WO2020204249A1 - 조립형 배터리팩 - Google Patents

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WO2020204249A1
WO2020204249A1 PCT/KR2019/004938 KR2019004938W WO2020204249A1 WO 2020204249 A1 WO2020204249 A1 WO 2020204249A1 KR 2019004938 W KR2019004938 W KR 2019004938W WO 2020204249 A1 WO2020204249 A1 WO 2020204249A1
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WO
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fastening
contact
battery cell
holder plate
battery
Prior art date
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PCT/KR2019/004938
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English (en)
French (fr)
Inventor
이득용
Original Assignee
이득용
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an assembly-type battery pack capable of assembling a battery cell assembly including a plurality of battery cells into various structures.
  • secondary batteries capable of charging and discharging are widely used not only in small products such as mobile devices, but also in mid-to-large devices such as electric vehicles, and are gradually applied to products in various fields.
  • One or two or more battery cells per device may be applied to small mobile products, but medium and large-sized battery modules electrically connected to a number of battery cells are used in mid- to large-sized devices such as electric vehicles due to the need for high power and large capacity.
  • Secondary batteries are classified into lithium-ion batteries, lithium-ion polymer batteries, lithium polymer batteries, etc. according to the configuration of an electrode and an electrolyte, and are classified into cylindrical batteries, prismatic batteries, and pouch-type batteries according to the shape of the battery case.
  • the cylindrical battery generally has a higher energy density than the prismatic and pouch-type batteries.
  • it is difficult to maintain the arrangement in a stacked structure.
  • cylindrical cells were arranged and fixed with a tape, and then electrode terminals of each of the cells were electrically connected by welding such as spot welding.
  • the conventional battery module 50 is a panel-shaped bus bar that electrically connects an array 30 including a plurality of cylindrical batteries 10 and electrode terminals of each of the batteries 10. It is composed of (20).
  • the electrode terminals of the battery 10 are electrically connected to the bus bar 20 by welding.
  • the battery module constructed by the above-described method has the following problems. That is, in order to weld the electrode terminal and the bus bar, it is necessary to use a bus bar made of nickel or nickel alloy having relatively low electrical conductivity, so that the current loss of the battery cell is relatively reduced due to the inability to use a copper panel with excellent electrical conductivity I have to bear it.
  • the busbar is connected to a plurality of batteries simultaneously by welding, but it is not easy to determine whether the connection between the electrode terminals of each of the plurality of batteries and the busbar is normal during the assembly process. If a connection failure is found between any one battery and the bus bar after assembly, the entire assembled battery module must be discarded.
  • connection by welding is vulnerable to an external shock or heat generated when the battery module is used, a connection failure between the busbar and the electrode terminal is likely to occur during the use of the battery module.
  • a connection failure occurs between the bus bar and any one electrode terminal during use, it is difficult to selectively weld only the defective battery to the bus bar, so the entire battery module must be discarded.
  • the conventional battery module manufactured in the above-described manner is difficult to manufacture in a stacked structure, and thus, has a disadvantage in terms of space utilization due to low structural design freedom.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art described above, in constituting a battery cell assembly using a cylindrical battery cell, it is easy to individually check and repair the electrical connection with the unit battery cell, and during use
  • An object of the present invention is to provide an assembly type battery pack that can fundamentally prevent electrical connection failure due to an impact or heat generation of a battery, and it is easy to design a cylindrical battery as a battery module of various structures.
  • another object of the present invention is to provide an assembly-type battery pack capable of mechanically combining in various forms according to an electrical array configuration condition. That is, it provides an assembly-type battery pack that is easy to manufacture battery cell assemblies having various voltages and electric capacities in various structures to meet customer requirements according to the purpose of use of the secondary battery.
  • the assembled battery pack according to the present invention includes a battery cell array including a battery cell array including a plurality of battery cells, and a battery cell assembly including a pair of holder plates disposed opposite both ends of the battery cell array; And a fastening link for fastening the holder plates of adjacent battery cell assemblies to each other.
  • the fastening link includes: a body portion provided with a mounting surface for the holder plate; A pair of fastening legs extending parallel to each other from the seating surface and spaced apart from each other; A hook provided at one end of each of the pair of fastening legs and protruding in a direction facing each other; And a tension part provided on each of the pair of fastening legs and protruding in a direction opposite to each other.
  • the holder plate includes a plurality of link insertion holes symmetrically formed around opposite sides of the holder plate including four peripheries, each of the plurality of link insertion holes, the opening direction of the link insertion hole A support surface portion formed flat along the line; A stopper provided on the opposite side of the support surface portion and supporting the seating surface provided in the body portion of the fastening link; A guide groove formed extending from the stopper and guiding the entry of the fastening leg of the fastening link; And a fixing rib to which the hook of the fastening link is fixed to one end of the guide groove.
  • the fastening link may include a removal part for separating the fastening link from the holder plate on one surface of the body portion facing the seating surface.
  • the fastening link is a first pair of the same type including first and second seating surfaces, respectively, on both surfaces of the body portion facing each other, and each of the first and second seating surfaces, including the hook and the tension portion
  • the fastening legs and the second pair of fastening legs may be formed.
  • the fixing rib may include an inclined surface portion formed to be inclined in a direction toward the support surface portion.
  • the holder plate, the end portion of the battery cell array is accommodated, the insertion portion provided with a position fixing grid for fixing the position of each of the plurality of battery cells; And a plurality of contact bolts having one end electrically in contact with the electrode terminal of each of the battery cells, the other end protruding outward, at a position corresponding to the electrode terminal of each of the plurality of battery cells, and formed of an electrically conductive material. It can be configured including;
  • the contact bolt includes: a disk-shaped flange having a contact protrusion protruding outwardly and a pair of rotating holes disposed opposite to each other on a circumference; And a male threaded portion having a diameter smaller than that of the flange, wherein the contact hole comprises: a receiving groove in which the flange is accommodated; And a female screw portion screwed with the male screw portion.
  • the contact bolt may further include a groove for a screwdriver formed at one end of the male threaded portion facing the flange.
  • the holder plate may include a receiving groove in which the flange is accommodated; It is preferable that a plurality of contact holes including; a female screw portion screwed to the male screw portion are formed.
  • the contact bolt may include a disk-shaped flange having a contact protrusion protruding outwardly; A body portion having a diameter smaller than the diameter of the flange; A fixing part formed integrally with the body part and embedded in and fixed to the holder plate; It may be configured to include; a threaded portion formed at one end of the body portion and protruding outside the holder plate.
  • the holder plate may include spacers formed at four corners higher than the protruding length of the contact bolt.
  • the battery cell array may include one or more unit arrays, and an array panel electrically connected to the contact bolts respectively connected to a plurality of battery cells constituting the unit array.
  • the holder plate may include a wire receiving groove for receiving a wire connected to the array panel.
  • the present invention in the case of configuring a battery cell assembly using a cylindrical battery cell, it is easy to individually check and adjust the electrical connection with the unit battery cell, and the electrical connection due to external shock or heat generation of the battery during use It is possible to fundamentally prevent connection failure, and it is possible to provide an assembled battery pack that is easy to design a cylindrical battery as a battery module having various structures.
  • the battery cell assembly according to the present invention it is possible to fundamentally prevent an external shock and a connection failure problem due to heat generation of the battery cell, which is a problem in a conventional battery module manufactured by a welding method.
  • a copper panel having excellent electrical conductivity can be used as the circuit panel.
  • the battery cell assembly according to the present invention does not use a welding method, a copper panel having excellent electrical conductivity is used. It is possible to do.
  • the circuit panel is constructed using copper, the internal resistance of the battery cell assembly can be minimized, and it is effective in stabilizing the electrical capacity of the battery module.
  • each battery cell and the contact bolt can be easily checked after assembly or during use.
  • the battery cell assembly according to the present invention since individual battery cells, contact bolts, and circuit panels are mechanically assembled, it is relatively easy to replace the corresponding battery cells when a defect occurs in a specific battery cell. Therefore, unlike in the prior art, if a defect occurs in the battery module during use, the product can be easily repaired, so that not only the overall manufacturing cost but also the customer service cost can be greatly reduced.
  • the assembled battery pack according to the present invention when used, even when a cylindrical battery is applied, it is very easy to manufacture a battery cell assembly having various voltages and electric capacities in various structures according to the purpose of use of the secondary battery.
  • FIG. 1 is a view showing an exemplary battery cell assembly according to a conventional welding method.
  • FIG. 2 is a perspective view of a battery cell assembly according to the present invention.
  • 3 and 4 are perspective views showing the top and bottom surfaces of the holder plate constituting the battery cell assembly according to the present invention, respectively.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a contact bolt used in the battery cell assembly according to the present invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a connection structure between electrode terminals, contact bolts, and contact holes provided in the battery cell in the battery cell assembly according to the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are perspective views showing a contact bolt according to another embodiment and a cross-sectional view showing a state fastened to a holder plate.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an example of configuring one battery pack with a plurality of battery cell assemblies according to the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a fastening link for configuring an assembly-type battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross-section taken along the line I-I of FIG. 9.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an enlarged area A of FIG. 11.
  • FIG. 13 is a view showing a state in which a link insertion hole is formed in a holder plate used in a battery cell assembly according to the present invention
  • FIG. 14 is an enlarged view of an area in which a fixing rib is formed in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a fastening link according to another embodiment used to stack the battery cell assembly according to the present invention in the vertical direction.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing that a battery module having a top and bottom stack structure can be configured by providing a plurality of battery cell assemblies according to the present invention.
  • the assembled battery pack according to the present invention includes a battery cell array including a battery cell array including a plurality of battery cells, and a battery cell assembly including a pair of holder plates disposed opposite both ends of the battery cell array; And a fastening link for fastening the holder plates of adjacent battery cell assemblies to each other.
  • the fastening link includes: a body portion provided with a mounting surface for the holder plate; A pair of fastening legs extending parallel to each other from the seating surface and spaced apart from each other; A hook provided at one end of each of the pair of fastening legs and protruding in a direction facing each other; And a tension part provided on each of the pair of fastening legs and protruding in a direction opposite to each other.
  • the holder plate includes a plurality of link insertion holes symmetrically formed around opposite sides of the holder plate including four peripheries, each of the plurality of link insertion holes, the opening direction of the link insertion hole A support surface portion formed flat along the line; A stopper provided on the opposite side of the support surface portion and supporting the seating surface provided in the body portion of the fastening link; A guide groove formed extending from the stopper and guiding the entry of the fastening leg of the fastening link; And a fixing rib to which the hook of the fastening link is fixed to one end of the guide groove.
  • the fastening link may include a removal part for separating the fastening link from the holder plate on one surface of the body portion facing the seating surface.
  • the fastening link is a first pair of the same type including first and second seating surfaces, respectively, on both surfaces of the body portion facing each other, and each of the first and second seating surfaces, including the hook and the tension portion
  • the fastening legs and the second pair of fastening legs may be formed.
  • the fixing rib may include an inclined surface portion formed to be inclined in a direction toward the support surface portion.
  • the holder plate, the end portion of the battery cell array is accommodated, the insertion portion provided with a position fixing grid for fixing the position of each of the plurality of battery cells; And a plurality of contact bolts having one end electrically in contact with the electrode terminal of each of the battery cells, the other end protruding outward, at a position corresponding to the electrode terminal of each of the plurality of battery cells, and formed of an electrically conductive material. It can be configured including;
  • the contact bolt includes: a disk-shaped flange having a contact protrusion protruding outwardly and a pair of rotating holes disposed opposite to each other on a circumference; And a male threaded portion having a diameter smaller than that of the flange, wherein the contact hole comprises: a receiving groove in which the flange is accommodated; And a female screw portion screwed with the male screw portion.
  • the contact bolt may further include a groove for a screwdriver formed at one end of the male threaded portion facing the flange.
  • the holder plate may include a receiving groove in which the flange is accommodated; It is preferable that a plurality of contact holes including; a female screw portion screwed to the male screw portion are formed.
  • the contact bolt may include a disk-shaped flange having a contact protrusion protruding outwardly; A body portion having a diameter smaller than the diameter of the flange; A fixing part formed integrally with the body part and embedded in and fixed to the holder plate; It may be configured to include; a threaded portion formed at one end of the body portion and protruding outside the holder plate.
  • the holder plate may include spacers formed at four corners higher than the protruding length of the contact bolt.
  • the battery cell array may include one or more unit arrays, and an array panel electrically connected to the contact bolts respectively connected to a plurality of battery cells constituting the unit array.
  • the holder plate may include a wire receiving groove for receiving a wire connected to the array panel.
  • the battery cell assembly 100 includes a battery cell array 110 including a plurality of battery cells 112, and each disposed at both ends of the battery cell array 110. It consists of a pair of holder plates 120 including a first holder plate 121 and a second holder plate 122 made of seasonal insulating material.
  • the battery cell 112 is a cylindrical battery provided with an electrode terminal 112a that functions as a (+) terminal or a (-) terminal, and in FIG. 2, a plurality of battery cells 112 are arrays having 4 rows and 4 columns. Although an example of arrangement in a structure is shown, it may be arranged in an array structure having various numbers of matrices as needed.
  • the battery cell assembly 100 including the battery cell array having the matrix structure described above is manufactured by assembling detailed components to be described below.
  • first and second holder plates 121 and 122 are disposed at both ends of a battery cell array 110 composed of a plurality of battery cells 112.
  • the first and second holder plates 121 and 122 may be manufactured using an electrically insulating material, such as a synthetic resin material.
  • the holder plates 121 and 122 have dimensions that substantially cover both ends of the battery cell array 110, and two holder plates having the same shape may be used as a set.
  • the inner surface of each of the holder plates 121 and 122 in contact with the battery cell array 110 may be provided with an inner insertion portion 130.
  • the end of the battery cell array 110 is accommodated on the inner side of the holder plates 121, 122, and has a shape substantially the same as the side profile of the array 110 composed of cylindrical battery cells 112. It is formed as a groove so that the end of the array 110 may be tightly fixed.
  • a position fixing grid 131 for fixing the position of each of the battery cells 112 may be formed in the insertion part 130, and each battery cell constituting the array 110 by the grid 131 At the same time, each battery cell 112 may be closely fixed to the holder plates 121 and 122 while maintaining a constant distance from the neighboring battery cells 112.
  • an empty space may be formed between the battery cells 112 by the grid 131, and heat generated from the battery cells 112 may be easily discharged to the outside by this space.
  • a contact hole 133 is formed on the holder plates 121 and 122 at positions corresponding to the electrode terminals 112a provided in each of the individual battery cells 112.
  • the contact hole 133 is formed through the holder plates 121 and 122.
  • a contact bolt 140 made of an electrically conductive material is inserted into the contact hole 133.
  • the contact bolt 140 is disposed so that one end is in electrical contact with the electrode terminal 112a of the battery cell 112 and the other end penetrates the contact hole 133 and protrudes outward.
  • the contact bolt 140 may be screwed to the contact hole 133. That is, since the contact bolt 140 and the contact hole 133 are screwed together, when the contact bolt 140 is rotated in one direction, one surface of the contact bolt 140 approaches the electrode terminal 112a side, and in the other direction. When rotated, the holder plates 121 and 122 protrude outward. That is, by adjusting the number of rotations of the contact bolt 140, the contact distance between the flange 141 and the electrode terminal 112a may be precisely adjusted.
  • the contact bolt 140 may be composed of a disk-shaped flange 141 and a male threaded portion 144 having a diameter smaller than that of the flange 141. Further, a contact protrusion 142 protruding outward is formed on the flange 141 to improve the contact reliability between the contact bolt 140 and the electrode terminal 112a.
  • a pair of pivoting holes 143 disposed to face each other. The rotating hole 143 is a means for rotating the contact bolt 140, and may rotate the contact bolt 140 by using a separate rotating tool that is fitted to the pair of rotating holes 143.
  • a groove 145 for a screwdriver may be formed at one end of the male thread 144 facing the flange 141.
  • the groove 145 may be formed in various shapes, and is a means for rotating the contact bolt 140 on the opposite side of the pair of rotation holes 143, and insert the end of the driver used as a screwdriver into the groove 145 After matching, the contact bolt 140 may be rotated.
  • the contact bolts 140 may be rotated on opposite sides of each other by using a pair of rotation holes 143 and grooves 145.
  • the contact holes 133 on the inner surfaces 121a and 122a of the holder plates 121 and 122 Is provided with a receiving groove 133a in which the flange 141 is accommodated, and a female threaded portion 133b screwed with the male threaded portion 144 is formed on the inner wall surface of the contact hole 133.
  • the contact bolt 140 is fastened to the contact hole 133, the flange 141 may advance and retreat by a certain distance from the inside in the receiving groove 133a.
  • the respective battery cells 112 are positioned at the positions of the inserts 130 and the grid 131 of each holder plate 121 and 122.
  • the fastening means 150 is a means for physically firmly fixing the two opposing holder plates 121 and 122 to the array 110, for example, wrench bolts and nuts may be used, and among a plurality of grids 131 It may be fastened through the insertion hole 151 formed in a part.
  • the contact bolt 140 may be rotated to precisely adjust the contact with each battery cell 112.
  • the contact bolt 140 is rotated so that the flange 141 and the contact protrusion 142 can be in close contact with the corresponding electrode terminal 112a using the groove 145.
  • the contact protrusion 142 is brought into contact while penetrating the surface of the electrode terminal 112a, thereby improving electrical contact reliability between the battery cell 112 and the contact bolt 140.
  • each of the holder plates 121 and 122 is in a tightly fixed state to the array 110, and one end of the contact bolt 140 passes through the contact hole 133 to the outside. Becomes exposed.
  • An array panel 160 for connecting a plurality of battery cells 112 constituting a unit array in parallel is connected to the exposed contact bolt 140.
  • the array panel 160 disposed on the outer surfaces of the holder plates 121 and 122 is provided with a plurality of openings through which one end of the contact bolt 140 passes.
  • the contact bolts 140 corresponding to the battery cells 112 to be connected in parallel are exposed through an opening formed in the array panel 160, and the ends of the exposed contact bolts 140 are fixed means such as washers and nuts. It may be electrically connected to the array panel 160 through 162.
  • the contact bolt 140a can be manufactured by insert injection when manufacturing the holder plates 121 and 122.
  • the contact bolt (140a) a disk-shaped flange 141 in which the contact protrusion 142 protruding outward is formed, a cylindrical body portion 146 having a diameter smaller than that of the flange 141, and Fixed parts 147 and 148 formed integrally with the body 146 and embedded in and fixed to the holder plates 121 and 122, and formed at one end of the body 146 and outside the holder plates 121 and 122 It may be configured to include a protruding threaded portion 149.
  • the contact bolt 140a shown in FIG. 7 does not include a pair of rotating holes 143 and grooves 145 for screwdrivers for rotating the contact bolts from both sides.
  • the contact bolts 140a according to the present embodiment are embedded in the holder plates 121 and 122 made of synthetic resin, and fixing portions 147 and 148 are formed so as not to rotate with respect to the holder plates 121 and 122.
  • the fixing portions 147 and 148 are formed in an area adjacent to the flange 141 in the body portion 146, so that the contact bolts 140a are not removed from the holder plates 121 and 122, and the exposed contact bolts When fastening the fixing means 162 such as washers, nuts, etc. to the threaded portion 149 of (140a), the contact bolt 140a is prevented from rotating within the holder plates 121 and 122. It is preferable that the fixing portions 147 and 148 have a diameter larger than the diameter of the body portion 146, and are preferably spaced apart at predetermined intervals.
  • the bonding force is improved so that the contact bolt 140a is not removed.
  • a first uneven portion 147a and a second uneven portion 148a are formed on the outer circumferential surfaces of each of the first fixing portion 147 and the second fixing portion 148 so that the contact bolt 140a is not rotated. do.
  • the height of the contact protrusion 142 protruding from the upper surface of the flange 141 has a dimensional accuracy of 0.3 mm to 0.8 mm. To form.
  • the contact protrusion 142 may improve contact reliability while penetrating the surface of the electrode terminal 112a of the battery cell 112.
  • the array panel 160 used in the battery cell assembly 100 having the above-described structure may be manufactured using a copper panel having excellent electrical conductivity unlike a battery module manufactured by a conventional welding method.
  • a copper panel could not be used.
  • the battery cell assembly according to the present invention does not use a welding method, it is possible to use a copper panel having excellent electrical conductivity.
  • the array panel is constructed using copper, the internal resistance of the battery cell assembly can be minimized, and it is effective in stabilizing the electric capacity of the battery module.
  • each battery cell and the contact bolt can be easily checked after assembly or during use.
  • the battery cell assembly according to the present invention since individual battery cells, contact bolts, and array panels are mechanically assembled, it is relatively easy to replace the corresponding battery cells when a defect occurs in a specific battery cell. Unlike the prior art, if a defect occurs in the battery module during use, the product can be easily repaired, so that not only the overall manufacturing cost but also the customer service cost can be greatly reduced.
  • an array panel made of a metal material may be overheated by a heat generation phenomenon generated in a battery cell during use of the battery module, and thus the holder plate made of a synthetic resin material may be deformed or melted.
  • the insulating panel 170 may be interposed between the outer surfaces of the array panel 160 and the holder plates 121 and 122.
  • the insulating panel 170 not only electrically separates the array panel 160 from the surrounding area, but also prevents heat generated from the array panel 160 from being transferred to the holder plate.
  • the insulating panel 170 may be provided as a separate member and may be formed in a ring shape to be inserted into the contact bolt 140 and disposed.
  • the insulating panel 170 may be formed in advance in the opening (formed at the position where the contact bolts are inserted) provided in the array panel 160 to be integrally manufactured.
  • FIG. 9 shows an example in which a plurality of battery cell assemblies are connected to each other to form one battery pack.
  • a plurality of battery cell assemblies are connected to each other to form one battery pack.
  • FIG. 9 an example in which two battery cell assemblies (100a, 100b) in 4 rows and 4 rows and 2 battery cell assemblies (100c, 100d) in 4 rows and 2 rows are connected to each other to form one battery pack Is shown.
  • the battery pack of the shape shown in FIG. 9 can be manufactured as a battery pack having a structure in which several layers are stacked in a vertical direction.
  • the fastening link 180 is a body portion 181 provided with a mounting surface (181a) for the holder plate (121, 122) and a pair of fastening legs extending parallel to each other from the mounting surface (181a), but spaced apart from each other (182), a hook 183 provided at one end of each of the pair of fastening legs 182 and protruding in a direction facing each other, and a hook 183 formed at each of the pair of fastening legs 182 and protruding in a direction facing each other. It may be configured to include the formed tension portion 184.
  • the fastening link 180 further includes a removal part 185 for separating the fastening link 180 from the holder plates 121 and 122 on one side facing the seating surface 181a of the body part 181 can do.
  • the holder plates 121 and 122 have a substantially square structure, and the holder plates 121 and 122 including four peripheries face each other.
  • a plurality of link insertion holes 190 are formed symmetrically around both sides. The link insertion hole 190 formed symmetrically in this way makes it possible to continuously fasten the holder plate of the same type in the lateral direction.
  • each of the plurality of link insertion holes 190 includes a support surface portion 191 formed flat along the opening direction of the link insertion hole 190 (ie, a direction penetrating the outer and inner surfaces of the holder plate),
  • a stopper 192 provided on the opposite side of the support surface portion 191 and supporting the seating surface 181a provided on the body portion 181 of the fastening link 180, and formed extending from the stopper 192, and fastening legs 182 ) May be configured to include a guide groove 193 for guiding the entrance and a fixing rib 194 to which the hook 183 is fixed to one end of the guide groove 193.
  • the fixed rib 194 has an inclined surface portion 194a formed inclined in a direction toward the support surface portion 191.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line I-I shown in FIG. 9, and FIG. 12 is a cross-sectional view showing an enlarged area A of FIG. 11.
  • the fastening link 180 is fastened between two adjacent battery cell assemblies 100a and 100c.
  • the link insertion holes 190 formed in the holder plates 120a and 120c of each of the battery cell assemblies 100a and 100c are arranged to be in contact with each other, the fastening link 180 at the portion where the two link insertion holes 190 abut Insert
  • the body portion 181 is formed in a shape that matches the shape formed by contacting the two link insertion holes 190, and may be closely fixed to the two link insertion holes 190 connected to each other.
  • the seating surface 181a provided in the body portion 181 is caught by the stopper 192 formed in the two adjacent link insertion holes 190.
  • the pair of fastening legs 182 inserted along the guide groove 193 is fastened to the fixing rib 194 formed on the holder plate 120a and the fixing rib 194 formed on the holder plate 120c, respectively.
  • the two holder plates 120a and 120c can be firmly fastened to each other.
  • the tension portion 184 is elastically deformed with respect to the support surface portion 191 so that the hook 183 is not separated from the fixing rib 194 by impact.
  • the tension portions 184 are formed to protrude from the fastening legs 182 in opposite directions, respectively, and are prevented by the support surface portion 191 provided in the link insertion hole 190 to apply pressure in the direction in which the hooks 183 contact each other. Apply.
  • a connecting portion 187 formed to be curved in an arc shape may be provided between the pair of fastening legs 182, and the tension of the fastening leg 182 is properly maintained through the connecting portion 187.
  • the inclined surface portion 194a allows the hook 183 of the fastening leg 182 to be inserted along the guide groove 193 to be fixed after opening to the outside of the fixing rib 194.
  • the removal unit 185 makes it easy to remove the fastening link 180 from the link insertion hole 190 when the battery pack is to be disassembled.
  • the removal part 185 may be formed as a pair of protruding structures facing each other, and the fastening link 180 may be removed using a space provided between the protruding structures through a predetermined tool.
  • the body part 181 may be provided with a plurality of hollow hollow space parts 186, which not only maintain the structural rigidity of the body part 181, but also reduce the material of the synthetic resin material, which is advantageous in lowering the manufacturing cost. Do.
  • a plurality of battery packs shown in FIG. 9 may be stacked in a vertical direction.
  • a first mounting surface 181a and a second mounting surface 181b are formed on opposite sides of the body part 181, respectively.
  • a fastening link 180 in which a first pair of fastening legs 182a and a second pair of fastening legs 182b of the same type including hooks and tension units are formed on each of the first and second seating surfaces.
  • the fastening link 180 shown in FIG. 13 compared with the fastening link shown in FIG. 10, the remaining components except for the removal part 185 are formed symmetrically at the top and bottom, respectively, with respect to the body part 181. .
  • the contact bolts included in the battery cell assembly disposed above and the contact bolts of the battery cell assembly disposed below may contact each other.
  • spacers 210 formed higher than the protruding lengths of the contact bolts are provided at the four corners of the holder plates 121 and 122 for electrical separation of the battery cell assemblies adjacent to the top and bottom. do.
  • a predetermined wiring may be used for electrical connection between neighboring battery cell assemblies, and in order to prevent the used wiring from generating a separation distance between neighboring battery cell assemblies, the holder plates 121 and 122 It is preferable that a wiring receiving groove 200 for accommodating a wiring connected to the array panel is formed on one side.

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Abstract

본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는, 양단에 각각 전극단자가 마련된 원통형의 전지셀이 복수개로 구성된 전지셀 어레이; 상기 전지셀 어레이 양단에 각각 배치되고, 상기 전지셀 각각의 상기 전극단자에 대응하는 위치에 컨택홀이 형성되며, 전기절연성 재질로 형성된 한쌍의 홀더 플레이트; 및 일단이 상기 전지셀 각각의 전극단자에 전기적으로 접촉되고, 타단이 상기 컨택홀을 관통하여 외측으로 돌출되게 배치되며, 전기전도성 재질로 형성된 컨택볼트;를 포함하여 달성될 수 있다.

Description

조립형 배터리팩
본 발명은 복수의 전지셀을 포함하는 전지셀 어셈블리를 다양한 구조로 조립할 수 있는 조립형 배터리팩에 관한 것이다.
최근 충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기 등의 소형 제품 뿐만 아니라, 전기자동차 등 중대형 장치에도 널리 사용되고 있으며, 점차 다양한 분야의 제품에 적용되고 있다. 소형 모바일 제품에는 디바이스 1대당 하나 또는 둘 이상의 전지셀이 적용될 수 있으나, 전기자동차 등 중대형 장치에는 고출력 대용량의 필요성으로 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.
이차전지는, 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지, 리튬폴리머전지 등으로 분류되고, 전지케이스의 형상에 따라 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지로 분류된다. 여기서, 원통형 전지는 일반적으로 각형 및 파우치형 전지에 비해 높은 에너지 밀도를 가진다. 그러나, 원통형 전지의 외형적 특성상 적층 구조로의 배열을 유지하는데 어려움이 있다. 종래에는 원통형 전지들을 배열하고 테이프로 고정한 후, 각 전지들의 전극단자를 스폿용접과 같은 용접에 의해 전기적으로 접속하였다.
도 1에는 종래의 원통형 전지로 구성된 전지모듈의 일례를 도시하였다. 도 1에서 보듯이, 종래의 전지모듈(50)은 다수의 원통형 전지들(10)을 포함하는 어레이(30)와, 각 전지들(10)의 전극단자를 전기적으로 연결하는 패널 형상의 버스바(20)을 포함하여 구성된다. 여기서, 전지(10)의 전극단자는 용접에 의해 버스바(20)와 전기적으로 접속된다.
상술한 방법에 의해 구성된 전지모듈은 다음과 같은 문제점을 가진다. 즉, 전극단자와 버스바의 용접을 위해서 부득이 전기전도도가 상대적으로 낮은 니켈 또는 니켈 합금으로 제조된 버스바를 사용해야 하므로, 전기전도도가 우수한 구리패널을 사용하지 못함으로 인해 상대적으로 전지셀의 전류 손실을 감수할 수밖에 없다. 또한, 버스바는 용접에 의해 복수개의 전지와 동시에 접속되는데, 조립 과정에서 복수의 전지 각각의 전극단자와 버스바 사이의 접속이 정상적인지 여부를 판별하는 것이 용이하지 않다. 만약 조립 후에 어느 하나의 전지와 버스바 사이에 접속 불량이 발견되면, 조립된 전지모듈 전체를 전량 폐기해야 한다.
또한, 용접에 의한 접속은, 외부 충격이나 전지모듈의 사용시 발생되는 발열 현상에 취약하므로, 전지모듈의 사용 중에 버스바와 전극단자 사이에 접속 불량이 발생하기 쉽다. 이렇게 사용 중에 버스바와 어느 하나의 전극단자 사이에 접속 불량이 발생한 경우, 불량이 발생된 전지만을 선택적으로 버스바와 용접하기 어려우므로 부득이 전지모듈 전체를 폐기해야 한다. 나아가, 상술한 방식으로 제조된 종래의 전지모듈은 적층 구조로 제조하기 어려우며, 따라서 구조적인 설계 자유도가 낮아 공간 활용 측면에서 단점을 가진다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원통형 전지셀을 이용하여 전지셀 어셈블리를 구성함에 있어서, 단위 전지셀과의 전기적 접속을 개별적으로 확인 및 수리하는 것이 용이하고, 사용 중에 외부 충격이나 전지의 발열 현상에 의한 전기적 접속 불량을 근본적으로 방지할 수 있으며, 원통형 전지를 다양한 구조의 전지모듈로 설계하는 것이 용이한 조립형 배터리팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명의 다른 목적은, 전기적 어레이 구성 조건에 따라 다양한 형태로 기구적 조합이 가능한 조립형 배터리팩을 제공하는 것이다. 즉, 이차전지의 사용 목적에 따라 고객의 요구조건에 부합하도록 다양한 전압 및 전기용량을 가진 전지셀 어셈블리를 다양한 구조로 제작하는 것이 용이한 조립형 배터리팩을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 조립형 배터리팩은, 복수의 전지셀을 포함하는 전지셀 어레이, 및 상기 전지셀 어레이의 양단에 대향하게 배치된 한쌍의 홀더플레이트를 포함하는 전지셀 어셈블리; 및 이웃하는 전지셀 어셈블리의 상기 홀더플레이트를 서로 체결하는 체결링크;를 포함한다.
여기서, 상기 체결링크는, 홀더플레이트에 대한 안착면이 마련된 몸체부; 상기 안착면으로부터 서로 나란하게 연장되되 상호 이격된 한쌍의 체결다리; 상기 한쌍의 체결다리 각각의 일단에 마련되고 서로 마주보는 방향으로 돌출되어 형성된 후크; 및 상기 한쌍의 체결다리 각각에 마련되고 서로 대향하는 방향으로 돌출되어 형성된 텐션부;를 포함한다.
또한, 상기 홀더플레이트는, 4개의 주변을 포함하는 상기 홀더플레이트의 서로 대향하는 양 주변에 대칭되게 형성된 복수의 링크삽입홀을 포함하고, 상기 복수의 링크삽입홀 각각은, 상기 링크삽입홀의 개구 방향을 따라 평탄하게 형성된 지지면부; 상기 지지면부의 반대측에 마련되고 상기 체결링크의 상기 몸체부에 마련된 상기 안착면을 지지하는 스토퍼; 상기 스토퍼로부터 연장되어 형성되고 상기 체결링크의 상기 체결다리의 진입을 안내하는 가이드홈; 및 상기 가이드홈의 일단에 상기 체결링크의 상기 후크가 고정되는 고정리브;를 포함한다.
특히, 상기 체결링크는, 상기 몸체부의 상기 안착면에 대향하는 일면에 상기 체결링크를 상기 홀더플레이트로부터 분리하기 위한 탈거부를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 체결링크는, 상기 몸체부의 서로 대향하는 양면에 각각 제1 및 제2 안착면이 형성되고, 상기 제1 및 제2 안착면 각각에는 상기 후크 및 상기 텐션부를 포함하는 동형의 제1 한쌍의 체결다리 및 제2 한쌍의 체결다리가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 고정리브는 상기 지지면부를 향하는 방향으로 경사지게 형성된 경사면부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 홀더플레이트는, 상기 전지셀 어레이의 단부가 수용되고, 상기 복수의 전지셀 각각의 위치를 고정하는 위치고정용 격자가 마련된 내삽부; 및 상기 복수의 전지셀 각각의 전극단자에 대응하는 위치에서, 일단이 상기 전지셀 각각의 상기 전극단자에 전기적으로 접촉되고, 타단이 외측으로 돌출되게 배치되며, 전기전도성 재질로 형성된 복수의 컨택볼트;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 컨택볼트는, 외측으로 돌출된 컨택돌기 및 원주상에 서로 대향하게 배치된 한쌍의 회동구가 형성된 원판형의 플랜지; 및 상기 플랜지의 직경보다 작은 직경을 가진 수나사부;를 포함하고, 상기 컨택홀은, 상기 플랜지가 수용되는 수용홈; 및 상기 수나사부와 나사 체결되는 암나사부;를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 컨택볼트는 상기 플랜지에 대향하는 상기 수나사부의 일단에 형성된 나사돌리개용 요홈을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 홀더플레이트는, 각각이 상기 플랜지가 수용되는 수용홈; 상기 수나사부와 나사 체결되는 암나사부;를 포함하는 복수의 컨택홀이 형성된 것이 바람직하다.
나아가, 다른 실시예로서, 상기 컨택볼트는, 외측으로 돌출된 컨택돌기가 형성된 원판형의 플랜지; 상기 플랜지의 직경보다 작은 직경을 가진 몸체부; 상기 몸체부에 일체로 형성되고 상기 홀더플레이트에 매립되어 고정되는 고정부; 상기 몸체부의 일단에 형성되고 상기 홀더플레이트 외측으로 돌출된 나사산부;를 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 홀더플레이트는, 네개의 모서리에 상기 컨택볼트의 돌출 길이보다 높게 형성된 스페이서를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 전지셀 어레이는 하나 이상의 단위 어레이를 포함하고, 상기 단위 어레이를 구성하는 다수의 전지셀에 각각 접속된 상기 컨택볼트와 전기적으로 접속되는 어레이패널을 포함할 수 있다.
특히, 상기 홀더플레이트는 상기 어레이패널에 연결된 배선을 수용하는 배선수용홈을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원통형 전지셀을 이용하여 전지셀 어셈블리를 구성하는 경우에, 단위 전지셀과의 전기적 접속을 개별적으로 확인 및 조정하는 것이 용이하고, 사용중에 외부 충격이나 전지의 발열 현상에 의한 전기적 접속 불량을 근본적으로 방지할 수 있으며, 원통형 전지를 다양한 구조를 갖는 전지모듈로 설계하는 것이 용이한 조립형 배터리팩을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리에서는, 용접 방식으로 제조된 종래의 전지모듈에서 문제가 되는 외부충격 및 전지셀의 발열에 따른 접속 불량 문제를 근본적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 회로패널로서 전기전도도가 우수한 구리패널을 이용할 수 있다. 종래에는 단위 전지셀의 전극단자를 용접방식에 의해 버스바와 접속해야 했기 때문에, 구리패널을 이용할 수 없었으나, 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는 용접방식을 이용하지 않으므로 전기전도도가 우수한 구리패널을 사용하는 것이 가능하다. 구리를 이용하여 회로패널을 구성하면 전지셀 어셈블리의 내부 저항을 최소화할 수 있으며, 전지 모듈의 전기적 용량의 안정화에 효과적이다.
또한, 개개의 전지셀과 컨택볼트의 접촉 상태는 조립후 혹은 사용중에도 용이하게 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는 개개의 전지셀, 컨택볼트 및 회로패널이 기계적으로 조립되어 있으므로, 특정 전지셀에 불량이 발생한 경우 해당 전지셀을 교체하는 것이 비교적 간편하다. 그러므로, 종래와 달리 사용 중에 전지모듈에 불량이 발생한 경우 제품의 수리가 용이하므로, 전체적인 제조비용 뿐만 아니라 고객 서비스 비용이 대폭 절감될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 조립형 배터리팩을 이용하면, 원통형 전지를 적용하는 경우에도 이차전지의 사용 목적에 따라 다양한 전압 및 전기용량을 가진 전지셀 어셈블리를 다양한 구조로 제작하는 것이 매우 용이하다.
도 1은 종래의 용접방식에 의한 전지셀 어셈블리를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리를 구성하는 홀더플레이트의 상면 및 하면을 각각 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리에 사용되는 컨택볼트를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리에서 전지셀에 마련된 전극단자, 컨택볼트 및 컨택홀의 접속 구조를 도시한 부분단면도이다.
도 7 및 도 8은 다른 실시예에 따른 컨택볼트를 도시한 사시도 및 홀더플레이트와 체결된 상태를 도시한 단면도이다.
도 9은 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리를 다수개 구비하여 하나의 배터리팩을 구성한 예를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립형 배터리팩을 구성하기 위한 체결링크를 도시한 사시도이다.
도 11는 도 9의 I-I 절개선을 따라 절개한 단면을 도시한 단면도이다.
도 12은 도 11의 영역 A를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리에 사용되는 홀더플레이트에 링크삽입홀이 형성된 상태를 도시한 도면이고, 도 14는 도 13에서 고정리브가 형성된 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 15은 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리를 상하 방향으로 적층하기 위해 사용되는 다른 실시예에 따른 체결링크를 도시한 사시도이다.
도 16는 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리를 복수개로 구비하여 상하 적층구조의 전지모듈을 구성할 수 있음을 보여주는 개요도이다.
본 발명에 따른 조립형 배터리팩은, 복수의 전지셀을 포함하는 전지셀 어레이, 및 상기 전지셀 어레이의 양단에 대향하게 배치된 한쌍의 홀더플레이트를 포함하는 전지셀 어셈블리; 및 이웃하는 전지셀 어셈블리의 상기 홀더플레이트를 서로 체결하는 체결링크;를 포함한다.
여기서, 상기 체결링크는, 홀더플레이트에 대한 안착면이 마련된 몸체부; 상기 안착면으로부터 서로 나란하게 연장되되 상호 이격된 한쌍의 체결다리; 상기 한쌍의 체결다리 각각의 일단에 마련되고 서로 마주보는 방향으로 돌출되어 형성된 후크; 및 상기 한쌍의 체결다리 각각에 마련되고 서로 대향하는 방향으로 돌출되어 형성된 텐션부;를 포함한다.
또한, 상기 홀더플레이트는, 4개의 주변을 포함하는 상기 홀더플레이트의 서로 대향하는 양 주변에 대칭되게 형성된 복수의 링크삽입홀을 포함하고, 상기 복수의 링크삽입홀 각각은, 상기 링크삽입홀의 개구 방향을 따라 평탄하게 형성된 지지면부; 상기 지지면부의 반대측에 마련되고 상기 체결링크의 상기 몸체부에 마련된 상기 안착면을 지지하는 스토퍼; 상기 스토퍼로부터 연장되어 형성되고 상기 체결링크의 상기 체결다리의 진입을 안내하는 가이드홈; 및 상기 가이드홈의 일단에 상기 체결링크의 상기 후크가 고정되는 고정리브;를 포함한다.
특히, 상기 체결링크는, 상기 몸체부의 상기 안착면에 대향하는 일면에 상기 체결링크를 상기 홀더플레이트로부터 분리하기 위한 탈거부를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 체결링크는, 상기 몸체부의 서로 대향하는 양면에 각각 제1 및 제2 안착면이 형성되고, 상기 제1 및 제2 안착면 각각에는 상기 후크 및 상기 텐션부를 포함하는 동형의 제1 한쌍의 체결다리 및 제2 한쌍의 체결다리가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 고정리브는 상기 지지면부를 향하는 방향으로 경사지게 형성된 경사면부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 홀더플레이트는, 상기 전지셀 어레이의 단부가 수용되고, 상기 복수의 전지셀 각각의 위치를 고정하는 위치고정용 격자가 마련된 내삽부; 및 상기 복수의 전지셀 각각의 전극단자에 대응하는 위치에서, 일단이 상기 전지셀 각각의 상기 전극단자에 전기적으로 접촉되고, 타단이 외측으로 돌출되게 배치되며, 전기전도성 재질로 형성된 복수의 컨택볼트;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 컨택볼트는, 외측으로 돌출된 컨택돌기 및 원주상에 서로 대향하게 배치된 한쌍의 회동구가 형성된 원판형의 플랜지; 및 상기 플랜지의 직경보다 작은 직경을 가진 수나사부;를 포함하고, 상기 컨택홀은, 상기 플랜지가 수용되는 수용홈; 및 상기 수나사부와 나사 체결되는 암나사부;를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 컨택볼트는 상기 플랜지에 대향하는 상기 수나사부의 일단에 형성된 나사돌리개용 요홈을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 홀더플레이트는, 각각이 상기 플랜지가 수용되는 수용홈; 상기 수나사부와 나사 체결되는 암나사부;를 포함하는 복수의 컨택홀이 형성된 것이 바람직하다.
나아가, 다른 실시예로서, 상기 컨택볼트는, 외측으로 돌출된 컨택돌기가 형성된 원판형의 플랜지; 상기 플랜지의 직경보다 작은 직경을 가진 몸체부; 상기 몸체부에 일체로 형성되고 상기 홀더플레이트에 매립되어 고정되는 고정부; 상기 몸체부의 일단에 형성되고 상기 홀더플레이트 외측으로 돌출된 나사산부;를 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 홀더플레이트는, 네개의 모서리에 상기 컨택볼트의 돌출 길이보다 높게 형성된 스페이서를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 전지셀 어레이는 하나 이상의 단위 어레이를 포함하고, 상기 단위 어레이를 구성하는 다수의 전지셀에 각각 접속된 상기 컨택볼트와 전기적으로 접속되는 어레이패널을 포함할 수 있다.
특히, 상기 홀더플레이트는 상기 어레이패널에 연결된 배선을 수용하는 배선수용홈을 포함할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
먼저, 도 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리(100)는, 복수개의 전지셀(112)을 포함하는 전지셀 어레이(110)와, 전지셀 어레이(110)의 양단에 각각 배치된 절기절연성 재질의 제1 홀더플레이트(121) 및 제2 홀더플레이트(122)를 포함하는 한쌍의 홀더플레이트(120)로 구성된다. 여기서, 전지셀(112)은 (+)단자 또는 (-)단자로 기능하는 전극단자(112a)가 마련된 원통형 전지로서, 도 2에서는 복수의 전지셀(112)이 4행 및 4열을 가진 어레이 구조로 배치된 예를 도시하였으나, 필요에 따라 다양한 개수의 행렬을 가진 어레이 구조로 배치될 수 있다.
상술한 행렬 구조의 전지셀 어레이를 포함하는 전지셀 어셈블리(100)는 이하에서 설명할 세부 구성요소들이 조립되어 제조된다.
도 3 및 도 4에서 보듯이, 복수의 전지셀(112)로 구성된 전지셀 어레이(110)의 양단에 제1 및 제2 홀더플레이트(121, 122)가 배치된다. 제1 및 제2 홀더플레이트(121, 122)는 전기절연성 재질, 예컨대 합성수지재를 이용하여 제조될 수 있다. 홀더플레이트(121, 122)는 대략 전지셀 어레이(110)의 양단을 커버하는 치수를 가지며, 동일한 형상의 홀더플레이트를 2개 1조로 하여 사용할 수도 있다. 각각의 홀더플레이트(121, 122)가 전지셀 어레이(110)에 접하는 내측면에는 내삽부(130)가 형성될 수 있다. 내삽부(130)에는 홀더플레이트(121, 122)의 내측면에서 전지셀 어레이(110)의 단부가 수용되는데, 원통형의 전지셀(112)로 구성된 어레이(110)의 측면 프로파일과 대략 동일한 형상의 홈으로 형성되어 어레이(110)의 단부가 밀착 고정될 수 있다. 또한, 내삽부(130)에는 전지셀(112) 각각의 위치를 고정하기 위한 위치고정용 격자(131)가 형성될 수 있으며, 격자(131)에 의해 어레이(110)를 구성하는 각각의 전지셀(112)이 이웃하는 전지셀(112)과 일정한 간격을 유지하도록 함과 동시에, 각 전지셀(112)을 홀더플레이트(121, 122)에 밀착 고정할 수 있다. 특히, 격자(131)에 의해 각 전지셀들(112) 사이에 빈 공간이 형성될 수 있으며, 이 공간에 의해 전지셀(112)에서 발생하는 열이 외부로 쉽게 방출될 수 있다.
한편, 홀더 플레이트(121, 122)에는 개개의 전지셀(112) 각각에 마련된 전극단자(112a)에 대응하는 위치에 컨택홀(133)이 형성된다. 컨택홀(133)은 홀더플레이트(121, 122)를 관통하여 형성된다. 그리고, 이 컨택홀(133)에는 전기전도성 재질로 형성된 컨택볼트(140)가 삽입된다.
컨택볼트(140)는, 일단이 전지셀(112)의 전극단자(112a)에 전기적으로 접촉되고, 타단이 컨택홀(133)을 관통하여 외측으로 돌출되게 배치된다. 그리고, 컨택볼트(140)는 컨택홀(133)과 나사 체결될 수 있다. 즉, 컨택볼트(140)와 컨택홀(133)이 나사 체결되어 있어서, 컨택볼트(140)를 일방향으로 회전시키면 컨택볼트(140)의 일면이 전극단자(112a) 측으로 접근하게 되고, 타방향으로 회전시키면 홀더 플레이트(121, 122)의 외측으로 돌출하게 된다. 즉, 컨택볼트(140)의 회전수를 조정하여 플랜지(141) 및 전극단자(112a) 사이의 접촉 거리를 정밀하게 조정할 수 있다.
도 5에서 보듯이, 컨택볼트(140)는, 원판형의 플랜지(141) 및 이 플랜지(141)의 직경보다 작은 직경을 가진 수나사부(144)로 구성될 수 있다. 그리고, 플랜지(141)에는 외측으로 돌출된 컨택돌기(142)가 형성되어, 컨택볼트(140)와 전극단자(112a) 사이의 접촉 신뢰성을 향상시킨다. 또한, 플랜지(141)의 원주상에는 서로 대향하게 배치된 한쌍의 회동구(143)가 형성된다. 회동구(143)는 컨택볼트(140)을 회전시키기 위한 수단으로서, 한쌍의 회동구(143)에 끼워지는 별도의 회전도구를 이용하여 컨택볼트(140)를 회전시킬 수 있다. 그리고, 플랜지(141)에 대향하는 수나사부(144)의 일단에는 나사돌리개용 요홈(145)이 형성될 수 있다. 요홈(145)은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 한쌍의 회동구(143)의 반대측에서 컨택볼트(140)를 회전시키기 위한 수단으로, 나사돌리개로 사용되는 드라이버의 단부를 요홈(145)에 끼워맞춘 후 컨택볼트(140)를 회전시킬 수 있다. 한쌍의 회동구(143) 및 요홈(145)를 이용하여 각각 서로 반대측에서 컨택볼트(140)를 회전시킬 수 있다.
도 6를 참고하여, 전극단자(112a), 컨택볼트(140) 및 컨택홀(133)의 체결상태를 살펴보면, 홀더플레이트(121, 122)의 내측면(121a, 122a) 측의 컨택홀(133) 영역에 플랜지(141)가 수용되는 수용홈(133a)이 마련되고, 컨택홀(133)의 내벽면에는 수나사부(144)와 나사 체결되는 암나사부(133b)가 형성된다. 컨택볼트(140)를 컨택홀(133)에 체결하면, 플랜지(141)가 수용홈(133a)에 내부에서 일정한 거리만큼 전진 및 후퇴할 수 있다.
복수의 컨택볼트(140)를 대응하는 컨택홀(133)에 각각 체결한 상태에서, 각 홀더플레이트(121, 122)의 내삽부(130) 및 격자(131)의 위치에 각각의 전지셀(112)를 대응시켜 어레이(110)의 양 단부를 끼운다. 그 후, 대향하게 배치된 제1 홀더플레이트(121) 및 제2 홀더플레이트(122)를 체결수단(150)을 이용하여 견고하게 고정한다. 체결수단(150)은 대향하는 두개의 홀더플레이트(121, 122)를 어레이(110)에 물리적으로 견고하게 고정하기 위한 수단으로서, 예컨대 렌치볼트 및 너트를 이용할 수 있으며, 복수의 격자(131) 중 일부에 형성된 삽입홀(151)을 통해 체결될 수 있다.
한편, 어레이(110)의 단부가 홀더플레이트(121, 122)의 내측면에 밀착될 때, 개개의 전지셀(112)의 높이 차이에 따라 특정 전지셀(112)의 전극단자(112a)와 컨택볼트(140) 사이에 유격이 발생할 수 있다. 홀더플레이트(121, 122) 및 어레이(110)를 조립한 이후, 컨택볼트(140)를 회전시켜 각 전지셀(112)과의 접촉을 정밀하게 조정할 수 있다. 이때, 요홈(145)을 이용하여 플랜지(141) 및 컨택돌기(142)가 대응하는 전극단자(112a)에 밀착될 수 있도록 컨택볼트(140)를 회전시킨다. 각 전지셀(112)의 양극 단자 사이의 전압을 측정하면, 개개의 컨택볼트(140) 및 전지셀(112) 사이의 접속 상태를 확인할 수 있다. 특히, 컨택돌기(142)는 전극단자(112a)의 표면을 파고들면서 접촉되어, 전지셀(112) 및 컨택볼트(140) 사이의 전기적 접촉 신뢰성을 향상시키게 된다.
이와 같이 조립된 전지셀 어셈블리(100)는, 각 홀더플레이트(121, 122)가 어레이(110)에 밀착 고정된 상태가 되고, 컨택볼트(140)의 일단이 컨택홀(133)을 관통하여 외부로 노출된 상태가 된다. 노출된 컨택볼트(140)에는 단위 어레이를 구성하는 다수의 전지셀(112)을 서로 병렬 접속하는 어레이패널(160)이 연결된다. 이때, 홀더플레이트(121, 122)의 외측면에 배치되는 어레이패널(160)에는 컨택볼트(140)의 일단이 관통되는 다수의 개구가 마련된다. 병렬접속하고자 하는 전지셀(112)에 대응하는 컨택볼트(140)는 어레이패널(160)에 형성된 개구를 통해 단부가 노출되며, 노출된 컨택볼트(140)의 단부는 와셔, 너트 등과 같은 고정수단(162)을 통해 어레이패널(160)과 전기적으로 접속될 수 있다.
다른 실시예로서, 도 7 및 도 8에 도시한 구조의 컨택볼트(140a)를 사용하는 것도 가능하다. 즉, 도 7에서 보듯이, 컨택볼트(140a)는 홀더플레이트(121, 122)를 제조할 때 인서트 사출에 의해 제조할 수 있다. 여기서, 컨택볼트(140a)는, 외측으로 돌출된 컨택돌기(142)가 형성된 원판형의 플랜지(141)과, 플랜지(141)의 직경보다 작은 직경을 가진 원기둥 형상의 몸체부(146)와, 몸체부(146)에 일체로 형성되고 홀더플레이트(121, 122)에 매립되어 고정되는 고정부(147, 148)와, 몸체부(146)의 일단에 형성되고 홀더플레이트(121, 122) 외측으로 돌출된 나사산부(149)를 포함하여 구성될 수 있다. 앞에서 설명한 실시예와 달리, 도 7에 도시한 컨택볼트(140a)는 컨택볼트를 양측에서 회전 조작하기 위한 한쌍의 회동구(143) 및 나사돌리개용 요홈(145)을 포함하지 않는다. 본 실시예에 따른 컨택볼트(140a)는 합성수지재인 홀더플레이트(121, 122)에 매립되어 있으며, 홀더플레이트(121, 122)에 대하여 회전되지 않도록 고정부(147, 148)가 형성된다.
고정부(147, 148)는 몸체부(146)에서 플랜지(141)에 인접한 영역에 형성되는데, 홀더플레이트(121, 122)로부터 컨택볼트(140a)가 탈거되지 않도록 함과 동시에, 노출된 컨택볼트(140a)의 나사산부(149)에 와셔, 너트 등과 같은 고정수단(162)을 체결할 때, 컨택볼트(140a)가 홀더플레이트(121, 122) 내에서 회동되지 않도록 한다. 고정부(147, 148)는 몸체부(146)의 직경보다 큰 직경을 가지는 것이 바람직하고, 소정의 간격으로 이격되는 것이 바람직하다. 서로 이격된 제1 고정부(147) 및 제2 고정부(148) 사이의 공간에 인서트 사출시 합성수지재가 매립되면서 컨택볼트(140a)가 탈거되지 않도록 결속력이 향상된다. 또한, 제1 고정부(147) 및 제2 고정부(148) 각각의 외주면에는 제1 요철부(147a) 및 제2 요철부(148a)가 형성되어, 컨택볼트(140a)가 회전되지 않도록 고정한다. 상술한 구조의 컨택볼트(140a)에서는 복수의 전지셀(112) 간의 공차를 보정하기 위하여, 컨택돌기(142)가 플랜지(141)의 상면으로부터 돌출된 높이를 0.3mm ~ 0.8 mm의 치수 정밀도로 형성한다. 컨택돌기의 높이가 0.3mm 미만이면 전지셀의 치수 차이에 대한 공차를 보정하는 기능을 효과적으로 달성하기 어려우며, 컨택돌기의 높이가 0.8mm를 초과하면 전지셀의 마이너스(-) 단자의 파손을 유발할 수 있다. 컨택돌기(142)는 전지셀(112)의 전극단자(112a)의 표면을 파고들면서 접촉신뢰성이 향상될 수 있다.
상술한 구조의 전지셀 어셈블리(100)에 사용되는 어레이패널(160)은 종래의 용접방식으로 제조된 전지모듈과 달리 전기전도도가 우수한 구리패널을 이용하여 제조될 수 있다. 종래에는 단위 전지셀의 전극단자를 용접방식에 의해 버스바와 접속해야 했기 때문에, 구리패널을 이용할 수 없었다. 그러나, 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는 용접방식을 이용하지 않으므로 전기전도도가 우수한 구리패널을 사용하는 것이 가능하다. 구리를 이용하여 어레이패널을 구성하면 전지셀 어셈블리의 내부 저항을 최소화할 수 있으며, 전지모듈의 전기적 용량의 안정화에 효과적이다. 또한, 전지셀의 발열에 의해 컨택볼트 및 어레이패널 사이의 접촉이 단선될 위험이 없으며, 외부 충격에도 전기적 접속 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 개개의 전지셀과 컨택볼트의 접촉 상태는 조립후 혹은 사용중에도 용이하게 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는 개개의 전지셀, 컨택볼트 및 어레이패널이 기계적으로 조립되어 있으므로, 특정 전지셀에 불량이 발생한 경우 해당 전지셀을 교체하는 것이 비교적 간편하다. 종래와 달리 사용 중에 전지모듈에 불량이 발생한 경우 제품의 수리가 용이하므로, 전체적인 제조비용 뿐만 아니라 고객 서비스 비용이 대폭 절감될 수 있다.
한편, 전지모듈의 사용 중에 전지셀에서 발생되는 발열현상에 의해 금속재인 어레이패널이 과열되고, 이로 인해 합성수지재인 홀더플레이트가 변형되거나 녹을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 어레이패널(160) 및 홀더플레이트(121, 122)의 외측면 사이에 절연패널(170)이 개재될 수 있다. 또한, 절연패널(170)은 어레이패널(160)을 주변 영역과 전기적으로 분리할 뿐만 아니라, 어레이패널(160)에서 발생되는 열이 홀더플레이트로 전달되는 것을 방지한다. 절연패널(170)은, 도 2에서 보듯이, 별도의 부재로 마련될 수 있으며, 링 형상으로 형성되어 컨택볼트(140)에 끼워져서 배치될 수 있다. 이와 달리, 어레이패널(160)에 마련된 개구(컨택볼트가 끼워지는 위치에 형성된)에 미리 절연패널(170)이 형성되어 일체로 제조될 수 있다.
다음으로, 도 9에는 복수의 전지셀 어셈블리가 서로 접속되어 하나의 배터리팩을 구성한 예를 도시하였다. 예컨대, 도 9에서 보듯이, 4행 4열의 전지셀 어셈블리 2개(100a, 100b)와, 4행 2열의 전지셀 어셈블리 2개(100c, 100d)를 서로 연결하여 하나의 배터리팩으로 조립한 예를 도시하였다. 또한, 도 9에 도시한 형태의 패터리팩이 수직한 방향으로 여러 층 적층된 구조의 배터리팩으로도 제조가 가능하다.
이와 같은 구조의 배터리팩을 형성하기 위해서는, 하나의 전지셀 어셈블리가 이웃하는 다른 전지셀 어셈블리와 체결됨에 있어서, 첫째 전지셀 어셈블리들 사이에 불필요한 공간이 없도록 치밀한 구조로 체결 및 적층 가능해야 하고, 둘째 전지셀 어셈블리들 사이의 조립 및 분해가 용이해야 하며, 세째 측방향 또는 연직방향으로 이웃하는 전지셀 어셈블리들 사이에 전기적 분리 및 배선이 용이해야 한다.
이하에서는, 복수의 전지셀 어셈블리를 측방향 또는 연직방향으로 상호 체결하여 조립형 배터리팩을 구성하기 위해 채택된 수단들에 대해 상세히 설명한다.
도 10 내지 도 12을 참조하여, 이웃하는 전지셀 어셈블리의 홀더플레이트(120)를 서로 체결하기 위한 체결링크(180)에 대해 설명한다. 여기서, 체결링크(180)는, 홀더플레이트(121, 122)에 대한 안착면(181a)이 마련된 몸체부(181)와, 안착면(181a)으로부터 서로 나란하게 연장되되 상호 이격된 한쌍의 체결다리(182)와, 한쌍의 체결다리(182) 각각의 일단에 마련되고 서로 마주보는 방향으로 돌출되어 형성된 후크(183)와, 한쌍의 체결다리(182) 각각에 마련되고 서로 대향하는 방향으로 돌출되어 형성된 텐션부(184)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 체결링크(180)에는 몸체부(181)의 안착면(181a)에 대향하는 일면에 체결링크(180)를 홀더플레이트(121, 122)로부터 분리하기 위한 탈거부(185)를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4, 도 13 및 도 14를 참조하면, 홀더플레이트(121, 122)는 대략 방형(方形) 구조를 가지며, 4개의 주변을 포함하는 홀더플레이트(121, 122)의 서로 대향하는 양 주변에 대칭되게 형성된 복수의 링크삽입홀(190)이 형성된다. 이렇게 대칭되게 형성된 링크삽입홀(190)은 동형의 홀더플레이트를 측방향으로 연속하여 체결하는 것이 가능하게 한다.
아울러, 복수의 링크삽입홀(190) 각각은, 링크삽입홀(190)의 개구 방향(즉, 홀더플레이트의 외측면 및 내측면을 관통하는 방향)을 따라 평탄하게 형성된 지지면부(191)와, 지지면부(191)의 반대측에 마련되고 체결링크(180)의 몸체부(181)에 마련된 안착면(181a)을 지지하는 스토퍼(192)와, 스토퍼(192)로부터 연장되어 형성되고 체결다리(182)의 진입을 안내하는 가이드홈(193)과, 가이드홈(193)의 일단에 후크(183)가 고정되는 고정리브(194)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 고정리브(194)에는 지지면부(191)를 향하는 방향으로 경사지게 형성된 경사면부(194a)가 형성되는 것이 바람직하다.
도 11은 도 9에 도시한 I-I 절개선을 따라 절개한 단면도이고, 도 12은 도 11의 영역 A를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 11 및 도 12을 참조하여, 체결링크(180) 및 링크삽입홀(190)의 결합상태를 설명하면 다음과 같다. 예컨대, 체결링크(180)는 이웃하는 2개의 전지셀 어셈블리(100a, 100c) 사이에 체결된다. 각각의 전지셀 어셈블리(100a, 100c)의 홀더플레이트(120a, 120c)에 형성된 링크삽입홀(190)이 서로 연접되게 배치되면, 2개의 링크삽입홀(190)이 맞닿은 부위에 체결링크(180)를 삽입한다. 이때, 몸체부(181)는 2개의 링크삽입홀(190)이 맞닿아져서 형성된 모양과 일치하는 형상으로 형성되어, 서로 연접한 2개의 링크삽입홀(190)에 밀착 고정될 수 있다. 몸체부(181)에 마련된 안착면(181a)이 이웃하는 2개의 링크삽입홀(190)에 형성된 스토퍼(192)에 걸리게 된다. 이때, 가이드홈(193)을 따라 인입된 한쌍의 체결다리(182)는 각각 홀더플레이트(120a)에 형성된 고정리브(194) 및 홀더플레이트(120c)에 형성된 고정리브(194)에 체결된다. 이를 통해, 두개의 홀더플레이트(120a, 120c)가 서로 견고하게 체결될 수 있다.
여기서, 지지면부(191)에 대하여 텐션부(184)가 탄성적으로 변형되면서 후크(183)가 고정리브(194)로부터 충격에 의해 이탈되지 않도록 한다. 텐션부(184)는 각각 체결다리(182)에서 서로 반대 방향으로 돌출되어 형성되며, 링크삽입홀(190)에 마련된 지지면부(191)에 의해 저지되어 후크(183)가 서로 맞닿는 방향으로 압력을 가한다. 한편, 한쌍의 체결다리(182) 사이에는 아크 형상으로 만곡지게 형성된 연결부(187)가 마련될 수 있으며, 연결부(187)을 통해 체결다리(182)의 텐션을 적절하게 유지한다. 또한, 경사면부(194a)는 가이드홈(193)을 따라 인입되는 체결다리(182)의 후크(183)가 고정리브(194) 외측으로 벌어진 후 고정될 수 있도록 한다. 또한, 탈거부(185)는 배터리팩을 해체하고자 하는 경우, 체결링크(180)를 링크삽입홀(190)로부터 제거하는 것이 용이하도록 한다. 탈거부(185)는 서로 대향하는 한쌍의 돌출구조로 형성될 수 있으며, 소정의 도구를 통해 돌출구조 사이에 마련된 공간을 이용하여 체결링크(180)를 탈거할 수 있다. 나아가, 몸체부(181)는 속이 빈 중공의 공간부(186)가 복수개 마련될 수 있으며, 이는 몸체부(181)의 구조적 강성을 유지할 뿐만 아니라 합성수지재의 재료를 절감할 수 있으므로 제조단가를 낮추는데 유리하다.
앞에서 예시하였듯이, 도 9에 도시한 배터리팩은 연직방향으로 복수개 적층될 수도 있다. 이 경우, 상하로 적층된 전지셀 어셈블리들을 체결하기 위하여, 도 15에서 보듯이, 몸체부(181)의 서로 대향하는 양면에 각각 제1 안착면(181a)및 제2 안착면(181b)이 형성되고, 제1 및 제2 안착면 각각에 후크 및 텐션부를 포함하는 동형의 제1 한쌍의 체결다리(182a) 및 제2 한쌍의 체결다리(182b)가 형성된 체결링크(180)를 이용할 수 있다. 도 13에 도시한 체결링크(180)는, 도 10에 도시한 체결링크와 비교할 때 탈거부(185)를 제외한 나머지 구성요소들이 몸체부(181)를 기준으로 상부 및 하부에 각각 대칭되게 형성된다.
도 15에 도시한 체결링크(180)를 이용하면, 도 16에서 보듯이, 하부에 배치된 제1 전지셀 어셈블리(100a) 및 제2 전지셀 어셈블리(100c)가 제1 한쌍의 체결다리(182a)에 의해 체결되고, 상부에 배치된 제3 전지셀 어셈블리(100e) 및 제4 전지셀 어셈블리(100g)는 제2 한쌍의 체결다리(182b)에 의해 체결될 수 있다. 즉, 제1 전지셀 어셈블리(100a)의 홀더플레이트(120a), 제2 전지셀 어셈블리(100c)의 홀더플레이트(120c), 제3 전지셀 어셈블리(100e)의 홀더플레이트(120e) 및 제4 전지셀 어셈블리(100g)의 홀더플레이트(120g)가 하나의 체결링크를 통해 견고하게 고정될 수 있다. 이를 통해 이웃하는 4개의 전지셀 어셈블리들이 하나의 체결링크를 통해 서로 체결된 구조로 적층될 수 있다.
한편, 도 16과 같이 다단으로 적층된 구조의 배터리팩을 구성하는 경우, 상부에 배치된 전지셀 어셈블리에 포함된 컨택볼트 및 하부에 배치된 전지셀 어셈블리의 컨택볼트기 서로 접촉될 수 있다. 이렇게 다단 구조의 배터리팩을 구성하는 경우, 상하로 이웃하는 전지셀 어셈블리의 전기적 분리를 위하여 홀더플레이트(121, 122)의 네개의 모서리에 각각 컨택볼트의 돌출 길이보다 높게 형성된 스페이서(210)가 마련된다. 또한, 이웃하는 전지셀 어셈블리들 사이의 전기적 연결을 위하여 소정의 배선이 사용될 수 있으며, 사용된 배선이 이웃하는 전지셀 어셈블리 사이의 이격 거리를 발생시키지 않도록 하기 위하여, 홀더플레이트(121, 122)의 일측에 어레이패널과 연결되는 배선을 수용하는 배선수용홈(200)이 형성되는 것이 바람직하다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 복수의 전지셀을 포함하는 전지셀 어레이, 및 상기 전지셀 어레이의 양단에 대향하게 배치된 한쌍의 홀더플레이트를 포함하는 전지셀 어셈블리; 및 이웃하는 전지셀 어셈블리의 상기 홀더플레이트를 서로 체결하는 체결링크;를 포함하는 조립형 배터리팩으로서,
    상기 체결링크는, 홀더플레이트에 대한 안착면이 마련된 몸체부; 상기 안착면으로부터 서로 나란하게 연장되되 상호 이격된 한쌍의 체결다리; 상기 한쌍의 체결다리 각각의 일단에 마련되고 서로 마주보는 방향으로 돌출되어 형성된 후크; 및 상기 한쌍의 체결다리 각각에 마련되고 서로 대향하는 방향으로 돌출되어 형성된 텐션부;를 포함하고,
    상기 홀더플레이트는, 4개의 주변을 포함하는 상기 홀더플레이트의 서로 대향하는 양 주변에 대칭되게 형성된 복수의 링크삽입홀을 포함하고,
    상기 복수의 링크삽입홀 각각은, 상기 링크삽입홀의 개구 방향을 따라 평탄하게 형성된 지지면부; 상기 지지면부의 반대측에 마련되고 상기 체결링크의 상기 몸체부에 마련된 상기 안착면을 지지하는 스토퍼; 상기 스토퍼로부터 연장되어 형성되고 상기 체결링크의 상기 체결다리의 진입을 안내하는 가이드홈; 및 상기 가이드홈의 일단에 상기 체결링크의 상기 후크가 고정되는 고정리브;를 포함하는, 조립형 배터리팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결링크는, 상기 몸체부의 상기 안착면에 대향하는 일면에 상기 체결링크를 상기 홀더플레이트로부터 분리하기 위한 탈거부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결링크는, 상기 몸체부의 서로 대향하는 양면에 각각 제1 및 제2 안착면이 형성되고, 상기 제1 및 제2 안착면 각각에는 상기 후크 및 상기 텐션부를 포함하는 동형의 제1 한쌍의 체결다리 및 제2 한쌍의 체결다리가 형성된 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정리브는 상기 지지면부를 향하는 방향으로 경사지게 형성된 경사면부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더플레이트는,
    상기 전지셀 어레이의 단부가 수용되고, 상기 복수의 전지셀 각각의 위치를 고정하는 위치고정용 격자가 마련된 내삽부; 및
    상기 복수의 전지셀 각각의 전극단자에 대응하는 위치에서, 일단이 상기 전지셀 각각의 상기 전극단자에 전기적으로 접촉되고, 타단이 외측으로 돌출되게 배치되며, 전기전도성 재질로 형성된 복수의 컨택볼트;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨택볼트는, 외측으로 돌출된 컨택돌기 및 원주상에 서로 대향하게 배치된 한쌍의 회동구가 형성된 원판형의 플랜지; 상기 플랜지의 직경보다 작은 직경을 가진 수나사부; 및 상기 플랜지에 대향하는 상기 수나사부의 일단에 형성된 나사돌리개용 요홈;을 포함하고,
    상기 홀더플레이트는, 각각이 상기 플랜지가 수용되는 수용홈; 상기 수나사부와 나사 체결되는 암나사부;를 포함하는 복수의 컨택홀이 형성된 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨택볼트는, 외측으로 돌출된 컨택돌기가 형성된 원판형의 플랜지; 상기 플랜지의 직경보다 작은 직경을 가진 몸체부; 상기 몸체부에 일체로 형성되고 상기 홀더플레이트에 매립되어 고정되는 고정부; 상기 몸체부의 일단에 형성되고 상기 홀더플레이트 외측으로 돌출된 나사산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 홀더플레이트는, 네개의 모서리에 상기 컨택볼트의 돌출 길이보다 높게 형성된 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 전지셀 어레이는 하나 이상의 단위 어레이를 포함하고,
    상기 단위 어레이를 구성하는 다수의 전지셀에 각각 접속된 상기 컨택볼트와전기적으로 접속되는 어레이패널을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀더플레이트는 상기 어레이패널에 연결된 배선을 수용하는 배선수용홈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립형 배터리팩.
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