KR20240012303A - 전지셀 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 어셈블리는, 적어도 하나의 제1 전지셀을 포함하는 제1 전지셀 적층체; 적어도 하나의 제2 전지셀을 포함하는 제2 전지셀 적층체; 상기 제1 전지셀 적층체 및 상기 제2 전지셀 적층체를 감싸는 셀 커버; 상기 셀 커버의 일단부에 위치하며, 양극 단자부 및 음극 단자부가 외부로 노출되어 있는 제1 버스바 조립체; 및 상기 셀 커버의 타단부에 위치하며, 센싱 단자부가 외부로 노출되어 있는 제2 버스바 조립체를 포함한다.

Description

전지셀 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩{BATTERY CELL ASSEMBLY AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지셀 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로 복수의 전지셀 및 이를 커버하는 셀 커버를 포함하는 전지셀 어셈블리 및 이를 팩 케이스 내부에 수용하는 CTP(Cell To Pack) 구조의 전지 팩에 관한 것이다.
특히, 전극 단자부의 구성을 셀 커버의 일단부에 밀집하여 구성하고, 센싱 단자부를 셀 커버의 타단부에 밀집하여 구성된 배치 구조를 가지는 전지셀 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 또한, 리튬 이차전지는 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판, 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극조립체 및 전극조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.
한편, 리튬 이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류될 수 있다. 그리고, 캔형 이차전지는 다시 금속 캔의 형태에 따라 원통형 전지와 각형 전지로 분류될 수 있다.
여기서, 파우치형 이차전지의 파우치는 하부 시트와 이를 덮는 상부 시트로 크게 구분될 수 있다. 이 때, 파우치에는 양극 및 음극과 세퍼레이터가 적층 권취되어 형성된 전극조립체가 수납된다. 그리고, 상기 전극조립체를 수납한 다음 상부 시트와 하부 시트의 가장자리를 열융착 등에 의해 실링하게 된다. 또한, 각 전극에서 인출된 전극탭이 전극 리드에 결합되고, 상기 전극 리드에는 실링부와 접촉한 부분에 절연 필름이 부가될 수 있다.
이처럼, 파우치형 이차전지는 다양한 형태로 구성할 수 있는 융통성을 가질 수 있다. 또한, 파우치형 이차전지는 보다 작은 부피와 질량으로 같은 용량의 이차전지를 구현할 수 있는 장점이 있다.
이러한 상기 리튬 이차전지는, 고전압 및 고전류를 제공할 수 있도록 여러 개의 배터리 셀들을 그 자체 또는 카트리지 등에 장착한 상태로 중첩 내지 적층해 밀집 구조로 만든 후, 이를 전기적으로 연결한 배터리 모듈이나 배터리 팩으로 이용이 되고 있다.
하지만, 이와 같은 종래 배터리 팩의 경우, 에너지 밀도 측면에서 불리할 수 있다. 대표적으로, 다수의 배터리 셀을 모듈 케이스 내부에 수납하여 모듈화시키는 과정에서, 모듈 케이스 또는 적층용 프레임 등 여러 구성요소로 인해 배터리 팩의 부피가 불필요하게 증가하거나 배터리 셀이 차지하는 공간이 줄어들 수 있다. 더욱이, 모듈 케이스나 적층용 프레임 등의 구성요소 자체가 차지하는 공간은 물론이고, 이러한 구성요소들에 대한 조립 공차를 확보하기 위해 배터리 셀의 수납 공간이 줄어들 수 있다. 따라서, 종래 배터리 팩의 경우, 에너지 밀도를 높이는데 한계가 생길 수 있다.
또한, 종래 배터리 팩의 경우, 조립성 측면에서도 불리할 수 있다. 특히, 배터리 팩을 제조하기 위해서는, 먼저 다수의 배터리 셀을 모듈화시켜 배터리 모듈을 구성한 후, 배터리 모듈을 팩 케이스에 수납하는 과정을 거치게 되므로, 배터리 팩의 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다. 더욱이, 전술한 적층용 프레임 및 볼트, 플레이트 등을 이용하여 셀 적층체를 형성하는 공정 및 구조가 매우 복잡할 수 있다.
또한, 종래 배터리 팩의 경우, 팩 케이스 내부에 모듈 케이스가 수납되고, 모듈 케이스 내부에 배터리 셀이 수납되므로, 우수한 냉각성을 확보하기 어렵다는 문제도 있다. 특히, 모듈 케이스 내부에 수납된 배터리 셀들의 열을 모듈 케이스를 거쳐 팩 케이스 외부로 배출시키는 경우, 냉각 효율이 떨어지고, 냉각 구조도 복잡해질 수 있다.
또한, 배터리 팩의 경우 대표적으로 중요한 문제 중 하나는 안전성이다. 특히, 배터리 팩에 포함된 다수의 배터리 셀 중, 어느 하나의 배터리 셀에서 열적 이벤트가 발생한 경우, 이러한 이벤트가 다른 배터리 셀로 전파(propagation)되는 것이 억제될 필요가 있다.
만일, 배터리 셀 간 열적 전파가 제대로 억제되지 못하면, 이는 배터리 팩에 포함된 다른 배터리 셀의 열적 이벤트로 이어져, 배터리 팩의 발화나 폭발 등, 보다 큰 문제를 야기할 수 있다. 더욱이, 배터리 팩에서 발생한 발화나 폭발은, 주변의 인명이나 재산 상 큰 피해를 입힐 수 있다. 따라서, 이러한 배터리 팩의 경우, 전술한 열적 이벤트를 적절하게 제어할 수 있는 구성이 요구된다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 복수의 전지셀 및 이를 커버하는 셀 커버를 포함하는 전지셀 어셈블리 및 이를 팩 케이스 내부에 수용하는 CTP(Cell To Pack) 구조의 전지 팩을 제공하는 것이다.
특히, 전극 단자부의 구성을 셀 커버의 일단부에 밀집하여 구성하고, 센싱 단자부를 셀 커버의 타단부에 밀집하여 구성된 배치 구조를 가지는 전지셀 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 어셈블리는, 적어도 하나의 제1 전지셀을 포함하는 제1 전지셀 적층체; 적어도 하나의 제2 전지셀을 포함하는 제2 전지셀 적층체; 상기 제1 전지셀 적층체 및 상기 제2 전지셀 적층체를 감싸는 셀 커버; 상기 셀 커버의 일단부에 위치하며, 양극 단자부 및 음극 단자부가 외부로 노출되어 있는 제1 버스바 조립체; 및 상기 셀 커버의 타단부에 위치하며, 센싱 단자부가 외부로 노출되어 있는 제2 버스바 조립체를 포함한다.
상기 제1 전지셀 적층체에서, 상기 적어도 하나의 제1 전지셀은 서로 병렬 연결되어 있고, 상기 제2 전지셀 적층체에서, 상기 적어도 하나의 제2 전지셀은 서로 병렬 연결되어 있을 수 있다.
상기 제1 전지셀 적층체의 일단부에 제1 양극 리드부가 위치하고, 상기 제1 전지셀 적층체의 타단부에 제1 음극 리드부가 위치하고, 상기 제2 전지셀 적층체의 일단부에 제2 양극 리드부가 위치하고, 상기 제2 전지셀 적층체의 타단부에 제2 음극 리드부가 위치할 수 있다.
상기 제1 양극 리드부와 상기 제2 음극 리드부는 상기 셀 커버의 일단부에 위치하고, 상기 제1 양극 리드부는 상기 양극 단자부와 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제2 음극 리드부는 상기 음극 단자부와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
상기 제1 음극 리드부와 상기 제2 양극 리드부는 상기 셀 커버의 타단부에 위치하고, 상기 제1 음극 리드부와 상기 제2 양극 리드부는 상기 센싱 단자부와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
상기 양극 단자부는, 상기 제1 버스바 조립체에 장착되어 있으며, 상기 제1 양극 리드부와 접하는 양극 단자 버스바의 상부에 형성되어 있고, 상기 음극 단자부는, 상기 제1 버스바 조립체에 장착되어 있으며, 상기 제2 음극 리드부와 접하는 음극 단자 버스바의 상부에 형성되어 있고, 상기 센싱 단자부는, 상기 제2 버스바 조립체에 장착되어 있으며, 상기 제1 음극 리드부 및 상기 제2 양극 리드부와 접하는 센싱 버스바의 상부에 형성되어 있을 수 있다.
상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부는 상기 제1 버스바 조립체의 상부에 노출되어 있고, 상기 센싱 단자부는 상기 제2 버스바 조립체의 상부에 노출되어 있을 수 있다.
상기 셀 커버의 양단부는 상기 제1 전지셀 적층체 및 상기 제2 전지셀 적층체의 양 단부가 외부로 노출되도록 개방되어 있을 수 있다.
상기 셀 커버의 하부는 상기 제1 전지셀 적층체 및 상기 제2 전지셀 적층체의 하부가 외부로 노출되도록 개방되어 있을 수 있다.
상기 제1 전지셀 적층체와 상기 셀 커버의 일측면 사이에 제1 절연 시트가 위치하고, 상기 제2 전지셀 적층체와 상기 셀 커버의 타측면 사이에 제2 절연 시트가 위치할 수 있다.
상기 제1 버스바 조립체 및 상기 제2 버스바 조립체를 각각 커버하는 커버부, 및 상기 제1 버스바 조립체와 상기 커버부, 및 상기 제2 버스바 조립체와 상기 커버부 사이에 각각 위치하는 절연 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은, 상기 전지셀 어셈블리를 포함하는 전지 팩으로서, 적어도 하나의 상기 전지셀 어셈블리가 일방향으로 각각 적층되어 있는 제1 전지셀 어셈블리 적층체 및 제2 전지셀 어셈블리 적층체, 및 상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체 및 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체를 내부에 수용하는 팩 케이스를 포함한다.
상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체에서, 상기 적어도 하나의 전지셀 어셈블리는 상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부가 서로 동일한 방향을 향하도록 적층되어 있고, 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체에서, 상기 적어도 하나의 전지셀 어셈블리는 상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부가 서로 동일한 방향을 향하도록 적층되어 있을 수 있다.
상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체 및 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체는 상기 팩 케이스 내부에 나란히 배치되어 있고, 상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체에 포함된 각각의 상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부와 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체에 포함된 각각의 상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부가 서로 마주 보는 방향으로 배치되어 있을 수 있다.
상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체 및 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체는 상기 팩 케이스 내부에 나란히 배치되어 있고, 상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체에 포함된 각각의 상기 센싱 단자부와 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체에 포함된 각각의 상기 센싱 단자부가 서로 마주 보는 방향으로 배치되어 있을 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 발명의 전지셀 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩은, 복수의 전지셀 및 이를 커버하는 셀 커버를 포함하는 전지셀 어셈블리 및 이를 팩 케이스 내부에 수용하는 CTP(Cell To Pack) 구조로, 종래의 전지 팩에 비해 에너지 밀도가 높으면서 조립 공정을 간소화할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 전지셀 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩은, 전극 단자부의 구성을 셀 커버의 일단부에 밀집하여 구성하고, 센싱 단자부를 셀 커버의 타단부에 밀집하여 구성된 배치 구조를 가져, 공간 효율성을 높이면서 이상 상황 발생 시 빠른 대처가 가능하다는 이점이 있다.
이와 더불어, 셀 커버 내에 음극 단자부 및 양극 단자부에 각각 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전지셀 적층체를 포함함에 따라, 상대적으로 많은 전지셀들을 포함할 수 있어, 전지 용량을 증대시킬 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지셀 어셈블리의 상면도이다.
도 3은 도 1의 전지셀 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 전지 모듈에서 전지셀 적층체를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1의 전지셀 어셈블리가 장착된 전지 팩의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 전지 팩에서 상부 팩 프레임을 제거한 상태의 상면도이다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 전지 팩에서 상부 팩 프레임을 제거한 상태의 상면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리에 대해 설명하고자 한다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지셀 어셈블리의 상면도이다. 도 3은 도 1의 전지셀 어셈블리의 분해 사시도이다. 도 4는 도 1의 전지 모듈에서 전지셀 적층체를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 적어도 하나의 제1 전지셀(111a)을 포함하는 제1 전지셀 적층체(110a); 적어도 하나의 제2 전지셀(111b)을 포함하는 제2 전지셀 적층체(110b); 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)를 감싸는 셀 커버(200); 셀 커버(200)의 일단부에 위치하며, 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)가 외부로 노출되어 있는 제1 버스바 조립체(300a); 및 셀 커버(200)의 타단부에 위치하며, 센싱 단자부(330)가 외부로 노출되어 있는 제2 버스바 조립체(300b)를 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 셀 커버(200)는 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)의 적어도 일부를 감싸도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 셀 커버(200)의 양단부는 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)의 양 단부가 외부로 노출되도록 개방되어 있을 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)에 각각 포함된 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)을 외부 충격으로부터 보호하면서도, 그 적층 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 경우, 종래의 전지 모듈 혹은 팩과 같이 모듈 케이스나 적층용 프레임, 셀의 적층 상태를 유지하기 위한 볼트 등의 체결 부재 등이 추가로 구비될 필요가 없다. 즉, 본 실시예에서 해당 구성 요소들이 차지하는 공간이 제거됨에 따라 배터리 셀이 더 공간을 차지할 수 있으므로, 에너지 밀도가 보다 향상될 수 있고, 전체 부피나 무게가 감소되고, 제조 공정이 간소화될 수 있다.
또한, 셀 커버(200)의 하부는 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)의 하부가 외부로 노출되도록 개방되어 있을 수 있다. 다르게 말하면, 셀 커버(200)는 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)의 상부에 위치하는 상부 커버부 및 상기 상부 커버부의 양단부로부터 하부 방향으로 연장되는 한 쌍의 측면 커버부를 포함할 수 있다. 일 예로, 도 3과 같이, 셀 커버(200)는 “n”자형 구조의 프레임일 수 있다. 여기서, 셀 커버(200)는 도 3과 같이, 상기 상부 커버부 및 상기 한 쌍의 측면 커버부가 서로 일체화되어 있거나, 용접 등의 접합 방식을 통해 서로 결합되어 있을 수 있다.
또한, 셀 커버(200)는 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)의 하부가 외부로 노출되는 형태로 감싸는 구조일 수 있다. 즉, 셀 커버(200)는 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)에 각각 포함된 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 하부가 외부로 노출되어 있을 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)가 후술되는 팩 케이스(1200, 1300)에 수용되는 경우, 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)에 각각 포함된 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 하부가 하부 팩 프레임(1200, 도 5)의 바닥면을 향해 노출되어 있을 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)에 각각 포함된 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 하부가 하부 팩 프레임(1200, 도 5)의 바닥면에 직접 대면 접촉될 수 있어, 전지 팩(1000, 도 5)의 냉각 성능이 보다 향상될 수 있다. 즉, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)로부터 방출된 열이 하부 팩 프레임(1200, 도 5)로 직접 전달되어, 전지 팩(1000, 도 5)의 냉각 성능이 보다 향상될 수 있다. 이 경우, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)과 하부 팩 프레임(1200, 도 5) 사이에 별도의 냉각 구조가 구비되지 않아도 되므로, 효율적인 냉각 성능이 구현될 수 있다.
셀 커버(200)는 강성 확보를 위해, 다양한 재질로 구성될 수 있다. 특히, 셀 커버(200)는, 금속 재질로 구성될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 셀 커버(200)가 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 적층 상태를 보다 안정적으로 유지하며, 외부 충격으로부터 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)을 보다 안전하게 보호할 수 있다.
일 예로, 셀 커버(200)는, 스틸 재질, 더욱이 스테인리스 스틸(SUS) 재질을 구비할 수 있다. 다른 일 예로, 상기 셀 커버는, 전체적으로 SUS 재질로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)에서, 셀 커버(200)가 스틸 재질로 이루어지는 경우, 기계적 강도 내지 강성이 우수하므로, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 적층 상태를 보다 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 이 경우, 외부의 충격, 이를테면 침상체 등으로부터 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 손상이나 파손을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 이 경우, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 핸들링이 보다 용이해질 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는 전지셀 적층체(110)를 포함하며, 전지셀 적층체(110)는 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 전지셀 적층체(110)에서, 제1 전지셀 적층체(110a)의 일측면과 제2 전지셀 적층체(110b)의 일측면은 서로 접할 수 있다. 또한, 도 3 및 도 4에는 도시하지는 않았으나, 제1 전지셀 적층체(110a)와 제2 전지셀 적층체(110b) 사이에 절연 및/또는 단열 부재와 같은 별도의 부재가 추가로 삽입되어 있을 수 있다.
제1 전지셀 적층체(110a)는 적어도 하나의 제1 전지셀(111a)이 일 방향으로 적층되어 형성될 수 있다. 또한, 제2 전지셀 적층체(110b)는 적어도 하나의 제2 전지셀(111b)이 일방향으로 적층되어 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)에서의 적층 방향은, 셀 커버(200)의 일측면으로부터 타측면을 향하는 방향일 수 있다. 여기서, 셀 커버(200)의 일측면 및 타측면은 셀 커버(200)의 길이 방향을 기준으로 서로 마주 보는 두면일 수 있다. 일 예로, 도 3 및 도 4와 같이, 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)에서, 적어도 하나의 제1 전지셀들(111a) 혹은 적어도 하나의 제2 전지셀들(111b)은 x축 상에서 셀 커버(200)의 서로 마주 보는 양측면을 향하는 방향으로 적층되어 있을 수 있다.
일 예로, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)은 각각 파우치형, 각형, 또는 젤리롤(Jelly roll) 형태의 원통형 전지셀이 적용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)은 파우치형 또는 각형 전지이며, 전지셀 어셈블리(100) 내부의 한정된 공간에 많은 개수의 전지셀을 포함하는 전지셀 적층체(110)를 형성할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 셀 커버(200) 내부에 용이하게 수납할 수 있는 형태라면 적용될 수 있다.
전지셀 적층체(110)에 포함된 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)이 파우치형 전지셀인 경우, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)은 각각 전극조립체(미도시됨)를 수지층과 속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스(112a, 112b)에 수납한 뒤, 파우치 케이스(112a, 112b)의 실링부(113a, 113b)를 열융착하여 제조될 수 있다. 일 예로, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)은 각각 장방형의 시트형 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)은 각각 전극조립체와 전기적으로 연결되어 있으며, 실링부(113a, 113b) 외부로 인출되어 있는 전극 리드(미도시됨)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 전극 리드(미도시됨)는 양극 리드 및 음극 리드를 포함하며, 도 3 및 도 4와 같이 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 양 단부에 각각 상기 양극 리드(미도시됨) 및 상기 음극 리드(미도시됨)가 돌출되어 있을 수 있다.
제1 전지셀 적층체(110a)에 포함된 제1 전지셀(111a)의 개수 및/또는 제2 전지셀 적층체(110b)에 포함된 제2 전지셀(111b)의 개수는 요구되는 전지 용량에 맞추어 조절될 수 있다. 또한, 제1 전지셀 적층체(110a)에 포함된 제1 전지셀(111a)의 개수 및 제2 전지셀 적층체(110b)에 포함된 제2 전지셀(111b)의 개수는 동일할 수 있다. 일 예로, 도 3 및 도 4와 같이, 제1 전지셀 적층체(110a)에 포함된 제1 전지셀(111a)의 개수 및 제2 전지셀 적층체(110b)에 포함된 제2 전지셀(111b)의 개수는 3개로 동일할 수 있다.
전지셀 적층체(110)에서, 제1 전지셀 적층체(110a)와 제2 전지셀 적층체(110b)는 서로 직렬 연결되어 있을 수 있다. 또한, 제1 전지셀 적층체(110a)에서, 적어도 하나의 제1 전지셀(111a)은 서로 병렬 연결되어 있다. 또한, 제2 전지셀 적층체(110b)에서, 적어도 하나의 제2 전지셀(111b)은 서로 병렬 연결되어 있을 수 있다.
일 예로, 도 3 및 도 4와 같이, 제1 전지셀 적층체(110a)는 3개의 제1 전지셀(111a)의 상기 양극 리드들이 서로 전기적으로 연결되며, 3개의 제1 전지셀(111a)의 상기 음극 리드들이 서로 전기적으로 연결되어 있다. 즉, 제1 전지셀 적층체(110a)는 3개의 제1 전지셀(111a)이 서로 병렬 연결되어 있어, 3P1S 형태로 연결된 뱅크를 형성할 수 있다. 또한, 제2 전지셀 적층체(110b)는 3개의 제2 전지셀(111b)의 상기 양극 리드들이 서로 전기적으로 연결되며, 3개의 제2 전지셀(111b)의 상기 음극 리드들이 서로 전기적으로 연결되어 있다. 즉, 제2 전지셀 적층체(110b)는 3개의 제2 전지셀(111b)이 서로 병렬 연결되어 있어, 3P1S 형태로 연결된 뱅크를 형성할 수 있다. 여기서, 전지셀 적층체(110)는 제1 전지셀 적층체(110a)와 제2 전지셀 적층체(110b)는 서로 직렬 연결되어 있어, 전지셀 적층체(110)는 3P2S 형태로 연결되어 있는 구조일 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 서로 직렬 연결되어 있는제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)를 포함하며, 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)는 각각 복수의 전지셀(111a, 111b)이 서로 병렬 연결되어 있어, 전지셀 어셈블리(100)의 셀 커버(200) 내에 포함되어 있는 전지셀(111a, 111b)의 개수를 상대적으로 더 많이 포함시킬 수 있으며, 전지셀 어셈블리(100)의 전지 용량을 상대적으로 증가시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 전지셀 적층체(110)와 셀 커버(200) 사이에 위치하는 절연 시트(150)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 절연 시트(150)는 제1 절연 시트 및 제2 절연 시트를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 절연 시트는 제1 전지셀 적층체(110a)와 셀 커버(200)의 일측면 사이에 위치하고, 상기 제2 절연 시트는 제2 전지셀 적층체(110b)와 셀 커버(200)의 타측면 사이에 위치할 수 있다. 일 예로, 절연 시트(150)는 방염 소재와 같은 소재로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)에서, 셀 커버(200) 내부에 포함된 제1 전지셀(111a) 및/또는 제2 전지셀(111b)에서 열폭주 현상과 같은 이상 현상이 발생되는 경우, 셀 커버(200) 외부로 화염 및/또는 가스가 배출되는 것을 지연시키거나 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는 셀 커버(200)의 양단부를 커버하는 버스바 조립체(300)를 포함한다. 보다 구체적으로, 버스바 조립체(300)는 셀 커버(200)의 일단부에 위치하는 제1 버스바 조립체(300a) 및 셀 커버(200)의 타단부에 위치하는 제2 버스바 조립체(300b)를 포함한다.
보다 구체적으로, 제1 버스바 조립체(300a)는 셀 커버(200)의 일단부와 결합되는 제1 버스바 하우징(350a)을 포함하며, 제2 버스바 조립체(300b)는 셀 커버(200)의 타단부와 결합되는 제2 버스바 하우징(350b)을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 3과 같이, 제1 버스바 하우징(350a) 및 제2 버스바 하우징(350b)은 각각 셀 커버(200)에 접착, 용접, 끼움 결합, 후크 결합, 볼팅 결합, 리벳 결합 등의 다양한 체결 방식을 통해 고정될 수 있다.
또한, 제1 버스바 하우징(350a) 및 제2 버스바 하우징(350b)은 각각 대략 직육면체 구조의 박스형으로 형성되어 있으며, 제1 버스바 하우징(350a) 및 제2 버스바 하우징(350b)의 일면은 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 전극 리드들이 삽입될 수 있는 복수의 슬릿을 구비하고 있다. 또한, 제1 버스바 하우징(350a) 및 제2 버스바 하우징(350b)의 타면은 개방된 구조를 가지며, 상기 개방된 구조를 통해 제1 전지셀(111a) 및 제2 전지셀(111b)의 전극 리드들과 버스바의 레이저 용접 부분이 수월하게 형성될 수 있다.
제1 버스바 하우징(350a) 및 제2 버스바 하우징(350b)은 전기 절연성 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 버스바 하우징(350a) 및 제2 버스바 하우징(350b)은 플라스틱과 같은 소재로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전기 절연성을 가지면서 소정의 강성을 가지는 소재라면 본 실시예에 적용될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 제1 버스바 조립체(300a) 및 제2 버스바 조립체(300b)를 각각 커버하는 커버부(400)를 더 포함한다. 보다 구체적으로, 커버부(400)는 제1 버스바 하우징(350a) 및 제2 버스바 하우징(350b)의 상기 개방된 구조를 커버할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 제1 버스바 조립체(300a)와 커버부(400) 및 제2 버스바 조립체(300b)와 커버부(400) 사이에 각각 위치하는 절연 플레이트(400)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 절연 플레이트(400)는 방염 소재와 같은 소재로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)에서, 셀 커버(200) 내부에 포함된 제1 전지셀(111a) 및/또는 제2 전지셀(111b)에서 열폭주 현상과 같은 이상 현상이 발생되는 경우, 셀 커버(200) 외부로 화염 및/또는 가스가 배출되는 것을 지연시키거나 방지할 수 있다.
또한, 제1 버스바 조립체(300a)는 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)가 외부로 노출되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 1 내지 도 3과 같이, 제1 버스바 조립체(300a)에서, 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)는 제1 버스바 조립체(300a)의 상부에 노출되어 있을 수 있다.
또한, 제2 버스바 조립체(300b)는 센싱 단자부(330)가 외부로 노출되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 1 내지 도 3과 같이, 제2 버스바 조립체(300b)에서, 센싱 단자부(330)는 제2 버스바 조립체(300b)의 상부에 노출되어 있을 수 있다.
보다 구체적으로, 센싱 단자부(330)는 센싱 와이어(sensing wire)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 센싱 와이어는 전지 팩(1000, 도 5)에 구비된 전장부(1400)에 장착되는 BMS(Battery Management System), 전류 센서 및 퓨즈 등의 전자 제어 구성과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 양극 단자부(310)는 양극 단자 버스바(315)의 수평 방향으로 절곡된 상단부를 의미할 수 있다. 또한, 음극 단자부(320)는 음극 단자 버스바(325)의 수평 방향으로 절곡된 상단부를 의미할 수 있다. 또한, 센싱 단자부(330)는 센싱 버스바(미도시됨)의 수평 방향으로 절곡된 상단부를 의미할 수 있다.
즉, 제1 버스바 조립체(300a)는 제1 버스바 하우징(350a)이 양극 단자 버스바(315) 및 음극 단자 버스바(325)를 장착 및 지지하며, 양극 단자 버스바(315)의 양극 단자부(310) 및 음극 단자 버스바(325)의 음극 단자부가 제1 버스바 조립체(300a)의 상부 방향으로 노출되게 구성될 수 있다.
또한, 제2 버스바 조립체(300b)는 제2 버스바 하우징(350b)이 센싱 버스바(미도시됨)을 장착 및 지지하며, 센싱 버스바(미도시됨)의 센싱 단자부(330)가 제2 버스바 조립체(300b)의 상부 방향으로 노출되게 구성될 수 있다.
일 예로, 양극 단자 버스바(315), 음극 단자 버스바(325), 및 센싱 버스바미도시됨)는 구리나 알루미늄과 같은 전기 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이, 제1 전지셀 적층체(110a)의 일단부에 제1 양극 리드부(120a)가 위치하고, 제1 전지셀 적층체(110a)의 타단부에 제1 음극 리드부(130a)가 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 전지셀 적층체(110a)에서, 제1 양극 리드부(120a)는 적어도 하나의 제1 전지셀(111a)의 양극 리드들이 서로 전기적으로 연결되어 형성될 수 있고, 제1 음극 리드부(130a)는 적어도 하나의 제1 전지셀(111a)의 음극 리드들이 서로 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다.
또한, 제2 전지셀 적층체(110b)에서, 제2 전지셀 적층체(110b)의 일단부에 제2 양극 리드부(130b)가 위치하고, 제2 전지셀 적층체(110b)의 타단부에 제2 음극 리드부(120b)가 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 전지셀 적층체(110b)에서, 제2 음극 리드부(120b)는 적어도 하나의 제2 전지셀(111b)의 음극 리드들이 서로 전기적으로 연결되어 형성될 수 있고, 제2 양극 리드부(130b)는 적어도 하나의 제2 전지셀(111b)의 양극 리드들이 서로 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이, 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)는 제1 전지셀 적층체(110a)의 제1 양극 리드부(120a)와 제2 전지셀 적층체(110b)의 제2 음극 리드부(120b)는 서로 동일한 위치에 있도록 배치될 수 있다. 다르게 말하면, 제1 전지셀 적층체(110a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)는 제1 전지셀 적층체(110a)의 제1 음극 리드부(130a)와 제2 전지셀 적층체(110b)의 제2 양극 리드부(130b)는 서로 동일한 위치에 있도록 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 양극 리드부(120a)와 제2 음극 리드부(120b)는 셀 커버(200)의 일단부에 위치하고, 제1 양극 리드부(120a)는 양극 단자부(310)와 전기적으로 연결되어 있고, 제2 음극 리드부(120b)는 음극 단자부(320)와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 또한, 제1 음극 리드부(130a)와 제2 양극 리드부(130b)는 셀 커버(200)의 타단부에 위치하고, 제1 음극 리드부(130a)와 제2 양극 리드부(130b)는 센싱 단자부(330)와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
보다 구체적으로, 양극 단자부(310)는, 제1 버스바 조립체(300a)에 장착되어 있으며, 제1 양극 리드부(120a)와 접하는 양극 단자 버스바(315)의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 또한, 음극 단자부(320)는, 제1 버스바 조립체(300a)에 장착되어 있으며, 제2 음극 리드부(120b)와 접하는 음극 단자 버스바(325)의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 또한, 센싱 단자부(330)는, 제2 버스바 조립체(300b)에 장착되어 있으며, 제1 음극 리드부(130a) 및 제2 양극 리드부(130b)와 접하는 센싱 버스바(미도시됨)의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 센싱 버스바(미도시됨)는 양극 단자 버스바(315) 또는 음극 단자 버스바(325)와 유사한 구조를 가질 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)에서, 전압이 상대적으로 높은 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)가 셀 커버의 일단부에 밀집하여 구성됨에 따라, 셀 커버(200) 내부에 포함된 제1 전지셀(111a) 및/또는 제2 전지셀(111b)에서 열폭주 현상과 같은 이상 현상이 발생되는 경우, 신속하고 용이하게 대처할 수 있다는 이점이 있다.
이와 더불어, 본 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(100)에서, 전자 제어 구성과 전기적으로 연결되는 센싱 단자부(330)가 셀 커버의 타단부에 밀집하여 구성됨에 따라, 전지셀 어셈블리(100)의 배치 구조의 효율성을 향상시킬 수 있고, 전지 팩(1000, 도 5)의 내부의 전기적 연결 구조도 보다 단순화될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩에 대해 설명하고자 한다.
도 5는 도 1의 전지셀 어셈블리가 장착된 전지 팩의 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 전지 팩에서 상부 팩 프레임을 제거한 상태의 상면도이다. 도 7은 다른 일 실시예에 따른 전지 팩에서 상부 팩 프레임을 제거한 상태의 상면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩(1000)은, 전지셀 어셈블리(100)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은, 적어도 하나의 전지셀 어셈블리(100)가 각각 적층되어 있는 전지셀 어셈블리 적층체(1100)를 포함할 수 있다. 또한, 전지 팩(1000)은 적어도 하나의 전지셀 어셈블리 적층체(1100)를 포함할 수 있다.
특히, 도 5와 같이, 전지셀 어셈블리 적층체(1100)에서, 적어도 하나의 전지셀 어셈블리(100)는 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)가 서로 동일한 방향을 향하도록 적층되어 있을 수 있다. 여기서, 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)가 서로 동일한 방향을 향하는 적층 방향이라는 것은, 적어도 하나의 전지셀 어셈블리(100)는 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)가 위치한 제1 버스바 프레임(300a)이 모두 동일한 팩 케이스(1200, 1300)의 측면을 향하는 방향으로 적층된 것을 의미할 수 있다. 일 예로, 도 5와 같이, x축 상에서 각각의 전지셀 어셈블리(100)에 포함된 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)가 서로 동일한 팩 케이스(1200, 1300)의 측면을 향하는 방향으로 적층되어 있을 수 있다.
전지 팩(1000)은, 적어도 하나의 전지셀 어셈블리 적층체(1100)를 내부에 수용하는 팩 케이스(1200, 1300)를 포함한다. 여기서, 팩 케이스(1200, 1300)는 적어도 하나의 전지셀 어셈블리 적층체(1100)가 장착되어 있는 하부 팩 프레임(1200) 및 전지셀 어셈블리 적층체(1100)의 상부에 위치하는 상부 팩 프레임(1300)을 포함할 수 있다. 여기서, 하부 팩 프레임(1200) 및 상부 팩 프레임(1300)은 서로 접하는 면이 용접 또는 접착 등의 방법으로 결합되어, 전지 팩(1000) 내부를 밀봉시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 팩 케이스(1200, 1300)는 하단이 개방되어 있는 상부 팩 프레임 및 상기 상부 팩 프레임의 하부를 커버하는 하부 팩 프레임을 포함하는 형태일 수도 있다. 일 예로, 팩 케이스(1200, 1300)는, 플라스틱 또는 금속 재질을 구비할 수 있다. 그 밖에도, 팩 케이스는, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 팩의 외장재 재질을 채용할 수 있다.
앞서 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 전지셀 어셈블리 적층체(1100)에 포함된 전지셀 어셈블리(100)의 하부는 셀 커버(200)로부터 개방되어 있는 구조를 가지는 점에서, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 전지셀 어셈블리(100)에 포함된 전지셀 적층체(110)의 하부는 하부 팩 프레임(1200)과 서로 대면하는 구조를 가질 수 있다.
도 5에는 도시하지는 않았으나, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩으로서, 전지 팩(1000) 내부에 포함된 서로 다른 구성요소 사이에 열 전달 성능을 높이기 위해, TIM(Thermal Interface Material)이 개재될 수 있다. 예를 들어, 전지셀 적층체(110)와 셀 커버(200) 사이, 셀 커버(200)와 팩 케이스(1200, 1300) 사이, 및/또는 전지셀 적층체(110)와 팩 케이스(1200, 1300) 사이에 TIM이 충진될 수 있다. 이 경우, 전지 팩(1000)의 냉각 성능이 더욱 향상될 수 있다.
도 6과 같이, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 제1 전지셀 어셈블리 적층체(1101a), 제2 전지셀 어셈블리 적층체(1101b), 제3 전지셀 어셈블리 적층체(1101c), 및 제4 전지셀 어셈블리 적층체(1101d)를 포함할 수 있다. 다만, 설명의 편의상, 서로 마주 보는 제1 전지셀 어셈블리 적층체(1101a) 및 제2 전지셀 어셈블리 적층체(1101b)를 중심으로 설명하며, 제3 전지셀 어셈블리 적층체(1101c) 및 제4 전지셀 어셈블리 적층체(1101d)는 생략되거나 이에 대해서도 동일하게 설명될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 전지셀 어셈블리 적층체(1101a) 및 제2 전지셀 어셈블리 적층체(1101b)는 팩 케이스(1200, 1300) 내부에 나란히 배치되어 있을 수 있다. 여기서, 나란히 배치된다는 것은, 제1 전지셀 어셈블리 적층체(1101a)의 일단부와 제2 전지셀 어셈블리 적층체(1101b)의 일단부가 서로 마주 보는 방향으로 배치되어 있는 것을 의미할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 전지셀 어셈블리 적층체(1101a)에 포함된 각각의 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)와 제2 전지셀 어셈블리 적층체(1101b)에 포함된 각각의 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)가 서로 마주 보는 방향으로 배치되어 있을 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)에서, 제1 전지셀 어셈블리 적층체(1101a)에 포함된 각각의 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)와 제2 전지셀 어셈블리 적층체(1101b)에 포함된 각각의 양극 단자부(310) 및 음극 단자부(320)는 각각의 전기적 연결이 외부 충격으로부터 보호될 수 있다는 이점이 있다.
이와 달리, 도 7을 참조하면, 제1 전지셀 어셈블리 적층체(1101a)에 포함된 각각의 센싱 단자부(330)와 제2 전지셀 어셈블리 적층체(1101b)에 포함된 각각의 센싱 단자부(330)가 서로 마주 보는 방향으로 배치되어 있을 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)에서, 제1 전지셀 어셈블리 적층체(1101a)에 포함된 각각의 센싱 단자부(330)와 제2 전지셀 어셈블리 적층체(1101b)에 포함된 각각의 센싱 단자부(330)는 센싱 와이어 등과 같은 전자 제어 구성과의 연결이 간소화될 수 있으며, 이에 따른 비용 감소 등의 이점이 있다.
앞에서 설명한 전지셀 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100: 전지셀 어셈블리
110: 전지셀 적층체
150: 절연 시트
200: 셀 커버
300: 버스바 조립체
310: 양극 단자부
320: 음극 단자부
330: 센싱 단자부
400: 커버부
500: 절연 플레이트
1000: 전지 팩
1100: 전지셀 어셈블리 적층체
1200: 하부 팩 하우징
1300: 상부 팩 하우징
1400: 전장부

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 제1 전지셀을 포함하는 제1 전지셀 적층체;
    적어도 하나의 제2 전지셀을 포함하는 제2 전지셀 적층체;
    상기 제1 전지셀 적층체 및 상기 제2 전지셀 적층체를 감싸는 셀 커버;
    상기 셀 커버의 일단부에 위치하며, 양극 단자부 및 음극 단자부가 외부로 노출되어 있는 제1 버스바 조립체; 및
    상기 셀 커버의 타단부에 위치하며, 센싱 단자부가 외부로 노출되어 있는 제2 버스바 조립체를 포함하는 전지셀 어셈블리.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 전지셀 적층체에서, 상기 적어도 하나의 제1 전지셀은 서로 병렬 연결되어 있고,
    상기 제2 전지셀 적층체에서, 상기 적어도 하나의 제2 전지셀은 서로 병렬 연결되어 있는 전지셀 어셈블리.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 전지셀 적층체의 일단부에 제1 양극 리드부가 위치하고, 상기 제1 전지셀 적층체의 타단부에 제1 음극 리드부가 위치하고,
    상기 제2 전지셀 적층체의 일단부에 제2 양극 리드부가 위치하고, 상기 제2 전지셀 적층체의 타단부에 제2 음극 리드부가 위치하는 전지셀 어셈블리.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 양극 리드부와 상기 제2 음극 리드부는 상기 셀 커버의 일단부에 위치하고,
    상기 제1 양극 리드부는 상기 양극 단자부와 전기적으로 연결되어 있고,
    상기 제2 음극 리드부는 상기 음극 단자부와 전기적으로 연결되어 있는 전지셀 어셈블리.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 음극 리드부와 상기 제2 양극 리드부는 상기 셀 커버의 타단부에 위치하고,
    상기 제1 음극 리드부와 상기 제2 양극 리드부는 상기 센싱 단자부와 전기적으로 연결되어 있는 전지셀 어셈블리.
  6. 제5항에서,
    상기 양극 단자부는,
    상기 제1 버스바 조립체에 장착되어 있으며, 상기 제1 양극 리드부와 접하는 양극 단자 버스바의 상부에 형성되어 있고,
    상기 음극 단자부는,
    상기 제1 버스바 조립체에 장착되어 있으며, 상기 제2 음극 리드부와 접하는 음극 단자 버스바의 상부에 형성되어 있고,
    상기 센싱 단자부는,
    상기 제2 버스바 조립체에 장착되어 있으며, 상기 제1 음극 리드부 및 상기 제2 양극 리드부와 접하는 센싱 버스바의 상부에 형성되어 있는 전지셀 어셈블리.
  7. 제6항에서,
    상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부는 상기 제1 버스바 조립체의 상부에 노출되어 있고,
    상기 센싱 단자부는 상기 제2 버스바 조립체의 상부에 노출되어 있는 전지셀 어셈블리.
  8. 제1항에서,
    상기 셀 커버의 양단부는 상기 제1 전지셀 적층체 및 상기 제2 전지셀 적층체의 양 단부가 외부로 노출되도록 개방되어 있는 전지셀 어셈블리.
  9. 제8항에서,
    상기 셀 커버의 하부는 상기 제1 전지셀 적층체 및 상기 제2 전지셀 적층체의 하부가 외부로 노출되도록 개방되어 있는 전지셀 어셈블리.
  10. 제8항에서,
    상기 제1 전지셀 적층체와 상기 셀 커버의 일측면 사이에 제1 절연 시트가 위치하고,
    상기 제2 전지셀 적층체와 상기 셀 커버의 타측면 사이에 제2 절연 시트가 위치하는 전지셀 어셈블리.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 버스바 조립체 및 상기 제2 버스바 조립체를 각각 커버하는 커버부, 및
    상기 제1 버스바 조립체와 상기 커버부, 및 상기 제2 버스바 조립체와 상기 커버부 사이에 각각 위치하는 절연 플레이트를 더 포함하는 전지셀 어셈블리.
  12. 제1항에 따른 전지셀 어셈블리를 포함하는 전지 팩으로서,
    적어도 하나의 상기 전지셀 어셈블리가 일방향으로 각각 적층되어 있는 제1 전지셀 어셈블리 적층체 및 제2 전지셀 어셈블리 적층체, 및
    상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체 및 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체를 내부에 수용하는 팩 케이스를 포함하는 전지 팩.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체에서, 상기 적어도 하나의 전지셀 어셈블리는 상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부가 서로 동일한 방향을 향하도록 적층되어 있고,
    상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체에서, 상기 적어도 하나의 전지셀 어셈블리는 상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부가 서로 동일한 방향을 향하도록 적층되어 있는 전지 팩.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체 및 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체는 상기 팩 케이스 내부에 나란히 배치되어 있고,
    상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체에 포함된 각각의 상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부와 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체에 포함된 각각의 상기 양극 단자부 및 상기 음극 단자부가 서로 마주 보는 방향으로 배치되어 있는 전지 팩.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체 및 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체는 상기 팩 케이스 내부에 나란히 배치되어 있고,
    상기 제1 전지셀 어셈블리 적층체에 포함된 각각의 상기 센싱 단자부와 상기 제2 전지셀 어셈블리 적층체에 포함된 각각의 상기 센싱 단자부가 서로 마주 보는 방향으로 배치되어 있는 전지 팩.
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