KR20190053106A - 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩을 개시한다.
본 발명에 따르는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩은 복수의 배터리셀과, 상기 배터리셀들의 전극 단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 전도도가 높고 발열특성이 향상된 Al소재의 터미널이 일체로 형성된 제2버스바, 단위통전부가 일체화된 일체형 제1버스바를 직렬과 병렬로 배열(array)된 다수개의 배터리셀에 직접 레이저용접을 통하여 접점을 포함하는 일체형 버스바와, 상기 배터리셀의 일단부를 수용하는 삽입홀(330)이 구비된 셀홀더를 포함하는 것을 특징으로 하며, 배터리 팩의 확장성을 확보하고 다양한 본딩이나 볼팅, 인서팅 등으로 배터리 팩 모듈을 패키징하여 그에 의하여 발생되는 다수의 연결점에서 필연적으로 발생하는 전기접촉저항을 근본적으로 방지하며, 불균일한 접촉저항으로 인한 발란스 손상이나 핫스팟 발생으로 충방전 효율이 낮아지고 내구성이 감소하는 문제를 해결하여 배터리 팩의 내진동성 및 작동안정성을 보장할 수 있다.

Description

개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩{Battery pack of improved holder for energy storage system}
본 발명은 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 팩의 확장성을 확보하고 다양한 본딩이나 볼팅, 인서팅 등으로 배터리 팩 모듈을 패키징하여 그에 의하여 발생되는 다수의 연결점에서 필연적으로 발생하는 전기접촉저항을 근본적으로 방지하며, 불균일한 접촉저항으로 인한 발란스 손상이나 핫스팟 발생으로 충방전 효율이 낮아지고 내구성이 감소하는 문제를 해결하여 내구성과 작동안정성을 보장하는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩에 관한 것이다.
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.
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 버스 바, 부스플레이트에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 배터리팩의 예로서 대한민국 공개특허공보 제2016-111457호를 들어 보면, 도 6에서 볼 수 있듯이, 에너지 저장 시스템은, 여기에서 2개의 전지들이 나타나 있는 에너지 저장 요소들의 상호 연결된 어레이를 포함하며, 전지들은, 한쌍의 대향하는 크램셸(상단 크램셸(104) 및 하단 크램셸(106))에 의해 (예를 들면, 특정 토크 값으로) 제자리에 물리적으로 고정 및 유지된다. 예를 들면, 크램셸들은 각 전지의 각각의 단부를 노출시키는 개구부를 갖는다. 다른 실시예에서, 전지들은, 전지들간에 인터리브되는 구조 등의 다른 기술에 의해 고정될 수 있다.
여기에서, 플렉시블 인쇄 회로(108)는, 전지(102)의 전기 단자들을 그 위에 가로 놓여 연결한다. 이 실시예에서, 플렉시블 인쇄 회로는, 플렉시블 하단 절연층(112)과 플렉시블 상단 절연층(112) 사이에 플렉시블 전도층(110)이 개재되게 되는 3개의 층을 포함한다. 전도층은, 구리 등의 균일한 금속층일 수 있고, 절연층은 균일한 폴리이미드층(예를 들면, Kapton(등록상표) 재료)일 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 다른 재료가 상술한 재료 대신에 또는 그와 조합되어 사용될 수 있다.
여기에서, 전지(102)는 일 단부에 단자들을 갖는 평탄한 상단을 갖는 재충전 가능한 배터리 전지의 일종이다. 특히, 각 전지는 중앙의 양극 단자(116) 및 둘레의 환상(環狀)의 음극 단자(118)를 갖는다. 예를 들면, 환상의 음극단자는, 전지의 길이를 따라 연장되고 전지의 다른 단부(즉, 이 예에서는 하단 단부)를 형성하는 전지의 메인 하우징(예를 들면, 전지 캔)의 일부이거나, 그 위에 장착될 수 있다.
플렉시블 인쇄 회로(108)의 패터닝은 하단 절연층(112)에 다이 컷영역(120)을 형성해서, 전도층(110)의 노출된 부분들을 전기 접촉 가능하게, 예를 들면 전지(들)의 단자들에의 선택적 연결을 가능하게 하다. 여기에서, 상단 절연층(114)의 다이 컷 영역(122)은, 전도층(110)의 노출된 부분이, 장치와 상호 작용하는 전도층의 부분과 접합될 하지층(예를 들면, 전지(102)의 단자) 사이의 전기 기계적 연결을 형성하는 장치를 수용하게 할 수 있다. 전기적 접합을 만드는 데에는, 복수의 여러 유형의 장치 및 기술의 어느 것이 사용될 수 있다. 예를 들면, 여기에서 스폿 용접(124)으로, 개개의 전지의 각 단자에 전도층(110)의 부분들을 접합한다.
이러한 에너지 저장 시스템은, 단순히 하나의 예를 들면, 전기 자동차에서 추진 에너지원으로서 구현될 수 있다. 즉, 에너지 저장 시스템에서 다수의 전지들이 상호 연결되어 차량을 작동시키는 어레이(예를 들면, 배터리 팩)를 형성할 수 있다.
그러나, 이러한 구조의 배터리 팩은 일체형 모듈로서 신뢰성을 확보에는 도움이 될 수 있으나, 플렉시블 본딩처리, 부스플레이트 본딩, 배터리 셀 고정본딩 등 다수의 연결점을 구비하고 있는 관계로 팩 자체의 강성이 증가하게 되어서 모듈내 확장성이 부족한 문제가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2016-111457호
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리팩의 확장성을 확보하고 다양한 본딩이나 볼팅, 인서팅 등으로 배터리 팩 모듈을 패키징하여 그에 의하여 발생되는 다수의 연결점에서 필연적으로 발생하는 전기접촉저항을 근본적으로 방지하며, 불균일한 접촉저항으로 인한 발란스 손상이나 핫스팟 발생으로 충방전 효율이 낮아지고 내구성이 감소하는 문제를 해결하여 내진동성 및 작동안정성을 보장하는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 복수의 배터리셀과, 상기 배터리셀들의 전극 단자들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 전도도가 높고 발열특성이 향상된 Al소재의 터미널이 일체로 형성된 제2버스바, 단위통전부가 일체화된 일체형 제1버스바를 직렬과 병렬로 배열(array)된 다수개의 배터리셀에 직접 레이저용접을 통하여 접점을 포함하는 일체형 버스바와, 상기 배터리셀의 일단부를 수용하는 삽입홀(330)이 구비된 셀홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩을 제공한다.
본 발명의 셀홀더는, 돌기와 홈으로 이루어지는 래치부가 구성되고, 상기 래치부는 인접된 다른 셀홀더와 연결되어 셀홀더에 설치되는 배터리셀의 개수를 늘리거나 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 셀홀더는, 복수개로 배터리셀의 배열에 따라 배향되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 셀홀더는, 배터리셀(100)의 상단부에 삽입되는 상부홀더와 하단부에 삽입되는 하부홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 셀홀더는, 다수개의 셀이 레이저 빔 스캔으로 접합 가능하도록 평탄한 단위구간(Scan area)이 반복되는 구조를 가지고, 단위구간 사이에 위치에 형성되는 돌출 결합부(350)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩에 의하면, 배터리 팩의 확장성을 확보하고 다양한 본딩이나 볼팅, 인서팅 등으로 배터리 팩 모듈을 패키징하여 그에 의하여 발생되는 다수의 연결점에서 필연적으로 발생하는 전기접촉저항을 근본적으로 방지하며, 불균일한 접촉저항으로 인한 발란스 손상이나 핫스팟 발생으로 충방전 효율이 낮아지고 내구성이 감소하는 문제를 해결하여 배터리 팩의 내진동성 및 작동안정성을 보장하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 배터리 팩의 내부에 배치된 셀홀더, 배터리셀, 일체형 버스바를 사시적으로 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 셀홀더를 사시적으로 나타낸 그림과 측면에 구비된 래치부를 보여주는 도면이며,
도 3은 본 발명의 버스바에 따르는 일 실시예를 제1,2 버스바를 분리하여 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 복수개 셀홀더가 적용되어 다양한 전기용량의 배터리모듈을 패키지하고 있는 형상을 나타낸 그림이며,
도 5는 본 발명에 따른 배터리 팩을 분리하여 구성요소별로 노출시킨 사시도이고,
도 6은 종래의 패터리팩의 측면 일부를 나타낸 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.
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.
이하 본 발명에 의한 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다.
본 발명에 따르는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩은 복수의 배터리셀(100)과, 상기 배터리셀(100)들의 전극 단자들을 전기적으로 연결하는 버스바(200)를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 전도도가 높고 발열특성이 향상된 Al소재의 터미널(212)이 일체로 형성된 제2버스바(210), 단위통전부(220')가 일체화된 일체형 제1버스바(220)를 직렬과 병렬로 배열(array)된 다수개의 배터리셀(100)에 직접 레이저용접을 통하여 접점을 포함하는 일체형 버스바(100)와, 상기 배터리셀(100)의 일단부를 수용하면서 열전도도를 향상, 방열효과, 내진동성이 우수할 수 있도록 삽입홀(330)이 구비된 셀홀더(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버스바(200)는 전극 단자에 대향되어 접합되는 접합부(221)를 구비하고, 상기 접합부(221)는 버스바(200)로부터 이격되어, 완충다리(222)로 연결되는 단위통전부(220')를 복수개 구비하는 제1버스바(210) 및 상기 제1버스바(210)의 상부에 구비되되 제1버스바(210)와 부분적으로 접촉되며 진동에 의한 오픈방지성을 구비하도록 형상을 이루는 제2버스바(220)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징으로 이루어지는 본 발명에 의한 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩을 도 1 내지 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따르는 배터리 팩의 내부에 배치된 셀홀더, 배터리셀, 일체형 버스바를 사시적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 셀홀더를 사시적으로 나타낸 그림과 측면에 구비된 래치부를 보여주는 도면이며, 도 3은 본발명의 버스바에 따르는 일 실시예를 제1,2 버스바를 분리하여 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 복수개 셀홀더가 적용되어 다양한 전기용량의 배터리모듈을 패키지하고 있는 형상을 나타낸 그림이며, 도 5는 본 발명에 따른 배터리 팩을 분리하여 구성요소별로 노출시킨 사시도인데, 이를 참고한다.
도 1 내지 5를 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명에 의한 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩은 복수의 배터리셀(100), 배터리셀(100)이 결합되어 통전되는 셀홀더(300), 복수의 셀홀더(300)의 상부에 설치되어 배터리셀(100)의 통전되게 하는 버스바(200)를 포함한다.
상기 버스바(200)는 제1버스바(220)와 제2버스바(210)를 포함한다.
상기 제1버스바(220)는 배터리셀(100)과 접촉되어 고출력의 전류가 통하도록 이루어지는 것은 물론 열을 방출시킬 수 있도록 히트싱크(heat sink) 작용을 한다.
또한, 상기 제1버스바(220)는 Al 소재로 이루어져 0.3mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 이에 한정하는 것은 아니며, 제2버스바(210)의 두께와 같거나 또는 얇게 형성될 수 있다.
상기 제1버스바(220)는 소정 간격이 이격되어 배터리셀(100)로 통전이 이루어지도록 단위통전부(220')가 형성되고, 상기 단위통전부(220')는 접합부(221)와 복수의 완충다리(222)로 이루어진다.
상기 접합부(221)는 배터리셀(100)의 전극단자가 접합되어 통전이 이루어지도록 제1버스바(220)에서 이격되게 구비되고, 상기 복수의 완충다리(222)는 접합부(221)와 제1버스바(220)가 연결되게 한다.
상기 접합부(221)는 배터리셀의 음극단자 두께 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 접합부(221)는 전극단자와 맞닿게 배치되고, 그 부분을 용접하여 전기적 통전이 가능하도록 할 수 있는데, 통상 양극단자는 캡업(cap up)이 전극인 돌기와 통기공을 구비하고 있어 레이저용접시 고에너지에 의하여 관통되어도 이차배터리 내부에 손상의 우려가 덜 하나, 음극 단자인 배터리셀(100)의 바닥면은 배터리셀(100) 소재에 있어서 손상 발생시 이차전지의 불량이 즉시 발생될 우려가 있다.
상기 접합부(221)는 저항용접을 수행하여 용접으로 인한 불량 발생을 미연에 방지할 수 있으며, 이 경우 저항용접이 가능한 소재로 알루미늄이나 구리를 사용할 수 있음은 물론, 니켈이나 주석이 코팅된 구리를 사용할 수 있다.
더 나아가 니켈, 니켈합금, 구리, 양백, 철 또는 SPCE를 판재(plate)나 스트립(strip) 형태로 채용하여 프레스 가공을 통하여 접합부(221), 완충다리(222)를 성형할 수 있어 가공성이 우수하며, 경시적으로 발생할 수 있는 접촉저항 증가도 예방할 수 있다.
특히 배터리 양극단자와 음극단자를 포함하는 전극단자를 구성하는 금속은 니켈이나 니켈합금의 경우가 많아 니켈이나 그 합금으로 접합부를 구성하면 용접이 효율성이 증가할 수 있다.
그리고 상기 완충다리(222)와 완충다리(222) 사이에는 가스홀(223)이 형성되고, 상기 가스홀(223)은 배터리셀(100)의 벤트 시 가스가 배출될 수 있도록 한다.
상기 제1버스바(220)의 일측에는 터미널(212)가 더 구성되고, 상기 터미널(212)은 BMS홀더(500)가 결합될 수 있도록 볼트가 형성된다.
상기 제2버스바(210)는 제1버스바(220)의 일측에 부분적으로 접촉되게 밀착된 상태로 레이저 접합 될 수 있도록 소정 간격을 두고 진입홀(211)이 다수개가 형성되며, 진동에 의한 오픈방지성을 구비하도록 이루어지고, Al 소재로 0.5mm에서 1mm의 두께로 구성된다.
여기서, 오픈방지성은 차량의 운행중 발생하는 다양한 진동에 의하여 전극 단자와 접합부간에 전기적으로 발생될 수 있는 오픈(open)을 방지한다는 것으로, 전극 단자와 접합부(221)간 내구성이 확보된 결합이나 고정에 의하여 담보될 수 있다.
또한, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 인접되는 버스바(200)의 상부에 서브버스바(미부호)를 설치하여 전류가 통하도록 연결할 수 있는 것은 물론 전극 단자와 접합부간 내구성이 확보된 상태로 결합이 이루어져 고정될 수 있도록 한다.
상기 서브버스바는 도 1에 도시된 바와 같이 배터리셀(100)의 상방향 쪽에만 설치되는 것은 아니면 하방향 쪽에도 설치될 수 있다.
그리고 상기 셀홀더(300)는 열전도도 향상 및 절연 성능을 구현하기 위하여 탄소 소재(GNP)와 세라믹 필러(BN)를 혼합한 기능성 소재가 적용되는 열적 특징이 개선된다.
상기 셀홀더(300)는 복수개로 배터리셀(100)의 배열에 따라 배향되도록 하여 배터리모듈을 이루는 설계된 전압의 단자로서 일체로 구비된 버스바(200)의 크기에 따라 셀홀더(100)에 수용되는 배터리셀(100)의 개수에 맞게 구비하여 배터리팩의 확장성을 담보할 수 있다. 바람직하게는, 배터리 모듈에서 사용될 수 있는 셀홀더(300)의 배터리 삽입홀(330)의 16 내지 20개을 구비하여 표준화를 정할 수 있다.
상기 셀홀더(300)는 배터리셀(100)의 상부와 하부에 결합할 수 있도록 삽입홀(330)이 형성된 상부홀더(310)와 하부홀더(320)로 이루어지고, 상부홀더(310)와 하부홀더(320)는 다른 셀홀더(300)와 결합되어 연장될 수 있도록 돌기와 홈으로 이루어지는 다수의 래치부(340)를 형성한다.
상기 셀홀더(300)는 다수개의 배터리셀(100)이 레이저 빔 스캔으로 접합 가능하도록 평탄한 단위구간(Scan area)이 반복되는 구조로 구성할 수 있으며, 이러한 구조는 단위구간 사이에 위치하여 돌출되는 돌출 결합부(350)를 형성한다.
그리고 상기 상부홀더(310)로 개구된 노출홀(미부호)에는 배터리셀(100)의 전극단자가 노출되며, 상기 전극단자에는 버스바(200)의 홀 내면에서 연장된 완충다리(222)에 의해 전극단자에 대향되어 접합되는 접합부(221)가 용접으로 고정되어 통전 상태를 이루고 있다.
또한, 상기 래치부(340)는 셀홀더(300)와 셀홀더(300)를 연결할 수 있도록 한다. 상기 래치부(340)는 상부홀더(310)에만 구성되는 것은 아니며 하부홀더(320)에도 동일하게 형성된다. 상기 래치부(3400)에 의해 인접되는 다른 셀홀더(300)와 연결되어 연장될 수 있도록 한다.
그리고 상기 돌출 결합부(350)는 상부홀더(310)의 일측에 구성되어 버스바(200)가 결합 될 수 있도록 한다.
상기 돌출 결합부(350)는 3.5mm~6.0mm 높이로 이루어진다. 상기 돌출 결합부(350)의 결합에 의해 가스 등 열이 방출되는 효과 향상을 가능하게 함은 물론 절열(絶熱) 거리를 확보할 수 있도록 한다.
또한, 상기 돌출 결합부(350)의 상부에는 발열 특성이 향상되도록 방열패드를 설치하거나 혹은 방열겔을 도포할 수 있다.
상기 3.5mm~6.0mm 높이로 이루어지는 돌출 결합부(350)는 X, Y, Z축 방향에서 발생하는 공진을 방지하여 내진동성이 우수한 구조로 이루어질 수 있도록 돌출 결합부와 배터리팩 케이스의 볼트 체결이 가능하게 구성하는 것이 바람직하고, 3.5mm~6.0mm 높이로 이루어지기 때문에 돌출 결합부(350)와 배터리 팩을 모니터링하는 온도, 전압 등의 센서를 볼트로 고정할 수 있다
상기와 같이 구성되는 셀홀더는 배터리셀의 상부와 하부에 각각 결합한 상태에서 셀홀더의 상부에 버스바가 설치된 상태에서 배터리셀과 접합되어 배터리팩을 구성한다.
상기와 같이 구성되는 배터리팩은 외장을 감싸며 보호하는 케이스부재(400), BMS홀더(500)를 더 포함한다.
상기 배터리 팩의 외장을 감싸며 보호하는 케이스부재(400)가 상부케이스(410)와 하부케이스(420)를 포함하여 볼트, 너트와 같은 체결수단으로 조립되거나 분리될 수 있고, 상기 배터리 팩은 배터리셀(100)을 설계된 전압이나 전류값을 출력하도록 복수개로 배열하여 상부홀더(310)와 하부홀더(320)와의 사이에 개재시켜 고정하게 되는데, 상/하부홀더(310, 320)는 배열된 배터리는 고정할 수 있는 한 특별하게 재질을 한정할 것은 아니나, 단락이나 누전의 우려를 예방하기 위하여 플라스틱재로 사출하여 배터리셀이 배열되어 사용중에 틀어지거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상기 BMS홀더(500)는 터미널에 형성된 볼트에 결합할 수 있도록 인서트 형성된 너트홀(510)이 구성되며, 도면에 도시된 바와 같이 사각 형상으로 이루어져 배터리셀(100)의 전류를 충전 또는 방전할 수 있도록 BMS(Battery Management System)가 설치된다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 에너지저장용 배터리팩은 배터리 팩의 확장성을 확보하고 다양한 본딩이나 볼팅, 인서팅 등으로 배터리 팩 모듈을 패키징하여 그에 의하여 발생되는 다수의 연결점에서 필연적으로 발생하는 전기접촉저항을 근본적으로 방지한다.
또한, 불균일한 접촉저항으로 인한 밸런스 손상이나 핫스팟 발생으로 충방전 효율이 낮아지고 내구성이 감소하는 문제를 해결하여 배터리 팩의 내진동성 및 작동안정성을 보장한다.
이상에서 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.
100: 배터리셀 200: 버스바
210: 제2버스바 211: 진입홀
212: 터미널 220: 제1버스바
220': 단위통전부 221: 접합부
222: 완충다리 223: 가스홀
300: 셀홀더 310: 상부홀더
320: 하부홀더 330: 삽입홀
340: 래치부 350: 결합부
400: 케이스부재 410: 상부케이스
420: 하부케이스 500: BMS홀더
510: 너트홀

Claims (5)

  1. 복수의 배터리셀(100)과, 상기 배터리셀(100)들의 전극 단자들을 전기적으로 연결하는 버스바(200)를 포함하는 배터리 팩에 있어서,
    전도도가 높고 발열특성이 향상된 Al소재의 터미널(212)이 일체로 형성된 제2버스바(210), 단위통전부(220')가 일체화된 일체형 제1버스바(220)를 직렬과 병렬로 배열(array)된 다수개의 배터리셀(100)에 직접 레이저용접을 통하여 접점을 포함하는 일체형 버스바(100)와;
    상기 배터리셀(100)의 일단부를 수용하면서 열전도도를 향상, 방열효과, 내진동성이 우수할 수 있도록 삽입홀(330)이 구비된 셀홀더(300);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀홀더(300)는,
    돌기와 홈으로 이루어지는 래치부(340)가 구성되고,
    상기 래치부는 인접된 다른 셀홀더(300)와 연결되어 셀홀더(300)에 설치되는 배터리셀의 개수를 늘리거나 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀홀더(300)는,
    복수개로 배터리셀(100)의 배열에 따라 배향되는 것을 특징으로 하는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀홀더(100)는,
    배터리셀(100)의 상단부에 삽입되는 상부홀더(310)와 하단부에 삽입되는 하부홀더(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀홀더(300)는,
    다수개의 셀이 레이저 빔 스캔으로 접합 가능하도록 평탄한 단위구간(Scan area)이 반복되는 구조를 가지고, 단위구간 사이에 위치에 형성되는 돌출 결합부(350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 셀홀더를 구비한 에너지저장용 배터리팩.
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