KR20230120756A - 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩에 관한 것으로, 특히 배터리 셀을 다수개 적층하여 모빌리티용 배터리 팩을 제공하되, 분리형 엔드 카트리지리를 통해 배터리 셀이 장착되는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩에 관한 것이다.

Description

분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩{BATTERY PACK WITH SEPARATING TYPE CARTRIDGE}
본 발명은 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀을 다수개 적층하여 모빌리티용 배터리 팩을 제공하되, 분리형 엔드 카트리지리를 통해 배터리 셀이 장착되는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩에 관한 것이다.
충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있으며, 퍼스널 모빌리티(PM)나 전기자동차(EV)와 같은 모빌리티용 이차전지는 다수의 배터리 셀을 적층한 배터리 팩 타입으로 제공된다.
예컨대, 근거리 이동 수단으로서 전동 퀵보드, 전동 스쿠터 및 전기 자전거와 같은 퍼스널 모빌리티(PM: Personal Mobility)는 재충전 가능한 배터리 팩으로부터 전력을 공급받아 주행이 이루어진다.
이러한 모빌리티는 이동 수단의 특성상 하중을 줄여 주행 거리를 늘릴 수 있도록 배터리 팩 자체도 그 하중을 줄여야 하며, 동시에 주행중은 물론 보관 중에도 안정성을 보장하여야 한다.
또한, 모빌리티에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서 다수의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬 방식으로 전기적으로 연결하여 전지모듈을 구성하므로 확장성이 용이하고 안정적인 배터리 셀 결합 구조를 유지할 수 있어야 한다.
대한민국 공개특허 제2020-0063059호 대한민국 공개특허 제2012-0081821호 대한민국 공개특허 제2016-0087141호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하중을 줄이면서도 전지모듈의 안정성을 높이도록, 배터리 셀을 다수개 적층하여 모빌리티용 배터리 팩을 제공하되, 분리형 엔드 카트리지리를 통해 배터리 셀이 장착되는 분리형 카트리지를 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩은 배터리 팩의 외장을 구성하는 배터리 하우징과; 상기 배터리 하우징 내에 적층되는 다수개의 배터리 셀과; 상기 배터리 셀의 양단부를 각각 지지하도록 서로 분리되어 있으며, 한 쌍으로 이루어지는 엔드 카트리지와; 상기 엔드 카트리지의 외측에서 상기 적층된 다수개의 배터리 셀들간 셀 전극을 서로 연결시키는 전도성 재질의 버스 바; 및 상기 한 쌍의 엔드 카트리지 사이에 배치되며, 일측은 상기 배터리 셀에 접촉하고 타단은 외부로 노출되는 방열판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배터리 하우징은 상기 엔드 카트리지의 외측 단부에 각각 절개 형성된 끼움 슬롯들을 관통하여 삽입 조립되는 측면판과; 다수개 적층된 상기 배터리 셀들의 전면부에 조립되는 전면판과; 다수개 적층된 상기 배터리 셀들의 후면부에 조립되는 후면판과; 다수개 적층된 상기 배터리 셀들의 하단부에 조립되는 하부판과; 다수개 적층된 상기 배터리 셀들의 상단부에 조립되는 상부판; 및 상기 상부판, 다수개 적층된 엔드 카트리지 및 하부판을 순차로 관통하여 나사체결되는 조립나사;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 한 쌍의 엔드 카트리지는 상기 배터리 셀의 길이 방향 일측 단부를 지지하는 제1 엔드 카트리지; 및 상기 배터리 셀의 길이 방향 타측 단부를 지지하는 제2 엔드 카트리지;를 포함하되, 상기 엔드 카트리지의 일측면에는 각각 상기 배터리 셀이 안착되는 안착홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 엔드 카트리지는 내측에 상기 배터리 셀이 안착되도록, 상기 안착홈이 형성되어 있는 카트리지 몸체와; 상기 카트리지 몸체의 양측부에 각각 구비되되, 단부가 상기 카트리지 몸체를 지나 외측까지 연장된 적층 조립부와; 상기 카트리지 몸체의 외측 측면에 구비되며, 상기 배터리 셀의 셀 전극을 상기 버스 바에 연결시키는 단자 연결부; 및 상기 적층 조립부에 각각 관통 형성되며, 조립나사가 삽입 조립되는 적층 조립공;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 엔드 카트리지는 상기 카트리지 몸체와 적층 조립부 사이의 경계부분에 형성되어 상기 방열판의 좌우측 단부가 삽입 조립되는 판 조립 슬롯을 포함하며, 상기 방열판은 서로 마주보는 상기 한 쌍의 엔드 카트리지들 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방열판은 상기 한 쌍의 엔드 카트리지 사이에 배치되어 상기 배터리 셀에 접촉하는 판 몸체; 및 상기 판 몸체의 양측 단부에서 상측 또는 하측으로 절곡되어 상기 판 조립 슬롯에 삽입되며, 상기 배터리 셀의 적층면 외측으로 노출되는 판 날개;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 다수개가 적층되는 상기 엔드 카트리지의 상면 및 하면에는 상하에 서로 인접하는 다른 엔드 카트리지에 맞물려 조립되도록 끼움돌기 및 끼움공이 각각 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명은 배터리 셀을 다수개 적층하여 모빌리티용 배터리 팩을 제공하되, 한 쌍의 분리형 엔드 카트리지리를 통해 배터리 셀의 양측 단부만을 국부적으로 지지하고, 그 사이의 방열판을 통해 배터리 셀의 열을 방출시킨다. 따라서, 하중을 줄이면서도 전지모듈의 안정성을 향상시킬 수 있게 한다. 또한, 열 방출 효과를 극대화하고, 금형 소형화를 통해 비용절감을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명에 따른 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩을 나타낸 조립 상태도이다.
도 2는 본 발명의 배터리 하우징을 분리한 분해도이다.
도 3은 본 발명의 하부판을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 적용 가능한 파우치형 배터리 셀을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 배터리 셀 및 방열판의 적층 상태도이다.
도 6은 본 발명의 엔드 카트리지를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 방열판이 조립된 상태를 나타낸 부분도이다.
도 8은 본 발명의 방열판을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 배터리 팩 조립 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩(100)은 실시예로 배터리 하우징(110), 배터리 셀(120), 엔드 카트리지(end cartridge, 130), 버스 바(bus bar, 140) 및 방열판(150)을 포함한다.
이러한 본 발명의 배터리 팩은 외장을 구성하는 배터리 하우징(110) 내에 다수의 배터리 셀(120)이 적층 조립된다.
배터리 셀(120)은 카트리지(cartridge)에 장착된 상태에서 적층되는데, 본 발명의 카트리지는 배터리 셀(120)의 양측 단부만을 각각 국부적으로 지지하는 한 쌍의 엔드 카트리지(130)로 구성된다.
배터리 셀(120)의 적층을 위해 엔드 카트리지(130) 역시 다수의 층으로 적층되며, 상하 인접한 엔드 카트리지(130)들은 서로 맞물려 있다. 나아가 적층된 엔드 카트리지(130)들을 관통하는 조립나사(116)에 의해 서로 견고히 결합된다.
또한, 한 쌍의 엔드 카트리지(130) 사이에는 방열판(150)이 개제된다. 방열판(150)은 적층된 배터리 셀(120)에 접촉한 상태에서 그 측부가 적층면의 외측으로 노출됨에 배터리 셀(120)에서 발생한 열을 외부로 배출한다.
이와 같이 다수 적층된 배터리 셀(120)들은 엔드 카트리지(130)의 외측 측면에 구비된 단자 연결부(133)에서 버스 바(140)에 의해 서로 연결된다. 적층된 배터리 셀(120)들은 실시예에 따라 직렬이나 병렬은 물론 직병렬 연결도 가능하다.
배터리 셀(120)과 버스 바(140)의 연결을 위해, 배터리 셀(120)의 양단에 구비되어 있는 셀 전극(양극, 음극)들은 상술한 버스 바(140)에 연결되며, 상하에 배치된 배터리 셀(120)들간의 연결 방식에 따라 직렬 또는 병렬 연결이 선택된다.
위와 같이 본 발명은 배터리 셀(120)을 다수개 적층하여 모빌리티용 배터리 팩을 제공하되, 한 쌍의 분리형 엔드 카트리지(130)리를 통해 배터리 셀(120)의 양측 단부만을 국부적으로 지지하고, 그 사이의 방열판(150)을 통해 배터리 셀(120)의 열을 방출시킨다.
따라서, 하중을 줄이면서도 전지모듈의 안정성을 향상시킬 수 있게 한다. 또한, 열 방출 효과를 극대화하고, 금형 소형화를 통해 비용절감을 가능하게 한다.
좀더 구체적으로, 배터리 하우징(110)은 배터리 팩의 외장을 구성하는 것으로, 그 내부에 적층되는 배터리 셀(120)들을 외부 충격으로부터 보호하고, 다수의 배터리 셀(120)들의 조립 상태를 유지시킨다.
배터리 하우징(110)은 다수의 배터리 셀(120)이 적층된 셀 모듈의 상면, 하면 및 측면에 각각 조립되도록 다수의 판 부재와 적층 구조를 유지시키 위한 관통 부재를 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 판 부재는 측면판(111), 전면판(112), 후면판(113), 하부판(114) 및 상부판(115)을 포함하여 셀 모듈(즉, 다수의 배터리 셀이 적층된 모듈) 전면을 보호한다. 관통 부재는 조립나사(116)를 적용하여 적층 구조를 관통하여 체결한다.
이때, 측면판(111)은 엔드 카트리지(130)가 위치하는 셀 모듈의 좌우 양측 측면에 각각 구비되는 것으로, 후술하는 바와 같이 엔드 카트리지(130)의 외측 단부에 절개 형성된 끼움 슬롯(도 6의 'S1' 참조)들을 관통하여 삽입 조립된다.
또한, 전면판(112), 후면판(113), 하부판(114) 및 상부판(115)은 각각 다수개 적층된 배터리 셀(120)들의 전면부, 후면부, 하단부 및 상단부에 덮는 방식으로 조립되며, 일 예로 전면판(112)에는 BMS 등이 설치될 수 있다.
도 3과 같이 하부판(114)과 상부판(115)은 서로 대칭되며, 양측부에 내측으로 절곡된 조립 날개(114a)를 포함하고 있어서 강도를 보강하고, 전후면에서 전면판(112)과 후면판(113)을 볼트 체결할 수 있도록 한다.
또한, 도시된 하부판(114)은 물론 그에 대응하는 형상의 상부판(115)에는 배터리 셀(120)이 안착되는 엔드 카트리지(130)가 끼워지는 끼움공(114b) 및 후술하는 조립나사(116)가 관통 체결되는 볼트 체결공(114c) 등을 더 포함한다.
조립나사(116)는 배터리 셀(120)의 적층 상태를 유지 및 고정시키 위한 기본 구성으로, 상부판(115), 다수개 적층된 엔드 카트리지(130) 및 하부판(114)을 순차로 관통하여 나사체결된다.
배터리 셀(120)은 상기한 배터리 하우징(110) 내에 적층되는 것으로 다수개를 포함하며, 실시예로 배터리 셀(120)은 파우치형 셀이 적용될 수 있다.
도 4와 같이, 파우치형 셀은 중심측의 전지부(121)와 그 주변의 실링부(122)를 포함한다. 또한, 셀 전극(C-E)은 배터리 셀(120)의 양단에 구비된 (+)극과 (-)극을 포함하며, 전지부(121)에서 실링부(122)를 통과하여 외측으로 연장된다.
이러한 배터리 셀(120)은 좌우 양측의 단부가 엔드 카트리지(130) 위에 놓여 안착되며, 셀 전극(C-E)은 엔드 카트리지(130)의 외측 측면까지 연장되어 상술한 바와 같이 버스 바(140)와 전기적으로 연결된다.
도 5와 같이, 엔드 카트리지(130)는 다수개 적층되는 배터리 셀(120)들을 각 층에서 지지한다. 또한, 엔드 카트리지(130)에는 방열판(150)이 조립되어 엔드 카트리지(130)에 안착되는 배터리 셀(120)과 접촉하고 열을 방출한다.
엔드 카트리지(130)는 배터리 셀(120)의 양단부를 각각 지지하도록 분리되어 있으며, 서로 마주보는 한 쌍으로 이루어진다. 즉, 엔드 카트리지(130)는 배터리 셀(120)의 길이 방향 일측 단부를 지지하는 제1 엔드 카트리지 및 그 반대측의 타측 단부를 지지하는 제2 엔드 카트리지를 포함한다.
제1 엔드 카트리지(130) 및 제2 엔드 카트리지(130)는 각각 일측면에 배터리 셀(120)이 안착되는 안착홈(131a)이 형성되어 있다. 안착홈(131a)은 조립시 배터리 셀(120)이 위치하는 내측 방향에 형성되며 안착 대상의 형상에 대응한다.
이러한 한 쌍의 엔드 카트리지(130)는 서로 동일하게 제작하여 제작 비용을 절감시킬 수 있으며, 동일하게 제작된 한 쌍의 엔드 카트리지(130)를 서로 마주보도록 배치하여 배터리 셀(120)의 양단부를 각각 지지할 수 있다.
도 6의 (a) 및 (b)에는 엔드 카트리지(130)가 좀더 상세히 나타나 있다.
도시된 바와 같이, 엔트 카트리지(제1 엔드 카트리지 및 제2 엔드 카트리지)는 실시예로 카트리지 몸체(131), 적층 조립부(132), 단자 연결부(133) 및 적층 조립공(134)을 포함한다.
여기서, 카트리지 몸체(131)는 내측에 배터리 셀(120)이 안착되도록 안착홈(131a)이 형성되어 있다. 안착홈(131a)은 전지부(121)와 실링부(122)를 포함하는 배터리 셀(120)을 안착시키도록 이들에 대응하는 형상으로 형성된다.
공지된 바와 같이 파우치형 배터리 셀(120)에서 전지부(121)는 상대적으로 두껍고, 그 외측을 둘러싸는 실링부(122)는 박막 구조로 상대적으로 얇다. 따라서, 안착홈(131a) 역시 다단 구조로 이루어질 수 있다.
적층 조립부(132)는 배터리 셀(120)에 대응하여 다수개의 층으로 구성되는 엔드 카트리지(130)들을 서로 적층시킬 수 있는 조립 구성을 제공한다. 더 나아가, 적층 조립부(132)는 그 사이에 버스 바(140) 등이 조립되는 공간을 제공한다.
이를 위해, 적층 조립부(132)는 일 예로 카트리지 몸체(131)의 양측부에 각각 구비되되, 단부가 카트리지 몸체(131)를 지나 외측까지 연장된다. 즉, 블록 형상의 적층 조립부(132)는 엔드 카트리지(130)의 외측 측면으로부터 외측 방향으로 돌출된다.
또한, 다수개 적층되는 엔드 카트리지(130)들 상호간 서로 맞물려 조립될 수 있도록 끼움돌기(132a) 및 끼움공(132b)을 구비하는데, 바람직하게는 적층 조립부(132)에 그 조립을 위한 끼움돌기(132a)와 끼움공(132b)을 형성한다.
또한, 적층 조립부(132)의 외측 단부 내면에는 상술한 끼움 슬롯(S1)이 형성되어 배터리 하우징(110)의 측면판(111)이 삽입 조립되어 측면판(111)으로 그 내측을 덮고, 배터리 셀(120)이 안착되는 안착홈(131a)까지 센서 라인이 인입되는 센서 설치홈(S2)이 형성되어 있다.
단자 연결부(133)는 배터리 셀(120)의 셀 전극(C-E)을 버스 바(140)에 연결시키도록 카트리지 몸체(131)의 외측 측면에 구비된다. 카트리지 몸체(131)의 외측 측면에는 적층 조립부(132)가 돌출되어 있어서 그들 사이의 공간에서 버스 바(140)의 연결이 이루어진다.
배터리 셀(120)은 양단부에 (+)와 (-)의 셀 전극(C-E)이 있으며, 양 전극은 각각 서로 마주보는 한 쌍의 엔드 카트리지(130) 외측면의 단자 연결부(133)에서 버스 바(140)에 의해 서로 층간 연결된다. 이를 위해 단자 연결부(133)는 일 예로 버스 바(140)가 나사 체결되는 체결구를 포함한다.
적층 조립공(134)은 배터리 셀(120)의 적층 수에 대응하여 적층되는 엔드 카트리지(130)를 조립하기 위한 것으로, 다수의 엔드 카트리지(130)마다 적층 조립부(132)가 관통 형성되어 조립나사(116)가 삽입 조립된다.
일 예로 적층 조립공(134)은 하나의 엔드 카트리지(130) 양단에 구비된 적층 조립부(132)마다 형성되므로 엔드 카트리지(130)에는 2개소에 조립나사(116)가 조립되고, 서로 마주보는 한 쌍의 엔드 카트리지(130)를 통해 총 4개소의 모서리에서 조립나사(116)로 결합된다.
버스 바(140)는 다층 구조로 적층된 배터리 셀(120)의 셀 전극(C-E)들을 직렬, 병렬 혹은 직병렬 혼합으로 연결하는 것으로, 적층된 다수개의 배터리 셀(120)들의 셀 전극(C-E)을 서로 연결시킨다.
버스 바(140)는 셀 전극(C-E)과의 연결을 위해 전도성 재질로 이루어지고, 직렬이나 병렬은 물론, 직병렬 혼합 연결 등 다양한 변형이 가능하며, 직선이나 브릿지 형상 등 배터리 셀(120)의 연결 방식에 따라 다양한 패턴을 가질 수 있다.
일 예로 도시한 바와 같이, 배터리 셀(120)들이 직렬 연결인 경우, 배터리 셀(120)의 양측 셀 전극(C-E)은 상하 방향으로 서로 다르게 절곡되고, 각 층 마다 배터리 셀(120)의 전극 방향이 바뀌도록 지그재그로 배치되며, 버스 바(140)는 동일층 내에서 이들 셀 전극(C-E)을 직렬 연결시킨다.
한편, 방열판(150)은 배터리 셀(120)의 충방전 중 발생한 열을 외부로 방출하기 위한 것으로, 일측(내측)은 배터리 셀(120)에 접촉하고 타측은 외부로 노출되며, 일 예로 열전도율이 높은 알루미늄(Al) 박판으로 제작된다.
이러한 방열판(150)은 한 쌍의 엔드 카트리지(130) 사이에 배치된다. 다시 말해 본 발명의 카트리지는 분리된 상태에서 서로 마주보는 한 쌍의 엔드 카트리지(130)를 적용하므로 이들 사이의 공간에 방열판(150)을 장착한다.
방열판(150)을 엔드 카트리지(130)에 조립할 수 있도록 엔드 카트리지(130)에는 판 조립 슬롯(135)을 구비한다.
도 7의 (a)와 같이 판 조립 슬롯(135)은 카트리지 몸체(131)와 적층 조립부(132) 사이의 경계부분에 절개 형성된다. 따라서, 도 7의 (b)와 같이 방열판(150)의 좌우측 단부가 삽입 조립된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 방열판(150)은 실시예로 한 쌍의 엔드 카트리지(130) 사이에 배치되어 배터리 셀(120)에 접촉하는 판 몸체(151) 및 배터리 셀(120)의 적층면 외측으로 노출되는 판 날개(152)를 포함한다.
이때, 판 날개(152)는 판 몸체(151)의 양측 단부에서 상측 또는 하측으로 절곡되어 판 조립 슬롯(135)에 삽입된다. 실시예에서 판 날개(152)는 상측으로 절곡되어 엔드 카트리지(130)의 하측에서 상측 방향으로 삽입 조립된다.
또한, 판 몸체(151)는 한 쌍의 엔드 카트리지(130) 사이에서 최대한 넓은 표면적을 제공하도록 이들 사이의 공간 형상에 맞춤 방식으로 제공된다. 예컨대, 엔드 카트리지(130)의 내측에 정렬 홈을 형성하면 방열판(150)에는 이에 삽입되는 정렬 돌기(153)를 구비한다.
이하, 위와 같은 구성의 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩의 조립 순서에 대해 설명한다.
도 9와 같이, 실시예로 배터리 하우징(110) 중 하부판(114) 위에 1단 카트리지를 조립한다. 1단 카트리지는 한 쌍의 엔드 카트리지(130)로 구성되며, 엔드 카트리지(130)의 저면에 돌출된 끼움돌기(132a)를 하부판(114)의 홀에 삽입한다.
이때, 각 단마다 배터리 셀(120)과 방열판(150)을 조립하기 위해, 먼저 방열판(150)은 양측 단부는 서로 마주보는 한 쌍의 엔드 카트리지(130)의 하부에서 상방향으로 끼워지고, 배터리 셀(120)은 방열판(150)이 조립된 엔드 카트리지(130)의 상면에 형성되어 있는 안착홈(131a) 위에 놓이게 된다.
다만, 충방전 전류가 흐르는 버스 바(140)가 하부판(114)과 접촉하는 것을 방지하도록 하부판(114)과 1단 카트리지 사이 중 버스 바(140)가 위치하는 부분에는 절연 시트(insulation sheet, 114a)를 삽입할 수 있다. 이는 상부판(115)도 마찬가지이다.
한편, 위와 같이 1단을 조립한 이후에는 설계된 층만큼 엔드 카트리지(130), 방열판(150) 및 배터리 셀(120)이 조립된 각 단을 쌓는다. 예컨대, 위와 같은 방식으로 20단까지 배터리 셀(120)을 적층한다.
적층시 각 단의 엔드 카트리지(130)들은 상하에 구비된 끼움돌기(132a) 및 끼움홈(132b)이 서로 맞물려 적층을 용이하게 하고 좌우 틀어짐을 방지한다.
적층을 마친 후에는 버스 바(140)를 통해 상하층간 배터리 셀(120)들을 연결하고, 엔드 카트리지(130)들을 관통하도록 측면판(111)을 슬라이딩 방식으로 삽입 조립한다. 그 후 최상층의 엔드 카트리지(130) 위에 상부판(115)을 덮어 조립한다.
이와 같이 하층에서 상측까지 적층을 모두 마친 이후에는 상부판(115), 다수 적층된 엔드 카트리지(130) 및 하부판(114)을 관통하도록 조립나사(116)를 체결한다. 조립나사(116)는 일 예로 각 모서리 부분을 포함한 4개소에 조립한다.
또한, 하부판(114)과 상부판(115)을 조립 후에는 전후면에 전면판(112)과 후면판(113)을 볼트 체결하여 조립하고, 여기에 배터리관리시스템(BMS) 등의 필요한 모듈을 설치한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
110: 하우징
120: 배터리 셀
121: 전지부
122: 실링부
130: 엔드 카트리지(end cartridge)
131: 카트리지 몸체
131a: 안착홈
132: 적층 조립부
133: 단자 연결부
134: 적층 조립공
140: 버스 바(bus bar)
150: 방열판
C-E: 셀 전극
S1: 끼움 슬롯
S2: 센서 설치홈

Claims (7)

  1. 배터리 팩의 외장을 구성하는 배터리 하우징(110)과;
    상기 배터리 하우징(110) 내에 적층되는 다수개의 배터리 셀(120)과;
    상기 배터리 셀(120)의 양단부를 각각 지지하도록 서로 분리되어 있으며, 한 쌍으로 이루어지는 엔드 카트리지(end cartridge, 130)와;
    상기 엔드 카트리지(130)의 외측에서 상기 적층된 다수개의 배터리 셀(120)들간 셀 전극(C-E)을 서로 연결시키는 전도성 재질의 버스 바(140); 및
    상기 한 쌍의 엔드 카트리지(130) 사이에 배치되며, 일측은 상기 배터리 셀(120)에 접촉하고 타단은 외부로 노출되는 방열판(150);을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 하우징(110)은,
    상기 엔드 카트리지(130)의 외측 단부에 각각 절개 형성된 끼움 슬롯(S1)들을 관통하여 삽입 조립되는 측면판(111)과;
    다수개 적층된 상기 배터리 셀(120)들의 전면부에 조립되는 전면판(112)과;
    다수개 적층된 상기 배터리 셀(120)들의 후면부에 조립되는 후면판(113)과;
    다수개 적층된 상기 배터리 셀(120)들의 하단부에 조립되는 하부판(114)과;
    다수개 적층된 상기 배터리 셀(120)들의 상단부에 조립되는 상부판(115); 및
    상기 상부판(115), 다수개 적층된 엔드 카트리지(130) 및 하부판(114)을 순차로 관통하여 나사체결되는 조립나사(116);를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 엔드 카트리지(130)는,
    상기 배터리 셀(120)의 길이 방향 일측 단부를 지지하는 제1 엔드 카트리지; 및
    상기 배터리 셀(120)의 길이 방향 타측 단부를 지지하는 제2 엔드 카트리지;를 포함하되,
    상기 엔드 카트리지(130)의 일측면에는 각각 상기 배터리 셀(120)이 안착되는 안착홈(131a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 엔드 카트리지(130)는,
    내측에 상기 배터리 셀(120)이 안착되도록, 상기 안착홈(131a)이 형성되어 있는 카트리지 몸체(131)와;
    상기 카트리지 몸체(131)의 양측부에 각각 구비되되, 단부가 상기 카트리지 몸체(131)를 지나 외측까지 연장된 적층 조립부(132)와;
    상기 카트리지 몸체(131)의 외측 측면에 구비되며, 상기 배터리 셀(120)의 셀 전극(C-E)을 상기 버스 바(140)에 연결시키는 단자 연결부(133); 및
    상기 적층 조립부(132)에 각각 관통 형성되며, 조립나사(116)가 삽입 조립되는 적층 조립공(134);을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 엔드 카트리지(130)는,
    상기 카트리지 몸체(131)와 적층 조립부(132) 사이의 경계부분에 형성되어 상기 방열판(150)의 좌우측 단부가 삽입 조립되는 판 조립 슬롯(135)을 포함하며,
    상기 방열판(150)은 서로 마주보는 상기 한 쌍의 엔드 카트리지(130)들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 방열판(150)은,
    상기 한 쌍의 엔드 카트리지(130) 사이에 배치되어 상기 배터리 셀(120)에 접촉하는 판 몸체(151); 및
    상기 판 몸체(151)의 양측 단부에서 상측 또는 하측으로 절곡되어 상기 판 조립 슬롯(135)에 삽입되며, 상기 배터리 셀(120)의 적층면 외측으로 노출되는 판 날개(152);를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩.
  7. 제4항에 있어서,
    다수개가 적층되는 상기 엔드 카트리지(130)의 상면 및 하면에는 상하에 서로 인접하는 다른 엔드 카트리지(130)에 맞물려 조립되도록 끼움돌기(132a) 및 끼움공(132b)이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분리형 카트리지를 이용한 배터리 팩.
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