WO2014065608A1 - 배터리 팩 - Google Patents

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WO2014065608A1
WO2014065608A1 PCT/KR2013/009521 KR2013009521W WO2014065608A1 WO 2014065608 A1 WO2014065608 A1 WO 2014065608A1 KR 2013009521 W KR2013009521 W KR 2013009521W WO 2014065608 A1 WO2014065608 A1 WO 2014065608A1
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battery
battery pack
electrode tab
present
case
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권오성
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에스케이이노베이션 주식회사
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack, and includes a potential conversion unit between battery submodules, thereby improving the stability of electrical connection and simplifying the device, thereby improving productivity and economical battery pack.
  • secondary batteries are rechargeable and have a large capacity, such as nickel cadmium, nickel hydrogen, and lithium ion batteries.
  • the lithium ion battery has attracted attention as a next generation power source due to its excellent characteristics such as long life and high capacity.
  • lithium secondary batteries are used as power sources for portable electronic devices with an operating voltage of 3.6 V or more, or used in high-power hybrid vehicles by connecting several in series, compared to nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries.
  • the operating voltage is three times higher and the energy density per unit weight is also excellent, and the use is increasing rapidly.
  • the lithium secondary battery may be manufactured in various forms, and typical examples thereof include a cylindrical type and a prismatic type mainly used in lithium ion batteries.
  • Lithium polymer batteries which are in the spotlight in recent years, have been manufactured in a flexible pouched type, and their shapes are relatively free.
  • the lithium polymer battery is excellent in safety and light in weight, which is advantageous for slimmer and lighter portable electronic devices.
  • the battery cells formed in the pouch type may be implemented in a battery pack form in which a plurality of battery cells are stacked and connected in series or in parallel. That is, a plurality of battery cells may be combined to form a battery submodule, and a plurality of battery submodules may be connected to form a battery module according to a required power, and may be accommodated in a battery housing to form one battery pack.
  • the battery pack has a terminal connected to the electrode tab of the battery cell to connect a plurality of battery packs, and the terminal has the same polarity as the electrode tab of the battery cell to be connected.
  • the terminals connecting the battery packs have the same polarity according to the condition of the battery pack, and to solve this problem, a bus bar that can change the polarity of the electrode is used.
  • the conventional battery pack has a problem that the bus bar is provided along the periphery of the battery module, the number of parts for connection with the terminal is not stable electrical connection and the device is not simplified. Accordingly, there is a need for a battery pack capable of stable electrical connection while simplifying the device and improving economics.
  • Korean Patent Publication No. 2010-0096755 has been disclosed.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to change the polarity of the electrode of the battery pack with a simple device configuration, thereby providing a battery pack that is economical and can improve the stability of electrical connection. To provide.
  • the battery pack of the present invention includes a battery module including a battery submodule including a plurality of battery cells extending from the first electrode tab and the second electrode tab, and a potential converting portion inserted between the submodules ;
  • a battery housing accommodating the battery module therein ; It includes.
  • the potential converting part may include a case having a space part therein and a bus bar accommodated in the space part of the case, wherein the bus bar is plate-shaped and sealed at both ends thereof to be exposed to the outside of the case.
  • the potential converting part may further include a temperature sensor and a data cable in the space part of the case.
  • the battery pack further includes a first terminal coupled to one side of the battery module and a second terminal coupled to the other side of the battery module.
  • the battery pack of the present invention has an effect of converting the potential of the electrode, and easily converts the polarity of the electrode to facilitate the connection between the battery pack, the potential conversion unit is provided between the battery cells, by simplifying the structure of the battery pack It is economical because it improves assembly and productivity, and reduces production cost and production time.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view showing a battery module of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an exploded perspective view showing a battery module of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the battery module of the battery pack cut along the direction AA ′ according to the embodiment of the present invention
  • Figure 6 is an exploded perspective view showing a potential converter of the battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a schematic diagram showing the electrical connection of the battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing a combination of a first terminal and a second terminal of the battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention, see Figures 1 and 2
  • the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the battery pack 1000 includes a battery module 100 and a battery housing 200.
  • the battery housing 200 has a space formed therein, and the battery module 100 is accommodated in the battery housing 200.
  • FIG 3 is a perspective view of the battery module 100 of the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a battery module 100 of the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a cross-sectional view of the battery module 100 of the battery pack 1000 according to an exemplary embodiment of the present invention, taken along the line A-A ', and referring to FIGS. 3 to 5.
  • the battery pack 1000 according to the embodiment will be described in detail.
  • the battery module 100 of the battery pack 1000 includes at least one battery submodule 110 and a potential converting unit 300.
  • the battery submodule 110 is formed by stacking a plurality of battery cells.
  • the battery cell includes a first electrode and a second electrode as a basic unit of a secondary battery, an electrode including a first electrode tab 111, a second electrode tab 112, and a separator formed from the first electrode and the second electrode. And a battery case accommodating the assembly and the electrode assembly.
  • the first electrode tab 111 may be a positive electrode
  • the second electrode tab 112 may be a negative electrode.
  • the battery cell according to an embodiment of the present invention is a pouch-type battery and has a shape in which first electrode tabs 111 and second electrode tabs 112 are formed at both sides thereof.
  • the battery submodule 110 is formed by stacking a plurality of battery cells as described above, and the first electrode tab 111 and the second electrode tab 112 of the battery cell are formed. And a cell cover formed of an aluminum cooling cover that surrounds the remaining surfaces except the one on which it is located.
  • the battery submodule 110 is stacked such that the first electrode tab 111 and the second electrode tab 112 are positioned on the same surface.
  • the battery submodule 110 includes the first electrode tab 111 and the second electrode tab 112 of the battery submodule 110 adjacent to the first electrode tab 111 and the second electrode tab 112, respectively.
  • the battery module 100 may further include a first holder portion 120a and a second holder portion 120b for coupling the battery submodules 110.
  • the first holder part 120a supports one side of the battery module 100
  • the second holder part 120b supports the other side of the battery module 100
  • the battery housing 200 is disposed in the internal space.
  • the battery module 100 is coupled to an upper portion to accommodate the battery module 100, and is coupled to the first holder portion 120a and the second holder portion 120b to form the battery pack 1000.
  • first holder portion 120a and the second holder portion 120b have a plate shape, and at least one alignment hole 121 and a tab connecting member 122 are formed, and the first electrode tab is disposed in the alignment hole 121. (111) or the second electrode tab 112 is inserted.
  • the tab connection member 122 is coupled between the first electrode tab 111 and the second electrode tab 112 to electrically connect the first electrode tab 111 and the second electrode tab 112.
  • the first holder part 120a and the second holder part 120b fix the first electrode tab 111 or the second electrode tab 112 of the battery cell, thereby forming the battery sub-module 110. ).
  • the first holder part 120a and the second holder part 120b are provided at both sides of the battery module 100, so that the battery There is an effect that the coupling between the battery sub-modules 110 constituting the module 100 can be made stably.
  • the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention includes a potential converting unit 300.
  • 6 is an exploded perspective view showing the potential conversion unit 300 of the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the potential conversion of the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention is described. The unit 300 will be described in detail.
  • the potential converter 300 is inserted between the battery cells constituting the battery module 100.
  • the potential converter 300 includes a case 310 and a bus bar 320.
  • the case 310 is formed in a plate shape, but is formed in a pair and includes an upper case 310a and a lower case 310b.
  • the lower case 310b is formed to have a central portion recessed in a 'c' shape to form an accommodation space 310d in which the bus bar 320 may be accommodated.
  • the upper case 310a is to fix the bus bar 320 accommodated in the lower case 310b and is coupled to the upper side of the lower case 310b.
  • the upper case 310a and the lower case 310b are formed at both ends with a coupling portion 310c for coupling the upper case 310a and the lower case 310b, and the coupling portion 310c is the upper case 310a.
  • the lower case 310b is coupled, but both ends of the bus bar 320 is preferably coupled to leave a space in the center so that the case 310 is exposed to the outside.
  • the bus bar 320 also has a plate shape and is accommodated in the accommodation space 310d of the lower case 310b, and the accommodation space 310d of the case 310 has a size and shape so that the bus bar 320 can be accommodated. It is preferably formed to correspond to the bus bar 320. In addition, both ends of the bus bar 320 are bent. At this time, one end of the bus bar 320 is bent a plurality of times in different directions, and the other end is bent a plurality of times in a direction opposite to the direction in which the one end of the bus bar 320 is bent. In addition, the bus bar 320 is accommodated such that the bent portion is exposed to the outside of the case 310.
  • both ends of the bus bar 320 of the potential converter 300 of the battery pack 1000 according to an exemplary embodiment of the present invention are bent and exposed to the outside of the case 310, so that the potential converter 300 may serve as a battery sub.
  • the module 110 may be provided between the first electrode tab 111 and the second electrode tab 112 of the battery submodule 110.
  • the bus bar 320 is preferably formed of a conductive metal material.
  • the potential converting unit 300 of the battery pack 1000 may further include a temperature sensor 330, a data cable 340, and a wiring 350 in the accommodation space. That is, in the battery pack 1000 according to the exemplary embodiment of the present invention, since the potential converting unit 300 includes the case 310 and the bus bar 320, the battery pack 1000 may include a space therein. Since not only the sensor 330, the data cable 340, and the wiring 350 can accommodate various components, the components of the device may be simplified by efficiently utilizing space.
  • the battery pack 1000 may include the battery submodule 110. This is combined to form a battery module 100, the potential conversion unit 300 is inserted between the battery sub-module (110). Therefore, the potential conversion unit 300 is stably fixed to improve the stability of the electrical connection of the battery pack 1000, and the device can be simplified to improve assembly and productivity.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an electrical connection of a battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the potential converting unit 300 of the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention is described. Describe the role in detail.
  • a plurality of battery cells constitute a battery submodule 110, and at least one battery submodule 110 is connected in series or in parallel. Are connected to form a battery pack 1000.
  • the battery sub module 110 is connected to the first electrode tab 111 and the second electrode tab 112 extending from the battery cell are alternately stacked.
  • the number of battery cells forming the battery sub module 110 may be even, as in an exemplary embodiment of the present invention.
  • the number of battery sub-modules 110 constituting the battery module 100 is also an even number, and when the potential converting unit 300 is not provided, the second electrode tab 112 is positioned on the uppermost side of one surface of the battery module 100.
  • the first electrode tab 111 is positioned at the lowermost side. That is, the first electrode tab 111 is positioned at the uppermost side of the other surface of the battery module 100, and the second electrode tab 112 is positioned at the bottom thereof, which is a first terminal provided to connect the plurality of battery packs 1000. Since the 410 and the second terminal 420 may be provided in the same direction, there is a limit in connecting the plurality of battery packs 1000.
  • the battery pack 1000 includes a potential converting unit 300 between the battery modules 100, thereby allowing the battery to be disposed at the center of the battery module 100.
  • the submodules 110 may be arranged to face the same electrode tabs. Accordingly, the first electrode tab 111 is positioned at the lowermost end of one surface of the battery module 100, and the second electrode tab 112 is positioned at the uppermost end of the other surface, whereby the first terminal 410 and the second terminal 420 are located.
  • the first electrode tab 111 is positioned at the lowermost end of one surface of the battery module 100
  • the second electrode tab 112 is positioned at the uppermost end of the other surface, whereby the first terminal 410 and the second terminal 420 are located.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing a combination of the first terminal 410 and the second terminal 420 of the battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal structure of the battery pack 1000 according to the present invention will be described in detail.
  • the first terminal 410 and the second terminal 420 are provided to connect the plurality of battery packs 1000, and one side of the first electrode tab 111 or the second electrode of one battery pack 1000 is provided. It is connected to the tab 112 and the other side is connected to the first electrode tab 111 or the second electrode tab 112 of the other battery pack 1000 to electrically connect between the battery pack 1000.
  • the bus bar 320 is provided along the circumference of the battery module 100, and the first terminal 410, the second terminal 420, and the bus bar 320 are one unit. Assembled and provided as a structure. In addition, since the structure is provided at the periphery of the battery module 100, a plurality of structures for connecting the bus bars with the first terminal 410 and the second terminal 420 so as to follow the shape of the battery module 100. Up to five structures were assembled to form a structure, and thus the number of coupling members such as bolts and nuts used was considerable.
  • the potential converter 300 is provided between the battery submodules 110 to convert polarities at the center of the battery module 100, thereby converting the potential converter ( 300, the first terminal 410 and the second terminal 420 may be directly coupled to the battery module 100 without being connected. Therefore, in the battery pack 1000 according to the exemplary embodiment of the present invention, since the first terminal 410 and the second terminal 420 are coupled to the first holder part 120a and the second holder part 120b, the structure Not only is this simple but also reduces the number of coupling members used for assembly, so that the device can be lighter.
  • battery module 110 battery submodule
  • first electrode tab 112 second electrode tab
  • bus bar 330 temperature sensor
  • Terminal 1 410: Terminal 1 420: Terminal 2

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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 배터리 서브모듈 사이에 전위변환부를 포함하여 전극의 극성을 변화시키고 전기적 접속의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 장치가 간소화되어 생산성이 향상되고 경제적인 배터리 팩에 관한 것이다.

Description

배터리 팩
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 배터리 서브모듈 사이에 전위변환부를 구비함으로써, 전기적 접속의 안정성을 향상시키고 장치를 간소화 할 수 있어 생산성이 향상되며 경제적인 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 2차 전지는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬 이온전지 등이 있다. 이중에서 상기 리튬 이온전지는 장 수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.
상기 리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조가능하며, 대표적인 형상으로는 리튬 이온전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.
상기 파우치 형으로 형성되는 배터리 셀은 다수 개를 적층하여 직렬 또는 병렬로 연결하는 배터리 팩 형태로 구현될 수 있다. 즉, 배터리 셀은 복수 개가 결합되어 배터리 서브모듈을 이룰 수 있으며, 필요한 전력에 따라 배터리 서브모듈이 복수 개로 연결되어 배터리 모듈을 이루고, 배터리 하우징에 수용되어 하나의 배터리 팩을 이룬다.
이 때, 배터리 팩은 배터리 셀의 전극 탭과 연결되어 복수 개의 배터리 팩을 연결하는 터미널을 구비하며, 터미널은 연결되는 배터리 셀의 전극 탭과 동일한 극성을 가진다. 이 때, 배터리 팩을 구성하는 조건에 따라 배터리 팩 사이를 연결하는 터미널이 동일한 극성을 가지게 되며, 이를 해결하기 위해 전극의 극성을 변환시킬 수 있는 버스 바를 사용한다.
하지만, 종래의 배터리 팩은 버스 바가 배터리 모듈의 둘레부를 따라 구비되며, 터미널과의 연결을 위한 부품의 수가 많아 전기적 접속이 안정적이지 못하며 장치가 간소화 되지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 안정적인 전기적 접속이 가능하면서도 장치가 간소화 되어 경제성이 향상될 수 있는 배터리 팩이 요구된다. 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 한국공개특허 제2010-0096755호가 개시된 바 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 장치의 구성으로 배터리 팩의 전극의 극성을 변경함으로써, 경제적이면서도 전기적 접속의 안정성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 배터리 팩은 제1전극 탭 및 제2전극 탭이 연장 형성된 복수 개의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 서브모듈 및 상기 서브모듈 사이에 삽입되는 전위변환부를 포함하는 배터리 모듈; 및 내부에 상기 배터리 모듈을 수용하는 배터리 하우징;을 포함한다.
또한, 상기 전위변환부는 내부에 공간부를 구비하는 케이스와, 상기 케이스 내부의 공간부에 수용되는 버스 바를 포함하며, 상기 버스 바는 판 형태이며 양단부가 상기 케이스의 외부로 노출되도록 밀봉된다.
또한, 상기 전위변환부는 상기 케이스 내부의 공간부에 온도센서 및 데이터 케이블을 더 포함한다.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 배터리 모듈의 일측에 결합되는 제1터미널 및 상기 배터리 모듈의 타측에 결합되는 제2터미널을 더 포함한다.
본 발명의 배터리 팩은 전위변환부를 구비하고 있어, 전극의 극성을 용이하게 변환시켜 배터리 팩 간의 접속이 용이하게 하는 효과가 있으며, 전위변환부가 배터리 셀 사이에 구비되어, 배터리 팩의 구조를 단순화 함으로써, 조립성 및 생산성을 향상시키고, 생산비용 및 생산시간이 절감되어 경제적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩을 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 배터리 모듈을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 배터리 모듈을 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 배터리 모듈을 A-A'방향으로 자른 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 전위변환부를 나타낸 분해사시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 전기적 연결을 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 제1터미널 및 제2터미널의 결합을 나타낸 분해사시도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 실시예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)을 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)을 나타낸 분해사시도로, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)을 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 배터리 모듈(100) 및 배터리 하우징(200)을 포함한다. 배터리 하우징(200)은 내부에 공간부가 형성되며, 배터리 하우징(200)에 배터리 모듈(100)이 수용된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 배터리 모듈(100)을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 배터리 모듈(100)을 나타낸 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 배터리 모듈(100)을 A-A'방향으로 자른 단면도로, 도 3 내지 도 5를 참조로 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)을 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 배터리 모듈(100)은 적어도 하나 이상의 배터리 서브모듈(110) 및 전위변환부(300)를 포함한다.
배터리 서브모듈(110)은 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 이루어진다. 배터리 셀은 이차전지의 기본단위로 제1전극 및 제2전극과, 제1전극 및 제2전극으로부터 연장 형성되는 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112) 및 분리막을 포함하는 전극조립체와, 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함한다. 이 때, 제1전극 탭(111)은 양극일 수 있으며, 제 2 전극 탭(112)은 음극일 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀은 파우치형 전지이며 양측에 제1전극 탭(111)과 제2전극 탭(112)이 각각 형성된 형상이다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 서브모듈(110)은 상술한 바와 같이 배터리 셀이 복수 개 적층되어 형성되며, 배터리 셀의 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112)이 있는 면을 제외한 나머지 면들을 감싸는 알루미늄 냉각 커버로 형성된 셀 커버를 포함한다. 이 때, 배터리 서브모듈(110)은 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112)이 동일한 면에 위치하도록 적층된다. 이 때, 배터리 서브모듈(110)은 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112)이 각각 이웃한 배터리 서브모듈(110)의 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112)과 직렬 또는 병렬로 연결되어 배터리 모듈(100)을 형성한다. 즉, 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112)이 동일한 면에 위치하도록 적층되되, 전기적 연결을 위해 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112)이 교번되어 배치된다.
또한, 배터리 모듈(100)은 배터리 서브모듈(110)들을 결합하기 위한 제1홀더부(120a) 및 제2홀더부(120b)가 더 구비될 수 있다. 제1홀더부(120a)는 배터리 모듈(100)의 일측면을 지지하며, 제2홀더부(120b)는 배터리 모듈(100)의 타측면을 지지하고, 배터리 하우징(200)은 내부 공간부에 배터리 모듈(100)을 수용하도록 상부에 결합되되, 제1홀더부(120a) 및 제2홀더부(120b)와 결합되어 배터리 팩(1000)을 형성한다.
또한, 제1홀더부(120a) 및 제2홀더부(120b)는 판 형상으로 적어도 하나 이상의 정렬홀(121) 및 탭 연결부재(122)가 형성되며, 정렬홀(121)에 제1전극 탭(111) 또는 제2전극 탭(112)이 삽입된다. 탭 연결부재(122)는 제1전극 탭(111)과 제2전극 탭(112) 사이에 결합되어 제1전극 탭(111)과 제2전극 탭(112)을 전기적으로 연결한다. 제1홀더부(120a) 및 제2홀더부(120b)는 배터리 셀의 제1전극 탭(111) 도는 제2전극 탭(112)을 고정함으로써, 배터리 모듈(100)을 이루는 배터리 서브모듈(110)을 결합한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 배터리 모듈(100)은 제1홀더부(120a) 및 제2홀더부(120b)가 배터리 모듈(100)의 양측에 구비되어, 배터리 모듈(100)을 이루는 배터리 서브모듈(110)들 간의 결합이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 전위변환부(300)를 포함한다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 전위변환부(300)를 나타낸 분해사시도로, 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 전위변환부(300)를 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 전위변환부(300)가 배터리 모듈(100)을 구성하는 배터리 셀 사이에 삽입된다. 전위변환부(300)는 케이스(310) 및 버스 바(320)를 포함하여 구성된다. 케이스(310)는 판 형태로 형성되되 한 쌍으로 형성되며, 상부 케이스(310a) 및 하부 케이스(310b)로 구성된다. 하부 케이스(310b)는 버스 바(320)가 수용될 수 있는 수용공간(310d)을 형성하기 위해 중앙부가 'ㄷ'자 형상으로 함몰된 형태로 형성된다. 상부 케이스(310a)는 하부 케이스(310b)에 수용되는 버스 바(320)를 고정하기 위한 것으로 하부 케이스(310b)의 상측에 결합된다.
또한, 상부 케이스(310a) 및 하부 케이스(310b)는 양단부에 상부 케이스(310a) 및 하부 케이스(310b)를 결합하는 결합부(310c)가 형성되며, 결합부(310c)는 상부 케이스(310a) 및 하부 케이스(310b)를 결합하되 버스 바(320)의 양단부가 케이스(310) 외부로 노출될 수 있도록 중앙부에 공간을 두도록 결합되는 것이 바람직하다.
버스 바(320) 역시 판 형태이며 하부 케이스(310b)의 수용공간(310d)에 수용되며, 케이스(310)의 수용공간(310d)은 버스 바(320)가 수용될 수 있도록 그 크기 및 형상이 버스 바(320)와 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 버스 바(320)는 양단부가 절곡된다. 이 때, 버스 바(320)의 일단부는 각기 다른 방향으로 복수 회 절곡되며, 타단부는 버스 바(320)의 일단부가 절곡된 방향과 반대방향으로 복수 회 절곡된다. 또한, 버스 바(320)는 절곡된 부분이 케이스(310) 외부로 노출되도록 수용된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000) 전위변환부(300)의 버스 바(320)는 양단부가 절곡되어 케이스(310) 외부로 노출됨으로써, 전위변환부(300)가 배터리 서브모듈(110) 사이에 구비되어 배터리 서브모듈(110)의 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112)과 연결될 수 있다. 또한, 버스 바(320)는 전기전도성이 있는 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 전위변환부(300)는 수용공간에 온도센서(330), 데이터 케이블(340) 및 배선(350)이 더 구비될 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 전위변환부(300)가 케이스(310) 및 버스 바(320)로 구성됨으로써, 내부에 공간부를 구비할 수 있고, 이에 따라, 온도센서(330), 데이터 케이블(340) 및 배선(350) 뿐만 아니라 다양한 부품들을 수납 가능하므로 공간을 효율적으로 활용하여 장치의 구성요소가 간소화 되는 효과가 있다.
또한, 버스 바(320)가 배터리 모듈(100)의 둘레부를 따라 구비되는 종래의 배터리 팩(1000) 구조와 달리, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 배터리 서브모듈(110)이 결합되어 배터리 모듈(100)을 이루며, 전위변환부(300)가 배터리 서브모듈(110) 사이에 삽입된다. 따라서, 전위변환부(300)가 안정적으로 고정되어 배터리 팩(1000)의 전기적 연결의 안정성이 향상되며, 장치가 간소화 되어 조립성 및 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 전기적 연결을 나타낸 개략도로, 도 7을 참조로 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 전위변환부(300)의 역할을 상세하게 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 복수 개의 베터리 셀이 배터리 서브모듈(110)을 이루며, 적어도 하나 이상의 배터리 서브모듈(110)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 배터리 팩(1000)을 형성한다. 이 때, 배터리 서브모듈(110)은 배터리 셀로부터 연장 형성된 제1전극 탭(111) 및 제2전극 탭(112)이 교번 배치로 적층되어 연결된다.
또한, 제1전극 탭(111)은 양극일 수 있으며, 제2전극 탭(112)은 음극일 수 있으므로, 본 발명의 일실시예와 같이 배터리 서브모듈(110)을 이루는 배터리 셀의 수가 짝수이며, 배터리 모듈(100)을 이루는 배터리 서브모듈(110)의 수 또한 짝수이며, 전위변환부(300)가 구비되지 않는 경우, 배터리 모듈(100) 일면의 최상측에는 제2전극 탭(112)이 위치하게 되며 최하측에는 제1전극 탭(111)이 위치한다. 즉, 배터리 모듈(100) 타면의 최상측에는 제1전극 탭(111)이 최하측에는 제2전극 탭(112)이 위치하게 되고, 이는 복수 개의 배터리 팩(1000)을 연결하기 위해 구비되는 제1터미널(410) 및 제2터미널(420)이 동일한 방향에 구비될 수 밖에 없도록 하여 복수 개의 배터리 팩(1000)을 연결하는 데 제한이 따른다.
그러나, 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 배터리 모듈(100) 사이에 전위변환부(300)를 포함함으로써, 배터리 모듈(100)의 중앙에서 배터리 서브모듈(110)이 동일한 전극 탭끼리 마주보도록 배치될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(100)의 일면 최하단에 제1전극 탭(111)이 위치하고, 타면의 최상단에 제2전극 탭(112)이 위치함으로써, 제1터미널(410) 및 제2터미널(420)이 서로 대항되는 측에 구비될 수 있도록 함으로써, 복수 개의 배터리 팩(1000)을 용이하게 연결할 수 있는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 제1터미널(410) 및 제2터미널(420)의 결합을 나타낸 분해사시도로, 도 8을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)의 터미널 구조에 대해 상세하게 설명한다.
제1터미널(410) 및 제2터미널(420)은 복수 개의 배터리 팩(1000)이 연결하기 위하여 구비되는 것으로, 일측이 하나의 배터리 팩(1000)의 제1전극 탭(111) 또는 제2전극 탭(112)에 연결되고 타측이 다른 배터리 팩(1000)의 제1전극 탭(111) 또는 제2전극 탭(112)에 연결되어 배터리 팩(1000) 사이를 전기적으로 연결한다.
종래의 배터리 팩(1000)은 버스 바(320)가 배터리 모듈(100)의 둘레부를 따라 구비될 뿐 아니라, 제1터미널(410), 제2터미널(420) 및 버스 바(320)가 하나의 구조물로 조립되어 구비되었다. 또한, 이 구조물이 배터리 모듈(100)의 둘레부에 구비되므로 배터리 모듈(100)의 형상을 따르도록 형성하기 위하여 제1터미널(410) 및 제2터미널(420)과 버스바를 연결하는 복수 개의 구조물까지 총 5개의 구조물이 조립되어 하나의 구조물을 이루었으며, 이에 따라 사용되는 볼트 및 너트와 같은 결합부재들의 수도 상당하였다.
그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 전위변환부(300)가 배터리 서브모듈(110) 사이에 구비되어 배터리 모듈(100)의 중앙부에서 극성을 변환시킴으로써, 전위변환부(300)와 제1터미널(410) 및 제2터미널(420)이 연결되지 않고 배터리 모듈(100)에 바로 결합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 제1터미널(410) 및 제2터미널(420)이 제1홀더부(120a) 및 제2홀더부(120b)에 결합되므로, 구조물이 간단해질 뿐 아니라 조립을 위해 사용되는 결합부재의 수 또한 감소되므로 장치가 경량화 될 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
[부호의 설명]
1000 : 배터리 팩
100 : 배터리 모듈 110 : 배터리 서브모듈
111 : 제1전극 탭 112 : 제2전극 탭
120a : 제1홀더부 120b : 제2홀더부
121 : 정렬홀 122 : 탭 연결부재
200 : 배터리 하우징
300 : 전위변환부 310 : 케이스
310a : 상부 케이스 310b : 하부 케이스
310c : 케이스 결합부
320 : 버스 바 330 : 온도센서
340 : 데이터 케이블 350 : 배선
410 : 제1터미널 420 : 제2터미널

Claims (5)

  1. 제1전극 탭 및 제2전극 탭이 연장 형성된 복수 개의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 서브모듈 및 상기 서브모듈 사이에 삽입되는 전위변환부를 포함하는 배터리 모듈; 및
    내부에 상기 배터리 모듈을 수용하는 배터리 하우징;을 포함하는 배터리 팩.
  2. 제1에 있어서,
    상기 전위변환부는
    내부에 공간부를 구비하는 케이스와, 상기 케이스 내부의 공간부에 수용되는 버스 바를 포함하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 버스 바는
    판 형태이며 양단부가 상기 케이스의 외부로 노출되도록 밀봉되는 배터리 팩.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전위변환부는
    상기 케이스 내부의 공간부에 온도센서, 데이터 케이블 및 배선을 더 포함하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩은
    상기 배터리 모듈의 일측에 결합되는 제1터미널 및 상기 배터리 모듈의 타측에 결합되는 제2터미널을 더 포함하는 배터리 팩.
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