KR20200101094A - 전력저장장치 제조 방법 - Google Patents

Abstract

구성부의 전기적 연결 구조와 조립 구조를 개선하여, 복수개의 배터리셀이 적층되어 전기적으로 연결된 스택, 상기 복수개의 스택이 수용되어 전기적으로 연결되고 일면에는 상기 스택과 연결된 단자부가 설치된 트레이, 상기 복수개의 트레이가 수용되는 함채, 상기 트레이 간에 단자부를 전기적으로 연결하는 연결바를 포함하는 전력저장장치를 제조하기 위한 제조방법을 제공한다.

Description

전력저장장치 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING WIRELESS CHARGING APPARATUS}

본 개시내용은 전력저장장치 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 지능형 전력망인 스마트 그리드 구축을 위해서는 전력저장장치가 필요하다. 전력저장장치는 발전소에서 생산된 전력을 저장하였다가 수요 패턴에 따라 필요한 곳으로 송전해주는 기능을 수행하게 된다.

전력저장장치는 복수의 배터리셀들이 수용된 트래이가 함채 내에 적층되어 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다. 함채에 적재된 트레이 및 각 트레이의 배터리셀은 요구되는 전압 구성에 따라 전기적으로 연결하여 회로를 구성한다. 예를 들어, 배터리 트레이 한 개의 전압이 25V이고 전체 시스템 전압을 500V로 하는 경우, 배터리 트레이 20개를 직렬로 연결하여 시스템 전압을 맞추게 된다.

이에, 전력저장장치를 구성하기 위해서는 수많은 트레이가 하나의 함채 내에 적층되어 전기적으로 연결되고, 각각의 트레이에는 복수의 배터리셀들이 적층되어 전기적으로 연결된다. 또한, 대용량의 전력저장장치의 경우 복수개의 함채들이 배치되어 전기적으로 연결되어야 한다.

복수개의 배터리셀을 전기적으로 연결하여 하나의 전력저장장치로 조립하는 것은 매우 복잡하며 번거로운 작업을 요하며, 잘못된 조립으로 인해 장치가 손상될 가능성이 높다. 따라서, 전력저장장치의 구성부의 전기적 연결 구조와 조립 구조를 개선하는 것은 작업성과 사용의 편리성은 물론 장치의 손상을 방지하고 성능을 높일 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

본 과제는 구성부의 전기적 연결 구조와 조립 구조를 개선한 전력저장장치 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 과제는 트레이에 설치되는 배터리셀 간의 연결 구조를 개선한 전력저장치 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 과제는 배터리셀 사이를 효과적으로 절연할 수 있도록 된 전력저장장치 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 과제는 트레이와 트레이 사이의 단자 연결 구조를 개선한 전력저장장치 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 과제는 트레이 내부에 구비된 각 스택의 전기적 연결부를 덮어 보호할 수 있도록 된 전력저장장치 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 과제는 보다 간편하고 신속하게 조립 작업을 수행할 수 있도록 된 전력저장장치 제조방법을 제공하는 것이다.

본 구현예의 전력저장장치는, 복수개의 배터리셀이 적층되어 전기적으로 연결된 스택, 상기 복수개의 스택이 수용되어 전기적으로 연결되고 일면에는 상기 스택과 연결된 단자부가 설치된 트레이, 상기 복수개의 트레이가 수용되는 함채, 상기 트레이 간에 단자부를 전기적으로 연결하는 연결바를 포함할 수 있다.

상기 함채는, 뼈대를 이루며 수직방향을 따라 상기 트레이가 적재될 수 있도록 복수의 랙이 마련된 프레임, 상기 프레임에 착탈 가능하게 설치되어 함채의 측면을 이루는 측면판을 포함할 수 있다.

상기 스택은, 상기 배터리셀을 받쳐 지지하며 상하방향을 따라 서로 적층되어 그 사이에 배터리셀 수용 공간을 형성하는 팔레트, 상기 팔레트에 수용된 각 배터리셀의 양극단자와 음극단자를 전기적으로 연결시키기 위한 전기접속부를 포함할 수 있다.

상기 팔레트는, 상기 배터리셀이 놓여 지지되는 플레이트, 상기 플레이트의 양 선단에 각각 일체로 형성되고 상하방향으로 돌출되어 이웃하는 팔레트와 접하고 플레이트와 플레이트 사이 간격을 유지하는 지지부, 상기 지지부의 양면에 각각 형성되어 이웃하는 팔레트와 결합되는 적어도 하나 이상의 돌기와 홈부를 포함할 수 있다.

상기 전기접속부는, 상기 지지부에 높이가 낮게 단차부를 형성하여 상기 배터리셀의 양극단자와 음극단자가 상기 단차부를 통해 외측으로 인출되고, 상기 스택의 적층된 팔레트를 따라 번갈아 일측 팔레트의 지지부 외측면에 상기 배터리셀의 양극단자와 음극단자가 각각 전기적으로 접속되는 접합부를 형성하고, 상기 접합부가 형성된 팔레트를 사이에 두고 상하에 배치된 배터리셀의 양극단자와 음극단자는 각각 상기 접합부 쪽으로 절곡되어 상기 접합부에서 이웃하는 배터리셀 간에 양극단자와 음극단자가 각각 겹쳐져 전기적으로 접속되고, 상기 접합부와 접합부 사이에 연결판이 설치되어 이웃하는 접합부 사이를 전기적으로 연결하는 구조일 수 있다.

상기 전기접속부는, 상기 접합부에 체결홀이 형성되고, 겹쳐져 있는 양극단자 및 음극단자에는 체결홀과 대응되는 위치에 홀이 형성되어, 상기 연결판 및 상기 양극단자와 음극단자는 상기 홀을 관통하여 접합부의 체결홀에 체결되는 볼트를 매개로 접합부에 고정되는 구조일 수 있다.

상기 연결판은 상기 트레이 내부에 구비된 상기 스택과 스택 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.

상기 스택은 적층된 팔레트의 상단에 설치되어 배터리셀을 덮는 상판을 더 포함할 수 있다.

상기 상판은 최상층 팔레트의 배터리셀을 덮는 플레이트, 상기 플레이트의 양단에 각각 일체로 형성되고 하방향으로 돌출되어 아래쪽의 팔레트와 접하는 지지부, 상기 지지부의 하면에 형성되어 팔레트의 돌기와 결합되는 홈부를 포함할 수 있다.

상기 스택은 적층된 팔레트의 하단에 설치되는 금속판을 더 포함할 수 있다.

상기 스택은 적층되어 있는 팔레트를 고정하기 위한 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 고정부는 팔레트의 선단부에 형성되는 적어도 하나 이상의 관통홀, 적층된 팔레트의 관통홀을 따라 끼워져 복수의 팔레트를 고정하는 결합바를 포함할 수 있다.

상기 결합바는 선단에 볼트 체결을 위한 홀을 형성한 구조일 수 있다.

상기 결합바는 상기 스택의 상하 방향을 따라 상기 관통홀의 길이 이하의 길이로 형성될 수 있다.

상기 관통홀은 원형 단면 형태를 이루고, 상기 결합바는 상기 관통홀에 끼워지도록 양 측단이 만곡되어 중공의 원통 형태를 이루고, 양 측단은 간격을 두고 이격되어 축방향을 따라 서로 마주하는 구조일 수 있다.

상기 관통홀은 상기 지지부의 돌기 중심을 따라 형성될 수 있다.

상기 결합바는 측면에 돌출리브가 축방향을 따라 연장 형성되고, 상기 팔레트는 상기 돌출리브와 대응되는 위치에 관통홀과 연결되는 슬릿이 절단 형성되어, 상기 돌출리브가 상기 슬릿을 따라 끼워지는 구조일 수 있다.

상기 스택은, 상기 스택 전면에 설치되어 상기 전기접속부를 덮어 차단하는 전면커버를 더 포함할 수 있다.

상기 전면커버는 상기 연결판 장착을 위해 팔레트에 형성된 핀과 대응되는 위치에서 상기 핀 쪽으로 돌출 형성된 돌편을 포함할 수 있다.

상기 팔레트의 지지부 외측면에 끼움부가 돌출 형성되고, 상기 전면커버는 내측면에 상기 끼움부에 끼워지는 끼움홈부가 형성되어, 상기 끼움부에 착탈가능하게 결합될 수 있다.

상기 트레이는 상기 스택과 스택 사이를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.

상기 연결부는 스택을 이루는 팔레트에 형성되는 관통홀, 이웃하는 스택의 관통홀을 따라 각각 끼워져 설치되는 한 쌍의 결합바, 상기 한 쌍의 결합바 사이에 일체로 형성되어 한 쌍의 결합바를 연결하는 연결리브를 포함할 수 있다.

상기 결합바는 선단에 볼트 체결을 위한 홀을 형성한 구조일 수 있다.

상기 결합바는 상기 스택의 상하 방향 길이보다 이하의 길이로 형성될 수 있다.

상기 관통홀은 원형 단면 형태를 이루고, 상기 결합바는 상기 관통홀에 끼워지도록 양 측단이 만곡되어 중공의 원통 형태를 이루고, 양 측단은 간격을 두고 이격되어 축방향을 따라 서로 마주하는 구조일 수 있다.

상기 관통홀은 상기 지지부의 돌기 중심을 따라 형성될 수 있다.

상기 연결리브는 상기 결합바의 축방향을 따라 연속적으로 형성되고, 상기 팔레트는 상기 연결리브와 대응되는 위치에 관통홀과 연결되는 슬릿이 절단 형성되어, 상기 연결리브가 상기 슬릿을 따라 끼워지는 구조일 수 있다.

상기 트레이는 상기 스택과 스택 사이에 설치되어 각 스택 사이를 절연하는 절연부를 더 포함할 수 있다.

상기 절연부는 이웃하는 스택에 접하는 스택의 측면에 대응되는 크기로 이루어져 스택의 측면에 놓여지는 절연판을 포함할 수 있다.

상기 단자부는 트레이에 수용된 스택과 전기적으로 연결되는 접속바, 상기 트레이 전면에 상기 접속바를 고정시키는 접속구, 상기 접속구의 개방된 전면에 착탈가능하게 설치되어 접속바의 노출을 차단하는 커버를 포함할 수 있다.

상기 접속구는 중심부에 상기 접속바가 끼워지는 구멍이 형성되고, 돌출된 전면에는 홈이 형성되며, 상기 커버는 상기 홈에 대응되는 위치에 돌기가 돌출 형성되어, 상기 홈에 돌기가 끼워지면서 접속구에 설치될 수 있다.

상기 접속바는 일측 선단이 트레이 내부에서 스택과 연결되고, 타측 선단은 접속구의 구멍을 지나 직각으로 절곡되어 접속구 전면에 볼트로 고정되고, 상기 구멍 내부의 양측에는 걸림턱이 돌출 형성되고, 상기 접속바는 구멍을 지나는 부분에 상기 걸림턱과 대응되는 부분에 단턱이 형성되어 걸림턱 사이에 끼워져 결합될 수 있다.

본 구현예의 제조방법은, 배터리셀 및 팔레트를 준비하는 단계, 배터리셀의 양극단자와 음극단자에 홀을 형성하고 직각으로 절곡하여 가공하는 단계, 가공된 배터리셀을 팔레트 위에 적재하는 단계, 배터리셀이 지지된 팔레트를 순차적으로 적층하여 스택을 구성하는 단계, 적층된 팔레트 및 스택과 스택 사이를 고정하는 고정 단계, 상기 스택에 적재된 각 배터리셀들을 전기적으로 연결하는 전기접속단계를 포함할 수 있다.

상기 전기접속단계는, 상기 스택의 적층된 팔레트를 따라 번갈아 일측 팔레트의 지지부 외측면에 배터리셀의 절곡된 양극단자와 음극단자가 각각 전기적으로 접속되는 접합부를 마련하고, 상기 접합부가 형성된 팔레트를 사이에 두고 상하에 배치된 배터리셀의 양극단자와 음극단자는 각각 상기 접합부 쪽으로 절곡되어 상기 접합부에서 이웃하는 배터리셀 간에 양극단자와 음극단자가 각각 겹쳐져 전기적으로 접속되도록 하고, 상기 접합부와 접합부 사이에 연결판을 설치하여 이웃하는 접합부 사이를 전기적으로 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 전기접속단계에서, 상기 연결판은 상기 양극단자 또는 음극단자의 홀을 관통하여 상기 접합부의 체결홀에 체결되는 볼트를 매개로 접합부에 연결될 수 있다.

상기 스택 전면에 전면커버를 장착하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 고정 단계는, 상기 스택을 이루는 팔레트에 형성된 관통홀에 준비된 결합바를 삽입하고, 이웃하는 스택의 관통홀 사이에 연결리브로 연결된 한 쌍의 결합바를 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 구성부 간의 전기적 연결 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 보다 간단하고 효과적으로 배터리셀을 적층하여 스택을 구성하며, 스택들을 연결 설치할 수 있게 된다.

이에, 조립이 쉽고 간편하여 작업에 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있게 된다.

또한, 스택과 스택 사이를 절연하여 전기적 단락이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한, 트레이 내부에 구비된 각 스택의 전기적 연결부를 덮어 보호할 수 있어, 오작동이나 손상을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 전력저장장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 전력저장장치의 트레이를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 전력저장장치의 스택 구조를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 스택의 팔레트를 도시한 개략적인 측단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 전력저장장치에서 스택의 개략적인 측단면도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 전력저장장치의 스택 사이에 전기적으로 연결된 상태를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 전력저장장치의 스택의 개략적인 평단면도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 전력저장장치의 스택 조립 과정을 나타낸 개략적인 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 전력저장장치의 스택 결합 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 전력저장장치의 결합바를 도시한 개략적인 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 전력저장장치의 스택 사이에 결합바가 설치된 상태를 도시한 개략적인 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 전력저장장치의 단자부 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 단자부의 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 실시예에 따른 전력저장장치를 개략적으로 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 전력저장장치(100)는 복수개의 배터리셀(도 3의 30 참조)이 적층되어 전기적으로 연결된 스택(40), 복수개의 스택(40)이 수용되어 전기적으로 연결되고 일면에는 스택(40)과 연결된 단자부(80)이 설치된 트레이(20), 복수개의 트레이(20)가 수용되는 함채(10), 트레이(20) 간에 단자부(80)을 전기적으로 연결하는 연결바(16)를 포함할 수 있다.

이에, 함채(10) 내에 구비된 수많은 배터리셀(30)들이 보다 좁은 공간 내에 질서정연하게 적재되면서 전기적으로 연결되어 대용량의 시스템을 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

함채(10)는, 뼈대를 이루며 수직방향을 따라 트레이(20)가 적재될 수 있도록 복수의 랙이 마련된 프레임(12), 프레임에 착탈 가능하게 설치되어 함채(10)의 측면을 이루는 측면판(14)을 포함할 수 있다.

이하, 수직방향 또는 상하방향이라 함은 도 1에서 y축 방향을 의미하며, 상이나 상부는 바닥에 함채(10)가 놓였을 때를 기준으로 y축 방향을 따라 위쪽을 의미하고, 하 또는 하부라 함은 y축 방향을 따라 아래쪽을 의미한다.

프레임(12)은 직육면체 형태를 이룰 수 있다. 프레임은 예를 들어, 수평프레임과 수직프레임이 직각으로 연결되어 직육면체 형태를 이룰 수 있다. 프레임의 연결 형태나 구조는 다양하게 변형가능하다.

측면판(14)은 필요시 프레임(12)에 부착 설치되어 함채(10)의 측면을 이룰 수 있다. 복수개의 함체를 연결하여 대용량 전력저장장치를 구현할 수 있다. 대용량 전력저장장치를 위해 복수개의 함체를 연결하는 경우, 함체 측면에서 측면판을 분리하고 함체의 측면에 다른 함체가 직접 연결될 수 있다. 이러한 구조의 경우 측면판(14)은 복수개로 연결된 함채 어셈블리의 최 외측 함채(10)의 측면에만 설치될 수 있다.

함채(10)의 개방된 전면을 통해 트레이(20)가 함채(10) 내부로 삽입되어 프레임(12)에 형성된 랙에 안착된다. 함채(10)에 설치된 각 랙에 트레이(20)가 서랍식으로 끼워져 함채(10) 내에 수직방향을 따라 복수의 트레이(20)가 적재된다.

도 2는 본 실시예의 트레이를 나타내고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 트레이(20)는 내부에 스택(40) 수용공간을 갖는 직육면체 형태의 구조로 형성될 수 있다. 트레이(20)의 개방된 상단에는 별도의 덮개가 설치될 수 있다.

트레이(20)의 전면에는 스택(40)과 전기적으로 연결되는 두 개의 단자부(80)가 이격되어 설치된다. 두 개의 단자부(80)은 예를 들어, 스택(40)의 양극과 연결되는 양극 단자부와 스택(40)의 음극과 연결되는 음극 단자부일 수 있다. 이하, 단자부(80)이라 함은 양극 단자부와 음극 단자부 모두를 지칭할 수 있다.

트레이(20)의 전면 중앙에는 스택(40)과 연결되어 배터리셀(30)을 관리하기 위한 관리회로부(22)가 설치될 수 있다. 또한, 트레이(20) 전면의 양측 선단부에는 트레이(20)를 함채(10) 내부로 삽입하거나 인출할 때 사용할 수 있는 손잡이(24)가 더 설치될 수 있다.

함채(10)에 적재된 각 트레이(20)는 단자부(80) 사이에 설치되는 연결바(16)를 통해 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 일측 트레이(20)의 양극 단자부와 이웃하는 트레이(20)의 음극 단자부 사이에 연결바(16)가 연결 설치될 수 있다. 이에, 함체 내에서 각 트레이(20)를 직렬로 연결할 수 있다.

트레이(20) 내부에는 복수개의 스택(40)이 적재되며, 각 스택(40)은 전기적으로 연결된다.

본 실시예의 장치는, 도 2에 나타낸 바와 같이 하나의 트레이(20) 내에 8개의 스택(40)이 좌우 대칭 형태로 배치되어 적재될 수 있다. 트레이(20) 내에 적재되는 스택(40)의 개수나 배치 구조는 다양하게 변형가능하다. 트레이(20) 내부에서 각 스택(40)은 직렬로 연결될 수 있다. 직렬로 연결된 스택(40) 중 말단에 위치한 스택(40)의 양극과 음극이 각각 트레이(20)의 두 단자부(80)에 각각 연결된다. 이에, 단자부(80)을 통해 트레이(20)에 적재된 각 스택(40)으로 전력을 저장 또는 인출할 수 있게 된다.

트레이(20) 내에 적재되는 각 스택(40)은 모두 동일한 구조로 이루어 질 수 있다.

이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 스택의 구조에 대해 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 스택(40)은 배터리셀(30)을 받쳐 지지하며 상하방향을 따라 서로 적층되어 그 사이에 배터리셀(30) 수용 공간을 형성하는 팔레트(50), 팔레트(50)에 수용된 각 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)를 전기적으로 연결시키기 위한 전기접속부를 포함할 수 있다. 스택(40)은 배터리셀(30)이 지지된 팔레트(50) 복수개를 적층하여 형성될 수 있다. 이에, 복수개의 배터리셀(30)이 팔레트(50) 사이에서 각각 안정적으로 지지됨으로써, 상하로 적층되어 스택(40)을 이룰 수 있게 된다.

스택(40)을 이루는 복수개의 팔레트(50)는 각각 모두 동일한 형태로 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 팔레트(50)는 배터리셀(30)이 놓여 지지되는 플레이트(52), 플레이트(52)의 양 선단에 각각 일체로 형성되고 상하방향으로 돌출되어 이웃하는 팔레트(50)와 접하고 플레이트(52)와 플레이트(52) 사이 간격을 유지하는 지지부(54), 지지부(54)의 양면에 각각 형성되어 이웃하는 팔레트(50)와 결합되는 적어도 하나 이상의 돌기(56)와 홈부(57)를 포함할 수 있다.

플레이트(52)는 두께가 얇은 판 구조물로, 대략 사각 평판의 파우치 형태로 된 배터리셀(30)과 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 플레이트(52)의 중심부는 배터리셀(30)의 크기보다 작은 크기의 구멍이 형성될 수 있다. 이에, 팔레트(50)는 무게를 최소화할 수 있으면서, 배터리셀(30)을 안정적으로 받쳐 지지할 수 있게 된다.

지지부(54)는 플레이트(52)의 양 선단에 일체로 형성된다. 지지부(54)는 플레이트(52)에 대해 상하방향으로 돌출되도록 두껍게 형성되어 플레이트(52)의 표면에서 상대적으로 높게 형성된 부분을 이룬다.

이에, 팔레트(50)가 상하방향으로 적층되었을 때, 상하로 이웃하는 팔레트(50)의 지지부(54)가 서로 접하게 되며 이웃하는 팔레트(50)의 플레이트(52)와 플레이트(52) 사이에는 공간이 형성된다. 따라서, 팔레트(50)가 적층되면 배터리셀(30)이 이웃하는 팔레트(50)의 플레이트(52)와 플레이트(52) 사이에 마련된 공간에서 안정적으로 놓일 수 있게 된다. 플레이트(52)에 대한 지지부(54)의 돌출 높이는 배터리셀(30)의 두께에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

또한, 지지부(54)에 의해 서로 밀착된 스택(40)의 전 후면(도 3의 x축 방향을 향하는 면)과 달리 스택(40)의 측면(도 3의 z축 방향을 향하는 면)의 경우 플레이트(52)와 플레이트(52) 사이가 개방되어 있다. 이에, 배터리셀(30)이 팔레트(50)에 의해 지지된 상태에서 배터리셀(30)에서 발생되는 열이 개방된 스택(40)의 측면을 통해 보다 용이하게 방열될 수 있다.

지지부(54)의 상면과 하면에 각각 돌기(56)와 홈부(57)가 형성될 수 있다. 돌기(56)는 지지부(54) 상면에서 외측으로 돌출 형성되며, 홈부(57)는 지지부(54) 하면에서 내측으로 함몰 형성된다. 본 실시예에서, 돌기(56)와 홈부(57)는 서로 동일한 위치에서 지지부(54) 양면에 대향되어 형성될 수 있다. 돌기(56)는 홈부(57)에 억지끼워질 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 돌기(56)와 홈부(57)는 예를 들어, 지지부(54)의 선단 모서리쪽에 형성될 수 있다. 돌기(56)와 홈부(57)의 형성 위치나 형성 개수는 다양하게 변형가능하다.

이에, 도 4에 도시된 바와 같이, 팔레트(50)를 적층하게 되면 아래쪽에 위치한 팔레트(50)의 지지부(54) 상면에 형성된 돌기(56)가 위쪽에 적층되는 팔레트(50)의 지지부(54) 하면에 형성된 홈부(57)에 끼워진다. 이와 같이 적층된 팔레트(50) 간에 이웃하는 지지부(54)의 돌기(56)와 홈부(57)가 서로 끼워지면서 팔레트(50) 간에 적층 위치가 맞춰져 안정적으로 스택(40)을 형성할 수 있게 된다.

따라서, 팔레트(50) 간에 돌기(56)와 홈부(57)를 맞춰 끼워주는 것으로 팔레트를 정확히 맞춰 간단하게 스택을 형성할 수 있게 된다.

스택(40)은 적층된 팔레트(50)의 상단에 설치되어 배터리셀(30)을 덮는 상판(58)을 더 포함할 수 있다. 상판(58)은 스택(40)의 상단 커버 역할을 할 수 있다.

본 실시예의 상판(58)은 최상층 팔레트(50)의 배터리셀(30)을 덮는 플레이트(52), 플레이트(52)의 양단에 각각 일체로 형성되고 하방향으로 돌출되어 아래쪽의 팔레트(50)와 접하는 지지부(54), 지지부(54)의 하면에 형성되어 팔레트(50)의 돌기(56)와 결합되는 홈부(57)를 포함할 수 있다.

상판(58)의 플레이트(52)는 위에서 언급한 팔레트(50)의 플레이트(52)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 상판(58)의 지지부(54) 역시 팔레트(50)의 지지부(54) 하면쪽과 대응되는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 상판(58) 또한 지지부 하단에는 홈부(57)가 형성될 수 있다. 이에, 상판(58)을 스택(40) 최상층의 팔레트(50) 위에 결합하게 되면 최상층 팔레트(50)의 지지부(54) 상면에 형성된 돌기(56)가 상판(58)의 지지부(54) 하면에 형성된 홈부(57)에 맞춰지면서 스택(40) 상부에 상판(58)이 결합된다. 따라서, 스택(40)의 최상층 팔레트(50) 상에 놓여진 배터리셀(30)이 상판(58)에 의해 덮여 보호될 수 있게 된다.

상판(58)의 지지부(54)는 홈부(57)가 형성된 부분의 상면이 플레이트(52)보다 밑으로 함몰되어 단차면(59)을 형성할 수 있다. 단차면(59)은 스택(40) 고정을 위한 홈부(57)로 볼트(78)를 체결할 때 볼트가 플레이트(52) 위쪽으로 돌출되지 않도록 한다. 이 구조에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.

이러한 상판 장착 구조 외에, 별도의 상판을 구비하지 않고 스택의 최상층 팔레트 위에 또다른 팔레트를 적층함으로써, 이렇게 적층된 팔레트가 배터리셀을 덮어주는 상판으로 작용할 수 있다.

팔레트(50)에 놓여 상하로 적층된 각 배터리셀(30)은 전기접속부를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 언급한 바와 같이, 배터리셀(30)은 사각의 두께가 얇은 파우치 형태를 이루며 일측 단부에는 양극단자(32)와 음극단자(34)가 이격되어 외측으로 연장된 구조로 되어 있다.

본 실시예의 전기접속부는, 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)를 팔레트(50) 전면 쪽으로 인출하여 팔레트(50)의 접합부(60)에서 전기적으로 연결하고, 각 접합부(60) 사이에는 별도의 연결판(64)을 설치하여 전기적으로 연결한 구조일 수 있다.

이하, 스택의 배터리셀들을 전기적으로 연결하는 전기접속부 구조에 대해 설명한다.

배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)가 팔레트(50) 외측으로 인출될 수 있도록, 팔레트(50)의 지지부(54)에는 지지부(54)의 상면보다 높이가 상대적으로 낮은 단차부(55)가 형성된다. 이에, 팔레트(50)가 적층되었을 때, 이웃하는 팔레트의 지지부(54)와 단차부(55) 사이가 이격되어 틈새가 형성된다. 따라서, 팔레트(50)가 적층된 상태에서 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)가 단차부(55)에 의해 만들어진 틈새를 통해 팔레트(50) 전면쪽으로 인출될 수 있다.

스택(40)의 적층된 팔레트(50)를 따라 번갈아 배치된 팔레트(50)들에 접합부(60)가 형성된다. 즉, 적층된 팔레트를 따라 접합부를 형성하는 팔레트와 접합부를 형성하지 않는 팔레트가 교대로 배치되어, 접합부가 하나 걸러 형성된다.

접합부(60)는 팔레트의 지지부(54) 전면에 형성될 수 있다. 접합부(60)에 팔레트를 사이에 두고 이웃하는 배터리셀(30)의 양극단자(32) 또는 음극단자(34)가 서로 전기적으로 접속된다. 접합부(60)에는 단자 고정을 위한 볼트(65)가 체결될 수 있도록 볼트 체결홀(61)이 형성될 수 있다.

접합부(60)가 형성된 팔레트(50)를 사이에 두고 상하에 배치된 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)는 각각 접합부(60) 쪽으로 절곡 형성된다. 이에, 접합부(60)에서 이웃하는 배터리셀(30) 간에 양극단자(32)와 음극단자(34)가 극성에 따라 각각 겹쳐져 전기적으로 접속될 수 있다. 예를 들어, 팔레트(50)에는 두 개의 접합부(60)가 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34) 위치에 맞춰 이격되어 형성된다. 팔레트(50)를 사이에 두고 상하로 배치된 두 배터리셀(30)은 서로 같은 극성의 단자가 마주하도록 배치된다. 이에, 이웃하는 두 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 양극단자(32)는 같은 위치에서 일측 접합부(60)로 절곡되어 접속되고, 음극단자(34)와 음극단자(34) 역시 다른쪽 접합부(60)로 절곡되어 접합된다. 따라서, 접합부(60)에는 같은 극성의 단자가 접합된다. 이와 같이 팔레트(50)를 사이에 두고 이웃하는 배터리셀(30) 간에 용이하게 병렬 연결하여 원하는 전력 용량으로 스택(40)을 구성할 수 있게 된다.

본 실시예에서, 이웃하는 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)는 서로 겹쳐지는 면에 접합부(60)의 체결홀(61)과 대응되는 위치에 맞춰 홀(62)이 관통 형성될 수 있다. 이에, 볼트(65)가 상기 양극단자(32)와 음극단자(34)의 홀(62)을 지나 접합부(60)에 체결홀(61)에 체결되어 양극단자(32)와 음극단자(34)를 접합하여 고정하게 된다.

접합부(60)와 접합부(60) 사이 및 스택(40)과 스택(40)의 접합부(60) 사이에는 연결판(64)이 설치되어 이웃하는 접합부(60) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 연결판(64)은 접합부(60)의 체결홀(61)과 대응되는 위치에 볼트(65)가 관통될 수 있도록 홀이 형성된다. 이에, 연결판(64)은 팔레트(50)의 접합부(60)에 볼트(65)를 매개로 고정된다. 볼트(65)는 연결판(64)을 접합부(60)에 가압 고정한다. 볼트(65)에 의해 연결판(64)이 가압되면서 이웃하는 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34) 및 양극판(64)이 서로 긴밀하게 가압 밀착되어 전기적으로 연결된다.

이와 같이, 적층된 배터리셀(30)의 양극단자(32) 및 음극단자(34)를 그 사이에 위치한 팔레트(50)의 두 접합부(60)로 절곡시켜 단자 간에 서로 접합하고, 스택(40) 간에 연결판(64)으로 접속시킴으로써, 스택(40)의 각 배터리셀(30)을 보다 용이하게 전기적으로 연결할 수 있게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 팔레트(50)의 지지부(54) 전면에는 접합부(60)의 양측으로 연결판(64)을 정확한 위치에 설치할 수 있도록 핀(66)이 돌출 형성될 수 있다. 연결판(64)에는 상기 핀(66)과 대응되는 위치에 핀홀이 형성된다. 이에, 팔레트(50)에 형성된 핀(66)에 맞춰 연결판(64)에 형성된 핀홀을 끼워주게 되면 연결판(64)이 팔레트(50)의 설치 위치에 정확히 맞춰 정렬된다. 이 상태에서, 연결판(64)을 팔레트(50)의 접합부(60)에 볼트로 용이하게 고정 설치할 수 있게 된다.

연결판(64)은 판구조물로, 스택(40)에 설치되는 위치나 스택(40)간의 전기적 연결 구조에 따라 다양한 크기로 형성될 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 연결판(64)에 의한 각 스택(40)의 전기적 연결 구조를 설명한다.

도 6 내지 도 8은 본 실시예에 따라, 트레이(20)의 한쪽에 적재되도록 4개의 스택(40)이 측방향으로 배치되어 연결판(64)을 통해 전기적으로 연결된 상태를 나타내고 있다. 도시되지는 않았으나, 트레이(20)의 다른쪽에 배치되는 4개의 스택(40) 역시 연결판(64)을 통한 전기적 연결 구조는 동일하다.

본 실시예에서 트레이(20)에 수용된 스택(40)들은 직렬로 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 하나의 스택(40)은 8개의 배터리셀(30)이 적층되는 구조로, 배터리셀을 지지하는 8개의 팔레트(50)가 적층되어 형성된다. 8개의 팔레트(50) 중 배터리셀(30)이 연결되도록 접합부(60)가 형성된 팔레트는 적층된 팔레트(50)를 따라 번갈아 배치된다. 이에, 하나의 스택(40)에서 접합부(60)가 형성된 팔레트(50)는 4 개가 존재한다. 이 4개의 팔레트(50)에는 각각 양측에 양극과 음극의 쌍을 이루는 두 개의 접합부(60)가 형성되므로, 스택(40)에는 총 4쌍 8개의 접합부(60)가 형성된다. 설명의 편의를 위해, 일측 팔레트(50)의 좌우측에 배치되는 두 개의 접합부(60)은 한 쌍으로 지칭할 수 있다.

하나의 스택(40)에서 접합부 간의 직렬 연결을 위해, 상하방향을 따라 아래 두 쌍의 접합부(60)와 위쪽 두 쌍의 접합부(60)는 서로 상이한 극성으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 아래 두 쌍의 접합부(60)는 각각 좌측의 접합부(60)와 우측의 접합부(60)가 각각 양극과 음극으로 형성되며, 위쪽 두 쌍의 접합부(60)는 좌우측의 접합부(60)가 각각 반대인 음극과 양극으로 형성될 수 있다.

이에, 측방향을 따라 복수개의 스택(40)이 배치되는 경우, 이웃하는 스택과 스택 사이에서는 서로 상이한 극성의 접합부가 배치된다. 즉, 스택과 스택 사이에서 위쪽 두 쌍의 접합부(60) 간에 양극과 음극이 바로 이웃하여 배치되고, 아래쪽 두 쌍의 접합부(60) 간에는 음극과 양극이 바로 이웃하여 배치된다. 이에, 연결판(64)을 아래 위로 분리하여 두 스택(40) 사이에 연속적으로 설치함으로서 복수개의 스택(40)을 직렬로 간단하게 연결할 수 있게 된다.

본 실시예의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 이웃하는 스택(40) 사이에서 상하방향을 따라 위쪽 두 쌍의 접합부(60) 사이 및 아래쪽 두 쌍의 접합부(60) 사이를 각각 연결판(64)으로 연결하고, 최외측의 스택(40)에서는 위쪽 두 쌍의 접합부(60)와 아래쪽 두 쌍의 접합부(60)를 연결판(64)으로 같이 연결할 수 있다.

이를 위해, 연결판(64)은 대략 스택(40)의 상하 방향을 따라 이웃하는 접합부(60)와 접합부(60) 사이를 덮는 길이로 형성될 수 있다. 또한, 스택(40)과 스택(40) 사이를 연결하는 연결판(64)의 경우, 측방향으로는 일측 스택(40)의 접합부(60)와 이웃하는 스택(40)의 접합부(60) 사이를 덮을 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 또한, 일측 연결판(64)은 스택(40)의 전체 접합부(60)를 연결할 수 있도록 상하방향을 따라 4개의 접합부(60) 전체를 덮을 수 있는 길이로 형성될 수 있다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 각 위치에 맞춰 연결판(64)을 접합부(60)에 설치하여 접합부(60)를 연결함으로써, 스택(40)에 적층된 각 배터리셀(30)을 전기적으로 연결할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 장치는, 스택(40) 전면에 설치되어 연결판(64) 및 스택(40) 전면을 덮는 전면커버(70)를 더 포함할 수 있다.

스택(40)의 전면에는 연결판(64)이 설치되며, 각 배터리셀(30)의 단자와 연결되는 온도센서 등 각종 센서에 연결되어 트레이의 관리회로부로 연장되는 전선이 지나가게 된다. 전면커버(70)는 스택(40) 전면에 설치되어 이들 전선이나 연결판(64)을 덮어 보호하게 된다.

전면커버(70)는 대략 스택(40)의 측방향 길이에 대응되는 크기로 형성되고, 상하로 두 쌍의 접합부(60)를 커버할 수 있는 정도의 크기로 형성될 수 있다. 이에 본 실시예에서, 전면커버(70)는 하나의 스택(40)에 대해 상하로 두 개가 장착되어 스택(40)의 전면을 덮음으로써 연결판(64)이나 전선 등이 외측으로 노출되는 것을 차단한다.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 전면커버(70)는 팔레트(50)에 설치될 수 있도록, 팔레트(50)의 지지부(54) 전면 중간에는 끼움부(67)가 돌출 형성되고, 전면커버(70)의 내측면 중간에는 끼움부(67)에 끼워지는 끼움홈부(71)가 형성된다. 이에, 전면커버(70)의 끼움홈부(71)를 끼움부(67)에 끼워줌으로써, 전면커버(70)를 스택(40)에 착탈가능하게 결합될 수 있다.

본 실시에에서, 끼움홈부(71)는 전면커버(70)에 상하방향으로 복수개가 형성될 수 있다. 두 끼움홈부(71)의 간격은 적층된 팔레트(50)를 따라 이웃하는 두 팔레트(50)에 형성되는 끼움부(67) 사이 간격 또는 접합부(60)가 형성된 팔레트(50) 간에 형성되는 끼움부(67) 사이 간격에 대응될 수 있다.

전면커버(70)는 측방향으로 중간부분이 팔레트(50)에 결합되므로, 측방향으로 양단은 팔레트(50)에서 분리되어 유동될 수 있다. 이에, 전면커버(70) 양단이 자유롭게 움직이면서 팔레트(50)와의 사이 간격을 가변할 수 있게 된다. 따라서, 작동 과정에서 열팽창에 의해 연결판(64)이나 전선 등이 전면쪽으로 나오더라도 전면커버(70)가 유동되면서 스택(40) 전면에 대한 차단 상태를 계속 유지할 수 있게 된다.

또한, 전면커버(70) 내측면에는 연결판(64) 장착을 위해 팔레트(50)에 형성된 핀(66)과 대응되는 위치에 핀(66) 쪽으로 돌출되는 돌편(72)이 더 형성될 수 있다. 돌편(72)은 핀 선단에 접촉되면서 전면커버(70)가 스택(40)쪽으로 이동되는 것을 방지하는 스토퍼로 작용하게 된다. 이에, 전면커버(70)와 연결판(64) 사이 간격이 유지되어, 전면커버(70)가 연결판(64)에 접촉하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 전면커버(70)에 의해 연결판(64)을 포함하여 스택(40) 전면이 덮여 보호됨으로써, 연결판(64) 간에 단락 발생이나 스택(40) 전면을 지나는 각종 전선의 손상을 방지할 수 있게 된다.

도 8은 상기한 스택의 조립 과정을 나타내고 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스택(40)은 배터리셀(30) 및 팔레트(50)를 준비하고, 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)에 홀(62)을 형성하고 직각으로 절곡하여 가공하고, 가공된 배터리셀(30)을 팔레트(50) 위에 적재하고, 배터리셀(30)이 지지된 팔레트(50)를 순차적으로 적층하여 스택(40)을 구성하고, 적층된 팔레트(50) 및 스택(40)과 스택(40) 사이를 고정하고, 스택(40)에 적재된 각 배터리셀(30)들을 전기적으로 연결하는 전기접속 과정을 거쳐 제조될 수 있다.

배터리셀(30)은 일측에 구비된 양극단자(32)와 음극단자(34)에 홀(62)을 형성한 후 직각으로 절곡하여 준비한다.

팔레트(50) 상에 배터리셀(30)을 적재하고, 팔레트(50)를 연속적으로 적층하여 스택(40)을 형성한다. 이 때, 접합부가 마련된 팔레트(50)와 접합부가 마련되지 않은 팔레트를 번갈아 교대로 적층한다. 그리고, 접합부가 형성된 팔레트 상하로 배치되는 각 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)가 각각 접합부(60)에서 서로 접속되도록 한다.

이에, 접합부(60)가 형성된 팔레트(50)를 사이에 두고 상하에 배치된 배터리셀(30)의 양극단자(32)와 음극단자(34)는 각각 접합부(60) 쪽으로 절곡되어 있어, 접합부(60)에서 이웃하는 배터리셀(30) 간에 양극단자(32)와 음극단자(34)가 각각 겹쳐져 전기적으로 접속된다.

스택(40)의 최상부에는 상판(58)을 더 설치할 수 있다.

팔레트(50)가 모두 적층되어 스택(40)이 완성되면, 측방향을 따라 스택(40)을 연속적으로 배치하고, 스택(40)과 스택(40) 사이 및 각 스택(40)의 팔레트(50) 사이를 연결하여 고정한다.

모든 스택(40)이 연결되면, 스택(40)과 스택(40) 사이의 접합부(60)를 전기적으로 연결한다.

본 실시예에서, 스택(40) 접합부(60)와 접합부(60) 사이에 연결판(64)을 설치하여 이웃하는 스택(40)을 전기적으로 연결할 수 있다. 언급한 바와 같이, 연결판(64)은 양극단자(32) 또는 음극단자(34)의 홀을 관통하여 접합부(60)의 체결홀(61)에 체결되는 볼트(65)를 매개로 접합부(60)에 설치된다. 연결판(64)이 볼트(65)를 매개로 접합부(60)에 고정되면 접합부(60)로 절곡된 양극단자(32) 또는 음극단자(34)가 연결판(64)과 서로 밀착되면서 긴밀하게 접속된다.

상기한 과정을 거쳐 도 8에 도시된 바와 같이, 8개의 배터리셀(30)이 적층된 4개의 스택(40)이 전기적으로 직렬로 연결되어 하나의 유닛으로 간단하게 제조될 수 있다.

이에, 트레이(20) 내에 상기와 같이 조립된 스택(40) 유닛을 복수개 적재하여 최종적으로 트레이(20)의 단자부(80)에 연결함으로써, 복수개의 배터리셀(30)을 전기적으로 연결할 수 있게 된다.

도 9 내지 도 11은 본 실시예에 따라 적층된 팔레트 및 스택과 스택 사이를 연결하여 고정하는 구조에 대해 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 스택(40)은 적층되어 있는 팔레트(50)를 고정하기 위한 고정부와, 스택(40)과 스택(40) 사이를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.

고정부는 팔레트(50)의 선단부에 형성되는 적어도 하나 이상의 관통홀(73), 적층된 팔레트(50)의 관통홀(73)을 따라 끼워져 복수의 팔레트(50)를 고정하는 결합바(74)를 포함할 수 있다.

연결부는 측방향으로 연속 배치된 스택(40)과 스택(40) 사이를 연결할 수 있도록, 이웃하는 스택(40)의 관통홀(73)을 따라 각각 끼워져 설치되는 한 쌍의 결합바(74), 한 쌍의 결합바(74) 사이에 일체로 형성되어 한 쌍의 결합바(74)를 연결하는 연결리브(75)를 포함할 수 있다.

고정부와 연결부는 모두 팔레트(50)에 형성되는 관통홀(73)에 끼워져 팔레트(50)를 고정하는 구조란 점에서 동일하다. 다만, 연결부는 스택(40)과 스택(40) 사이에 위치한 관통홀(73)에 대해 설치되어 스택(40)을 연결하는 작용이 더 부가된다. 이하, 고정부와 연결부에서 공통되는 부분은 같은 부호를 기재하여 설명한다.

본 실시예에서, 관통홀(73)은 원형 단면의 구멍으로, 팔레트(50)의 지지부(54)에 상하방향으로 관통 형성된다. 관통홀(73)은 지지부(54)의 돌기(56) 중심을 따라 형성될 수 있다. 이에, 각 팔레트(50)의 돌기(56)가 이웃하는 팔레트(50)의 홈부(57)에 끼워지면서 팔레트(50)가 적층되면 일직선상으로 배치된 돌기(56)를 따라 관통홀(73)이 연속적으로 연결되어 하나의 길게 연장된 홀을 형성한다.

관통홀(73)은 지지부(54)의 모서리쪽에 형성된 돌기(56)와 홈부(57) 중심을 따라 형성될 수 있다. 이에, 스택(40)을 연결할 때 스택(40)과 스택(40) 사이의 모서리에 형성된 관통홀(73) 사이 거리가 보다 가까워져 결합바(74)를 이용하여 스택(40) 사이를 연결하기 용이하다.

결합바(74)는 관통홀(73)에 끼워지도록 길게 연장된 바 형태의 구조물일 수 있다. 고정부와 연결부의 결합바(74)는 모두 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 고정부는 적층된 팔레트(50) 고정을 위한 것으로 하나의 결합바(74) 만으로 구성될 수 있다. 연결부는 스택(40)과 스택(40) 사이를 연결하기 위한 것으로 두 개의 결합바(74)가 연결리브(75)로 연결되어 한 몸체를 이룰 수 있다. 본 실시예에서, 연결리브(75)는 결합바(74)의 직경보다 상대적으로 얇은 두께를 갖는 평판 구조물로, 두 결합바(74) 사이에서 축방향을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.

연결리브(75)는 두 결합바(74) 사이를 연결하는 구조면 충분하며 그 형태는 다양하게 변형 가능하다. 예를 들어, 상기한 구조 외에 연결리브는 두 개의 결합부의 일측 선단 사이를 연결한 구조 또는 일체로 연결된 결합바 중간 부분을 구부려 형성할 수 있다.

본 실시예에서, 팔레트(50)의 지지부(54) 측면에는 관통홀(73)과 연결되는 슬릿(76)이 절단 형성된다. 슬릿은 연결리브(75)가 지나가는 통로 역할을 한다. 슬릿(76)은 스택(40)의 연결 방향 즉, 스택(40)이 접하는 측면쪽으로 직선 형태로 형성될 수 있다. 이에, 도 9에 도시된 바와 같이, 스택(40)과 스택(40)을 측방향으로 배치하였을 때, 이웃하는 스택(40) 사이에서는 팔레트(50)에 형성된 슬릿(76)이 서로 동일 선상에서 직선으로 연결된다. 따라서, 연결부의 결합바(74)가 각각 이웃하는 스택(40)의 관통홀(73)에 삽입되는 과정에서 결합바(74) 사이에 연결된 연결리브(75)가 팔레트(50)와 간섭되지 않고 슬릿(76)을 따라 끼워질 수 있게 된다. 결합바(74)가 관통홀(73)을 따라 끼워짐에 따라 연결리브(75)가 슬릿(76)을 따라 이동된다.

연결리브(75)는 두 결합바(74)에 일체로 연결되어 있어, 결합바(74)가 이웃하는 두 스택(40)의 관통홀(73)에 끼워지게 되면, 각 스택(40)의 팔레트(50)가 고정됨과 동시에 연결리브(75)에 의해 두 스택(40)이 연결된다.

이와 같이, 연결리브(75)로 연결된 결합바(74)를 스택(40)의 관통홀(73)에 삽입해주는 것으로 스택(40)과 스택(40)을 용이하게 연결하여 고정할 수 있게 된다.

연속적으로 배치된 스택(40)의 최 외측에 배치된 스택(40)의 경우, 외측에 배치된 관통홀(73)에는 고정부의 결합바(74)가 삽입 설치된다. 고정부의 결합바(74)는 스택(40)에 적층된 팔레트(50)의 관통홀(73)에 끼워져 팔레트(50)들을 고정하게 된다.

고정부의 결합바(74)는 단일의 결합바(74) 만으로 형성되거나, 측면에 팔레트(50)의 슬릿(76)에 끼워지는 돌출리브(77)가 연장 형성될 수 있다. 돌출리브(77)는 슬릿(76)의 형성 길이에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정부의 결합바(74)와 돌출리브(77)의 형태는 연결부의 연결리브(75) 중간을 절단한 형태와 같을 수 있다. 이에, 고정부의 결합바(74)를 관통홀(73)을 따라 삽입시키게 되면 결합바(74)의 돌출리브(77)가 슬릿(76)을 따라 끼워져 슬릿을 메워주게 된다.

도 10은 고정부와 연결부에 대한 결합바를 나타내고 있다.

본 실시예의 결합바(74)는 관통홀(73)에 끼워지도록 양 측단이 만곡되어 중공의 원통 형태를 이루고, 양 측단은 간격을 두고 이격되어 축방향을 따라 서로 마주하는 구조일 수 있다.

이에, 결합바(74)는 축방향을 따라 측면이 개방된 원통 형태를 이루며, 양 선단은 개방되어 볼트(78)가 체결될 수 있는 홀을 형성하게 된다.

이에, 결합바(74)는 이격되어 마주하는 양 측단이 모아지거나 벌어지면서 직경이 어느정도 탄력적으로 가변될 수 있다. 따라서, 관통홀(73)을 따라 결합바(74)가 보다 용이하게 삽입될 수 있게 된다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 결합바(74)는 양 선단에 체결되는 볼트(78)에 의해 견고하게 고정될 수 있다. 결합바(74)에 볼트(78)가 체결되면 결합바(74)의 마주하는 양 측단이 볼트(78)에 의해 벌어지면서 스택(40)의 관통홀(73)에 가압 밀착된다. 이에, 스택(40)과 결합바(74)가 보다 견고하게 결합될 수 있다.

결합바(74)는 스택(40)의 상하 방향을 따라 관통홀(73)의 전체 길이 이하의 길이로 형성될 수 있다. 이에, 스택(40)의 관통홀(73)에 결합바(74)가 완전히 삽입되었을 때, 결합바(74)가 스택(40) 외측으로 돌출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 결합바(74) 양 선단에 체결되는 볼트(78)의 볼트머리가 스택(40)에 접하여 스택(40)을 가압할 수 있어, 적층된 팔레트(50) 간에 서로 보다 긴밀하게 밀착시켜 고정할 수 있게 된다.

언급한 바와 같이, 스택(40)의 최상층에는 상판(58)이 설치되며, 볼트(78)는 상판(58) 외측에서 결합바(74)에 체결된다. 상판(58) 역시 팔레트(50)의 관통홀(73)에 대응되는 위치인 지지부(54)의 홈부(57) 중심에 관통홀(73)이 형성된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상판(58)은 결합바(74) 선단에 체결되는 볼트(78)가 상판(58) 외측으로 돌출되지 않도록, 상면에 단차면(59)이 형성될 수 있다.

단차면(59)은 상판(58)의 관통홀(73) 형성 부분인 지지부(54)의 홈부(57) 형성부위 상면이 플레이트(52)보다 밑으로 함몰되어 형성된다. 이에, 결합바(74) 선단에 체결되는 볼트(78)는 상판(58)에서 높이가 상대적으로 낮은 단차면(59)에 위치하게 되므로, 볼트(59)가 상판(58)의 플레이트(52)보다 위쪽으로 돌출되지 않게 된다. 이에, 스택(40)에 볼트(78)를 체결하더라도, 볼트가 스택(40) 외측으로 돌출되어 간섭되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예의 장치는, 스택(40)과 스택(40) 사이에 설치되어 각 스택(40) 사이를 절연하는 절연부를 더 포함할 수 있다. 절연부는 이웃하는 스택(40)에 접하는 스택(40)의 측면에 대응되는 크기로 이루어져 스택(40)의 측면에 놓여지는 절연판(79)을 포함할 수 있다.

절연판(79)은 대략 스택(40)의 측면을 전체적으로 가려 두 스택(40) 사이를 차단할 수 있으면 충분하며 그 크기는 다양하게 변형가능하다.

절연판(79)은 절연 재질로 된 판 구조물로, 스택(40)과 스택(40) 사이에 삽입될 수 있는 두께로 형성될 수 있다. 절연판(79)은 절연이 가능한 재질이면 모두 적용가능하다.

절연판(79)은 일측 스택(40)에 적층되어 있는 배터리셀(30)의 선단과 이웃하는 스택(40)에 적층되어 있는 배터리셀(30)의 선단 사이에 전류가 흐르는 것을 차단한다. 본 실시예의 배터리셀(30)은 파우치 형태로, 알루미늄 호일로 외측을 감싼 구조로 되어 있다. 이에, 스택과 스택 사이에서 배터리셀이 근접하면서, 두께가 얇은 알루미늄 재질의 배터리셀 선단간에 전류가 흐를 수 있다. 본 실시예는 스택과 스택 사이에 절연판이 설치되어 배터리셀 간에 전류가 흐르는 것을 차단한다.

이에, 복수개의 스택(40)을 연결하였을 때, 연결판(64)을 통한 전기적 연결을 제외하고 스택(40)과 스택(40) 사이의 배터리셀(30) 사이에 전기적으로 단락이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이, 본 장치는 절연판(79)을 구비하여 스택(40) 사이의 단락을 방지함으로써, 성능 저하를 막고 장치의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

도 12와 도 13은 본 실시예에 따른 단자부을 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 단자부(80)은 트레이(20)에 수용된 스택(40)과 전기적으로 연결되는 접속바(81), 트레이(20) 전면에 접속바(81)를 고정시키는 접속구(82), 접속구(82)의 개방된 전면에 착탈가능하게 설치되어 접속바(81)의 노출을 차단하는 커버(83)를 포함할 수 있다.

접속구(82)는 내측의 접속구(82)를 보호할 수 있도록 전면이 돌출되고, 트레이(20)와 트레이(20)를 전기적으로 연결하는 연결바(16)가 지나갈 수 있도록 상하방향으로 개방된 형태로 되어 있다.

접속구(82)의 전면 중심부에는 접속바(81)가 끼워지는 구멍(86)이 형성된다.

접속구(82)의 전면에 커버(83)가 설치됨으로서, 접속구(82) 내부에 구비된 접속바(81)가 커버(83)에 의해 외부로 노출되지 않고 차단된다. 이에, 노출된 접속바(81)에 전기적으로 접촉되어 손상이나 인명 사고가 발생되는 것을 최소화할 수 있게 된다.

커버(83) 장착을 위해, 접속구(82)는 돌출된 전면에 홈(84)이 형성되며, 커버(83)는 홈(84)에 대응되는 위치에 돌기(85)가 돌출 형성되어, 홈에 돌기가 끼워지면서 접속구(82)에 설치될 수 있다.

접속바(81)는 평판 구조물로, 내측 선단은 트레이(20)에 수용된 스택(40)과 전기적으로 연결되며, 외측 선단은 접속구(82)의 구멍(86)을 통해 인출되어 접속구(82)에 고정된다.

본 실시예에서, 접속구(82)와 접속바(81)는 보다 견고하게 조립되는 구조로 되어 있다.

이를 위해, 접속바(81)는 접속구(82)의 구멍(86)을 지나 직각으로 절곡되어 접속구(82) 전면에 볼트(89)로 고정되고, 접속구(82)의 구멍(86) 내부의 양측에는 걸림턱(87)이 돌출 형성되고, 접속바(81)는 구멍(86)을 지나는 부분에 걸림턱(87)과 대응되는 부분에 단턱(88)이 형성되어 걸림턱(87) 사이에 끼워져 결합될 수 있다.

접속바(81)는 단턱(88)을 기준으로 스택(40)과 연결되는 내측 선단부의 폭이 접속구(82)에 고정되는 외측 선단의 폭보다 상대적으로 크다. 걸림턱(87)은 접속구(82)의 구멍(86) 전면 쪽에 형성된다. 이에, 접속바(81)는 외측 선단이 구멍(86)을 통해 접속구(82) 전면으로 인출될 수 있으며, 내측 선단부는 단턱(88)에 의해 구멍(86)의 걸림턱(87)에 걸리게 된다. 접속바(81)의 절곡된 외측선단의 하단쪽에 홀이 형성되어 접속구(82)에 볼트(89)를 매개로 고정 설치될 수 있다.

따라서, 접속구(82) 전면에 고정되는 접속바(81)는 하단쪽에만 볼트(89)를 체결하더라도 걸림턱(87)과 단턱(88)에 의해 보다 견고하게 접속구(82)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 접속구(82)에 대해 접속바(81)의 외측 선단 하부쪽은 볼트(89)에 의해 고정되고 상부쪽은 걸림턱(87)에 단턱(88)이 걸리면서 고정된 상태가 된다. 이에, 보다 용이하고 견고하게 접속구(82)와 접속바(81)를 결합할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 함체 12 : 프레임
14 : 측면판 16 : 연결바
20 : 트레이 22 : 관리회로부
24 : 손잡이 30 : 배터리셀
32 : 양극단자 34 : 음극단자
40 : 스택 50 : 팔레트
52 : 플레이트 54 : 지지부
55 : 단차부 56 : 돌기
57 : 홈부 58 : 상판
59 : 단차면 60 : 접합부
61 : 체결홀 62 : 홀
64 : 연결판 66 : 핀
67 : 끼움부 70 : 전면커버
71 : 끼움홈부 72 : 돌편
73 : 관통홀 74 : 결합바
75 : 연결리브 76 : 슬릿
77 : 돌출리브 78 : 볼트
79 : 절연판 80 : 단자부
81 : 접속바 82 : 접속구
83 : 커버 84 : 홈
85 : 돌기 86 : 구멍
87 : 걸림편 88 : 단턱

Claims (5)

1. 복수개의 배터리셀이 적층되어 전기적으로 연결된 스택, 상기 복수개의 스택이 수용되어 전기적으로 연결되고 일면에는 상기 스택과 연결된 단자부가 설치된 트레이, 상기 복수개의 트레이가 수용되는 함채, 및 상기 트레이 간에 단자부를 전기적으로 연결하는 연결바를 포함하고,
   상기 스택은, 상기 배터리셀을 받쳐 지지하며 상하방향을 따라 서로 적층되어 그 사이에 배터리셀 수용 공간을 형성하는 팔레트, 및 상기 팔레트에 수용된 각 배터리셀의 양극단자와 음극단자를 전기적으로 연결시키기 위한 전기접속부를 포함하고,
   상기 팔레트는, 배터리셀이 놓여 지지되는 플레이트, 상기 플레이트의 양 단에 각각 일체로 형성되고 상하방향으로 돌출되어 이웃하는 팔레트와 접하고 플레이트와 플레이트 사이 간격을 유지하는 지지부, 및 상기 지지부의 양면에 각각 형성되어 이웃하는 팔레트와 결합되는 적어도 하나 이상의 돌기와 홈부를 포함하는 전력저장장치 제조 방법에 있어서,
   상기 제조방법은, 배터리셀 및 팔레트를 준비하는 단계, 배터리셀의 양극단자와 음극단자에 홀을 형성하고 직각으로 절곡하여 가공하는 단계, 가공된 배터리셀을 팔레트 위에 적재하는 단계, 배터리셀이 지지된 팔레트를 순차적으로 적층하여 스택을 구성하는 단계, 적층된 팔레트 및 스택과 스택 사이를 고정하는 고정 단계, 및 상기 스택에 적재된 각 배터리셀들을 전기적으로 연결하는 전기접속단계를 포함하는 전력저장장치 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기접속단계는, 상기 스택의 적층된 팔레트를 따라 교대로 일측 팔레트의 지지부 외측면에 배터리셀의 절곡된 양극단자와 음극단자가 각각 전기적으로 접속되는 접합부를 마련하고, 상기 접합부가 형성된 팔레트를 사이에 두고 상하에 배치된 배터리셀의 양극단자와 음극단자는 각각 상기 접합부 쪽으로 절곡되어 상기 접합부에서 이웃하는 배터리셀 간에 양극단자와 음극단자가 각각 겹쳐져 전기적으로 접속되도록 하고, 상기 접합부와 접합부 사이에 연결판을 설치하여 이웃하는 접합부 사이를 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 전력저장장치 제조 방법.
3. 제 3 항에 있어서,
   상기 전기접속단계에서, 상기 연결판은 상기 양극단자 또는 음극단자의 홀을 관통하여 상기 접합부의 체결홀에 체결되는 볼트를 매개로 접합부에 연결되는 전력저장장치 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스택 전면에 전면커버를 장착하는 단계를 더 포함하는 전력저장장치 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고정 단계는, 상기 스택을 이루는 팔레트에 형성된 관통홀에 준비된 결합바를 삽입하고, 이웃하는 스택의 관통홀 사이에 연결리브로 연결된 한 쌍의 결합바를 삽입하는 단계를 포함하는 전력저장장치 제조 방법.

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