KR20200056715A - 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

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이창희
안수준
이종우
이철수
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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 ICB내 PCB의 측면에 형성된 연결홈을 통해 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 ICB내 PCB의 측면에 형성된 연결홈을 통해 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적인 배터리 팩은 리튬계 이차전지로써, 전지케이스의 형상에 따라 원통형, 각형, 파우치형으로 분류되고, 이중 파우치형 리튬 이차전지(이하, 배터리 팩)는 유연성을 가져 그 형상이 비교적 자유로우며 무게가 가볍고 안전성도 우수하여 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기 전원으로 수요가 증가하고 있다.
한편, 상기 배터리 팩에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과열, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다.
이에 따라 상기 배터리 팩에는 배터리 셀의 전압, 온도, 충전 상태(State Of Charge, SOC), 배터리 건강 상태(State Of Health, SOH), 공기 흐름, 전류의 입출력 상태 등을 근거로 충/방전 및 비정상 상태를 제어하는 배터리관리시스템(battery management system, BMS)이 구성되어 발열, 폭발 등의 위험성을 방지한다.
또한, 상기 전압, 전류, 온도 등의 값은 각각의 배터리 모듈에 구성된 ICB(Inter Connection Board)를 통해 지속적으로 검출되므로, 상기 ICB는 배터리 모듈에 구성된 복수개의 배터리 셀과 직접 전기적으로 연결되어야 한다.
도 1은 종래의 배터리 모듈의 구조도이다.
도1을 참고하면, 종래의 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀이 와이어를 통해 ICB 내 PCB의 넓은 면에 연결된다. 이는 와이어와의 연결이 PCB의 도금된 상부면 또는 하부면 표면에 이루어져야 하므로 넓은면이 케이스 내에 펼쳐진 형태로 형성되었다.
그러나 이와 같은 형태는 PCB의 넓은면이 소정 공간을 차지하므로 배터리 모듈의 크기가 커지는 문제가 발생되었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 또 다른 배터리 모듈 구조를 고안하였는데, 이는 도2를 들어 상세하게 설명한다.
도 2는 종래의 배터리 모듈 구조를 개선한 또 다른 배터리 모듈의 구조도이다.
도 2를 참고하면, 또 다른 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀 측면에 배치하는 형태로서, 또 다른 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀의 상/하부 고정시키는 모듈 홀더, 복수개의 배터리 셀이 상호 전기적으로 연결되도록 모듈 홀더의 상/하부에 접합되는 메탈 플레이트 및 상기 복수개의 배터리 셀에 수직으로 연결된 ICB를 포함하여 구성된다.
상기 ICB와 메탈 플레이트 간의 전기적 연결은 ICB 내 PCB의 상부면 또는 하부면에 연결되어야 하므로 무연납 솔더링을 통해 연결된다.
상기 종래의 배터리 모듈과 같이 와이어로 연결하는 방법은 와이어가 PCB의 상부면 또는 하부면에 배치되기 위하여 절곡됨에 따라 절곡에 의한 단선이 발생되는 문제가 발생되어 솔더링으로 연결하였다.
그러나 우선 ICB와 메탈 플레이트 간의 솔더링 연결은 배터리 셀과 메탈 플레이트 간의 스폿 용접 연결과 상이한 접합방법이므로 별도의 장비를 구비해야하며, 상이한 공정에 의한 제작 시간이 증대된다. 또한, 솔더링 연결은 잔해물에 의한 불량, 작업시간 증가, 작업자 실수로 인한 제품 손상 등을 발생시켰다.
따라서 공간의 효율성 및 연결의 안정성을 위해 복수개의 배터리 셀 측면에 ICB를 와이어를 통해 연결하는 것에 대한 기술 개발이 요구된다.
KR 2016-0138994 A
본 발명은 ICB가 효율적으로 배치되며 용이하게 제조 가능한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀(110), 상기 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 ICB 모듈(120) 및 내부에 상기 배터리 셀이 탑재되고, 측면부에 형성된 ICB(Internal Connection Board) 모듈 수용부(133_1)에 상기 ICB 모듈(120)이 탑재되는 배터리 모듈 케이스(130)를 포함하여 구성되며, 상기 ICB 모듈은 소정의 소자들이 형성되는 PCB 플레이트가 상기 배터리 모듈 케이스의 측면부와 평행하도록 배치된다.
상기 ICB 모듈은, PCB 플레이트의 측면부에 형성되어 상기 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되도록 표면이 도금된 연결홈(121)을 포함하여 구성된다.
상기 배터리 셀은, 배터리 셀의 전극단자와 전기적으로 연결된 와이어가 PCB 플레이트의 연결홈에 접합되어 전기적으로 연결을 이룬다.
상기 ICB 모듈은, 외부 BMS와 연결되도록 상기 PCB 플레이트 표면에 장착되는 외부 연결단자(122)를 더 포함하여 구성된다.
상기 배터리 모듈의 일측에 배치된 복수개의 최외각 배터리 셀의 전극단자와 와이어를 통해 연결되어 배터리 모듈 외측으로 인출된 제1 버스바(140_1) 및 상기 배터리 모듈의 타측에 배치된 복수개의 최외각 배터리 셀의 전극단자와 와이어를 통해 연결되어 배터리 모듈 외측으로 인출된 제2 버스바(140_2)를 더 포함하여 구성된다.
상기 복수개의 배터리 셀은, 상호 와이어로 전기적 연결을 이룬다.
상기 복수개의 배터리 셀은, 원통형 이차 전지이다.
상기 배터리 모듈 케이스는, 상기 복수개의 배터리 셀이 삽입되도록 내측으로 절곡형성된 삽입구(133_3)를 포함하여 구성된 하부 케이스(133), 상기 배터리 셀의 상부면을 덮으며 배터리 셀 간에 와이어연결이 이루어지도록 전극단자의 소정영역이 노출되는 외부홀(132_1)이 형성된 커버부(132) 및 와이어 연결된 전극단자의 상단부를 덮는 상부 케이스(131)를 포함하여 구성된다.
상기 배터리 모듈 케이스는, 상기 ICB 모듈 수용부 양측에 위치하여 버스바가 삽입되도록 내측으로 절곡형성된 버스바 홈(133_2)을 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 ICB(Internal Connection Board) 모듈이 각각 구성된 복수개의 배터리 모듈, 상기 복수개의 배터리 모듈의 일측에 배치되어 복수개의 배터리 모듈의 각 ICB 모듈과 전기적으로 연결되는 BMS 모듈 및 내부에 상기 배터리 모듈을 탑재하는 배터리 팩 케이스를 포함하여 구성된다.
디바이스는 상기 배터리 팩을 동력원으로 사용한다.
본 발명의 실시 예에 따른 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩은 ICB를 배터리 모듈의 측면에 넓은면을 배치시켜 배터리 모듈의 너비를 감소시킬 수 있으며, ICB 내 PCB의 측면에 도금된 연결홈을 구성하여 AL 와이어 본딩이 사용 가능함에 따라 향상된 접합성을 가질 수 있으며, 복수개의 배터리 셀 간의 연결과 ICB와 복수개의 배터리 셀 간의 연결이 동일하므로 배터리 모듈 제조시간이 감소될 수 있다.
도 1은 종래의 배터리 모듈의 구조도.
도 2는 종래의 배터리 모듈 구조를 개선한 또 다른 배터리 모듈의 구조도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 ICB 모듈의 구조도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 구조도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
<실시 예 1>
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈은 배터리 모듈 케이스 측면에 ICB 센싱부의 넓은 면을 배치시키며, ICB 내 PCB의 측면에 도금된 연결홈을 구성함에 따라 AL 와이어 본딩을 통한 복수개의 배터리 셀과 ICB 간에 전기적인 연결이 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈(100)은 복수개의 배터리 셀(110), 상기 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 ICB 모듈(120) 및 내부에 상기 배터리 셀이 탑재되고, 측면부에 형성된 ICB(Internal Connection Board) 모듈 수용부(133_1)에 상기 ICB 모듈(120)이 탑재되는 배터리 모듈 케이스(130)를 포함하여 구성된다.
상기 ICB 모듈은 소정의 소자들이 형성되는 PCB 플레이트가 상기 배터리 모듈 케이스의 측면부와 평행하도록 배치된다.
이러한 배터리 모듈에 대한 상세한 구성은 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.
먼저 상기 복수개의 배터리 셀(110)는 원통형 배터리 셀들로서, 양극단자가 상부면에 위치하도록 배치된다.
또한, 상기 복수개의 배터리 셀(110)은 상호 전기적으로 연결을 이루기 위해서 AL 와이어 본딩(wire bonding)을 수행한다. 좀 더 구체적으로 설명한다면, 하나의 배터리 셀의 양극단자의 최상단과 주변부에 위치한 또 다른 배터리 셀의 양극단자의 최상단을 AL 와이어를 통해 연결한다.
또한, 상기 복수개의 배터리 셀(110)의 양측에는 복수개의 배터리 셀의 전기적 연결을 위한 버스바(140)가 형성된다.
좀 더 상세하게 설명한다면, 상기 버스바(140)는 상기 배터리 모듈의 일측에 배치된 복수개의 최외각 배터리 셀의 전극단자와 와이어를 통해 연결되어 배터리 모듈 외측으로 인출된 제1 버스바(140_1) 및 상기 배터리 모듈의 타측에 배치된 복수개의 최외각 배터리 셀의 전극단자와 와이어를 통해 연결되어 배터리 모듈 외측으로 인출된 제2 버스바(140_2)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 버스바(140)에는 각각의 버스바가 전기적으로 연결될 수 있도록 버스바 홀(140_3)이 형성되어 버스바 홀에 해당되는 직경의 봉을 삽입하여 복수개의 배터리 모듈이 전기적으로 연결되어 하나의 배터리 팩을 형성할 수 있도록 한다.
또한, 상기 복수개의 배터리 셀(110)의 음극단자는 버스바가 배치되는 영역의 하부면에 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
또한, 상기 ICB 모듈(120)은 상기 복수개의 배터리 셀의 각각과 전기적으로 연결되는 구성으로서, 도 4를 들어 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 ICB 모듈의 구조도이다.
도 4를 참고하면, 상기 ICB 모듈(120)은 배터리 셀의 전압, 온도, 충전 상태(State Of Charge, SOC), 배터리 건강 상태(State Of Health, SOH), 공기 흐름, 전류의 입출력 상태 등을 근거로 충/방전 및 비정상 상태를 제어하는 배터리관리시스템(battery management system, BMS)에 소정의 신호를 전송하고 각 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도 등과 같은 값을 센싱하는 소자들이 실장된 PCB 플레이트, 상기 PCB 플레이트의 측면부에 형성되어 상기 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되도록 표면이 도금된 연결홈(121) 및 상기 BMS와 연결되도록 상기 PCB 플레이트 표면에 장착되는 외부 연결단자(122)를 포함하여 구성된다.
상기 연결홈(121)은 내측 표면이 도금되어 배터리 셀과 연결된 AL 와이어를 통해 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
이와 같은 상기 ICB 모듈(120)의 구조는 ICB 모듈 내 PCB 플레이트의 측면에 연결홈(121)이 형성되므로 종래의 PCB 상부면 또는 하부면에 와이어를 연결해야 했던 구조를 개선한다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 종래의 배터리 모듈은 PCB가 상부면 또는 하부면 상에 와이어 연결부가 형성되어 있어, ICB 모듈과 배터리 셀 간의 연결 시 PCB플레이트의 상부면 또는 하부면에 와이어가 연결되어야 했다. 또한, 이러한 PCB 플레이트를 배터리 모듈의 측면에 배치하는 경우, PCB플레이트의 상부면 또는 하부면에 연결된 와이어에 절곡이 발생하여 단선과 같은 문제가 발생하였다.
이러한 와이어 절곡 등의 문제를 해결하기 위한 방안으로 PCB플레이트를 배터리 셀의 측면에 배치하지 않고, 상기 도1과 같이 배터리 셀 단자 형성 면과 평행하게 배치하는 경우에는 ICB 모듈이 PCB 플레이트의 폭만큼 배터리 모듈의 측면으로 연장되어 형성됨으로써, 공간활용도가 떨어지는 문제가 발생하였다.
한편, ICB 모듈을 배터리 셀의 측면에 배치하는 경우, 와이어 절곡으로 인한 문제를 해결하기 위하여 배터리 셀과 PCB 플레이트 간의 연결을 솔더링 접합을 통해 접합하는 방법도 제안되었지만, 솔더링 연결은 잔해물에 의한 불량, 작업시간 증가, 작업자 실수로 인한 제품 손상 등의 문제를 발생시켰다.
따라서 상기의 문제점들이 개선된 배터리 셀 측면부에 PCB가 세워져 있으며 와이어를 통해 연결이 가능한 형태가 요구되었다.
이에 본원 발명의 배터리 모듈은 ICB 모듈 내 PCB 플레이트의 측면에 형성된 연결홈을 통해 배터리 셀과 ICB 모듈 간에 와이어로 연결되고 배터리 셀 측면부와 PCB 플레이트가 평행하도록 배치되는 형태로 구성 가능함에 따라 배터리 모듈의 크기가 종래보다 축소되고 ICB 모듈과 배터리 셀 사이에 안정적인 연결이 가능하게 된다.
또한, 상기 외부 연결단자(122)는 외부 BMS와 연결되어 ICB 모듈(120)에서 감지한 복수개의 배터리 셀의 전압, 전류, 온도 등의 값을 전달한다.
또한, 상기 배터리 모듈 케이스(130)는 내부에 상기 배터리 셀이 탑재되고, 측면부에 형성된 ICB(Internal Connection Board) 모듈 수용부(133_1)에 상기 ICB 모듈(120)이 탑재되는 구성으로서, 상기 도 3을 들어 상세하게 설명한다.
상기 도 3을 참고하면, 상기 배터리 모듈 케이스(130)는 내부에 상기 배터리 셀을 탑재하고, 측면부에 ICB(Internal Connection Board) 모듈 수용부(133_1)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 배터리 모듈 케이스(130)는 상기 복수개의 배터리 셀이 삽입되도록 내측으로 절곡형성된 삽입구(133_3)를 포함하여 구성된 하부 케이스(133), 상기 배터리 셀의 상부면을 덮으며 배터리 셀 간에 와이어연결이 이루어지도록 전극단자의 소정영역이 노출되는 외부홀(132_1)이 형성된 커버부(132) 및 와이어 연결된 전극단자의 상단부를 덮는 상부 케이스(131)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 하부 케이스(133)는 ICB 모듈 수용부(133_1), 버스바 홈(133_2) 및 삽입구(133_3)를 포함하여 구성된다.
상기 ICB 모듈 수용부(133_1)는 상기 하부 케이스(133)의 측면부에 형성되어 ICB 모듈의 넓은 면이 배터리 모듈 케이스의 측면부와 평행하게 배치될 수 있도록 한다.
또한, 상기 버스바 홈(133_2)은 상기 ICB 모듈 수용부(133_1) 양측에 위치하여 상기 버스바(140)가 삽입되도록 내측으로 절곡형성된 구성으로서, 상기 버스바(140)의 버스바 홀(140_3)이 하부 케이스(133)의 외측으로 노출되도록 ICB 모듈의 넓은 면과 동일한 면의 전면이 개방된 형태로 형성된다.
또한, 상기 삽입구(133_3)는 하부 케이스(133)의 내측이 상기 복수개의 배터리 셀(110)이 삽입되도록 절곡 형성된 구성으로서, 복수개의 배터리 셀들이 소정 간격 이격되어 상호 측면이 절연될 수 있도록 하며 복수개의 배터리 셀이 고정될 수 있도록 한다.
또한, 상기 커버부(132)는 배터리 셀의 상부면을 덮으며 배터리 셀 간에 와이어연결이 이루어지도록 전극단자의 소정영역이 노출되는 외부홀(132_1)이 형성된 구성으로서, 상기 하부 케이스(133)와 결합이 가능한 형태로 형성된다.
상기 외부홀(132_1)은 배터리 셀의 양극단자에서 융기된 융기부분과 주변부 일부만 노출되어 배터리 셀이 외부로 탈락되지 않으며 와이어를 통한 배터리 셀 간의 연결이 가능하도록 한다.
또한, 상기 상부 케이스(131)는 와이어 연결된 전극단자의 상단부를 덮는 구성으로서, 상기 버스바(140)구성까지의 전체 구조의 상부를 덮을 수 있도록 형성된다. 또한, 상기 하부 케이스(133)와 결합이 가능한 형태로 형성되어 와이어가 보호될 수 있도록 한다.
또한, 하부 케이스(133)에 각 소자가 탑재된 형태는 도 5를 들어 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 구조도이다.
도5를 참고하면, 본원 발명의 배터리 모듈(100)은 하부 케이스(133)의 전면에 형성된 ICB 모듈 수용부(133_1)에 ICB 모듈(120)가 배치되고, 상기 하부 케이스(133) 내측에 형성된 삽입구(133_3)에 복수개의 배터리 셀은 양극단자가 위로 향하게 삽입되어 양극단자의 상부에는 커버부(132)가 하부 케이스(133)와 결합된다.
커버부(132)가 결합된 복수개의 배터리 셀은 커버부(132)의 외부홀(132_1) 내측으로 상호 AL 와이어 본딩을 수행한다.
또한, 상기 ICB 모듈(120)에는 연결홈(121)이 구성되어 상기 복수개의 배터리 셀 중 ICB 모듈(120)에 근접하게 배치된 배터리 셀이 연결홈(121)에 AL 와이어 본딩을 수행함에 따라 ICB 모듈(120)와 복수개의 배터리 셀 간의 전기적인 연결이 이뤄지게 한다.
또한, ICB 모듈에 형성된 외부 연결단자(122)는 전면 외측방향으로 돌출된 형태로 형성된다.
또한, 상기 하부 케이스(133)는 ICB 모듈 수용부 양측에 위치하는 버스바 홈(133_2) 내에 각각 버스바(141, 142)를 위치시킨 후, 복수개의 배터리 셀 중 각각의 버스바와 근접한 배터리 셀과 버스바 간에 AL 와이어 본딩을 수행한다. 이에 버스바에 복수개의 배터리 셀의 전류가 흐를 수 있도록 하며 버스바는 하부 케이스(133)의 외측으로 돌출되어 외부 장치와 연결될 수 있도록 형성된다.
<실시 예 2>
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 상기 배터리 모듈이 복수개 구성되고 각 배터리 모듈에 포함하여 구성된 ICB 센싱부와 배터리 팩을 제어하는 BMS 모듈이 연결된 구조를 형성한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩(1000)은 ICB(Internal Connection Board) 모듈이 각각 구성된 복수개의 배터리 모듈(100), 상기 복수개의 배터리 모듈의 일측에 배치되어 복수개의 배터리 모듈의 각 ICB 모듈과 전기적으로 연결되는 BMS 모듈(200) 및 내부에 상기 배터리 모듈을 탑재하는 배터리 팩 케이스(300)를 포함하여 구성된다.
이러한 배터리 팩에 대한 상세한 구성은 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.
상기 배터리 모듈(100)은 복수개의 배터리 셀로 구성되고 각 배터리 모듈에는 ICB 모듈이 포함된 구성이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩(1000)은 복수개의 배터리 모듈로 구성되어 각 배터리 모듈에 형성된 각각의 버스바의 버스바 홀(140_3)에 전도성 부재를 공통으로 삽입하여 복수개의 배터리 모듈이 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
또한, 상기 BMS 모듈(200)은 상기 복수개의 배터리 모듈의 일측에 배치되어 복수개의 배터리 모듈의 각 ICB 모듈과 전기적으로 연결되는 구성으로서, 전체 배터리 팩의 제어를 수행한다.
상기 BMS 모듈(200)은 각각의 배터리 모듈과는 ICB 모듈 내에 구성된 외부 연결단자(122)를 통해 연결되어 각 배터리 셀의 전압, 전류, 온도 등의 값이 ICB 모듈에서 감지되면, 외부 연결단자(122)를 통해 BMS 모듈(200)로 전달된다.
배터리 팩 케이스(300)는 상기 복수개의 배터리 모듈(100) 및 BMS 모듈(200)을 탑재하는 구성으로서, 배터리 모듈(100) 및 BMS 모듈(200)이 배치되는 위치에는 배터리 모듈(100) 및 BMS 모듈(200)이 고정되도록 고정부가 형성될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 실시 예와 같은 배터리 팩은 대용량의 전지팩을 탑재하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 ESS에 적용될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.
100: 배터리 모듈
110: 배터리 셀
120: ICB 모듈
121: 연결홈
122: 외부 연결단자
130: 모듈 케이스
131: 상부 케이스
132: 커버부
132_1: 외부홀
133: 하부 케이스
133_1: 수용부
133_2: 버스바 홈
133_3: 삽입구
140: 버스바
140_1: 제1 버스바
140_2: 제2 버스바
140_3: 버스바 홀
200: BMS 모듈

Claims (11)

  1. 복수개의 배터리 셀(110);
    상기 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 ICB 모듈(120); 및
    내부에 상기 배터리 셀이 탑재되고, 측면부에 형성된 ICB(Internal Connection Board) 모듈 수용부(133_1)에 상기 ICB 모듈(120)이 탑재되는 배터리 모듈 케이스(130); 를 포함하여 구성되며,
    상기 ICB 모듈은 소정의 소자들이 형성되는 PCB 플레이트가 상기 배터리 모듈 케이스의 측면부와 평행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 ICB 모듈은, PCB 플레이트의 측면부에 형성되어 상기 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결되도록 표면이 도금된 연결홈(121); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 셀은, 배터리 셀의 전극단자와 전기적으로 연결된 와이어가 PCB 플레이트의 연결홈에 접합되어 ICB 모듈과 전기적으로 연결을 이루는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 ICB 모듈은, 외부 BMS와 연결되도록 상기 PCB 플레이트 표면에 장착되는 외부 연결단자(122); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 모듈의 일측에 배치된 복수개의 최외각 배터리 셀의 전극단자와 와이어를 통해 연결되어 배터리 모듈 외측으로 인출된 제1 버스바(140_1); 및
    상기 배터리 모듈의 타측에 배치된 복수개의 최외각 배터리 셀의 전극단자와 와이어를 통해 연결되어 배터리 모듈 외측으로 인출된 제2 버스바(140_2);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 셀은, 상호 와이어로 전기적 연결을 이루는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 셀은, 원통형 이차 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 모듈 케이스는,
    상기 복수개의 배터리 셀이 삽입되도록 내측으로 절곡형성된 삽입구(133_3)를 포함하여 구성된 하부 케이스(133);
    상기 배터리 셀의 상부면을 덮으며 배터리 셀 간에 와이어연결이 이루어지도록 전극단자의 소정영역이 노출되는 외부홀(132_1)이 형성된 커버부(132); 및
    와이어 연결된 전극단자의 상단부를 덮는 상부 케이스(131);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 모듈 케이스는, 상기 ICB 모듈 수용부 양측에 위치하여 버스바가 삽입되도록 내측으로 절곡형성된 버스바 홈(133_2); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. ICB(Internal Connection Board) 모듈이 구성된 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈의 일측에 배치되어 상기 배터리 모듈의 ICB 모듈과 전기적으로 연결되는 BMS 모듈; 및
    내부에 상기 배터리 모듈 및 BMS 모듈을 탑재하는 배터리 팩 케이스;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 청구항 10에 따른 배터리 팩을 동력원으로 사용하는 디바이스.
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