KR20160023377A

KR20160023377A - 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Info

Publication number: KR20160023377A
Application number: KR1020140109703A
Authority: KR
Inventors: 김기연; 성준엽; 엄영섭; 강달모
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2016-03-03
Also published as: KR101702505B1

Abstract

본 발명은, 조립 공정 중에 와이어를 임시로 고정할 수 있도록 하여 조립의 공정성과 편의성을 향상시킨 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 일 방향으로 적층된 다수의 카트리지 및 상기 적층된 카트리지의 내부 공간에 수납된 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리; 및 상기 셀 어셈블리의 측면에 장착되고, 일 방향으로 길게 연장되어 돌출된 형태로 구성된 와이어를 구비하며, 상기 와이어의 적어도 일부분이 착탈 가능하도록 구성된 와이어 착탈부가 형성된 측면 장착 유닛을 포함한다.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩{Battery module and battery pack including the same}

본 발명은 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립성이 향상되도록 구조가 개선된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차, 그리고 배터리 팩을 제조하는 방법에 관한 것이다.

근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 세간의 이목이 집중되고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 있어서 가장 핵심적 부품은 차량 모터로 구동력을 부여하는 배터리 팩이다. 하이브리드 자동차나 전기 자동차는 배터리 팩의 충방전을 통해 차량의 구동력을 얻을 수 있기 때문에, 엔진만을 이용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 점에서 사용자들이 점차 크게 늘어나고 있는 실정이다. 그리고, 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 배터리 팩에는 다수의 이차 전지가 포함되며, 이러한 다수의 이차 전지들은 서로 직렬 및 병렬로 연결됨으로써 용량 및 출력을 향상시킨다. 배터리 모듈은 이처럼 용량 및 출력 등을 높이기 위해 다수의 이차 전지가 직렬 내지 병렬로 연결된 구성요소를 의미한다고 할 수 있다.

이러한 배터리 모듈에는 하나 이상의 와이어가 돌출된 형태로 구비될 수 있다. 여기서, 와이어는, 배터리 모듈에 구비된 특정 구성요소로 전원을 공급하기 위한 것이거나, 배터리 모듈에 구비된 이차 전지의 전기적 특성에 대한 정보를 배터리 모듈 외부의 다른 구성요소로 전달하기 위한 것일 수 있다.

한편, 배터리 모듈은, 배터리 팩으로서 제조되기 위해, 다수의 전기적 부품 등 다른 구성요소와 함께 조립되어 팩 케이스 내부에 수납될 수 있다. 그런데, 이처럼 배터리 모듈을 다른 구성요소와 조립할 때, 또는 팩 케이스 내부에 수납할 때, 배터리 모듈에 구비된 와이어가 배터리 모듈의 조립성을 떨어뜨릴 수 있다. 특히, 와이어가 배터리 모듈의 상부 방향으로 연장되어 돌출된 형태로 구성되는 경우, 배터리 모듈의 상부에 다른 구성요소를 장착할 때 배터리 모듈과 그 상부에 장착되는 구성요소 사이에 와이어가 낄 수 있어, 조립 공정을 방해하거나 배터리 팩의 불량률을 높일 수 있다.

그러므로, 종래 배터리 모듈 구조에 의하면, 와이어에 의해 배터리 팩의 제조 공정이 복잡해지고 시간이 많이 소요되는 등 조립성이 떨어지고, 불량률이 높아질 수 있다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 조립 공정 중에 와이어를 임시로 고정할 수 있도록 하여 조립의 공정성과 편의성을 향상시킨 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차, 그리고 이러한 배터리 팩의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 일 방향으로 적층된 다수의 카트리지 및 상기 적층된 카트리지의 내부 공간에 수납된 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리; 및 상기 셀 어셈블리의 측면에 장착되고, 일 방향으로 길게 연장되어 돌출된 형태로 구성된 와이어를 구비하며, 상기 와이어의 적어도 일부분이 착탈 가능하도록 구성된 와이어 착탈부가 형성된 측면 장착 유닛을 포함한다.

바람직하게는, 상기 와이어 착탈부는, 상기 와이어가 장착된 경우, 상기 장착된 와이어가 상기 셀 어셈블리의 상부 이외의 부분에 위치하도록 구성된다.

또한 바람직하게는, 상기 와이어 착탈부는, 상기 와이어가 삽입되어 고정 가능하도록 구성된 삽입부를 구비한다.

또한 바람직하게는, 상기 삽입부는, 상기 와이어가 끼움 결합되도록 구성된다.

또한 바람직하게는, 상기 삽입부는, 삽입된 와이어의 단부가 외측 방향을 향하도록, 와이어의 안착 방향이 내측에서 외측 방향으로 경사지게 형성된다.

또한 바람직하게는, 상기 와이어 착탈부는, 상기 와이어가 감겨져 벤딩 가능하도록 구성된 걸림부를 구비한다.

또한 바람직하게는, 상기 와이어 착탈부는, 벨크로 테이프를 구비한다.

또한 바람직하게는, 상기 와이어 착탈부는, 상부에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 하나 이상이 장착된 전장 플레이트가 상기 셀 어셈블리의 상부에 조립되기 전에 상기 와이어가 장착되고, 상기 전장 플레이트가 상기 셀 어셈블리의 상부에 조립된 후에 상기 와이어가 이탈되도록 구성된다.

또한 바람직하게는, 상기 와이어는, 상기 전장 플레이트에 연결된다.

또한 바람직하게는, 상기 측면 장착 유닛은, 외측에 유입구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 상기 개방부를 통해 상기 셀 어셈블리로 인입되도록 구성된 유입 덕트, 및 외측에 유출구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 셀 어셈블리로부터 배출된 유체가 상기 개방부로 인입되어 상기 유출구를 통해 유출되도록 구성된 유출 덕트를 포함하되, 상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 내부 공간에서 상기 유체의 흐름을 가속화시키는 팬을 구비하고, 상기 와이어는 상기 팬으로 동작 전원을 공급하는 경로를 제공한다.

또한 바람직하게는, 상기 유입 덕트의 유입구 및 상기 유출 덕트의 유출구는 상기 셀 어셈블리의 상부면보다 상부 방향으로 돌출되게 구성되고, 상기 와이어 착탈부는 상기 유입구 및 유출구 중 적어도 하나의 상부에 형성된다.

또한 바람직하게는, 상기 측면 장착 유닛은, 상기 셀 어셈블리에 구비된 이차 전지의 전극 리드에 접촉되어 상기 이차 전지의 전압을 센싱하는 센싱 어셈블리를 포함하되, 상기 와이어는 상기 센싱 어셈블리에 의해 센싱된 전압 정보를 전달하는 경로를 제공한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 제조 방법은, 일 방향으로 적층된 다수의 카트리지 및 상기 적층된 카트리지의 내부 공간에 수납된 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리, 및 상기 셀 어셈블리의 측면에 장착되고 일 방향으로 길게 연장되어 돌출된 형태로 구성된 와이어를 구비하며 상기 와이어의 적어도 일부분이 착탈 가능하도록 구성된 와이어 착탈부가 형성된 측면 장착 유닛을 포함하는 배터리 모듈을 준비하는 단계; 상기 배터리 모듈의 와이어를 상기 배터리 모듈의 와이어 착탈부에 장착시키는 단계; 상부에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 하나 이상이 장착된 전장 플레이트를 상기 배터리 모듈의 상부에 조립시키는 단계; 및 상기 와이어를 상기 와이어 착탈부에서 이탈시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 하나 이상의 배터리 모듈을 전장품 등 다른 구성요소와 함께 조립하여 배터리 팩을 구성하는 경우, 조립성이 향상될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, BMS나 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 등이 하나의 전장 플레이트에 장착되고, 이러한 전장 플레이트가 배터리 모듈의 상부에 놓이는 형태로 배터리 팩이 조립되는 형태에 있어서, 조립성이 더욱 개선될 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 전장 플레이트가 배터리 모듈에 조립되기 전에 배터리 모듈에 구비된 와이어가 배터리 모듈의 상부에 위치하지 않도록 임시로 고정되어, 전장 플레이트와 배터리 모듈이 조립될 때 그 사이에 와이어가 끼이는 것이 방지될 수 있다. 그리고, 전장 플레이트와 배터리 모듈이 조립된 이후, 와이어의 고정 상태는 해제됨으로써, 와이어가 본래 연결되어야 하는 위치에 연결될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 모듈과 전장 플레이트의 조립 공정이 용이해지고 그에 소요되는 시간이 단축되는 한편, 조립 시 발생하는 불량률을 감소시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명에 의하면, 배터리 팩의 생산성이 향상될 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는, 도 1의 구성에 대한 결합도이다.
도 3은, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈이 다른 구성요소와 조립되는 구성을 개략적으로 도시하는 분리 사시도이다.
도 4는, 도 3의 결합 사시도이다.
도 5는, 도 3의 구성을 상부에서 바라본 형태의 도면이다.
도 6은, 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7은, 도 6의 구성에서 와이어가 와이어 착탈부에 장착된 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은, 도 7의 구성을 상부에서 바라본 형태의 도면이다.
도 9는, 도 7의 C-C' 선에 대한 단면 형태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 착탈부의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 착탈부의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 착탈부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성에 대한 결합도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈(1000)은, 셀 어셈블리(100) 및 측면 장착 유닛(200)을 포함한다.

상기 셀 어셈블리(100)는, 하나 이상의 이차 전지를 구비한다. 특히, 배터리 모듈(1000)에 있어서, 상기 셀 어셈블리(100)는, 다수의 이차 전지를 구비하는 이차 전지의 집합체일 수 있다. 여기서, 상기 셀 어셈블리(100)에 포함되는 이차 전지는 파우치형 이차 전지일 수 있다. 이 경우, 파우치형 이차 전지는, 일 방향, 이를테면 도면에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 적층된 형태로 구성될 수 있다.

한편, 셀 어셈블리(100)는, 파우치형 이차 전지의 적층을 위한 카트리지(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 카트리지(120)는 이차 전지를 적층하는데 이용되는 구성요소로서, 이차 전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 이차 전지의 조립을 가이드할 수 있다.

이러한 카트리지(120)는, 적층용 프레임 등 다른 다양한 용어로 대체될 수 있으며, 이차 전지의 적층을 위해, 일 방향으로 다수가 적층 가능하도록 구성될 수 있다. 특히, 카트리지(120)는 적층 시, 테두리가 아닌 중앙 부분에 빈 내부 공간이 형성되도록 구성되며, 이러한 내부 공간에 이차 전지가 수납될 수 있다. 따라서, 다수의 카트리지(120)를 적층하여 셀 어셈블리(100)를 구성하는 경우, 이차 전지는 카트리지(120)에 의해 감싸지게 되며, 도면에 도시된 바와 같이 외부로 노출되지 않도록 구성될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에서, 이차 전지는 상하 방향으로 적층된 형태를 기준으로 도시되어 있으나, 이차 전지는 수평 방향 등 다른 다양한 형태로 적층될 수 있음은 물론이다.

상기 측면 장착 유닛(200)은, 셀 어셈블리(100)의 측면에 장착되는 구성요소이다. 즉, 카트리지(120)와 이차 전지가 일 방향으로 적층된 형태로 셀 어셈블리(100)가 구성되는 경우, 셀 어셈블리(100)는 도면에 도시된 바와 같이, 전, 후, 좌, 우, 4개의 측면과 상부면 및 하부면으로 구성될 수 있다. 이때, 측면 장착 유닛(200)은, 셀 어셈블리(100)의 4개의 측면 중 어느 하나 이상의 부분에 장착되는 구성요소이다.

예를 들어, 도 1 및 도 2의 구성에서는, 2개의 측면 장착 유닛(200)이 셀 어셈블리(100)의 전단측과 후단측에 각각 결합되어 장착되는 형태로 도시되어 있다. 또한, 도 1 및 도 2의 구성에서, 이와 다른 별도의 측면 장착 유닛(200)이 셀 어셈블리(100)의 우측에 결합되어 장착되어 있는 형태도 도시되어 있다. 이처럼 측면 장착 유닛(200)은, 셀 어셈블리(100)의 측면에 장착되어 각각의 기능을 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 측면 장착 유닛(200)은, 유입 덕트(210) 및 유출 덕트(220)를 포함할 수 있다.

여기서, 유입 덕트(210)는, 셀 어셈블리(100)의 일 측면에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 해당 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 구성에서, 유입 덕트(210)는, 셀 어셈블리(100)의 전단 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 유입 덕트(210)는, 셀 어셈블리(100)의 전단 측면에 대응하는 형태 및 크기로 구성될 수 있다.

상기 유입 덕트(210)는, 셀 어셈블리(100)로 공기와 같은 냉각 유체가 유입되도록 하는 구성요소이다. 이를 위해, 상기 유입 덕트(210)는, 외측에 유입구(211)가 형성되어 이러한 유입구(211)를 통해 배터리 모듈(1000) 외부의 유체가 유입 덕트(210)의 내부 공간으로 유입되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 유입 덕트(210)는, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 내측에 개방부(212)가 형성되어, 내부 공간으로 유입된 유체가 이러한 개방부(212)를 통해 셀 어셈블리(100)로 인입되도록 구성될 수 있다.

상기 유출 덕트(220)는, 셀 어셈블리(100)의 타 측면에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 타 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 유출 덕트(220)는, 셀 어셈블리(100)의 네 측면 중, 유입 덕트(210)가 위치한 측면의 반대 측면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 유출 덕트(220)는, 셀 어셈블리(100)의 후단 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 유출 덕트(220)는, 셀 어셈블리(100)의 후당 측면에 대응하는 형태 및 크기로 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 유입 덕트(210)로부터 유입되어 유출 덕트(220)로 유출되기까지의 냉각 유체의 흐름이 일직선 형태가 되어, 유체의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있다. 그러므로, 냉각 유체를 통한 냉각 성능이 안정적으로 확보될 수 있다.

상기 유출 덕트(220)는, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 내측에 개방부(222)가 형성되어, 셀 어셈블리(100)를 통과하여 이차 전지와 직간접적으로 열교환을 수행한 후 배출된 냉각 유체가 이러한 개방부(222)를 통해 유출 덕트(220)의 내부 공간으로 인입되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 유출 덕트(220)는, 외측에 유출구(221)가 형성되어 내부 공간으로 인입된 유체가 이러한 유출구(221)를 통해 배터리 모듈(1000) 외부로 유출되도록 할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 셀 어셈블리(100)에 하나 이상의 냉각 유로(P)가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 냉각 유로(P)는 적어도 양측이 개방되어, 개방된 일측 단부에 유입 덕트(210)가 위치하고, 개방된 타측 단부에 유출 덕트(220)가 위치할 수 있다. 따라서, 유입 덕트(210)를 통해 유입된 유체는 셀 어셈블리(100)의 냉각 유로(P)로 인입되어 냉각 유로를 따라 흐르면서 이차 전지와 직간접적으로 열교환을 수행할 수 있다. 그리고, 이와 같이 셀 어셈블리(100)의 냉각 유로(P)를 흐르던 유체는 유출 덕트(220)를 통해 배터리 모듈(1000) 외부로 배출될 수 있다.

이와 같이, 배터리 모듈(1000)에 유입 덕트(210) 및 유출 덕트(220)가 구비되는 실시예에 있어서, 유입 덕트(210) 및 유출 덕트(220) 중 적어도 하나에는 팬이 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 유출 덕트(220)의 내부 공간에는 다수의 팬(F)이 구비될 수 있다. 그리고, 이러한 팬(F)은 유출 덕트(220)의 내부 공간에서 유체의 흐름을 가속화시킴으로써 공기와 같은 냉각 유체가 보다 원활하게 흐르도록 할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 유입 덕트(210) 역시 팬(F)을 구비할 수 있다.

한편, 배터리 모듈(1000)에는 하나 이상의 와이어(240)가 구비될 수 있다. 여기서 와이어(240)는 전선과 같이 전원 공급이나 전기적 신호 전달을 위해, 전류가 흐르는 경로가 되는 구성요소라 할 수 있다. 특히, 상기 측면 장착 유닛(200)은, 와이어(240)를 구비할 수 있는데, 와이어(240)는 일 방향으로 길게 연장되어 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 측면 장착 유닛(200)이, 도면에 도시된 바와 같이, 팬을 구비하는 유입 덕트(210) 및/또는 유출 덕트(220)를 포함하는 경우, 이러한 유입 덕트(210) 및/또는 유출 덕트(220)는 팬을 동작시키기 위해 팬으로 동작 전원을 공급하는 경로로서 와이어(240)를 구비할 수 있다.

이러한 와이어(240)는 일 방향으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있으며, 1개 또는 다수의 전선 가닥이 하나로 묶여진 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 와이어(240)는, 일단이 측면 장착 유닛(200)에 연결된 상태에서, 타단이 측면 장착 유닛(200)의 외부에 위치한 다른 구성요소와 연결될 수 있도록, 측면 장착 유닛(200)의 외부로 돌출되게 구성되며, 그 단부에 외부 구성요소와의 접속을 위한 커넥터(241)가 구비될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈(1000)에 있어서, 상기 측면 장착 유닛(200)은, 와이어 착탈부(250)가 형성되어 있다. 이러한 와이어 착탈부(250)는, 배터리 모듈(1000)에 구비된 와이어, 특히 측면 장착 유닛(200)에 구비된 와이어(240)의 적어도 일부분을 자유롭게 장착하거나 이탈시킬 수 있도록 구성된 부분이다. 더욱이, 와이어 착탈부(250)는, 와이어(240)의 일부분이 장착된 경우, 장착된 부분이 움직이지 않고 고정되도록 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 배터리 모듈(1000)에 다른 구성요소를 조립하는 공정 중에, 와이어 착탈부(250)에 와이어를 임의로 고정시킬 수 있어, 와이어(240)에 의해 조립 공정이 방해받는 것을 줄일 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 경우, 배터리 모듈(1000)의 상부에 다른 구성요소가 결합되는 형태로 조립될 수 있는데, 이에 대해서는 도 3을 참조하여, 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)이 다른 구성요소와 조립되는 구성을 개략적으로 도시하는 분리 사시도이고, 도 4는 도 3의 결합 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 셀 어셈블리(100) 및 측면 장착 유닛(200)을 포함하는 배터리 모듈(1000)의 상부에 다른 구성요소가 장착되는 형태로, 배터리 팩이 조립될 수 있다.

특히, 배터리 팩에는, BMS(Battery Management System), 전류센서, 릴레이 및 퓨즈와 같은 다양한 전기적 부품이 포함될 수 있으며, 이러한 전기적 부품들을 전장품이라고도 한다. 본 발명에 따른 배터리 팩의 경우, 이러한 전장품들은 하나의 플레이트 상에 장착된 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같이 전장품이 장착된 플레이트를 전장 플레이트(2000)라고 할 수 있다. 즉, 전장 플레이트(2000)는 상부와 하부에 넓은 면을 가진 플레이트 형태로 구성되어, 넓은 상부면에 전장품이 장착된 구성요소라 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 배터리 모듈(1000)의 상부, 특히 셀 어셈블리(100)의 상부에 이러한 전장 플레이트(2000)가 장착될 수 있다. 그런데, 이와 같이 배터리 모듈(1000)의 상부에 전장 플레이트(2000)가 장착되는 형태로 조립되는 경우, 배터리 모듈(1000)에 구비된 와이어(240)가 배터리 모듈(1000)과 전장 플레이트(2000)의 조립성을 떨어뜨릴 수 있다. 특히, 배터리 모듈의 와이어(240)는, 배터리 모듈(1000)과 전장 플레이트(2000)가 결합되는 경우, 그 사이에 끼이는 문제가 발생할 수 있으며, 이는 배터리 모듈(1000)과 전장 플레이트(2000)의 조립을 어렵게 하고 조립 시간을 지연시키며, 와이어(240) 등을 손상시켜 배터리 팩의 불량률을 높일 수 있다.

더욱이, 배터리 모듈(1000)의 와이어(240)는 전장 플레이트(2000)에 연결되어, 전장 플레이트(2000)와 전원 내지 전기적 신호를 주고받을 수 있다. 이 경우, 와이어(240)는 전장 플레이트(2000)와의 연결을 용이하게 하기 위해 배터리 모듈(1000)의 상부 측에 구비되어 상부 방향으로 돌출되게 구성될 수 있는데, 이는 와이어(240)가 전장 플레이트(2000)와 배터리 모듈(1000) 사이에 끼일 가능성을 더욱 높일 수 있다.

하지만, 본 발명에 있어서, 배터리 모듈(1000)에는 와이어 착탈부(250)가 형성되어 있으며, 배터리 모듈의 와이어(240)는 이러한 와이어 착탈부(250)에 임의로 고정되거나 분리될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈과 전장 플레이트(2000)의 조립 시, 와이어(240)를 와이어 착탈부(250)에 고정시킨 상태로 두고, 배터리 모듈과 전장 플레이트(2000)의 조립이 완료되면, 와이어(240)를 와이어 착탈부(250)에서 이탈시켜 와이어(240)의 커넥터가 전장 플레이트(2000)의 커넥터와 상호 접속되도록 할 수 있다.

특히, 와이어(240) 및 와이어 착탈부(250)는 측면 장착 유닛(200)에 구비되고, 전장 플레이트(2000)는 셀 어셈블리(100)의 상부에 안착되는 형태로 조립될 수 있다. 이 경우, 측면 장착 유닛(200)의 와이어(240)는, 전장 플레이트(2000)가 셀 어셈블리(100)의 상부에 조립되기 전에 와이어 착탈부(250)에 장착되고, 전장 플레이트(2000)가 셀 어셈블리(100)의 상부에 조립된 후에 와이어(240)가 이탈될 수 있다. 그리고, 측면 장착 유닛(200)의 와이어(240)는, 도 4에서 B1 및 B2로 표시된 바와 같이, 그 단부에 구비된 커넥터를 통해 전장 플레이트(2000)와 연결될 수 있다. 따라서, 이러한 와이어(240)를 통해, 전장 플레이트(2000)와 전기적 신호 또는 전원 등을 주거나 받을 수 있다.

바람직하게는, 상기 와이어 착탈부(250)는, 와이어(240)가 장착된 경우, 장착된 와이어(240)가 셀 어셈블리(100)의 상부 이외의 부분에 위치하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 와이어 착탈부(250)는, 와이어(240)가 장착된 상태에서는 와이어(240)가 셀 어셈블리(100)의 상부에 위치하지 않도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 참조하여, 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 5는, 도 3의 구성을 상부에서 바라본 형태의 도면이다.

도 5를 참조하면, 배터리 모듈은 셀 어셈블리(100)의 측면에 측면 장착 유닛(200)이 장착된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 셀 어셈블리(100)의 상부에는 전장 플레이트(2000)와 같은 구성요소가 장착될 수 있다. 이때, 전장 플레이트(2000)는, E로 표시된 부분과 같은 셀 어셈블리(100)의 수직으로 상부에 위치하는 부분에 대부분 놓이게 되고, 측면 장착 유닛(200)의 수직 상부에는 거의 놓이지 않도록 구성될 수 있다.

따라서, 와이어 착탈부(250)는, 와이어(240)가 장착된 경우, 수평 방향으로 E로 표시된 부분에 놓이지 않고, 그 이외의 부분에 놓이도록 구성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 셀 어셈블리(100)의 상부에 전장 플레이트(2000)가 장착되는 경우, 와이어(240)가 셀 어셈블리(100)와 전장 플레이트(2000) 사이에 끼게 되는 것을 방지할 수 있다. 보다 구체적으로는, 와이어 착탈부(250)는, 와이어(240) 장착 시, 셀 어셈블리(100)와 전장 플레이트(2000) 사이의 조립 공간에 와이어(240)가 위치하지 않는 형태 및 위치로 구성될 수 있다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서, 와이어 착탈부(250)는 와이어(240)의 장착에 의한 고정 및 분리가 가능하도록 구성되는데, 이러한 와이어 착탈부(250)와 와이어(240)의 착탈 구성은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

도 6은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 구성에서 와이어(240)가 와이어 착탈부(250)에 장착된 구성을 나타낸 도면이다. 또한, 도 8은 도 7의 구성을 상부에서 바라본 형태의 도면이다. 특히, 도 8에서 도면의 아래 부분은 셀 어셈블리(100)가 있는 부분이고, 도면의 윗 부분은 배터리 모듈의 외측이라 할 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 와이어 착탈부(250)는, 삽입부(251)를 구비할 수 있다. 여기서, 삽입부(251)는, 와이어(240)가 삽입되도록 함으로써, 와이어(240)를 고정할 수 있는 구성요소이다. 이러한 삽입부(251)는, 이를테면 도면에 도시된 바와 같이, 2개의 돌기를 구비하여 이러한 돌기 사이 공간에 와이어(240)가 삽입되도록 함으로써, 와이어(240)가 수평 방향으로 움직이지 않고 고정되도록 할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 하나의 와이어(240)를 고정하기 위한 와이어 착탈부(250)로서, 삽입부(251)는 둘 이상 구비될 수 있다. 와이어(240)는 일 방향으로 길게 연장된 형태로 구성되기 때문에, 둘 이상의 삽입부(251)가 소정 거리 이격된 형태로 형성되고, 이러한 삽입부(251)에 하나의 와이어(240)에 대한 서로 다른 부분이 고정되도록 하면, 와이어(240)에 대한 수평 방향 고정력이 더욱 향상될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈과 전장 플레이트(2000) 등 다른 구성요소의 조립 시, 와이어(240)의 움직임을 최소화하여 조립의 공정성을 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 상기 삽입부(251)는, 와이어(240)가 끼움 결합되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 대해서는, 도 9를 참조하여, 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 9는, 도 7의 C-C' 선에 대한 단면 형태의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 상기 삽입부(251)는, 상부에 G로 표시된 바와 같은 돌출부가 형성되도록 구성될 수 있다. 이러한 돌출부는, 삽입부(251)에 와이어(240)가 끼워진 상태에서 와이어(240)가 삽입부(251)로부터 상부 방향으로 쉽게 이탈되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 삽입부(251)에 의해 와이어(240)의 수평 방향 움직임은 물론, 수직 방향 움직임까지 억제될 수 있다. 여기서, 돌출부는 와이어(240)가 삽입부(251)에 삽입된 상태에서 삽입부(251)로부터 와이어(240)가 상부 방향으로 빠져나가지 않도록 하기 위해, 삽입부(251)의 개구부를 와이어(240)의 크기(직경)보다 작도록 할 수 있다. 다만, 와이어(240)의 삽입이나 분리를 위해, 삽입부(251)는 좌우 방향으로 소정 거리 벌려지도록 구성될 수 있다.

한편, 도면에서는, 와이어가 삽입되는 삽입부(251)가 돌기와 같이 볼록한 형태로 구현되는 것을 위주로 도시되어 있으나, 이러한 삽입부(251)는 홈과 같이 오목한 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.

또한 바람직하게는, 상기 와이어 착탈부(250)는, 상기 와이어가 감겨져 벤딩 가능하도록 구성된 걸림부(252)를 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 와이어 착탈부(250)는, 삽입부(251) 이외에 걸림부(252)를 구비할 수 있으며, 이러한 걸림부(252)는 와이어가 걸려질 수 있는 형태 및 크기로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 걸림부(252)는, 소정 크기를 갖는 형태로, 상부 방향으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 걸림부(252)가 구비된 구성에서, 와이어는 걸림부(252)에 감겨질 수 있으며, 이러한 감겨짐으로 인해 와이어는 벤딩될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 구성에서, 좌측에서 측면 장착 유닛(200), 이를테면 유출 덕트(220)에 접속된 와이어는, 서로 소정 거리 이격된 2개의 삽입부(251)에 삽입된 상태로 우측 방향으로 길게 연장되다가, 걸림부(252)에 감겨지게 되며, 좌측 방향으로 길게 연장되는 형태로 벤딩될 수 있다. 즉, 와이어는 걸림부(252)에 의해 180도 벤딩된 형태로 구성될 수 있다.

상기와 같이, 와이어 착탈부(250)에 걸림부(252)가 구비된 본 발명의 일 실시예에 의하면, 와이어 착탈부(250)에 장착된 와이어가 차지하는 공간을 크게 하지 않을 수 있다. 특히, 상기 도면들에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈에는 다수의 와이어가 구비될 수 있으며, 와이어의 길이는 모두 동일하지 않고 서로 다르게 구성될 수 있다. 이때, 길이가 긴 와이어를 안정적으로 고정하기 위해서는 와이어 착탈부(250)의 형성 공간을 크게 해야 할 수 있으나, 상기 실시예와 같이, 걸림부(252)를 통해 와이어가 벤딩되도록 하면, 와이어 착탈부(250)가 차지하는 공간을 크게 하지 않더라도, 와이어가 좁은 공간에서 효과적으로 고정되도록 할 수 있다. 따라서, 배터리 모듈의 조립 공정의 편의성 및 효율성 등이 향상될 수 있다. 도 1 및 도 2의 구성에서도 이러한 점을 참조하여, 유입 덕트(210) 및 유출 덕트(220)에 구비된 3개의 와이어 중, 길이가 가장 긴 1개의 와이어가 결합되는 와이어 착탈부(250)에 대해서만 이러한 걸림부(252)가 구비되어 있고, 나머지 2개의 와이어가 결합되는 와이어 착탈부(250)에 대해서는 이러한 걸림부(252)가 구비되지 않도록 구성되어 있다.

특히, 상기 걸림부(252)는, 와이어가 벤딩된 경우, 측면 장착 유닛(200)의 외부 공간에 와이어가 위치하지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 와이어는, 와이어 착탈부(250)에 장착되어 고정된 상태에서는, 유출 덕트(220)의 상부 공간(도 8에서 D로 표시)에만 위치하며, 수평 방향으로 이러한 유출 덕트(220)의 상부 공간을 벗어나지 않도록 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 와이어가 와이어 착탈부(250)에 장착되어 고정된 상태에서도, 와이어가 수평 방향 기준으로 배터리 모듈의 외부로 돌출되지 않게 되므로, 배터리 모듈의 조립 공간을 크게 확보하지 않아도 될 수 있다.

한편, 도 6 내지 도 8에 도시된 와이어 착탈부(250)의 구성은 본 발명의 일 형태에 해당할 뿐, 본 발명이 반드시 이러한 와이어 착탈부(250) 형태로 한정되는 것은 아니다.

도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 착탈부(250)의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다. 보다 구체적으로, 도 10은, 도 8의 구성에 대한 다른 실시 형태라 할 수 있다.

도 10을 참조하면, 와이어 착탈부(250)는 1개의 삽입부(251)를 포함하며, 이러한 삽입부(251)에는 유출 덕트(220)에 연결된 와이어가 삽입됨으로써 고정될 수 있다. 이때, 삽입부(251)는, 와이어의 안착 방향이 내측에서 외측 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 삽입부(251)는, 도 10을 기준으로 와이어가 좌측 하부에서 우측 상부 방향으로 경사지는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 삽입부(251)에 삽입된 와이어는, 그 연장 방향이 배터리 모듈의 내측에서 외측으로 향하게 된다. 따라서, 와이어는 셀 어셈블리(100)의 상부에 있지 않고, 측면 장착 유닛(200)의 상부 및 측면 장착 유닛(200)의 외부에 있게 되어, 셀 어셈블리(100)의 상부로 전장 플레이트(2000) 등이 조립되는 경우, 조립을 방해하지 않을 수 있다.

도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 착탈부(250)의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다. 보다 구체적으로, 도 11은, 도 8의 구성에 대한 또 다른 실시 형태라 할 수 있다.

도 11을 참조하면, 와이어 착탈부(250)는 2개의 삽입부(251)를 포함하되, 2개의 삽입부(251)에 대한 와이어 안착 방향이 도 8과 같이 서로 평행하게 구성되지 않고, 서로 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 11과 같이, 2개의 삽입부(251)는, 와이어 안착 방향이 서로 직각이 되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 와이어는 좌측 삽입부(251)에 삽입되어 우측 방향으로 연장되다가, 우측 삽입부(251)에 삽입되면서 배터리 모듈의 외측 방향으로 절곡될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 와이어는 셀 어셈블리(100)의 상부에 있지 않고, 측면 장착 유닛(200)의 상부나 배터리 모듈의 외부에만 있게 되고, 셀 어셈블리(100)의 상부에는 있지 않게 되므로, 셀 어셈블리(100)의 상부에 전장 플레이트(2000) 등이 조립될 때 조립의 공정성을 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 상기 와이어 착탈부(250)는, 벨크로 테이프를 구비할 수 있다. 이에 대해서는, 도 12를 참조하여 설명하도록 한다.

도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 착탈부(250)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 12를 참조하면, 측면 장착 유닛(200)의 상면에 형성된 와이어 착탈부(250)는, 적어도 일부분이 벨크로 타입으로 구성된 테이프를 구비할 수 있다. 이러한 벨크로 테이프는 서로 탈착이 가능하도록, 일 부분에는 갈고리 모양의 작은 돌기물이 달려 있고, 다른 부분에는 올가미 형태의 돌기물이 달려 있을 수 있다. 그리고, 벨크로 테이프는, 일 방향으로 길게 연장된 형태로 구성되어, 와이어를 1겹 이상 감싸는 형태로 부착될 수 있다. 이 경우, 와이어(240)는 측면 장착 유닛의 상면에 놓여진 상태에서 벨크로 테이프에 의해 고정될 수 있다. 따라서, 이러한 고정에 의해, 배터리 모듈의 조립 시 와이어가 셀 어셈블리(100)의 상부에 위치하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 벨크로 부착 방식의 경우, 부착이나 탈착이 간단하게 이루어질 수 있고, 벨크로 테이프가 차지하는 공간이 크지 않다는 장점을 가질 수 있다.

다만, 도 12에는, 벨크로 테이프가 와이어 착탈부에 구비된 것으로 도시되어 있으나, 벨크로 테이프는 와이어에 구비되고, 와이어 착탈부에 고정되도록 구성될 수도 있다. 또한, 벨크로 테이프는 와이어 착탈부와 와이어에 모두 구비되어, 서로 부착 가능한 형태로 구성될 수도 있다.

한편, 와이어 착탈부(250)는, 측면 장착 유닛(200)에 있어서, 셀 어셈블리(100)보다 높은 위치에 구비될 수 있다. 특히, 도 1을 비롯한 여러 도면에 도시된 바와 같이, 와이어 착탈부(250)가 구비된 측면 장착 유닛(200)이 유입 덕트(210) 및 유출 덕트(220)인 경우, 유입 덕트(210)의 유입구(211) 및 유출 덕트(220)의 유출구(221)는 셀 어셈블리(100)의 상부면보다 상부 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다. 이때, 와이어 착탈부(250)는, 이처럼 셀 어셈블리(100)의 상부면보다 상부 방향으로 돌출된 유입구(211) 및/또는 유출구(221)의 상부에 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 셀 어셈블리(100)의 상부에 전장 플레이트(2000)와 같은 구성요소를 안착시켜 조립시키는 경우, 와이어 착탈부(250)에 고정된 와이어가 셀 어셈블리(100)보다 높은 곳에 위치하게 되어, 셀 어셈블리(100)와 전장 플레이트(2000) 사이에 와이어가 끼일 확률을 낮출 수 있다.

한편, 상기 여러 실시예에서는, 와이어 및 와이어 착탈부(250)가 구비된 측면 장착 유닛(200)이, 유입 덕트(210) 및 유출 덕트(220)인 경우를 중심으로 설명되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.

특히, 배터리 모듈은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 센싱 어셈블리를 포함할 수 있다.

여기서, 센싱 어셈블리는, 셀 어셈블리(100)에 연결되어 셀 어셈블리(100)에 구비된 이차 전지의 전압을 센싱할 수 있는 구성요소이다. 그리고, 이를 위해 센싱 어셈블리는, 셀 어셈블리(100)의 적어도 일 측면, 이를테면 도면에 도시된 바와 같이 셀 어셈블리(100)의 우측면에 장착될 수 있다. 특히, 센싱 어셈블리는 셀 어셈블리(100)에 구비된 모든 이차 전지의 전극 리드(111)에 접촉되도록 구성될 수 있다. 따라서, 센싱 어셈블리는, 셀 어셈블리(100)에서 이차 전지의 전극 리드가 돌출된 측면에 장착될 수 있다. 그리고, 이러한 센싱 어셈블리는, 와이어를 구비하여, 이러한 와이어를 통해, 외부의 다른 구성요소와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 B3로 표시된 바와 같이, 센싱 어셈블리의 와이어 커넥터는 전장 플레이트(2000)의 커넥터에 접속되어, 전장 플레이트(2000)에 장착된 전장품, 이를테면 BMS 등과 연결될 수 있다. 이 경우, 센싱 어셈블리의 와이어는, 센싱 어셈블리에 의해 센싱된 이차 전지의 전압 정보를 BMS 등으로 전달하는 경로를 제공할 수 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 상기 센싱 어셈블리는, 와이어 착탈부(250)가 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 모듈에 있어서, 와이어 및 이러한 와이어를 착탈하기 위한 와이어 착탈부(250)가 형성된 측면 장착 유닛(200)은, 센싱 어셈블리일 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 측면에 따른 센싱 어셈블리는, 전장 플레이트(2000) 등과 연결될 수 있는 와이어가 착탈 가능하도록 와이어 착탈부(250)를 구비할 수 있다. 따라서, 센싱 어셈블리의 상부에 전장 플레이트(2000)가 장착되어 조립될 때까지는, 센싱 어셈블리의 와이어가 센싱 어셈블리의 와이어 착탈부(250)에 장착되어 고정되어 있다가, 센싱 어셈블리와 전장 플레이트(2000)의 조립이 끝난 이후, 센싱 어셈블리의 와이어가 와이어 착탈부(250)로부터 이탈되어, 전장 플레이트(2000)에 접속되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 배터리 모듈을 하나 이상 포함한다. 이때, 배터리 팩에는 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등과 같은 전장품이 더 포함될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 전장품이 상부에 장착된 전장 플레이트(2000)를 포함하고, 이러한 전장 플레이트(2000)가 배터리 모듈의 상부에 안착되어 조립되는 형태로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함할 수 있다.

도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조 방법은, 배터리 모듈 준비 단계(S110), 와이어 장착 단계(S120), 전장 플레이트(2000) 조립 단계(S130) 및 와이어 이탈 단계(S140)를 포함한다.

상기 S110 단계는, 배터리 팩에 포함되기 위한 배터리 모듈(1000)을 준비하는 단계로서, 배터리 모듈은, 셀 어셈블리(100) 및 측면 장착 유닛(200)을 포함한다. 여기서, 셀 어셈블리(100)는, 일 방향으로 적층된 다수의 카트리지(120) 및 이와 같이 적층된 카트리지(120)의 내부 공간에 수납된 다수의 이차 전지를 구비한다. 또한, 측면 장착 유닛(200)은, 셀 어셈블리(100)의 측면에 장착되고 일 방향으로 길게 연장되어 돌출된 형태로 구성된 와이어(240)를 구비한다. 그리고, 측면 장착 유닛(200)은, 와이어의 적어도 일부분이 착탈 가능하도록 와이어 착탈부(250)가 형성되어 있다.

상기 S120 단계는, 이와 같은 배터리 모듈에 대하여, 와이어를 와이어 착탈부(250)에 장착, 즉 결합시키는 단계이다.

상기 S130 단계는, 상부에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 하나 이상이 장착된 전장 플레이트(2000)를 배터리 모듈의 상부에 위치시켜 조립시키는 단계이다.

상기 S140 단계는, 상부에 전장 플레이트(2000)가 조립된 배터리 모듈에 대하여, 와이어를 와이어 착탈부(250)에서 이탈, 즉 분리시키는 단계이다. 이때, 이와 같이 분리된 와이어는, 배터리 모듈 이외의 다른 구성요소, 이를테면 전장 플레이트(2000)와 연결될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

100: 셀 어셈블리
120: 카트리지
200: 측면 장착 유닛
210: 유입 덕트
211: 유입구
212: 개방부
220: 유출 덕트
221: 유출구
222: 개방부
230: 센싱 어셈블리
240: 와이어
250: 와이어 착탈부
251: 삽입부
252: 걸림부
1000: 배터리 모듈
2000: 전장 플레이트

Claims

일 방향으로 적층된 다수의 카트리지 및 상기 적층된 카트리지의 내부 공간에 수납된 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리; 및
상기 셀 어셈블리의 측면에 장착되고, 일 방향으로 길게 연장되어 돌출된 형태로 구성된 와이어를 구비하며, 상기 와이어의 적어도 일부분이 착탈 가능하도록 구성된 와이어 착탈부가 형성된 측면 장착 유닛
을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 와이어 착탈부는, 상기 와이어가 장착된 경우, 상기 장착된 와이어가 상기 셀 어셈블리의 상부 이외의 부분에 위치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 와이어 착탈부는, 상기 와이어가 삽입되어 고정 가능하도록 구성된 삽입부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제3항에 있어서,
상기 삽입부는, 상기 와이어가 끼움 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제3항에 있어서,
상기 삽입부는, 삽입된 와이어의 단부가 외측 방향을 향하도록, 와이어의 안착 방향이 내측에서 외측 방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 와이어 착탈부는, 상기 와이어가 감겨져 벤딩 가능하도록 구성된 걸림부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 와이어 착탈부는, 벨크로 테이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 와이어 착탈부는, 상부에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 하나 이상이 장착된 전장 플레이트가 상기 셀 어셈블리의 상부에 조립되기 전에 상기 와이어가 장착되고, 상기 전장 플레이트가 상기 셀 어셈블리의 상부에 조립된 후에 상기 와이어가 이탈되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제8항에 있어서,
상기 와이어는, 상기 전장 플레이트에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 측면 장착 유닛은, 외측에 유입구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 상기 개방부를 통해 상기 셀 어셈블리로 인입되도록 구성된 유입 덕트, 및 외측에 유출구가 형성되고 내측에 개방부가 형성되어 상기 셀 어셈블리로부터 배출된 유체가 상기 개방부로 인입되어 상기 유출구를 통해 유출되도록 구성된 유출 덕트를 포함하되,
상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 내부 공간에서 상기 유체의 흐름을 가속화시키는 팬을 구비하고, 상기 와이어는 상기 팬으로 동작 전원을 공급하는 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제10항에 있어서,
상기 유입 덕트의 유입구 및 상기 유출 덕트의 유출구는 상기 셀 어셈블리의 상부면보다 상부 방향으로 돌출되게 구성되고, 상기 와이어 착탈부는 상기 유입구 및 유출구 중 적어도 하나의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 측면 장착 유닛은, 상기 셀 어셈블리에 구비된 이차 전지의 전극 리드에 접촉되어 상기 이차 전지의 전압을 센싱하는 센싱 어셈블리를 포함하되,
상기 와이어는 상기 센싱 어셈블리에 의해 센싱된 전압 정보를 전달하는 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
일 방향으로 적층된 다수의 카트리지 및 상기 적층된 카트리지의 내부 공간에 수납된 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리, 및 상기 셀 어셈블리의 측면에 장착되고 일 방향으로 길게 연장되어 돌출된 형태로 구성된 와이어를 구비하며 상기 와이어의 적어도 일부분이 착탈 가능하도록 구성된 와이어 착탈부가 형성된 측면 장착 유닛을 포함하는 배터리 모듈을 준비하는 단계;
상기 배터리 모듈의 와이어를 상기 배터리 모듈의 와이어 착탈부에 장착시키는 단계;
상부에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 하나 이상이 장착된 전장 플레이트를 상기 배터리 모듈의 상부에 조립시키는 단계; 및
상기 와이어를 상기 와이어 착탈부에서 이탈시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.