KR20220167715A - 안전성이 향상된 배터리 팩 - Google Patents

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KR20220167715A
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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 사이의 열 전파(thermal propagation)가 보다 효과적으로 방지될 수 있도록 안전성이 향상된 배터리 팩을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 각각 하나 이상의 배터리 셀 및 모듈 단자를 포함하는 다수의 배터리 모듈; 인접하는 배터리 모듈 사이에 개재된 격벽 유닛; 및 서로 다른 배터리 모듈의 모듈 단자 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부에 위치하여 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성된 버스바 유닛을 포함한다.

Description

안전성이 향상된 배터리 팩{Battery pack with improved safety}
본 발명은 배터리에 관한 것으로서, 배터리 모듈 사이의 열 전파(thermal propagation)가 보다 효과적으로 방지될 수 있도록 안전성이 향상된 배터리 팩과 이를 포함하는 자동차와 에너지 저장 시스템, 그리고 이들에 사용되는 버스바 등에 관한 것이다.
노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 로봇, 전기 자동차 등의 상용화가 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 전기 자동차나 전력저장장치(Energy Storage System; ESS)와 같은 중대형 장치에도 구동용이나 에너지 저장용으로 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 중대형 장치의 경우, 배터리의 출력 및/또는 용량을 향상시키기 위해 다수의 이차 전지가 서로 전기적으로 연결된 형태로 하나의 배터리 모듈을 구성하고, 이러한 배터리 모듈이 다수 연결되어 하나의 배터리 팩을 구성할 수 있다.
대표적으로, 자동차용 배터리 팩에는, 팩 케이스의 내부 공간에 다수의 배터리 모듈을 수납할 수 있으며, 이러한 다수의 배터리 모듈 사이는 버스바(모듈 버스바)를 통해 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다.
그런데, 이와 같이 배터리 팩 내부에 다수의 배터리 모듈이 포함되면서, 배터리 팩의 안전성이 더욱 중요한 이슈로 부각되고 있다. 특히, 어느 하나의 배터리 모듈 내부에서 열폭주(thermal runaway) 등의 상황이 발생하는 경우, 이로 인한 배터리 모듈 사이의 열 전파(thermal propagation)가 적절하게 억제될 필요가 있다. 만일, 배터리 모듈 사이의 열 전파가 적절하게 억제되지 못하는 경우, 배터리 팩의 고장은 물론이고, 배터리 팩의 폭발이나 화재가 발생하여, 큰 인명 및 재산 피해를 야기할 수 있다.
따라서, 배터리 모듈 사이의 열 전파를 억제하기 위해, 다양한 시도가 이루어지고 있다. 그에 대한 대표적인 형태로, 배터리 모듈 사이에 열이나 화염 등을 차단할 수 있는 재질 및 형태로 격벽을 마련하는 구성을 들 수 있다. 그러나, 배터리 모듈 사이에 구비된 종래 격벽 구성에 의해서는, 열 전파가 완전하게 차단되지 못하는 문제가 있다. 특히, 배터리 모듈 사이는 버스바를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있는데, 특정 배터리 모듈에서 발생된 화염이나 가스가 이러한 버스바가 설치된 부분을 통해 인접한 배터리 모듈로 유입되어 열 전파가 이루어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 버스바 유닛이 설치된 부분에서도 배터리 모듈 사이의 열 전파가 효과적으로 억제될 수 있는 배터리 팩과 이를 포함하는 자동차 및 에너지 저장 시스템, 그리고 그 버스바 유닛 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 각각 하나 이상의 배터리 셀 및 모듈 단자를 포함하는 다수의 배터리 모듈; 인접하는 배터리 모듈 사이에 개재된 격벽 유닛; 및 서로 다른 배터리 모듈의 모듈 단자 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부에 위치하여 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성된 버스바 유닛을 포함한다.
여기서, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 격벽 유닛과 직교하는 형태로 배치되며 인접하는 배터리 모듈 사이에 개재된 분할 유닛을 더 포함하고, 상기 버스바 유닛은, 상기 격벽 유닛의 단부와 상기 분할 유닛의 표면 사이에 개재된 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 격벽 유닛은 일부분이 절취된 형태로 수용홈이 형성되고, 상기 버스바 유닛은 상기 수용홈에 안착되어 상기 수용홈을 채우도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 격벽 유닛은 플레이트 형태로 구성되어 모서리 부분에 상기 수용홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 버스바 유닛은, 전기 전도성 재질로 구성되어 양단이 서로 다른 배터리 모듈의 모듈 단자에 연결된 전도부, 및 상기 전도부의 주위를 둘러싸며 상기 전도부보다 외측으로 돌출되게 구성되어 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성된 밀폐부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 밀폐부는, 탄성체 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 버스바 유닛은, 상기 밀폐부보다 높은 용융점을 갖는 재질로 구성되어 상기 밀폐부의 표면에 부착된 차단부를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 차단부는, 적어도 일측 단부가 절곡된 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 밀폐부는, 상기 격벽 유닛의 수용부와 삽입 체결된 형태로 돌기 또는 홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 밀폐부는, 케이블이 통과 가능하도록 관통홀이 형성될 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 에너지 저장 시스템은, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 버스바는, 전기 전도성 재질로 구성되어 양단이 서로 다른 배터리 모듈의 모듈 단자 사이에 연결된 전도부; 및 상기 전도부의 주위를 둘러싸며 상기 전도부보다 외측으로 돌출되게 구성되어 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성된 밀폐부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 안전성이 향상된 배터리 팩이 제공될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 팩 내에 포함된 다수의 배터리 모듈 중, 특정 배터리 모듈에서 이벤트가 발생하여 가스나 화염 등이 생성된 경우, 다른 배터리 모듈로 가스나 화염 등이 전파되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈 간 전기적으로 연결하기 위한 버스바 유닛의 체결을 위한 공간이 실링됨으로써, 버스바 유닛이 구비된 측을 통해 모듈 간 열 전파가 일어나는 것이 확실하게 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 간단한 구조 내지 간단한 조립 과정으로도, 버스바 유닛 측에서의 열전파 방지 구조가 구현될 수 있다.
이 밖에도 본 발명은 여러 다른 효과를 가질 수 있으며, 이에 대해서는 각 실시 구성에서 설명하거나, 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 효과 등에 대해서는 해당 설명을 생략하도록 한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 A1 부분에 대한 확대도이다.
도 3은, 도 1의 구성에 대한 결합도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽 유닛과 버스바 유닛이 분리된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 4의 격벽 유닛과 버스바 유닛이 결합된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 버스바 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은, 도 7의 버스바 유닛이 격벽 유닛과 팩 케이스 및 분할 유닛 사이에 설치된 구성의 일부분을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛이 격벽 유닛과 팩 케이스 및 분할 유닛 사이에 설치된 구성의 일부분을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛과 격벽 유닛의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 12는, 도 11의 버스바 유닛이 적용된 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛이 격벽 유닛에 결합된 구성의 일부분을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛과 격벽 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 15는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 17은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 특히, 도 1에서는 설명의 편의를 위해 배터리 팩의 일부 구성이 분리된 형태로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 모듈(100), 격벽 유닛(200) 및 버스바 유닛(300)을 포함한다.
상기 배터리 모듈(100)은, 하나 이상의 배터리 셀을 구비할 수 있다. 여기서, 각각의 배터리 셀은, 이차 전지를 의미할 수 있다. 이차 전지는, 전극 조립체, 전해질 및 전지 케이스를 구비할 수 있다. 이를테면, 배터리 모듈(100)에 구비된 배터리 셀은, 파우치형 이차 전지일 수 있다. 다만, 이차 전지의 다른 형태, 이를테면 원통형 전지나 각형 전지도 본 발명의 배터리 모듈(100)에 채용될 수 있다.
다수의 이차 전지는 서로 적층된 형태로 배터리 모듈(100)에 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 이차 전지는, 각각 상하 방향(도면의 z축 방향)으로 세워진 상태에서 수평 방향(도면의 x축 방향)으로 배열된 형태로 적층될 수 있다. 각각의 배터리 셀은, 전극 리드를 구비할 수 있는데, 이러한 전극 리드는, 각 배터리 셀의 양 단부에 위치하거나 일 단부에 위치할 수 있다.
상기 배터리 모듈(100)은, 모듈 단자를 구비할 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈(100)은 전방 및/또는 후방 측에 각 배터리 셀의 전극 리드가 위치하고, 그러한 전극 리드와 전기적으로 연결된 형태로 모듈 단자가 위치할 수 있다. 특히, 모듈 단자는, 배터리 모듈(100)의 전방 및/또는 후방 측에 위치하여, 전방 및/또는 후방으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 이러한 모듈 단자는, 배터리 모듈(100)에 포함된 이차 전지(배터리 셀)가 배터리 모듈(100) 외부의 다른 구성요소, 이를테면 다른 배터리 모듈(100)과 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈(100)은, 모듈 케이스를 구비할 수 있다. 모듈 케이스는 내부에 빈 공간이 형성되어 내부 공간에 하나 이상의 배터리 셀을 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 모듈 케이스는, 상판, 하판, 좌측판, 우측판, 전판 및 후판을 통해 내부 공간을 한정하고, 그러한 내부 공간에 다수의 배터리 셀이 수납되는 형태로 구성될 수 있다. 또는, 배터리 모듈(100)은, 모듈 케이스의 적어도 일부분, 이를테면 측판이나 상판 등이 제외된 형태로 구성될 수도 있다. 또는, 배터리 모듈(100)은, 모듈 케이스 없이, 다수의 셀 적층체만 포함하는 형태로 구성될 수도 있다.
본 발명은 이러한 배터리 모듈(100)의 특정 형태나 구성으로 한정되지 않으며, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 모듈(100)이 본 발명의 배터리 팩에 채용될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 모듈(100)을 다수 포함할 수 있다. 특히, 다수의 배터리 모듈(100) 중 적어도 둘 이상 또는 전체 배터리 모듈(100)은, 수평 방향으로 배치된 형태로 구성될 수 있다. 일례로, 본 발명에 따른 배터리 팩이 8개의 배터리 모듈(M1~M8)을 포함한 경우, 8개의 배터리 모듈(100)은 수평 방향으로 배치되되, 2개의 열로 배치되며, 각 열에는 4개의 배터리 모듈(100)이 포함된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 4개의 배터리 모듈 M1 내지 M4가 하나의 열을 구성하고, 다른 4개의 배터리 모듈 M5 내지 M8이 다른 하나의 열을 구성한다고 할 수 있다.
상기 격벽 유닛(200)은, 인접하는 배터리 모듈(100) 사이에 개재되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 배터리 모듈(100)이 좌우 방향으로 배치될 때, 상기 격벽 유닛(200)은, 각 배터리 모듈(100)의 사이에 개재되어, 좌측 배터리 모듈과 우측 배터리 모듈 사이를 분리시키도록 구성될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 도 1의 구성에서, 배터리 모듈 M1과 배터리 모듈 M2 사이에 격벽 유닛 W1이 개재되어 M1과 M2를 서로 분리시키고, 배터리 모듈 M2와 배터리 모듈 M3 사이에 격벽 유닛 W2가 개재되어 M2와 M3을 분리시키며, 배터리 모듈 M3와 배터리 모듈 M4 사이에 격벽 유닛 W3이 개재되어 M3와 M4를 분리시킬 수 있다.
특히, 상기 격벽 유닛(200)은, 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 이때, 격벽 유닛(200)은, 양 표면이 수평 방향으로 배치되어 배터리 모듈의 측면에 대면되도록 세워진 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 격벽 유닛(200)은 좌우 방향으로 배치된 배터리 모듈(100) 사이에 세워진 형태로 개재되어, 좌측 표면과 우측 표면이 각각 좌측 배터리 모듈(100)의 우측 표면과 우측 배터리 모듈(100)의 좌측 표면에 대면되도록 배치될 수 있다.
상기 격벽 유닛(200)은, 배터리 모듈(100) 사이에서 열 및/또는 화염이 전달되는 것을 차단 또는 감소시킬 수 있는 형태 및 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 격벽 유닛(200)은, 스틸/알루미늄/스틸 형태의 클래드 메탈(clad metal) 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 격벽 유닛(200)은, 내부에 빈 공간을 구비하고, 그러한 빈 공간에 공기 등이 포함되도록 함으로써, 단열 기능을 향상시키는 한편 무게가 감소되도록 구성될 수도 있다. 이 밖에도, 격벽 유닛(200)은, 열 및/또는 화염을 차단 내지 억제할 수 있는 다른 다양한 형태 및 재질로 구성될 수 있다.
상기 버스바 유닛(300)은, 서로 다른 배터리 모듈(100)의 모듈 단자 사이를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 버스바 유닛(300)은 전기 전도성 재질, 이를테면 금속 재질의 플레이트를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 금속 재질의 플레이트의 양단이 인접하는 배터리 모듈(100)의 모듈 단자에 각각 체결되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 버스바 유닛(300)의 금속 플레이트에는 모듈 단자와 체결 고정되기 위한 체결홀이 형성될 수 있다.
상기 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 단부 또는 내부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 격벽 유닛(200)이 상하 방향(도면의 z축 방향)으로 세워진 상태에서 전후 방향(도면의 y축 방향)으로 길게 연장된 형태로 구성된 경우, 격벽 유닛(200)의 단부는 전방 측 및/또는 후방 측에 위치할 수 있다. 이때, 버스바 유닛(300)은 이러한 격벽 유닛(200)의 단부, 즉 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부 및/또는 후방 측 단부에 위치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바를 참조하면, 배터리 모듈 M1 내지 M4 사이에 개재된 격벽 유닛(200)의 경우, 격벽 유닛(200)의 전방(도면의 +y축) 측 단부에 버스바 유닛(300)이 위치할 수 있다. 또한, 도 1의 구성에서, 배터리 모듈 M5 내지 M8 사이에 개재된 격벽 유닛(200)의 경우, 격벽 유닛(200)의 후방(도면의 -y축) 측 단부에 버스바 유닛(300)이 위치할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 버스바 유닛(300)은, 이와 같이 격벽 유닛(200)의 단부 또는 내부에 위치하여, 격벽 유닛(200)의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 2 및 도 3을 추가로 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 A1 부분에 대한 확대도이고, 도 3은 도 1의 구성에 대한 결합도이다.
먼저, 도 1과 함께 도 2를 참조하면, 2개의 배터리 모듈(M1과 M2)의 각 측면 사이에 판상의 격벽 유닛(W1)이 세워진 형태로 개재되어 있다. 이때, 2개의 배터리 모듈(100)은 각각 다수의 배터리 셀(110)과 모듈 단자(120)를 구비할 수 있다. 특히, 배터리 모듈 M1은 모듈 단자 T1을 구비하고, 배터리 모듈 M2는 모듈 단자 T2를 구비할 수 있다. 이때, 2개의 모듈 단자(T1, T2) 사이에는 버스바 유닛(300)이 연결될 수 있으며, 격벽 유닛(W1)의 전방 측 단부에는, 도 2에서 A2로 표시된 부분과 같이, 버스바 유닛(300)이 설치되기 위한 안착 공간(수용부)이 필요할 수 있다.
그리고, 도 3을 추가로 참조하면, 격벽 유닛(W1)의 전방 측 단부의 수용부에는 버스바 유닛(300)이 안착될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부에 형성된 빈 공간(수용부)을 밀폐시키는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에서, 버스바 유닛(300)은, A2로 표시된 바와 같은 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부에 형성된 빈 공간에 안착되어, 2개의 배터리 모듈(M1, M2)의 모듈 단자(T1, T2)에 양단이 각각 체결되는 한편, A2로 표시된 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부(수용부)를 밀폐시키도록 구성될 수 있다.
더욱이, 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부에는 격벽 유닛(200)과 유사한 형태의 분할 유닛(500)이나 팩 케이스(400)의 내면이 위치할 수 있다. 이때, 격벽 유닛(200)의 전방(+y축 방향) 측 단부와 이러한 분할 유닛(500)의 표면 또는 팩 케이스(400)의 내면 사이에 빈 공간이 형성될 수 있는데, 버스바 유닛(300)은, 이러한 격벽 유닛(200)과 분할 유닛(500) 사이의 공간, 또는 격벽 유닛(200)과 팩 케이스(400) 사이의 공간을 밀폐시키도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 버스바 유닛(300)은 격벽 유닛(200)의 단부에 접촉된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 버스바 유닛(300)은 후방(-y축 방향) 측 단부가 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부에 부착된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 버스바 유닛(300)은 전방 측 단부가 분할 유닛(500)이나 팩 케이스(400)의 내면에 접촉된 형태로 구성될 수 있다.
더욱이, 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 연장 방향으로 빈 공간을 밀폐시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3의 구성에서, 격벽 유닛(200)은 배터리 팩의 전후 방향(±y축 방향)으로 길게 연장된 플레이트 형태로 구성될 수 있는데, 버스바 유닛(300)은 격벽 유닛(200)과 분할 유닛(500) 사이의 빈 공간에 개재되어, 격벽 유닛(200)의 전단에서, 전방(+y축 방향) 측을 밀폐시켜 빈 공간이 존재하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 격벽 유닛(200)과 함께 버스바 유닛(300)이 서로 다른 배터리 모듈(100) 사이에서 열 전파가 일어나는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 상기 실시 구성에 의하면, 배터리 모듈(100) 사이에 격벽 유닛(200)이 존재하더라도 배터리 모듈(100) 사이를 전기적으로 연결하기 위한 공간으로 인해 격벽 유닛(200)의 차단 기능이 감소될 수 있으나, 버스바 유닛(300)이 이러한 격벽 유닛(200)의 차단 기능 감소를 보완할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 버스바 유닛(300) 측으로 화염이나 가스가 유출입되는 것이 차단되어, 배터리 모듈(100) 사이의 열 전파 방지 성능이 안정적으로 확보될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 도 1에 도시된 바와 같이, 팩 케이스(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 팩 케이스(400)는, 내부에 빈 공간이 형성되며, 이러한 빈 공간에 다수의 배터리 모듈(100), 격벽 유닛(200) 및 버스바 유닛(300)이 수납되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 팩 케이스(400)는 하부 케이스(410)와 상부 케이스(420)를 구비하며, 하부 케이스(410)와 상부 케이스(420) 사이는 상호 체결됨으로써 내부 공간을 밀폐시키도록 구성될 수 있다. 일례로, 하부 케이스(410)는 상부가 개방된 박스 형태로 구성되며, 상부 케이스(420)는 이러한 하부 케이스(410)의 상부 개방단을 커버하는 형태로 구성될 수 있다.
특히, 격벽 유닛(200)의 상단과 하단은 각각 상부 케이스(420)의 하면과 하부 케이스(410)의 상면에 각각 접촉된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 격벽 유닛(200)의 상단 및 하단과 팩 케이스(400)의 내부 상면 및 하면 사이로 가스나 화염이 새어 나가는 것을 방지할 수 있다.
또한, 버스바 유닛(300)은 상단 또는 하단이 상부 케이스(420)의 하면 또는 하부 케이스(410)의 상면에 접촉되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)의 전방 측 상부에 위치하는 경우, 버스바 유닛(300)의 상단은 상부 케이스(420)의 하면과 접촉하도록 구성될 수 있다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 버스바 유닛(300)은, 배터리 모듈(100)의 모듈 단자(120)에 체결된 상태에서, 상단(상면)이 격벽 유닛(200)의 상단(상면)과 동일한 평면 상에 위치하도록 구성될 수 있다. 즉, 버스바 유닛(300)은 격벽 유닛(200)의 수용부에 설치된 상태에서 상단의 높이가 격벽 유닛(200)의 상단 높이와 동일한 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 격벽 유닛(200)부터 버스바 유닛(300)까지 상부 케이스(420)와의 사이에 빈 공간이 형성되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 격벽 유닛(200) 및 버스바 유닛(300)과 상부 케이스(420) 사이에 틈이 존재하지 않도록 할 수 있다.
상기 팩 케이스(400)는, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명에 따른 배터리 팩은 이러한 팩 케이스(400)를 구체적인 형태로 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 분할 유닛(500)을 더 포함할 수 있다.
상기 분할 유닛(500)은, 격벽 유닛(200)과 마찬가지로 인접하는 배터리 모듈(100) 사이에 개재되도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 분할 유닛(500)은, 배터리 모듈(100)의 서로 다른 열 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에서, 분할 유닛(500)은, 배터리 모듈(100)의 제1 열(M1~M4)과 배터리 모듈(100)의 제2 열(M5~M8) 사이에 개재되는 형태로 배치될 수 있다. 이때, 분할 유닛(500)은, 전후 방향(±y축 방향)으로 배치된 배터리 모듈(100) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에서, 분할 유닛(500)은, 배터리 모듈 M1과 배터리 모듈 M5 사이, 배터리 모듈 M2와 배터리 모듈 M6 사이에 개재된 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 분할 유닛(500)은, 배터리 모듈(100)에서 모듈 단자(120)가 위치하는 전방 측 또는 후방 측에 대면되도록 배치되어, 배터리 모듈(100) 사이를 분할하도록 구성될 수 있다.
상기 분할 유닛(500)은, 격벽 유닛(200)과 같이 판상으로 구성되며, 양 표면이 수평 방향을 향하도록 세워진 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 분할 유닛(500)은, 양 표면이 배터리 모듈(100)의 전방 또는 후방을 향하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 분할 유닛(500)은, 열 및/또는 화염을 차단할 수 있는 다양한 형태 및 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 유닛(500)은, 스틸/알루미늄/스틸 재질의 클래드 메탈 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 분할 유닛(500)은, 내부에 빈 공간이 형성된 형태로 구성될 수도 있다.
상기 분할 유닛(500)은, 격벽 유닛(200)과 직교하는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 격벽 유닛(200)이 전후 방향(y축 방향)으로 길게 연장된 플레이트 형태로 배치된 경우, 분할 유닛(500)은 좌우 방향(x축 방향)으로 길게 연장된 플레이트 형태로 배치될 수 있다.
이러한 실시 구성에서, 상기 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 단부와 분할 유닛(500)의 표면 사이에 개재된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바를 참조하면, 격벽 유닛(200)의 단부와 분할 유닛(500)의 표면 사이에는 A2로 표시된 바와 같은 이격 공간이 존재할 수 있는데, 버스바 유닛(300)은 이러한 이격 공간에 삽입됨으로써, 격벽 유닛(200)과 분할 유닛(500) 사이의 이격 공간이 채워지도록 구성될 수 있다.
특히, 버스바 유닛(300)은 양단이 분할 유닛(500)과 격벽 유닛(200) 사이에 접촉된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 구성에서, 일부 버스바 유닛(300)의 후단은 격벽 유닛(200)의 전단에 접촉되고, 그 버스바 유닛(300)의 전단은 분할 유닛(500)의 후방 측 표면에 접촉된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 다수의 배터리 모듈(100)들이 여러 열로 배치된 경우, 분할 유닛(500)과 격벽 유닛(200)에 의해 구분되는 공간이 서로 확실하게 밀폐되도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(100)이 둘 이상의 열로 배치되고, 각 열에는 둘 이상의 배터리 모듈(100)들이 서로 측면이 마주보는 형태로 배치된 경우, 분할 유닛(500)과 격벽 유닛(200), 그리고 버스바 유닛(300)에 의해 각 배터리 모듈(100)이 존재하는 공간들은 서로 열적으로 독립될 수 있다. 특히, 분할 유닛(500)과 격벽 유닛(200) 사이에 배터리 모듈(100) 간 전기적 연결을 위한 공간이 마련될 수 있는데, 이러한 공간이 버스바 유닛(300)에 의해 실링됨으로써, 배터리 모듈(100) 사이에서 가스나 화염 등의 유출입으로 인한 열 전파가 효과적으로 방지되거나 감소될 수 있다.
더욱이, 상기 격벽 유닛(200)은 수용홈이 형성되고, 버스바 유닛(300)은 이러한 수용홈을 채우는 형태로 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300)이 분리된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300)이 결합된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하면, G로 표시된 바와 같이, 격벽 유닛(200)에는 수용홈이 형성될 수 있다. 특히, 이러한 수용홈(G)은, 격벽 유닛(200)의 일부분이 절취된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서, 격벽 유닛(200)의 상단 일부는 하부 방향으로 소정 거리만큼 절취되어, 하부 방향으로 오목한 형태의 수용홈(G)이 형성될 수 있다. 물론, 이러한 수용홈(G)은 격벽 유닛(200)의 일부분을 실제 절취하지 않고, 격벽 유닛(200) 제조 시 처음부터 수용홈(G)이 형성된 형태로 성형될 수도 있다.
상기 버스바 유닛(300)은, 이러한 수용홈(G)에 안착 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 버스바 유닛(300)은 도 4에서 화살표로 표시된 바와 같이 하부 방향으로 이동하여 격벽 유닛(200)의 수용홈(G)에 안착될 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 버스바 유닛(300)은, 하단부의 적어도 일부가 수용홈(G)의 형상에 대응되는 형태, 즉 정합되는 형태로 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 버스바 유닛(300)은, 전체 또는 일부분이 수용홈의 형상에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 특히, 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 수용홈(G)에 안착된 경우, 수용홈(G)을 완전히 채우도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 격벽 유닛(200)이 대략 사각 플레이트 형태로 구성되되, 전방(+y축 방향) 측 상단 일부에 수용홈(G)이 형성된 경우, 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)의 수용홈(G)에 삽입됨으로써 수용홈(G)이 완전히 채워질 수 있다. 이 경우, 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300)의 결합으로 인해, A3로 표시된 바와 같은 사각형 면적 전체가 밀폐될 수 있다.
따라서, 격벽 유닛(200)에 인접한 2개의 배터리 모듈(100) 중 어느 하나의 배터리 모듈(100)에서 가스나 화염이 발생한 경우, 발생된 가스나 화염은, 격벽 유닛(200)뿐 아니라 버스바 유닛(300)에 의해서도 차단될 수 있다. 그러므로, 격벽 유닛(200)을 사이에 두고 버스바 유닛(300)을 통해 서로 전기적으로 연결된 배터리 모듈(100) 사이에서는 가스나 화염 등의 전달이 차단됨으로써, 열 전파가 억제될 수 있다.
특히, 격벽 유닛(200)은, 플레이트 형태로 구성되어 모서리 부분에 수용홈(G)이 형성되도록 구성될 수 있다. 더욱이, 격벽 유닛(200)의 수용홈(G)은, 격벽 유닛(200)의 꼭지점 부근에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바를 참조하면, 격벽 유닛(200)은 상단 모서리에서 하부 방향으로 오목한 형태로 수용홈이 형성될 수 있다. 특히, 이러한 수용홈(G)은, 격벽 유닛(200)의 전방(+y축 방향) 측 모서리에도 걸쳐서 형성되어 있다고 볼 수 있다. 이 경우, 수용홈(G)은, 격벽 유닛(200)의 상단 모서리와 전방 측 모서리가 만나는 꼭지점 부근에 형성되어 있다고 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 간단한 조립 공정으로 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)이 결합되도록 할 수 있다. 특히, 모듈 단자(120)는 배터리 모듈(100)의 전방 측 상단에 위치할 수 있는데, 상기 실시 구성에 의하면, 이러한 배터리 모듈(100)의 구성에 적합한 형태로 버스바 유닛(300)이 위치할 수 있다. 더욱이, 상기 실시 구성에 의하면, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)의 결합 공정이 간단하게 수행될 수 있다. 즉, 배터리 모듈(100)과 격벽 유닛(200)이 팩 케이스(400) 내부에 위치한 상태에서, 버스바 유닛(300)은 하부 방향으로 이동하여 격벽 유닛(200)의 상단에 형성된 수용홈(G)에 안착될 수 있다. 따라서, 격벽 유닛(200)의 수용홈(G)에 대한 버스바 유닛(300)의 조립 공정이 쉽게 수행될 수 있으며, 이러한 간단한 조립 공정만으로, 버스바 유닛(300)에 의한 격벽 유닛(200)의 수용홈(G) 밀폐 구성이 달성될 수 있다.
더욱이, 격벽 유닛(200)의 모서리, 특히 꼭지점 부근에 버스바 유닛(300)이 위치하는 경우, 버스바 유닛(300)의 외측 모서리는 격벽 유닛(200)의 모서리와 하나의 직선 내지 하나의 평면 상에 형성되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바를 참조하면, 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 수용홈에 삽입된 상태에서, 상단 모서리가 격벽 유닛(200)의 상단 모서리와 일직선 내지 일평면이 되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 수용홈에 삽입된 상태에서, 전방(+y축 방향) 측 모서리가 격벽 유닛(200)의 전방 측 모서리와 일직선 내지 일평면이 되는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)에 의한 밀폐 구성이 보다 확실하게 달성될 수 있다. 특히, 격벽 유닛(200)의 상단 모서리 및 전방 측 모서리는 각각, 상부 케이스(420) 및 분할 유닛(500)의 표면에 접촉될 수 있는데, 이와 같이 격벽 유닛(200)의 모서리와 버스바 유닛(300)의 모서리가 하나의 직선 내지 평면을 이루는 형태로 구성된 경우, 상부 케이스(420) 및 분할 유닛(500)의 표면에 대한 밀폐성이 전체적으로 확보될 수 있다.
상기 버스바 유닛(300)은, 서로 다른 배터리 모듈(100)을 전기적으로 연결시키면서, 격벽 유닛(200)의 단부 또는 내부를 밀폐시키는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 버스바 유닛(300)의 보다 구체적인 구성에 대해서는, 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 유닛(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6과 함께 도 1 내지 도 3의 구성을 참조하면, 버스바 유닛(300)은, 전도부(310) 및 밀폐부(320)를 구비할 수 있다.
먼저, 상기 전도부(310)는 서로 다른 배터리 모듈(100)의 모듈 단자(120)에 양단이 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전도부(310)는, x축 방향으로 연장된 형태로 구성되며, x축 방향 양단에 H1으로 표시된 바와 같은 체결홀이 형성될 수 있다. 그리고, 전도부(310) 양단에 서로 다른 배터리 모듈(100)의 모듈 단자(120)가 접촉된 상태에서, 체결홀(H1)에 체결 부재, 이를테면 볼트가 각각 삽입 체결될 수 있다. 예를 들어, 전도부(310)의 일단에 형성된 체결홀(H1)에는 하나의 배터리 모듈(100)의 음극 단자가 접속 체결되고, 전도부(310)의 타단에 형성된 체결홀(H1)에는 다른 하나의 배터리 모듈(100)의 양극 단자가 접속 체결될 수 있다. 이 경우, 버스바 유닛(300)의 전도부(310)에 의해, 2개의 배터리 모듈(100)은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 특히, 상기 전도부(310)는, 서로 다른 배터리 모듈(100)을 전기적으로 연결하기 위한 구성요소로서, 전기 전도성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전도부(310)는, 구리나 알루미늄, 니켈과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상기 전도부(310)는 일 방향으로 연장된 구리 막대 또는 구리 판과 같은 형태로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 밀폐부(320)는, 전도부(310)의 적어도 일부의 주위를 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 밀폐부(320)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 전도부(310)에서 모듈 단자(120)가 연결되는 양단 부분, 특히 체결홀(H1)이 형성된 부분을 제외하고, 전도부(310)의 중앙 부분을 y축 방향 및 z축 방향으로 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 밀폐부(320)는, 전도부(310)보다 외측으로 돌출되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 밀폐부(320)는, 전도부(310)보다 전후 방향(±y축 방향) 및 상하 방향(±z축 방향)으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 이러한 돌출 구성으로 인해, 밀폐부(320)는 격벽 유닛(200)의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성될 수 있다. 즉, 밀폐부(320)는, 전도부(310)보다 전방, 후방, 상방 및 하방으로 돌출되게 구성되어, 격벽 유닛(200)의 단부나 내부 에 형성된 수용부를 밀폐시키도록 구성될 수 있다. 특히, 도 4 및 도 5에 도시된 바를 참조하면, 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부에는 수용홈(G)이 형성되어 있으며, 이러한 수용홈(G)은 버스바 유닛(300)의 밀폐부(320)에 의해 완전하게 채워짐으로써, 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부가 밀폐될 수 있다.
상기 밀폐부(320)는, 비전도성 재질로 구성될 수 있다. 전도부(310)에는 전류가 흐르므로, 밀폐부(320)는 이러한 전도부(310)에서 흐르는 전류가 다른 구성요소(팩 케이스(400), 격벽 유닛(200), 분할 유닛(500) 등)로 흐르지 않도록 할 필요가 있다. 즉, 밀폐부(320)는, 전기적 비전도성 재질로 구성됨으로써, 전도부(310)와 다른 구성요소 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다.
또한, 상기 밀폐부(320)는, 탄성체 재질로 구성될 수 있다. 특히, 밀폐부(320)는, 격벽 유닛(200)의 단부나 내부 측에 빈 공간이 존재하지 않도록, 격벽 유닛(200)의 단부나 내부를 밀폐시키는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 밀폐부(320)에 의한 밀폐력을 향상시키기 위해, 밀폐부(320)는 탄성체 재질로 구성될 수 있다.
더욱이, 밀폐부(320)는, 격벽 유닛(200)의 수용부와 동일한 크기로 또는 그보다 다소 크게 구성될 수 있다. 예를 들어, 밀폐부(320)는, 격벽 유닛(200)의 수용홈에 삽입되기 전에는, 격벽 유닛(200)의 수용홈보다 다소 큰 사이즈를 가지며, 격벽 유닛(200)의 수용홈에 삽입된 상태에서는 탄성체로서 다소 압축된 형태가 되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 밀폐부(320)는, 고무와 같은 재질을 포함하도록 구성될 수 있다. 또는, 상기 밀폐부(320)는, 폴리우레탄 폼과 같은 발포 재질을 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 밀폐부(320)에 의한 밀폐력이 더욱 증대될 수 있다.
또한, 상기 버스바 유닛(300)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 차단부(330)를 더 구비할 수 있다.
상기 차단부(330)는, 밀폐부(320)보다 높은 용융점을 갖는 재질로 구성될 수 있다. 특히, 차단부(330)는, 열 및/또는 화염에 강한 재질을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 차단부(330)는, 운모(mica) 재질로 이루어질 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상기 차단부(330)는 운모 시트 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 차단부(330)는, 밀폐부(320)의 표면에 부착된 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 차단부(330)는 적어도, 각 배터리 모듈(100)이 수납된 공간을 향하는 방향의 표면, 즉 전도부(310)가 돌출된 양 표면에 위치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 6에 도시된 바를 참조하면, 밀폐부(320)의 x축 방향 양 측에 전도부(310)가 돌출될 수 있는데, 차단부(330)는 이러한 밀폐부(320)의 x축 방향 양 측 표면에 부착된 시트 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이벤트 발생 시에도 버스바 유닛(300)에 의한 밀폐력이 안정적으로 유지될 수 있다. 특히, 어느 하나의 배터리 모듈(100)에서 화염이나 가스가 발생하는 경우, 고온의 화염이나 열이 버스바 유닛(300)으로 인가될 수 있다. 이때, 화염이나 열은 차단부(330)에 의해 밀폐부(320)로 전달되는 것이 차단되거나 감소될 수 있으므로, 화염이나 열에 의해 밀폐부(320)가 용융되거나 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 이 경우, 버스바 유닛(300)의 형상이 전반적으로 유지될 수 있으며, 특히 밀폐부(320)의 형상이나 실링 특성이 크게 변화하지 않고 그대로 유지될 수 있다. 더욱이, 이 경우, 밀폐부(320)에 대해서는 열에 대한 안정성보다는 실링성이 높은 재질을 채택하여 버스바 유닛(300)에 의한 밀폐력이 더욱 안정적으로 확보되도록 할 수 있다.
상기 차단부(330)는, 적어도 일측 단부가 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 7 및 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버스바 유닛(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)과 팩 케이스(400) 및 분할 유닛(500) 사이에 설치된 구성의 일부분을 개략적으로 나타내는 도면이다. 특히, 도 8은, 버스바 유닛(300)에 대하여 수평 방향으로 바라본 형태의 도면이라 할 수 있다. 예를 들어, 도 8은, 도 5의 구성에 도시된 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300)이 팩 케이스(400) 내부에 포함된 상태에서 A4-A4' 선에 대한 단면 형태의 일례를 나타내는 도면이라 할 수 있다. 본 실시예에 대해서는, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하며, 앞선 실시예에 대한 설명이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 버스바 유닛(300)의 차단부(330)는, C1 및 C2로 표시된 바와 같이, 외측 단부나 외측 모서리가 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 특히, 버스바 유닛(300)의 차단부(330)는, 다른 구성요소, 이를테면 상부 케이스(420)나 분할 유닛(500)의 표면과 접촉하는 모서리 부분이 절곡된 형태로 구성될 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 차단부(330)는 상단부가 상부 케이스(420)의 하면에 접촉된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 차단부(330)의 상단부는, 도면에서 C1으로 표시된 바와 같이, 상부 케이스(420)의 하면을 따라 외측 방향으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 구성을 기준으로 살펴보면, 밀폐부(320)의 좌측과 우측에 각각 차단부(330)가 구비될 수 있는데, 좌측 차단부(330)의 상단부는 좌측 방향으로 절곡되고, 우측 차단부(330)의 상단부는 우측 방향으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다.
또한, 차단부(330)는 전단부가 분할 유닛(500)의 표면에 접촉된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 차단부(330)의 전단부는, 도면에서 C2로 표시된 바와 같이, 분할 유닛(500)의 표면을 따라 외측 방향으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 구성을 기준으로 살펴보면, 밀폐부(320)의 좌측과 우측에 각각 차단부(330)가 구비될 수 있느데, 좌측 차단부(330)의 전단부는 좌측 방향으로 절곡되고, 우측 차단부(330)의 전단부는 우측 방향으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 실시 구성과 같이, 차단부(330)는, 상단부 및/또는 전단부가 L자 형태로 절곡되게 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 열이나 화염 등으로부터 밀폐부(320)를 보호하는 차단부(330)의 성능이 보다 향상될 수 있다. 특히, 상기 실시 구성의 경우, 차단부(330)와 다른 구성요소 사이, 이를테면 차단부(330)와 상부 케이스(420) 사이, 또는 차단부(330)와 분할 유닛(500) 사이의 틈에 형성될 수 있는 경로가 차단부(330)의 절곡된 부분으로 인해 길게 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 틈의 경로를 통해 가스나 화염 등이 유입되는 것이 보다 확실하게 차단될 수 있다. 그러므로, 이러한 실시 구성에 의하면, 가스나 화염 등에 의해 밀폐부(320)가 변형되거나 용융되는 것이 보다 확실하게 방지됨으로써, 밀폐부(320)에 의한 밀폐 성능이 보다 안정적으로 확보될 수 있다.
한편, 상기 버스바 유닛(300)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 전도부(310)와 밀폐부(320) 사이에 피복부(340)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 피복부(340)는, 전도부(310)에 대한 전기적 절연성을 확보 또는 향상시킬 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)과 팩 케이스(400) 및 분할 유닛(500) 사이에 설치된 구성의 일부분을 개략적으로 나타내는 도면이다. 특히, 도 9는, 도 8의 실시 구성에 대한 변형예라 할 수 있다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 9를 참조하면, 상기 버스바 유닛(300)의 밀폐부(320)는, D1으로 표시된 부분과 같이 열팽창 물질을 구비할 수 있다. 여기서, 열팽창 물질(D1)은, 열이 인가되는 경우 일정 수준 이상 부피가 팽창할 수 있는 물질로서, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 열팽창 특성을 갖는 물질이 채용될 수 있다. 예를 들어, 밀폐부(320)는, 적어도 일부가 PDMS(Poly-Di-Methyl-Siloxane), 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트 등과 같은 폴리머 재질을 구비하여 열팽창 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 밀폐부(320)에 열팽창 물질(D1)이 포함됨으로써, 특정 배터리 모듈(100)로부터 열이나 화염, 고온 가스 등이 발생하는 경우, 밀폐부(320)의 밀폐력이 향상될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 도 9의 실시예에서, 버스바 유닛(300)의 좌측에 위치한 배터리 모듈(100)에서 화염이나 가스 등이 발생하는 경우, 그 열로 인해 밀폐부(320)의 열팽창 물질이 팽창될 수 있다. 그리고, 이러한 팽창으로 인해, 밀폐부(320)는 격벽 유닛(200)과 상부 케이스(420) 사이의 공간, 그리고 격벽 유닛(200)과 분할 유닛(500) 사이의 공간에 대하여, 더욱 밀폐시킬 수 있다. 그러므로, 버스바 유닛(300)의 좌측에 위치한 배터리 모듈(100)에서 발생된 화염이나 가스는, 버스바 유닛(300)의 우측에 위치한 배터리 모듈(100)로 쉽게 이동하지 않을 수 있다.
또한, 상기 밀폐부(320)는, 격벽 유닛(200)의 수용부와 삽입 체결 가능한 형태로 돌기 또는 홈이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 밀폐부(320)는, 도 4에서 P1으로 표시된 부분과 같이, 하부 방향으로 돌출되게 형성된 돌기를 구비할 수 있다. 그리고, 격벽 유닛(200)의 수용부에는, 이러한 돌기(P1)에 대응되는 형태로, E1으로 표시된 부분과 같이, 홈이 형성될 수 있다. 이러한 실시 구성에서, 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)의 수용부에 안착되면, 밀폐부(320)의 돌기(P1)는, 수용부의 홈(E1)에 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)의 체결이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다. 즉, 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)의 수용부에 삽입된 경우, 돌기(P1)와 홈(E1)의 결합에 의해, 버스바 유닛(300)은 y축 방향으로 이동되는 것이 제한될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 돌기(P1)와 홈(E1)에 의해, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)의 체결 위치가 가이드될 수 있으므로, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)의 조립성이 개선될 수 있다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 또한 도 10은, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)에 대하여, 도 5의 A4-A4' 방향으로 바라본 형태의 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)이 분리된 상태를 도시하고 있다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 10을 참조하면, 버스바 유닛(300)의 밀폐부(320)는, E2로 표시된 바와 같이 상부 방향으로 오목한 형태의 홈이 형성될 수 있다. 그리고, 격벽 유닛(200)은, 이러한 밀폐부(320)의 홈(E2)에 대응되는 형태로, 상부 방향으로 볼록하게 형성된 돌기(P2)를 구비할 수 있다. 이 경우, 버스바 유닛(300)이 화살표로 표시된 바와 같이 하부 방향으로 이동하여 격벽 유닛(200)의 상단에 안착되면, 격벽 유닛(200)의 돌기(P2)가 밀폐부(320)의 홈(E2)에 삽입 체결될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)의 체결력이 보다 안정적으로 확보될 수 있다. 특히, 상기 실시 구성에서는, 좌우 방향(±x축 방향), 즉 배터리 모듈(100)의 배열 방향으로 요철이 존재한다고 할 수 있다. 따라서, 이 경우, 좌우 방향으로 버스바 유닛(300)의 움직임이 제한될 수 있다. 특히, 특정 배터리 모듈(100)에서 화염이나 가스 발생 시, 버스바 유닛(300)은 압력에 의해 좌우 방향으로 움직일 수 있는 힘을 받을 수 있다. 하지만, 상기 실시 구성에 의하면, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200) 사이의 요철 결합으로 인해, 버스바 유닛(300)의 좌우 방향 움직임이 제한될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 압력에 의해 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)의 수용부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 실시 구성에 의하면, 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200) 사이의 경계가 요철 형태로 형성됨으로써, 경계 부분을 통해 화염이나 가스가 유출되는 경로가 길어지도록 할 수 있다. 그러므로, 이러한 경계 부분을 통해 화염이나 가스가 유출되는 것이 보다 효과적으로 방지될 수 있다.
한편, 도 10의 실시예에서는, 격벽 유닛(200)에 하나의 돌기(P2)가 형성된 것처럼 도시되었으나, 이러한 돌기(P2)는 다수 형성될 수 있다. 특히, 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300)은, 상호 대응되는 형태 및 위치로 요철이 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 11의 버스바 유닛(300)이 적용된 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
먼저, 도 11을 참조하면, 버스바 유닛(300)의 밀폐부(320)는, H2로 표시된 바와 같이, 관통홀이 형성될 수 있다. 특히, 배터리 팩에는 하나 이상의 케이블(600)이 포함될 수 있는데, 관통홀(H2)은 이러한 케이블(600)이 통과 가능하도록 구성될 수 있다. 여기서, 케이블(600)은 각 배터리 모듈(100)의 센싱 정보, 이를테면 전압 센싱 정보를 BMS(Battery Management System)와 같은 제어 유닛으로 전송하기 위한 센싱용 케이블일 수 있다. 또는, 케이블(600)은, 특정 부품으로 전원을 공급하기 위한 전원용 케이블일 수 있다. 이러한 케이블(600)은, 격벽 유닛(200) 및 버스바 유닛(300)으로 구분된 각 배터리 모듈(100)의 수납 공간 사이를 지나가는 형태로 포함될 수 있는데, 상기 실시 구성에 의하면, 케이블(600)이 버스바 유닛(300)의 밀폐부(320)를 통과하도록 구성될 수 있다. 특히, 도 11에 도시된 바와 같이, 밀폐부(320)의 외측 표면에 운모 시트와 같은 차단부(330)가 부착된 경우, 차단부(330)에도 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 실시 구성에 의하면, 케이블(600)이 배터리 모듈(100)의 각 수납 공간 사이를 통과할 수 있도록 하는 한편, 이러한 케이블(600)의 통과 공간으로 인해 화염이나 가스가 통과하는 것을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 특히, 밀폐부(320)는 고무와 같은 탄성 재질로 구성될 수 있는데, 이 경우 관통홀(H2)의 크기를 케이블(600)의 크기와 유사하게 또는 그러한 크기보다 작은 크기로 형성함으로써, 밀폐부(320)의 관통홀(H2)과 케이블(600)이 밀착되도록 할 수 있다. 이 경우, 밀폐부(320)의 관통홀(H2)과 케이블(600) 사이의 틈으로 화염이나 가스 등이 빠져나가는 것을 최소화할 수 있다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)에 결합된 구성의 일부분을 개략적으로 나타내는 도면이다. 특히, 도 13은, 도 8 내지 도 11의 실시 구성들에 대한 또 다른 변형예라 할 수 있다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 13을 참조하면, 상기 버스바 유닛(300)은, F로 표시된 부분과 같이, 차단부(330)가 밀폐부(320)보다 격벽 유닛(200)이 위치하는 방향으로 더 연장되는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 차단부(330)는, 밀폐부(320)뿐 아니라, 격벽 유닛(200)의 일부까지도 커버 가능한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 상단에 안착될 수 있는데, 차단부(330)는 밀폐부(320)의 좌우측 표면을 모두 커버하면서, 더 나아가 하부 방향으로 더 연장된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 전단에 구비될 수 있는데, 차단부(330)는 밀폐부(320)의 표면에서부터 후방으로 더 연장된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300) 사이의 밀폐성이 더욱 향상될 수 있다. 즉, 도 13의 구성에서 F로 표시된 부분과 같이, 버스바 유닛(300)의 차단부(330)가 버스바 유닛(300)의 일부까지 커버하는 형태로 연장되는 경우, 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300) 사이의 틈이 차단부(330)에 의해 막혀질 수 있다. 따라서, 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300) 사이의 틈으로 가스나 화염 등이 누출되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시 구성에 의하면, 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300) 사이의 결합성이 향상될 수 있다. 특히, 어느 하나의 배터리 모듈(100)에서 가스가 발생하는 경우, 그와 인접한 버스바 유닛(300)에는 압력이 가해질 수 있다. 예를 들어, 도 13의 구성에서 버스바 유닛(300)의 좌측에 위치한 배터리 모듈(100)에서 가스가 발생하면, 해당 공간의 내압이 증가하게 되어, 버스바 유닛(300)은 우측 방향(+x축 방향)으로 힘을 받을 수 있다. 이때, F로 표시된 바와 같은 차단부(330)의 연장된 부분으로 인해, 버스바 유닛(300)의 우측 방향 이동이 제한될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)으로부터 이탈되지 않고, 설치 공간에 안정적으로 위치할 수 있다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버스바 유닛(300)과 격벽 유닛(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 본 실시예에 대해서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 14를 참조하면, 격벽 유닛(200)은, I로 표시된 부분과 같이, 두께 방향(x축 방향)으로 관통되는 형태의 수용홀이 형성될 수 있다. 그리고, 버스바 유닛(300)은, 이러한 격벽 유닛(200)의 수용홀(I)에 삽입되는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 도 14의 실시 구성에서, 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 좌측 또는 우측 방향으로 이동하여 격벽 유닛(200)의 수용홀에 삽입되는 형태로, 격벽 유닛(200)과 결합될 수 있다. 이 경우, 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 내부에 위치한다고 할 수 있다. 그리고, 버스바 유닛(300)은, 이와 같이 격벽 유닛(200)의 수용홀(I)에 삽입된 경우, 수용홀(I)을 완전히 막도록 구성될 수 있다. 즉, 이러한 실시 구성의 경우, 버스바 유닛(300)에 의해 격벽 유닛(200)의 내부는 완전히 밀폐될 수 있다.
따라서, 이 경우, 버스바 유닛(300)의 결합으로 인해, 격벽 유닛(200)의 좌측 공간과 우측 공간 사이의 열 및/또는 화염 등의 이동이 차단될 수 있다. 더욱이, 상기 실시 구성에 의하면, 버스바 유닛(300)의 전후 방향(±y축 방향) 이동이 제한될 수 있다. 그러므로, 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300) 사이의 결합이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 이러한 14의 실시예에서도 앞서 설명된 여러 실시 구성, 이를테면 차단부(330)의 여러 구성이나, 돌기-홈 체결 구성 등이 유사하게 적용될 수 있다.
도 15는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 15를 참조하면, 버스바 유닛(300)은, 격벽 유닛(200)의 단부에 결합하여 격벽 유닛(200)의 단부를 밀폐시키되, 격벽 유닛(200)의 단부에 위치한 다른 구성요소에 안착 가능한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 격벽 유닛(200)의 전방(+y축 방향) 측 단부에는 분할 유닛(500)이 위치하여, 격벽 유닛(200)과 함께 밀폐된 공간을 형성할 수 있다. 이때, 분할 유닛(500)은, Q2로 표시된 부분과 같이, 버스바 유닛(300)의 일부가 안착 가능한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 버스바 유닛(300)은 대부분 격벽 유닛(200)의 수용홈(G)에 안착되되, Q1으로 표시된 부분과 같은 전단부는 수용홈의 크기보다 전방으로 길게 연장 형성되어, 분할 유닛(500)의 안착부(Q2)에 안착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)과 분할 유닛(500)에 모두 안착됨으로써, 버스바 유닛(300)의 고정성이 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 버스바 유닛(300)과 분할 유닛(500) 사이의 경계면(틈)이, 분할 유닛(500)의 내측 표면과 동일한 평면을 이루지 않으므로, 버스바 유닛(300)과 분할 유닛(500) 사이의 밀폐력이 향상될 수 있다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 16을 참조하면, 분할 유닛(500)과 버스바 유닛(300)은 상호 대응되는 형태로 돌기, 홈 및/또는 요철이 형성되어 삽입 체결 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 분할 유닛(500)은, 도 16에서 J1으로 표시된 부분과 같이, 버스바 유닛(300)을 향하는 방향으로 돌기가 형성될 수 있다. 그리고, 버스바 유닛(300)은 이러한 돌기(J1)에 대응되는 형태로 홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 분할 유닛(500)과 버스바 유닛(300)의 결합력이 향상될 수 있다. 특히, 배터리 모듈(100)로부터 가스 등이 발생하여 분할 유닛(500)과 격벽 유닛(200)에 의해 한정된 내부 공간의 압력이 증가하는 경우, 버스바 유닛(300)은 좌우 방향(x축 방향)으로 힘을 받을 수 있다. 하지만, 상기 실시 구성에 의하면, 분할 유닛(500)과 버스바 유닛(300) 사이의 돌기-홈 체결 구성이 이러한 이동을 방지하여, 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)의 수용부로부터 이탈되는 문제를 예방할 수 있다.
한편, 이러한 효과를 증대시키기 위해, 도 16에서 J2로 표시된 바와 같이, 격벽 유닛(200)과 버스바 유닛(300) 사이에도 돌기-홈 체결 구성이 존재할 수 있으며, 이는 앞서 설명한 바와 같다.
한편, 앞선 여러 실시예들에서는, 배터리 팩에 분할 유닛(500)이 포함되고, 분할 유닛(500)과 격벽 유닛(200) 사이에 버스바 유닛(300)이 포함된 구성을 중심으로 설명되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리 팩에 분할 유닛(500)이 포함되지 않거나, 버스바 유닛(300)이 격벽 유닛(200)과 분할 유닛(500) 사이가 아닌 다른 부분에 위치할 수도 있다. 이와 관련된 일 실시예에 대해서는 도 17을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 17은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 본 실시예에 대해서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 17을 참조하면, 팩 케이스(400)의 내부 공간에는 분할 유닛(500)이 포함되지 않고, 격벽 유닛(200)의 전방 측 단부는, K1으로 표시된 부분과 같은 팩 케이스(400)의 일부 내면에 맞닿도록 구성될 수 있다. 이때, 격벽 유닛(200)의 전단 상부와 팩 케이스(400)의 내면 사이에 버스바 유닛(300)이 개재될 수 있다. 이러한 실시 구성에서는, 버스바 유닛(300)은 격벽 유닛(200)의 전단부와 팩 케이스(400)의 내면 사이의 적어도 일부 공간을 밀폐시키도록 구성될 수 있다.
다만, 이러한 실시 형태에서는, 버스바 유닛(300)의 전단부가 앞선 여러 실시예들에서와 같은 분할 유닛(500)에 접촉되지 않고 팩 케이스(400)에 접촉된다는 점에서만 차이가 있을 뿐, 앞서 설명된 여러 실시 구성들에 대한 설명들이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 앞서 설명된 분할 유닛(500)의 구성들을 팩 케이스(400)의 구성으로 치환하여 대입하는 경우, 본 실시예에 대한 다양한 구성들이 설명될 수 있다. 그러므로, 이러한 실시 구성에 대해서는 보다 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동차는, 이러한 배터리 팩 이외에 자동차에 포함되는 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩 이외에, 차체나 모터, ECU(electronic control unit) 등의 제어 장치 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 에너지 저장 시스템에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템은, 본 발명에 따른 배터리 팩을 하나 이상 포함할 수 있다. 이 밖에도, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 에너지 저장 시스템의 다른 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 이러한 에너지 저장 시스템은, 스마트 그리드 시스템이나 전기 충전 스테이션 등 다양한 장소나 장치에 사용될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 배터리 모듈
110: 배터리 셀, 120: 모듈 단자
200: 격벽 유닛
300: 버스바 유닛
310: 전도부, 320: 밀폐부, 330: 차단부, 340: 피복부
400: 팩 케이스
410: 하부 케이스, 420: 상부 케이스
500: 분할 유닛
600: 케이블

Claims (13)

  1. 각각 하나 이상의 배터리 셀 및 모듈 단자를 포함하는 다수의 배터리 모듈;
    인접하는 배터리 모듈 사이에 개재된 격벽 유닛; 및
    서로 다른 배터리 모듈의 모듈 단자 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부에 위치하여 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성된 버스바 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격벽 유닛과 직교하는 형태로 배치되며 인접하는 배터리 모듈 사이에 개재된 분할 유닛을 더 포함하고,
    상기 버스바 유닛은, 상기 격벽 유닛의 단부와 상기 분할 유닛의 표면 사이에 개재된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 격벽 유닛은 일부분이 절취된 형태로 수용홈이 형성되고, 상기 버스바 유닛은 상기 수용홈에 안착되어 상기 수용홈을 채우도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 격벽 유닛은 플레이트 형태로 구성되어 모서리 부분에 상기 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 유닛은, 전기 전도성 재질로 구성되어 양단이 서로 다른 배터리 모듈의 모듈 단자에 연결된 전도부, 및 상기 전도부의 주위를 둘러싸며 상기 전도부보다 외측으로 돌출되게 구성되어 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성된 밀폐부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밀폐부는, 탄성체 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 버스바 유닛은, 상기 밀폐부보다 높은 용융점을 갖는 재질로 구성되어 상기 밀폐부의 표면에 부착된 차단부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차단부는, 적어도 일측 단부가 절곡된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 밀폐부는, 상기 격벽 유닛의 수용부와 삽입 체결된 형태로 돌기 또는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 밀폐부는, 케이블이 통과 가능하도록 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  13. 전기 전도성 재질로 구성되어 양단이 서로 다른 배터리 모듈의 모듈 단자 사이에 연결된 전도부; 및
    상기 전도부의 주위를 둘러싸며 상기 전도부보다 외측으로 돌출되게 구성되어 상기 격벽 유닛의 단부 또는 내부를 밀폐시키도록 구성된 밀폐부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바.
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