KR20240012312A - 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 - Google Patents

전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 Download PDF

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KR20240012312A
KR20240012312A KR1020230090086A KR20230090086A KR20240012312A KR 20240012312 A KR20240012312 A KR 20240012312A KR 1020230090086 A KR1020230090086 A KR 1020230090086A KR 20230090086 A KR20230090086 A KR 20230090086A KR 20240012312 A KR20240012312 A KR 20240012312A
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이명우
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 일 방향으로 적층된 복수의 전지셀들, 내부 공간에 상기 전지셀들을 수납하는 팩 케이스, 상기 팩 케이스의 내부 공간에서, 상기 복수의 전지셀들 중 적어도 일부 전지셀을 적어도 부분적으로 감싸는 셀 커버, 상기 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하는 버스바 어셈블리, 상기 버스바 어셈블리에 장착되는 제1 실링 부재, 및 상기 셀 커버에 장착되는 제2 실링 부재를 포함한다.

Description

전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스{BATTERY PACK AND DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 에너지 밀도와 냉각 성능이 향상되고 안전성이 강화된 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것이다.
현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기 자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기 자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는 바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점이 있어 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 전기 자동차나 에너지 저장 시스템과 같은 중대형 장치에 구동용이나 에너지 저장용으로 전지 팩이 널리 사용되고 있다. 종래 전지 팩은, 팩 케이스 내부에 하나 이상의 전지 모듈과 전지 팩의 충방전을 제어하는 제어 유닛, 이를테면 BMS(Battery Management System)를 포함한다. 여기서, 전지 모듈은, 모듈 케이스의 내부에 다수의 전지셀을 포함하는 형태로 구성된다. 즉, 종래 전지 팩의 경우, 다수의 전지셀(이차 전지)이 모듈 케이스 내부에 수납되어 각각의 전지 모듈을 구성하고, 이러한 전지 모듈이 하나 이상 팩 케이스 내부에 수납되어 전지 팩을 구성한다.
특히, 파우치형 전지의 경우, 무게가 가볍고, 적층 시 데드 스페이스(dead space)가 적다는 등의 여러 측면에서 장점을 갖고 있지만, 외부의 충격에 취약하고, 조립성이 다소 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 다수의 셀을 먼저 모듈화시킨 후, 팩 케이스의 내부에 수납되는 형태로 전지 팩이 제조되는 것이 일반적이다. 대표적인 예로서, 종래 전지 팩의 경우, 다수의 전지셀을 먼저 모듈 케이스 내부에 수납하여 전지 모듈을 구성한 후, 이러한 전지 모듈을 하나 이상 팩 케이스의 내부에 수납하는 형태로 구성된다. 더욱이, 종래 전지 모듈은, 아래의 선행문헌(한국공개번호 제10-2015-0044599호) 등에 개시된 바와 같이, 카트리지라고도 불리는 플라스틱 재질의 적층용 프레임, 셀 적층 방향 양단의 플레이트, 볼트와 같은 체결 부재 등 여러 구성요소를 이용하여 다수의 전지셀을 적층시키는 경우가 많다. 그리고, 이와 같이 형성된 적층체는, 다시 모듈 케이스 내부에 수납되어 모듈화되는 경우도 많다.
하지만, 이와 같은 종래 전지 팩의 경우, 에너지 밀도 측면에서 불리할 수 있다. 대표적으로, 다수의 전지셀을 모듈 케이스 내부에 수납하여 모듈화시키는 과정에서, 모듈 케이스 또는 적층용 프레임 등 여러 구성요소로 인해 전지 팩의 부피가 불필요하게 증가하거나 전지셀이 차지하는 공간이 줄어들 수 있다. 더욱이, 모듈 케이스나 적층용 프레임 등의 구성요소 자체가 차지하는 공간은 물론이고, 이러한 구성요소들에 대한 조립 공차를 확보하기 위해 전지셀의 수납 공간이 줄어들 수 있다. 따라서, 종래 전지 팩의 경우, 에너지 밀도를 높이는데 한계가 생길 수 있다.
또한, 종래 전지 팩의 경우, 조립성 측면에서도 불리할 수 있다. 특히, 전지 팩을 제조하기 위해서는, 먼저 다수의 전지셀을 모듈화시켜 전지 모듈을 구성한 후, 전지 모듈을 팩 케이스에 수납하는 과정을 거치게 되므로, 전지 팩의 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다. 더욱이, 상기 선행문헌에 개시된 바와 같이, 적층용 프레임 및 볼트, 플레이트 등을 이용하여 셀 적층체를 형성하는 공정 및 구조가 매우 복잡할 수 있다.
또한, 종래 전지 팩의 경우, 팩 케이스 내부에 모듈 케이스가 수납되고, 모듈 케이스 내부에 전지셀이 수납되므로, 우수한 냉각성을 확보하기 어렵다는 문제도 있다. 특히, 모듈 케이스 내부에 수납된 전지셀들의 열을 모듈 케이스를 거쳐 팩 케이스 외부로 배출시키는 경우, 냉각 효율이 떨어지고, 냉각 구조도 복잡해질 수 있다.
또한, 종래 전지 팩에는 별도의 실링 부재가 포함되어 있지 않고, 추가로 전지셀이나 전지 모듈에도 별도의 실링 부재가 포함되어 있지 않아, 외부로부터 수분이나 먼지 등이 유입되기 쉬운 문제가 있다. 이러한 경우, 방수 등급을 만족시키지 못하므로, 상기 문제점을 해결해야 할 필요성이 대두되고 있다.
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2015-0044599호 (공개일자: 2015년 04월 27일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 에너지 밀도, 조립성 및/또는 냉각성 등이 우수한 전지 팩 및 자동차 등을 포함하는 디바이스를 제공하는 것이다.
또한, 고온의 가스가 무분별하게 배출되어 발생하는 연속적인 열 폭주 현상을 방지함으로써 내구성 및 안전성이 향상된 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고, 기재되지 않은 다른 과제들은 본 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있는 범위에서 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 일 방향으로 적층된 복수의 전지셀들; 내부 공간에 상기 전지셀들을 수납하는 팩 케이스; 상기 팩 케이스의 내부 공간에서, 상기 복수의 전지셀들 중 적어도 일부 전지셀을 적어도 부분적으로 감싸는 셀 커버; 상기 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하는 버스바 어셈블리; 및 상기 버스바 어셈블리에 장착되는 제1 실링 부재를 포함한다.
상기 버스바 어셈블리는, 가장자리를 따라 일정 깊이로 파인 영역인 제1 홈을 포함하고, 상기 제1 실링 부재는 상기 제1 홈에 장착될 수 있다.
상기 제1 실링 부재의 폭은, 상기 제1 홈의 폭보다 작거나 동일하고, 상기 제1 실링 부재의 높이는, 상기 제1 홈의 높이보다 높거나 동일할 수 있다.
상기 제1 실링 부재는 탄성 소재로 형성될 수 있다.
상기 셀 커버에 장착되는 제2 실링 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 셀 커버는, 상기 전지셀의 상부를 감싸는 상측커버부, 상기 상측커버부의 일단으로부터 하부 방향으로 연장되는 제1 측면커버부, 및 상기 상측커버부의 타단으로부터 하부 방향으로 연장되는 제2 측면커버부를 포함하고, 상기 제2 실링 부재는, 상기 상측커버부, 상기 제1 측면커버부, 및 상기 제2 측면커버부의 내면을 따라 구비될 수 있다.
상기 제2 실링 부재는, 상기 상측커버부, 상기 제1 측면커버부, 및 상기 제2 측면커버부의 내면을 따라 일정 깊이로 파인 영역인 제2 홈에 구비될 수 있다.
상기 제2 실링 부재는, 상기 제2 홈을 따라 도포된 후 경화되어 형성될 수 있다.
상기 제2 실링 부재는, 수지로 형성될 수 있다.
상기 제2 실링 부재는, CIPG(Cured In Place Gasket) 소재로 형성될 수 있다.
상기 제1 실링 부재 및 상기 제2 실링 부재는, 서로 접하면서 위치할 수 있다.
상기 제1 실링 부재는, 상기 제2 실링 부재보다 경도가 클 수 있다.
상기 제1 실링 부재는, 상기 제2 실링 부재보다 형상 변화 정도가 작을 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은, 일 방향으로 적층된 복수의 전지셀들; 내부 공간에 상기 전지셀들을 수납하는 팩 케이스; 상기 팩 케이스의 내부 공간에서, 상기 복수의 전지셀들 중 적어도 일부 전지셀을 적어도 부분적으로 감싸는 셀 커버; 상기 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하는 버스바 어셈블리; 및 상기 셀 커버에 장착되는 제2 실링 부재를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디바이스는, 상기에서 설명한 전지 팩을 포함한다.
실시예들에 따르면, 플라스틱 카트리지와 같은 적층용 프레임이나 별도의 모듈 케이스 등의 구성이 없이도, 다수의 전지셀을 팩 케이스 내부에 안정적으로 수납할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 연성 재질 케이스를 갖는 전지셀을 쉽게 견고한 형태로 만들어, 팩 케이스 내부에서 직접 적층되는 구성이 보다 용이하게 구현될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 전지셀을 상하 방향으로 세워진 상태에서 수평 방향으로 나란하게 적층시키는 구성이 용이하게 구현될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 전지 팩의 에너지 밀도가 향상될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전지셀을 모듈화하지 않고 팩 케이스에 직접 수납하므로, 전지 모듈의 모듈 케이스 등이 불필요하다. 따라서, 이러한 모듈 케이스가 차지하는 공간을 줄여, 팩 케이스 내부에 더욱 더 많은 전지셀이 배치될 수 있다. 그러므로 전지 팩의 에너지 밀도가 더욱 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전지 팩의 조립성이 향상될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 모듈 케이스에 전지셀을 수납하여 전지 모듈을 마련하는 공정, 이와 같이 마련된 전지 모듈을 하나 이상 팩케이스에 수납하는 공정 등이 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 제조 공정이 간소화되고, 제조 시간이 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 셀 커버에 의해 감싸지는 전지셀의 개수를 변경하는 구성이 용이하게 구현될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 셀 커버의 폭을 변경함으로써, 셀 커버에 의해 수용되는 단위 셀 개수를 쉽게 변경할 수 있다. 따라서, 이 경우, 하나의 셀 커버에 의한 용량이나 출력에 대한 변경이 쉽게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 각각의 셀 유닛에 대하여, 버스바나 각 유닛의 단자를, 각 셀 커버의 측면이나 상부 또는 하부 등에 위치시키는 구성이 쉽게 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 연질의 전지셀을 팩 케이스 내부에 수납시키는 과정에서, 전지셀을 직접 파지하지 않고 셀 커버를 파지할 수 있다. 따라서, 전지셀을 핸들링하는 공정이 보다 용이하고 안전하게 이루어질 수 있다. 더욱이, 이 경우, 전지셀을 팩 케이스 내부에 수납하는 등 셀의 핸들링 과정에서, 전지셀이 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전지 팩의 냉각 효율이 보다 향상될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예의 경우, 각 전지셀의 일부가 팩 케이스에 직접 노출되므로, 각 전지셀의 열이 팩 케이스를 통해 외부로 효과적으로 배출될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전지셀의 넓은 표면을 통해 추가적인 면 냉각이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전지 팩의 안전성이 향상될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 전지셀로부터 배출된 가스 등이 외부로 원활하게 배출될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전지셀로부터 배출된 가스나 화염 등의 배출 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 인접한 전지셀 간 열 폭주 전파가 효과적으로 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전지셀 외부로 고온의 가스가 무분별하게 배출되는 것을 방지함으로써, 연속적인 열 폭주 현상을 방지할 수 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 전지 팩의 일부 구성을 분리하여 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 내부에 수납되는 전지셀과 셀 커버의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 도 2의 전지셀과 셀 커버가 결합된 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 어셈블리에 장착되는 실링 부재를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 내부에 수납되는 전지셀과 셀 커버의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 커버에 장착되는 실링 부재를 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 내부에 수납되는 전지셀과 셀 커버의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 8은, 도 7의 셀 커버와 버스바 어셈블리에 실링 부재가 각각 결합된 구성을 나타내는 분리 사시도이다.
도 9는, 도 8의 셀 커버와 버스바 어셈블리가 결합되었을 때, B-B’를 따라 자른 단면도이다.
도 10 내지 도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 설명한 것 외에 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 본 발명의 범위는 여기에서 설명하는 실시예들에 의해 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 확대하거나 축소하여 나타낸 것이므로, 본 발명의 내용이 도시된 바에 한정되지 않음은 자명하다. 이하의 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 각 층의 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 이하의 도면에서는 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 설명할 때, 이는 해당하는 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이와 반대로 해당하는 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 설명할 때에는 그 사이에 다른 부분이 없는 것을 의미할 수 있다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아닐 수 있다. 한편, 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 설명하는 것과 마찬가지로, 다른 부분 "아래에" 또는 "하에" 있다고 설명하는 것 또한 상술한 내용을 참조하여 이해될 수 있을 것이다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 해당 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 해당 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 일부 구성을 분리하여 나타낸 개략적인 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 내부에 수납되는 전지셀과 셀 커버의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 3은, 도 2의 전지셀과 셀 커버가 결합된 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(10)은, 전지셀(100), 팩 케이스(300) 및 셀 커버(200)를 포함한다.
상기 전지셀(100)은 전지 팩에 복수 포함될 수 있다. 그리고, 이러한 복수의 전지셀(100)은, 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바를 참조하면, 복수의 전지셀(100)은, 수평 방향, 이를테면 좌우 방향(도면의 y축 방향)으로 적층 배치될 수 있다. 또한, 복수의 전지셀(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 전후 방향(도면의 x축 방향)으로 배치될 수도 있다.
더욱이, 복수의 전지셀(100)은, 수평 방향으로 배치되되, 좌우 방향 및 수평 방향으로 다수의 열을 이루는 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바를 참조하면, 복수의 전지셀(100)은, 좌우 방향(y축 방향 및 -y축 방향)으로 배치된 셀 열이 전후 방향(x축 방향 및 -x축 방향)으로 2개 구비된 형태로 적층될 수 있다.
본 발명에 따른 전지 팩은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 형태의 전지셀(100)을 채용할 수 있다. 일 예로, 전지셀은 파우치형 전지셀일 수 있다. 이러한 파우치형 전지셀은, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 전극 조립체를 수납한 뒤, 상기 파우치 케이스의 외주부를 융착하여 형성될 수 있다. 이러한 전지셀은 장방형 시트 구조로 형성될 수 있다. 그러나 전지셀의 구조는 이에 한정되지 않고, 다양한 종류의 전지셀이 적용될 수 있으며, 따라서 이러한 전지셀의 구성 등에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
상기 팩 케이스(300)는, 내부에 빈 공간이 형성되어, 복수의 전지셀(100)을 수납할 수 있다. 예를 들어, 상기 팩 케이스(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(310)와 하부 케이스(320)를 구비할 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 하부 케이스(320)는 상단이 개방된 박스 형태로 구성되어 내부 공간에 다수의 전지셀을 수납할 수 있다. 그리고, 상부 케이스(310)는 하부 케이스(320)의 상단 개방부를 커버하는 덮개 형태로 구성될 수 있다. 이때, 상부 케이스(310)는, 하단이 개방된 박스 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 이러한 팩 케이스(300)의 내부 공간에는, 복수의 전지셀(100)과 함께 셀 커버(200)도 수납될 수 있다. 상기 팩 케이스(300)는, 플라스틱 또는 금속 재질을 구비할 수 있다. 그 밖에도, 팩 케이스(300)는, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 전지 팩의 외장재 재질을 채용할 수 있다.
상기 셀 커버(200)는, 상기 팩 케이스의 내부 공간에서, 전지셀(100)을 감싸도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 셀 커버(200)는, 전지 팩에 포함된 복수의 전지셀(100)들 중, 적어도 일부 전지셀을 감싸도록 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 셀 커버는, 전지셀(100)을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련될 수 있다.
그리고, 셀 커버(200)는, 이와 같이 전지셀을 감싸는 구조를 통해, 팩 케이스(300) 내부에서 복수의 전지셀(100)들의 적층 상태를 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전지셀(100)들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 수평 방향(도면의 Y축 방향)으로 적층될 수 있다. 이때, 셀 커버(200)는, 이와 같이 수평 방향으로 적층된 복수의 전지셀(100)들의 적층 상태가 안정적으로 유지되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 측면에 의하면, 모듈 케이스 없이, 복수의 전지셀(100)들이 팩 케이스(300) 내부에 직접 안착되어 수납될 수 있다. 특히, 전지셀(100)들의 경우, 외장재가 연성 재질로 제작되어 외부 충격에 취약하고 또한 경도가 낮다고 할 수 있다. 따라서, 모듈 케이스에 수납하지 않고 전지셀(100) 자체만으로 팩 케이스(300) 내부에 수납하는 것이 용이하지 않다. 하지만, 본 발명의 경우, 복수의 전지셀(100)들은, 셀 커버(200)에 의해 적어도 일부분이 감싸진 상태로 셀 커버(200)와 결합되어, 팩 케이스(300) 내부에 직접 수납되며, 그 적층 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 전지 팩(10)에 모듈 케이스나 적층용 프레임, 셀의 적층 상태를 유지하기 위한 볼트 등의 체결 부재 등이 추가로 구비될 필요가 없다. 따라서, 모듈 케이스나 적층용 프레임 등 다른 구성요소가 차지하는 공간이나 그로 인한 공차 확보를 위한 공간이 제거될 수 있다. 그러므로, 제거된 공간만큼 전지셀이 더 공간을 차지할 수 있으므로, 전지 팩의 에너지 밀도가 보다 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 모듈 케이스나 적층용 프레임, 볼트 등이 구비되지 않으므로, 전지 팩의 부피나 무게가 감소되고, 제조 공정이 간소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 전지셀(100)의 핸들링이 보다 용이해질 수 있다. 예를 들어, 복수의 전지셀(100)을 팩 케이스 내부에 수납하는 경우, 지그 등에 의해 전지셀(100)을 파지할 수 있다. 이때, 지그는 전지셀(100)을 직접 파지하지 않고, 전지셀(100)을 감싸고 있는 셀 커버(200)를 파지할 수 있다. 따라서, 지그에 의한 전지셀(100)의 손상이나 파손이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 전지셀(100)에 셀 커버(200)가 결합되어, 모듈 케이스 없이도 전지셀(100)을 효과적으로 보호할 수 있다.
상기 셀 커버(200)는, 강성 확보를 위해, 다양한 재질로 구성될 수 있다. 특히, 상기 셀 커버(200)는, 금속 재질로 구성될 수 있다. 이러한 금속 재질의 경우, 전지셀들의 적층 상태를 보다 안정적으로 유지하며, 외부 충격으로부터 전지셀들을 보다 안전하게 보호할 수 있다. 특히, 상기 셀 커버(200)는, 스틸 재질, 더욱이 스테인리스 스틸(SUS) 재질을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 커버(200)는, 전체적으로 SUS 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 셀 커버(200)가 스틸 재질로 이루어지는 경우, 기계적 강도 내지 강성이 우수하므로, 전지셀(100)들의 적층 상태를 보다 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 이 경우, 외부의 충격, 이를테면 침상체 등으로부터 전지셀(100)의 손상이나 파손을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 이 경우, 전지셀의 핸들링이 보다 용이해질 수 있다.
또한, 상기 실시예와 같이, 셀 커버(200)가 스틸 재질로 이루어지는 경우, 높은 용융점으로 인해, 전지셀(100)로부터 화염 발생 시, 전체적인 구조가 안정적으로 유지될 수 있다. 특히, 스틸 재질의 경우, 알루미늄 재질에 비해 녹는점이 높으므로, 전지셀(100)로부터 분출된 화염에도 용융되지 않고, 그 형태가 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서, 전지셀(100) 간 화염 전파 방지 내지 지연 효과, 벤팅 제어 효과 등이 우수하게 확보될 수 있다.
상기 셀 커버(200)는, 하나 또는 그 이상의 전지셀(100)을 감싸도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 셀 커버(200)는, 둘 또는 그 이상의 전지셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 셀 커버(200)는, 하나의 전지셀(100)만을 감싸도록 구성될 수 있다. 이 경우, 복수의 전지셀(100)들 중 각각의 전지셀(100)마다 셀 커버(200)가 개별적으로 결합된다고 할 수 있다.
상기 셀 커버(200)는, 전지셀(100)의 외측 표면에 적어도 부분적으로 접착될 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 커버(200)는, 전지셀(100)의 수납부에 내측 표면이 접착될 수 있다.
상기 셀 커버(200)는, 전지 팩(10)에 하나 또는 다수 포함될 수 있다. 특히, 셀 커버(200)는, 전지 팩(10)에 포함된 복수의 전지셀(100)들을 그룹핑하여 유닛화하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 하나의 셀 커버(200)는, 하나의 셀 유닛을 구성한다고 할 수 있다. 그리고, 하나의 셀 유닛에는, 하나 또는 다수의 전지셀(100)이 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 2에는, U1으로 표시된 바와 같이, 하나의 셀 유닛이 도시되어 있다. 전지 팩에(10)는 다수의 셀 유닛(U1)이 포함될 수 있으며, 이 경우 셀 커버(200)는 전지 팩(10)에 다수 포함된다고 할 수 있다. 일례로, 셀 커버(200)가 하나의 전지셀(100)을 감싸는 형태로 구성된 경우, 전지 팩(10)에는 전지셀(100)의 개수와 동일한 개수의 셀 커버(200)가 포함될 수 있다. 다른 예로, 셀 커버(200)가 둘 이상의 전지셀(100)을 감싸는 형태로 구성된 경우, 전지 팩(10)에는 전지셀(100)의 개수보다 작은 개수의 셀 커버(200)가 포함될 수 있다.
상기 셀 커버(200)는, 복수의 전지셀(100)들을 세워진 상태로 지지하도록 구성될 수 있다. 각각의 전지셀(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 넓은 표면을 가지며, 넓은 표면의 모서리 부분에는 파우치 외장재의 실링부나 접혀진 부분이 존재할 수 있다. 따라서, 전지셀(100)은 일반적으로 상하 방향(z축 방향 및 -z축 방향)으로 세워진 형태로 적층시키는 것이 어렵다. 하지만, 본 발명에 따른 전지 팩(10)에서, 셀 커버(200)는, 하나 또는 그 이상의 전지셀(100)을 감싸면서, 감싸진 전지셀(100)의 세워진 상태, 즉 기립 상태를 지지하도록 구성될 수 있다.
특히, 셀 커버(200)는, 다수의 전지셀(100)이 상하 방향으로 세워진 상태에서 수평 방향으로 적층될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 실시예와 같이, 다수의 셀 커버(200)는 수평 방향으로 상호 적층되고, 각각의 셀 커버(200)는 하나 또는 그 이상의 전지셀(100)을 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 셀 커버(200)에 의해, 다수의 전지셀(100)이 각각 세워진 상태에서 수평 방향으로 나란하게 적층된 구성이 안정적으로 유지될 수 있다.
특히, 상기 셀 커버(200)는, 팩 케이스(300)의 내부 공간에서, 자립 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(200)는, 팩 케이스(300)나 전지셀(100) 등, 전지 팩(10)에 구비되는 다른 구성요소의 도움 없이도, 스스로 기립 상태를 유지하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 셀 커버(200)는, 도 1의 실시예에서, 하부 케이스(320)의 바닥면에 직접 안착될 수 있다. 이때, 셀 커버(200)의 일부, 이를테면 도 2에서 C1 으로 표시된 셀 커버(200)의 하단부(C1)가 하부 케이스(320)의 바닥면에 직접 접촉하여 안착될 수 있다. 그리고, 셀 커버(200)는, 이와 같이 하단부(C1)가 안착된 경우, 안착 상태가 안정적으로 유지되도록 구성될 수 있다. 이때, 셀 커버(200)는, 스틸과 같이 강성이 우수한 금속 재질, 특히 SUS 재질로 구성되는 경우, 자립 상태가 보다 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서, 이 경우, 전지셀(100)의 기립 상태가 보다 확실하게 지지될 수 있다.
상기 셀 커버(200)는, 감싸진 전지셀(100)의 적어도 일측이 외부로 노출되도록 전지셀(100)을 부분적으로 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(200)는, 전지셀(100)을 전체적으로 완전히 감싸지 않고, 일부분만 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 특히, 셀 커버(200)는, 전지셀(100)의 적어도 일측이 팩 케이스(300)를 향하여 노출되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 2 및 도 3의 실시예를 참조하면, 셀 커버(200)는, 하나의 전지셀(100)을 감싸는 형태로 구성되되, 감싸진 전지셀(100), 즉 내부 공간에 수용된 전지셀(100)의 하부는 셀 커버(200)에 의해 감싸지지 않을 수 있다. 따라서, 전지셀(100)의 하부는 팩 케이스(300)를 향해 노출되어, 팩 케이스(300)에 직접 대면할 수 있다. 특히, 도 1의 실시예를 참조하면, 전지셀(100)의 하부는, 하부 케이스(320)의 바닥면을 향해 노출될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 전지 팩(10)의 냉각 성능이 보다 효과적으로 확보될 수 있다. 특히, 상기 실시예에 의하면, 전지셀(100)과 팩 케이스(300)가 직접 대면 접촉될 수 있다. 따라서, 각각의 전지셀(100)로부터 방출된 열이 팩 케이스(300)로 직접 전달되어, 전지의 냉각 성능이 향상될 수 있다. 또한, 이 경우, 전지셀(100)과 팩 케이스(300) 사이에 별도의 냉각 구조가 구비되지 않아도 되므로, 효율적인 냉각 성능이 구현될 수 있다. 그리고, 이 경우, 전지셀(100) 사이에 공기 등의 냉매가 유입되기 위한 공간이 마련되지 않을 수 있다.
각각의 전지셀(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, R로 표시된 수납부 및 E1~E4로 표시된 에지부를 구비할 수 있다. 여기서, 수납부(R)는, 양극판과 음극판이 세퍼레이터가 개재된 상태로 상호 적층된 형태로 구성된 전극 조립체가 수납된 부분일 수 있다. 또한, 이러한 수납부(R)에는, 전해액이 수납될 수 있다. 그리고, 에지부(E1~E4)는, 이러한 수납부(R)의 주위를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
특히, 에지부(E1~E4)는, 전지셀(100)의 케이스인 파우치 외장재가 실링된 실링부일 수 있다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서, 에지부(E1~E4)는 4개 구비되어, 수납부(R)를 기준으로, 각각 상부 측 모서리(z축 방향), 하부 측 모서리(-z축 방향), 전방 측 모서리(x축 방향) 및 후방측 모서리(-x축 방향)에 위치한다고 할 수 있다. 이때, 4개의 에지부(E1~E4)는 모두 실링부일 수 있다. 또는, 4개의 에지부(E1~E4) 중 일부는, 실링부가 아닌 접혀진 형태로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서, 상부측 에지부(E1), 전방측 에지부(E3) 및 후방측 에지부(E4)는 모두 실링부이나, 하부측 에지부(E2)는 파우치 외장재가 접혀진 부분일 수 있다. 여기서, 4개의 에지부(E1~E4)가 모두 실링된 전지셀(100)에 대해서는 4면 실링 셀, 3개의 에지부(E1, E3, E4)가 실링된 전지셀에 대해서는 3면 실링 셀이라 지칭할 수 있다.
이와 같은 구성에서, 상기 셀 커버(200)는, 전지셀(100)의 수납부(R) 양측(y축 방향 및 -y축 방향)과 에지부(E1~E4)의 일부를 감싸도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 셀 커버(200)가 하나의 전지셀(100)을 감싸는 형태로 구성된 경우, 셀 커버(200)는, 동일한 전지셀(100)의 수납부(R) 양측 표면(이를테면, 동일 수납부(R)의 좌측 표면과 우측 표면), 및 해당 전지셀(100)의 에지부 일부를 외측에서 감싸도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 하나의 셀 커버(200)가 다수의 전지셀(100), 이를테면 좌우 방향으로 배치된 다수의 전지셀을 감싸는 형태로 구성된 경우, 최외측 전지셀(100)의 수납부(R)의 외측 표면과, 전체 전지셀(100)의 일측 에지부들을 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 하나의 셀 커버(200)가 좌우 방향으로 적층된 3개 또는 6개의 전지셀(100)을 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 셀 커버(200)는, 좌측 전지셀의 좌측 표면, 3개 또는 6개의 전지셀의 일측 에지부들, 그리고 우측 전지셀의 우측 표면을 감싸는 형태로 구성될 수 있다.
이와 같은 실시예에 의하면, 하나의 셀 커버(200)로서, 하나 이상의 전지셀(100)을 지지 및 보호하는 구성이 용이하게 구현될 수 있다. 또한, 상기 실시예에 의하면, 셀 커버(200)를 통해, 하나 또는 그 이상의 전지셀(100)을 핸들링하는 공정이 쉽고 안전하게 수행될 수 있다. 또한, 상기 실시예에 의하면, 하나의 셀 커버(200)가, 내부에 수용된 전지셀(100)에 대하여 2개의 수납부(R) 표면에 대면될 수 있다. 따라서, 수납부(R)와 셀 커버(200) 사이에서 냉각 성능이 더욱 향상될 수 있다. 특히, 이 경우, 수납부(R)의 넓은 표면을 통해 면 냉각이 구현되어, 냉각 효율이 좋아질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전지 팩(10)에서, 서로 다른 구성요소 사이에 열 전달 성능을 높이기 위해, TIM(Thermal Interface Material)이 개재될 수 있다. 예를 들어, 전지셀(100)과 셀 커버(200) 사이, 셀 커버(200)와 팩 케이스(300) 사이, 및/또는 전지셀(100)과 팩 케이스(300) 사이에 TIM이 충진될 수 있다. 이 경우, 전지 팩의 냉각 성능, 이를테면 듀얼 쿨링 성능 등이 더욱 향상될 수 있다.
특히, 상기 셀 커버(200)는, 내부에 수용된 전지셀(100)의 여러 에지부 중, 전극 리드(110)가 구비되지 않은 에지부를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 실시예를 참조하면, 전지셀(100)은 2개의 전극 리드(110), 즉 양극 리드와 음극 리드를 구비할 수 있다. 이때, 2개의 전극 리드(110)는, 전방측 에지부(E3)와 후방측 에지부(E4)에 각각 위치할 수 있다. 이때, 셀 커버(200)는, 이러한 전방측 에지부(E3)와 후방측 에지부(E4)를 제외한 나머지 2개의 에지부(E1, E2) 중 하나를 감싸는 형태로 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전지셀(100)은 대략 6면체로 형성된 다고 할 수도 있다. 그리고, 6면 중 2개의 면에 전극 리드(110), 즉 음극 리드와 양극 리드가 각각 형성될 수 있다. 그리고, 셀 커버(200)는 6면의 전지셀(100)에서 전극 리드(110)가 형성된 2면을 제외한 나머지 4면 중 3면의 적어도 일부를 감싸도록 마련된다.
본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 셀 커버(200)의 노출된 측면으로 가스나 화염 등의 배출 방향을 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예에 의하면, 전극 리드(110)가 위치하는 셀 커버(200)의 전방 측(x축 방향) 및 후방 측(-x축 방향)이 개방되어 있으므로, 이러한 개방된 방향으로 가스나 화염 등이 배출되도록 할 수 있다. 특히, 상기와 같이 전방 및 후방이 개방된 형태로 셀 커버(200)가 구성된 경우, 사이드 디렉셔널 벤팅(side directional venting)이 용이하게 구현될 수 있다.
더욱이, 상기 셀 커버(200)는, 내부에 수용되어 감싸진 하나 이상의 전지셀(100)에 대하여, 수납부(R)의 양 측면과 상부측 에지부(E1)를 덮는 형태로 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바를 참조하면, 셀 커버(200)는, 셀 커버(200)가 좌우 방향으로 적층된 6개의 전지셀(100)을 감싸는 형태로 구성된 경우, 셀 커버(200)는, 좌측 최외각 전지셀의 수납부의 좌측 표면, 6개의 전지셀의 상부 측 에지부(E1)들, 그리고 우측 최외각 전지셀의 수납부의 우측 표면을 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 다른 예로, 하나의 전지셀(100)에 대하여, 수납부(R)의 좌측 표면과 우측 표면, 그리고 상부측 에지부(E1)를 모두 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 하나의 셀 커버(200)로서, 하나 또는 그 이상의 전지셀(100)들을 지지하고 보호하는 구성이 용이하게 구현될 수 있다. 특히, 상기 실시예에 의하면, 하부측 에지부(E2)는 셀 커버(200)에 의해 감싸지지 않고 팩 케이스(300)와 직접 대면 접촉될 수 있다. 따라서, 셀 커버(200)에 의해 감싸진 전지셀(100)의 열이 하부의 팩 케이스(300) 측으로 신속하고 원활하게 배출될 수 있다. 따라서, 전지 팩의 냉각 성능이 보다 효과적으로 확보될 수 있다.
특히, 이와 같은 구성은, 팩 케이스(300)의 하부에서 냉각이 주로 이루어지는 경우, 보다 효과적으로 실시될 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차에 장착되는 전지 팩의 경우, 차체의 하부에 장착되므로, 팩 케이스(300)의 하부에서 주로 냉각이 이루어질 수 있다. 이때, 상기 실시예와 같이, 각 전지셀(100)의 하부측 에지부(E2)가 팩 케이스(300)에 대면 접촉되는 경우, 각 전지셀(100)로부터 팩 케이스(300) 측으로 열이 신속하게 전달되어, 냉각 성능이 보다 향상될 수 있다.
또한, 상기 실시예에 의하면, 열 폭주 등의 상황에서 전지셀(100)로부터 고온의 가스나 화염 등이 배출되는 경우, 배출된 가스나 화염이 상부 측으로 향하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 전기 자동차 등과 같이, 전지 팩(10)의 상부 측에 탑승자가 위치하는 경우, 상기 실시예에 의하면, 가스나 화염 등이 탑승자 측으로 향하는 것을 억제하거나 지연시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 셀 커버(200)는 대략 n 자와 유사한 형상으로 형성된다고 할 수 있다. 그리고, 셀 커버(200)는, 이와 같은 형상을 통해, 내부에 수용된 전지셀(100)에 대하여, 전극 리드(110)가 돌출된 전방측(x축 방향)과 후방측(-x축 방향), 그리고 하부측(-z축 방향)을 제외한 다른 부분을 덮도록 구성된다고 할 수 있다. 즉, 셀 커버(200)는, 내부에 수용된 전지셀(100)의 수납부(R)의 외측 및 상부측을 덮도록 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 셀 커버(200)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상측커버부(210), 제1 측면커버부(220), 및 제2 측면커버부(230)를 포함할 수 있다.
여기서, 상측커버부(210)는 내부에 수용된 전지셀(100)의 상부측 에지부(E1)의 상부를 감싸도록 구성될 수 있다. 특히, 상측커버부(210)는, 전지셀(100)의 상부측 에지부(E1)에 접촉되거나 이격되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상측커버부(210)는, 평면 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 상측커버부(210)는, 단면이 수평 방향의 직선 형상으로 형성되어, 전지셀(100)의 상부측 에지부(E1)를 외측에서 직선 형태로 감쌀 수 있다.
제1 측면커버부(220)는, 상측커버부(210)의 일단으로부터 하부 방향으로 연장되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 측면커버부(220)는, 상측커버부(210)의 좌측 단부(-y축 방향)에서 하부 방향(도면의 -z축 방향)으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 제1 측면커버부(220)는, 평면 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제1 측면커버부(220)는, 상측커버부(210)에서 벤딩된 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 제1 측면커버부(220)는, 내부에 수용된 전지셀(100)의 일측 수납부(R)의 외측을 감싸도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(200)에 하나의 전지셀(100)이 수용된 경우, 제1 측면커버부(220)는, 수용된 전지셀(100)의 수납부(R)의 좌측 표면을 좌측에서 감싸도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 측면커버부(220)는, 수납부(R)의 외측 표면에 직접 접촉될 수 있다.
제2 측면커버부(230)는, 제1 측면커버부(220)로부터 수평 방향으로 이격되게 위치할 수 있다. 그리고, 제2 측면커버부(230)는, 상측커버부(210)의 타단으로부터 하부 방향(-z축 방향)으로 연장되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 측면커버부(230) 는, 상측커버부(210)의 우측 단부(y축 방향)에서 하부 방향(-z축 방향)으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 제2 측면커버부(230)도 제1 측면커버부(220)와 마찬가지로 평면 형태로 구성될 수 있다. 이때, 제2 측면커버부(230)와 제1 측면커버부(220)는 수평 방향으로 이격된 상태에서 서로 평행하게 배치되어 있다고 할 수 있다.
그리고 제2 측면커버부(230)는, 내부에 수용된 전지셀(100)의 타측 수납부(R)의 외측을 감싸도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(200)에 하나이상의 전지셀(100)이 수용된 경우, 제2 측면커버부(230)는, 수용된 최외각 우측 전지셀(100)의 수납부(R)의 우측 표면을 우측에서 감싸도록 구성될 수 있다. 여기서, 제2 측면커버부(230)는, 수납부(R)의 외측 표면에 직접 접촉될 수 있다.
상기 실시예에서, 상측커버부(210), 제1 측면커버부(220) 및 제2 측면커버부(230)에 의해 내부 공간이 한정될 수 있다. 그리고, 셀 커버(200)는, 이와 같이 한정된 내부 공간에 하나 또는 그 이상의 전지셀을 수용할 수 있다.
또한 상기 실시예에서, 도 2에서 C1으로 표시된 바와 같은 제1 측면커버부(220)와 제2 측면커버부(230)의 하측 단부는, 팩 케이스(300)의 바닥면에 접촉할 수 있다. 특히, 이와 같은 제1 측면커버부(220)와 제2 측면커버부(230)의 하측 단부(C1)와 팩 케이스(300) 사이의 접촉 구성은, 전후 방향(도면의 x축 방향 및 -x축 방향)으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다. 이와 같은 실시예에 의하면, 내부에 수용된 전지셀(100)을 세워진 상태로 유지시킬 수 있는 셀 커버(200)의 자립 구성이 보다 안정적으로 구현될 수 있다.
더욱이, 제1 측면커버부(220)와 제2 측면커버부(230)는, 서로 동일한 높이를 가질 수 있다. 즉, 제1 측면커버부(220)와 제2 측면커버부(230)는, 상측커버부(210)로부터 하부 방향으로 연장된 길이가 동일할 수 있다. 이 경우, 셀 커버(200)의 자립 구성이 보다 용이하게 달성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 커버(200)와 전지셀(100)을 다시 설명하자면, 상측커버부(210)는 전지셀(100)의 상부측 에지부(E1)를 마주할 수 있고, 제1 측면커버부(220) 및 제2 측면커버부(230)와 함께 상부측 에지부(E1)를 감쌀 수 있다.
또한, 제1 측면커버부(220)와 제2 측면커버부(230)의 단면적은 제1 측면커버부(220)와 제2 측면커버부(230)가 마주하는 전지셀(100)의 단면적보다 크게 구비되어 수납부(R)가 외부로 노출되는 것을 방지하여 안전성을 최대한 확보할 수 있다.
특히, 상기 전지셀(100)은, 에지부(E1~E4)로서 실링부와 미실링부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서, 상부측 에지부(E1)는 전지셀(100)의 실링부로서 DSF(Double Side Folding)된 부분일 수 있고, 하부측 에지부(E2)는 전지셀(100)의 미실링부일 수 있다.
여기서, 상기 셀 커버(200)는, 전지셀(100)을 감싸되, 에지부(E1~E4) 중에서, 실링부의 적어도 일부는 감싸면서, 미실링부의 적어도 일부는 감싸지 않고 외부로 노출되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 실시예를 참조하면, 셀 커버(200)는, 전지셀(100)의 실링부의 일부인 상부측 에지부(E1)를 덮는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 셀 커버(200)의 내부에 수용된 전지셀(100)은, 실링부인 상부측 에지부(E1)가 상측커버부(210)와 마주하도록 구성된다고 할 수 있다. 또한, 셀 커버(200)는, 전지셀(100)의 미실링부인 하부측 에지부(E2)에 대해서는, 외부로 노출되도록 전지셀(100)을 감쌀 수 있다. 이 경우, 전지셀(100)에서 미실링부인 하부측 에지부(E2)는, 셀 커버(200)의 개방면에 배치된다고 할 수 있다.
전지셀(100)에서 실링부로서 상부측 에지부(E1)는 미실링부인 부측 에지부(E2)보다 상대적으로 고온의 가스나 화염의 배출에 더 취약할 수 있다. 그런데, 상기 실시예에 의하면, 실링부인 상부측 에지부(E1)가 상측커버부(210)를 마주하도록 배치되어 일 방향 벤팅(Directional Venting)에 보다 유리할 수 있다.
또한, 전지셀(100)에서 미실링부로서 하부측 에지부(E2)는 실링부인 상부측 에지부(E1)보다 상대적으로 단면적이 넓고 평평한 형상으로 구비되어 셀 커버(200)의 개방면에 배치될 수 있고, 후술할 써멀 레진(326)에 직접 접촉되어 냉각 효율이 증대될 수 있다.
나아가, 하부 케이스(320)가 차체의 일면에 안착되는 경우 제1 측면커버부(220)와 제2 측면커버부(230)는 상측커버부(210)에서 차체의 일면을 향하여 연장될 수 있고, 상부측 에지부(E1)는 하부측 에지부(E2)보다 차체의 일면에서 더 멀리 배치될 수 있다. 즉, 하부 케이스(320)가 차체의 일면에 안착되는 경우 셀 커버(200)는 차체의 일면과 상대적으로 가깝게 배치된 면이 개방되는 형태로 구성될 수 있다.
반대로, 상부 케이스(310)가 차체의 일면에 안착되는 경우 제1 측면커버부(220)와 제2 측면커버부(230)는 상측커버부(210)에서 차체의 일면에서 멀어지도록 연장될 수 있고, 상부측 에지부(E1)는 하부측 에지부(E2)보다 차체의 일면보다 더 가깝게 배치될 수 있다. 즉, 상부 케이스(310)가 차체의 일면에 안착되는 경우 셀 커버(200)는 차체의 일면과 상대적으로 멀게 배치된 면이 개방되는 형태로 구성될 수 있다.
즉, 셀 커버(200)와 전지셀(100)의 배치는 차체, 팩 케이스(300), 팩 케이스(300) 이외 차체에 배치되는 구성들과의 관계에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 상기 실시예에서는, 셀 커버(200)가 n자 형태로 형성된 구성을 중심으로 도시 내지 설명되어 있으나, 셀 커버(200)는, 다른 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(200)는, I자, U자, L자 등 다른 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전지 팩은, 버스바 어셈블리(700)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 버스바 어셈블리(700)는, 다수의 전지셀(100)을 서로 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 버스바 어셈블리(700)는, 2개의 전지셀(100)의 전극 리드(110)에 결합되어, 2개의 전지셀(100) 사이를 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결되도록 할 수 있다. 버스바 어셈블리(700)는, 구리나 알루미늄과 같은 전기 전도성 재질로 구성되어 전극 리드(110)에 직접 접촉되는 버스바 단자 및 플라스틱과 같은 전기 절연성 재질로 구성되며 버스바 단자를 지지하는 버스바 하우징을 구비할 수 있다.
더욱이, 전지셀(100)에서 전극 리드(110)가 양측에 구비된 경우, 버스바 어셈블리(700)도 전극 리드(110)가 구비된 양 측에 모두 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 전극 리드(110)가 전방측(도면의 x축 방향)과 후방측(도면의 -x축 방향)으로 모두 돌출된 경우, 버스바 어셈블리(700) 또한 전방측과 후방측에 모두 위치할 수 있다.
버스바 어셈블리(700)는, 하나 또는 다수의 셀 커버(200)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바를 참조하면, 2개 이상의 셀 커버(200)가 각각 서로 다른 전지셀(100)을 감싸는 형태로 구성되어, 수평 방향(y축 방향 및 -y축 방향)으로 적층될 수 있다. 이때, 버스바 어셈블리(700)는, 2개 이상의 셀 커버(200)의 전단(x축 방향)과 후단(-x축 방향)에 각각 결합될 수 있다. 특히, 이러한 실시예에서, 1개의 버스바 어셈블리(700)는, 2개 이상의 셀 커버(200)의 단부에 결합될 수 있다. 다른 예로, 1개의 버스바 어셈블리(700)는, 1개의 셀 커버(200)의 단부에 결합될 수도 있다. 이때, 1개의 셀 커버(200)에는, 1개 또는 다수의 전지셀(100)이 수용될 수 있다.
상기 버스바 어셈블리(700)는, 셀 커버(200)와 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 버스바 어셈블리(700)는, 접착, 용접, 끼움 결합, 후크 결합, 볼팅 결합, 리벳 결합 등 다양한 체결 방식을 통해 셀 커버(200)와 결합 고정될 수 있다.
추가로, 버스바 어셈블리(700)는 가장자리를 따라 형성된 제1 홈(710)을 포함할 수 있다. 제1 홈(710)에는 제1 실링 부재(500)가 구비될 수 있어, 버스바 어셈블리(700)가 셀 커버(200)와 결합되는 경우, 제1 실링 부재(500)가 이들 사이에 개재되어 조립 공차 없이 결합될 수 있도록 한다. 즉, 제1 실링 부재(500)는 버스바 어셈블리(700)에 장착될 수 있다. 이로 인해, 전지 팩의 방수 및 방진 성능이 향상되고, 조립성이 향상될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 팩은, 절연 커버부(780)를 더 포함할 수 있다. 이때, 절연 커버부(780)는 전기 절연성 재질로 구성되며, 버스바 어셈블리(700)가 엔드 플레이트에 의해 외부로 노출되는 것을 방지하고, 전기 절연성을 확보 및 유지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전지 팩은, 엔드 커버(800)를 더 포함할 수 있다. 엔드 커버(800)는 버스바 어셈블리(700)와 절연 커버부(780)를 감싸면서(covering) 셀 커버(200)의 개방된 양 측면에 장착될 수 있다. 엔드 커버(780)는 버스바 어셈블리(700)와 절연 커버부(780)를 고정하여 셀 유닛의 구조적 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 엔드 커버(800)는 버스바 어셈블리(700), 복수의 전지셀(100) 및 기타 전장품들을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 엔드 커버(800)에는 적어도 하나 이상의 홀이 구비되어 있어 절연 커버부(780)가 일부 노출될 수 있으며, 이로 인해 고온 및 고압 조건에서, 전지셀(100)로부터 고온의 가스나 화염이 발생하는 경우, 이를 외부로 배출할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 어셈블리에 장착되는 실링 부재를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 어셈블리(700)에는 제1 실링 부재(500)가 장착될 수 있다. 보다 구체적으로, 버스바 어셈블리(700)는 제1 실링 부재(500)가 장착되는 제1 홈(710)을 포함할 수 있다.
제1 홈(710)은 버스바 어셈블리(700)의 가장자리를 따라 일정 깊이로 파인 영역일 수 있다. 제1 홈(710)에는 제1 실링 부재(500)가 장착될 수 있다.
제1 실링 부재(500)는 버스바 어셈블리(700)에 추가로 위치하는 부재로, 버스바 어셈블리(700)가 셀 커버(200)와 결합할 때, 실링 정도를 향상시켜 전지 팩의 방수 및 방진 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 실링 부재(500)는 셀 커버(200)와 버스바 어셈블리(700)가 조립 공차 없이 결합되도록 하여, 전지셀에서 발생하는 고온의 가스나 화염이 외부로 배출되지 않도록 할 수도 있다.
제1 실링 부재(500)의 형상은 버스바 어셈블리(700)의 가장자리 형상과 대응될 수 있다. 즉, 제1 실링 부재(500)의 형상은 버스바 어셈블리(700)의 제1 홈(710)의 형상과 대응될 수 있다.
구체적으로, 제1 실링 부재(500)의 폭은 제1 홈(710)의 폭보다 작거나, 제1 홈(710)의 폭과 동일할 수 있다. 제1 실링 부재(500)의 높이는 제1 홈(710)의 높이보다 높거나, 제1 홈(710)의 높이와 동일할 수 있다.
제1 실링 부재(500)는 탄성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 실링 부재(500)는 고무로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 실링 부재(500)에 압력이 가해지는 경우, 제1 실링 부재(500)의 형상은 압력이 가해진 대로 변화할 수 있다. 예를 들어, 제1 실링 부재(500)에 압력이 가해지는 경우, 제1 홈(710)에 장착된 제1 실링 부재(500)의 형상이 변화되어 제1 홈(710)에 빈 공간이 생기지 않을 수 있다. 따라서, 외부로부터 수분이나 먼지 등이 전지 팩 내로 들어오는 것을 방지할 수 있어, 전지 팩의 방수 및 방진 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 전지의 충방전시, 전지셀 내부의 온도와 압력이 증가하여 고온의 가스나 화염이 발생하는 경우, 셀 커버(200)와 버스바 어셈블리(700) 사이의 틈을 제1 실링 부재(500)가 막고 있어, 상기 틈 사이로 고온의 가스나 화염이 배출되지 못하므로, 가스나 화염의 벤팅 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 전지의 안전성이 향상될 수 있다.
제1 실링 부재(500)는 제1 홈(710)에 끼움 결합될 수 있다. 즉, 제1 홈(710)에 압력을 가하여 제1 실링 부재(500)를 끼움 결합할 수 있어, 조립성이 용이하다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 내부에 수납되는 전지셀과 셀 커버의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 커버에 장착되는 실링 부재를 나타내는 도면이다.
도 5는. 도 1 내지 도 3의 변형예로, 상기에서 설명한 내용과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 커버(200)의 개방된 양측면에는 제2 실링 부재(600)가 장착된다. 제2 실링 부재(600)는 전지 팩의 실링 정도를 향상시켜, 외부로부터 전지 팩 내부로 수분이나 먼지 등이 유입되지 못하게 하는 역할을 수행한다. 또한, 제2 실링 부재(600)는 셀 커버(200)와 버스바 어셈블리(700)가 조립 공차 없이 결합되도록 하여, 전지셀에서 발생하는 고온의 가스나 화염이 외부로 배출되지 않도록 할 수도 있다.
제2 실링 부재(600)는, 버스바 어셈블리(700)가 장착되는 셀 커버(200)의 일 영역에 장착될 수 있다. 제2 실링 부재(600)는, 셀 커버(200)의 상측커버부(210), 제1 측면커버부(220) 및 제2 측면커버부(230)의 내면을 따라 구비될 수 있다. 제2 실링 부재(600)는 상측커버부(210), 제1 측면커버부(220) 및 제2 측면커버부(230)의 내면을 따라 일정 깊이로 파인 제2 홈(240)에 구비될 수 있다. 제2 실링 부재(600)는 디스펜싱 타입(dispensing type)으로, 상측커버부(210), 제1 측면커버부(220) 및 제2 측면커버부(230)의 내면에 형성된 제2 홈(240)을 따라 도포된 후 경화되어 형성될 수 있다.
제2 실링 부재(600)의 형상은 제2 홈(240)의 형상과 대응될 수 있다. 제2 실링 부재(600)의 폭은 제2 홈(240)의 두께보다 작거나, 제2 홈(240)의 두께와 대응될 수 있다. 제2 실링 부재(600)의 높이는 제2 홈(240)의 높이와 대응될 수 있다.
제2 실링 부재(600)는 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 실링 부재(600)는 레진 등으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 실링 부재(600)는 CIPG(Cured In Place Gasket) 소재로 형성될 수 있다. CIPG 소재는, 액상의 소재를 도포한 후 경화되면 고무처럼 굳어져 고상으로 변화되는 물질일 수 있다. CIPG 소재는 탄성 회복력이 높으므로, 제2 실링 부재(600)에 압력이 가해지는 경우, 압력이 가해지는 대로 형상이 변화할 수 있다. 따라서, 제2 홈(240)이 전지 팩을 구성하는 다른 구성들, 일 예로 버스바 어셈블리(700)와 결합할 때, 제2 실링 부재(600)의 형상이 변화하면서 전지 팩을 구성하는 요소들 사이의 틈을 메꿔주는 역할을 할 수 있다. 즉, 외부로부터 수분이나 먼지 등이 전지 팩 내로 들어오는 것을 방지할 수 있으므로, 전지 팩의 방수 및 방진 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 전지의 충방전으로 인해 전지셀 내에서 고온의 가스나 화염이 발생하는 경우, 셀 커버(200)와 버스바 어셈블리(700)의 사이의 틈으로 이들이 배출되는 것을 방지할 수 있으므로, 벤팅 방향을 제어하여 전지의 안전성이 향상될 수 있다.
또한, 제2 실링 부재(600)는 본 도면에서 제2 홈(240)을 따라 구비되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 실시예의 하나일 뿐이고 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 내부에 수납되는 전지셀과 셀 커버의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 8은, 도 7의 셀 커버와 버스바 어셈블리에 실링 부재가 각각 결합된 구성을 나타내는 분리 사시도이다. 도 9는, 도 8의 셀 커버와 버스바 어셈블리가 결합되었을 때, B-B’를 따라 자른 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 버스바 어셈블리(700)에는 제1 실링 부재(500)가 장착되고, 셀 커버(200)의 개방된 양측면에는 제2 실링 부재(600)가 장착될 수 있다. 도 9는, 도 8의 셀 커버와 버스바 어셈블리가 결합되었을 때, B-B’를 따라 자른 단면도이다.
도 7 내지 도 9에서 설명하는 내용은 도 2 및 도 5에 개시된 본 발명의 일 실시예에 대한 변형예로, 상기에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해 자세한 설명은 생략하도록 한다.
구체적으로, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 셀 커버(200)는, 제1 실링 부재(500) 및 제2 실링 부재(600)가 모두 적용되는 것일 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 셀 커버(200) 및 버스바 어셈블리(700)의 일 가장자리는 서로 접하면서 위치할 수 있다. 이 경우, 버스바 어셈블리(700)의 제1 홈(710)를 따라 구비되는 제1 실링 부재(500)와, 셀 커버(200)의 제2 홈(240)를 따라 구비되는 제2 실링 부재(600)는 서로 접하면서 위치할 수 있다.
제1 실링 부재(500)은 제2 실링 부재(600)보다 경도가 클 수 있다. 따라서, 셀 커버(200)에 버스바 어셈블리(700)가 결합되면 제1 실링 부재(500)와 제2 실링 부재(600)에 각각 압력이 가해지게 되고, 이 경우 제1 실링 부재(500)가 제2 실링 부재(600)의 형상 변화 정도가 더 작을 수 있다. 따라서, 제1 실링 부재(500)와 제2 실링 부재(600)에 조립 공차가 생기지 않고 맞물리면서 결합될 수 있다.
이를 참조하면, 종래의 전지 팩과는 달리 조립되는 구성들 사이의 조립 공차가 없어, 외부로부터 전지 팩 내로 수분이나 먼지 등이 유입될 가능성이 낮아질 수 있다. 즉, 조립 상황의 영향을 받지 않으면서, 전지 팩의 방수 및 방진 성능이 향상될 수 있다. 또한, 조립 공차가 없이 보다 견고하게 각 구성들이 조립되기 때문에, 각 구성들의 틈으로 고온의 가스나 화염이 배출될 가능성이 낮을 수 있다. 즉, 무분별하게 가스나 화염이 배출되는 것이 아니라, 사용자가 의도한 방향으로 벤팅이 가능하므로, 전지의 안전성이 향상될 수 있다.
도 10 내지 도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
보다 구체적으로, 도 10은 전지 팩의 하부 케이스(320)에 히트 싱크(301)가 구비된 구성을 도시하는 도면이고, 도 11은 도 8의 히트 싱크(301)에 써멀 레진(326)이 도포된 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 12는, 도 10의 하부 케이스(320) 내부 공간에 도 2의 셀 유닛이 다수 적층된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 10을 참조하면, 팩 케이스(300)는, 히트 싱크(301)를 구비할 수 있다. 그리고, 셀 커버(200)가 결합된 복수의 전지셀(100)들은, 이러한 히트 싱크(301)에 열적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 팩 케이스(300) 중 하부 케이스(320)에는 하부 히트 싱크(321)가 구비될 수 있다. 그리고, 다수의 셀 유닛(U2)들은, 도 12에 도시된 바와 같이, 하부 히트 싱크(321)의 상면에 직접 안착될 수 있다. 특히, 각각의 셀 유닛(U2)에 구비된 셀 커버(200)와 전지셀(100)은, 상하 방향(z축 방향 및 -z축 방향)으로 세워진 형태로 하단부가 하부 히트 싱크(321)의 상부에 직접 접촉하여 안착될 수 있다.
이와 같은 실시 구성에서, 히트 싱크(301)는 복수의 전지셀(100)들과의 사이에 써멀 레진이 개재될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 하부 히트 싱크(321)의 상부 표면에는 써멀 레진(326)이 도포될 수 있다. 그리고, 이와 같이 써멀 레진(326)이 도포된 하부 히트 싱크(321)의 상부 표면에, 도 12에 도시된 바와 같이, 다수의 셀 유닛(U2), 즉 복수의 전지셀(100)과 복수의 셀 커버(200)가 안착될 수 있다.
여기서, 써멀 레진(326)은 열을 전도하며 접착성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 써멀 레진(326)은 전지셀(100)에서 발생된 열이 히트 싱크(301)를 통해 방열되도록 히트 싱크(301)로 열을 전달할 수 있다. 뿐만 아니라, 써멀 레진(326)은, 접착성을 가지므로, 셀 커버(200) 및/또는 전지셀(100)을 히트 싱크(301)에 기계적으로 결합시킬 수 있다.
이러한 실시 구성에서, 셀 커버(200)가 결합된 복수의 전지셀(100)들은, 도 12에서와 같이, 써멀 레진(326)이 도포된 하부 히트 싱크(321)의 상면에 직접 안착될 수 있다. 이 경우, 다수의 셀 유닛(U2)은, 써멀 레진(326)에 의해 하부 히트 싱크(321)의 상면에 안정적으로 결합 고정될 수 있다. 특히, 각각의 셀 유닛(U2)에 포함된 전지셀(100)과 셀 커버(200)는, 상하 방향(z 축 방향 및 -z축 방향) 길이가 좌우 방향(y축 방향 및 -y축 방향) 폭에 비해 길게 형성될 수 있다. 따라서, 전지셀(100)과 셀 커버(200)는, 하부 히트 싱크(321)의 상면에 세워진 상태, 즉 기립 상태로 안착되어 있다고 할 수 있다. 이때, 써멀 레진(326)은, 전지셀(100)과 셀 커버(200)의 기립 상태가 보다 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.
한편, 이상에서 구체적으로 언급되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 전지의 온도나 전압 등을 관리해 주는 전지 관리시스템(Battery Management System; BMS) 및/또는 냉각 장치 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 예를 들어, 전지 팩이 적용되는 디바이스는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단일 수 있다. 그러나, 상술한 디바이스가 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 예시 외에 다양한 디바이스에 본 실시예에 따른 전지 팩이 사용될 수 있고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 전지 팩 100: 전지셀
200: 셀 커버 210: 상측커버부
220: 제1 측면커버부 230: 제2 측면 커버부
240: 제2 홈 300: 팩 케이스
301: 히트 싱크 310: 상부 케이스
320: 하부 케이스 326: 써멀 레진
500: 제1 실링 부재 600: 제2 실링 부재
700: 버스바 어셈블리 710: 제1 홈
780: 절연 커버부 800: 엔드 커버

Claims (15)

  1. 일 방향으로 적층된 복수의 전지셀들;
    내부 공간에 상기 전지셀들을 수납하는 팩 케이스;
    상기 팩 케이스의 내부 공간에서, 상기 복수의 전지셀들 중 적어도 일부 전지셀을 적어도 부분적으로 감싸는 셀 커버;
    상기 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하는 버스바 어셈블리; 및
    상기 버스바 어셈블리에 장착되는 제1 실링 부재를 포함하는 전지 팩.
  2. 제1항에서,
    상기 버스바 어셈블리는, 가장자리를 따라 일정 깊이로 파인 영역인 제1 홈을 포함하고,
    상기 제1 실링 부재는 상기 제1 홈에 장착되는 전지 팩.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 실링 부재의 폭은, 상기 제1 홈의 폭보다 작거나 동일하고,
    상기 제1 실링 부재의 높이는, 상기 제1 홈의 높이보다 높거나 동일한 전지 팩.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 실링 부재는 탄성 소재로 형성되는 전지 팩.
  5. 제1항에서,
    상기 셀 커버에 장착되는 제2 실링 부재를 더 포함하는 전지 팩.
  6. 제5항에서,
    상기 셀 커버는, 상기 전지셀의 상부를 감싸는 상측커버부,
    상기 상측커버부의 일단으로부터 하부 방향으로 연장되는 제1 측면커버부, 및
    상기 상측커버부의 타단으로부터 하부 방향으로 연장되는 제2 측면커버부를 포함하고,
    상기 제2 실링 부재는, 상기 상측커버부, 상기 제1 측면커버부, 및 상기 제2 측면커버부의 내면을 따라 구비되는 전지 팩.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 실링 부재는, 상기 상측커버부, 상기 제1 측면커버부, 및 상기 제2 측면커버부의 내면을 따라 일정 깊이로 파인 영역인 제2 홈에 구비되는 전지 팩.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 실링 부재는, 상기 제2 홈을 따라 도포된 후 경화되어 형성되는 전지 팩.
  9. 제5항에서,
    상기 제2 실링 부재는, 수지로 형성되는 전지 팩.
  10. 제5항에서,
    상기 제2 실링 부재는, CIPG(Cured In Place Gasket) 소재로 형성되는 전지 팩.
  11. 제5항에서,
    상기 제1 실링 부재 및 상기 제2 실링 부재는, 서로 접하면서 위치하는 전지 팩.
  12. 제5항에서,
    상기 제1 실링 부재는, 상기 제2 실링 부재보다 경도가 큰 전지 팩.
  13. 제5항에서,
    상기 제1 실링 부재는, 상기 제2 실링 부재보다 형상 변화 정도가 작은 전지 팩.
  14. 일 방향으로 적층된 복수의 전지셀들;
    내부 공간에 상기 전지셀들을 수납하는 팩 케이스;
    상기 팩 케이스의 내부 공간에서, 상기 복수의 전지셀들 중 적어도 일부 전지셀을 적어도 부분적으로 감싸는 셀 커버;
    상기 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하는 버스바 어셈블리; 및
    상기 셀 커버에 장착되는 제2 실링 부재를 포함하는 전지 팩.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나에 따른 전지 팩을 포함하는 디바이스.
KR1020230090086A 2022-07-20 2023-07-11 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 KR20240012312A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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