KR20240001437A - 배터리 팩 - Google Patents

배터리 팩 Download PDF

Info

Publication number
KR20240001437A
KR20240001437A KR1020220078077A KR20220078077A KR20240001437A KR 20240001437 A KR20240001437 A KR 20240001437A KR 1020220078077 A KR1020220078077 A KR 1020220078077A KR 20220078077 A KR20220078077 A KR 20220078077A KR 20240001437 A KR20240001437 A KR 20240001437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
connection
battery
battery cells
charging
battery pack
Prior art date
Application number
KR1020220078077A
Other languages
English (en)
Inventor
김규민
김정민
Original Assignee
인지컨트롤스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인지컨트롤스 주식회사 filed Critical 인지컨트롤스 주식회사
Priority to KR1020220078077A priority Critical patent/KR20240001437A/ko
Publication of KR20240001437A publication Critical patent/KR20240001437A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/512Connection only in parallel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/593Spacers; Insulating plates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

개시된 본 발명에 의한 배터리 팩은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리부, 배터리부로 전원을 공급하는 충전부 및, 배터리부와 충전부를 상호 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하며, 연결부는 복수의 배터리 셀에 대해 충전부로부터 공급된 전원을 병렬 분배하여 인가한다. 이러한 구성에 의하면, 충전 전원이 직류 연결에 의한 과부하 발생을 방지할 수 있어, 사용 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 충전 및 방전이 가능한 복수의 배터리 셀에 대한 전원 충전시의 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
카메라, 스마트폰 및 노트북 등과 같은 휴대 가능한 전자기기의 수요가 급증하면서, 전력 공급을 위한 배터리의 발전이 지속적으로 이루어지고 있다. 또한, 근래에는 전기차의 보급율이 증가하면서, 휴대용 전자기기에 적용되는 소형 배터리와 함께, 전기차 구동을 위한 대용량 배터리에 대한 요구도 증대되고 있다.
한편, 전기차에 적용되는 대용량 배터리의 경우, 복수의 배터리 셀(Cell)들을 하나의 프레임에 조립하여, 외부의 충격 및 진동 등으로부터 보호 가능한 모듈로 제공된다. 이러한 배터리 팩은 냉각 설계, BMS(Battery management System)까지 설계를 완료한 배터리 팩이 되어 전기차에 탑재된다.
배터리 팩에 구비되는 복수의 배터리 셀은 충전되어 재사용 가능하다. 이를 위해, 복수의 배터리 셀 중에서 일부는 외부의 전원 공급수단과 직접 연결되어 전원을 공급받으며, 공급받은 전원은 나머지 배터리 셀들로 분배되어 전달된다. 이렇게, 복수의 배터리 셀들 중에서 일부에만 외부로부터 고압의 충전을 위한 전류가 직접 인가됨으로써, 과부하로 인한 과열 현상이 종종 발생된다.
그로 인해, 근래에는 복수의 배터리 셀을 구비하는 배터리 팩의 사용 안전성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0094061호 대한민국 등록특허공보 제10-1565680호
본 발명의 목적은 복수의 배터리 셀들에 대해 충전을 위한 전원 연결을 병렬로 분기시켜 제공할 수 있어, 사용 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배터리 팩은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리부, 상기 배터리부로 전원을 공급하는 충전부 및, 상기 배터리부와 충전부를 상호 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는 상기 복수의 배터리 셀에 대해 상기 충전부로부터 공급된 전원을 병렬 분배하여 인가한다.
또한, 상기 배터리부는, 원통 형상으로 다열 및 다행으로 배치되는 상기 복수의 배터리 셀 및, 상기 복수의 배터리 셀들을 상호 전기적으로 연결하는 버스바를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 배터리 셀은 상기 버스바에 연결된 상태로 셀 하우징에 지지될 수 있다.
또한, 상기 충전부는 상기셀 하우징의 외부에 마련된 외부 전원 공급수단과 연결되어 상기 복수의 배터리 셀로 전원 공급을 제어하는 충전기판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결부는, 상기 충전부와 전기적으로 연결되는 복수의 제1연결부재 및, 상기 복수의 제1연결부재 각각의 단부에 마련되어, 서로 다른 위치에서 상기 버스바와 연결되어 전원을 공급하는 제2연결부재를 포함하며, 상기 복수의 제1연결부재의 개수만큼 상기 충전부를 통해 충전하고자 하는 전원이 균등 분기되어 상기 복수의 제1연결부재 각각에 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1연결부재 각각의 일단은 상기 충전부에 마련된 터미널과 동시에 접속되고, 상기 복수의 제1연결부재 각각의 타단은 서로 다른 길이로 연장되어 상기 제2연결부재와 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2연결부재는 상기 복수의 배터리 셀과 상기 버스바 사이의 연결 부위를 비간섭하도록 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 셀 하우징의 내부를 통해 상기 버스바와 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1연결부재가 통과하도록 상기 제1연결부재에 대응되도록 단차진 연결홈이 상기 셀 하우징에 마련될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1연결부재들이 상호 중첩되는 영역은 절연성 재질로 마련된 하나의 커버에 의해 동시에 커버될 수 있다.
또한, 상기 제1연결부재의 최대 허용 전류에 대한 안전율은 충전속도 2C-rate 기준으로 1.6 내지 2.5일 수 있다.
또한, 상기 복수의 배터리 셀의 양단에 각각 양극(+) 및 음극(-)이 인가되고, 상기 연결부는 상기 복수의 배터리 셀의 양극 및 음극에 각각 전원을 연결시키도록 한 쌍으로 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의한 배터리 팩은, 원통형으로 마련된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리부, 상기 복수의 배터리 셀에 충전 전원을 제공하는 충전부 및, 상기 배터리부와 충전부를 상호 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는 복수의 제1연결부재를 포함하여, 상기 복수의 제1연결부재의 개수만큼 상기 충전부의 충전 전원이 분기되어 상기 연결부로 병렬 분배하여 인가한다.
또한, 상기 충전부는 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 셀 하우징의 외부에 마련된 외부 전원 공급수단과 연결되어 상기 복수의 배터리 셀로 전원 공급을 제어하는 충전기판을 포함하며, 상기 복수의 제1연결부재 각각의 일단은 터미널에 동시 접속되어 상기 충전기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 복수의 배터리 셀들은 버스바에 의해 동시에 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 연결부는 상기 복수의 제1연결부재 각각의 단부에 마련되어, 서로 다른 위치에서 상기 버스바와 연결되어 전원을 공급하는 제2연결부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1연결부재 각각의 일단은 상기 충전부에 마련된 터미널과 동시에 접속되고, 상기 복수의 제1연결부재 각각의 타단은 서로 다른 길이로 연장되어 상기 제2연결부재와 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2연결부재는 상기 복수의 배터리 셀과 상기 버스바 사이의 연결 부위를 비간섭하도록 상기 셀 하우징의 내부를 통해 상기 버스바와 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1연결부재가 통과하도록 상기 제1연결부재에 대응되도록 단차진 연결홈이 상기 셀 하우징에 마련될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1연결부재들이 상호 중첩되는 영역은 절연성 재질로 마련된 하나의 커버에 의해 동시에 커버될 수 있다.
또한, 상기 제1연결부재의 최대 허용 전류에 대한 안전율은 충전속도 2C-rate 기준으로 1.6 내지 2.5일 수 있다.
또한, 상기 복수의 배터리 셀의 양단에 각각 양극(+) 및 음극(-)이 인가되고, 상기 연결부는 상기 복수의 배터리 셀의 양극 및 음극에 각각 전원을 연결시키도록 한 쌍으로 마련될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 충전부로부터 제공되는 전원을 복수의 배터리 셀들에 대해 상호 병렬적으로 분배하여 제공함으로써, 충전 전류의 집중으로 인한 과부하 발생을 방지할 수 있다. 그로 인해, 복수의 배터리 셀의 장기적인 충전 사용에도 사용 안전성이 우수하다.
둘째, 제1연결부재가 경유하는 단차진 연결홈을 셀 하우징에 마련하여 제1연결부재가 노출됨을 방지함으로써, 배터리 팩의 공간 확보에 유리하다. 또한, 셀 하우징의 연결홈이 제1연결부재에 대응되도록 마련됨으로써, 제1연결부재의 유동이 방지되어 전기적인 접속 효율이 우수하다.
셋째, 복수의 제1연결부재를 상호 중첩되도록 모아주는 터미널 구조로 인해, 편의성이 향상된다.
넷째, 상대적으로 고압의 전류가 흐르는 복수의 제1연결부재의 중첩 부위를 커버하여 전기적으로 보호할 수 있어, 사용 안전성 확보에 보다 유리하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바람직한 일 실시예에 의한 배터리 팩의 배터리부와 연결부의 연결 관계를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리부를 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고,
도 4는 도 2에 도시된 버스바의 연결홈에 제1연결부재가 삽입된 상태를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 요부 확대 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 배터리 팩(1)은은 배터리부(10), 충전부(20) 및 연결부(30)를 포함한다.
참고로, 본 발명에서 설명하는 배터리 팩(1)은 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로써, 전기 자동차에 적용되며 고출력 및 고방전이 가능한 배터리 팩인 것으로 예시한다. 그러나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명에서 설명하는 파우치형 배터리 팩(1)이 전기 자동차를 비롯한, 다양한 전자기기에 적용될 수 있음은 당연하다.
배터리부(10)는 내부에서의 전기 화학적 반응에 의해 전원이 충전 및 방전되는 복수의 배터리 셀(11)을 포함한다. 이러한 배터리부(10)는 복수의 배터리 셀(11)과 이들을 상호 전기적으로 연결하는 버스바(Busbar)(12)를 포함하며,셀 하우징(13)에 지지된다. 보다 구체적으로, 복수의 배터리 셀(11)의 양측단은 버스바(12)에 의해 상호 전기적으로 연결된 상태로 셀 하우징(13)에 의해 지지되어 패키징되며, 패키징된 복수의 배터리 셀(11)은 하부 케이스(14)에 저면이 지지된다.
배터리 셀(11)은 원통 형상을 가지며, 복수개가 상호 다열 및 다행으로셀 하우징(13)의 내부에 복수개 배치된다. 이러한 배터리 셀(11)의 일단은 양극(+) 전원이 인가되고, 타단에는 음극(-) 전원이 인가될 수 있다(도 3 참조). 참고로, 배터리 셀(11)은 다열 및 다행으로 마련되어하부 케이스(14)에 지지되는 것으로 도 1에 도시하였으나, 도시된 배터리 셀(11)의 개수로 한정되지 않음은 당연하다. 즉, 배터리 셀(11)의 개수 및 적층 되는 층수 등은 공급하고자 하는 전원의 크기에 대응하여 다양하게 가변 가능함은 당연하다.
또한, 배터리 셀(11)은 자동차와 같이 전원을 공급하고자 하는 대상물과의 전기적 연결을 위한 연결 라인(11a)을 구비하며, 연결 라인(11a)을 통한 배터리부(10)의 전원 공급은 제어기판(14)에 의해 제어될 수 있다. 이러한 배터리 셀(11)들과의 전기적 연결 및 제어를 통한 전원 공급을 통해, 복수의 배터리 셀(11)은 전원이 방전되며, 후술할 충전부(20)에 의해 전원이 충전된다. 이러한 배터리부(10)의 방전 기술은 본 발명의 요지가 아니므로, 자세한 도시 및 설명은 생략한다.
버스바(12)는 복수의 배터리 셀(11)들을 상호 전기적으로 연결시킨다. 이러한 버스바(12)는 복수의 배터리 셀(11)의 일단과 타단을 각각 상호 전기적으로 연결시켜 셀 하우징(13)에 지지된다. 여기서, 복수의 버스바(12) 중 일부는 복수의 배터리 셀(11)의 양극(+)들과 동시에 연결되어 전기적으로 연결되며, 나머지 일부는 복수의 배터리 셀(11)의 음극(-)들을 동시에 연결시킨다. 이러한 버스바(12)는 도전성 재질인 금속 재질로 마련됨이 좋다.
충전부(20)는 복수의 배터리 셀(11)로 전원을 공급하여 충전시킨다. 이를 위해, 충전부(20)는셀 하우징(13)의 외부에 마련된 외부 전원 공급수단(미도시)과 연결되어, 복수의 배터리 셀(11)로 전원 공급을 제어하는 충전기판(21)을 포함한다. 여기서, 충전기판(21)에는 후술할 연결부(30)와 전기적 연결을 위한 터미널(22)이 마련된다.
연결부(30)는 복수의 배터리 셀(11)과 충전부(20)를 상호 전기적으로 연결한다. 이때, 연결부(30)는 복수의 배터리 셀(11)에 대해 충전부(20)로부터 공급된 전원을 병렬 분배하여 전달한다. 이를 위해, 연결부(30)는 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 제1연결부재(31) 및 제2연결부재(32)를 포함한다.
참고로, 도 3과 같이, 복수의 배터리 셀(11)의 일단에 양극(+) 전원을 인가시키고 타단에는 음극(-) 전원을 연결시키기 위해, 연결부(30)는 한 쌍으로 마련될 수 있다. 즉, 한 쌍의 연결부(30) 중 하나는 복수의 배터리 셀(11)의 양극(+)과 연결되어 양극(+) 전원을 공급하고, 한 쌍의 연결부(30) 중 다른 하나의 복수의 배터리 셀(11)의 음극(-)과 연결되어 음극(-) 전원 공급을 연결시킬 수 있다.
제1연결부재(31)는 복수개 마련되어, 충전부(20)와 전기적으로 연결된다. 제1연결부재(31)의 일단은 충전부(20)의 터미널(22)과 전기적으로 연결되고, 일단으로부터 길이방향으로 연장된 타단에는 후술할 제2연결부재(32)가 마련된다. 이러한 제1연결부재(31)의 개수만큼 충전부(20)를 통해 충전하고자 하는 전원이 균등 분기됨으로써. 제1연결부재(31) 각각에 제공된다.
제2연결부재(32)는 복수의 제1연결부재(31) 각각의 타단 즉, 단부에 마련되어, 버스바(12)와 복수의 지점에서 각각 전기적으로 접속된다. 이러한 제2연결부재(32)는 복수의 배터리 셀(11)을 상호 전기적으로 연결시키도록 복수의 배터리 셀(11)의 일단과 타단에 각각 마련되는 한 쌍의 버스바(12)에 연결된다.
본 실시예에서는 제1연결부재(31)가 4개 마련되며, 이에 대응하여 4개의 연결 위치에서 제2연결부재(32)가 버스바(12)와 연결되는 것으로 예시한다. 보다 구체적으로, 복수의 배터리 셀(11)에 대략 2C-rate의 충전 속도로 충전할 때의 전류가 70A일 경우, 터미널(22)과 연결된 4개의 제1연결부재(31) 각각에는 17.5A의 전류가 인가된다. 이렇게 4개의 제1연결부재(31)에 각각 분기된 17.5A의 전류는 4개의 제1연결부재(31)의 단부에 마련된 제2연결부재(32)를 통해 버스바(12)로 제공된다. 이러한 제1연결부재(31)의 개수는 도시된 예로만 한정되지 않으며, 배터리 팩(1)의 충전 가능한 전원의 크기 등과 같이, 배터리 팩(1)의 충전 조건에 대응하여 다양하게 가변될 수 있다.
복수의 제1연결부재(31)는 전기적 연결이 가능한 케이블을 포함하며, 각각의 일단은 충전부(20)의 터미널(22)과 연결되어 각각 길이방향으로 연장된 후에 버스바(12)와 서로 다른 위치에서 접속된다. 이때, 복수의 제1연결부재(31)가 상호 중첩되는 부위 즉, 충전부(20)와 연결되는 각각의 일단 인근은 상대적으로 고압의 전류 즉, 70A에 가까운 전류가 흐른다. 이에 따라, 상대적으로 고압의 전류가 흐르는 복수의 제1연결부재(31)들 사이의 중첩 영역은 절연성 재질의 커버(33)에 의해 커버됨으로써, 전기적으로 보호됨이 좋다.
또한, 복수의 제1연결부재(31)는 각각 서로 다른 길이를 가짐으로써, 서로 다른 위치에서 버스바(12)와 각각 연결된다. 이러한 제1연결부재(31)의 최대 허용 전류에 대한 안전율은 충전속도 2C-rate 기준으로 대략 1.6 내지 2.5가 바람직하다. 본 실시예에서 예시한 바와 같이 70A의 전류를 4개의 제1연결부재(31)로 각각 17.5A로 분기할 경우, 하나의 제1연결부재(31)에 대한 최대 허용 전류는 대략 28 ~ 43A일 수 있다.
제2연결부재(32)는 도 4의 도시와 같이, 버스바(12)와 배터리 셀(11) 사이의 용접 부위를 회피하여 마련됨으로써, 복수의 배터리 셀(11)과 버스바(12) 사이의 연결 부위를 비간섭한다. 여기서, 제2연결부재(32)는 버스바(12)에 납땜됨이 좋다.
또한, 제2연결부재(32)가 복수의 배터리 셀(11)의셀 하우징(13)의 내부에서 외부로 노출되지 않도록 마련됨으로써, 공간 확보에 유리하다. 이를 위해. 도 4와 같이, 셀 하우징(13)에는 제1연결부재(31)가 통과하도록 제1연결부재(31)에 대응되도록 단차진 연결홈(15)이 마련된다. 여기서, 연결홈(15)이 제1연결부재(31)와 대응되도록 마련됨으로써, 연결홈(15)에 의해 제1연결부재(31)의 유동 발생을 방지할 수 있어, 전기적으로 안전하다. 참고로. 본 실시예에서는 4개의 제1연결부재(31)를 예시함에 따라, 셀 하우징(13)에 대해 4개의 연결홈(15)이 마련될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 배터리 팩(1)의 충전 동작을 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
도 1 및 도 2와 같이, 복수의 배터리 셀(11)들은 상호 다열 및 다행으로 복수개 마련되어, 버스바(12)에 의해 상호 전기적으로 연결된다. 이러한 복수의 배터리 셀(11)들은셀 하우징(13)에 측단이 지지된 상태로 하부 하우징(13)에 지지되며, 복수의 배터리 셀(11)은 연결부(30)와의 연결을 통해 충전부(20)로부터 공급받는 전원이 충전된다.
보다 구체적으로, 충전부(20)의 충전기판(21)에 마련된 터미널(22)이 4개의 제1연결부재(31)가 전기적으로 접속되어, 충전부(20)로부터 전원을 공급받는다. 이때, 복수의 제1연결부재(31)가 하나의 터미널(22)과 연결되어 전원을 분배받으며, 복수의 제1연결부재(31)는 상호 모아져 소정 영역이 중첩된 상태로 커버(33)에 의해 보호된다.
복수의 제1연결부재(31) 각각은 서로 다른 길이로 연장되어 커버(33)로부터 버스바(12)를 향해 분기됨으로써, 제1연결부재(31)의 단부에 마련된 제2연결부재(32)가 서로 다른 위치에서 버스바(12)와 접속된다. 그로 인해, 제1 및 제2연결부재(31)(32)를 통해 충전부(20)로부터 제공된 전원이 버스바(12)에 의해 상호 전기적으로 연결되는 복수의 배터리 셀(11)들로 분배되어 충전된다.
이와 같이, 복수의 제1연결부재(31)가 충전하고자 하는 전원을 상호 병렬로 복수개 분기시켜 분배하고, 제2연결부재(32)가 분배된 전원을 각각 복수의 배터리 셀(11)과 전기적으로 연결되는 버스바(12)로 제공한다. 그로 인해, 충전하고자 하는 전원이 병렬 분기되어 복수의 배터리 셀(11)로 제공될 수 있어, 복수의 배터리 셀(11) 중 일부에 대한 기존의 충전 과부하를 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 배터리 팩 10: 배터리부
11: 배터리 셀 12: 버스바
13: 셀 하우징 14: 하부 케이스
20: 충전부 21: 충전기판
22: 터미널 30: 연결부
31: 제1연결부재 32: 제2연결부재
33: 커버

Claims (21)

  1. 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리부;
    상기 배터리부로 전원을 공급하는 충전부; 및
    상기 배터리부와 충전부를 상호 전기적으로 연결하는 연결부;
    를 포함하며,
    상기 연결부는 상기 복수의 배터리 셀에 대해 상기 충전부로부터 공급된 전원을 병렬 분배하여 인가하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리부는,
    원통 형상으로 다열 및 다행으로 배치되는 상기 복수의 배터리 셀; 및
    상기 복수의 배터리 셀들을 상호 전기적으로 연결하는 버스바;
    를 포함하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀은 상기 버스바에 연결된 상태로 셀셀 하우징에 지지되는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충전부는 상기셀 하우징의 외부에 마련된 외부 전원 공급수단과 연결되어 상기 복수의 배터리 셀로 전원 공급을 제어하는 충전기판을 포함하는 배터리 팩.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 충전부와 전기적으로 연결되는 복수의 제1연결부재; 및
    상기 복수의 제1연결부재 각각의 단부에 마련되어, 서로 다른 위치에서 상기 버스바와 연결되어 전원을 공급하는 제2연결부재;
    를 포함하며,
    상기 복수의 제1연결부재의 개수만큼 상기 충전부를 통해 충전하고자 하는 전원이 균등 분기되어 상기 복수의 제1연결부재 각각에 제공되는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1연결부재 각각의 일단은 상기 충전부에 마련된 터미널과 동시에 접속되고, 상기 복수의 제1연결부재 각각의 타단은 서로 다른 길이로 연장되어 상기 제2연결부재와 연결되는 배터리 팩.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2연결부재는 상기 복수의 배터리 셀과 상기 버스바 사이의 연결 부위를 비간섭하도록 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 셀 하우징의 내부를 통해 상기 버스바와 연결되는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1연결부재가 통과하도록 상기 제1연결부재에 대응되도록 단차진 연결홈이 상기 셀 하우징에 마련되는 배터리 팩.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1연결부재들이 상호 중첩되는 영역은 절연성 재질로 마련된 하나의 커버에 의해 동시에 커버되는 배터리 팩.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1연결부재의 최대 허용 전류에 대한 안전율은 충전속도 2C-rate 기준으로 1.6 내지 2.5인 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀의 양단에 각각 양극(+) 및 음극(-)이 인가되고,
    상기 연결부는 상기 복수의 배터리 셀의 양극 및 음극에 각각 전원을 연결시키도록 한 쌍으로 마련되는 배터리 팩.
  12. 원통형으로 마련된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리부;
    상기 복수의 배터리 셀에 충전 전원을 제공하는 충전부; 및
    상기 배터리부와 충전부를 상호 전기적으로 연결하는 연결부;
    를 포함하며,
    상기 연결부는 복수의 제1연결부재를 포함하여, 상기 복수의 제1연결부재의 개수만큼 상기 충전부의 충전 전원이 분기되어 상기 연결부로 병렬 분배하여 인가하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 충전부는 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 셀 하우징의 외부에 마련된 외부 전원 공급수단과 연결되어 상기 복수의 배터리 셀로 전원 공급을 제어하는 충전기판을 포함하며,
    상기 복수의 제1연결부재 각각의 일단은 터미널에 동시 접속되어 상기 충전기판과 전기적으로 연결되는 배터리 팩.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀들은 버스바에 의해 동시에 상호 전기적으로 연결되는 배터리 팩.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 복수의 제1연결부재 각각의 단부에 마련되어, 서로 다른 위치에서 상기 버스바와 연결되어 전원을 공급하는 제2연결부재를 포함하는 배터리 팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 제1연결부재 각각의 일단은 상기 충전부에 마련된 터미널과 동시에 접속되고, 상기 복수의 제1연결부재 각각의 타단은 서로 다른 길이로 연장되어 상기 제2연결부재와 연결되는 배터리 팩.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2연결부재는 상기 복수의 배터리 셀과 상기 버스바 사이의 연결 부위를 비간섭하도록 상기셀 하우징의 내부를 통해 상기 버스바와 연결되는 배터리 팩.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1연결부재가 통과하도록 상기 제1연결부재에 대응되도록 단차진 연결홈이 상기 셀 하우징에 마련되는 배터리 팩.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 제1연결부재들이 상호 중첩되는 영역은 절연성 재질로 마련된 하나의 커버에 의해 동시에 커버되는 배터리 팩.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제1연결부재의 최대 허용 전류에 대한 안전율은 충전속도 2C-rate 기준으로 1.6 내지 2.5인 배터리 팩.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀의 양단에 각각 양극(+) 및 음극(-)이 인가되고,
    상기 연결부는 상기 복수의 배터리 셀의 양극 및 음극에 각각 전원을 연결시키도록 한 쌍으로 마련되는 배터리 팩.
KR1020220078077A 2022-06-27 2022-06-27 배터리 팩 KR20240001437A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220078077A KR20240001437A (ko) 2022-06-27 2022-06-27 배터리 팩

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220078077A KR20240001437A (ko) 2022-06-27 2022-06-27 배터리 팩

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240001437A true KR20240001437A (ko) 2024-01-03

Family

ID=89539334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220078077A KR20240001437A (ko) 2022-06-27 2022-06-27 배터리 팩

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240001437A (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101565680B1 (ko) 2014-03-07 2015-11-13 세방전지(주) 케이블 인출 연결부를 포함하는 차량용 배터리 케이스
KR20170094061A (ko) 2016-02-08 2017-08-17 이정용 전기 자동차등의 배터리 충전 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101565680B1 (ko) 2014-03-07 2015-11-13 세방전지(주) 케이블 인출 연결부를 포함하는 차량용 배터리 케이스
KR20170094061A (ko) 2016-02-08 2017-08-17 이정용 전기 자동차등의 배터리 충전 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9203075B2 (en) Battery pack including overcurrent protector
KR102397218B1 (ko) 배터리 팩
KR101106544B1 (ko) 기구물체결방식의 유닛팩 조합형 셀 카트리지
EP2538469B1 (en) Battery pack
US11217863B2 (en) Battery pack
US10128483B2 (en) Battery pack
KR101678527B1 (ko) 배터리 팩
EP3780153B1 (en) Battery module
KR20120020058A (ko) 리튬 이온 전지를 포밍하기 위한 장치
KR102317501B1 (ko) 배터리 팩
KR20200020565A (ko) 조립 구조가 개선된 배터리관리시스템을 포함한 배터리모듈
US20220231382A1 (en) Battery pack with enhanced structure for preventing short circuit and shock
US20220399578A1 (en) Sub pack comprising multiple unit modules and bms assembly, and battery pack comprising same
CN114270595A (zh) 使用非焊接式结构作为汇流条与电压感测构件的连接结构的电池模块
KR20180026945A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20240001437A (ko) 배터리 팩
JP7442623B2 (ja) 電池モジュール
KR102101011B1 (ko) 전력 저장 장치
KR102173866B1 (ko) 슈퍼 캐패시터를 적용한 충방전모듈
CN108063193B (zh) 具有等电阻充放电路径的电池并联装置
KR102219920B1 (ko) 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 산업 차량
KR102078598B1 (ko) 모듈화된 배터리 팩
KR102669979B1 (ko) 배터리 팩
KR102107220B1 (ko) 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
EP4358282A1 (en) Battery pack