KR20150107698A - 버스 바 어셈블리를 포함하는 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

버스 바 어셈블리를 포함하는 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩 Download PDF

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KR20150107698A
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Abstract

본 발명은 단위셀로서 전지셀들 또는 둘 이상의 전지셀들로 이루어진 셀 어셈블리들을 다수 개 포함하고 있는 단위모듈들이 인접하여 배열되어 있고, 전극단자들이 일면으로 배열되어 있는 단위모듈 어셈블리;와, 상기 단위모듈 어셈블리의 일 측면에 배열되어 있고, 단자 접속부들이 상기 전극단자들과 동일 면에 배열되어 있는 전지 차단 유닛 (battery disconnect unit: BDU); 상기 단위모듈 어셈블리의 단위모듈들이 내부에 장착되어 있고 단위모듈들의 전극단자 부위가 개방되어 있는 모듈 케이스; 및 전기절연성의 소재로 이루어져 있고 상기 모듈 케이스에서 단위모듈들의 전극단자 부위 상에 장착되는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트 상에 포함되어 있는 둘 이상의 버스 바들을 가지고 있는 버스 바 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.

Description

버스 바 어셈블리를 포함하는 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩 {Battery Module Having Bus Bar Assembly and Battery Pack Comprising the Same}
본 발명은 버스 바 어셈블리를 포함하는 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 단위셀로서 전지셀들 또는 둘 이상의 전지셀들로 이루어진 셀 어셈블리들을 다수 개 포함하고 있는 단위모듈들이 인접하여 배열되어 있고, 전극단자들이 일면으로 배열되어 있는 단위모듈 어셈블리와, 상기 단위모듈 어셈블리의 일 측면에 배열되어 있고, 단자 접속부들이 상기 전극단자들과 동일 면에 배열되어 있는 전지 차단 유닛과, 상기 단위모듈 어셈블리의 단위모듈들이 내부에 장착되어 있고 단위모듈들의 전극단자 부위가 개방되어 있는 모듈 케이스 및 전기절연성의 소재로 이루어져 있고 상기 모듈 케이스에서 단위모듈들의 전극단자 부위 상에 장착되는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트 상에 포함되어 있는 둘 이상의 버스 바들을 가지고 있는 버스 바 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈에 관한 것이다.
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 낮다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
한편, 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 또는 병렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고, 전지모듈의 용량이 커질수록 확장성이 용이하고 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다. 특히, 다수의 전지셀들을 사용하여 전지모듈을 구성하거나 또는 소정 단위의 전지셀들로 이루어진 셀 모듈 다수 개를 사용하여 전지모듈을 구성하는 경우, 버스 바와 같이 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다.
예를 들어, 종래에는, 전지모듈의 전기적 연결을 구성하기 위해 파워 케이블이나 버스 바 등을 이용하여 직접 체결하였는 바, 이 경우, 작업 과정에서 공구 등에 의한 단락 또는 오조립에 따른 사고 위험에 노출된다.
특히, 파워 케이블의 경우에 공급되는 전류의 사양에 따라 많은 힘이 요구된다. 이러한 단점을 보완하고자, 별도의 커넥터 또는 플러그-인-커넥터 등을 이용하여 전기적 연결을 용이하게 하기 위한 방법들이 제안되고 있으나, 별도의 부재들이 필요하여 불필요한 부품 수의 증가를 초래한다.
이러한 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 다수의 부재들의 결합, 용접, 솔더링 등을 위한 부재들의 증가는 필요한 공간이 추가적으로 요구되므로, 그로 인해 전지 시스템 전체의 크기는 커지게 된다. 이러한 크기 증가는 앞서 설명한 바와 같은 측면에서 바람직하지 않다.
따라서, 상기와 같은 문제점들을 해결하면서 중대형 전지팩의 조립이 용이하고, 안전성을 근본적으로 담보할 수 있는 중대형 전지팩에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 다수의 부재들을 사용하지 않고도, 다수의 셀 모듈 어셈블리를 전기적으로 연결하면서, 확장이 용이한 특정 구조의 버스 바 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 버스 바 어셈블리를 포함하며 콤팩트하고 안정성이 우수한 구조의 전지모듈 어셈블리 및 이를 기반으로 한 전지모듈을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은,
단위셀로서 전지셀들 또는 둘 이상의 전지셀들로 이루어진 셀 어셈블리들을 다수 개 포함하고 있는 단위모듈들이 인접하여 배열되어 있고, 전극단자들이 일면으로 배열되어 있는 단위모듈 어셈블리;
상기 단위모듈 어셈블리의 일 측면에 배열되어 있고, 단자 접속부들이 상기 전극단자들과 동일 면에 배열되어 있는 전지 차단 유닛 (battery disconnect unit: BDU);
상기 단위모듈 어셈블리의 단위모듈들이 내부에 장착되어 있고 단위모듈들의 전극단자 부위가 개방되어 있는 모듈 케이스; 및
전기절연성의 소재로 이루어져 있고 상기 모듈 케이스에서 단위모듈들의 전극단자 부위 상에 장착되는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트 상에 포함되어 있는 둘 이상의 버스 바들을 가지고 있는 버스 바 어셈블리;
를 포함하는 구조일 수 있다.
따라서, 전체적으로 콤팩트하고 구조적 안정성이 우수하면서, 다수 개의 버스 바를 병렬로 연결된 전지셀들을 절연체인 커버 플레이트와 일체화된 특정한 구조의 버스 바 어셈블리로 구성함으로써, 조립 과정이 용이할 뿐만 아니라, 제조 과정에서 발생되는 오조립 또는 단락 위험을 근본적으로 방지할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은, 판상형 전지셀로서, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조일 수 있다.
상기 셀 어셈블리는, 전극단자들이 노출된 상태로 둘 이상의 판상형 전지셀들이 셀 커버에 장착되어 있는 구조일 수 있으며, 상기 셀 커버는, 전지셀들의 전극단자 부위를 제외하고 전지셀들의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 외장 부재일 수 있다.
상기 단위모듈에서 단위셀들은 병렬 연결 또는 직렬 연결을 포함하고 있는 구조일 수 있으며, 하나의 예로서, 상기 단위모듈에는 둘 이상의 양극 단자들과 둘 이상의 음극 단자들이 형성되어 있는 구조일 수 있다.
이러한 구조의 단위모듈은, 예를 들어, 하나의 양극 단자와 하나의 음극단자가 형성되어 있는 제 1 배열과, 상기 제 1 배열에 인접하여 위치하고 하나의 양극 단자와 하나의 음극단자가 형성되어 있는 제 2 배열을 포함하고 있는 구조일 수 있다.
하나의 바람직한 예로서, 상기 버스 바들은 병렬 방식으로 단위모듈들을 BDU에 연결하는 구조로 이루어 질 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 버스 바들은, 단위모듈들의 음극 단자들을 BDU의 음극 단자 접속부에 연결하는 하나의 음극 버스 바, 및 단위모듈들의 양극 단자들을 각각 BDU의 양극 단자 접속부들에 연결하는 둘 이상의 양극 버스 바들을 포함하는 구조일 수 있다.
또한, 상기 버스 바들은 단자 접속 부위가 돌출된 구조로 커버 플레이트에 결합되어 있는 구조일 수 있다.
하나의 구제적인 예에서, 상기 버스 바의 단자 접속 부위와 단위모듈의 전극 단자에는 각각 체결구들이 천공되어 있고, 상기 체결구들에 체결부재가 삽입되어 연결되는 구조일 수 있다. 상기 체결부재는, 예를 들어, 볼트일 수 있으나, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.
경우에 따라서는, 상기 버스 바의 단자 접속 부위에 체결공이 천공되어 있고, 상기 단위모듈의 전극 단자에는 상기 체결공에 삽입되는 체결돌기가 형성되어 있는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 버스 바 어셈블리는 인서트 사출 방식에 의해 커버 플레이트와 버스 바들이 일체로 형성되어 있는 구조일 수 있다.
경우에 따라서는, 상기 버스 바 어셈블리는 커버 플레이트에 버스 바들이 체결 결합되는 구조일 수 있다.
또한, 상기 버스 바 어셈블리에는 단자를 감싸는 둘 이상의 단자 커버가 추가로 장착되어 있는 구조일 수 있으며, 예를 들어, 상기 버스 바 어셈블리에 후크 체결 방식으로 결합되는 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 버스 바 어셈블리에는 전기적 절연을 확보하기 위한 둘 이상의 절연부재가 추가로 장착되어 있는 구조일 수 있다.
상기 커버 플레이트에는 상기 전극단자들 간에 간섭을 방지하도록 단위모듈의 방향으로 돌출된 리브들이 형성되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조에 의해, 작업시에 전극단자들 간에 접촉에 의한 위험을 방지할 수 있다.
상기 커버 플레이트에는 모듈 케이스에 체결하기 위한 둘 이상의 체결 리브가 모듈 케이스 방향으로 돌출되어 있는 구조일 수 있다.
구체적인 예에서, 상기 체결 리브와 모듈 케이스에는 체결용 관통구들이 각각 천공되어 있으며, 상기 체결 리브에는 하나 이상의 위치 고정용 돌기가 형성되어 있고, 상기 모듈 케이스의 대응 부위에는 하나 이상의 삽입홀이 각각 형성되어 있는 구조일 수 있다. 따라서, 커버 플레이트가 모듈 케이스에 안정적으로 장착될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈 둘 이상이 팩 케이스에 장착되어 있는 전지팩과, 상기 전지모듈 또는 전지팩을 전원으로 사용하는 디바이스를 제공한다.
본 발명에 따른 전지팩이 사용될 수 있는 디바이스의 바람직한 예로는, 한정된 장착 공간을 가지며 잦은 진동과 강한 충격 등에 노출되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 전력저장장치 등을 들 수 있다.
자동차의 전원으로 사용되는 전지팩은 소망하는 출력 및 용량에 따라 조합하여 제조될 수 있음은 물론이다.
전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은, 전체적으로 콤팩트하고 구조적 안정성이 우수하면서, 병렬로 연결된 전지셀들을 절연체인 커버 플레이트와 일체화된 특정한 구조의 버스 바 어셈블리를 사용하여 연결함으로써, 전체적으로 콤팩트하고 안정적이며, 조립이 용이할 뿐만 아니라, 제조 과정에서 발생되는 오조립 또는 단락 위험을 방지할 수 있다.
도 1는 본 발명에 따른 파우치형 전지셀의 사시도이다;
도 2은 도 1의 전지셀들이 셀 커버에 장착된 구조의 단위셀(셀 어셈블리)에 대한 사시도이다;
도 3는 도 2의 단위셀이 카트리지에 장착되어 하나의 적층 단위체를 구성하는 형상을 나타낸 사시도이다;
도 4는 본 발명에 따른 적층 단위체의 평면도이다;
도 5은 본 발명에 따른 단위모듈의 사시도이다;
도 6 내지 도 9은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 조립과정을 나타내는 사시도들이다;
도 10 및 도 11는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 버스 바 어셈블리의 분해 사시도들이다;
도 12은 본 발명에 따른 버스 바 어셈블리의 저면 사시도이다;
도 13는 도 12의 'C' 부분의 부분 확대도이다;
도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 버스 바 어셈블리의 측면도들이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명에 따른 파우치형 전지셀의 사시도가 도시되어 있다.
도 1를 참조하면, 전지셀은 전극 단자들(양극단자 11, 음극단자 12)이 일측 단부에 형성되어 있는 판상형 전지셀(10)이다. 구체적으로 판상형 전지셀(10)은 금속층(도시하지 않음)과 수지층(도시하지 않음)을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스(13)에 전극조립체(도시하지 않음)를 내장하고, 예를 들어, 열융착에 의해 실링부(14)를 형성한 구조이며, 통상적으로 이를 '파우치형 전지셀'로 통칭하기도 한다.
도 2에는 도 1의 전지셀들이 셀 커버에 장착된 구조의 단위셀(셀 어셈블리)에 대한 사시도가 도시되어 있다.
도 2을 도 1와 함께 참조하면, 2개의 전지셀들(10)이 상부 셀 커버(111) 및 하부 셀 커버(112)로 구성된 셀 커버(111, 112)에 수납 및 고정되어 있다. 또한, 2개의 전지셀들(10)의 전극 단자들(11, 12)은, 각각 전기적으로 병렬 연결되어 2개의 전극 단자들(110a, 110b)을 형성할 수 있도록, 셀 커버로부터 일측 방향으로 노출되어 있다.
도 3에는 도 2의 단위셀이 카트리지에 장착되어 하나의 적층 단위체를 구성하는 형상을 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 따른 적층 단위체의 평면도가 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명에 따른 단위모듈의 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 2개의 단위셀들(110)은 카트리지(120)에 장착되어 하나의 적층 단위체(100)를 구성하고, 다수 개의 적층 단위체들(100)이 인접하여 적층 배열되어 하나의 단위모듈(150)을 구성한다. 이때 2개의 단위셀들(110)은 각각의 양극단자(110a)와 음극단자(110b)가 서로 마주보도록 배열되어 있다. 또한, 이들 전극단자들(110a, 110b)은 각각 버스 바(130)에 의해 전기적으로 병렬 연결되어 있다.
또한, 카트리지(120)의 양측면에는 체결홈(122)을 구비한 돌출부(121)들이 형성되어 있고, 체결홈(122)을 관통하는 체결부재(도시하지 않음)에 의해 적층 단위체들(100)이 상호 결합되어 있다.
도 6 내지 도 9에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 조립과정을 나타내는 사시도들이 모식적으로 도시되어 있고, 도 10 및 도 11에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 버스 바 어셈블리의 분해 사시도들이 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 도 1 내지 도 5과 함께 참조하면, 전지모듈(200)은 수직으로 인접하여 배열되어 있는 단위모듈들(150), 단위모듈들(150)의 일측면에 연속적으로 장착되어 있는 전지 차단 유닛(160), 단위모듈들(150)이 내부에 장착되어 있는 모듈 케이스(210), 모듈 케이스(210)의 전면에 장착되는 버스 바 어셈블리(300), 및 버스 바 어셈블리(300)의 전면에 차례로 장착되는 버스 바 어셈블리 커버(400)와 전면 커버(220)를 포함하여 구성되어 있다.
구체적으로, 전지모듈(200)은 2개의 단위모듈들(150a, 150b)로 구성된 단위모듈 어셈블리(190)를 포함하고 있다. 단위모듈(150a)은 양극단자(151)과 그것의 하측에 위치한 음극단자(152)가 형성되어 있는 제 1 배열(A)과, 양극단자(153)과 그것의 하측에 위치한 음극단자(154)가 형성되어 있는 제 2 배열(B)로 구성되어 있다. 마찬가지로, 단위모듈(150b)은 양극단자(155)과 그것의 하측에 위치한 음극단자(156)가 형성되어 있는 제 1 배열(A)과, 양극단자(157)과 그것의 하측에 위치한 음극단자(158)가 형성되어 있는 제 2 배열(B)로 구성되어 있다.
단위모듈들(150a, 150b)의 인접 부위에는 전지 차단 유닛(160)이 장착되어 있으며, 전지 차단 유닛(160)의 전면에는 상측으로부터 4개의 양극단자 접속부들(161, 162, 163, 164)과 1개의 음극단자 접속부(165)가 차례로 형성되어 있다.
버스 바 어셈블리(300)는 단위모듈들(150a, 150b)의 전면에 노출된 전극단자 부위에 장착되며, 절연성 소재로 이루어져 있는 커버 플레이트(301)와, 커버 플레이트(301) 상에 장착되는 1개의 음극 버스 바(350) 및 4개의 양극 버스 바들(360, 361, 362, 363)로 구성되어 있다.
양극 버스 바들(360, 361, 362, 363) 및 음극 버스 바(350)는 단위모듈들(150a, 150b)의 양극단자들(151, 153, 155, 157) 및 음극단자들(152, 154, 156, 158)에 접촉되도록 소정 부위가 절곡된 상태로 돌출되어 있고, 돌출된 부위에는 체결공(355)이 각각 형성되어 있으므로, 단위모듈들(150a, 150b)의 양극단자들(151, 153, 155, 157) 및 음극단자들(152, 154, 156, 158)에 형성된 체결 돌기들(도시하지 않음)이 체결공(355)에 삽입됨으로써, 모듈 케이스(210)의 전면에 버스 바 어셈블리(300)가 전지모듈(200)과 전기적으로 연결된다.
체결공(355) 부위와 전술한 양극단자 접속부들에는 연결부위를 감싸도록 단자 커버(370)가 후크 결합되고, 음극 버스 바(350)의 상부면에는 전기적 절연을 확보하기 위한 절연부재(360)가 추가적으로 장착되어 있다.
4개의 양극 버스 바들(360, 361, 362, 363)은 단위모듈들(150a, 150b)의 양극단자들(151, 153, 155, 157)이 전지 차단 유닛(160)의 4개의 양극 단자 접속부(161, 162, 163, 164)에 각각 연결되는 판상형 판재의 형상을 갖고, 대략 수평 방향으로 연장된 형태로 커버 플레이트(301) 상에 장착되어 있다. 1개의 음극 버스 바(350)는 상호 간에 볼트(380) 결합에 의해 대략 'ㄷ' 자 모양으로 결합된 상태로 단위모듈들(150a, 150b)의 음극단자들(152, 154, 156, 158)을 전지 차단 유닛(160)에 형성된 하나의 음극 단자 접속부(165)에 연결되도록, 커버 플레이트(301) 상에 각각 장착되어 있다.
이하, 단위모듈 어셈블리(190)와 버스 바 어셈블리(300)의 구체적인 결합 구조를 설명한다.
우선, 좌측에 위치한 단위모듈(150a)에서 제 1 배열(A)의 양극단자(151)는 버스 바(363)에 의해 전지 차단 유닛(160)의 양극 단자 접속부(161)에 연결되고, 우측에 위치한 단위모듈(150b)에서 제 1 배열(A)의 양극단자(155)는 버스 바(362)에 의해 전지 차단 유닛(160)의 양극 단자 접속부(162)에 연결된다.
마찬가지로, 단위모듈(150b)에서 제 2 배열(A)의 양극단자(153)는 버스 바(361)에 의해 전지 차단 유닛(160)의 양극 단자 접속부(163)에 연결되고, 단위모듈(150b)에서 제 2 배열(A)의 양극단자(157)는 버스 바(360)에 의해 전지 차단 유닛(160)의 양극 단자 접속부(164)에 연결된다.
단위모듈들(150a, 150b)의 제 1 배열(A)의 음극단자들(152, 156)과 제 2 배열(B)의 음극단자들(154, 158)은 버스 바(350)에 의해 전지 차단 유닛(160)의 음극 단자 접속부(165)에 연결된다.
이하에서는 본 발명에 따른 전지모듈의 조립과정에 대해 설명하기로 한다.
전지모듈 어셈블리(190)은 전면이 개방되어 전극단자들이 외부로 노출된 상태로 모듈 케이스(210)에 장착되고, 모듈 케이스(210)의 전면 개방된 부위에는 버스 바 어셈블리(300)가 장착된다. 또, 버스 바 어셈블리(300)에는 단위모듈들(100)을 전기적으로 연결하기 위해 4개의 양극 버스 바들(360, 361, 362, 363)과 하나의 음극 버스 바(350)가 각각 장착되어 있다.
여기서, 버스 바 어셈블리(300)에는 모듈 케이스(210)에 결합되도록 좌측 및 우측으로 4개의 체결 리브들(310)이 형성되고, 이에 대응하는 부위의 모듈 케이스(210)에는 체결용 관통구(211)가 각각 형성되어 있다.
그런 다음, 버스 바 어셈블리(300)의 전면에는 노출된 양극 버스 바들(360, 361, 362, 363) 및 음극 버스 바들(350, 351, 352)을 감싸도록 버스 바 어셈블리 커버(400)가 장착되고, 전지모듈(200)에 전력을 공급하는 전원 케이블(162)이 전지 차단 유닛(160)을 통해 연결된다.
최종적으로, 전면 커버(220)가 버스 바 어셈블리 커버(400)의 전면을 감싸면서 모듈 케이스(210)에 결합됨으로써, 전지모듈의 조립이 완성된다.
도 12에는 본 발명에 따른 버스 바 어셈블리의 저면 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 13에는 도 12의 'C' 부분의 부분 확대도가 모식적으로 도시되어 있으며, 도 14 및 도 15에는 본 발명에 따른 버스 바 어셈블리의 측면도들이 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 도 6 내지 도 11와 함께 참조하면, 버스 바 어셈블리(300)의 커버 플레이트(301)에는 단위모듈 어셈블리(190) 방향으로 리브들(320)이 돌출되어 있고, 모듈 케이스(210)에 결합되는 4개의 체결 리브들(310)이 좌측 및 우측에 형성되어 있다.
체결 리브(310)에는 체결용 관통구(311)가 형성되어 있고, 체결용 관통구(311) 주위에는 2개의 위치 고정용 돌기(312)들이 추가적으로 돌출되어 있으므로, 볼트(도시하지 않음)가 체결 리브(310)의 체결용 관통구(311)를 통해 모듈 케이스(210)의 체결용 관통구(211)에 삽입되고, 위치 고정용 돌기(312)가 모듈 케이스(210)의 삽입홀(212)에 차례로 삽입되면서 버스 바 어셈블리(300)가 모듈 케이스(210)에 안정적으로 결합된다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (25)

  1. 단위셀로서 전지셀들 또는 둘 이상의 전지셀들로 이루어진 셀 어셈블리들을 다수 개 포함하고 있는 단위모듈들이 인접하여 배열되어 있고, 전극단자들이 일면으로 배열되어 있는 단위모듈 어셈블리;
    상기 단위모듈 어셈블리의 일 측면에 배열되어 있고, 단자 접속부들이 상기 전극단자들과 동일 면에 배열되어 있는 전지 차단 유닛 (battery disconnect unit: BDU);
    상기 단위모듈 어셈블리의 단위모듈들이 내부에 장착되어 있고 단위모듈들의 전극단자 부위가 개방되어 있는 모듈 케이스; 및
    전기절연성의 소재로 이루어져 있고 상기 모듈 케이스에서 단위모듈들의 전극단자 부위 상에 장착되는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트 상에 포함되어 있는 둘 이상의 버스 바들을 가지고 있는 버스 바 어셈블리;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 판상형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전지셀은 라미네이트 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 어셈블리는 전극단자들을 제외하고 둘 이상의 전지셀들의 외면을 셀 커버로 감싸고 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 단위모듈에서 단위셀들은 병렬 연결과 직렬 연결을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단위모듈에는 둘 이상의 양극 단자들과 둘 이상의 음극 단자들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 단위모듈은 하나의 양극 단자와 하나의 음극단자가 형성되어 있는 제 1 배열과, 상기 제 1 배열에 인접하여 위치하고 하나의 양극 단자와 하나의 음극단자가 형성되어 있는 제 2 배열을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 버스 바들은 병렬 방식으로 단위모듈들을 BDU에 연결하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 버스 바들은,
    단위모듈들의 음극 단자들을 BDU의 음극 단자 접속부에 연결하는 하나의 음극 버스 바; 및
    단위모듈들의 양극 단자들을 각각 BDU의 양극 단자 접속부들에 연결하는 둘 이상의 양극 버스 바들;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 버스 바들은 단자 접속 부위가 돌출된 구조로 커버 플레이트에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 버스 바의 단자 접속 부위와 단위모듈의 전극 단자에는 각각 체결구들이 천공되어 있고, 상기 체결구들에 체결부재가 삽입되어 연결되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 체결부재는 볼트인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 버스 바의 단자 접속 부위에는 체결공이 천공되어 있고, 상기 단위모듈의 전극 단자에는 상기 체결공에 삽입되는 체결돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 버스 바 어셈블리는 인서트 사출 방식에 의해 커버 플레이트와 버스 바들이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 버스 바 어셈블리는 커버 플레이트에 버스 바들이 체결 결합되는 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 버스 바 어셈블리에는 단자를 감싸는 둘 이상의 단자 커버가 추가로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 단자 커버는 상기 버스 바 어셈블리에 후크 체결 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 버스 바 어셈블리에는 전기적 절연을 확보하기 위한 둘 이상의 절연부재가 추가로 장착되어 있는 것을 특징으로 전지모듈.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 커버 플레이트에는 상기 전극단자들 간에 간섭을 방지하도록 단위모듈의 방향으로 돌출된 리브들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 커버 플레이트에는 모듈 케이스에 체결하기 위한 둘 이상의 체결 리브가 모듈 케이스 방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 체결 리브와 모듈 케이스에는 체결용 관통구들이 각각 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 하는 전지모듈.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 체결 리브에는 하나 이상의 위치 고정용 돌기가 형성되어 있고, 상기 모듈 케이스의 대응 부위에는 하나 이상의 삽입홀이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈 둘 이상이 팩 케이스에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  24. 제 1 항에 따른 전지모듈 또는 제 21 항에 따른 전지팩을 전원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장장치인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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