 체결구 430-dt:더미(dummy) 전극탭
440:제4 체결수단 440-1:제4 하부고정판
440-2:제4 상부고정판 440-2c:고정판 커넥터
440-3:제4 체결구 440-dt:더미(dummy) 전극탭
500:보호 덮개
510:제1 보호 덮개부 512:제1 체결판
512-1:지지대 512-3:체결돌기
520:제2 보호 덮개부 522:제2 체결판
522-1:지지대 522-3:체결돌기
610:하부 하우징 620:상부 하우징
622:하우징 공기 유입공 624:하우징 공기 유출공
1000+f:전방 리튬 2차 전지셋 1000+r:후방 리튬 2차 전지셋
1002:중앙 공기 유통로
1004-f:전방 공기 유통로 1004-r:후방 공기 유통로
1610:하부 하우징 1620:상부 하우징
1622:하우징 공기 유입공 1624:하우징 공기 유출공
1624-f, 1624-r:하우징 공기 유출공

Claims (16)

  1. 좌측 엔드프레임 및 우측 엔드프레임;
    노출된 제1 탭지지부가 상단부에 형성되고, 상기 제1 탭지지부의 하방 좌측에 좌측이 개방된 좌측 수용부 및 하방 우측에 우측이 개방된 우측 수용부가 형성되며, 상기 좌측 엔드프레임과 우측 엔드프레임 사이에 상호 이웃하여 설치되는 다수개의 메인프레임;
    노출된 제2 탭지지부가 상단부에 형성되고, 상기 다수개의 메인프레임 중 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 우측 수용부와 우측 메인프레임의 좌측 수용부 사이에 설치되도록 좌측이 상기 좌측 메인프레임에 체결되고 우측이 상기 우측 메인프레임에 체결되는 센터프레임;
    파우치의 둘레면 좌측으로 절곡된 좌측 전극탭 및 우측으로 절곡된 우측 전극탭이 각각 돌출 형성되며 상기 각각의 메인프레임의 좌측 수용부에 수용되는 제1 타입 리튬 2차 전지;
    상기 제1 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭과 대향되는 방향으로 반대 극성의 좌측 전극탭이 돌출 형성되고, 상기 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭과 대향되는 방향으로 반대 극성의 우측 전극탭이 돌출 형성되며 상기 각각의 메인프레임의 우측 수용부에 수용되는 제2 타입 리튬 2차 전지;
    상부로 볼트가 돌출 형성되는 제1 하부고정판과, 상기 제1 하부고정판의 볼트가 관통되는 제1 상부고정판 및 상기 제1 상부고정판을 관통한 상기 제1 하부고 정판의 볼트 단부에 체결되는 제1 체결구를 구비하는 상기 제1 탭지지부에 안착되는 제1 체결수단;
    상부로 볼트가 돌출 형성되는 제2 하부고정판과, 상기 제2 하부고정판의 볼트가 관통되는 제2 상부고정판 및 상기 제2 상부고정판을 관통한 상기 제2 하부고정판의 볼트 단부에 체결되는 제2 체결구를 구비하며 상기 제2 탭지지부에 안착되는 제2 체결수단;
    을 포함하되,
    상기 어느 하나의 메인프레임에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭 및 제2 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭은 상기 제1 체결수단에 의하여 직렬로 통전 가능하도록 고정 연결되고,
    상기 이웃한 메인프레임 중 좌측 메인프레임에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭 및 우측 메인프레임에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭은 상기 제2 체결수단에 의하여 직렬로 통전 가능하도록 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 메인프레임의 좌측 수용부에는 상기 제1 타입 리튬 2차 전지 n개가 상호 병렬로 통전되도록 수용되고,
    상기 각각의 메인프레임의 우측 수용부에는 상기 제2 타입 리튬 2차 전지 n 개가 상호 병렬로 통전되도록 수용되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
    여기서 n은 2 이상의 자연수이다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 메인프레임의 좌측 수용부에 수용된 상기 n개의 제1 타입 리튬 2차 전지는 상호 병렬로 통전되도록 그 좌측 전극탭 및 우측 전극탭이 각각 상하로 적층되고,
    상기 각각의 메인프레임의 우측 수용부에 수용된 상기 n개의 제2 타입 리튬 2차 전지는 상호 병렬로 통전되도록 그 좌측 전극탭 및 우측 전극탭이 각각 상하로 적층되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌측 엔드프레임은 노출된 제3 탭지지부가 상단부에 형성되고, 상기 다수개의 메인프레임 중 좌측단 메인프레임 좌측에 체결되고,
    상기 우측 엔드프레임은 노출된 제4 탭지지부가 상단부에 형성되고, 상기 다수개의 메인프레임 중 우측단 메인프레임 우측에 체결되고,
    상기 제3 탭지지부에는 상부로 볼트가 돌출 형성되는 제3 하부고정판과, 상 기 제3 하부고정판의 볼트가 관통되는 제3 상부고정판 및 상기 제3 상부고정판을 관통한 상기 제3 하부고정판의 볼트 단부에 체결되는 제3 체결구를 구비하는 제3 체결수단이 안착되고,
    상기 제4 탭지지부에는 상부로 볼트가 돌출 형성되는 제4 하부고정판과, 상기 제4 하부고정판의 볼트가 관통되는 제4 상부고정판 및 상기 제4 상부고정판을 관통한 상기 제4 하부고정판의 볼트 단부에 체결되는 제4 체결구를 구비하는 제4 체결수단이 안착되되,
    상기 제3 체결수단은 상기 제3 하부고정판과 제3 상부고정판 사이에 상기 다수개의 메인프레임 중 좌측단 메인프레임에 수용된 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭을 고정시키고,
    상기 제4 체결수단은 상기 제4 하부고정판과 제4 상부고정판 사이에 상기 다수개의 메인프레임 중 우측단 메인프레임에 수용된 제2 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭을 고정시키는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 단위 셋.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 상부고정판, 제2 상부고정판, 제3 상부고정판 및 제4 상부고정판에는 고정판 커넥터가 각각 부착되고,
    상기 각각의 고정판 커넥터에는 전압측정기에 연결된 전압측정라인 측의 커넥터가 삽착되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 하부고정판과 제3 상부고정판 사이에는 상기 제2 타입 리튬 2차 전지의 우측 전극탭과 동일한 재질의 더미(dummy) 전극탭이 고정되고,
    상기 제4 하부고정판과 제4 상부고정판 사이에는 상기 제1 타입 리튬 2차 전지의 좌측 전극탭과 동일한 재질의 더미(dummy) 전극탭이 고정되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 제1 체결수단 및 제2 체결수단 상부에 설치되는 보호 덮개를 포함하되,
    상기 각각의 메인프레임 상단부에는 상기 제1 탭지지부의 수평 연장선상에 상기 보호 덮개가 체결되는 제1 보호 덮개 고정부가 상방으로 돌출 형성되고,
    상기 각각의 센터프레임 상단부에는 상기 제2 탭지지부의 수평 연장선상에 상기 보호 덮개가 체결되는 제2 보호 덮개 고정부가 상방으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 메인프레임은 일자형의 바닥판과, 상기 바닥판의 전방 측단으로부터 상방으로 세워지며 중앙부에 공기 유통공이 형성되는 전방 수직판과, 상기 바닥판의 후방 측단으로부터 상방으로 세워지고 중앙부에 공기 유통공이 형성되는 후방 수직판과, 상기 전방 수직판의 상방에 위치하며 전방으로 돌출되는 전방 이격돌기와, 상기 후방 수직판의 상방에 위치하며 후방으로 돌출되는 후방 이격돌기를 포함하되,
    상기 전방 이격돌기 및 후방 이격돌기에는 각각 일자형 관이 좌우측 방향으로 안치될 수 있는 안치홈이 상단으로부터 인입 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전방 수직판 및 후방 수직판에는 각각 좌측단과 우측단으로부터 인입되는 좌측홈 및 우측홈이 형성되고,
    상기 센터프레임에는,
    전방 외측면으로부터 내측으로 인입되어 좌측면 및 우측면을 관통하되, 상기 이웃한 메인프레임 중 좌측 메인프레임의 전방 수직판의 우측홈 및 우측 메인프레임의 전방 수직판의 좌측홈이 형성하는 관통공에 연통되는 온도 센서 전방 삽착홈이 형성되고,
    후방 외측면으로부터 내측으로 인입되어 좌측면 및 우측면을 관통하되, 상기 이웃한 메인프레임 중 좌측 메인프레임의 후방 수직판의 우측홈 및 우측 메인프레임의 후방 수직판의 좌측홈이 형성하는 관통공에 연통되는 온도 센서 후방 삽착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전방 이격돌기는 후단부에 형성되는 소(小) 너비부와, 소(小) 너비부에 연접하여 좌우측으로 돌출되며 전단부에 형성되는 대(大) 너비부를 포함하고,
    상기 후방 이격돌기는 전단부에 형성되는 소(小) 너비부와, 소(小) 너비부에 연접하여 좌우측으로 돌출되며 후단부에 형성되는 대(大) 너비부를 포함하되,
    상기 전방 이격돌기의 안치홈은 일부가 상기 전방 이격돌기의 소(小) 너비부에 형성되고 나머지는 대(大) 너비부에 형성되고,
    상기 후방 이격돌기의 안치홈은 일부가 상기 후방 이격돌기의 소(小) 너비부에 형성되고 나머지는 대(大) 너비부에 형성되고,
    온도측정기에 연결된 온도측정라인 중 상기 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 전방 이격돌기의 소(小) 너비부와 우측 프레임의 전방 이격돌기의 소(小) 너비부가 형성하는 틈새를 통하여 안내된 온도측정라인은 상기 온도 센서 전방 삽착홈에 삽착된 온도 센서에 연결되고,
    온도측정기에 연결된 온도측정라인 중 상기 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 후방 이격돌기의 소(小) 너비부와 우측 메인프레임의 후방 이격돌기의 소(小) 너비부가 형성하는 틈새를 통하여 안내된 온도측정라인은 상기 온도 센서 후방 삽착홈에 삽착된 온도 센서에 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전방 이격돌기는 후단부에 형성되는 소(小) 너비부와, 소(小) 너비부에 연접하여 좌우측으로 돌출되며 전단부에 형성되는 대(大) 너비부를 포함하고,
    상기 후방 이격돌기는 전단부에 형성되는 소(小) 너비부와, 소(小) 너비부에 연접하여 좌우측으로 돌출되며 후단부에 형성되는 대(大) 너비부를 포함하되,
    상기 전방 이격돌기의 안치홈은 일부가 상기 전방 이격돌기의 소(小) 너비부에 형성되고 나머지는 대(大) 너비부에 형성되고,
    상기 후방 이격돌기의 안치홈은 일부가 상기 후방 이격돌기의 소(小) 너비부에 형성되고 나머지는 대(大) 너비부에 형성되고,
    상기 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 전방 이격돌기의 소(小) 너비부와 우측 메인프레임의 전방 이격돌기의 소(小) 너비부가 형성하는 틈새를 통하여 안내된 전압측정라인은 상기 센터프레임에 안치된 제2 체결수단에 통전 가능하도록 연결되고,
    상기 이웃한 2개의 메인프레임 가운데 좌측 메인프레임의 후방 이격돌기의 소(小) 너비부와 우측 메인프레임의 후방 이격돌기의 소(小) 너비부가 형성하는 틈새를 통하여 안내된 전압측정라인은 상기 좌측 메인프레임에 안치된 제1 체결수단에 통전 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  12. 제8항에 있어서,
    하우징 공기 유입공 및 하우징 공기 유출공이 형성되고, 상기 리튬 2차 전지 셋을 감싸는 리튬 2차 전지 하우징을 포함하되,
    상기 하우징 공기 유입공은 상기 하우징 내면과 상기 전방 수직판 사이에 형성되는 전방 공기 유통로의 연장선상 또는 상기 하우징 내면과 상기 후방 수직판 사이에 형성되는 후방 공기 유통로의 연장선상 중 어느 하나의 연장선상에 형성되고,
    상기 하우징 공기 유출공은 상기 하우징 내면과 상기 전방 수직판 사이에 형성되는 전방 공기 유통로의 연장선상 또는 상기 하우징 내면과 상기 후방 수직판 사이에 형성되는 후방 공기 유통로의 연장선상 중 나머지 하나의 연장선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  13. 제8항에 있어서,
    하우징 공기 유입공 및 하우징 공기 유출공이 형성되고, 상기 리튬 2차 전지 셋을 감싸는 리튬 2차 전지 하우징을 포함하되,
    상기 하우징 공기 유입공은 상기 하우징의 전면과 후면 중 어느 일면에 형성되고,
    상기 하우징 공기 유출공은 상기 하우징의 전면과 후면 중 나머지 일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 단위 셋.
  14. 전후로 이웃하여 설치되는 제8항에 기재된 다수개의 리튬 2차 전지 단위 셋;
    하우징 공기 유입공 및 하우징 공기 유출공이 형성되고, 상기 다수개의 리튬 2차 전지 셋을 감싸는 리튬 2차 전지 하우징;
    을 포함하되,
    상호 이웃한 2개의 리튬 2차 전지 셋은 전방 리튬 2차 전지 셋의 후방 이격돌기의 후단이 후방 리튬 2차 전지 셋의 전방 이격돌기 선단과 접촉하도록 설치되고,
    상기 하우징 공기 유입공 및 하우징 공기 유출공은 각각 상기 하우징 내면과 상기 리튬 2차 전지 셋 중 최전방에 위치한 리튬 2차 전지 셋의 전방 수직판 사이에 형성되는 전방 공기 유통로의 연장선상, 상기 하우징 내면과 상기 리튬 2차 전지 셋 중 최후방에 위치한 리튬 2차 전지 셋의 후방 수직판 사이에 형성되는 후방 공기 유통로의 연장선상 및 상기 이웃한 2 개의 리튬 2차 전지 셋의 후방 수직판과 전방 수직판 사이에 형성되는 중간 공기 유통로의 연장선상 중 적어도 어느 하나의 연장선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 셋.
  15. 전후로 이웃하여 설치되는 제8항에 기재된 다수개의 리튬 2차 전지 단위 셋;
    하우징 공기 유입공 및 하우징 공기 유출공이 형성되고, 상기 다수개의 리튬 2차 전지 셋을 감싸는 리튬 2차 전지 하우징;
    을 포함하되,
    상호 이웃한 2개의 리튬 2차 전지 셋은 전방 리튬 2차 전지 셋의 후방 이격돌기의 후단이 후방 리튬 2차 전지 셋의 전방 이격돌기 선단과 접촉하도록 설치되고,
    상기 하우징 공기 유입공은 상기 하우징의 전면과 후면 중 어느 일면에 형성되고,
    상기 하우징 공기 유출공은 상기 하우징의 전면과 후면 중 나머지 일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 셋.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하우징 공기 유입공은 다수개 설치되되, 상기 하우징 공기 유입공 각각은 상기 리튬 2차 전지 셋 중 최전방에 위치한 리튬 2차 전지 셋의 각각의 전방 수직판에 형성된 공기 유통공 전방에 형성되고,
    상기 하우징 공기 유출공은 다수개 설치되되, 상기 하우징 공기 유출공 각각은 상기 리튬 2차 전지 셋 중 최후방에 위치한 리튬 2차 전지 셋의 각각의 후방 수직판에 형성된 공기 유통공 후방에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 셋.
KR1020080070542A 2007-10-29 2008-07-21 리튬 2차 전지 단위 셋 및 리튬 2차 전지 셋 KR101054833B1 (ko)

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