KR20230052032A - 에너지저장장치 - Google Patents

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KR20230052032A
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최성우
고충기
조윤호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 에너지 저장장치는, 제1방향으로 서로 이격 배치되고, 서로 직렬로 연결된 복수의 제1셀어레이를 포함하는 제1셀그룹과, 상기 제1셀그룹의 일측에 배치되고, 적어도 하나의 제2셀어레이를 포함하는 제2셀그룹과, 상기 복수의 제1셀어레이 사이에 배치되고, 인접하게 배치되는 2개의 제1셀어레이 각각을 직렬로 연결하는 복수의 제1버스바와, 상기 복수의 제1셀어레이 중 하나와 상기 제2셀어레이를 직렬로 연결하는 적어도 하나의 제2버스바를 포함하고, 상기 복수의 제1셀어레이 각각은, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 이격 배치되고, 상기 제2셀어레이는, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 이격 배치된다.

Description

에너지저장장치{Energy Storage System}
본 발명은 에너지 저장장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 배터리셀을 포함하는 에너지저장장치에 관한 것이다.
에너지 저장장치는, 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 복수의 배터리셀을 병렬 또는 직렬로 연결한 배터리팩을 포함할 수 있다.
에너지 저장장치는, 전기 자전거, 스쿠터, 전기자동차(Electric Vehicle) 및 지게차(fork lift) 등의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다. 또한, 에너지 저장장치는, 주거공간이나 사무공간에 배치되어 해당공간에서 발생된 전기를 저장하거나, 해당공간으로 전력을 공급할 수 있다.
에너지 저장장치는, 복수의 배터리팩을 포함할 수 있다. 복수의 배터리팩은 복수의 배터리셀이 직렬/병렬로 연결된 적어도 하나의 배터리모듈을 포함할 수 있다. 에너지 저장장치는 복수의 배터리팩을 포함하는 경우, 복수의 배터리팩의 조립이나 연결관계에서 오작업이나 잘못된 설치가 발생할 수 있다.
배터리팩 또는 배터리모듈 내부에 서로 전기적으로 연결되는 복수의 배터리셀이 배치된다. 따라서, 복수의 배터리셀 간의 전기적인 연결관계가 유지되도록 복수의 배터리셀의 안정적인 배치가 필요하다.
배터리팩 또는 배터리모듈 내부에 배치되는 복수의 배터리셀은 복수의 버스바를 통해 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 다만, 배터리팩 또는 배터리모듈 내부에 배치되는 복수의 버스바는 동일한 형상을 가진 복수개가 구비되므로, 배터리팩이나 배터리모듈의 크기를 변경하는데 제약이 있을 수 있다.
또한, 배터리팩 또는 배터리모듈 내부에 배치되는 복수의 배터리셀에서 발생된 열을 냉각하기 위해 냉각수 등을 순환시켜 배터리셀을 냉각할 수 있다. 이경우, 냉각수를 순환시키거나 유동시키기 위한 추가적인 구조가 배치되어야 하는 문제가 있다.
또한, 배터리팩은, 설치나 이동상에서 낙하되거나 외부의 충격이 가해질 때, 내부의 배터리셀의 배치나 연결구조가 파손되는 문제가 발생할 수 있다.
공개특허 KR10-2021-0061829호에서는, 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리모듈의 구조와, 복수의 배터리모듈을 포함하는 배터리팩을 개시하고 있다. 다만, 선행문헌에서는, 배터리셀의 하측만을 고정하는 구조를 제시하여 복수의 배터리셀 각각의 안정적인 배치가 미흡한 문제가 있다. 또한, 선행문헌에서는, 냉각을 위한 별도의 구조제시하고 있지 않는다. 또한, 배터리모듈의 케이싱 구조가 직육면체 구조로 외부충격 등이 가해질 때, 내부의 배터리셀 각각으로 전달될 수 있는 문제가 있다. 또한, 배터리모듈 내부에 배치되는 버스바는 일직선의 형태를 가져 배터리모듈의 다양한 크기변형이 어려울 수 있다.
등록특허 10-2255633호는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리모듈을 개시하고 있다. 다만, 선행문헌에서는, 복수의 배터리셀의 상측을 고정하는 구조를 별도로 개시하고 있지 않는다. 또한, 개시된 버스바는, 복잡한 형태를 가지고 있어, 설치상 어려움이 있으며, 배터리모듈의 전체적인 크기 변경에도 용이하지 않는 문제가 있다. 또한, 복수의 배터리셀에서 발생하는 열을 냉각하기 위한 냉각튜브를 포함하는 구조로 냉각튜브 내부에 배치되는 냉각물질이 추가적으로 요구되며, 경우에 따라서는 냉각물질의 유동을 형성하기 위한 별도의 추가적인 구조가 요구될 수 있다.
배터리모듈이나 배터리모듈을 포함하는 배터리팩은 요구되는 용량을 위해 병렬로 연결되어지는 배터리셀의 개수와 직렬로 연결되어지는 배터리셀의 개수가 정해질 수 있다. 또한, 배터리모듈이나 배터리팩은 한정된 공간에서 배치되므로, 상기의 배터리셀의 개수가 배치되어야 하므로, 배터리셀의 배치가 가변되기 어렵다. 특히, 병렬로 연결되는 배터리셀은 하나의 버스바에 모두 연결되어야 하므로, 버스바의 형태나 배터리셀의 배치변형이 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기의 문제를 극복하는 것으로, 배터리셀의 배치를 다양하게 변형할 수 있는 구조로, 제한된 공간에서 복수의 배터리셀을 서로 직렬 및 병렬 연결할 수 있는 에너지저장장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 다양하게 배치되는 복수의 버스바 각각과 연결되어 배터리셀의 정보를 감지할 수 있는 에너지저장장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 간단한 구조를 통해 복수의 배터리모듈을 직렬로 연결할 수 있는 에너지저장장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치는, 제1방향으로 서로 이격 배치되고, 서로 직렬로 연결된 복수의 제1셀어레이를 포함하는 제1셀그룹과, 상기 제1셀그룹의 일측에 배치되고, 적어도 하나의 제2셀어레이를 포함하는 제2셀그룹과, 상기 복수의 제1셀어레이 사이에 배치되고, 인접하게 배치되는 2개의 제1셀어레이 각각을 직렬로 연결하는 복수의 제1버스바와, 상기 복수의 제1셀어레이 중 하나와 상기 제2셀어레이를 직렬로 연결하는 적어도 하나의 제2버스바를 포함하고, 상기 복수의 제1셀어레이 각각은, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 이격 배치되고, 상기 제2셀어레이는, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 이격 배치된다. 제1셀어레이와 제2셀어레이의 조정으로 배터리모듈의 크기를 다양하게 가변할 수 있다.
상기 제2버스바는, 상기 제1셀어레이와 연결되는 제1연결바와, 상기 제2셀어레이와 연결되는 제2연결바를 포함하고, 상기 제2연결바는 상기 제1연결바와 수직하게 배치되어, 제1셀어레이와 제2셀어레이를 직렬로 연결할 수 있다.
상기 복수의 제1버스바 각각은, 상기 제2방향으로 연장되는 직선바 형태를 가지고, 상기 복수의 제1셀어레이 사이에 배치된다.
상기 제2셀그룹은, 상기 제1방향으로 배치되는 복수의 상기 제2셀어레이를 포함하고, 상기 복수의 제2셀어레이 각각을 직렬로 연결하는 제3버스바를 포함하여, 제2셀그룹의 크기를 제1그룹에 맞게 조절할 수 있다.
상기 제2셀어레이에 포함된 복수의 배터리셀은 상기 제2버스바와 상기 제3버스바 사이에 배치되어, 복수의 제2셀어레이를 직렬로 연결할 수 있다.
상기 제3버스바는, 복수의 제2셀어레이 중 하나의 제2셀어레이에 연결되도록 상기 제1방향으로 연장되는 제1수직바와, 상기 복수의 제2셀어레이 중 다른 하나의 제2셀어레이에 연결되도록 상기 제1방향으로 연장되는 제2수직바와, 상기 제1수직바와 상기 제2수직바 사이에 배치되고, 상기 제2방향으로 연장되는 수평바를 포함한다.
상기 제2셀어레이에 포함된 배터리셀은, 상기 제1수직바 및 상기 제2수직바 중 하나와 상기 제2버스바의 상기 제2연결바 사이에 배치되어, 복수의 제2셀어레이를 직렬로 연결하고, 제2셀어레이에 포함된 복수의 배터리셀을 병렬로 연결할 수 있다.
상기 복수의 제2셀어레이는 상기 수평바를 기준으로 대칭되게 배치된다.
상기 배터리모듈은, 상기 제1셀그룹으로부터 상기 제2방향으로 이격배치되고, 상기 제1방향으로 서로 이격배치되고 서로 직렬로 연된된 복수의 제1셀어레이를 포함하는 제3그룹을 포함하여, 배터리모듈을 제1방향 또는 제2방향으로 크기조절할 수 있다.
상기 제2셀그룹은 상기 제1셀그룹과 상기 제3셀그룹 사이에 배치된다.
상기 제2버스바는, 상기 제1셀그룹에 포함된 하나의 제1셀어레이 또는 상기 제3셀그룹에 포함된 하나의 제2셀어레이와 상기 제2셀그룹에 포함된 하나의 제2셀어레이를 연결하여, 제1셀그룹, 제2셀그룹, 및 제3셀그룹에 포함된 복수의 셀어레이들이 직렬로 연결될 수 있다.
상기 복수의 제1버스바와 상기 제2버스바 각각에 연결되어 상기 복수의 배터리셀의 정보를 감지하는 센싱기판을 더 포함하고, 상기 센싱기판은 상기 제2셀그룹을 둘러싸는 사각형의 링형상을 가져, 제1셀그룹과, 제2셀그룹 각각에 포함된 복수의 버스바 각각에 모두 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치는, 제1배터리모듈과, 상기 제1배터리모듈에 마주하게 배치되는 제2배터리모듈과, 상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈을 연결하는 대전류버스바를 포함하는 적어도 하나의 배터리팩을 포함하고, 상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각은, 제1방향으로 서로 이격 배치되고, 서로 직렬로 연결된 복수의 제1셀어레이를 포함하는 제1셀그룹; 상기 제1셀그룹의 일측에 배치되고, 적어도 하나의 제2셀어레이를 포함하는 제2셀그룹; 상기 복수의 제1셀어레이 사이에 배치되고, 인접하게 배치되는 2개의 제1셀어레이 각각을 직렬로 연결하는 제1버스바; 및 상기 복수의 제1셀어레이 중 하나와 상기 제2셀어레이를 직렬로 연결하는 제2버스바를 포함하고, 상기 복수의 제1셀어레이 각각은, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 이격 배치되고, 상기 제2셀어레이는, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 이격 배치되어, 제1배터리모듈과 제2배터리모듈을 직렬로 연결할 수 있다.
상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각은, 복수의 배터리셀과, 상기 복수의 배터리셀 각각의 일측을 고정하는 제1프레임과, 상기 복수의 배터리셀 각각의 타측을 고정하는 제2프레임을 포함하고, 상기 제1배터리모듈의 상기 제2프레임과 상기 제2배터리모듈의 상기 제2프레임은 서로 마주하게 배치되고, 상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각의 상기 제2프레임에는 복수의 배터리셀 각각을 직렬 또는 병렬로 연결하는 상기 제1버스바와 상기 제2버스바가 배치된다.
상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각은, 상기 제1배터리모듈에 포함된 상기 제1셀어레이와 상기 제2배터리모듈에 포함된 상기 제1셀어레이를 직렬로 연결하는 제4버스바를 포함하고, 상기 대전류버스바는, 상기 제1배터리모듈에 포함된 상기 제4버스바와 상기 제2배터리모듈에 포함된 상기 제4버스바를 서로 연결하여, 제1배터리모듈과 제2배터리모듈을 직렬로 연결할 수 있다.
상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각에 포함된 상기 제4버스바는, 상기 제1셀어레이의 일측에 배치되는 셀연결바와, 상기 셀연결바에서 수직하게 절곡되어 제2프레임의 단부벽을 따라 연장되고 상기 대전류버스바와 연결되는 추가연결바를 포함하여, 제4버스바와 대전류버스바를 연결할 수 있다.
상기 추가연결바는, 상기 대전류버스바가 연결되도록 상측에 홈을 형성하는 연결걸이를 포함하여, 대전류버스바를 제4버스바에 용이하게 장착할 수 있다.
상기 대전류버스바는, 상기 제1배터리모듈의 상기 제4버스바와 연결되는 제1접촉부, 상기 제2배터리모듈의 상기 제4버스바과 연결되는 제2접촉부, 및 상기 제1접촉부와 상기 제2접촉부를 연결하도록 경사지게 배치되는 연결부를 포함한다.
상기 배터리팩은, 제1배터리팩과, 상기 제1배터리팩의 상측에 배치되는 제2배터리팩을 포함하고,
상기 제1배터리팩과 상기 제2배터리팩 각각에 포함된 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각은, 상기 제1배터리팩의 상기 제1배터리모듈 또는 상기 제2배터리모듈에 포함된 상기 제1셀어레이와 상기 제2배터리팩의 상기 제1배터리모듈 또는 상기 제2배터리모듈에 포함된 상기 제1셀어레이에 포함된 상기 제1셀어레이를 직렬로 연결하는 제5버스바를 포함하고, 상기 제1배터리팩의 상기 제5버스바는, 상기 제2배터리팩의 상기 제5버스바와 파워선으로 연결되어, 복수의 배터리팩을 직렬로 연결할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 에너지저장장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 복수의 배터리셀이 일직선 상에 배치되는 제1셀어레이, 복수의 배터리셀이 복수의 행과 복수의 열을 가지고 배치되는 제2셀어레이, 제1셀어레이와 제2셀어레이를 직렬로 연결시키는 제2버스바 구조를 통해, 배터리셀의 배치변형을 다양하게 할 수 있다. 이는 공간적 제약과, 배터리셀의 개수제약을 극복하여 배터리모듈의 크기를 공간에 맞게 조절할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 제1버스바, 제2버스바, 제3버스바 등의 구조가 배치되는 배터리모듈에서 센싱기판이 제2셀어레이가 포함된 제2셀그룹을 둘러싸는 구조로 배치되어, 복수의 버스바 각각에 전기적으로 연결되어, 복수의 배터리 각각의 정보를 감지할 수 있는 장점도 있다.
셋째, 제4버스바와 대전류버스바를 통해, 서로 마주하게 배치되는 배터리모듈을 직렬로 연결하여, 배터리팩을 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점도 있다.
넷째, 제5버스바와 파워선을 통해 복수의 배터리팩을 직렬로 연결하여, 복수의 배터리팩을 추가적으로 연결하여 전력용량을 맞출 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 제1프레임의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 제2프레임의 사시도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈과 센싱기판의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1배터리모듈과 제2배터리모듈, 절연플레이트의 분해사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1배터리모듈과 제2배터리모듈, 절연플레이트의 결합사시도이다.
도 11a는 도 10의 일측면도이다.
도 11b는 도 10의 타측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1배터리모듈과 제2배터리모듈의 결합시키는 모듈나사를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 10의 구조에 상부고정브라켓, 하부고정브라켓, 및 배터리팩회로기판이 추가된 분해사시도이다.
도 14a는 도 13이 결합된 상태의 일측면도이다.
도 14b는 도 13이 결합된 상태의 타측면도이다.
도 15는 도 13의 구조에 탑커버, 사이드커버, 사이드브라켓이 추가된 배터리팩의 분해사시도이다.
도 16a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 일측면도이다.
도 16b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 타측면도이다.
도 17은 도 16a의 X-X’를 자른 단면도이다.
도 18은 배터리팩 내부의 배터리셀의 배치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 써미스터의 사시도이다.
도 20a는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드브라켓의 일측사시도이다.
도 20b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드브라켓의 타측사시도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드브라켓의 측면도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드브라켓의 정면도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 정면도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩이 상하로 배치된 상태의 정면도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 배터리팩을 포함하는 에너지 저장장치의 분해사시도이다.
도 26은 도어가 제거된 상태의 에너지 저장장치 정면도이다.
도 27은 도 26의 일측 단면도이다.
도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩 구조의 분해사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1 내지 도 2, 도 9 내지 도 27에서 사용되는 상(U), 하(D), 좌(Le), 우(Ri), 전(F), 후(R)는 배터리팩과 배터리팩을 포함하는 에너지저장장치를 설명하기 위한 것으로, 기준에 따라 다르게 설정될 수 있다.
도 3 내지 도 8에서 사용되는 배터리모듈의 높이방향(h+, h-), 길이방향(l+, l-), 폭방향(w+, w-)은, 배터리모듈을 설명하기 위한 것으로, 기준에 따라 다르게 설정될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 에너지저장장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
<전체구성>
본 발명의 에너지 저장장치는, 복수의 배터리셀(101)이 직렬과 병렬로 연결되는 배터리팩(10)을 포함할 수 있다. 에너지 저장장치는, 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d, 도 25 참조)을 포함할 수 있다.
먼저, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 하나의 배터리팩(10)의 구성을 설명한다.
배터리팩(10)은, 복수의 배터리셀(101)이 직렬과 병렬로 연결되는 적어도 하나의 배터리모듈(100a, 100b), 배터리모듈(100a, 100b)의 상부에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 배치를 고정시키는 상부고정브라켓(200), 배터리모듈(100)의 하부에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 배치를 고정시키는 하부고정브라켓(210), 배터리모듈(100a, 100b)의 양 측면에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 배치를 고정시키는 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b), 배터리모듈(100a, 100b)의 양 측면에 배치되고, 냉각홀(242a)이 형성된 한 쌍의 사이드커버(240a, 240b), 배터리모듈(100a, 100b)의 일측면에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b) 내부의 공기유동을 형성하는 냉각팬(280), 상부고정브라켓(200)의 상측에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 센싱정보를 수집하는 배터리팩 회로기판(220), 상부고정브라켓(200)의 상측에 배치되고, 배터리팩 회로기판(220)의 상측을 커버하는 탑커버(230)를 포함한다.
배터리팩(10)은 적어도 하나의 배터리모듈(100a, 100b)을 포함한다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 배터리팩(10)은 서로 전기적으로 연결되고, 물리적으로 고정된 2개의 배터리모듈(100a, 100b)로 구성된 배터리모듈어셈블리(100)를 포함한다. 배터리모듈어셈블리(100)는 서로 마주하게 배치되는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)를 포함한다.
이하에서는, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1배터리모듈(100a)을 설명한다. 이하에서 설명되는 제1배터리모듈(100a)의 구성 및 형태는 제2배터리모듈(100b)에도 적용될 수 있다.
도 3 내지 도 8에서 설명되는 배터리모듈은, 배터리모듈의 높이방향(h+, h-)을 기준으로 상하방향으로 설명될 수 있다. 도 3 내지 도 8에서 설명되는 배터리모듈은, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)을 기준으로 좌우방향으로 설명될 수 있다. 도 3 내지 도 8에서 설명되는 배터리모듈은, 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)을 기준으로 전후방향으로 설명될 수 있다. 도 3 내지 도 8에서 사용되는 배터리모듈의 방향설정은, 다른 도면에서 설명되는 배터리팩(10) 구조에서의 방향설정과 다를 수 있다. 도 3 내지 도 8에서 설명되는 배터리모듈은, 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)을 제1방향으로, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)을 제2방향으로 설명될 수 있다.
제1배터리모듈(100a)은, 복수의 배터리셀(101), 복수의 배터리셀(101)의 하부를 고정하는 제1프레임(110), 복수의 배터리셀(101)의 상부를 고정하는 제2프레임(130), 제1프레임(110)의 하측에 배치되고, 배터리셀(101)에서 발생되는 열을 방열하는 방열플레이트(124), 제2프레임(130) 상측에 배치되고 복수의 배터리셀(101)을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바, 및 제2프레임(130) 상측에 배치되고 복수의 배터리셀(101)의 정보를 감지하는 센싱기판(190)을 포함한다.
제1프레임(110)과 제2프레임(130)은 복수의 배터리셀(101)을 배치를 고정할 수 있다. 제1프레임(110)과 제2프레임(130)은, 복수의 배터리셀(101)을 서로 이격되게 배치시킨다. 복수의 배터리셀(101)은 서로 이격되게 배치되므로, 이하에서 설명할 냉각팬(280)의 작동으로 복수의 배터리셀(101) 사이 공간으로 공기가 유동할 수 있다.
제1프레임(110)은 배터리셀(101)의 하단부를 고정한다. 제1프레임(110)은 복수의 배터리셀홀(112a)이 형성된 하부플레이트(112)와, 하부플레이트(112)의 상부면에서 상측으로 돌출되고, 배터리셀(101)의 배치를 고정하는 제1고정돌기(114)와, 하부플레이트(112)의 양측단에서 상측으로 돌출되는 한 쌍의 제1측벽(116)과, 하부플레이트(112)의 양단에서 상측으로 돌출되고 한 쌍의 제1측벽(116)의 양단을 연결하는 한 쌍의 제1단부벽(118)을 포함한다.
한 쌍의 제1측벽(116)은 이하에서 설명하는 제1셀어레이(102)와 평행하게 배치될 수 있다. 한 쌍의 제1단부벽(118)은, 한 쌍의 제1측벽(116)에 수직하게 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1프레임(110)은 제2프레임(130)과 체결되도록 돌출된 제1체결돌기(120)와, 인접하게 배치되는 제2배터리모듈(100b)에 포함된 제1프레임(110)과 체결되도록 돌출된 모듈체결돌기(122)를 포함한다. 제1체결돌기(120)에는, 제2프레임(130)과 제1프레임(110)을 체결하는 프레임나사(125)가 배치된다. 모듈체결돌기(122)에는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)을 체결하는 모듈나사(194)가 배치된다. 프레임나사(125)는, 제2프레임(130)과 제1프레임(110)을 체결한다. 프레임나사(125)는, 제2프레임(130)과 제1프레임(110)을 체결하여, 복수의 배터리셀(101)의 배치를 고정할 수 있다.
방열플레이트(124)는 제1프레임(110)의 하측에 배치된다. 방열플레이트(124)는, 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 방열플레이트(124)는, 복수의 배터리셀(101) 각각의 하단부와 접촉되게 배치될 수 있다. 방열플레이트(124)는 복수의 배터리셀(101)의 하단부와 전도성 접착액을 통해 접착될 수 있다. 전도성 접착액은, 알루미나가 포함된 본딩용액일 수 있다. 전도성 접착액은, 배터리셀(101) 하부에 배치되는 방열플레이트(124)를 고정하고, 배터리셀(101)에서 발생하는 열을 방열플레이트(124)로 전달할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2프레임(130)은 배터리셀(101)의 상단부를 고정한다. 제2프레임(130)은, 버스바가 장착되는 면을 형성하고, 버스바가 장착되는 면 사이에서 복수의 배터리셀(101) 상측을 개구하도록 형성된 복수의 연결홀(132a)이 형성되는 상부플레이트(132), 상부플레이트(132)의 하측으로 돌출되고 복수의 배터리셀(101)의 배치를 고정하는 제2고정돌기(134), 상부플레이트(132)의 양측단에서 하측으로 돌출되는 한 쌍의 제2측벽(136), 및 상부플레이트(132)의 양단에서 하측으로 돌출되고 한 쌍의 제2측벽(136)의 양단을 연결하는 한 쌍의 제2단부벽(138)을 포함한다.
제2프레임(130)은 제1프레임과 체결되도록 돌출된 제2체결돌기(140)와, 모듈나사(194)를 지지하는 서포트돌기(142)를 포함한다.
도 8을 참조하면, 제2프레임(130)과 제1프레임(110)이 결합된 상태에서, 제2측벽(136)와 제1측벽(116)은 상하방향으로 이격배치된다. 따라서, 제2측벽(136)과 제1측벽(116) 사이로 공기가 유동하는 공간이 형성될 수 있다. 즉, 제2측벽(136)와 제1측벽(116)에 인접하게 배치되는 배터리셀(101)은 제2측벽(136)과 제1측벽(116) 사이로 형성되는 공간으로 유동하는 공기에 의해 냉각될 수 있다.
복수의 배터리셀(101)은, 제2프레임(130)과 제1프레임(110)에 고정되게 배치된다. 복수의 배터리셀(101)은 직렬과 병렬로 배치된다. 복수의 배터리셀(101)은, 제1프레임(110)의 제1고정돌기(114)와 제2프레임(130)의 제2고정돌기(134)에 의해 고정되게 배치된다.
도 7을 참조하면, 복수의 배터리셀(101)은, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)과 폭방향(w+, w-)으로 이격배치된다.
복수의 배터리셀(101)은 하나의 버스바에 병렬로 연결된 셀어레이를 포함한다. 셀어레이는 하나의 버스바에 전기적으로 병렬로 연결된 집합을 의미할 수 있다.
제1배터리모듈(100a)은 전기적으로 직렬로 연결된 복수의 셀어레이(102, 103)를 포함할 수 있다. 복수의 셀어레이(102, 103)는 서로 전기적으로 직렬로 연결된다. 제1배터리모듈(100a)은 복수의 셀어레이(102, 103)가 직렬로 연결된다.
복수의 셀어레이(102, 103)는 복수의 배터리셀(101)이 일직선 상에 배치되는 제1셀어레이(102), 복수의 행과 열로 배치되는 제2셀어레이(103)를 포함할 수 있다.
제1배터리모듈(100a)은 복수의 배터리셀(101)이 일직선 상에 배치되는 제1셀어레이(102), 복수의 행과 열로 배치되는 제2셀어레이(103)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1셀어레이(102)는, 제1배터리모듈(100a)의 길이방향(l+, l-) 좌우으로 복수의 배터리셀(101)이 배치된다. 복수의 제1셀어레이(102)는 제1배터리모듈(100a)의 폭방향(w+, w-) 전후로 배치된다.
도 7을 참조하면, 제2셀어레이(103)는, 제1배터리모듈(100a)의 폭방향(w+, w-)과 길이방향(l+, l-)으로 이격된 복수의 배터리셀(101)을 포함한다.
제1배터리모듈(100a)은, 복수의 제1셀어레이(102)가 평행하게 배치되는 제1셀그룹(105)과, 적어도 하나의 제2셀어레이(103)를 포함하고 제1셀그룹(105)의 일측에 배치되는 제2셀그룹(106)을 포함한다.
제1배터리모듈(100a)은, 복수의 제1셀어레이(102)가 직렬로 연결되는 제1셀그룹(105)과, 복수의 제1셀어레이(102)가 직렬로 연결되고, 제1셀그룹(105)과 이격배치되는 제3셀그룹(107)을 포함한다. 제2셀그룹은, 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 사이에 배치된다.
제1셀그룹(105)은, 복수의 제1셀어레이(102)가 직렬로 연결된다. 제1셀그룹(105)은, 복수의 제1셀어레이(102)가 배터리모듈의 폭방향으로 이격배치된다. 제1셀그룹(105)에 포함된 복수의 제1셀어레이(102)는, 각각의 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)이 배치되는 방향에 수직한 방향으로 이격배치된다.
도 7를 참조하면, 제1셀어레이(102)와 제2셀어레이(103) 각각은 9개의 병렬로 연결되는 배터리셀(101)이 배치된다. 도 7를 참조하면, 제1셀어레이(102)는 9개의 배터리셀(101)이 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치된다. 제2셀어레이(103)는, 9개의 배터리셀이 복수의 행과 복수의 열로 이격배치된다. 도 7를 참조하면, 제2셀어레이(103)는, 배터리모듈의 폭방향으로 이격배치된 3개의 배터리셀(101)들이 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치된다. 여기서, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)을 열방향, 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)을 행방향으로 설정할 수 있다.
도 7를 참조하면, 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 각각은, 6개의 제1셀어레이(102)가 직렬로 연결되도록 배치된다. 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 각각은, 6개의 제1셀어레이(102)가 배터리모듈의 폭방향으로 이격배치된다.
도 7를 참조하면, 제2셀그룹(106)은, 2개의 제2셀어레이(103)를 포함한다. 2개의 제2셀어레이(103)는 배터리모듈의 폭방향으로 이격배치된다. 2개의 제2셀어레이(103)는 서로 병렬로 연결된다. 2개의 제2셀어레이(103) 각각은, 이하에서 설명한 제3버스바(160)의 수평바(166)를 기준으로 서로 대칭되게 배치된다.
제1배터리모듈(100a)은 복수의 배터리셀(101) 사이에 배치되고, 복수의 배터리셀(101)을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바를 포함한다. 복수의 버스바 각각은, 인접하게 배치되는 셀어레이에 포함된 복수의 배터리셀을 병렬로 연결한다. 복수의 버스바 각각은, 인접하게 배치되는 2개의 셀어레이를 직렬로 연결할 수 있다.
복수의 버스바는, 2개의 제1셀어레이(102)를 직렬로 연결하는 제1버스바(150), 제1셀어레이(102)와 제2셀어레이(103)를 직렬로 연결하는 제2버스바(152), 2개의 제2셀어레이(103)를 직렬로 연결하는 제3버스바(160)를 포함한다.
복수의 버스바는, 하나의 제1셀어레이(102)와 직렬로 연결되는 제4버스바(170)를 포함한다. 복수의 버스바는, 하나의 제1셀어레이(102)와 직렬로 연결되고 동일 배터리팩(10)에 포함되는 다른 배터리모듈(100b)과 연결되는 제4버스바(170)와, 하나의 제1셀어레이(102)와 직렬로 연결되고 다른 배터리팩(10)에 포함되는 하나의 배터리모듈과 연결되는 제5버스바(180)를 포함한다. 제4버스바(170)와 제5버스바(180)는 서로 동일한 형태를 가질 수 있다.
제1버스바(150)는 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치되는 2개의 제1셀어레이(102) 사이에 배치된다. 제1버스바(150)는, 하나의 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)을 병렬로 연결한다. 제1버스바(150)는, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)으로 배치되는 2개의 제1셀어레이(102)를 직렬로 연결한다.
도 7를 참조하면, 제1버스바(150)를 기준으로 배터리모듈의 폭방향(w+, w-) 전방에 배치되는 제1셀어레이(102)의 배터리셀(101) 각각의 양극단자(101a)와 전기적으로 연결되고, 제1버스바(150)를 기준으로 배터리모듈의 폭방향(w+, w-) 후방에 배치되는 제1셀어레이(102)의 배터리셀(101) 각각의 음극단자(101b)와 전기적으로 연결된다.
도 7를 참조하면, 배터리셀(101)은, 상단부에서 양극단자(101a)와 음극단자(101b)가 구획되어 배치된다. 배터리셀(101)은, 원형으로 형성된 상단면을 중앙에 양극단자(101a)가 배치되고, 양극단자(101a)의 둘레부분에서 음극단자(101b)가 배치된다. 복수의 배터리셀(101) 각각은 셀커넥터(101c, 101d)로 복수의 버스바 각각에 연결될 수 있다.
제1버스바(150)는, 직선바 형태를 가진다. 제1버스바(150)는, 2개의 제1셀어레이(102) 사이에 배치된다. 제1버스바(150)는, 일측에 배치되는 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)의 양극단자에 연결되고, 타측에 배치되는 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)의 음극단자에 연결된다.
제1버스바(150)는, 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107)에 배치되는 복수의 제1셀어레이(102) 사이에 배치된다.
제2버스바(152)는, 제1셀어레이(102)와 제2셀어레이(103)를 직렬로 연결한다. 제2버스바(152)는, 제1셀어레이(102)와 연결되는 제1연결바(154)와, 제2셀어레이(103)와 연결되는 제2연결바(156)를 포함한다. 제2버스바(152)는, 제1연결바(154)와 수직하게 배치된다. 제2버스바(152)는, 제1연결바(154)로부터 연장되고, 제2연결바(156)와 연결되는 연장부(158)를 포함한다.
제1연결바(154)는 제2연결바(156)와 배터리셀의 서로 다른 전극단자에 연결될 수 있다. 도 7을 참조하면, 제1연결바(154)는 제1셀어레이(102)에 포함된 배터리셀(101)의 양극단자(101a)와 연결되고, 제2연결바(156)는 제2셀어레이(103)에 포함된 배터리셀(101)의 음극단자(101b)와 연결된다. 다만, 이는 하나의 실시예에 따른 것으로 서로 반대의 전극단자와 연결되는 것도 가능하다.
제1연결바(154)는 제1셀어레이(102)의 일측에 배치된다. 제1연결바(154)는, 배터리모듈의 길이방향으로 연장되는 직선바 형태를 가진다. 연장부(158)는, 제1연결바(154)가 연장되는 방향으로 연장되는 직선바 형태를 가진다.
제2연결바(156)는, 제1연결바(154)와 수직하게 배치된다. 제2연결바(156)는 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)으로 연장되는 직선바 형태를 가진다. 제2연결바(156)는 제2셀어레이(103)에 포함되는 복수의 배터리셀(101)의 일측에 배치될 수 있다. 제2연결바(156)는 제2셀어레이(103)에 포함되는 복수의 배터리셀(101)의 사이에 배치될 수 있다. 제2연결바(156)는, 배터리모듈의 폭방향(w+, w-)으로 연장되며, 일측 또는 양측에 배치되는 배터리셀(101)과 연결된다.
제2연결바(156)는, 제2-1연결바(156a)와, 제2-1연결바(156a)에 이격되게 배치되는 제2-2연결바(156b)를 포함한다. 제2-1연결바(156a)는 복수의 배터리셀(101)의 사이에 배치되고, 제2-2연결바(156b)는 복수의 배터리셀(101)의 일측에 배치된다.
제3버스바(160)는, 서로 이격되게 배치되는 2개의 제2셀어레이(103)를 직렬로 연결한다. 제3버스바(160)는, 복수의 제2셀어레이(103) 중 하나의 셀어레이에 연결되는 제1수직바(162), 복수의 제2셀어레이(103) 중 다른 하나의 셀어레이에 연결되는 제2수직바(164), 복수의 제2셀어레이(103) 사이에 배치되고, 제1수직바(162)와 제2수직바(164)가 연결되는 수평바(166)를 포함한다. 제1수직바(162)와 제2수직바(164)는 수평바(166)를 기준으로 서로 대칭되게 배치될 수 있다.
제1수직바(162)는, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)으로 이격된 복수개가 배치될 수 있다. 도 7을 참조하면, 제1수직바(162)는, 제1-1수직바(162a)와, 제1-1수직바(162a)와 배터리모듈의 길이방향으로 이격배치되는 제1-2수직바(162b)를 포함할 수 있다.
제2수직바(164)는, 배터리모듈의 길이방향(l+, l-)으로 이격된 복수개가 배치될 수 있다. 도 7을 참조하면, 제2-1수직바(164a)와, 제2-1수직바(164a)와 배터리모듈 길이방향으로 이격되는 제2-2수직바(164b)를 포함할 수 있다.
제1수직바(162) 또는 제2수직바(164)는 제2버스바(152)의 제2연결바(156)와 평행하게 배치될 수 있다. 제2셀어레이(103)에 포함된 배터리셀(101)은 제1수직바(162)와 제2연결바(156) 사이에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 제2셀어레이(103)에 포함된 배터리셀(101)은 제2수직바(164)와 제2연결바(156) 사이에 배치될 수 있다.
제1배터리모듈(100a)은 동일 배터리팩(10)에 포함되는 제2배터리모듈(100b)과 연결되는 제4버스바(170)와, 다른 배터리팩(10)에 포함되는 하나의 배터리모듈과 연결되는 제5버스바(180)를 포함한다.
제4버스바(170)는 동일 배터리팩(10)에 포함된 다른 하나의 배터리모듈인 제2배터리모듈(100b)과 연결된다. 즉, 제4버스바(170)는 이하에서 설명할 대전류버스바(196)를 통해 동일 배터리팩(10)에 포함된 제2배터리모듈(100b)과 연결된다.
제5버스바(180)는 다른 배터리팩(10)과 연결된다. 즉, 제5버스바(180)는 이하에서 설명할 파워선(198)을 통해 다른 배터리팩(10)에 포함된 배터리모듈과 연결될 수 있다.
제4버스바(170)는, 제1셀어레이(102)의 일측에 배치되고, 제1셀어레이(102)에 포함된 복수의 배터리셀(101)을 병렬로 연결하는 셀연결바(172)와, 셀연결바(172)에서 수직하게 절곡되어 제2프레임(130)의 단부벽을 따라 연장되는 추가연결바(174)를 포함한다.
셀연결바(172)는, 제2프레임(130)의 제2측벽(136)에 배치된다. 셀연결바(172)는, 제2측벽(136)의 외둘레 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 추가연결바(174)는, 제2프레임(130)의 제2단부벽(138)의 외측으로 배치된다.
추가연결바(174)는, 대전류버스바(196)가 연결되는 연결걸이(176)를 포함한다. 연결걸이(176)는, 상측으로 개구된 홈(178)이 형성된다. 대전류버스바(196)는 홈(178)을 통해 연결걸이(176)에 안착될 수 있다. 대전류버스바(196)는 연결걸이(176)에 안착된 상태에서 별도의 체결나사를 통해 연결걸이(176)에 고정되게 배치될 수 있다.
제5버스바(180)는 제4버스바와 동일한 구성 및 형태를 가질 수 있다. 즉, 제5버스바(180)는, 셀연결바(182)와 추가연결바(184)를 포함한다. 제5버스바(180)의 추가연결바(184)는, 파워선(198)의 단자(198a)가 연결되는 연결걸이(186)를 포함한다. 연결걸이(186)는 파워선(198)의 단자(198a)가 삽입되는 홈(188)이 형성된다.
센싱기판(190)은 제1배터리모듈(100a) 내부에 배치되는 복수의 버스바와 전기적으로 연결된다. 센싱기판(190)은 복수의 제1버스바(150), 복수의 제2버스바(152), 제3버스바(160), 및 복수의 제4버스바(170) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱기판(190)은 복수의 버스바 각각과 연결되어, 복수의 셀어레이에 포함된 복수의 배터리셀(101)의 전압, 전류값 등의 정보를 파악할 수 있다.
센싱기판(190)은, 사각형의 링형상을 가질 수 있다. 센싱기판(190)은 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 사이에 배치될 수 있다. 센싱기판(190)은 제2셀그룹(106)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 센싱기판(190)은 제2버스바(152)와 일부 중첩되도록 배치될 수 있다.
<배터리모듈 어셈블리의 결합>
도 9 내지 도 27에서 설명되는 배터리모듈 어셈블리(100)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)이 결합된 상태를 의미할 수 있다. 또한, 도 9 내지 도 27에서 설명되는 배터리모듈(100a, 100b)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)이 결합된 상태 또는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 중 어느 하나를 의미할 수 있다. 도 9 내지 도 27에서는, 도면에 표시된 방향설정을 기준으로 상(U), 하(D), 좌(Le), 우(Ri), 전(F), 후(R)의 방향이 설명될 수 있다.
이하에서는, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 배터리팩(10)에 포함된 한 쌍의 배터리모듈(100a, 100b)의 배치와 연결관계를 설명한다.
배터리팩(10)은 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 배터리모듈(100a, 100b)을 포함한다. 한 쌍의 배터리모듈(100a, 100b)은 서로 직렬로 연결되며, 하나의 배터리모듈 어셈블리(100)를 구성할 수 있다. 배터리모듈 어셈블리(100)는 제1배터리모듈(100a)과, 제1배터리모듈(100a)에 마주하게 배치되는 제2배터리모듈(100b)을 포함한다.
배터리팩(10)은 제1배터리모듈(100a)과, 제1배터리모듈(100a)에 마주하게 배치되는 제2배터리모듈(100b)을 포함한다. 배터리팩(10)은 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 사이에 배치되고, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)의 배치를 구획하는 절연플레이트(192)를 포함한다.
배터리팩(10)은, 동일 배터리팩(10) 내부에 존재하는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)을 전기적으로 연결하는 대전류버스바(196)와, 동일 배터리팩(10)에 포함되는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 중 어느 하나와 다른 배터리팩(10)을 전기적으로 연겨하는 파워선(198)을 포함한다. 배터리팩(10)은, 동일 배터리팩(10)에 포함되는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)의 전압, 전류의 정보를 전달하는 신호선(199)을 포함한다.
배터리팩(10)은 제1배터리모듈(100a)에 포함된 하나의 제1셀어레이(102)와 제2배터리모듈(100b)에 포함된 하나의 제1셀어레이(102)를 전기적으로 연결하는 대전류버스바(196)를 포함한다. 배터리팩(10)은 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)을 체결하는 모듈나사(194)를 포함한다.
제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)은 배터리셀(101)의 양극단자(101a)와 음극단자(101b)가 배치되는 부분이 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1배터리모듈(100a)의 제2프레임(130)과 제2배터리모듈(100b)의 제2프레임(130)이 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 사이에는 절연플레이트(192)가 배치된다. 절연플레이트(192)는, 제1배터리모듈(100a)에 배치되는 배터리셀(101)과 제2배터리모듈(100b)에 배치되는 배터리셀(101) 간의 접촉을 방지한다. 절연플레이트(192)는 모듈나사(194)가 관통하는 플레이트홈(192a)이 형성된다.
제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)가 모듈나사(194)에 의해 체결된 상태에서, 플레이토홈(192a)에는 모듈나사(194)가 배치되어 절연플레이트(192)의 배치가 고정될 수 있다.
도 11a를 참조하면, 대전류버스바(196)는, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)을 직렬로 연결한다.
대전류버스바(196)는, 제1배터리모듈(100a)에 배치되는 제4버스바(170)와 제2배터리모듈(100b)에 배치되는 제4버스바(170)를 연결한다. 대전류버스바(196)는, 제1배터리모듈(100a)에 배치되는 제4버스바(170)와 제2배터리모듈(100b)에 배치되는 제4버스바(170) 각각의 연결걸이(176)에 장착된다.
대전류버스바(196)는, 제1배터리모듈(100a)과 연결되는 제1접촉부(196a), 제2배터리모듈(100b)과 연결되는 제2접촉부(196b), 제1접촉부(196a)와 제2접촉부(196b)를 연결하는 연결부(196c)를 포함한다. 연결부(196c)는, 제1접촉부(196a)와 제2접촉부(196b)를 연결하도록 대각선 형태로 배치될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 파워선(198)은, 제1배터리모듈(100a)의 제5버스바(180)에 연결되는 제1파워선(198a)과 제2배터리모듈(100b)의 제5버스바(180)에 연결되는 제2파워선(198b)을 포함할 수 있다. 제1파워선(198a)과 제2파워선(198b)은 서로 다른 배터리팩(10)에 연결된다.
신호선(199)은 제1배터리모듈(100a)의 제5버스바(180)에 연결되는 제1신호선(199a)과 제2배터리모듈(100b)의 제5버스바(180)에 연결되는 제2신호선(199b)을 포함한다. 제1신호선(199a)과 제2신호선(199b) 각각은 배터리팩 회로기판(220)에 연결될 수 있다.
도 12를 참조하면, 모듈나사(194)는, 제1배터리모듈(100a)의 제1프레임(110)과 제2배터리모듈(100b)의 제1프레임(110)을 연결한다. 도 12를 참조하면, 모듈나사(194)는, 제1배터리모듈(100a) 또는 제2배터리모듈(100b) 중 하나에 고정되는 나사헤더(194a), 제1배터리모듈(100a) 또는 제2배터리모듈(100b) 중 나머지 하나에 고정되는 나사체결부(194b), 나사헤더(194a)와 나사체결부(194b)를 연결하는 나사지지대(194c)를 포함한다. 나사지지대(194c)는, 제2프레임(130)의 서포트돌기(142)를 관통한다.
도 11a 내지 도 11b를 참조하면, 제1배터리모듈(100a)의 제1프레임(110)과 제2배터리모듈(100b)의 제1프레임(110) 각각에는, 상부고정브라켓(200) 또는 하부고정브라켓(210)과 체결되도록 형성되는 제1체결홀(123)이 형성된다.
도 11a 내지 도 11b를 참조하면, 제1배터리모듈(100a)의 제2프레임(130)과 제2배터리모듈(100b)의 제2프레임(130) 각각에는, 한 쌍의 사이드커버(240a, 240b) 각각에 체결되도록 형성되는 제2체결홀(143)이 형성된다.
<상부고정브라켓, 하부고정브라켓, 배터리팩 회로기판 추가>
이하에서는, 도 13 내지 도 14b를 참조하여, 배터리모듈에 상부고정브라켓과 하부고정브라켓이 장착되는 구조를 설명한다.
도 13을 참조하면, 배터리팩(10)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 상부에 배치되고, 배터리모듈(100a, 100b)을 고정시키는 상부고정브라켓(200), 배터리모듈(100)의 하부에 배치되고, 배터리모듈(100a, 100b)을 고정시키는 하부고정브라켓(210), 상부고정브라켓(200)의 상측에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 센싱정보를 수집하는 배터리팩 회로기판(220), 배터리팩 회로기판(220)을 상부고정브라켓(200)으로부터 이격시키는 스페이서(222)를 포함한다.
상부고정브라켓(200)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 상측에 배치된다. 상부고정브라켓(200)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 상측의 적어도 일부를 커버하는 어퍼보드(202), 어퍼보드(202)의 전방단부에서 하측방향으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 전방부와 접촉하게 배치되는 제1어퍼홀더(204a), 어퍼보드(202)의 후방단부에서 하측방향으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 후방부와 접촉하게 배치되는 제2어퍼홀더(204b), 어퍼보드(202)의 일측단부에서 하측으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 일측과 결합되는 제1어퍼마운터(206a), 어퍼보드(202)의 타측단부에서 하측으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 타측과 결합되는 제2어퍼마운터(206b), 어퍼보드(202)의 후방단부에서 상측으로 절곡되는 후방밴더(208)를 포함한다.
어퍼보드(202)는 배터리모듈(100a, 100b)의 상측에 배치된다. 제1어퍼마운터(206a)와 제2어퍼마운터(206b) 각각은 배터리모듈(100a, 100b)의 전방과 후방을 감싸도록 배치된다. 따라서, 제1어퍼마운터(206a)와 제2어퍼마운터(206b)은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)이 결합된 상태를 유지시킬 수 있다.
어퍼보드(202)의 일측단부에는 전후방향으로 이격된 한 쌍의 제1어퍼마운터(206a)가 배치된다. 어퍼보드(202)의 타측단부에는 전후방향으로 이격된 한 쌍의 제2어퍼마운터(206b)가 배치된다.
한 쌍의 제1어퍼마운터(206a)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합된다. 한 쌍의 제1어퍼마운터(206a) 각각에는 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에서 제1어퍼마운터홀(206ah)이 형성된다. 마찬가지로, 한 쌍의 제2어퍼마운터(206b)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합되고, 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에서 제2어퍼마운터홀(206bh)이 형성된다.
제1어퍼홀더(204a), 제2어퍼홀더(204b), 제1어퍼마운터(206a), 및 제2어퍼마운터(206b)에 의해 상부고정브라켓(200)이 배터리모듈(100a, 100b)의 상측에서 위치가 고정될 수 있다. 즉, 상기의 구조에 의해, 상부고정브라켓(200)이 배터리모듈(100a, 100b)의 구조를 유지시킬 수 있다.
상부고정브라켓(200)은 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제1프레임(110)에 고정된다. 상부고정브라켓(200)의 제1어퍼마운터(206a)와 제2어퍼마운터(206b) 각각은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제1프레임(110)에 형성된 제1체결홀(123)에 고정된다.
후방밴더(208)는, 이하에서 설명될 탑커버(230)를 고정할 수 있다. 후방밴더(208)는 탑커버(230)의 후방벽(234)에 고정될 수 있다. 후방밴더(208)는 탑커버(230)의 후방이동을 제한할 수 있다. 따라서, 탑커버(230)와 상부고정브라켓(200)의 체결을 용이하게 할 수 있다.
하부고정브라켓(210)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 하측에 배치된다. 하부고정브라켓(210)은, 배터리모듈(100a, 100b)의 하부의 적어도 일부를 커버하는 로어보드(212), 로어보드(212)의 전방단부에서 상측방향으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 전방부와 접촉하게 배치되는 제1로어홀더(214a), 로어보드(212)의 후방단부에서 상측방향으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 후방부와 접촉하게 배치되는 제2로어홀더(214b), 로어보드(212)의 일측단부에서 상측으로 절곡되고 배터리모듈(100a, 100b)의 일측과 결합되는 제1로어마운터(216a), 로어보드(212)의 타측단부에서 상측으로 절곡되고 배터리모듈(100)의 타측과 결합되는 제2로어마운터(216b)를 포함한다.
제1로어마운터(216a)와 제2로어마운터(216b) 각각은 배터리모듈(100a, 100b)의 전방과 후방을 감싸도록 배치된다. 따라서, 제1로어마운터(216a)와 제2로어마운터(216b)은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)이 결합된 상태를 유지시킬 수 있다.
로어보드(212)의 일측단부에는 전후방향으로 이격된 한 쌍의 제1로어마운터(216a)가 배치된다. 로어보드(212)의 타측단부에는 전후방향으로 이격된 한 쌍의 제2로어마운터(216b)가 배치된다.
한 쌍의 제1로어마운터(216a)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합된다. 한 쌍의 제1로어마운터(216a) 각각에는 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에서 제1로어마운터홀(216ah)이 형성된다. 마찬가지로, 한 쌍의 제2로어마운터(216b)는 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합되고, 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에서 제2로어마운터홀(216bh)이 형성된다.
하부고정브라켓(210)은 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제1프레임(110)에 고정된다. 하부고정브라켓(210)의 제1로어마운터(216a)와 제2로어마운터(216b) 각각은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제1프레임(110)에 형성된 제1체결홀(123)에 고정된다.
배터리팩 회로기판(220)은, 상부고정브라켓(200)의 상측에 고정되게 배치될 수 있다. 배터리팩 회로기판(220)은 센싱기판(190), 버스바, 또는 이하에서 설명할 써미스터(224)와 연결되어 배터리팩(10) 내부에 배치되는 복수의 배터리셀(101)의 정보를 수신할 수 있다. 배터리팩 회로기판(220)은 복수의 배터리셀(101)의 정보를 이하에서 설명할 메인회로기판(34a)으로 전달할 수 있다.
배터리팩 회로기판(220)은 상부고정브라켓(200)으로부터 상측으로 이격배치될 수 있다. 배터리팩 회로기판(220)과 상부고정브라켓(200) 사이에는, 배터리팩 회로기판(220)을 상부고정브라켓(200)으로부터 상측으로 이격시키는 복수의 스페이서(222)가 배치된다. 복수의 스페이서(222)는 배터리팩 회로기판(220)의 엣지부분에 배치될 수 있다.
<사이드커버, 사이드브라켓, 탑커버, 냉각팬 추가>
이하에서는, 도 15 내지 도 16b를 참조하여, 상부고정브라켓과 하부고정브라켓이 결합된 배터리모듈에 사이드커버, 사이드브라켓, 탑커버, 및 냉각팬이 장착되는 구조를 설명한다.
배터리팩(10)은, 상부고정브라켓(200)의 상측에 배치되고, 배터리팩 회로기판(220)의 상측을 커버하는 탑커버(230), 배터리모듈(100a, 100b)의 양 측면에 배치되고, 냉각홀(242a)이 형성된 한 쌍의 사이드커버(240a, 240b), 배터리모듈(100a, 100b)의 양 측면에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)의 배치를 고정시키는 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b), 및 배터리모듈(100a, 100b)의 일측면에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b) 내부의 공기유동을 형성하는 냉각팬(280)을 더 포함한다.
탑커버(230)는, 상부고정브라켓(200)의 상측에 배치되고, 배터리팩 회로기판(220)이 배치되는 공간을 형성한다. 탑커버(230)는, 배터리팩 회로기판(220)의 둘레를 커버하도록 배치된다. 탑커버(230)는 배터리팩 회로기판(220)을 외부로부터 보호할 수 있다. 또한, 탑커버(230)는, 상측에서 받을 수 있는 충격이 하측에 배치되는 배터리셀(101) 각각으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
탑커버(230)는 후방에서 상부고정브라켓(200)의 후방밴더(208)에 체결된다. 탑커버(230)는 상부고정브라켓(200)으로부터 상측으로 이격배치되는 상부커버(232), 상부커버(232)의 후방단부에서 하측으로 절곡되어 연장되는 후방벽(234), 상부커버(232)의 전방단부에서 하측으로 연장되어 절곡되는 전방벽(236), 전방벽(236)의 하측단부에서 전방으로 절곡되어 연장되는 전방리브(238)를 포함한다.
탑커버(230)는, 후방벽(234)이 후방밴더(208)와 체결되고, 전방리브(238)가 어퍼보드(202)와 체결되어 배치가 고정될 수 있다. 전방벽(236)에는 파워선(198)이 관통하는 제1관통홀(236a)과, 배터리팩 회로기판(220)에서 연장되는 통신선(36)이 관통하는 제2관통홀(236b)이 형성될 수 있다.
한 쌍의 사이드커버(240a, 240b) 각각은 배터리모듈(100a, 100b)의 양측에 배치되어, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)의 배치를 고정한다.
한 쌍의 사이드커버(240a, 240b) 각각은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제2프레임(130)에 고정된다. 한 쌍의 사이드커버(240a, 240b) 각각은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b) 각각의 제2프레임(130)에 형성된 제2체결홀(143)에 고정된다.
한 쌍의 사이드커버(240a, 240b) 각각은, 냉각홀(242a)이 형성된 커버플레이트(242), 커버플레이트(242)의 양측에서 밴딩되고, 배터리모듈(100a, 100b)의 일측으로부터 이격시키는 커버측벽(244), 커버플레이트(242) 상측에 배치되고, 상측으로 연장되는 전선가이드부(246), 커버플레이트(242) 일측에 배치되고, 커버홀(248a)이 형성되는 커버체결부(248)를 포함한다.
커버플레이트(242)에는 냉각홀(242a)이 형성되는 부분에서 리브(242b)가 배치된다. 리브(242b)는, 냉각홀(242a)이 형성되는 부분에서 사이드커버의 강성을 보강할 수 있다. 커버플레이트(242)에는, 냉각홀(242a)이 형성되는 둘레부분에서 외측방향으로 돌출되는 장착리브(243)가 배치된다. 장착리브(243)의 내측으로 냉각팬(280)이 장착될 수 있다.
커버체결부(248)는, 커버플레이트(242)의 하측으로 연장되거나, 전선가이드부(246)의 상측으로 연장되도록 배치될 수 있다. 커버체결부(248)는 제2체결홀(143)과 대응하는 부분에서 커버홀(248a)이 형성된다. 별도의 체결나사(미도시)가 커버홀(248a)과 제2체결홀(143)을 관통하여, 배터리모듈(100a, 100b)과 사이드커버를 체결할 수 있다.
전선가이드부(246)는, 커버플레이트(242)에서 상측으로 연장되는 구조를 가진다. 전선가이드부(246)는, 상부고정브라켓(200)의 상측으로 연장된다. 전선가이드부(246)는 내부에 파워선(198)이나 신호선(199)이 배치되는 공간을 형성한다.
한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 각각은, 브라켓바디(252), 브라켓바디(252)의 양측에서 배터리모듈(100a, 100b) 방향으로 돌출되는 브라켓측벽(254), 브라켓바디(252)의 상측에서 배터리모듈(100a, 100b) 방향으로 돌출되는 브라켓탑벽(256), 브라켓바디(252)의 하측에 배치되는 충격흡수부(260)를 포함한다.
한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 각각은, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합된다. 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 각각은, 상부고정브라켓(200) 또는 하부고정브라켓(210)의 외측에 배치되고, 제1배터리모듈(100a)과 제2배터리모듈(100b)에 형성되는 제1체결홀(123)에 결합된다.
구체적인 사이드브라켓의 구성 및 형태는 이하에서 자세하게 설명한다.
냉각팬(280)은, 한 쌍의 사이드커버(240a, 240b) 중 하나에 장착된다. 냉각팬(280)은 사이드커버에 배치되는 장착리브(243) 내측으로 장착될 수 있다.
<방열구조>
이하에서는, 도 17 내지 도 19를 참조하여, 배터리팩의 방열을 위한 구조를 설명한다.
본 발명의 배터리팩(10)은 복수의 배터리셀(101)을 공랭식으로 냉각하는 구조를 가진다. 따라서, 본 발명의 배터리팩(10)은 일측으로 냉각팬(280)이 배치되고, 내부에 배치되는 복수의 배터리셀(101) 공기가 유동하는 공간을 형성하도록 서로 이격 배치된다.
도 17을 참조하면, 복수의 배터리셀(101)은, 서로 수직한 4방향으로 이격배치된다. 도 17을 참조하면, 복수의 배터리셀(101)은 상, 하, 좌, 우 방향으로 이격배치된다.
복수의 배터리셀(101)은 제2프레임(130)의 제2고정돌기(134)와, 제1프레임(110)의 제1고정돌기(114)에 의해 배치가 고정된다.
도 17을 참조하면, 배터리셀(101)이 인접하게 배치된 다른 배터리셀(101)과의 이격간격(D1)은 배터리셀(101)의 지름(101D)의 0.1배 내지 0.2배로 형성될 수 있다. 냉각팬(280)의 작동으로 복수의 배터리셀(101)의 이격공간 사이로 공기유동이 형성될 수 있다.
도 18을 참조하면, 제2프레임(130)의 제2고정돌기(134)와 제1프레임(110)의 제1고정돌기(114) 사이의 이격간격(D2)은 배터리셀(101)의 높이(101H)의 0.5배 내지 0.9배로 형성될 수 있다. 따라서, 배터리셀(101)의 외둘레가 유동하는 공기와 접촉되는 면적을 최대화할 수 있다.
냉각팬(280)은 배터리모듈(100a, 100b) 내부의 공기를 외부로 배출하도록 작동한다. 따라서, 냉각팬(280)이 작동하면, 냉각팬(280)이 배치되지 않는 사이드커버(240)의 냉각홀(242a)을 통해 외부공기가 배터리모듈(100a, 100b)로 공급된다. 또한, 냉각팬(280)이 작동하면, 냉각팬(280)이 배치된 사이드커버(240)의 냉각홀(242a)을 통해 배터리모듈(100a, 100b) 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있다.
도 17을 참조하면, 한 쌍의 사이드커버(240a, 240b) 각각의 커버플레이트(242)는, 배터리모듈(100a, 100b)의 일측단부로부터 이격되게 배치된다. 냉각홀(242a)의 크기는, 배터리모듈(100a, 100b)의 일측면의 크기보다 작게 형성된다. 따라서, 냉각홀(242a)을 통해 유입된 공기가 복수의 배터리셀(101) 각각으로 유동하도록, 냉각홀(242a)이 형성된 커버플레이트(242)가 배터리모듈(100a, 100b)의 일측단부로부터 이격되게 배치된다.
복수의 배터리셀(101) 각각의 하부에는, 방열플레이트(124)가 배치된다. 방열플레이트(124)는 알루미늄재질로 형성되어, 배터리셀(101)에서 발생하는 열을 외부로 방출할 수 있다. 복수의 배터리셀(101) 각각은 방열플레이트(124)와 전도성 접착액을 통해 접착될 수 있다.
전도성 접착액은, 알루미나가 포함된 본딩용액으로, 배터리셀(101) 하부에 배치되는 방열플레이트(124)를 고정하고, 배터리셀(101)에서 발생하는 열을 방열플레이트(124)로 전달할 수 있다.
복수의 배터리셀(101) 중 일부에는, 배터리셀(101)의 온도를 측정하는 써미스터(224)와, 써미스터(224)의 배치를 배터리셀(101)의 외둘레에 고정하는 장착고리(226)가 배치된다. 써미스터(224)는 복수의 배터리셀(101) 중에서 주로 온도가 상승하는 부분에 배치되는 배터리셀(101)에 배치될 수 있다.
장착고리(226)는 일측이 개구된 링형상을 가지고, 개구되지 않은 일측으로 써미스터(224)가 장착되는 장착홈(226a)을 형성한다. 장착고리(226)는, 배터리셀(101)의 외둘레에 장착되어, 써미스터(224)를 배터리셀(101)의 외주면과 접촉시킨다.
써미스터(224)는 신호선(199)을 통해 배터리팩 회로기판(220)과 연결된다. 써미스터(224)는 배터리팩 회로기판(220)으로 배터리셀(101)에서 감지된 온도정보를 송신할 수 있다. 배터리팩(10)은 써미스터(224)로부터 파악되는 온도정보를 바탕으로 냉각팬(280)의 회전속도를 조절할 수 있다.
방열플레이트(124)는 이하에서 설명하는 케이싱(12)의 일측면에 접촉하도록 배치될 수 있다. 케이싱(12)은 적어도 하나의 배터리팩(10)을 수용하는 구성이다. 따라서, 방열플레이트(124)는 배터리셀(101)로부터 전달받은 열을 케이싱(12)으로 전달할 수 있다.
<사이드브라켓의 구체구조>
이하에서는, 도 20a 내지 도 22를 참조하여, 사이드브라켓(250)의 구조 및 형태를 설명한다. 이하에서 설명되는 사이드브라켓(250)의 구조 및 형태는 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 모두에 적용될 수 있다.
사이드브라켓(250)은, 내측으로 개구홀(252a)이 형성된 브라켓바디(252), 브라켓바디(252)의 양측에서 배터리모듈(100a, 100b) 방향으로 돌출되는 한 쌍의 브라켓측벽(254), 브라켓바디(252)의 상측에서 배터리모듈(100a, 100b) 방향으로 돌출되는 브라켓탑벽(256), 브라켓바디(252)의 하측에 배치되고 배터리모듈(100a, 100b)보다 하측으로 돌출되는 충격흡수부(260)를 포함한다.
브라켓바디(252)에는 개구홀(252a)이 형성된다. 개구홀(252a)에는 사이드커버(240)가 배치될 수 있다. 따라서, 개구홀(252a)은 사이드커버(240)보다 크게 형성될 수 있다.
브라켓바디(252)에는, 개구홀(252a)이 형성된 내측으로 돌출되는 이너돌기(258) 가 배치된다. 이너돌기(258)는, 사이드커버(240) 방향으로 돌출될 수 있다.
브라켓바디(252) 또는 이너돌기(258) 에는 사이드브라켓(250)이 배터리모듈(100a, 100b)에 체결되도록 형성된 브라켓홀(252b)이 형성된다. 브라켓홀(252b)은 배터리모듈(100a, 100b)의 제1체결홀(123)에 대응하는 위치에 형성된다. 별도의 체결나사(미도시)를 통해 사이드브라켓(250)이 배터리모듈(100a, 100b)에 체결될 수 있다.
사이드브라켓(250)은 브라켓바디(252)의 일측에서 돌출되는 핸들리브(259)를 포함한다. 핸들리브(259)는, 개구홀(252a)의 상단부에서 브라켓바디(252)로부터 배터리모듈(100a, 100b) 방향으로 돌출되게 배치된다. 핸들리브(259)는, 상부고정브라켓(200)보다 상측에 배치된다.
한 쌍의 브라켓측벽(254) 각각은, 상단부에서 서로 마주하는 방향으로 밴딩되는 브라켓밴딩부(254a)를 포함한다. 브라켓밴딩부(254a)는, 브라켓탑벽(256)의 하측에 배치된다.
도 21을 참조하면, 브라켓측벽(254)이 브라켓바디(252)로부터 돌출된 길이(254L)는, 브라켓탑벽(256)이 브라켓바디로부터 돌출된 길이(256L)와 대략 동일하게 형성될 수 있다.
도 21을 참조하면, 충격흡수부(260)는, 브라켓바디(252)로부터 하측으로 연장되고, 일측이 개구된 사각형의 링형상으로 형성될 수 있다. 충격흡수부(260)는, 브라켓바디(252)로부터 하측으로 연장되는 제1수직플레이트(262), 제1수직플레이트(262)의 하측단부로부터 수직하게 절곡되어 배터리모듈(100a, 100b) 방향으로 연장되는 제1수평플레이트(264), 제1수평플레이트(264)의 단부로부터 절곡되어 상측으로 연장되는 제2수직플레이트(266), 제2수직플레이트(266)의 상단으로부터 절곡되어 제1수직플레이트(262) 방향으로 연장되는 제2수평플레이트(268)를 포함한다.
도 21을 참조하면, 제1수직플레이트(262)가 상하“‡향으로 연장되는 길이(262L)는, 제1수평플레이트(264)가 좌우방향으로 연장되는 길이(264L)보다 길게 형성된다. 제1수평플레이트(264)의 길이(264L)는, 제1수직플레이트(262)의 길이(262L)의 2배 내지 3배의 크기로 형성될 수 있다. 제1수직플레이트(262)의 길이(262L)는 제2수직플레이트(266)의 길이(266L)보다 길거나 같게 형성될 수 있다.
제2수평플레이트(268)의 길이(268L)는 제1수평플레이트(264)의 길이(264L)보다 짧게 형성될 수 있다. 제2수평플레이트(268)의 길이(268L)는 제1수직플레이트(262)의 길이(262L)와 같거나 짧게 형성될 수 있다.
도 22를 참조하면, 충격흡수부(260)가 전후방향으로 형성되는 충격흡수부(260)의 폭(260W)은 브라켓탑벽(256)이 전후방향으로 형성된 브라켓탑벽(256)의 폭(256W)보다 좁게 형성된다.
사이드브라켓(250)의 일측에는 배터리팩(10)을 케이싱(12)에 고정시키는 고정브라켓(270)이 배치될 수 있다. 고정브라켓(270)은 상측에서 바라볼 때, ‘ㄱ’자 형태를 가질 수 있다.
고정브라켓(270)은, 사이드브라켓(250)에 체결되는 제1체결벽(272)과, 케이싱(12)에 체결되는 제2체결벽(274)을 포함한다. 제2체결벽(274)에는 케이싱(12)에 체결되도록 형성된 고정홀(276, 278)이 형성된다. 고정홀(276, 278)은 상측에 배치되는 어퍼고정홀(276)과 어퍼고정홀(276) 하측에 배치되는 로어고정홀(278)을 포함한다. 어퍼고정홀(276) 또는 로어고정홀(278) 중 하나의 홀은 상하방향으로 길게 형성될 수 있다. 도 21을 참조하면, 어퍼고정홀(276)은 로어고정홀(278)보다 상하방향으로 길게 형성된다.
이하에서는 도 23과 도 24을 참조하여, 배터리팩(10)에 배치되는 사이드브라켓(250)의 배치를 설명한다.
한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b)은 배터리모듈(100a, 100b)의 상단 또는 하단보다 상측과 하측으로 돌출되게 배치되어, 외부충격이 배터리셀(101)로 직접적으로 전달되는 것을 방지한다. 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b)은 배터리모듈(100a, 100b)의 양단에 배치될 수 있다. 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 각각의 상단은, 상부고정브라켓(200)의 어퍼보드(202)보다 상측에 배치된다. 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 각각의 상단은, 배터리모듈(100a, 100b)의 상단보다 높게 배치된다. 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 각각의 상단은, 탑커버(230)의 상단보다 낮게 배치된다.
한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b)의 하단은, 배터리모듈(100a, 100b)의 하단보다 낮게 배치된다. 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b)은 배터리모듈(100a, 100b)보다 하측으로 돌출되게 배치된다. 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 각각의 충격흡수부(260)는 배터리모듈(100a, 100b)보다 하측에 배치된다.
충격흡수부(260)의 제2수평플레이트(268)는 배터리모듈(100a, 100b)의 하부면과 마주하게 배치될 수 있다. 제2수평플레이트(268)는 배터리모듈(100a, 100b)의 하부면과 이격배치될 수 있다. 즉, 제2수평플레이트(268)와 배터리모듈(100a, 100b) 사이에 간격이 형성될 수 있다.
충격흡수부(260)가 배터리모듈(100a, 100b)로부터 하측으로 돌출된 높이(260H)는, 탑커버(230)가 사이드커버(240)의 상단으로부터 돌출된 높이(230H)보다 길게 형성될 수 있다. 따라서, 2개 이상의 배터리팩(10a, 10b)이 상하방향으로 배치될 때, 상하방향으로 배치되는 사이드브라켓(250)끼리 접촉하고, 배터리모듈(100a, 100b)과 탑커버(230)는 서로 이격되게 배치된다. 도 24를 참조하면, 2개의 배터리팩(10)이 상하방향으로 배치될 때, 상측에 배치되는 사이드브라켓(250)의 하단과 하측에 배치되는 사이드브라켓(250)의 상측이 접촉된다. 이때, 하측에 배치되는 배터리팩(10)의 탑커버(230)와 상측에 배치되는 배터리팩(10)의 배터리모듈(100)의 하단부가 접촉하지 않도록 배치된다. 이러한 구조에서는, 상하방향으로 배치되는 복수의 배터리팩(10)이 낙하되더라도, 한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 사이에 배치되는 배터리모듈(100a, 100b)이 보호될 수 있다.
한 쌍의 사이드브라켓(250a, 250b) 사이의 간격(D3)은, 탑커버(230)가 좌우방향으로 연장되는 길이(230L)보다 크거나 같게 형성된다. 따라서, 하나의 배터리팩(10) 위에 다른 하나의 배터리팩(10)을 배치할 때, 동일한 위치로 조정이 용이하다.
<에너지저장장치>
도 25 내지 도 27을 참조하여, 본 발명의 에너지 저장장치(1)를 설명한다.
도 25을 참조하면, 에너지 저장장치(1)는, 적어도 하나의 배터리팩(10), 적어도 하나의 배터리팩(10)이 배치되는 공간을 형성하는 케이싱(12), 케이싱(12)의 전면을 개폐하는 도어(28), 케이싱(12) 내측에 배치되고 배터리의 충전 또는 방전을 위해 전기의 특성을 변환시키는 전력변환기(32)(PCS : Power Conditioning System), 배터리셀(101)의 전류, 전압, 온도 등의 정보를 모니터링하는 배터리관리기(BMS : Battery Monitoring System)를 포함한다.
케이싱(12)은, 전방이 개구된 형태를 가질 수 있다. 케이싱(12)은 후방을 커버하는 케이싱후방벽(14)과, 케이싱후방벽(14)의 양측단에서 전방으로 연장되는 한 쌍의 케이싱측벽(20), 케이싱후방벽(14)의 상단에서 전방으로 연장되는 케이싱탑벽(24), 및 케이싱후방벽(14)의 하단에서 전방으로 연장되는 케이싱베이스(26)을 포함할 수 있다. 케이싱후방벽(14)에는, 배터리팩(10)과 체결되도록 형성된 팩체결부(16)와 배터리팩(10)의 방열플레이트(124)와 접촉하도록 전방으로 돌출된 접촉플레이트(18)를 포함한다.
도 25를 참조하면, 접촉플레이트(18)는 케이싱후방벽(14)으로부터 전방으로 돌출되게 배치될 수 있다. 접촉플레이트(18)는 방열플레이트(124)의 일측과 접촉하도록 배치될 수 있다. 따라서, 배터리팩(10) 내부에 배치된 복수의 배터리셀(101)에서 방출되는 열이 방열플레이트(124)와 접촉플레이트(18)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
한 쌍의 케이싱측벽(20) 중 하나에는, 에너지 저장장치(1)의 전원을 온/오프하는 스위치(22a, 22b)가 배치될 수 있다. 본 발명에서는, 제1스위치(22a)와 제2스위치(22b)가 배치되어, 에너지 저장장치(1)의 전원의 안전성 또는 동작의 안전성을 강화할 수 있다.
전력변환기(32)는, 회로기판(33)과, 회로기판(33)의 일측에 배치되고 전력 변환을 수행하는 전력변환소자(33a)(Insulated gate bipolar transistor; IGBT)를 포함할 수 있다.
배터리관리기는, 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각에 배치되는 배터리팩 회로기판(220)과 케이싱(12) 내부에 배치되고 복수의 배터리팩 회로기판(220)과 통신선(36)으로 연결되는 메인회로기판(34a)을 포함할 수 있다.
메인회로기판(34a)은, 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각에 배치되는 배터리팩 회로기판(220)과 통신선(36)으로 연결될 수 있다. 메인회로기판(34a)은, 배터리팩(10)으로부터 연장되는 파워선(198)과 연결될 수 있다.
케이싱(12) 내부에는 적어도 하나의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d)이 배치될 수 있다. 케이싱(12) 내부에는 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d)이 배치된다. 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d)은 상하방향으로 배치될 수 있다.
복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d)은 각각의 사이드브라켓(250)의 상단과 하단이 접촉되도록 배치될 수 있다. 이때, 상하로 배치되는 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각은 배터리모듈(100a, 100b)과 탑커버(230)가 접촉되지 않도록 배치된다.
복수의 배터리팩(10) 각각은, 케이싱(12)에 고정되게 배치된다. 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각은 케이싱후방벽(14)에 배치되는 팩체결부(16)에 체결된다. 즉, 복수의 배터리팩(10a, 10b, 10c, 10d) 각각의 고정브라켓(270)이 팩체결부(16)에 체결된다. 팩체결부(16)는, 접촉플레이트(18)와 같이 케이싱후방벽(14)으로부터 전방으로 돌출되게 배치될 수 있다.
접촉플레이트(18)는, 케이싱후방벽(14)으로부터 전방으로 돌출되게 배치될 수 있다. 따라서, 접촉플레이트(18)는, 배터리팩(10)에 포함된 하나의 방열플레이트(124)와 접촉되도록 배치될 수 있다.
하나의 배터리팩(10)에는, 2개의 배터리모듈(100a, 100b)이 포함된다. 따라서, 하나의 배터리팩(10)에는 2개의 방열플레이트(124)가 배치된다. 배터리팩(10)에 포함된 하나의 방열플레이트(124)는 케이싱후방벽(14)을 마주하도록 배치되고, 다른 하나의 방열플레이트(124)는 도어(28)를 향하도록 배치된다.
하나의 방열플레이트(124)는 케이싱후방벽(14)에 배치되는 접촉플레이트(18)와 접촉하도록 배치되고, 다른 하나의 방열플레이트(124)는 도어(28)와 이격되게 배치된다. 다른 하나의 방열플레이트(124)는 케이싱(12) 내부를 유동하는 공기에 의해 냉각될 수 있다.
<다른 실시예>
이하에서는, 도 28를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩을 설명한다. 도 28를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩의 구조에도, 도 3 내지 도 11b에서 설명한 제1배터리모듈과 제2배터리모듈을 포함할 수 있다. 따라서, 도 28에서 설명되는 제1배터리모듈(312)과 제2배터리모듈(314) 각각은, 도 3 내지 도 11b에서 설명한 복수의 배터리셀(101), 복수의 배터리셀의 일측을 고정하는 제1프레임(110), 복수의 배터리셀의 타측을 고정하는 제2프레임(130)을 포함한다.
도 28를 참조하면, 배터리팩(300)은, 제1배터리모듈과 제2배터리모듈이 결합된 배터리모듈 어셈블리(310), 배터리모듈 어셈블리(310)의 전방을 커버하는 프론트커버(320), 배터리모듈 어셈블리(310)의 하측에 배치되는 바텀커버(330), 배터리모듈 어셈블리(310)의 상측에 배치되는 어퍼커버(340), 배터리모듈 어셈블리(310)의 구조를 결합시키는 모듈브라켓(352, 354), 배터리모듈 어셈블리(310)를 어퍼커버(340) 또는 바텀커버(330)에 결합시키는 커버브라켓(362, 364)을 포함한다.
배터리팩(300)은 어퍼커버(340)에 장착되어, 어퍼커버(340)가 바텀커버(330)에 체결되는 위치로 가이드하는 가이드브라켓(372, 374)을 포함한다. 가이드브라켓(372, 374)은, 배터리모듈 어셈블리(310)의 일측에 삽입되어 어퍼커버(340)의 위치를 가이드할 수 있다.
배터리팩(300)은, 어퍼커버(340)의 상측으로 결합되는 한 쌍의 핸들(380)을 포함한다. 한 쌍의 핸들(380)은 좌우방향으로 서로 이격배치된다.
바텀커버(330)는 배터리모듈 어셈블리(310)의 하측을 커버하는 베이스패널(332)과, 배터리모듈 어셈블리(310)의 후방을 커버하는 리어패널(334)을 포함한다. 베이스패널(332)과 리어패널(334)의 양측단에는 이하에서 설명하는 한 쌍의 사이드패널(344)과 체결되도록 밴딩된 제1체결리브(336)가 배치되고, 베이스패널(332)의 전단에는 프론트커버에 체결되도록 밴딩된 제2체결리브(338)가 배치된다.
어퍼커버(340)는, 배터리모듈 어셈블리(310)의 상측을 커버하는 탑패널(342)과 배터리모듈 어셈블리(310)의 양측을 커버하는 한 쌍의 사이드패널(344)을 포함한다. 탑패널(342)과 한 쌍의 사이드패널(344)의 전단에는 프론트패널(320)과 체결되도록 밴딩된 제3체결리브(346)가 배치된다.
모듈브라켓(352, 354)은, 제1배터리모듈(312)과 제2배터리모듈(314) 각각에 포함된 제1프레임과 제2프레임을 체결하는 프레임고정판(352)과, 제1배터리모듈(312)과 제2배터리모듈(314)을 체결하는 모듈고정판(354)을 포함한다.
모듈고정판(354)은 프레임고정판(352)의 외측에 배치되고, 제1배터리모듈(312)과 제2배터리모듈(314) 각각에 고정되게 배치된다. 모듈고정판(354)은, 배터리모듈 어셈블리(310)의 상측 또는 하측에 배치되는 메인패널(354a)과, 메인패널(354a)의 양단에서 밴딩되어 배터리모듈 어셈블리(310)의 전방면과 후방면에 접촉하는 단부패널(354b)을 포함한다.
프레임고정판(352)과 모듈고정판(354) 각각은, 배터리모듈 어셈블리(310)의 상측과 하측에 배치될 수 있다.
커버브라켓(362, 364)은, 배터리모듈 어셈블리(310)를 바텀커버(330)에 고정시키는 베이스브라켓(362), 배터리모듈 어셈블리(310)을 한 쌍의 사이드패널(344)에 고정시키는 사이드브라켓(364)을 포함한다.
가이드브라켓(372, 374)은, 탑패널(342)에 장착되는 제1가이드브라켓(372)과 한 쌍의 사이드패널(344) 각각에 장착되는 제2가이드브라켓(374)을 포함한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 에너지 저장장치 10 : 배터리팩
12 : 케이싱 28 : 도어
32 : 전력변환기 100 : 배터리모듈
101 : 배터리셀 102 : 제1셀어레이
103 : 제2셀어레이 105 : 제1셀그룹
106 : 제2셀그룹 107 : 제3셀그룹
110 : 제1프레임 124 : 방열플레이트
130 : 제2프레임 150 : 제1버스바
152 : 제2버스바 160 : 제3버스바
170 : 제4버스바 180 : 제5버스바
190 : 센싱기판 192 : 절연플레이트
196 : 대전류버스바 200 : 상부고정브라켓
210 : 하부고정브라켓 220 : 배터리팩회로기판
230 : 탑커버 240a, 240b : 사이드커버
250a, 250b : 사이드브라켓 280 : 냉각팬

Claims (19)

  1. 제1방향으로 서로 이격 배치되고, 서로 직렬로 연결된 복수의 제1셀어레이를 포함하는 제1셀그룹;
    상기 제1셀그룹의 일측에 배치되고, 적어도 하나의 제2셀어레이를 포함하는 제2셀그룹;
    상기 복수의 제1셀어레이 사이에 배치되고, 인접하게 배치되는 2개의 제1셀어레이 각각을 직렬로 연결하는 복수의 제1버스바;
    상기 복수의 제1셀어레이 중 하나와 상기 제2셀어레이를 직렬로 연결하는 적어도 하나의 제2버스바를 포함하고,
    상기 복수의 제1셀어레이 각각은, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 이격 배치되고,
    상기 제2셀어레이는, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 이격 배치되는 에너지 저장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2버스바는, 상기 제1셀어레이와 연결되는 제1연결바와, 상기 제2셀어레이와 연결되는 제2연결바를 포함하고,
    상기 제2연결바는 상기 제1연결바에 수직하게 배치되는 에너지저장장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1버스바 각각은, 상기 제2방향으로 연장되는 직선바 형태를 가지고, 상기 복수의 제1셀어레이 사이에 배치되는 에너지저장장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2셀그룹은, 상기 제1방향으로 배치되는 복수의 상기 제2셀어레이를 포함하고,
    상기 복수의 제2셀어레이 각각을 직렬로 연결하는 제3버스바를 포함하는 에너지 저장장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2셀어레이에 포함된 복수의 배터리셀은 상기 제2버스바와 상기 제3버스바 사이에 배치되는 에너지 저장장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제3버스바는,
    복수의 제2셀어레이 중 하나의 제2셀어레이에 연결되도록 상기 제1방향으로 연장되는 제1수직바;
    상기 복수의 제2셀어레이 중 다른 하나의 제2셀어레이에 연결되도록 상기 제1방향으로 연장되는 제2수직바; 및
    상기 제1수직바와 상기 제2수직바 사이에 배치되고, 상기 제2방향으로 연장되는 수평바를 포함하는 에너지저장장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2셀어레이에 포함된 배터리셀은, 상기 제1수직바 및 상기 제2수직바 중 하나와 상기 제2버스바의 상기 제2연결바 사이에 배치되는 에너지저장장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 제2셀어레이는 상기 수평바를 기준으로 대칭되게 배치되는 에너지저장장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리모듈은,
    상기 제1셀그룹으로부터 상기 제2방향으로 이격배치되고, 상기 제1방향으로 서로 이격배치되고 서로 직렬로 연된된 복수의 제1셀어레이를 포함하는 제3그룹을 포함하는 에너지저장장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2셀그룹은 상기 제1셀그룹과 상기 제3셀그룹 사이에 배치되는 에너지저장장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2버스바는, 상기 제1셀그룹에 포함된 하나의 제1셀어레이 또는 상기 제3셀그룹에 포함된 하나의 제2셀어레이와 상기 제2셀그룹에 포함된 하나의 제2셀어레이를 연결하는 에너지저장장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 제1버스바와 상기 제2버스바 각각에 연결되어 상기 복수의 배터리셀의 정보를 감지하는 센싱기판을 더 포함하고,
    상기 센싱기판은 상기 제2셀그룹을 둘러싸는 사각형의 링형상을 가지는 에너지저장장치.
  13. 제1배터리모듈과, 상기 제1배터리모듈에 마주하게 배치되는 제2배터리모듈과, 상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈을 연결하는 대전류버스바를 포함하는 적어도 하나의 배터리팩을 포함하고,
    상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각은,
    제1방향으로 서로 이격 배치되고, 서로 직렬로 연결된 복수의 제1셀어레이를 포함하는 제1셀그룹;
    상기 제1셀그룹의 일측에 배치되고, 적어도 하나의 제2셀어레이를 포함하는 제2셀그룹;
    상기 복수의 제1셀어레이 사이에 배치되고, 인접하게 배치되는 2개의 제1셀어레이 각각을 직렬로 연결하는 제1버스바;
    상기 복수의 제1셀어레이 중 하나와 상기 제2셀어레이를 직렬로 연결하는 제2버스바를 포함하고,
    상기 복수의 제1셀어레이 각각은, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 이격 배치되고,
    상기 제2셀어레이는, 서로 병렬로 연결된 복수의 배터리셀이 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 이격 배치되는 에너지저장장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각은,
    복수의 배터리셀;
    상기 복수의 배터리셀 각각의 일측을 고정하는 제1프레임;
    상기 복수의 배터리셀 각각의 타측을 고정하는 제2프레임을 포함하고,
    상기 제1배터리모듈의 상기 제2프레임과 상기 제2배터리모듈의 상기 제2프레임은 서로 마주하게 배치되고,
    상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각의 상기 제2프레임에는 복수의 배터리셀 각각을 직렬 또는 병렬로 연결하는 상기 제1버스바와 상기 제2버스바가 배치되는 에너지저장장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각은,
    상기 제1배터리모듈에 포함된 상기 제1셀어레이와 상기 제2배터리모듈에 포함된 상기 제1셀어레이를 직렬로 연결하는 제4버스바를 포함하고,
    상기 대전류버스바는, 상기 제1배터리모듈에 포함된 상기 제4버스바와 상기 제2배터리모듈에 포함된 상기 제4버스바를 서로 연결하는 에너지저장장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각에 포함된 상기 제4버스바는,
    상기 제1셀어레이의 일측에 배치되는 셀연결바와, 상기 셀연결바에서 수직하게 절곡되어 제2프레임의 단부벽을 따라 연장되고 상기 대전류버스바와 연결되는 추가연결바를 포함하는 에너지저장장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 추가연결바는, 상기 대전류버스바가 연결되도록 상측에 홈을 형성하는 연결걸이를 포함하는 에너지저장장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 대전류버스바는, 상기 제1배터리모듈의 상기 제4버스바와 연결되는 제1접촉부, 상기 제2배터리모듈의 상기 제4버스바과 연결되는 제2접촉부, 및 상기 제1접촉부와 상기 제2접촉부를 연결하도록 경사지게 배치되는 연결부를 포함하는 에너지저장장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 배터리팩은, 제1배터리팩과, 상기 제1배터리팩의 상측에 배치되는 제2배터리팩을 포함하고,
    상기 제1배터리팩과 상기 제2배터리팩 각각에 포함된 제1배터리모듈과 상기 제2배터리모듈 각각은,
    상기 제1배터리팩의 상기 제1배터리모듈 또는 상기 제2배터리모듈에 포함된 상기 제1셀어레이와 상기 제2배터리팩의 상기 제1배터리모듈 또는 상기 제2배터리모듈에 포함된 상기 제1셀어레이에 포함된 상기 제1셀어레이를 직렬로 연결하는 제5버스바를 포함하고,
    상기 제1배터리팩의 상기 제5버스바는, 상기 제2배터리팩의 상기 제5버스바와 파워선으로 연결되는 에너지저장장치.
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