KR20210104491A - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀들, 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스 및 배터리 셀들의 전극 리드들과 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리를 포함하며, 버스바 어셈블리는, 배터리 셀들의 적어도 일측에 배치되는 버스바 프레임, 배터리 셀들의 전극 리드들을 관통시키는 리드 슬롯, 배터리 셀들의 전극 리드들과 연결되는 센싱 버스바 및 센싱 버스바의 적어도 일단부에 장착되며, 센싱 버스바의 적어도 일단부를 둘러싸는 단락 방지 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(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 ~ 4.5V이다. 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 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
종래 배터리 모듈의 경우, 온도 변화 등 환경 변화에 노출될 경우, 배터리 모듈 내부에 결로 현상이 발생할 수 있다. 이러한 결로 현상에 의해 응결된 물은 배터리 모듈 내부에 소정 높이로 채워질 수 있다. 그리고, 이러한 결로 현상에 따른 응결된 물로 인해 배터리 모듈 내부의 센싱 버스바들 간에 단락이 발생할 위험이 있다.
그러므로, 배터리 모듈 내부의 결로 발생 시, 센싱 버스바의 단락을 방지할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 모듈 내부의 결로 발생 시 센싱 버스바의 단락을 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 복수 개의 배터리 셀들; 상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스; 및 상기 모듈 케이스 내에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들과 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리;를 포함하며, 상기 버스바 어셈블리는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 적어도 일측에 배치되는 버스바 프레임; 상기 버스바 프레임에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 관통시키는 복수 개의 리드 슬롯; 상기 복수 개의 리드 슬롯에 대향 배치되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들과 연결되는 복수 개의 센싱 버스바; 및 상기 복수 개의 센싱 버스바의 적어도 일단부를 커버하며, 상기 복수 개의 센싱 버스바의 상기 적어도 일단부를 둘러싸는 복수 개의 단락 방지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 복수 개의 단락 방지부는, 상기 복수 개의 센싱 버스바 하단부를 커버할 수 있게 상기 버스바 프레임에 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 단락 방지부는, 각각의 센싱 버스바의 하단부를 수용할 수 있는 소정의 수용 공간을 구비할 수 있다.
상기 복수 개의 센싱 버스바는, 상기 버스바 프레임의 상단에서 하단으로 슬라이딩되면서 상기 복수 개의 단락 방지부 내부에 삽입될 수 있다.
상기 복수 개의 단락 방지부는, 상기 버스바 프레임에 일체로 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 단락 방지부는, 상기 버스바 프레임의 하단부와 상기 복수 개의 리드 슬롯 사이에 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 단락 방지부는, 절연 재질을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 단락 방지부는, 러버 재질로 마련될 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.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈 내부의 결로 발생 시 센싱 버스바의 단락을 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 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 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 버스바 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 버스바 어셈블리의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 배터리 모듈의 결로 발생 시 센싱 버스바의 단락 방지를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
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 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 버스바 어셈블리를 설명하기 위한 도면이며, 도 4 및 도 5는 도 3의 버스바 어셈블리의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100), 모듈 케이스(200), 절연 커버(300) 및 버스바 어셈블리(500)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지, 또는 원통형 이차 전지일 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 배터리 셀(100)이 파우치형 이차 전지인 것으로 한정하여 설명한다.
상기 배터리 셀(100)은, 복수 개로 구비되어 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 각각, 한 쌍의 전극 리드(150)를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 전극 리드(150)는, 상기 배터리 셀(100)의 양단에 구비될 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 전극 리드(150)는, 후술하는 버스바 어셈블리(300)를 통해 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 모듈 케이스(200)에는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용하기 위한 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)는, 베이스 플레이트(210), 엔드 플레이트(230), 탑 플레이트(250) 및 사이드 플레이트(270)를 포함할 수 있다.
상기 베이스 플레이트(210)는, 상기 모듈 케이스(200)의 저부를 형성하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 지지할 수 있다. 이를 위해, 상기 베이스 플레이트(210)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 하부를 지지할 수 있는 면적을 가질 수 있다.
상기 엔드 플레이트(230)는, 상기 모듈 케이스(200)의 전방 및 후방을 형성하며, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이러한 상기 엔드 플레이트(230)는 상기 베이스 플레이트(210)와 결합될 수 있다.
상기 탑 플레이트(250)는, 상기 모듈 케이스(200)의 상부를 형성하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상측을 커버할 수 있다. 이러한 상기 탑 플레이트(250)는 상기 한 쌍의 엔드 플레이트(230) 및 후술하는 한 쌍의 사이드 플레이트(270) 중 적어도 하나와 결합될 수 있다.
상기 사이드 플레이트(270)는, 상기 모듈 케이스(200)의 양측을 형성하며, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이러한 상기 사이드 플레이트(270)는, 상기 베이스 플레이트(210), 상기 한 쌍의 엔드 플레이트(230) 및 상기 탑 플레이트(250)와 결합될 수 있다.
상기 절연 커버(300)는, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트(230) 및 후술하는 버스바 어셈블리(500) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 상기 절연 커버(300)는, 절연 기능 이외에도 외부 충격 등으로부터 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 충격 등을 완충시키는 역할도 수행할 수 있다.
상기 버스바 어셈블리(500)는, 상기 모듈 케이스(200) 내에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 버스바 어셈블리(500)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전압을 센싱할 수 있다.
상기 버스바 어셈블리(500)는, 버스바 프레임(510), 리드 슬롯(530), 센싱 버스바(550) 및 단락 방지부(570)를 포함할 수 있다.
상기 버스바 프레임(510)은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 버스바 프레임(510)은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전방 및 후방 중 적어도 일방에 배치될 수 있다.
상기 리드 슬롯(530)은, 상기 버스바 프레임(510)에 구비되며, 복수 개로 마련될 수 있다. 상기 복수 개의 리드 슬롯들(530)은, 상기 버스바 프레임(510)의 전후 방향을 따라 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(150)을 관통시킬 수 있다.
상기 센싱 버스바(550)는, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 센싱 버스바(550)는, 상기 복수 개의 리드 슬롯(530)에 대향 배치되며, 상기 복수 개의 리드 슬롯(530)을 관통한 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(150)과 연결될 수 있다.
상기 단락 방지부(570)는, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 단락 방지부(570)는, 상기 복수 개의 센싱 버스바(550)의 적어도 일단부를 커버하며, 상기 복수 개의 센싱 버스바(550)의 상기 적어도 일단부를 둘러쌀 수 있다.
구체적으로, 상기 복수 개의 단락 방지부(570)는, 상기 복수 개의 센싱 버스바(550) 하단부를 커버할 수 있게 상기 버스바 프레임(510)에 구비될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 단락 방지부(570)는, 각각의 센싱 버스바(550)의 하단부를 수용할 수 있는 소정의 수용 공간을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 센싱 버스바(550)는, 상기 버스바 프레임(510)의 상단에서 하단으로 슬라이딩되면서 상기 복수 개의 단락 방지부(570) 내부에 삽입될 수 있다.
상기 복수 개의 단락 방지부(570)는, 상기 버스바 프레임(510)에 일체로 형성될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 단락 방지부(570)는, 상기 버스바 프레임(510)의 하단부와 상기 복수 개의 리드 슬롯(530) 사이에 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 단락 방지부(570)는, 상기 모듈 케이스(200) 내부의 결로 현상에 따른 소정의 응결된 물이 채워질 경우, 상기 복수 개의 센싱 버스바(550)의 단락을 방지할 수 있게, 절연 재질을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 복수 개의 단락 방지부(570)는, 러버 재질로 마련될 수 있다. 한편, 상기 복수 개의 단락 방지부(570)는, 각각의 센싱 버스바(550)의 하단부를 둘러싸도록 절연 코팅되는 것도 가능할 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 단락 방지부(570)를 통한 결로 발생 시 센싱 버스바(550)의 단락 방지 매커니즘에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 6 및 도 7은 도 1의 배터리 모듈의 결로 발생 시 센싱 버스바의 단락 방지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)의 경우, 온도 변화 등 환경 변화에 노출될 경우, 상기 배터리 모듈(10) 내부에 결로 현상이 발생할 수 있다. 이러한 결로 현상에 의해 내부 수증기가 차오르면서 응결된 물(W)이 상기 배터리 모듈(10)의 상기 모듈 케이스(200) 내부에 소정 높이로 채워질 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 상기 단락 방지부(570)는 절연 재질로서, 상기 센싱 버스바(550)의 하단부를 감싸기 때문에, 이러한 응결된 물(W)에 의한 상기 센싱 버스바(550)의 단락을 효과적으로 방지할 수 있으며, 전극 리드(150)간의 단락 위험 또한 효과적으로 줄일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차(V)에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차(V)에 구비될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차(V) 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10) 을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈(10) 내부의 결로 발생 시 센싱 버스바(550)의 단락을 방지할 수 있는 배터리 모듈(10), 이러한 배터리 모듈(10)을 포함하는 배터리 팩(1) 및 자동차(V)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.
V: 자동차
1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스
100: 배터리 셀
200: 모듈 케이스
210: 베이스 플레이트
230: 엔드 플레이트
250: 탑 플레이트
270: 사이드 플레이트
300: 절연 커버
500: 버스바 어셈블리
510: 버스바 프레임
530: 리드 슬롯
550: 센싱 버스바
570: 단락 방지부

Claims (10)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    복수 개의 배터리 셀들;
    상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 모듈 케이스; 및
    상기 모듈 케이스 내에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들과 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리;를 포함하며,
    상기 버스바 어셈블리는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 적어도 일측에 배치되는 버스바 프레임;
    상기 버스바 프레임에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 관통시키는 복수 개의 리드 슬롯;
    상기 복수 개의 리드 슬롯에 대향 배치되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들과 연결되는 복수 개의 센싱 버스바; 및
    상기 복수 개의 센싱 버스바의 적어도 일단부를 커버하며, 상기 복수 개의 센싱 버스바의 상기 적어도 일단부를 둘러싸는 복수 개의 단락 방지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 단락 방지부는,
    상기 복수 개의 센싱 버스바 하단부를 커버할 수 있게 상기 버스바 프레임에 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 단락 방지부는,
    각각의 센싱 버스바의 하단부를 수용할 수 있는 소정의 수용 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 센싱 버스바는,
    상기 버스바 프레임의 상단에서 하단으로 슬라이딩되면서 상기 복수 개의 단락 방지부 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 단락 방지부는,
    상기 버스바 프레임에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 단락 방지부는,
    상기 버스바 프레임의 하단부와 상기 복수 개의 리드 슬롯 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 단락 방지부는,
    절연 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 단락 방지부는,
    러버 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003123734A (ja) * 2001-10-16 2003-04-25 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk バッテリー端子とバスバーの接続構造
JP5326208B2 (ja) * 2006-12-27 2013-10-30 日産自動車株式会社 組電池
JP5577802B2 (ja) * 2010-04-07 2014-08-27 日産自動車株式会社 電池モジュール
KR101276186B1 (ko) * 2011-05-13 2013-06-18 주식회사 엘지화학 전압 센싱 어셈블리 및 이를 포함하는 전지모듈
US9327657B2 (en) * 2011-08-31 2016-05-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Bus bar module, vehicle power source apparatus, and vehicle
JP5673491B2 (ja) * 2011-10-31 2015-02-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 電池配線モジュール
JP5687260B2 (ja) * 2012-11-07 2015-03-18 本田技研工業株式会社 蓄電装置および蓄電装置の車両搭載構造
WO2014189023A1 (ja) * 2013-05-21 2014-11-27 矢崎総業株式会社 電池接続体及び電源装置
JP6606818B2 (ja) * 2014-10-17 2019-11-20 住友電気工業株式会社 蓄電デバイスモジュール
KR102449864B1 (ko) * 2015-09-04 2022-09-30 현대모비스 주식회사 전지모듈 어셈블리용 접속장치
JP2017098038A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 矢崎総業株式会社 バスバモジュール及び電池パック
PL3416209T3 (pl) * 2016-02-12 2022-09-12 Lg Energy Solution, Ltd. Zintegrowany wkład i zawierający go pakiet akumulatorowy
KR20180091325A (ko) * 2017-02-06 2018-08-16 에이치엘그린파워 주식회사 배터리 셀의 전압을 센싱하는 센싱 모듈 및 이를 구비한 배터리 모듈 조립체
KR102163656B1 (ko) * 2017-06-27 2020-10-08 주식회사 엘지화학 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102168211B1 (ko) * 2017-06-27 2020-10-20 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102259416B1 (ko) * 2017-12-14 2021-06-01 주식회사 엘지에너지솔루션 버스바 어셈블리를 포함하는 배터리 모듈
KR102441019B1 (ko) * 2018-03-08 2022-09-05 주식회사 엘지에너지솔루션 외부 단락 방지 구조가 적용된 배터리 모듈
KR102340898B1 (ko) * 2018-03-30 2021-12-16 주식회사 엘지에너지솔루션 조립성이 향상된 버스바 프레임을 구비한 배터리 모듈
KR102661852B1 (ko) 2018-08-13 2024-04-30 삼성디스플레이 주식회사 센싱 동작을 수행하는 표시 장치
CN209169564U (zh) * 2019-01-23 2019-07-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 汇流条组件及电池模组
KR20210103297A (ko) * 2020-02-13 2021-08-23 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차

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