KR20170134270A - 전기자동차용 배터리팩 - Google Patents

전기자동차용 배터리팩 Download PDF

Info

Publication number
KR20170134270A
KR20170134270A KR1020170065966A KR20170065966A KR20170134270A KR 20170134270 A KR20170134270 A KR 20170134270A KR 1020170065966 A KR1020170065966 A KR 1020170065966A KR 20170065966 A KR20170065966 A KR 20170065966A KR 20170134270 A KR20170134270 A KR 20170134270A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bus bar
battery
casing
battery pack
present
Prior art date
Application number
KR1020170065966A
Other languages
English (en)
Inventor
김종호
Original Assignee
신흥에스이씨주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신흥에스이씨주식회사 filed Critical 신흥에스이씨주식회사
Publication of KR20170134270A publication Critical patent/KR20170134270A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M2/1083—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M2/1094—
    • H01M2/206—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—

Abstract

본 발명은 전기자동차용 배터리 팩을 개시한다.
본 발명에 따르는 전기자동차용 배터리 팩에 의하면, 복수의 단위 배터리와, 상기 단위 배터리들의 전극 단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 버스바는 전극 단자에 대향되어 접합되는 접합부를 구비하고, 상기 접합부는 버스바몸체로부터 이격되며, 완충다리부로 연결되는 단위통전부를 복수개 구비하는 제1버스바와 상기 제1버스바의 상부에 구비되되 제1버스바와 부분적으로 접촉되며 진동에 의한 오픈방지성을 구비하도록 형상을 이루는 제2버스바를 포함하는 특징이 있는데, 이에 의할 때, 외부에 충격이나 반복되는 고진동은 물론, 수분에 의해 경시적으로 발생되는 접촉저항을 감소시켜, 배터리 팩의 내진동성 및 작동안정성을 보장할 수 있다.

Description

전기자동차용 배터리팩{Battery pack for electric vehicle with excellent vibration-resistance}
본 발명은 전기자동차용 배터리팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부에 충격이나 반복되는 고진동은 물론, 수분에 의해 경시적으로 발생되는 접촉저항을 감소시켜, 배터리 팩의 내진동성 및 작동안정성을 보장하고 종래의 내연기관 자동차에 용이하게 장착되어 안정적인 동작이 가능한 전기자동차용 배터리팩에 관한 것이다.
비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.
통상적으로 충전 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 랩탑 컴퓨터, 파워 툴, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다.
특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.
리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용된다.
리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되는 추세이다.
리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다.
그리고 리튬이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.
액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용된다.
여기서, 원통형 이차 전지는 전극 조립체 및 전해액을 포함하는데, 전극 조립체는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 구비하고, 전해액은 리튬 이온을 포함하는 경우가 많으며, 전극 조립체의 양극판과 음극판은 외부로 인출되는 전극탭을 각각 구비할 수 있다.
전극 조립체는 케이싱의 내부에 수납되고, 케이싱의 외부로는 전극단자가 노출될 수 있다. 전극 탭은 전극 조립체의 외부로 인출되어 전극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 이차전지를 복수개 수평 또는 수직으로 적층되어 배터리 팩이 형성될 수 있는데, 배터리 팩에서 이웃하여 적층되는 이차 전지들은 전극 단자들이 전기적으로 상호 연결될 수 있고, 이웃하는 이차 전지들의 전극 단자들이 버스바에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
그런데, 이러한 버스바는 니켈, 구리 등을 함유하는 합금을 저항용접으로 접합하고, 특히 브릿지-버스바는 볼트결합을 이용하게 되는데, 배터리 팩이 장착된 디바이스, 특히 전기자동차의 경우에 다양한 도로면에 의한 충격이나 고진동으로 볼트결합이 느슨해지거나, 겨울철이나 여름철 눈이나 비의 수분에 의해 산화되어 해당부위에 접촉저항(contact resistance)이 발생되어 배터리 팩의 오작동을 유발하는 문제가 있어 왔다.
아울러, 전기자동차의 증가에 따라 상대적으로 감소되어야 하는 내연기관 자동차를 무차별적으로 폐기하는 것이 아닌 전기자동차로 개조하여 비용절감이나 친환경 정책에 대한 요구가 있어 이에 대한 요소기술 개발이 필요한 실정이다.
대한민국공개특허공보 제1020160129596호(2016.11.09) 대한민국공개특허공보 제1020120114494호(2012.10.17)
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 외부에 충격이나 반복되는 고진동은 물론, 수분에 의해 경시적으로 발생되는 접촉저항을 감소시켜, 배터리 팩의 내진동성 및 작동안정성을 보장하고 종래의 내연기관 자동차에 용이하게 장착되어 안정적인 동작이 가능한 전기자동차용 배터리팩을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 복수의 단위 배터리와, 상기 단위 배터리들의 전극 단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 버스바는 전극 단자에 대향되어 접합되는 접합부를 구비하고, 상기 접합부는 버스바몸체로부터 이격되며, 완충다리부로 연결되는 단위통전부를 복수개 구비하는 제1버스바와 상기 제1버스바의 상부에 구비되되 제1버스바와 부분적으로 접촉되며 진동에 의한 오픈방지성을 구비하도록 형상을 이루는 제2버스바를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 제1,2버스바(11, 12)는 대칭적으로 배치되어, 복수개의 배터리셀(31)을 개재시켜 고정하는 배터리모듈(30)인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제1,2버스바(11, 12)의 대칭적 배치는 접합부와 완충다리부가 진입할 수 있는 제2버스바(11)의 대향면에 진입홀(110)을 마련하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1버스바의 접합부는 전지캔 음극단자의 두께이하인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1버스바는 제2버스바 두께보다 같거나 얇은 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1버스바는 알루미늄재일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 배터리모듈을 감싸는 케이싱으로서, 공냉유로를 구비하고, 센서를 다양한 위치에 배치하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 케이싱은, 내측에 일정한 공간을 가지면서 상부가 개방되게 형성되며 둘레에 복수의 통공이 형성되는 케이싱본체와; 상기 케이싱본체 상부에 설치되는 케이싱덮개와; 케이싱본체와 배터리셀 사이에 설치되는 복수의 스페이서와; BMS와 연결되어 배터리셀의 전류를 충전 또는 방전할 수 있도록 배터리셀에 설치되는 복수의 연결단자를 포함하여 구성한다.
본 발명의 배터리셀은, 모듈 형태로 구성되어 케이싱에 설치되고, 배터리셀이 설치된 케이싱이 복수로 구성되어 양측면에 고정부재가 설치된 트레이에 설치되며, 케이싱은 자동차의 연료탱크를 탈거 한 위치에 설치되고, 연료탱크가 위치되는 자리에 설치된 케이싱으로 전원을 공급할 수 있도록 BMS와 전기적으로 연결되는 전원연결잭이 자동차의 연료주입구에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 전기자동차용 배터리팩에 의하면, 외부에 충격이나 반복되는 고진동은 물론, 수분에 의해 경시적으로 발생되는 접촉저항을 감소시켜, 배터리 팩의 내진동성 및 작동안정성을 보장하고 종래의 내연기관 자동차에 용이하게 장착되어 안정적인 동작이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 배터리셀의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 배터리 모듈의 분리사시도이며,
도 3은 본 발명의 진입홀로 접합부가 진입하여 구비된 버스바의 실시예를 분리하여 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 배터리 모듈의 케이싱를 분리하여 보여주는 도면이며,
도 5는 본 발명에 따르는 공냉유로를 보여주는 도면이고,
도 6은 본 발명의 센서를 배치한 일례를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 하고, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는데, 예를 들어 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 의한 전기자동차용 배터리팩은 도 1 내지 6에 도시한 바와 같이 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따르는 배터리셀의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 배터리 모듈의 분리사시도이며, 도 3은 본 발명의 배터리 모듈의 케이싱를 분리하여 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따르는 공냉유로를 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 센서를 배치한 일례를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 5를 참조하면, 본 발명은 복수의 단위 배터리와, 상기 단위 배터리들의 전극 단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 버스바(10)는 전극 단자에 대향되어 접합되는 접합부(120)를 구비하고, 상기 접합부는 버스바(12)로부터 이격되며, 완충다리부(122)로 연결되는 단위통전부(12')를 복수개 구비하는 제1버스바(12)와 상기 제1버스바(12)의 상부에 구비되되 제1버스바(12)와 부분적으로 접촉되며 진동에 의한 오픈방지성을 구비하도록 형상을 이루는 제2버스바(11)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 오픈방지성은 차량의 운행중 발생하는 다양한 진동에 의하여 전극 단자와 접합부간에 전기적으로 발생될 수 있는 오픈(open)을 방지한다는 것으로, 전극 단자와 접합부간 내구성이 확보된 결합이나 고정에 의하여 담보될 수 있다.
또한, 상기 제1,2버스바(11, 12)는 대칭적으로 배치되어, 복수개의 배터리셀(31)을 개재시켜 고정하는 배터리모듈(30)일 수 있는데, 상기 제1버스바는 상기 전극 단자에 대향되어 접합되는 접합부(120)를 구비하고, 상기 접합부는 버스바로부터 이격되도록 완충다리부(122)로 연결될 수 있어, 외부의 다양한 진동에 의하여 발생되는 충격력이 완충다리부의 탄성적인 변동에 의하여 해소되므로 전극 단자와 접합부간에 통전상태를 이루도록 고정된 계면이 안정적으로 유지될 수 있어 오픈방지성을 확보할 수 있게 된다.
아울러, 상기 제1,2버스바(11, 12)는 대칭적으로 배치된다는 것으로, 접합부와 완충다리부가 진입할 수 있는 제2버스바(11)의 대향면에 진입홀(110)을 마련하여 접합부가 진입홀을 관통시키고 제1,2버스바가 접촉된 복수개의 개소를 용접하여 전기적으로 일체화된 버스바(10)를 구성할 수 있다.
여기서, 진입홀을 생략한 채 제1,2버스바가 접촉된 복수개의 개소를 용접하여도 전극 단자 중 특히 음극에 해당하는 즉, 리튬이온 이차전지의 전지캔 바닥면과 버스바를 용접시에 발생할 수 있는 전지캔 바닥면의 손상 또는 내부 전해질의 발화 불량을 해소할 수 있음은 물론이다.
따라서, 상기 접합부는 음극인 전지캔 바닥면과 용접시 바닥면 손상을 예방해야 하므로 바닥면의 두께보다 얇아야 하며, 통상적인 전지캔 바닥면의 두께인 0.3㎜이하로 마련할 수 있다.
즉, 상기 접합부(120)는 전극단자와 맞닿게 배치되고, 그 부분을 용접하여 전기적 통전이 가능하도록 할 수 있는데, 통상 양극단자는 캡업(cap up)이 전극인 돌출부와 통기공을 구비하고 있어 레이저용접시 고에너지에 의하여 관통되어도 이차전지 내부에 손상의 우려가 덜 하나, 음극 단자인 전지캔의 바닥면은 전지캔 소재만 있어서 손상 발생시 이차전지의 불량이 즉시 발생될 우려가 있으므로, 상기 접합부는 저항용접을 수행하여 용접으로 인한 불량 발생을 미연에 방지할 수 있으며, 이 경우 저항용접이 가능한 소재로 알루미늄, 구리, 니켈이나 주석이 코팅된 구리, 니켈, 니켈합금, 구리, 양백, 철 또는 SPCE를 판재(plate)나 스트립(strip) 형태로 채용할 수 있으나, 프레스 가공을 통하여 접합부, 완충다리부를 성형할 수 있어 가공성이 우수한 알루미늄재가 바람직하다.
여기서, 상기 제1버스바(12)는 전지캔 바닥과 같거나 얇은 두께를 가져야 용접에 의한 불량을 방지할 수 있으나, 통전성은 두꺼운 통전재가 유리한 측면이 있어, 제2버스바(11)는 제1버스바보다 두껍게 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1버스바의 접합부 두께는 0.3㎜이하, 제2버스바의 두께는 0.3㎜이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 배터리모듈(30)을 감싸는 케이싱(40)으로서, 공냉유로(60)를 구비하고, 센서를 다양한 위치에 배치하는 것일 수 있다.
본 발명의 상기 케이싱(40)은 내측에 일정한 공간을 가지면서 상부가 개방되게 형성되며 둘레에 복수의 통공이 형성되는 케이싱본체(41)와, 상기 케이싱본체(41) 상부에 설치되는 케이싱덮개(42)와, 케이싱본체(41)와 배터리셀(31) 사이에 설치되는 복수의 스페이서(43)와, BMS(Battery Management System)와 연결되어 배터리셀(31)의 전류를 충전 또는 방전할 수 있도록 배터리셀(31)에 설치되는 복수의 연결단자(44)를 포함하여 구성한다.
상기 BMS(Battery Management System)는 과방전제어, 과전류제어, 쇼트방지 등을 효율적으로 제어하는 배터리보호회로, 배터리들이 고르게 충전 및 방전이 일어나도록 관리하는 배터리밸런스회로, 배터리들에 급속충전 하거나 또는 충전시 과충전이 일어나지 못하도록 보호하는 배터리충전회로 구성될 수 있다.
또한, 상기 케이싱(40)에는 방열판을 추가로 구성할 수 있으며, 이러한 방열판은 배터리셀(31)에서 발생하는 열을 공냉유로(60)를 통해 용이하게 빠져나갈 수 있도록 하기 위함이다.
그리고 배터리셀(31)은 모듈 형태로 구성되어 케이싱(40)에 복수로 설치되며, 상기 모듈 형태로 이루어지는 배터리셀(31)이 설치된 케이싱이 자동차의 연료탱크를 제거한 위치에 설치되고, 상기 연료탱크가 위치되는 자리에 설치된 배터리셀(31)이 설치된 케이싱(40)으로 전원을 공급할 수 있도록 전원연결잭이 자동차의 연료주입구에 설치할 수 있다.
상기 연료주입구에 설치되는 전원 충전잭은 기존 자동차의 연료주입구를 제거한 후 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 케이싱(40)은 도면에 도시한 바와 같이 복수로 이루어져 트레이 내부에 설치된다.
상기 트레이(50)는 상부가 개방된 상태로 사각형상으로 이루어진다. 상기 트레이(50)의 외측에는 연료탱크가 설치된 위치에 설치될 수 있도록 수평방향으로 이동 가능하게 고정부재(미도시)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 고정부재는 연료탱크가 고정되는 브래킷에 볼트에 의해 고정된다.
상기 공냉유로(60)는 트레이(50)의 상부에 설치되어 자동차가 운행할 때 외부의 공기가 트레이(50)로 유입되어 외부 방향으로 빠져나가면서 배터리셀(31)에서 발생한 열이 함께 빠져나가도록 설치한다.
또한, 상기 공냉유로(60)에는 방열판을 더 설치할 수 있으며, 상기 방열판은 배터리셀(31)에서 발생하는 열의 방출을 극대화시킬 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 내진동성이 우수한 배터리 팩을 설치하는 과정을 설명한다.
먼저, 본 발명의 배터리셀(31)을 구성하는 과정을 보면,
복수의 단위 배터리를 도면과 같이 구성하고, 상기 복수의 단위 배터리들이 전극 단자들이 서로 연결될 수 있도록 버스바(10)를 통해 연결하여 전원의 충전 및 방전이 용이하게 일어나도록 한다.
상기 배터리들의 양측단에는 버스바몸체(20)와 제1버스바(12) 및 제2버스바(11)를 각각 설치한다. 그리고 배터리들에서 발생하는 열을 감지하는 열감지센서와 배터리들의 전압을 측정하는 전압측정센서를 포함하는 센서를 설치하고, 상기 센서는 BMS(Battery Management System)와 전기적으로 연결되도록 한다.
상기와 같이 배터리들과 제1버스바(12) 및 제2버스바(11)와 결합한 상태에서 케이싱본체(41) 내측에 배터리들과 결합된 제1버스바(12) 및 제2버스바(11)를 설치하면서 배터리들과 케이싱(40) 사이에 스페이서(43)를 설치하여 절연이 이루어지도록 하여 불필요한 전류의 손실을 방지한다.
상기와 같이 케이싱(40) 내측에 설치한 상태에서 케이싱덮개(42)를 설치하여 하나의 베터리셀을 구성한다. 상기와 같은 과정을 통해 배터리셀(31)을 복수로 구성한다.
상기 복수의 배터리셀(31)을 트레이(50) 내측에 설치하고, 상기 배터리셀(31)이 병렬로 연결되어 BMS에 의해 충전 및 방전이 일어나도록 복수의 연결단자(44)를 설치한다.
상기 트레이 내측에 복수의 배터리셀(31)을 연결단자(44)에 의해 전기적으로 연결되도록 한 상태에서 배터리셀(31)에서 발생되는 열을 트레이 외측으로 배출될 수 있도록 복수의 배터리셀(31) 상부에 공냉유로(60)를 설치한다.
이때 배터리셀(31)의 상부에 설치되는 공냉유로(60)는 차량이 이동하는 방향과 차량이 이동하는 방향의 직각방향에 각각 설치한다. 상기 차량이 진행하는 방향으로 설치되는 공냉유로(60)는 외부의 차가운 공기가 트레이로 유입되도록 하는 입구의 기능을 하며, 차량의 진행하는 방향의 직각방향으로 설치되는 공냉유로(60)는 배터리셀(31)에서 발생하는 열이 배출되는 배출구의 역할을 한다.
상기와 같이 트레이에 배터리셀(31) 및 공냉유로(60) 설치한 상태에서 본 발명의 내진동성이 우수한 배터리 팩을 차량에 설치하기 위해서는 내연기관으로 연료를 공급하는 연료탱크를 차량의 하부에서 제거하고, 연료탱크로 연료를 주입하기 위한 연료주입구도 함께 제거한다.
상기 연료탱크가 제거된 위치에 복수의 배터리셀(31)이 설치된 트레이(50)를 고정하여 차량의 이동시 진동에 의해 분리되는 것을 방지한다.
또한, 상기 트레이(50)에 설치된 복수의 배터리셀(31)로 전원을 충전하거나 또는 전원을 방전시킬 시에 컨트롤하는 BMS와 전기적으로 연결하고, 상기 BMS는 차량의 연료주입구에 설치된 전원 충전잭과 전기적으로 연결한다.
상기에서 설명한 바와 같이 내연기관이 설치된 차량을 전기 자동차로 구조변경하여 사용할 수 있으므로 소비자는 비싼 비용을 들이지 않고 전기 자동차를 구입하게 되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르는 내진동성이 우수한 배터리 팩은 외부에 충격이나 반복되는 고진동은 물론, 수분에 의해 경시적으로 발생되는 접촉저항을 감소시켜, 배터리 팩의 내구성 및 작동안정성을 보장할 수 있는 이점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 버스바 11: 제2버스바
12: 제1버스바 20: 버스바몸체
30: 배터리모듈 31: 배터리셀
40: 케이싱 41: 케이싱본체
42: 케이싱덮개 43: 스페이서
44: 연결단자 50: 트레이
60: 공냉유로

Claims (9)

  1. 복수의 단위 배터리와, 상기 단위 배터리들의 전극 단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서,
    상기 버스바(10)는,
    전극 단자에 대향되어 접합되는 접합부를 구비하고, 상기 접합부는 버스바로부터 이격되어, 완충다리부로 연결되는 단위통전부를 복수개 구비하는 제1버스바(12); 및
    상기 제1버스바(12)의 상부에 구비되되 제1버스바(12)와 부분적으로 접촉되며 진동에 의한 오픈방지성을 구비하도록 형상을 이루는 제2버스바(11);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1,2버스바(11, 12)는
    대칭적으로 배치되어, 복수개의 배터리셀(31)을 개재시켜 고정하는 배터리모듈(30)인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1,2버스바(11, 12)의 대칭적 배치는 접합부와 완충다리부가 진입할 수 있는 제2버스바(11)의 대향면에 진입홀(110)을 마련하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1버스바의 접합부는 전지캔 음극단자의 두께이하인 것인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1버스바는 제2버스바 두께보다 같거나 얇은 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1버스바는 알루미늄재인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 배터리모듈(30)은
    복수의 배터리모듈(30)이 설치되는 케이싱(40)이 구성되고,
    상기 케이싱(40)에는 공냉유로(60)를 구비하여 배터리셀(31)의 열방출이 용이하도록 하며,
    센서를 다양한 위치에 배치하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 케이싱(40)은
    내측에 일정한 공간을 가지면서 상부가 개방되게 형성되며 둘레에 복수의 통공이 형성되는 케이싱본체(41)와;
    상기 케이싱본체(41) 상부에 설치되는 케이싱덮개(42)와;
    케이싱본체(42)와 배터리모듈(30) 사이에 설치되는 복수의 스페이서(43)와;
    BMS와 연결되어 배터리셀(31)의 전류를 충전 또는 방전할 수 있도록 배터리셀(31)에 설치되는 복수의 연결단자(44);
    를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리셀(31)은,
    모듈 형태로 구성되어 케이싱(40)에 설치되고,
    배터리셀이 설치된 케이싱이 복수로 구성되어 양측면에 고정부재가 설치된 트레이(50)에 설치되며,
    케이싱(40)은 자동차의 연료탱크를 탈거 한 위치에 설치되고,
    연료탱크가 위치되는 자리에 설치된 케이싱(40)으로 전원을 공급할 수 있도록 BMS와 전기적으로 연결되는 전원 충전잭이 자동차의 연료주입구에 설치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 팩.
KR1020170065966A 2016-05-27 2017-05-29 전기자동차용 배터리팩 KR20170134270A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160065445 2016-05-27
KR20160065445 2016-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170134270A true KR20170134270A (ko) 2017-12-06

Family

ID=60922717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170065966A KR20170134270A (ko) 2016-05-27 2017-05-29 전기자동차용 배터리팩

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170134270A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021210017A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Exicom Tele-Systems Limited Energy storage apparatus
KR20230063693A (ko) 2021-11-02 2023-05-09 주식회사 블루시그마 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09286246A (ja) * 1996-04-23 1997-11-04 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド駆動車両
KR20090096647A (ko) * 2007-01-04 2009-09-11 도요타 지도샤（주） 하이브리드 차량 및 차량
KR20100088030A (ko) * 2009-01-29 2010-08-06 (주)아이셀시스템즈코리아 셀 상호간 복합연결망으로 구성된 셀 카트리지
KR20100134111A (ko) * 2008-04-14 2010-12-22 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 플랙시블 전압 네스트형 배터리 모듈 디자인
KR20120025097A (ko) * 2010-09-07 2012-03-15 주식회사 엘지화학 고출력 대용량의 전지팩
WO2015064097A1 (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池モジュール

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09286246A (ja) * 1996-04-23 1997-11-04 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド駆動車両
KR20090096647A (ko) * 2007-01-04 2009-09-11 도요타 지도샤（주） 하이브리드 차량 및 차량
KR20100134111A (ko) * 2008-04-14 2010-12-22 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 플랙시블 전압 네스트형 배터리 모듈 디자인
KR20100088030A (ko) * 2009-01-29 2010-08-06 (주)아이셀시스템즈코리아 셀 상호간 복합연결망으로 구성된 셀 카트리지
KR20120025097A (ko) * 2010-09-07 2012-03-15 주식회사 엘지화학 고출력 대용량의 전지팩
WO2015064097A1 (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池モジュール

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021210017A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Exicom Tele-Systems Limited Energy storage apparatus
KR20230063693A (ko) 2021-11-02 2023-05-09 주식회사 블루시그마 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102259217B1 (ko) 전지시스템 및 이를 포함하는 자동차
JP5231442B2 (ja) バッテリーモジュールアセンブリー用の電力切換モジュール
KR101261736B1 (ko) 배터리 팩
EP2991133B1 (en) Battery module assembly
CN204857898U (zh) 电池模块、电池组和包括该电池组的装置
KR101271883B1 (ko) 배터리 모듈
KR101815876B1 (ko) 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩
KR101252944B1 (ko) 방열 특성이 향상된 배터리 팩
KR101230130B1 (ko) 배터리 팩
US20080233475A1 (en) Battery Pack
KR101252936B1 (ko) 배터리 팩
KR20150140120A (ko) 배터리 팩
KR101673972B1 (ko) 배터리 팩
KR101979371B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
US10586972B2 (en) Battery pack
EP3361528B1 (en) Power battery and cap structure of the power battery
KR20120102343A (ko) 배터리 팩
KR20190053124A (ko) 일체형 버스바를 구비한 에너지저장용 배터리팩
KR102116187B1 (ko) 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩
KR102586103B1 (ko) 배터리 시스템, 배터리 시스템 내부 누출 검출 방법, 및 배터리 시스템을 포함하는 차량
KR20170134270A (ko) 전기자동차용 배터리팩
KR102116188B1 (ko) 에너지저장용 배터리팩
KR102108648B1 (ko) 터미날리테이너를 구비한 에너지저장용 배터리팩
KR20210133529A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
KR100889524B1 (ko) 배터리

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application