KR20240045714A - 배터리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리 장치는, 다수의 셀 적층체와 제어 유닛을 수용하는 케이스 및 상기 다수의 셀 적층체 또는 상기 제어 유닛과 체결되는 버스바 조립체를 포함하며, 상기 버스바 조립체는, 내부에 관통 구멍 형태의 체결부가 형성된 절연 프레임, 상기 절연 프레임의 제1면에 고정 결합되며, 상기 다수의 셀 적층체 또는 상기 제어 유닛에 전기적으로 연결되는 다수의 버스바, 및 상기 절연 프레임에 결합되며 상기 다수의 버스바의 적어도 일부를 내부에 수용하는 커버를 포함할 수 있다.

Description

배터리 장치{BATTERY DEVICE}

본 발명은 제조가 용이한 배터리 장치에 대한 것이다.

최근, 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리 장치가 개발되고 있다. 이러한 고출력 배터리 장치는 고전력을 필요로 하는 기기, 예를 들어 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수의 배터리 셀이나 장치를 직렬 또는 병렬로 연결하여 대용량으로 구현되고 있다.

종래의 배터리 장치는 버스바를 이용하여 다수의 배터리 셀들을 적층한 셀 적층체들을 전기적으로 연결하고 있다. 그러나 제조 과정에서 형상이 다른 다수의 버스바를 취급해야 하므로, 버스바를 적재하거나 이동시키는 공정이 불편하다는 문제가 있다. 또한 오조립으로 인해 공정 시간이 지연되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 제조가 용이하고 제조 시간을 최소화할 수 있는 배터리 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 장치는, 다수의 셀 적층체와 제어 유닛을 수용하는 케이스 및 상기 다수의 셀 적층체 또는 상기 제어 유닛과 체결되는 버스바 조립체를 포함하며, 상기 버스바 조립체는, 내부에 관통 구멍 형태의 체결부가 형성된 절연 프레임, 상기 절연 프레임의 제1면에 고정 결합되며, 상기 다수의 셀 적층체 또는 상기 제어 유닛에 전기적으로 연결되는 다수의 버스바, 및 상기 절연 프레임에 결합되며 상기 다수의 버스바의 적어도 일부를 내부에 수용하는 커버를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 절연 프레임은, 상기 다수의 버스바가 수용되는 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 상기 절연 프레임의 상기 제1면에서 돌출 형성되는 가이드부 사이의 공간에 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 가이드부는, 상기 절연 프레임의 제2면에서 홈의 형태로 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 절연 프레임은, 전기 절연성 재료로 형성되며, 표면에 세라믹 코팅층이 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 절연 프레임은, 전기 절연성 재료로 형성되며, 일면에 운모 시트가 부착될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 절연 프레임은 가장자리를 따라 배치되는 다수의 결합 구멍을 포함하고, 상기 커버는 상기 결합 구멍에 삽입되는 다수의 결합 돌기를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 커버는, 상기 절연 프레임의 상기 제1면과 대면하도록 배치되는 상면부와, 상기 상면부의 가장자리에서 하부로 연장되는 측벽부를 포함하고, 상기 상면부는 상기 체결부를 커버하도록 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 커버는, 내부면에 세라믹 코팅층 또는 운모 시트가 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 버스바 조립체는, 상기 커버가 상기 셀 적층체의 상부에 배치되는 상기 케이스와 면접촉하며 상기 케이스를 지지할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 절연 프레임의 상기 제1면에서 돌출 형성되며 단부가 상기 버스바의 상부에 배치되어 상기 버스바의 움직임을 억제하는 다수의 고정 돌기를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 다수의 고정 돌기는, 상기 수용부에서 돌출 형성되고 2개씩 쌍을 이루어 상기 버스바의 양측에 각각 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 각각의 상기 버스바는, 일단이 상기 체결부 내에 배치되고, 타단이 상기 절연 프레임의 외부에 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 버스바 조립체는 상기 절연 프레임에서 연장되는 지지부를 포함하며, 상기 지지부는 상기 케이스에 체결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 체결부는 다수 개가 이격 배치되고, 상기 연결 부재 중 적어도 하나는 양 단이 서로 다른 체결부에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 버스바가 하나의 절연 프레임 상에 결합되므로, 버스바 조립체를 적정 위치에 배치하는 것만으로 다수의 버스바를 정위치에 배치할 수 있다. 따라서 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 이에 제조 시간을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도.
도 2는 도 1의 부분 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 버스바 조립체의 분해 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 버스바 조립체의 평면도.
도 5는 도 4의 I-I'에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 장치의 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 버스바 조립체의 분해 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 부분 분해 사시도이다. 여기서 도 2는 설명의 편의를 위해 상부 플레이트를 생략하고 도시하였다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 장치(1)는 복수의 셀 적층체(10), 케이스(50), 및 격벽(60)을 포함할 수 있다.

셀 적층체(10)는 충전 및 방전이 가능한 리튬전지 또는 니켈-수소 전지 등의 이차전지 셀을 포함할 수 있다. 각 셀 적층체(10)는 다수의 배터리 셀이 적층되어 육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 별도의 모듈 케이스에 내에 수용되거나 브래킷 등에 의해 적층된 상태가 고정될 수 있다.

셀 적층체(10)는 일 측면에 적어도 하나의 단자(11)가 마련될 수 있다. 단자(11)는 배터리 셀들을 외부와 전기적인 연결하기 위해 셀 적층체(10)에 마련된 도전성 부재일 수 있다. 단자(11)는 양극 단자와 음극 단자를 포함할 수 있으며, 각각의 셀 적층체(10)는 단자(11)에 체결되는 버스바(15, 16)를 통해 다른 요소들과 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에서는 버스바(15, 16)는 셀 적층체들(10)을 상호 연결하는 제1 버스바(15), 그리고 제어 유닛(90)을 셀 적층체(10)나 다른 제어 유닛(91)과 연결하는 제2 버스바(16)를 포함할 수 있다.

본 실시예의 셀 적층체들(10)은 제1 버스바(15)를 통해 상호 간에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한 필요에 따라 셀 적층체들(10)의 일부는 직렬로 연결되고, 일부는 병렬로 연결될 수도 있다.

본 실시예에 따른 버스바(15, 16)는 납작한 막대 형상의 전도체를 가공하여 형성할 수 있다. 버스바(15, 16)는 유연성을 갖는 재질로 형성될 수 있으며, 볼트와 같은 체결 부재를 통해 셀 적층체(10)나 제어 유닛(90)에 체결될 수 있다.

케이스(50)는 다른 구성 요소들을 내부에 수용하는 수용 공간을 제공할 수 있다. 따라서 케이스(50)는 셀 적층체들(10) 전체를 감싸는 형태로 마련될 수 있으며, 복수의 셀 적층체들(10)은 케이스(50)의 수용 공간 내에서 다수의 열을 형성하며 나란하게 배치될 수 있다.

케이스(50)는 강성을 확보하기 위해 금속 재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 방열 효과를 높이기 위해 케이스(50)는 적어도 일부가 알루미늄으로 형성될 수 있다.

케이스(50)는 내부 공간을 형성하는 측벽부(51)와, 상기 내부 공간의 하부를 커버하는 하부 플레이트(52), 상기 내부 공간의 상부를 커버하는 상부 플레이트(53)를 포함할 수 있다.

측벽부(51)는 케이스(50)의 외측면을 형성하며 내부 공간을 규정할 수 있다. 이에 셀 적층체들(10)은 측벽부(51)에 의해 규정되는 내부 공간 내에 수용되어 하부 플레이트(52) 상에 안착될 수 있다.

하부 플레이트(52)는 셀 적층체들(10)의 하부면을 지지하며, 이와 동시에 셀 적층체들(10)을 냉각할 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 셀 적층체들(10)은 하부 플레이트(52)에 체결될 수 있다.

케이스(50)에는 측벽부(51)가 형성하는 내부 공간을 가로지르며 배치되어 상기 내부 공간을 다수의 수용 공간으로 구획하는 격벽(60)이 구비될 수 있다. 따라서 격벽(60)은 적어도 일부가 상기 측벽부(51)에 체결될 수 있다.

격벽(60)은 케이스(50)에 결합되어 케이스(50)의 전체적인 강성을 보강할 수 있다. 또한 셀 적층체들(10) 사이에 배치되어 셀 적층체들(10) 간에 가스나 화염이 전파되는 것을 억제할 수 있다.

본 실시예에서 격벽(60)은 나란하게 배치되는 2개의 셀 적층체들(10) 사이에 각 배치될 수 있다. 격벽(60)은 양 단이 케이스(50)의 측벽부(51)에 체결되거나, 다른 격벽(60)에 체결되어 측벽부(51)가 형성하는 내부 공간을 다수의 수용 공간을 구획할 수 있다. 이에 다수의 셀 적층체(10)는 측벽부(51)와 격벽(60)에 의해 구획되는 다수의 수용 공간에 각각 분산 배치될 수 있다.

이러한 격벽(60)은 케이스(50)에 용접되거나, 볼트, 나사 등의 체결 수단을 통해 케이스(50)에 고정 체결될 수 있다.

또한 본 실시예에서 격벽(60)은 셀 적층체와 배터리 제어부(17)를 구획할 수 있다.

배터리 제어부(17)는 격벽(60)에 의해 셀 적층체(10)가 배치되는 공간과 구분될 수 있으며, 배터리 장치를 제어하기 위한 제어 유닛들(90, 91)이 배치될 수 있다. 예컨대, 제어 유닛(90, 91)은 파워릴레이어셈블리(PRA: Power Relay Assembly), 배터리매니지먼트시스템(BMS: Battery Management System), 차단기 등을 포함할 수 있다.

PRA는 릴레이를 이용하여 충전용 전원과 셀 적층체(10)들을 전기적으로 연결하거나 연결을 차단할 수 있다. BMS는 셀 적층체(10)의 충방전 과정을 제어하며, 셀 적층체(10)들의 상태를 감시하여 셀 적층체(10)들의 고장을 검출할 수 있다. 또한 차단기는 배터리 장치의 외부 출력 전원과 셀 적층체들(10) 간의 전기적인 연결을 차단할 수 있다.

버스바 조립체(70)는 고압 버스바(busbar)로 기능하는 다수의 제2 버스바(16)와, 절연 프레임(71), 및 커버(77)를 포함할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 버스바 조립체의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 버스바 조립체의 평면도이며. 도 5는 도 4의 I-I'에 따른 단면도이다. 여기서 도 4는 이해의 편의를 위해 커버가 생략된 평면을 도시하였다.

도 3 내지 도 5를 함께 참조하면, 제2 버스바(16)는 도전성 재질로 형성되어 제어 유닛들(90, 91)을 서로 전기적으로 연결하거나, 제어 유닛(90)과 셀 적층체(10)를 서로 전기적으로 연결할 수 있다.

제2 버스바들(16)은 절연 프레임(71)에 결합될 수 있다.

절연 프레임(71)은 절연성 재질로 형성될 수 있으며, 제2 버스바들(16)의 하부에서 제2 버스바들(16)을 지지할 수 있다.

절연 프레임(71)은 적어도 일부가 셀 적층체(10)와 제2 버스바(16) 사이 또는 제어 유닛(90)과 제2 버스바(16) 사이에 배치되어 상호 간의 절연을 확보할 수 있다.

이를 위해 절연 프레임(71)은 제2 버스바(16)가 안착되는 제1면에 다수의 수용부(73)를 구비할 수 있다

수용부(73)는 제2 버스바(16)가 삽입되는 공간으로, 각 제2 버스바(16)에 대응하는 개수가 구비될 수 있다. 본 실시예에서 각 제2 버스바들(16)은 형상이 서로 다르게 형성되므로 이에 대응하는 수용부(73)도 형상이 다르게 형성될 수 있다. 따라서 제2 버스바(16)의 형상이 동일한 경우, 수용부(73)의 형상도 동일하게 형성될 수 있다.

절연 프레임(71)은 제1면에서 돌출되는 가이드부(72)를 포함하며, 수용부(73)는 가이드부(72) 사이의 공간으로 형성될 수 있다. 따라서 가이드부(72)는 제2 버스바(16)의 양 측면을 따라 돌출 배치되어 제2 버스바(16)의 면 방향 움직임을 억제하는 수단으로도 이용될 수 있다

본 실시예에서 가이드부(72)는 제2 버스바(16)의 두께와 동일하거나 더 크게 돌출 형성될 수 있다. 따라서 제2 버스바(16) 중 수용부(73)에 삽입된 부분은 가이드부(72)의 상부로 돌출되지 않을 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 가이드부(72)의 돌출 거리를 제2 버스바(16)의 두께보다 작게 형성하는 것도 가능하다.

수용부(73)에는 적어도 한 쌍의 고정 돌기(75)가 형성될 수 있다 고정 돌기(75)는 수용부(73)에 안착된 제2 버스바(16)의 상하 방향 움직임을 억제할 수 있다. 이를 위해 제2 버스바(16)가 수용부(73)에 안착되면, 고정 돌기(75)는 적어도 일부가 제2 버스바(16)의 상부에 배치될 수 있다. 예를 들어 고정 돌기(75)는 제2 버스바(16)의 측면과 상면 일부를 감싸는 형태로 형성될 수 있으며, 고정 돌기(75) 중 적어도 일부는 제2 버스바(16)를 중심으로 2개가 서로 마주보도록 쌍을 이루며 배치될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 버스바(16)의 상하 방향 움직임을 억제할 수만 있다면 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어 가이드부(72)의 상면에서 고정 돌기(75)가 돌출되도록 구성하는 것도 가능하다.

본 실시예의 가이드부(72)는 엠보싱(Embossing) 가공된 형태로 형성될 수 있다. 따라서 절연 프레임(71)의 제2면은 가이드부(72)와 대응하는 부분이 오목한 홈(74)으로 형성될 수 있다. 가이드부(72)는 제2 버스바(16)의 배치 구조에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있으므로, 가이드부(72)를 엠보싱 가공하여 형성하는 경우 절연 프레임(71)의 전체적인 강성을 높일 수 있다.

또한 본 실시예의 절연 프레임(71)은 내부에 관통 구멍 형태의 체결부(79)를 포함할 수 있다. 체결부(79)는 제2 버스바(16)가 셀 적층체(10)나 제어 유닛(90)과 체결되는 공간으로 이용될 수 있다. 따라서 본 실시예의 버스바 조립체(70)는 제2 버스바(16)의 일단이 체결부(79) 내측으로 돌출 배치되고, 타단은 절연 프레임(71)의 외부로 돌출 배치될 수 있다.

제2 버스바(16)는 일단과 타단이 서로 다른 방향에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 버스바(16)의 일단과 타단 사이의 부분은 대부분이 절연 프레임(71)에 결합될 수 있다. 또한 체결부(79)가 관통 구멍의 형태로 형성됨에 따라, 제2 버스바(16)의 길이가 긴 경우, 이에 대응하는 수용부(73)와 가이드부(72)는 체결부(79)의 둘레를 따라 길게 배치될 수 있다. 이러한 구성은 절연 프레임(71)의 강성을 더욱 높일 수 있다.

한편 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 절연 프레임(71)은 전체적인 외형이 사각 형상으로 형성될 수 있으며, 체결부(79)도 사각 형상의 구멍으로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 절연 프레임(71)의 어느 한 변 측에는 제2 버스바(16)가 배치되지 않을 수 있으며, 이로 인해 해당 영역에는 수용부(73)나 가이드부(72)가 생략되어 강성이 다른 영역에 비해 크게 저하될 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시예의 절연 프레임(71)은 제2 버스바(16)가 결합되지 않는 영역에도 가이드부(72)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 가이드부(72) 중 적어도 일부는 절연 프레임(71)의 강성을 보강하기 수용부(73)를 형성하지 않는 더미 형태로 배치될 수 있다.

절연 프레임(71)은 케이스(50)나 격벽(60), 또는 제어 유닛(90)에 고정 체결될 수 있다. 이를 위해 버스바 조립체(70)는 지지부(71a)를 구비할 수 있다. 지지부(71a)는 절연 프레임(71)에서 연장될 수 있으며, 볼트와 같은 체결 부재를 통해 케이스(50)나 격벽(60)에 체결될 수 있다. 본 실시예에서 지지부(71a)는 절연 프레임(71)의 가장자리에서 절연 프레임(71)의 하부를 향해 연장될 수 있다. 그리고 지지부(71a)의 하단은 하부 플레이트(52)에 체결될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 지지부(71a)를 제어 유닛(90)이나 셀 적층체(10)에 체결하는 것도 가능하다.

또한 도시되어 있지 않지만, 버스바 조립체(70)와 하부 플레이트(52) 사이의 간격을 조절하거나, 하부 플레이트(52)의 표면 형상에 대응하기 위해, 지지부(71a)와 하부 플레이트(52)사이에 별도의 브라켓(미도시)을 삽입 배치하는 것도 가능하다.

한편, 배터리 장치(1) 내에서 열 폭주 발생 시 절연 프레임(71)이 쉽게 용융되면 제2 버스바들(16) 간 또는 제2 버스바(16)와 셀 적층체(10) 간에 불필요한 단락이 발생될 수 있다. 따라서 절연 프레임(71)은 상기한 단락 발생을 방지하기 위해 단열재나 보호재를 포함할 수 있다.

예를 들어 운모 시트(mica sheet)와 같은 난연 소재가 절연 프레임(71)의 적어도 한 면에 부착되거나 절연 프레임(71)의 내부에 매립되도록 절연 프레임(71)을 구성할 수 있다. 예를 들어 본 실시예의 절연 프레임(71)은 표면에 세라믹 코팅층이 형성되거나, 운모 시트의 양면에 절연 수지층을 적층하여 형성될 수 있다. 절연 프레임(71)이 이와 같이 형성되는 경우, 각각의 제2 버스바들(16)에 대해 열 폭주 대책을 추가적으로 마련할 필요가 없으므로 제조 비용을 줄일 수 있으며, 제조를 단순화할 수 있다.

본 실시예와 다르게 각각의 제2 버스바(16)에 열 폭주 대책을 마련하는 경우, 각 제2 버스바(16)에는 추가적인 부품이 설치될 수 있으며 이 경우 배터리 장치의 내부 구조가 복잡해질 수 있다. 반면에 본 실시예의 경우, 상기한 추가적이 부품을 생략할 수 있으므로, 배터리 장치(1)의 전체적인 구조를 단순화할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 절연 프레임(71)은 적어도 하나의 결합 구멍(76)을 구비할 수 있다. 결합 구멍(76)은 후술되는 커버(77)의 결합 돌기(78)가 삽입될 수 있다. 따라서 결합 구멍(76)은 결합 돌기(78)의 크기나 형상에 대응하는 구멍으로 형성될 수 있다. 결합 구멍은 절연 프레임(71)의 가장자리를 따라 다수 개가 이격 배치될 수 있다.

커버(77)는 절연 프레임(71)의 제1면을 덮으며 절연 프레임(71)에 결합될 수 있다. 따라서 제2 버스바(16) 중 절연 프레임(71)의 제1면 상에 배치된 부분은 커버(77)의 외부로 노출되지 않을 수 있다.

커버(77)는 내부 공간을 갖는 캡(cap) 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어 커버(77)는 가장 상부에 배치되며 절연 프레임(71)의 전체 면적을 덮는 크기로 형성되는 상면부(77a)와, 상면부(77a)의 가장자리에서 하부로 연장되는 측면부(77b)를 포함할 수 있다. 그리고 측면부(77b)와 상면부(77a)에 의해 형성되는 내부 공간에는 제2 버스바들(16)이 수용될 수 있다. 여기서, 상면부(77a)는 체결부(79)를 덮으며 절연 프레임(71)과 체결부(79)를 함께 커버하도록 형성될 수 있다.

커버(77)는 절연 프레임(71)에 결합되는 결합 돌기(78)를 구비할 수 있다. 결합 돌기(78)는 측면부(77b)의 하단에서 하부로 연장될 수 있으며, 결합 구멍(76)에 삽입될 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 커버(77)와 절연 프레임(71)이 견고하게 결합되도록, 결합 돌기(78)는 단부에서 두께가 확장되거나, 단부가 후크 형태로 형성될 수 있다. 이에 결합 돌기(78)가 결합 구멍(76)에 삽입되면, 결합 돌기(78)의 단부는 결합 구멍(76)을 관통하고 상기 단부 중 적어도 일부는 절연 프레임(71)의 제2면과 접촉하며 커버(77)가 절연 프레임(71)에서 분리되는 것을 억제할 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 나사와 같은 별도의 체결 부재를 이용하여 커버(77)와 절연 프레임(71)을 결합하는 것도 가능하다.

본 실시예의 커버(77)는 절연성 재질로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 도전성 재질로 커버(77)를 형성하고 커버(77)의 표면에 절연층을 코팅하는 것도 가능하다.

또한 커버(77)는 운모나 세라믹과 같은 난연 소재를 포함할 수 있다. 난연 소재는 시트 형태로 마련되어 커버(77)의 적어도 한 면에 부착되거나, 액상으로 커버(77)에 도포된 후 경화된 코팅층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 커버(77)는 내부면에 운모 시트나 세라믹 코팅층이 형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 난연 소재를 커버(77)의 내부에 매립하는 등 열 폭주 시 커버(77)를 열로부터 보호할 수만 있다면 다양한 구성이 적용될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 버스바 조립체(70)는, 다수의 제2 버스바(16)가 하나의 절연 프레임(71) 상에 결합되므로, 버스바 조립체(70)를 적정 위치에 배치하는 것만으로 다수의 제2 버스바(16)를 정위치에 배치할 수 있다. 따라서 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 이에 제조 시간을 최소화할 수 있다. 제2 버스바들(16)을 각각 개별적으로 결합하는 경우, 제2 버스바들(16) 간의 간섭을 피하면서 제2 버스바들(16)을 고정시켜야 하므로, 조립 시간이 크게 증가될 수 있다. 그러나 본 실시예에 따른 배터리 장치는 절연 프레임(71)을 정 위치에 고정시키는 것만으로 제2 버스바들(16)의 위치와 움직임이 고정되므로 제2 버스바(16)의 조립이 매우 용이하다.

또한 절연 프레임(71)에 의해 제2 버스바들(16) 간의 절연 거리가 확보되며, 제2 버스바(16)와 다른 요소들(케이스, 셀 적층체, 제어 유닛 등)과의 절연도 확보할 수 있으므로 절연을 위한 구성을 추가할 필요가 없다.

더하여, 절연 프레임(71)과 커버(77)가 난연 소재를 포함하므로, 열 폭주 발생 시 열의 흐름을 차단할 수 있어 제2 버스바들(16) 간의 단락을 방지할 수 있다. 또한 개별 제2 버스바(16)에 난연 소재를 적용하는 경우에 비해 구조를 단순화할 수 있으며 제조 비용을 절감할 수 있다.

한편, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 장치의 사시도로, 설명의 편의를 위해 상부 프레임을 생략하고 도시하였으며, 도 7은 도 6에 도시된 버스바 조립체의 분해 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예의 배터리 장치는 셀 적층체(10) 상에 배치되어 셀 적층체들(10)을 전기적으로 연결하는 버스바 조립체(80)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예의 버스바 조립체(80)는 절연 프레임(81)이 셀 적층체들(10)의 상면을 부분적으로 덮는 형태로 셀 적층체들(10) 상에 안착될 수 있으며, 셀 적층체(10)의 단자가 배치된 부분에 대응하여 다수의 체결부(89)가 이격 배치될 수 있다.

하나의 체결부(89)에는 다수의 단자(도 2의 11)가 노출될 수 있으며, 각각의 단자들(11)은 절연 프레임(71) 상에 고정 결합된 제1 버스바들(15)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 제1 버스바들(15) 중 적어도 하나는 양 단이 서로 다른 체결부(89)에 배치되어 각각 단자(11)에 연결될 수 있다.

전술한 실시예와 유사하게, 제1 버스바들(15)의 상하 방향 움직임을 억제하기 위해 절연 프레임(81) 상에는 고정 돌기(85)가 형성될 수 있다. 고정 돌기(85)는 제1 버스바(15)의 측면과 상면 일부를 감싸는 형태로 형성될 수 있으며, 적어도 일부는 제1 버스바(15)를 중심으로 2개가 서로 마주보도록 쌍을 이루며 배치될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 버스바(15)의 상하 방향 움직임을 억제할 수만 있다면 다양한 형태로 변형될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 전술한 가이드부를 생략하였으나, 필요에 따라 유사하게 적용될 수 있다.

본 실시예에서 커버(87)는 상면이 케이스(50)의 상부 플레이트(도 1의 53)와 면접촉하도록 배치될 수 있다. 이 경우 버스바 조립체(70)는 상부 플레이트(도 1의 52)의 하면을 부분적으로 지지하게 되므로, 케이스(50)의 떨림이나 흔들림을 억제할 수 있다. 또한 전술한 실시예와 유사하게, 커버(87)의 결합 돌기(88)는 절연 프레임(91)의 결합 구멍(86)에 결합될 수 있다.

한편 본 실시예에서는 절연 프레임(81)이 셀 적층체들(10)의 상면을 부분적으로 덮는 경우를 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 셀 적층체들(10)의 상면 전체를 덮도록 구성하는 것도 가능하다.

이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 또한 각 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수 있다.

1: 배터리 장치
15: 제1 버스바
16: 제2 버스바
10: 셀 적층체
50: 케이스
60: 격벽
70, 80: 버스바 조립체

Claims (14)

1. 다수의 셀 적층체와 제어 유닛을 수용하는 케이스; 및
   상기 다수의 셀 적층체 또는 상기 제어 유닛과 체결되는 버스바 조립체;
   를 포함하며,
   상기 버스바 조립체는,
   내부에 관통 구멍 형태의 체결부가 형성된 절연 프레임;
   상기 절연 프레임의 제1면에 고정 결합되며, 상기 다수의 셀 적층체 또는 상기 제어 유닛에 전기적으로 연결되는 다수의 버스바; 및
   상기 절연 프레임에 결합되며 상기 다수의 버스바의 적어도 일부를 내부에 수용하는 커버;
   를 포함하는 배터리 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 절연 프레임은,
   상기 다수의 버스바가 수용되는 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 상기 절연 프레임의 상기 제1면에서 돌출 형성되는 가이드부 사이의 공간에 형성되는 배터리 장치.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 가이드부는,
   상기 절연 프레임의 제2면에서 홈의 형태로 형성되는 배터리 장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 절연 프레임은,
   전기 절연성 재료로 형성되며, 표면에 세라믹 코팅층이 형성된 배터리 장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 절연 프레임은,
   전기 절연성 재료로 형성되며, 일면에 운모 시트가 부착된 배터리 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 절연 프레임은 가장자리를 따라 배치되는 다수의 결합 구멍을 포함하고,
   상기 커버는 상기 결합 구멍에 삽입되는 다수의 결합 돌기를 구비하는 배터리 장치.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 커버는,
   상기 절연 프레임의 상기 제1면과 대면하도록 배치되는 상면부와, 상기 상면부의 가장자리에서 하부로 연장되는 측벽부를 포함하고,
   상기 상면부는 상기 체결부를 커버하도록 형성되는 배터리 장치.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 커버는,
   내부면에 세라믹 코팅층 또는 운모 시트가 배치되는 배터리 장치.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 버스바 조립체는,
   상기 커버가 상기 셀 적층체의 상부에 배치되는 상기 케이스와 면접촉하며 상기 케이스를 지지하는 배터리 장치.
   
10. 제2항에 있어서,
    상기 절연 프레임의 상기 제1면에서 돌출 형성되며, 단부가 상기 버스바의 상부에 배치되어 상기 버스바의 움직임을 억제하는 다수의 고정 돌기를 더 포함하는 배터리 장치.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 다수의 고정 돌기는,
    상기 수용부에서 돌출 형성되고, 적어도 일부는 2개씩 쌍을 이루어 상기 버스바의 양측에 각각 배치되는 배터리 장치.
    
12. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 버스바는,
    일단이 상기 체결부 내에 배치되고, 타단이 상기 절연 프레임의 외부에 배치되는 배터리 장치.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 조립체는 상기 절연 프레임에서 연장되는 지지부를 포함하며,
    상기 지지부는 상기 케이스에 체결되는 배터리 장치.
    
14. 제1항에 있어서,
    상기 체결부는 다수 개가 이격 배치되고,
    상기 연결 부재 중 적어도 하나는 양 단이 서로 다른 체결부에 배치되는 배터리 장치.

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