KR20230083156A - 에너지저장장치 - Google Patents

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KR20230083156A
KR20230083156A KR1020210171311A KR20210171311A KR20230083156A KR 20230083156 A KR20230083156 A KR 20230083156A KR 1020210171311 A KR1020210171311 A KR 1020210171311A KR 20210171311 A KR20210171311 A KR 20210171311A KR 20230083156 A KR20230083156 A KR 20230083156A
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신창현
최성우
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Abstract

본 발명은 에너지 저장장치에 관한 것이다.
본 발명의 에너지 저장장치는, 서로 다른 방향으로 이격 배치되는 복수의 배터리셀과, 상기 복수의 배터리셀 각각의 하부에 접촉하고, 상기 복수의 배터리셀 배치를 고정하는 제1프레임과, 상기 복수의 배터리셀 상부에 접촉하고, 상기 제1프레임과 이격배치되고, 상기 복수의 배터리셀 배치를 고정하는 제2프레임과, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에서 고정되게 배치되고, 상기 복수의 배터리셀 중 하나의 배터리셀과 접촉하고, 접촉된 상기 배터리셀의 형태 변형을 감지하는 센서를 포함한다.

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.
배터리팩에 배치되는 복수의 배터리셀은 리튬 이온 배터리를 사용할 수 있다. 다만, 리튬 이온 배터리 셀은 사용 조건 및 환경에 따라 내부에 가스가 발생하여 부풀어 오르는 스웰링 현상 발생할 수 있고, 스웰링 현상이 생긴 배터리 셀은 충방전 성능이 저하시키는 문제를 일으킨다.
배터리셀은 고온, 과충전으로 스웰링 형상이 발생할 수 있으며, 스웰링 현상이 발생된 배터리를 방치하는 경우, 배터리팩의 사용에 영향을 미칠 수 있다.
공개 특허 KR10-2021-0061938호는 스웰링을 감지하는 배터리구조를 개시하고 있다. 다만, 상기 문헌에 개시된 내용은 파우치형 타입의 셀에 사용될 수 있으나, 원통형 타입의 배터리셀 구조에는 적용이 어려운 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원통형 타입의 배터리셀을 포함하는 에너지 저장장치 구조에서도, 배터리셀의 스웰링 현상을 민감하게 감지할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 복수의 배터리셀 중에서, 스웰링 현상이 발생할 확률이 높은 영역에서 센서를 배치하여, 배터리셀의 스웰링 현상을 빠르게 감지할 수 있는 에너지 저장장치를 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, 복수의 배터리셀이 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치는, 서로 다른 방향으로 이격 배치되는 복수의 배터리셀과, 상기 복수의 배터리셀 각각의 하부에 접촉하고, 상기 복수의 배터리셀 배치를 고정하는 제1프레임과, 상기 복수의 배터리셀 상부에 접촉하고, 상기 제1프레임과 이격배치되고, 상기 복수의 배터리셀 배치를 고정하는 제2프레임과, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에서 고정되게 배치되고, 상기 복수의 배터리셀 중 하나의 배터리셀과 접촉하고, 접촉된 상기 배터리셀의 형태 변형을 감지하는 센서를 포함하여, 제1프레임과 제2프레임 사이에 배치되는 배터리셀의 스웰링을 감지할 수 있다.
상기 센서는, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에서 배치가 고정되는 고정부와 상기 고정부에 이동가능하게 배치되는 이동부를 포함하고, 상기 이동부는 일단부가 상기 배터리셀의 둘레면에 접촉하게 배치되어, 배터리셀의 스웰링을 감지할 수 있다.
복수의 배터리셀 중 하나인 제1배터리셀에 장착되고, 상기 센서의 배치를 고정하는 센서마운터를 더 포함하고, 상기 센서는 일측이 상기 센서마운터에 고정되고, 타측이 상기 제1배터리셀에 인접하게 배치되는 상기 복수의 배터리셀 중 다른 하나인 제2배터리셀에 접촉하게 배치되어, 2개의 배터리셀 사이의 간격 변형을 민감하게 감지할 수 있다.
상기 센서마운터는, 일측이 개구된 고리형상을 가지고, 외둘레면에 상기 센서가 장착되는 제1장착홈이 형성된다.
상기 센서는 상기 고정부의 일측에 배치되고 상기 제1장착홈에 삽입되는 장착부를 포함하고, 상기 제1장착홈은, 상기 이동부의 이동방향에 수직한 방향으로 개구되어, 배터리의 변형에도 장착홈에 장착된 센서의 배치가 유지될 수 있다.
상기 센서마운터에 장착되고, 상기 배터리셀의 온도를 측정하는 써미스터를 포함하고, 상기 센서마운터는 상기 배터리셀과 접촉하는 내둘레면에 상기 써미스터가 장착되는 제2장착홈이 형성되어, 센서마운터를 사용하여 배터리셀의 스웰링을 감지하거나 배터리셀의 온도를 감지할 수 있다.
상기 제1프레임에는 상기 제2프레임과 체결되도록 상기 제1프레임방향으로 돌출되는 제1체결돌기가 배치되고, 상기 제2프레임에는 상기 제1체결돌기와 연결되도록 상기 제1프레임방향으로 돌출되는 제2체결돌기가 배치되고, 상기 센서는 상기 제1체결돌기와 상기 제2체결돌기 중 하나에 장착되고, 일단이 복수의 배터리셀 중 하나의 배터리셀에 접촉하게 배치되어, 센서가 프레임에 고정되어 배치가 유지될 수 있다.
상기 복수의 배터리셀은, 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하는 제1셀그룹과, 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하고, 상기 제1셀그룹과 이격배치되는 제2셀그룹으로 구분되고, 상기 센서는 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 사이에 배치되고, 상기 제1셀그룹 또는 상기 제2셀그룹에 포함된 배터리셀에 접촉하게 배치되어, 복수의 셀그룹 사이에 형성되는 간격을 이용하여 센서를 배치할 수 있다.
상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 중 하나의 그룹에 포함된 제1배터리셀에 장착되고, 상기 센서의 배치를 고정하는 센서마운터를 포함하고, 상기 센서는 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 중 다른 하나의 그룹에 포함되고, 상기 제1배터리셀에 마주하게 배치되는 제2배터리셀의 둘레면에 접촉하게 배치되어, 복수의 셀그룹 사이의 공간에서 센서마운터 및 센서를 배치할 수 있다.
상기 제1셀그룹에서 상기 제2셀그룹에 원거리에 배치되는 영역에서 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 내부의 공기를 외부로 배출시키는 냉각팬이 장착되고, 상기 제2셀그룹에서 상기 제1셀그룹의 원거리에 배치되는 영역에서 외부공기가 유입되는 냉각홀이 형성되어, 제1프레임과 제2프레임 사이에 배치되는 복수의 배터리셀을 공기유동을 이용하여 냉각할 수 있다.
상기 복수의 배터리셀은, 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하는 제1셀그룹과, 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하고, 상기 제1셀그룹과 이격배치되는 제2셀그룹과, 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하고, 상기 제2셀그룹과 이격배치되는 제3셀그룹으로 구분되고, 상기 센서는, 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 사이에 배치되고 상기 제1셀그룹 또는 상기 제2셀그룹에 포함된 배터리셀에 접촉하게 배치되는 제1센서와, 상기 제2셀그룹과 상기 제3셀그룹 사이에 배치되고 상기 제2셀그룹 또는 상기 제3셀그룹에 포함된 배터리셀에 접촉하게 배치되는 제2센서를 포함하여, 복수의 셀그룹 사이에 형성되는 간격을 이용하여 센서를 배치할 수 있다.
상기 제1셀그룹의 외측방향에 배치되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 내부의 공기를 외부로 배출시키는 냉각팬을 포함하고, 상기 제3셀그룹의 외측방향에는 외부공기가 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 내부 유입되는 냉각홀이 형성되어, 공기유동으로 배터리셀을 냉각시키고, 냉각팬과 냉각홀의 영향이 적게 받는 위치에 센서를 배치시킬 수 있다.
상기 제2프레임 상측에 배치되고 상기 복수의 배터리셀을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바와, 상기 제2프레임 상측에 배치되고 상기 복수의 배터리셀의 정보를 감지하는 센싱기판을 포함하고, 상기 센싱기판은 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 사이와 상기 제2셀그룹과 상기 제3셀그룹 사이에 배치되어, 센싱기판의 배치 등을 이유로 복수의 셀그룹 사이에 공간이 형성될 수 있고, 해당공간에서 센서를 배치할 수 있다.
상기 제1프레임은 상기 제2프레임과 체결되도록 돌출된 제1체결돌기를 포함하고, 상기 제2프레임은, 상기 제1체결돌기와 돌출된 제2체결돌기를 포함하고, 상기 제1체결돌기와 상기 제2체결돌기는 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 사이 또는 상기 제2셀그룹과 상기 제3셀그룹 사이에 배치되고, 상기 센서는 상기 제1체결돌기 또는 상기 제2체결돌기에 장착되고, 상기 복수의 배터리셀 중 하나의 배터리셀의 둘레면에 접촉하게 배치된다.
상기 센서는 상기 제1체결돌기에 장착되어, 센서가 배터리셀의 하부에 접촉하여 스웰링을 감지할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 에너지 저장장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 센서는 배터리셀의 둘레면에 접촉되게 배치되고, 배터리셀의 형태변형을 감지할 수 있는 구조를 가져, 배터리셀의 스웰링 현상을 민감하게 감지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 센서마운터가 제1배터리셀에 배치되고, 센서가 인접하게 배치되는 제2배터리셀에 접촉하게 배치된다. 이러한 구조에서는 2개의 배터리셀 사이의 간격 변화나, 하나의 배터리셀의 형태변형 등을 감지할 수 있어, 스웰링 현상을 민감하게 감지할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 냉각팬과 냉각홀이 배치되는 영역과 원거리 영역에 배치되는 배터리셀에 센서를 배치하여, 고온에 의한 배터리셀의 형태변형이 일어날 수 있는 영역에서 센서를 장착하여, 스웰링 현상을 빠르게 감지할 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 본 발명의 일 실시예에 따른 센서마운터에 센서가 장착된 상태의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서마운터에 써미스터가 장착된 상태의 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩에 배치되는 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 20는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩에 배치되는 센서를 설명하기 위한 확대도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 구조에서의 공기의 유동과 배터리셀의 온도분포를 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩에 배치되는 센서를 설명하기 위한 확대도이다.
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 //에서 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(228)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.
<스웰링감지>
이하에서는 도 17 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서(224)와 센서마운터(226)를 설명한다.
배터리팩(10)은 배터리셀(101)의 스웰링을 감지하는 센서(224)를 포함한다. 배터리팩(10)은, 배터리팩(10) 내부에서 센서(224)의 배치를 고정하는 센서마운터(226)를 포함할 수 있다.
센서(224)는 복수의 배터리셀(101)이 배치되는 공간에 배치되고, 적어도 하나의 배터리셀(101)과 접촉하게 배치되어, 배터리셀(101)의 스웰링을 감지할 수 있다. 센서(224)는 일단부가 배터리셀(101)의 둘레면에 접촉하게 배치된다. 센서(224)는 배터리셀(101)의 둘레면의 형태변형을 감지하는 스위치센서를 사용할 수 있다. 따라서, 센서(224)는 배터리셀(101)의 둘레면에 접촉하게 배치되고, 배터리셀(101)이 스웰링에 따라 둘레방향으로 형태변형되는 것을 감지할 수 있다.
센서(224)는 배터리셀(101), 제1프레임(110)의 제1체결돌기(120), 또는 제2프레임(130)의 제2체결돌기(140)에 장착될 수 있다.
도 19 내지 도 20을 참조하면, 센서(224)는 배터리셀(101)의 둘레에 배치될 수 있다. 센서(224)는 하나의 배터리셀(101)에 배치가 고정되게 배치되고, 다른 하나의 배터리셀(101)의 둘레면에 접촉하게 배치된다.
도 20을 참조하면, 센서마운터(226)는 하나의 배터리셀(101) 둘레에 장착되어, 센서(224)의 배치를 고정시킬 수 있다. 센서(224)는 센서마운터(226)에 장착되어 배치가 고정된다. 또한, 센서(224)는 센서마운터(226)에 장착될 때, 일단부가 다른 배터리셀(101)의 둘레면에 접촉하게 배치될 수 있다. 도 20을 참조하면, 센서마운터(226)는 제1배터리셀(1011)에 배치되고, 센서(224)는 제1배터리셀(1011)에 인접하게 배치되는 제2배터리셀(1012)의 둘레면에 접촉하게 배치된다.
도 17 내지 도 18을 참조하면, 센서마운터(226)는, 배터리셀(101)의 둘레면에 장착될 수 있는 고리형태를 가질 수 있다. 센서마운터(226)는 일측이 개구된 고리형상을 가지고, 배터리셀(101)의 둘레면에 장착될 수 있다.
도 17을 참조하면, 센서마운터(226)는 외둘레면에서 센서(224)가 장착된다. 센서(224)는 센서마운터(226)의 반경방향 외측으로 연장되도록 배치된다. 센서마운터(226)의 외둘레면에는 센서(224)의 장착부(224c)가 장착되는 제1장착홈(226a)이 형성된다. 제1장착홈(226a)은 상측으로 개구된 형상을 가진다. 제1장착홈(226a)은 상측에서 바라볼때, ‘T’자 형태를 가져, 장착된 센서(224)가 반경방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
도 18을 참조하면, 센서마운터(226)의 내둘레면에는 배터리셀(101)의 온도를 측정하는 써미스터(228)가 장착될 수 있다. 센서마운터(226)의 내둘레면에는 써미스터(228)가 장착되는 제2장착홈(226b)이 형성될 수 있다.
도 17을 참조하면, 센서(224)는, 고정부(224a)와 고정부(224a)에서 상대적으로 이동하며, 접촉하는 배터리셀(101)의 스웰링을 감지하는 이동부(224b)와, 고정부(224a)의 일측에 배치되고, 제1장착홈(226a)에 삽입되는 장착부(224c)를 포함할 수 있다.
고정부(224a)는 실린더 형상을 가지고, 내측에 이동부(224b)가 이동가능하게 배치되는 공간을 형성할 수 있다. 이동부(224b)는 고정부(224a)의 내부에서 이동가능하게 배치되고, 일단부가 고정부(224a)의 외측으로 돌출되게 배치된다. 이동부(224b)는 일정간격으로 이동부(224b)가 돌출되게 배치될 수 있다. 별도의 외력이 존재하지 않을 때, 이동부(224b)의 배치는 유지될 수 있다. 센서(224)는 이동부(224b)가 별도의 외력으로 고정부(224a) 내측으로 이동할 때, 배터리셀(101)의 스웰링을 감지할 수 있다.
고정부(224a)는 배터리셀(101)이나 체결돌기(120, 140)에 고정되게 배치될 수 있다. 이동부(224b)는 고정부(224a)에 이동가능하게 배치된다. 이동부(224b)는 일단부가 배터리셀(101)의 둘레면에 접촉하게 배치될 수 있다. 따라서, 배터리셀(101)의 형태변형에 따라 이동부(224b)의 위치가 변경될 수 있다. 센서(224)는 이동부(224b)의 위치변동을 감지하여 배터리셀(101)의 스웰링을 판단할 수 있다.
도 19를 참조하면, 센서(224)는 제1셀그룹(105) 또는 제3셀그룹(107)과 마주하게 배치되는 제2셀그룹(106)에 포함된 배터리셀(101)에 배치될 수 있다. 도 19를 참조하면, 복수의 배터리셀(101)은 제1셀그룹(105), 제2셀그룹(106), 및 제3셀그룹(107)으로 구분될 수 있다. 즉, 제1셀그룹(105), 제2셀그룹(106), 및 제3셀그룹(107) 각각은 서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함할 수 있다.
제1셀그룹(105)의 일측방향 또는 제3셀그룹(107)의 일측방향으로 냉각팬(280)이 배치되고, 제1셀그룹(105)의 일측방향과 제3셀그룹(107)의 일측방향 중 나머지 방향으로 냉각홀(242a)가 형성될 수 있다. 도 19를 참조하면, 제1셀그룹(105)의 외측방향으로 냉각팬(280)이 배치되고, 제3셀그룹(107)의 외측방향으로 냉각홀(242a)가 형성될 수 있다. 여기서, 제1셀그룹(105)과 제3셀그룹(107) 사이에 배치되는 제2셀그룹(106)을 향하는 방향을 내측방향으로 설정하고, 제2셀그룹(106)과 멀어지는 방향을 외측방향으로 설정할 수 있다.
도 21의 (a)를 참조하면, 냉각팬(280)이 배치되는 제1셀그룹(105)의 외측방향과 냉각홀(242a)가 인접하게 배치되는 제3셀그룹(107)의 외측방향에서 공기유동이 활발하게 형성되는 것을 파악할 수 있다.
도 21의 (b)를 참조하면, 공기의 유동이 활발하게 형성되지 않는 제2셀그룹(106)과 제2셀그룹(106)에 인접하게 배치되는 제1셀그룹(105) 또는 제3셀그룹(107)에서 배터리셀(101)의 온도가 높게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 배터리셀(101)의 온도가 높게 형성되는 제2셀그룹(106)의 배터리셀(101)이나 제2셀그룹(106)에 인접하게 배치되는 제1셀그룹(105) 또는 제3셀그룹(107)의 배터리셀(101)에 센서를 장착시킬 수 있다.
제1셀그룹(105)과 제2셀그룹(106) 사이와 제2셀그룹(106)과 제3셀그룹(107) 사이에는 센싱기판(190)이 배치되므로, 제1셀그룹(105)과 제2셀그룹(106) 사이와 제2셀그룹(106)과 제3셀그룹(107) 사이간격은 일정길이 이상으로 형성될 수 있다. 제1셀그룹(105)과 제2셀그룹(106) 사이와 제2셀그룹(106)과 제3셀그룹(107) 사이간격은 제1셀그룹(105), 제2셀그룹(106), 및 제3셀그룹(107) 각각의 내부에 배치되는 배터리셀(101) 사이의 간격보다 크게 형성된다.
배터리팩(10)의 크기의 제한으로, 제1셀그룹(105), 제2셀그룹(106), 및 제3셀그룹(107) 각각의 내부에 배치되는 복수의 배터리셀(101)은 서로 인접하게 배치되는 배터리셀(101) 사이의 간격이 크게 형성될 수 없다. 따라서, 본 발명의 센서(224)가 배치되는 공간을 확보하기 어렵다.
다만, 제1셀그룹(105)과 제2셀그룹(106) 사이와 제2셀그룹(106)과 제3셀그룹(107) 사이간격은 배터리모듈의 높이방향(h+, h-) 상측에 배치되는 센싱기판(190)이 배치되도록 일정수준의 간격이 확보될 수 있다.
도 19를 참조하면, 제2셀그룹(106)에 배치되는 배터리셀(101)에 센서마운터(226)가 배치될 수 있다. 센서(224)는 제1셀그룹(105) 또는 제3셀그룹(107)에 포함된 배터리셀(101)의 둘레면에 접촉하게 배치된다. 도 19를 참조하면, 배터리팩(10)은 제2셀그룹(106)에 포함되는 배터리셀(101)에 장착되고, 제1셀그룹(105)에 포함되는 배터리셀(101)에 접촉하게 배치되는 제1센서(224)와, 제2셀그룹(106)에 포함되는 배터리셀(101)에 장착되고, 제3셀그룹(107)에 포함되는 배터리셀(101)에 접촉하게 배치되는 제2센서(224)를 포함할 수 있다. 도 19를 참조하면, 센서(224)는 제1셀그룹(105) 또는 제3셀그룹(107)과 마주하게 배치되는 제2셀그룹(106)의 배터리셀(101)에 장착되고, 제1셀그룹(105) 또는 제3셀그룹(107)에 포함된 배터리셀(101)에 접촉하게 배치된다. 도 19를 참조하면, 센서(224)는 배터리모듈의 폭방향(w+, w-) 중심에서 이격되게 배치될 수 있다.
센서(224)는, 2개의 배터리모듈(100)이 결합된 상태에서, 상부에 위치하는 영역에 배치될 수 있다. 도 21의 (a)를 참조하면, 배터리모듈(100)이 결합된 상태에서, 상부에 위치하는 영역에서 배터리셀(101)의 온도가 높게 형성되는 것을 확인할 수 있다.
도 22를 참조하면, 센서(224)는 배터리모듈(100)에 배치되는 제1프레임(110)의 제1체결돌기(120) 또는 제2프레임(130)의 제2체결돌기(140)에 고정되게 배치될 수 있다. 제1체결돌기(120)와 제2체결돌기(140)는 제1셀그룹(105)과 제2셀그룹(106) 사이에 배치될 수 있다. 제1체결돌기(120)와 제2체결돌기(140)는 제2셀그룹(106)과 제3셀그룹(107) 사이에 배치될 수 있다.
제1프레임(110)의 제1체결돌기(120) 또는 제2프레임(130)의 제2체결돌기(140) 각각은 제1셀그룹(105)과 제2셀그룹(106) 사이 또는 제2셀그룹(106)과 제3셀그룹(107) 사이에 배치될 수 있다.
센서(224)는 제1셀그룹(105)과 제2셀그룹(106) 사이 또는 제2셀그룹(106)과 제3셀그룹(107) 사이에 배치되고, 인접하게 배치되는 배터리셀(101)에 접촉하게 배치될 수 있다. 센서(224)는 제1체결돌기(120) 또는 제2체결돌기(140)에 고정배치되는 장착부(224c), 장착부(224c)의 일측에 배치되는 고정부(224a), 고정부(224a)에 이동가능하게 배치되고 배터리셀(101)의 둘레면에 접촉하는 이동부(224b)를 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 100 : 배터리모듈
101 : 배터리셀 105 : 제1셀그룹
106 : 제2셀그룹 107 : 제3셀그룹
110 : 제1프레임 120 : 제1체결돌기
130 : 제2프레임 140 : 제2체결돌기
190 : 센싱기판 224 : 센서
226 : 센서마운터 280 : 냉각팬
190 : 센싱기판 192 : 절연플레이트
196 : 대전류버스바 200 : 상부고정브라켓
210 : 하부고정브라켓 220 : 배터리팩회로기판
230 : 탑커버 240a, 240b : 사이드커버
250a, 250b : 사이드브라켓 280 : 냉각팬

Claims (15)

  1. 서로 다른 방향으로 이격 배치되는 복수의 배터리셀;
    상기 복수의 배터리셀 각각의 하부에 접촉하고, 상기 복수의 배터리셀 배치를 고정하는 제1프레임;
    상기 복수의 배터리셀 상부에 접촉하고, 상기 제1프레임과 이격배치되고, 상기 복수의 배터리셀 배치를 고정하는 제2프레임; 및
    상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에서 고정되게 배치되고, 상기 복수의 배터리셀 중 하나의 배터리셀과 접촉하고, 접촉된 상기 배터리셀의 형태 변형을 감지하는 센서를 포함하는 에너지저장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에서 배치가 고정되는 고정부와 상기 고정부에 이동가능하게 배치되는 이동부를 포함하고,
    상기 이동부는 일단부가 상기 배터리셀의 둘레면에 접촉하게 배치되는 에너지 저장장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    복수의 배터리셀 중 하나인 제1배터리셀에 장착되고, 상기 센서의 배치를 고정하는 센서마운터를 더 포함하고,
    상기 센서는 일측이 상기 센서마운터에 고정되고, 타측이 상기 제1배터리셀에 인접하게 배치되는 상기 복수의 배터리셀 중 다른 하나인 제2배터리셀에 접촉하게 배치되는 에너지 저장장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 센서마운터는, 일측이 개구된 고리형상을 가지고, 외둘레면에 상기 센서가 장착되는 제1장착홈이 형성되는 에너지 저장장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 고정부의 일측에 배치되고 상기 제1장착홈에 삽입되는 장착부를 포함하고,
    상기 제1장착홈은, 상기 이동부의 이동방향에 수직한 방향으로 개구된 에너지 저장장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 센서마운터에 장착되고, 상기 배터리셀의 온도를 측정하는 써미스터를 포함하고,
    상기 센서마운터는 상기 배터리셀과 접촉하는 내둘레면에 상기 써미스터가 장착되는 제2장착홈이 형성되는 에너지 저장장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1프레임에는 상기 제2프레임과 체결되도록 상기 제1프레임방향으로 돌출되는 제1체결돌기가 배치되고,
    상기 제2프레임에는 상기 제1체결돌기와 연결되도록 상기 제1프레임방향으로 돌출되는 제2체결돌기가 배치되고,
    상기 센서는 상기 제1체결돌기와 상기 제2체결돌기 중 하나에 장착되고, 일단이 복수의 배터리셀 중 하나의 배터리셀에 접촉하게 배치되는 에너지저장장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리셀은,
    서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하는 제1셀그룹과,
    서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하고, 상기 제1셀그룹과 이격배치되는 제2셀그룹으로 구분되고,
    상기 센서는 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 사이에 배치되고, 상기 제1셀그룹 또는 상기 제2셀그룹에 포함된 배터리셀에 접촉하게 배치되는 에너지 저장장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 중 하나의 그룹에 포함된 제1배터리셀에 장착되고, 상기 센서의 배치를 고정하는 센서마운터를 포함하고,
    상기 센서는 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 중 다른 하나의 그룹에 포함되고, 상기 제1배터리셀에 마주하게 배치되는 제2배터리셀의 둘레면에 접촉하게 배치되는 에너지 저장장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1셀그룹에서 상기 제2셀그룹에 원거리에 배치되는 영역에서 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 내부의 공기를 외부로 배출시키는 냉각팬이 장착되고,
    상기 제2셀그룹에서 상기 제1셀그룹의 원거리에 배치되는 영역에서 외부공기가 유입되는 냉각홀이 형성되는 에너지 저장장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리셀은,
    서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하는 제1셀그룹과,
    서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하고, 상기 제1셀그룹과 이격배치되는 제2셀그룹과,
    서로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리셀을 포함하고, 상기 제2셀그룹과 이격배치되는 제3셀그룹으로 구분되고,
    상기 센서는, 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 사이에 배치되고 상기 제1셀그룹 또는 상기 제2셀그룹에 포함된 배터리셀에 접촉하게 배치되는 제1센서와, 상기 제2셀그룹과 상기 제3셀그룹 사이에 배치되고 상기 제2셀그룹 또는 상기 제3셀그룹에 포함된 배터리셀에 접촉하게 배치되는 제2센서를 포함하는 에너지 저장장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1셀그룹의 외측방향에 배치되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 내부의 공기를 외부로 배출시키는 냉각팬을 포함하고, 상기 제3셀그룹의 외측방향에는 외부공기가 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 내부 유입되는 냉각홀이 형성되는 에너지 저장장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2프레임 상측에 배치되고 상기 복수의 배터리셀을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바와, 상기 제2프레임 상측에 배치되고 상기 복수의 배터리셀의 정보를 감지하는 센싱기판을 포함하고,
    상기 센싱기판은 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 사이와 상기 제2셀그룹과 상기 제3셀그룹 사이에 배치되는 에너지 저장장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1프레임은 상기 제2프레임과 체결되도록 돌출된 제1체결돌기를 포함하고,
    상기 제2프레임은, 상기 제1체결돌기와 돌출된 제2체결돌기를 포함하고,
    상기 제1체결돌기와 상기 제2체결돌기는 상기 제1셀그룹과 상기 제2셀그룹 사이 또는 상기 제2셀그룹과 상기 제3셀그룹 사이에 배치되고,
    상기 센서는 상기 제1체결돌기 또는 상기 제2체결돌기에 장착되고, 상기 복수의 배터리셀 중 하나의 배터리셀의 둘레면에 접촉하게 배치되는 에너지 저장장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 제1체결돌기에 장착되는 에너지 저장장치.
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