KR20170138198A - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 전력 저장 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 모듈의 전후 방향을 따라 나란히 배치되는 복수 개의 배터리 셀들 및 복수 개의 배터리 셀들 사이에 배치되며, 복수 개의 배터리 셀들을 홀딩시키는 복수 개의 셀 카트리지들을 포함하며, 복수 개의 셀 카트리지들 중 어느 하나의 배터리 셀을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지들은, 배터리 모듈의 전후 방향에서 서로 후크 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 전력 저장 장치{BATTERY MODULE, BATTERY PACK COMPRISING THE BATTERY MODULE AND ENERGY STORAGE SYSTEM COMPRISING THE BATTERY PACK}

본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 전력 저장 장치에 관한 것이다.

제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.

현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩은 다양한 전압과 용량 요구 조건 등에 따라, 이러한 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 배터리 랙들을 조합하여 전력 저장 장치를 구성하기도 한다.

이러한 전력 저장 장치나 자동차 등에 구비되는 이차 전지로서 배터리 셀들을 포함하는 배터리 모듈은, 일반적으로, 복수 개의 배터리 셀들 및 복수 개의 배터리 셀들을 홀딩시키며 상호 적층되는 복수 개의 셀 카트리지들을 포함하여 구성된다.

여기서, 복수 개의 셀 카트리지들은, 일반적으로, 셀 카트리지들의 적층 방향을 따라 소정 길이로 길게 형성되는 롱 볼트를 통해 상호 결합되어 패키징된다. 아울러, 이러한 롱 볼트가 적용되는 종래 배터리 모듈에서는 체결 신뢰성을 보다 더 향상시킬 수 있게 롱 볼트를 고정시키기 위한 별도의 용접 너트나 압입 보스 등이 추가적으로 장착된다.

그러나, 종래 배터리 모듈에서는, 모듈 제작 시, 이러한 롱 볼트 체결을 위한 체결 공간 확보가 수반되어야 하기에, 모듈 전체 사이즈 대비 이러한 체결 공간만큼 상대적으로 배터리 셀들의 에너지 밀도가 줄어드는 문제가 있다.

또한, 종래 배터리 모듈에서는, 이러한 롱 볼트 체결을 위한 체결 공간으로 인해 배터리 모듈의 전체 사이즈가 커질 수 밖에 없기에, 최근의 슬림화 트렌드에 따른 배터리 모듈의 슬림화가 저해되는 문제가 있다.

더불어, 종래 배터리 모듈에서는, 이러한 롱 볼트 체결 구조를 위해 롱 볼트 및 별도의 추가 체결 부품 등이 요구되기에, 배터리 모듈의 원가 경쟁력 측면에서도 불리한 문제가 있다.

그러므로, 원가 경쟁력 및 에너지 밀도를 높일 수 있는 보다 컴팩트한 구조의 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다.

따라서, 본 발명의 목적은 원가 경쟁력 및 에너지 밀도를 높일 수 있는 보다 컴팩트한 구조의 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 상기 배터리 모듈의 전후 방향을 따라 나란히 배치되는 복수 개의 배터리 셀들; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이사이에 배치되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들을 홀딩시키는 복수 개의 셀 카트리지들;을 포함하며, 상기 복수 개의 셀 카트리지들 중 어느 하나의 배터리 셀을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지들은, 상기 배터리 모듈의 전후 방향에서 서로 후크 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.

상기 어느 하나의 배터리 셀을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지들은, 서로 상하 반전되게 배치될 수 있다.

상기 복수 개의 셀 카트리지들에는, 각각, 상기 후크 결합을 위한 적어도 하나의 카트리지 후크; 및 적어도 하나의 카트리지 후크 홈;이 형성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 카트리지 후크는, 상기 배터리 모듈의 전후 방향을 따라 돌출되며, 각각의 셀 카트리지의 상측 및 하측 테두리 중 적어도 일측 테두리에 형성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 카트리지 후크 홈은, 각각의 셀 카트리지의 상측 및 하측 테두리 중 적어도 일측 테두리에 형성되며, 상기 배터리 모듈의 상하 방향에서 상기 적어도 하나의 카트리지 후크와 대향 배치될 수 있다.

상기 카트리지 후크 및 상기 카트리지 후크 홈은, 각각, 복수 개로 마련될 수 있다.

상기 복수 개의 카트리지 후크들 및 상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들은, 각각, 각각의 셀 카트리지의 상측 및 하측 테두리에 형성되며, 상기 배터리 모듈의 상하 방향에서 서로 대향 배치될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.

상기 복수 개의 셀 카트리지들에는, 각각, 상기 팩 케이스와 후크 결합되는 적어도 하나의 케이스 후크;가 형성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 케이스 후크는, 각각의 셀 카트리지의 측면 테두리 단부에서 상기 배터리 모듈의 상하 방향을 따라 돌출될 수 있다.

상기 케이스 후크는, 한 쌍으로 구비되며, 상기 한 쌍의 케이스 후크들은, 각각의 셀 카트리지의 양측면 테두리 단부에 구비될 수 있다.

인접하는 셀 카트리지들의 두 쌍의 케이스 후크들에서, 어느 한 쌍의 케이스 후크들은, 상기 배터리 모듈의 상측에 배치되며, 나머지 다른 한 쌍의 케이스 후크들은, 상기 배터리 모듈의 하측에 배치될 수 있다.

상기 팩 케이스는, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈의 전방을 커버하는 전방 커버; 상기 전방 커버의 후방에 배치되며, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈의 후방을 커버하는 후방 커버; 및 상기 후방 커버와 상기 전방 커버와 결합되며, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈의 상측 및 하측을 커버하는 한 쌍의 베이스 커버들;을 포함하며, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈은, 상기 한 쌍의 베이스 커버들의 전후 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 한 쌍의 베이스 커버들에 장착될 수 있다.

상기 한 쌍의 베이스 커버들에는, 각각, 상기 한 쌍의 베이스 커버들의 전후 방향을 따라 길게 형성되는 모듈 장착 레일;이 형성되며, 상기 적어도 하나의 케이스 후크는, 상기 모듈 장착 레일의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 후크 결합될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 전력 저장 장치로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩; 및 상기 적어도 하나의 배터리 팩을 수용하는 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치를 제공한다.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 원가 경쟁력 및 에너지 밀도를 높일 수 있는 보다 컴팩트한 구조의 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 전력 저장 장치의 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 배터리 팩의 배터리 모듈의 사시도이다.
도 5는 도 4의 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 배터리 모듈의 셀 카트리지의 사시도이다.
도 8은 도 3의 배터리 팩의 팩 케이스의 한 쌍의 베이스 커버들의 사시도이다.
도 9는 도 8의 한 쌍의 베이스 커버들의 정면도이다.
도 10은 도 9의 한 쌍의 베이스 커버들과 배터리 모듈의 장착을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 A 부분의 확대도이다.
도 12는 도 3의 배터리 팩의 팩 케이스의 전방 커버의 분해 사시도이다.
도 13 및 도 14는 도 12의 전방 커버의 장착을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14의 B 부분의 확대도이다.
도 16은 도 3의 배터리 팩의 팩 케이스의 한 쌍의 사이드 커버들의 사시도이다.
도 17은 도 16의 한 쌍의 사이드 커버들과 한 쌍의 베이스 커버들의 장착을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 3의 배터리 팩의 연결 플레이트의 사시도이다.
도 19는 도 3의 배터리 팩의 센싱 케이블 유닛의 사시도이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 전력 저장 장치(1)는, 에너지를 안정적으로 공급하도록 가이드 하는 것으로서, 발전소 등에서 과잉 생산된 전력을 저장하거나 또는 전력 피크 시 이를 송전하는 장치일 수 있다.

상기 전력 저장 장치(1)는 에너지원으로서, 물리적 에너지 또는 화학적 에너지를 이용할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 화학적 에너지원으로서, 이차 전지를 이용하는 것으로 한정하여 설명한다.

이러한 상기 전력 저장 장치(1)는, 배터리 랙(10) 및 배터리 팩(50)을 포함할 수 있다.

상기 배터리 랙(10)은, 후술하는 배터리 팩(50)을 수용하기 위한 것으로서, 컨테이너 등의 구조물 내에 구비될 수 있다. 이러한 상기 배터리 랙(10)에는 상기 배터리 팩(50)을 수납할 수 있는 소정의 수납 공간이 마련될 수 있다. 상기 수납 공간에는 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 팩들(50)이 수납될 수 있다. 상기 배터리 랙(10)은 상기 전력 저장 장치(1)의 에너지 용량에 따라, 상기 컨테이너 내에서 복수 개로 구비되어 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 배터리 팩(50)은 상기 전력 저장 장치(1)의 에너지원으로서, 이차 전지를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 상기 배터리 팩(50)은 적어도 하나 또는 그 이상으로 구비되어, 상기 적어도 하나의 배터리 팩(10)에 수용될 수 있다.

한편, 상기 배터리 팩(50)은 상기 전력 저장 장치(1) 이외에도 최근 들어 주목 받고 있는 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등의 자동차에도 적용될 수 있다.

이하, 이러한 상기 배터리 팩(50)에 대해 하기 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 살펴 본다.

도 2는 도 1의 전력 저장 장치의 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2의 배터리 팩의 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 배터리 팩(50)은, 배터리 모듈(100), 팩 케이스(200), 연결 플레이트(300), 비엠에스 보드(400), 센싱 케이블 유닛(500), 핸들(600), 파워 터미널 유닛(700), 파워 케이블(750) 및 범퍼부재(800, 850)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 모듈(100)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 배터리 모듈(100)이 복수 개로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

이하, 이러한 상기 배터리 모듈(100)에 대해서는 하기 도 4 내지 도 7을 함께 참조하여 살펴 본다.

도 4는 도 3의 배터리 팩의 배터리 모듈의 사시도이며, 도 5는 도 4의 배터리 모듈의 분해 사시도이며, 도 6 및 도 7은 도 5의 배터리 모듈의 셀 카트리지의 사시도이다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 상기 배터리 모듈(100)은, 배터리 셀(110), 셀 카트리지(130), 엔드 카트리지(150) 및 버스바 하우징(170)을 포함할 수 있다.

상기 배터리 셀(110)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀(110)은 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 배터리 셀(110)이 복수 개로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 배터리 셀들(110)은, 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 나란히 적층될 수 있게 배치되며, 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 복수 개의 배터리 셀들(110)은, 각각, 전극 조립체(111), 전지 케이스(113) 및 전극 리드(115)를 포함할 수 있다.

상기 전극 조립체(111)는, 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 상기 전극 조립체(111)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

상기 전지 케이스(113)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있으며, 상기 전극 조립체(111)를 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 전지 케이스(113)에는 상기 전극 조립체(111)를 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.

상기 전극 리드(115)는 상기 전극 조립체(111)와 연결되며, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 전극 리드들(115)는, 각각, 양극 리드 및 음극 리드로 구비될 수 있으며, 상기 전지 케이스(113)의 양측면 방향(Y축 방향)에서 상기 전지 케이스(113) 밖으로 돌출될 수 있다.

상기 셀 카트리지(130)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)을 안정적으로 고정시킬 수 있게 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)을 홀딩시키기 위한 것으로서, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 셀 카트리지(130)가 복수 개로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)은 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(110) 사이사이에 배치될 수 있게 상호 적층될 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 중 어느 하나의 배터리 셀(110)을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지들(130)은 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 서로 후크 결합될 수 있다. 이러한 상기 후크 결합을 통해, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)은 별도의 롱 볼트나 이러한 롱 볼트 체결을 위한 추가 체결 부품 없이 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 안정적으로 고정될 수 있다. 여기서, 상기 어느 하나의 배터리 셀(110)을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지들(130)은 상기 후크 결합 시 서로 상하 반전되게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)은 서로 번갈아 가면서 상하 반전되게 배치되면서 후크 결합될 수 있다.

이러한 상기 후크 결합을 위해, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)에는, 각각, 카트리지 후크(132), 카트리지 후크 홈(134) 및 케이스 후크(136)가 형성될 수 있다.

상기 카트리지 후크(132)는 상기 후크 결합을 위한 것으로서, 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)을 따라, 각각의 셀 카트리지(130)의 상측 및 하측 테두리 중 적어도 일측 테두리에 형성될 수 있다.

이러한 상기 카트리지 후크(132)는 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 후크 결합의 결합 견고성을 보다 더 확보할 수 있게 상기 카트리지 후크(132)가 복수 개로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 카트리지 후크들(132)은 각각의 셀 카트리지(130)의 상측 및 하측 테두리에 형성될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 카트리지 후크들(132)은, 상기 셀 카트리지(130)의 상측 및 하측 테두리에서, 각각, 상기 셀 카트리지(130)의 양측면 방향(Y축 방향)으로 서로 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 이때, 상기 셀 카트리지들(130)의 결합 안정성을 고려하여, 상기 복수 개의 카트리지 후크들(132)은 상기 셀 카트리지(130)의 상측 및 하측 테두리에서, 각각, 중앙 부분 근처 및 양측 단부 근처에 형성될 수 있다.

상기 카트리지 후크 홈(134)은 상기 후크 결합을 위한 것으로서, 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)을 따라, 각각의 셀 카트리지(130)의 상측 및 하측 테두리 중 적어도 일측 테두리에 형성될 수 있다.

이러한 상기 카트리지 후크 홈(134), 또한, 상기 카트리지 후크(132)와 같이 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 후크 결합의 결합 견고성을 보다 더 확보할 수 있게 상기 카트리지 후크 홈(134), 또한, 복수 개로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들(134)은 각각의 셀 카트리지(130)의 상측 및 하측 테두리에 형성될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들(134)은, 상기 셀 카트리지(130)의 상측 및 하측 테두리에서, 각각, 상기 셀 카트리지(130)의 양측면 방향(Y축 방향)으로 서로 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 이때, 상기 셀 카트리지들(130)의 결합 안정성을 고려하여, 상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들(134)은 상기 셀 카트리지(130)의 상측 및 하측 테두리에서, 각각, 중앙 부분 근처 및 양측 단부 근처에 형성될 수 있다.

각각의 카트리지 후크 홈(134)은 상기 배터리 모듈(100)의 상하 방향(Z축 방향)에서 각각의 카트리지 후크(132)와 대향 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 배터리 모듈(100)의 상하 방향(Z축 방향)에서, 상기 셀 카트리지(130)의 상측 테두리에 구비되는 카트리지 후크 홈(134)은 상기 셀 카트리지(130)의 하측 테두리에 구비되는 카트리지 후크(132)와 대향 배치될 수 있다.

이러한 배치에 따라, 각각의 카트리지 후크 홈(134)은 상기 셀 카트리지(130)의 상하 반전 배치 시, 상기 배터리 모듈(100)에서 전후 방향(X축 방향)에서 상기 어느 하나의 배터리 셀(110)을 사이에 두고 셀 카트리지들(130)의 각각의 카트리지 후크(132)와 후크 결합될 수 있다. 다시 말해, 어느 하나의 셀 카트리지(130)의 상측 테두리의 중앙 부분 근처에 형성되는 카트리지 후크 홈(134)은, 어느 하나의 배터리 셀(110)을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지(130)의 하측 테두리의 중앙 부분 근처에 형성되는 카트리지 후크(132)와 후크 결합될 수 있다. 이는, 어느 하나의 배터리 셀(110)을 사이에 두고 셀 카트리지들(130)이 서로 상하 반전되게 배치되기 때문이다.

정리하면, 이러한 상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들(134) 및 상기 복수 개의 카트리지 후크들(132)은 이러한 결합 배치 관계를 갖도록 각각의 셀 카트리지(130)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 셀 카트리지(130)의 형태를 전술한 것과 같은 형상을 갖는 하나의 형태로 제작한 후, 이들 동일한 형태의 셀 카트리지들(130)을 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 상하 반전되게 배치시키는 것으로서 상호 후크 결합시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 후크 결합을 위해 상기 셀 카트리지들을 두 개 또는 그 이상의 형태를 갖도록 제작할 필요가 없기에, 상기 셀 카트리지들(130)의 제조 비용을 현저히 낮출 수 있다.

상기 케이스 후크(136)는 후술하는 팩 케이스(200)와의 결합을 위한 것으로서, 각각의 셀 카트리지(130)의 측면 테두리 단부에서 상기 배터리 모듈(100)의 상하 방향(Z축 방향)을 따라 돌출될 수 있다.

구체적으로, 상기 케이스 후크(136)는 한 쌍으로 구비되어, 각각의 셀 카트리지(130)의 양측면 테두리 단부로부터 상기 배터리 모듈(100)의 상하 방향(Z축 방향)을 따라 돌출되게 형성될 수 있다.

이러한 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)은 각각의 셀 카트리지(130)의 상하 반전 배치에 따라 각각의 셀 카트리지(130)의 상측(+Z축 방향) 또는 하측(-Z축 방향)에 배치될 수 있다.

이에 따라, 한 쌍의 케이스 후크들(136)은, 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 각각의 셀 카트리지(130)의 상측(+Z축 방향) 및 하측(-Z축 방향)에서 서로 번갈아 가면서 배치될 수 있다.

상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)의 배치 관계를 보다 구체적으로 살펴 보면, 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서, 각각의 셀 카트리지(130)의 상측(+Z축 방향)에 배치되는 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)의 전방(+X축 방향) 및 후방(-X축 방향)에 각각 배치되는 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)은 상기 셀 카트리지(130)의 하측(-Z축 방향)에 배치되며, 각각의 셀 카트리지(130)의 하측(-Z축 방향)에 배치되는 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)의 전방(+X축 방향) 및 후방(-X축 방향)에 각각 배치되는 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)은 상기 셀 카트리지(130)의 상측(+Z축 방향)에 배치될 수 있다. 결국, 인접하는 셀 카트리지들(130)의 두 쌍의 케이스 후크들(136)에서, 어느 한 쌍의 케이스 후크들(136)은 상기 배터리 모듈(100)의 상측(+Z축 방향)에 배치되며, 나머지 다른 한 쌍의 케이스 후크들(136)은 상기 배터리 모듈(100)의 하측(-Z축 방향)에 배치될 수 있다.

이러한 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)은 각각 후술하는 팩 케이스(200)에 슬라이딩 가능하게 후크 결합될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)을 통해 상기 배터리 모듈(100)과 후술하는 팩 케이스(200)의 결합, 또한, 후크 결합을 통해 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)의 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)을 통해 상기 배터리 모듈(100)과 상기 팩 케이스(200)의 결합 시에도 상기 롱 볼트 및 상기 롱 볼트 체결을 위한 추가 체결 부품 없이 상기 배터리 모듈(100)을 상기 팩 케이스(200)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.

상기 엔드 카트리지(150)는 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향) 양단부에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 및 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)을 지지하기 위한 것으로서, 한 쌍으로 구비될 수 있다.

상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)은, 각각, 상기 배터리 셀(100)을 사이에 두고 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 전방(+X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(130) 및 후방(-X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(130)와 결합될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150), 또한, 상기 셀 카트리지들(130)과 후크 결합을 통해 결합될 수 있다.

상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)에는, 각각, 카트리지 후크(152), 카트리지 후크 홈(154), 케이스 후크(156) 및 버스바 후크 홈(158)이 형성될 수 있다.

상기 카트리지 후크(152)는 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 셀 카트리지(130)와의 결합 견고성을 위해 상기 카트리지 후크(152)가 복수 개로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 카트리지 후크들(152)은 상기 엔드 카트리지들(150)의 상측 및 하측 테두리에 형성되며, 상기 배터리 셀(100)을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지(130)의 상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들(134)과 후크 결합될 수 있다.

상기 카트리지 후크 홈(154)은 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 셀 카트리지(130)와의 결합 견고성을 위해 상기 카트리지 후크 홈(154), 또한, 복수 개로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들(154)은 상기 엔드 카트리지들(150)의 상측 및 하측 테두리에 형성되며, 상기 배터리 셀(100)을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지(130)의 상기 복수 개의 카트리지 후크들(132)과 후크 결합될 수 있다.

이러한 복수 개의 카트리지 후크 홈들(154) 및 상기 상기 복수 개의 카트리지 후크들(152)과 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 이에 대향 배치되는 상기 셀 카트리지들(130)의 상기 복수 개의 카트리지 후크들(132) 및 상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들(134)과의 후크 결합을 통해, 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)은 별도의 롱 볼트나 이러한 롱 볼트 체결을 위한 추가 체결 부품 없이 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 상기 셀 카트리지들(130)의 전후 방향(X축 방향)에서 안정적으로 고정될 수 있다.

상기 케이스 후크(156)는, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)의 케이스 후크들(136)과 같이, 후술하는 팩 케이스(200)와의 후크 결합을 위한 것으로서, 한 쌍으로 구비되어 각각의 엔드 카트리지(150)의 양측면 테두리 단부로부터 상기 배터리 모듈(100)의 상하 방향(Z축 방향)을 따라 돌출되게 형성될 수 있다.

이러한 상기 한 쌍의 케이스 후크들(156)은, 상기 배터리 셀(100)을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지들(130)의 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136)과 상기 배터리 모듈(100)의 상하 방향(Z축 방향)에서 반대 방향으로 배치될 수 있다.

상기 버스바 후크 홈(158)은 후술하는 버스바 하우징(170)과의 결합을 위한 것으로서, 상기 엔드 카트리지(150)의 양측면(Y축 방향) 단부 중앙 부근에 형성될 수 있다. 이러한 상기 버스바 후크 홈(158)은 후술하는 버스바 하우징(170)의 버스바 후크(175)와 후크 결합될 수 있다.

상기 버스바 하우징(170)은 상기 배터리 모듈(100)의 양측면(Y축 방향)을 형성하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상기 한 쌍의 전극 리드들(115)을 전기적으로 연결할 수 있다.

이러한 상기 버스바 하우징(170)은, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 버스바 하우징들(170)은 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 및 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)의 양측면(Y축 방향)을 커버할 수 있게 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)와 결합될 수 있다.

여기서, 상기 한 쌍의 버스바 하우징들(170)은, 상기 결합에 따라, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)의 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136) 및 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)의 상기 한 쌍의 케이스 후크들(156) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)의 상기 한 쌍의 케이스 후크들(136) 및 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)의 상기 한 쌍의 케이스 후크들(156)을 안정적으로 지지할 수 있다.

이러한 상기 한 쌍의 버스바 하우징(170)에는, 각각, 버스바 후크(175)가 형성될 수 있다.

상기 버스바 후크(175)는, 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)과의 후크 결합을 위한 것으로서, 상기 버스바 하우징(170)의 전방(+X축 방향) 및 후방(-X축 방향)에 각각 구비될 수 있다.

이러한 상기 버스바 후크들(175)은 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)의 상기 버스바 후크 홈들(158)과 각각 후크 결합될 수 있다. 이처럼, 본 실시예에서는, 상기 버스바 후크들(175) 및 상기 버스바 후크 홈들(158)을 통해, 상기 버스바 하우징들(170), 또한, 상기 엔드 카트리지들(150)과 후크 결합될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 상기 버스바 하우징들(170)의 상기 엔드 카트리지들(150)의 결합 시, 상기 후크 결합을 통해, 결합을 위한 별도의 스크류 볼트 부재나 이러한 스크류 볼트 부재 체결을 위한 추가 체결 부품 없이 상기 버스바 하우징들(170)을 상기 엔드 카트리지들(150)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 팩 케이스(200)는, 적어도 하나 또는 그 이상의 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 패키징하기 위한 것으로서, 상기 배터리 팩(50)의 외관을 형성하며, 상기 적어도 하나 또는 그 이상의 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 수용할 수 있는 수용 공간을 내부에 마련할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 배터리 모듈(100)이 복수 개로 구비되기에, 상기 수용 공간은 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 수용할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.

이하, 이러한 상기 팩 케이스(200)에 대해서는 하기 도 8 내지 도 17을 함께 참조하여 살펴 본다.

상기 팩 케이스(200)는, 베이스 커버(210), 전방 커버(230), 후방 커버(250) 및 사이드 커버(270)를 포함할 수 있다.

상기 베이스 커버(210)는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상측(+Z축 방향) 및 하측(-Z축 방향)을 커버하며, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)은, 각각, 적어도 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상측(+Z축 방향) 및 하측(-Z축 방향) 면적에 대응되는 면적을 갖도록 형성될 수 있다.

이하, 상기 베이스 커버(210)에 대해서는 하기 도 8 내지 도 11을 함께 참조하여 살펴 본다.

도 8은 도 3의 배터리 팩의 팩 케이스의 한 쌍의 베이스 커버들의 사시도이며, 도 9는 도 8의 한 쌍의 베이스 커버들의 정면도이며, 도 10은 도 9의 한 쌍의 베이스 커버들과 배터리 모듈의 장착을 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 도 10의 A 부분의 확대도이다.

도 2, 도 3 및 도 8 내지 11을 참조하면, 이러한 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)은, 후술하는 전방 커버(230), 후방 커버(250) 및 사이드 커버들(270)과 각각 결합되어 내부에 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 수용할 수 있는 상기 수용 공간을 형성할 수 있다.

상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)에는, 각각, 모듈 장착 레일(212) 및 커버 장착 레일(216)이 형성될 수 있다.

상기 모듈 장착 레일(212)은 각각의 베이스 커버(210)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 길게 형성될 수 있다. 이러한 상기 모듈 장착 레일(212)은, 각각의 베이스 커버(210)마다 한 쌍으로 구비되어, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 케이스 후크들(136, 156, 도 5 참조)과 후크 결합될 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 케이스 후크들(136, 156)은 상기 모듈 장착 레일들(212)의 길이 방향(X축 방향)을 슬라이딩 가능하게 후크 결합될 수 있다.

상기 모듈 장착 레일들(212)로의 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 케이스 후크들(136, 156)의 슬라이딩 가능한 후크 결합에 따라, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 슬라이딩될 수 있다. 다시 말해, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 팩 케이스(200)의 전후 방향(X축 방향), 구체적으로, 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)에 장착될 수 있다.

아울러, 상기 모듈 장착 레일들(212)과 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 케이스 후크들(136, 156)의 슬라이딩 가능한 후크 결합이 이루어지면, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 슬라이딩 대신에 상기 베이스 커버들(210)이 상기 배터리 모듈들(100)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 슬라이딩되는 것도 가능할 수 있다.

본 실시예에서는, 이러한 상기 모듈 장착 레일들(212)과의 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 슬라이딩 가능한 후크 결합을 통해, 전술한 별도의 롱 볼트나 이러한 롱 볼트 체결을 위한 추가 체결 부품 없이 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)이 상기 팩 케이스(200) 내에 장착될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 상기 팩 케이스(200) 내에서 별도의 롱 볼트 체결을 위한 체결 구조를 갖는 공간이 요구되지 않기에, 상기 팩 케이스(200)의 동일 사이즈 대비 상기 수용 공간 내에서 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 체적이 보다 더 커질 수 있다.

상기 커버 장착 레일(216)은, 후술하는 사이드 커버들(270)의 슬라이딩 결합을 위한 것으로서, 각각의 베이스 커버(210)마다 한 쌍으로 구비되며, 각각의 베이스 커버(210)의 양측 테두리에 구비될 수 있다.

이러한 커버 장착 레일들(216)은 상기 모듈 장착 레일들(212)과 상기 베이스 커버(210)의 양측면 방향(Y축 방향)에서 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 커버 장착 레일들(216)은 상기 베이스 커버(210)의 양측면 방향(Y축 방향)에서 상기 모듈 장착 레일들(212)보다 더 바깥쪽에 배치될 수 있다.

이러한 상기 커버 장착 레일들(216)과 상기 모듈 장착 레일들(216)과의 소정 거리 이격 배치를 통해, 상기 배터리 팩(50)의 조립이 완료되면, 상기 배터리 모듈들(200)의 양측면(Y축 방향)과 후술하는 사이드 커버들(270)은, 소정 공간(D, 도 17 참조)을 형성하면서 서로 소정 거리 이격될 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 전방 커버(230)는 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)의 전방(+X축 방향)에 배치되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 전방(+X축 방향)을 커버할 수 있다.

이하, 상기 전방 커버(230)에 대해서는 하기 도 12 내지 도 15를 함께 참조하여 살펴 본다.

도 12는 도 3의 배터리 팩의 팩 케이스의 전방 커버의 분해 사시도이며, 도 13 및 도 14는 도 12의 전방 커버의 장착을 설명하기 위한 도면이며, 도 15는 도 14의 B 부분의 확대도이다.

도 2, 도 3 및 도 12 내지 도 15를 참조하면, 상기 전방 커버(230)는 후술하는 연결 플레이트(300)와 체결부재(b)를 통한 스크류 체결 결합 및 후술하는 가이드 후크(237)를 통한 후크 결합을 통해 후술하는 연결 플레이트(300)과 연결되어 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)과 결합될 수 있다.

상기 전방 커버(230)에는, 핸들 장착부(231), 냉각 개구부(232), 냉각 커버(233), 터미널 개구부(234), 터미널 커버(235) 및 가이드 후크(237)가 형성될 수 있다.

상기 핸들 장착부(231)는 상기 전방 커버(230)의 전면에 형성되며, 후술하는 핸들(600)의 양단부를 수용할 수 있는 수용 공간을 형성할 수 있다. 이러한 상기 핸들 장착부(231)에는 후술하는 핸들(600)과 스크류 결합되는 체결부재(b)가 관통 체결될 수 있다.

아울러, 상기 전방 커버(230)의 후방(-X축 방향)에서 상기 체결부재(b)와 상기 핸들 장착부(231) 사이에는 후술하는 핸들(600)의 장착 및 상기 전방 커버(230)와 후술하는 연결 플레이트(300) 결합 시, 결합 견고성을 확보하기 위한 지지 브라켓(232)이 구비될 수 있다.

상기 냉각 개구부(233)는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 냉각시키기 위한 냉각 유닛(미도시)의 상기 배터리 팩(50) 장착 시, 상기 냉각 유닛과 연결되어 상기 냉각 유닛으로부터 제공되는 냉매를 상기 팩 케이스(200) 내측으로 안내하거나 또는 상기 팩 케이스(200) 내측의 냉매를 상기 냉각 유닛으로 다시 안내할 수 있다.

상기 냉각 커버(234)는, 상기 냉각 유닛의 미장착 시, 상기 냉각 개구부(233)를 커버할 수 있다. 이러한 상기 냉각 커버(234)는 상기 냉각 유닛의 미장착 시, 상기 냉각 개구부(233)를 통한 상기 팩 케이스(200) 내측으로의 수분이나 먼지 등의 이물질 유입을 차단시킬 수 있다.

상기 터미널 개구부(235)는, 후술하는 파워 터미널 유닛(700)을 관통 장착시키기 위한 것으로서, 상기 전방 커버(230)의 길이 방향(Y축 방향)에서 상기 냉각 개구부(233)의 반대편에 마련될 수 있다.

상기 터미널 커버(236)는, 후술하는 파워 터미널 유닛(700)과 연결되는 외부 전원 등의 미장착 시, 상기 터미널 개구부(235)를 커버할 수 있다. 이러한 상기 터미널 커버(236)는 상기 외부 전원 등의 미장착 시, 상기 팩 케이스(200) 내측으로의 수분이나 먼지 등의 이물질 유입을 차단시킬 수 있다.

상기 가이드 후크(239)는, 상기 전방 커버(230)와 후술하는 연결 플레이트(300) 사이의 스크류 체결을 가이드함과 아울러 상기 전방 커버(230)와 후술하는 연결 플레이트(300) 사이의 결합을 보다 견고히 할 수 있다.

이를 위해, 상기 가이드 후크(239)는 후술하는 연결 플레이트(300)의 가이드 후크 고정홈(310)에 후크 결합을 통해 삽입되어, 상기 전방 커버(230)와 후술하는 연결 플레이트(300) 사이의 상기 체결부재(b)를 통한 스크류 체결 시, 상기 전방 커버(230)의 유동을 방지하며, 상기 체결부재(b)를 통한 상기 전방 커버(230)와 후술하는 연결 플레이트(300) 사이의 올바른 스크류 체결을 가능할 수 있게 상기 전방 커버(230)와 후술하는 연결 플레이트(300)의 조립 위치를 가이드할 수 있다.

이러한 상기 가이드 후크(239)는, 가이드 효율을 보다 더 높일 수 있게 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 가이드 후크들(239)는 상기 전방 커버(230)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양 단부에 구비되며, 상기 전방 커버(230)의 후방으로 돌출될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 가이드 후크들(239)이 네 개로 구비되어, 상기 전방 커버(230)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양 단부에 각각 두 개씩 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

다시, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 후방 커버(250)는 상기 전방 커버(230)의 후방(-X축 방향), 구체적으로, 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)의 후방(-X축 방향)에 배치되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 후방(-X축 방향)을 커버할 수 있다.

상기 사이드 커버(270)는, 상기 후방 커버(250)와 상기 전방 커버(230) 사이에 배치되며, 한 쌍으로 구비되어 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 양측면(Y축 방향)을 커버할 수 있다.

이하, 상기 사이드 커버(270)에는 대해서는 하기 도 16 및 도 17을 함께 참조하여 살펴 본다.

도 16은 도 3의 배터리 팩의 팩 케이스의 한 쌍의 사이드 커버들의 사시도이며, 도 17은 도 16의 한 쌍의 사이드 커버들과 한 쌍의 베이스 커버들의 장착을 설명하기 위한 도면이다.

상기 도 2, 도 3, 도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 한 쌍의 사이드 커버들(270)은 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)의 전후 방향(X축 방향)으로 슬라이딩 가능하게 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)의 상기 커버 장착 레일들(216)에 장착될 수 있다. 상기 커버 장착 레일들(216)을 통한 슬라이딩 결합을 통해, 상기 한 쌍의 사이드 커버들(270)은 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)에 보다 간편하게 조립될 수 있다.

상기 사이드 커버들(270)의 장착이 완료되면, 상기 배터리 모듈들(200)의 양측면(Y축 방향)과 후술하는 사이드 커버들(270)은, 소정 공간(D)을 형성하면서 서로 소정 거리 이격될 수 있다. 이러한 상기 소정 공간(D)은 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 냉각을 위한 냉각 유닛 연결 시 냉각 유닛의 냉매가 유동할 수 있는 냉각 덕트(D)로서 기능할 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 연결 플레이트(300)는, 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)과 상기 전방 커버(230) 사이에 배치되며, 상기 전방 커버(230)와 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)을 연결할 수 있다.

이러한 상기 연결 플레이트(300)는 상기 배터리 팩(50)의 각종 전장 부품 등을 수용하며, 상기 팩 케이스(200)의 전방(+X축 방향)에서 상기 팩 케이스(200)의 강성을 보다 확보할 수 있다.

이하, 상기 연결 플레이트(300)에 대해서는 하기 도 18을 함께 참조하여 살펴 본다.

도 18은 도 3의 배터리 팩의 연결 플레이트의 사시도이다.

도 2, 도 3 및 도 18을 참조하면, 상기 연결 플레이트(300)는, 가이드 후크 고정홈(310), 비엠에스 장착홈(330), 냉매 유출입 개구부(350), 케이블 개구부(360) 및 파워 터미널 장착부(380)가 형성될 수 있다.

상기 가이드 후크 고정홈(310)은, 상기 전방 커버(230)의 상기 가이드 후크(239, 도 13 참조)와의 후크 결합을 위한 것으로서, 상기 가이드 후크(239)가 삽입될 수 있다. 이러한 상기 가이드 후크 고정홈(310)은 상기 가이드 후크(239)와 대응되게 구비될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 복수 개로서, 네 개의 가이드 후크 고정홈들(310)이 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 가이드 후크 고정홈들(310)은 상기 복수 개의 가이드 후크들(239)이 후크 결합을 통해 삽입될 수 있게 상기 전방 커버(230)의 후방(-X축 방향)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수 개의 가이드 후크 고정홈들(310)은 상기 연결 플레이트(300)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양 단부 근처에 배치될 수 있다.

상기 비엠에스 장착홈(330)은, 후술하는 비엠에스 보드(400)를 장착시키기 위한 것으로서, 상기 팩 케이스(200)의 후방(-X축 방향)으로 소정 깊이를 갖게 형성될 수 있다.

이를 위해, 상기 비엠에스 장착홈(330)은 상기 연결 플레이트(300)의 전면에서 상기 연결 플레이트(300)으로 후방(-X축 방향)으로 소정 깊이를 갖도록 돌출되게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 소정 깊이는 상기 비엠에스 보드(400) 장착 시, 상기 비엠에스 보드(400)가 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)으로 돌출되지 않을 수 있는 깊이로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 비엠에스 장착홈(330)을 통해 후술하는 비엠에스 보드(400)가 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)으로 돌출되지 않게 장착되기에, 상기 전방 커버(230) 등에 외부 충격 등이 가해지더라도, 상기 전방 커버(230)로부터 전달될 수 있는 외부 충격이 후술하는 비엠에스 보드(400)로 곧바로 전달되는 것을 방지하여, 상기 외부 충격 등에 따른 후술하는 비엠에스 보드(400)의 파손이나 손상 등을 효과적으로 막을 수 있다.

상기 냉매 유출입 개구부(350)는 상기 냉각 유닛의 냉매를 상기 냉각 덕트(D, 도 17 참조)로 안내하거나 또는 상기 냉각 덕트(D)의 냉매를 상기 냉매 유닛으로 내보내기 위한 것으로, 상기 팩 케이스(200)의 전후 방향(X축 방향)에서 상기 냉각 덕트(D)와 상기 전방 커버(230)의 상기 냉각 개구부(233, 도 12 참조) 사이에 배치될 수 있다.

상기 케이블 개구부(360)는 후술하는 비엠에스 보드(400)와 센싱 케이블 유닛(500)의 연결을 위해 후술하는 센싱 케이블 유닛(500)의 일단부를 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)으로 관통시킬 수 있다.

이러한 상기 케이블 개구부(360)는 단일의 개구를 갖도록 상기 냉매 유출입 개구부(350)와 서로 통합되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 케이블 개구부(360)와 상기 냉매 유출입 개구부(350)는 서로 공통의 개구를 가질 수 있게 하나의 개구를 형성하도록 상기 연결 플레이트(300)에 구비될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 케이블 개구부(360)와 상기 냉매 유출입 개구부(350)가 공통으로 개구를 갖도록 통합 형성되기에, 별도의 개구를 갖게 형성되는 구조보다 그 제작이 용이함과 아울러 그 제조 비용 또한 줄일 수 있다.

상기 케이블 개구부(360)에는 그로멧 삽입홈(365)이 형성될 수 있다.

상기 그로멧 삽입홈(365)에는, 후술하는 센싱 케이블 유닛(500)의 케이블 그로멧(530, 도 19 참조)을 고정하기 위한 것으로서, 후술하는 케이블 그로멧(530)이 삽입 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 그로멧 삽입홈(365)에는 후술하는 케이블 그로멧(530)의 하부가 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 그로멧 삽입홈(365)은 후술하는 케이블 그로멧(530)의 하부에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

상기 파워 터미널 장착부(380)는, 후술하는 파워 터미널 유닛(700)을 관통 장착시키기 위한 것으로서, 상기 팩 케이스(200)의 전후 방향(X축 방향)에서 상기 전방 커버(230)의 상기 터미널 개구부(235, 도 12 참조)의 후방(-X축 방향)에 배치될 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 비엠에스 보드(400)는, 상기 배터리 팩(50)의 관리하기 위한 것으로서, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 포함한 상기 배터리 팩(50)의 각종 전장 부품 등을 제어할 수 있다.

이러한 상기 비엠에스 보드(400)는, 상기 연결 플레이트(300)에 장착되며, 상기 연결 플레이트(300)로부터 상기 전방 커버(230)의 분리 시, 교체 가능하게 외부로 노출될 수 있다. 즉, 상기 비엠에스 보드(400)는 상기 전방 커버(230)의 분리 시, 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에서 완전히 노출될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 비엠에스 보드(400)의 유지나 보수 시, 상기 전방 커버(230)의 분리 만으로도 상기 비엠에스 보드(400)의 점검이나 수리 및 교체 등을 수행할 수 있기에, 작업 효율성을 현저히 높일 수 있다.

상기 비엠에스 보드(400)는, 보드 본체(410) 및 보드 커넥터(430)를 포함할 수 있다.

상기 보드 본체(410)는, 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에서 상기 연결 플레이트(300)의 상기 비엠에스 장착홈(330, 도 18 참조)에 장착될 수 있다. 이때, 상기 보드 본체(410)는, 상기 체결부재(b)를 통해 상기 연결 플레이트(300)에 스크류 체결될 수 있다.

상기 보드 커넥터(430)는, 상기 보드 본체(410)에 장착되며, 후술하는 센싱 케이블 유닛(500)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 보드 커넥터(430)는, 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에서 후술하는 센싱 케이블 유닛(500)의 케이블 커넥터(550, 도 13 참조)와 연결될 수 있다.

상기 센싱 케이블 유닛(500)은, 상기 비엠에스 보드(400)와 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 전기적으로 연결할 수 있다.

이하, 상기 센싱 케이블 유닛(500)에 대해서는 하기 도 19를 함께 참조하여 살펴 본다.

도 19는 도 3의 배터리 팩의 센싱 케이블 유닛의 사시도이다.

도 2, 도 3 및 도 19를 참조하면, 상기 센싱 케이블 유닛(500)은 상기 팩 케이스(200)의 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210), 상기 후방 커버(250) 및 상기 한 쌍의 사이드 커버들(270) 내측에서, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)과 연결되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 둘러쌀 수 있게 상기 팩 케이스(200) 내에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 일단부는 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에서 상기 비엠에스 보드(400)와 연결될 수 있다.

이러한 상기 센싱 케이블 유닛(500)은, 케이블 본체(510), 케이블 그로멧(530), 케이블 커넥터(550) 및 보호 튜브(570, 580)를 포함할 수 있다.

상기 케이블 본체(510)는 상기 팩 케이스(200) 내에서 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 둘러쌀 수 있게 배치되며, 상기 냉각 덕트(D, 도 17 참조) 내에서 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.

케이블 본체(510)의 일단부는 상기 비엠에스 보드(400)와의 연결을 위해 상기 연결 플레이트(300)의 상기 케이블 개구부(360, 도 18 참조)를 관통하여 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에 노출될 수 있다.

상기 케이블 그로멧(530)은 상기 케이블 본체(510)에 장착되며, 상기 케이블 본체(510)의 유동을 방지할 수 있게 상기 연결 플레이트(300)의 상기 케이블 개구부(360, 도 18 참조)에 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 케이블 그로멧(530)은 상기 케이블 개구부(360)의 상기 그로멧 삽입홈(365, 도 18 참조)에 삽입 장착될 수 있다.

상기 케이블 커넥터(550)는 상기 케이블 본체(510)의 일단부에 구비되며, 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에서 상기 비엠에스 보드(400)의 상기 보드 커넥터(410)와 연결될 수 있다.

상기 보호 튜브(570, 580)는 상기 케이블 본체(510)의 단락이나 단선 등을 방지하기 위한 것으로서, 상기 케이블 본체(510)를 둘러쌀 수 있게 배치될 수 있다. 이를 위해, 상기 보호 튜브(570, 580)는, 상기 케이블 본체(510)에서 상대적으로 단락이나 단선 위험이 큰 부분에 구비될 수 있으며, 복수 개로 마련될 수 있다.

상기 복수 개의 보호 튜브들(570, 580)은, 제1 튜브(570) 및 제2 튜브(580)를 포함할 수 있다.

상기 제1 튜브(570)는 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향) 부근에서 상기 케이블 본체(510)을 둘러쌀 수 있다. 즉, 상기 제1 튜브(570)는 상기 케이블 본체(510)의 일단부 측 부분을 둘러쌀 수 있게 배치될 수 있다.

상기 제2 튜브(580)는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 후방(-X축 방향)에서 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)과 후방 커버(250) 사이에서 상기 케이블 본체(510)를 둘러쌀 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 핸들(600)은, 상기 배터리 팩(50)의 운반이나 점검 시, 용이한 사용자 조작을 가이드 하기 위한 것으로서, 상기 체결부재(b, 도 12 참조)와의 스크류 결합을 통해 상기 팩 케이스(200)의 상기 전방 커버(230)의 전면에 장착될 수 있다.

여기서, 상기 핸들(600)은 상기 체결부재(b)를 통해 상기 전방 커버(230)에 장착 시 상기 지지 브라켓(232, 도 12 참조)을 통해 지지될 수 있다. 이에 따라, 상기 핸들(600)은 보다 안정적으로 상기 전방 커버(230)에 장착될 수 있다.

상기 핸들(600)은 팩 케이스(200)의 전후 방향(X축 방향)에서 상기 비엠에스 보드(400, 도 13 참조) 및 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 상기 케이블 커넥터(550, 도 13 참조)의 전방(+X축 방향)에 배치될 수 있다. 이러한 상기 핸들(600)의 배치 위치에 따라, 상기 핸들(600)은 상기 배터리 팩(50)의 전방(+X축 방향)에서의 외부 충격 발생 시, 상기 전방 커버(230)와 함께 우선적으로 충격을 흡수하여, 상기 비엠에스 보드(400) 및 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 상기 케이블 커넥터(550) 측으로의 충격 전달을 최소화시킬 수 있다.

따라서, 본 실시예에서, 상기 핸들(600)은 상기 용이한 사용자 조작 뿐만 아니라 상기 배터리 팩(50)의 전방(+X축 방향)에서 상기 비엠에스 보드(400) 및 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 상기 케이블 커넥터(550)를 외부 충격 등으로부터 보호하는 역할도 수행할 수 있다.

상기 핸들(600)은 이러한 충격 보호 효과를 보다 더 향상시킬 수 있게, 소정 강도를 갖는 재질로 구비될 수 있다. 예로써, 상기 핸들(600)은 높은 강성을 갖는 스틸 재질로 마련될 수 있다.

이러한 핸들(600)의 재질 및 배치에 따라, 본 실시예에서는 상기 배터리 팩(50)의 운반이나 점검 시 상기 배터리 팩(50)의 전방(+X축 방향)에서의 외부 충격이 발생하더라도, 상기 비엠에스 보드(400) 및 상기 케이블 커넥터(550)로 전달되는 충격을 최소화하여, 상기 충격 등으로 인한 상기 비엠에스 보드(400) 및 상기 케이블 커넥터(550)의 손상이나 파손 등을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 파워 터미널 유닛(700)은, 상기 배터리 팩(50)을 외부 전원 등과 연결시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 파워 터미널 유닛(700)은 상기 외부 전원 등과 연결되기 위한 전원 단자 등을 구비할 수 있다. 아울러, 상기 파워 터미널 유닛(700)에는 상기 배터리 팩(50)의 전기적 연결을 차단시키기 위한 퓨즈 등이 내장될 수 있다.

상기 파워 케이블(750)은, 상기 파워 터미널 유닛(700)과 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 연결할 수 있다. 이러한 상기 파워 케이블(750)는 양극 케이블 및 음극 케이블을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 범퍼부재(800, 850)는 상기 팩 케이스(200) 외부에서의 충격 등을 따른 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 손상이나 파손 등을 방지하기 위한 것으로서, 상기 팩 케이스(200)의 내측에 마련될 수 있다.

이러한 상기 범퍼부재(800, 850)는, 제1 범퍼(800) 및 제2 범퍼(850)를 포함할 수 있다.

상기 제1 범퍼(800)는, 상기 연결 플레이트(300)의 후면에 장착되며, 상기 팩 케이스(200)의 전방(+X축 방향)에서의 충격을 완충 및 흡수할 수 있다. 상기 제1 범퍼(800)는 상기 팩 케이스(200)의 전방(+X축 방향)에서 충격 발생 시, 상기 팩 케이스(200)의 전방(+X축 방향)으로부터 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)로의 충격 전달을 최소화시킬 수 있다.

이러한 상기 제1 범퍼(800)는 충격 완충 및 충격 흡수가 뛰어난 EPP(Expanded Polypropylene) 재질로 구비될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 범퍼(800)의 재질은 충격 완충 및 흡수 효과가 뛰어난 기타 다른 재질로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.

상기 제2 범퍼(850)는, 상기 제1 범퍼(800)과 함께 상기 팩 케이스(200) 외부에서의 충격 등에 따른 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 손상이나 파손 등을 방지하기 위한 것으로서, 상기 후방 커버(270)의 전면에 장착될 수 있다.

이러한 상기 제2 범퍼(850)는 상기 팩 케이스(200)의 후방(-X축 방향)에서의 충격을 완충 및 흡수하여, 상기 팩 케이스(200)의 후방(-X축 방향)에서 충격 발생 시, 상기 팩 케이스(200)의 후방(-X축 방향)으로부터 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)로의 충격 전달을 최소화시킬 수 있다.

이를 위해, 상기 제2 범퍼(850), 또한, 상기 제1 범퍼(800)와 같이 EPP(Expanded Polypropylene) 재질로 구비될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제2 범퍼(850)의 재질, 또한, 충격 완충 및 흡수 효과가 뛰어난 기타 다른 재질로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.

이하에서는, 이러한 상기 배터리 팩(50)의 조립 공정에 대해 앞선 도면들을 참조하여, 보다 구체적으로 살펴 본다.

도 2 내지 도 19를 참조하면, 제조자 등은, 우선적으로, 상기 배터리 팩(50)을 구성하는 주요 구성 요소로서, 상기 배터리 모듈(100)을 조립할 수 있다.

상기 배터리 모듈(100)의 조립 공정을 살펴 보면, 상기 제조자 등은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)을 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)에 고정시켜 상기 배터리 모듈(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따라 적층시킬 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)은 상기 적층 방향(X축 방향)을 따라 상호 상하 반전되게 배치되면서 후크 결합되어 상호 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 적층 방향(X축 방향)에서 상하 반전되게 번갈아 배치되는 셀 카트리지들(130)의 상기 카트리지 후크들(132)은 상기 적층 방향(X축 방향)에서 마주 하는 셀 카트리지들(130)의 카트리지 후크 홈들(134)과 후크 결합될 수 있다.

그리고, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 중 최전방(+X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(130)는 상기 배터리 모듈(100)의 최전방(+X축 방향)에 배치되는 상기 엔드 카트리지(150)와 후크 결합될 수 있다.

구체적으로, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 중 최전방(+X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(130)의 상기 카트리지 후크들(132)은 상기 배터리 모듈(100)의 최전방(+X축 방향)에 배치되는 상기 엔드 카트리지(150)의 상기 카트리지 후크 홈들(154)과 후크 결합되며, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 중 최전방(+X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(130)의 상기 카트리지 후크 홈들(134)은 상기 배터리 모듈(100)의 최전방(+X축 방향)에 배치되는 상기 엔드 카트리지(150)의 상기 카트리지 후크들(152)과 후크 결합될 수 있다.

그리고, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 중 최후방(-X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(130)는 상기 배터리 모듈(100)의 최후방(-X축 방향)에 배치되는 상기 엔드 카트리지(150)와 후크 결합될 수 있다.

구체적으로, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 중 최후방(-X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(130)의 상기 카트리지 후크들(132)은 상기 배터리 모듈(100)의 최후방(-X축 방향)에 배치되는 상기 엔드 카트리지(150)의 상기 카트리지 후크 홈들(154)과 후크 결합되며, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 중 최후방(-X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(130)의 상기 카트리지 후크 홈들(134)은 상기 배터리 모듈(100)의 최후방(-X축 방향)에 배치되는 상기 엔드 카트리지(150)의 상기 카트리지 후크들(152)과 후크 결합될 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 상기 배터리 모듈(100)의 양측면 방향(Y축 방향)에서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(115)을 전기적으로 연결하기 위한 상기 한 쌍의 버스바 하우징들(170)을 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130) 및 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)의 양측면에 장착시킬 수 있다.

이때, 상기 한 쌍의 버스바 하우징들(170)은 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)과 후크 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 버스바 하우징들(170)의 상기 버스바 후크들(175)은 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들(150)의 버스바 후크 홈들(158)과 후크 결합될 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(100)은 상기 배터리 모듈(100)의 조립 시, 종전과 같은 상기 적층 방향(X축 방향)을 따라 셀 카트리지들 및 엔드 카트리지들을 관통하는 롱 볼트 등의 체결 구조 없이 전술한 것과 같은 후크 결합 구조를 통해 상기 배터리 모듈(100)의 조립을 보다 간편하게 수행할 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210) 중 상기 팩 케이스(200)의 저부(-Z축 방향)을 이루는 베이스 커버(210)와 상기 연결 플레이트(300)를 결합시킬 수 있다.

이때, 상기 베이스 커버(210)와 상기 연결 플레이트(300)의 결합은 체결부재(b)를 통한 스크류 체결 결합일 수 있다. 본 실시예에서, 스크류 체결 결합에 이용되는 체결부재(b)는 종래와 같은 롱 볼트가 아닌 일반적인 스크류 체결에 이용되는 소형 볼트임을 일러둔다.

한편, 상기 제조자 등은, 상기 연결 플레이트(300)의 후면에 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)로 전달될 수 있는 충격 등을 완충시킬 수 있는 상기 제1 범퍼(800)를 장착시킬 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 상기 베이스 커버(210)에 결합시킬 수 있다. 이때, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 베이스 커버(210)의 상기 모듈 장착 레일(212)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 슬라이딩 가능하게 장착될 수 있다.

상기 모듈 장착 레일(212)의 전후 방향(X축 방향)을 따른 상기 배터리 모듈들(100)의 슬라이딩은, 상기 배터리 모듈들(100)의 상기 케이스 후크들(136, 156)이 상기 모듈 장착 레일(212)에 후크 결합되면서 이루어질 수 있다.

이에 따라, 상기 제조자 등은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 상기 베이스 커버(210)의 전방(+X축 방향)으로 슬라이딩시켜, 상기 베이스 커버(210) 상에 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 안착시킬 수 있다.

그리고, 상기 제조자 등은, 상기 파워 터미널 유닛(700)을 상기 연결 플레이트(300)의 상기 파워 터미널 장착부(380)에 관통 장착시킬 수 있다. 이때, 상기 파워 터미널 장착부(380)는 상기 체결부재(b)를 통해 상기 연결 플레이트(300)와 상기 베이스 커버(210)에 스크류 체결되어 고정될 수 있다.

이에 따라, 상기 파워 터미널 유닛(700)의 전방(+X축 방향) 측은 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에 배치되며, 상기 파워 터미널 유닛(700)의 후방(-X축 방향) 측은 상기 연결 플레이트(300)의 후방(-X축 방향)에서 상기 베이스 커버(210) 상에 배치될 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 상기 센싱 케이블 유닛(500)을 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이때, 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 상기 케이블 본체(510)는 상기 베이스 커버(210) 상에서 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 둘러쌀 수 있게 배치될 수 있다.

그리고, 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 일단부는, 상기 연결 플레이트(300)의 상기 케이블 개구부(360)를 관통하여, 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 상기 케이블 그로멧(530)은 상기 케이블 개구부(360)의 상기 그로멧 삽입홈(365)에 삽입 장착되며, 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 상기 케이블 커넥터(550)는 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에서 상기 비엠에스 장착홈(330) 가까이에 배치될 수 있다.

이때, 상기 보호 튜브(570)로서, 상기 제1 튜브(570)는 상기 케이블 본체(510)를 보호할 수 있게 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)에서 상기 케이블 본체(510)를 둘러쌀 수 있다.

그리고, 상기 제조자 등은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)과 상기 파워 터미널 유닛(700)을 전기적으로 연결할 수 있게 파워 케이블(750)을 장착시킬 수 있다. 여기서, 상기 파워 케이블(750) 중 적어도 하나는 상기 파워 터미널 유닛(700)과 직접적으로 연결될 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210) 중 나머지 하나인 상기 팩 케이스(200)의 상면을 이루는 베이스 커버(210)를 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)에 결합시킬 수 있다.

이때, 상기 나머지 하나의 상기 베이스 커버(210)는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)과 슬라이딩 가능하게 후크 결합된 후 상기 연결 플레이트(300)를 향해 슬라이딩되면서 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상측(+Z축 방향)을 커버할 수 있다.

상기 나머지 하나의 상기 베이스 커버(210)의 슬라이딩은, 상기 나머지 하나의 상기 베이스 커버(210)의 상기 모듈 장착 레일(212)이 상기 배터리 모듈들(100)의 상기 케이스 후크들(136, 156)에 후크 결합되면서 이루어질 수 있다.

상기 제조자 등은, 상기 나머지 하나의 상기 베이스 커버(210)를 상기 베이스 커버(210)의 전방(+X축 방향)인 상기 연결 플레이트(300)를 향해 슬라이딩시켜, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상측(+Z축 방향)을 커버할 수 있게 상기 나머지 하나의 상기 베이스 커버(210)를 장착시킬 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 상기 한 쌍의 사이드 커버들(270)을 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)에 슬라이딩 장착시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 상기 한 쌍의 사이드 커버들(270)은 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210)의 상기 커버 장착 레일들(216)에 후크 결합되면서 상기 연결 플레이트(300)를 향해 슬라이딩될 수 있다.

상기 한 쌍의 사이드 커버들(270)의 결합을 통해, 상기 팩 케이스(200) 내측에서, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 양측면과 상기 한 쌍의 사이드 커버들(270) 사이에는 상기 소정 공간(D)이 형성될 수 있다.

이러한 상기 소정 공간(D)는 앞서 살펴 본 바와 같이 상기 냉각 유닛의 냉매가 유동할 수 있는 냉각 덕트(D)로 기능할 수 있다. 상기 냉각 유닛의 냉매는 상기 팩 케이스(200) 내측에서 어느 한 쪽의 냉각 덕트(D)에서 다른 한 쪽의 냉각 덕트(D)로 유동하면서 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)을 냉각시킬 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 상기 팩 케이스(200)의 후면을 이루는 후방 커버(250)를 장착시킬 수 있다. 이때, 상기 후방 커버(250)의 전면에는 상기 제2 범퍼(850)가 장착될 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 상기 체결부재(b)를 통해 상기 팩 케이스(200)를 구성하는 상기 한 쌍의 베이스 커버들(210), 상기 후방 커버(250), 상기 한 쌍의 사이드 커버들(270) 및 상기 연결 플레이트(300) 등을 스크류 결합시킬 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 상기 비엠에스 보드(400)를 상기 연결 플레이트(300)에 장착시키고, 상기 센싱 케이블 유닛(500)에 연결시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 제조자 등은, 상기 비엠에스 보드(400)의 상기 보드 본체(410)를 상기 연결 플레이트(300)의 상기 비엠에스 장착홈(330)에 안착시킨 후 상기 체결부재(b)를 통해 스크류 결합시킬 수 있다. 그리고, 상기 제조자 등은 상기 비엠에스 보드(400)의 상기 보드 커넥터(430)를 상기 센싱 케이블 유닛(500)의 상기 케이블 커넥터(550)에 연결시킬 수 있다.

이후, 상기 제조자 등은, 마지막으로, 상기 팩 케이스(200)의 전면을 이루는 상기 전방 커버(230)를 상기 연결 플레이트(300)에 장착시켜, 상기 연결 플레이트(300)의 전방(+X축 방향)을 커버할 수 있다. 여기서, 상기 전방 커버(230)에는 상기 핸들(600)이 장착될 수 있다.

상기 전방 커버(230)와 상기 연결 플레이트(300)의 결합은 상기 체결부재(b)를 통한 스크류 결합 및 후크 결합을 통해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 스크류 결합은 네 개의 체결부재들(b)을 통해 이루어지며, 상기 후크 결합은 상기 전방 커버(230)의 상기 가이드 후크들(239)의 상기 연결 플레이트(300)의 상기 가이드 후크 고정홈들(310)로의 삽입을 통해 이루어질 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 비엠에스 보드(400)의 유지나 수선 등을 위해 상기 비엠에스 보드(400)를 교체하고자 하는 경우, 작업자 등은, 먼저, 상기 전방 커버(230)를 상기 연결 플레이트(300)로부터 분리할 수 있다. 이후, 상기 작업자 등은, 상기 배터리 팩(50)의 전방(+X축 방향)에 노출되는 상기 비엠에스 보드(400)를 상기 연결 플레이트(400)로부터 분리하여, 상기 비엠에스 보드(400)를 교체할 수 있다.

이처럼, 본 실시예에서는, 상기 비엠에스 보드(400)의 교체가 상기 전방 커버(230)의 분리 만으로도 용이하게 이루어질 수 있기에, 추후 비엠에스 보드(400)의 유지나 수선 등이 보다 간편하게 이루어질 수 있다.

이상 살펴 본 바와 같이, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈(100)이나 상기 배터리 팩(50)의 구성들 간의 결합을 위해 종래 일반적으로 사용되던 롱 볼트 및 롱 볼트 체결을 위한 부품이나 롱 볼트 체결 구조를 생략할 수 있기에, 상기 배터리 모듈(100)이나 상기 배터리 팩(50)에서 이러한 롱 볼트 체결을 위한 추가적인 체결 공간 확보가 필요하지 않다.

이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈(100)이나 상기 배터리 팩(50)의 전체 사이즈 대비 생략된 체결 공간만큼 상대적으로 상기 배터리 셀들(110)의 전지 용량이 보다 더 확보될 수 있다.

그러므로, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(100), 이러한 상기 배터리 모듈(100)을 포함하는 상기 배터리 팩(10) 및 상기 배터리 팩(10)을 포함하는 상기 전력 저장 장치(1)는 종래와 대비하여 전체 사이즈가 같더라도 상대적으로 보다 더 높은 전지 용량을 가질 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(100), 이러한 상기 배터리 모듈(100)을 포함하는 상기 배터리 팩(10) 및 상기 배터리 팩(10)을 포함하는 상기 전력 저장 장치(1)는 에너지 밀도를 보다 더 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(100), 이러한 상기 배터리 모듈(100)을 포함하는 상기 배터리 팩(10) 및 상기 배터리 팩(10)을 포함하는 상기 전력 저장 장치(1)는, 종래와 같은 롱 볼트 및 롱 볼트 체결 등을 위한 추가적인 체결 공간을 생략할 수 있기에, 최근의 슬림화 트렌드에 따라 보다 더 슬림하며 컴팩트한 구조의 모듈이나 팩 및 장치를 구현할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(100), 이러한 상기 배터리 모듈(100)을 포함하는 상기 배터리 팩(10) 및 상기 배터리 팩(10)을 포함하는 상기 전력 저장 장치(1)는, 롱 볼트 및 롱 볼트 결합과 관련된 추가 체결 부품 등이나 체결 구조가 생략되기에, 제조 비용을 현저하게 낮출 수 있어, 제품의 원가 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

이상과 같은 본 실시예에 따라, 원가 경쟁력 및 에너지 밀도를 높일 수 있는 보다 컴팩트한 구조의 상기 배터리 모듈(100), 이러한 상기 배터리 모듈(100)을 포함하는 상기 배터리 팩(50) 및 이러한 상기 배터리 팩(50)을 포함하는 상기 전력 저장 장치(1)를 제공할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 전력 저장 장치 10: 배터리 랙
50: 배터리 팩 100: 배터리 모듈
110: 배터리 셀 111: 전극 조립체
113: 전지 케이스 115: 전극 리드
130: 셀 카트리지 132: 카트리지 후크
134: 카트리지 후크 홈 136: 케이스 후크
150: 엔드 카트리지 152: 카트리지 후크
154: 카트리지 후크 홈 156: 케이스 후크
158: 버스바 후크 홈 170: 버스바 하우징
175: 버스바 후크 200: 팩 케이스
210: 베이스 커버 212: 모듈 장착 레일
216: 커버 장착 레일 230: 전방 커버
231: 핸들 장착부 232: 지지 브라켓
233: 냉각 개구부 234: 냉각 커버
235: 터미널 개구부 236: 터미널 커버
239: 가이드 후크 250: 후방 커버
270: 사이드 커버 300: 연결 플레이트
310: 가이드 후크 고정홈 330: 비엠에스 장착홈
350: 냉매 유출입 개구부 360: 케이블 개구부
365: 그로멧 삽입홈 380: 파워 터미널 장착부
400: 비엠에스 보드 410: 보드 본체
430: 보드 커넥터 500: 센싱 케이블 유닛
510: 케이블 본체 530: 케이블 그로멧
550: 케이블 커넥터 570, 580: 보호 튜브
600: 핸들 700: 파워 터미널 유닛
750: 파워 케이블 800: 제1 범퍼
850: 제2 범퍼

Claims (15)

1. 배터리 모듈에 있어서,
   상기 배터리 모듈의 전후 방향을 따라 나란히 배치되는 복수 개의 배터리 셀들; 및
   상기 복수 개의 배터리 셀들 사이사이에 배치되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들을 홀딩시키는 복수 개의 셀 카트리지들;을 포함하며,
   상기 복수 개의 셀 카트리지들 중 어느 하나의 배터리 셀을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지들은, 상기 배터리 모듈의 전후 방향에서 서로 후크 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 어느 하나의 배터리 셀을 사이에 두고 대향 배치되는 셀 카트리지들은, 서로 상하 반전되게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수 개의 셀 카트리지들에는, 각각,
   상기 후크 결합을 위한 적어도 하나의 카트리지 후크; 및 적어도 하나의 카트리지 후크 홈;이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 카트리지 후크는,
   상기 배터리 모듈의 전후 방향을 따라 돌출되며, 각각의 셀 카트리지의 상측 및 하측 테두리 중 적어도 일측 테두리에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 카트리지 후크 홈은,
   각각의 셀 카트리지의 상측 및 하측 테두리 중 적어도 일측 테두리에 형성되며, 상기 배터리 모듈의 상하 방향에서 상기 적어도 하나의 카트리지 후크와 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
6. 제5항에 있어서,
   상기 카트리지 후크 및 상기 카트리지 후크 홈은, 각각,
   복수 개로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 복수 개의 카트리지 후크들 및 상기 복수 개의 카트리지 후크 홈들은, 각각,
   각각의 셀 카트리지의 상측 및 하측 테두리에 형성되며, 상기 배터리 모듈의 상하 방향에서 서로 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
8. 제2항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
   상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
9. 제8항에 있어서,
   상기 복수 개의 셀 카트리지들에는, 각각,
   상기 팩 케이스와 후크 결합되는 적어도 하나의 케이스 후크;가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 케이스 후크는,
    각각의 셀 카트리지의 측면 테두리 단부에서 상기 배터리 모듈의 상하 방향을 따라 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
11. 제10항에 있어서,
    상기 케이스 후크는,
    한 쌍으로 구비되며,
    상기 한 쌍의 케이스 후크들은,
    각각의 셀 카트리지의 양측면 테두리 단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
12. 제11항에 있어서,
    인접하는 셀 카트리지들의 두 쌍의 케이스 후크들에서,
    어느 한 쌍의 케이스 후크들은, 상기 배터리 모듈의 상측에 배치되며,
    나머지 다른 한 쌍의 케이스 후크들은, 상기 배터리 모듈의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
13. 제9항에 있어서,
    상기 팩 케이스는,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈의 전방을 커버하는 전방 커버;
    상기 전방 커버의 후방에 배치되며, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈의 후방을 커버하는 후방 커버; 및
    상기 후방 커버와 상기 전방 커버와 결합되며, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈의 상측 및 하측을 커버하는 한 쌍의 베이스 커버들;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈은,
    상기 한 쌍의 베이스 커버들의 전후 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 한 쌍의 베이스 커버들에 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
14. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 베이스 커버들에는, 각각,
    상기 한 쌍의 베이스 커버들의 전후 방향을 따라 길게 형성되는 모듈 장착 레일;이 형성되며,
    상기 적어도 하나의 케이스 후크는,
    상기 모듈 장착 레일의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 후크 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
15. 제8항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 팩을 수용하는 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.

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