WO2023085726A1 - 배터리 모듈 및 이를 포함한 배터리 팩 - Google Patents

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sensing
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module
battery cell
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장성환
성준엽
박명기
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module.
  • a battery module configured to be expandable, it relates to a battery module capable of easily sensing electrical characteristics between battery modules.
  • the present invention relates to the battery module as a battery pack.
  • secondary batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources for wireless mobile devices.
  • secondary batteries are attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which are proposed as a solution to air pollution such as existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. Therefore, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to more fields and products than now.
  • Such a battery module or battery pack has an outer housing made of metal to protect or house a plurality of secondary batteries from external impact.
  • Figure 1 (a) is a partial perspective view of a conventional general battery module 1
  • Figure 1 (b) shows a connection structure of battery modules for sensing between modules of the conventional battery module.
  • Such a conventional battery module has the following problems.
  • the module Since the sensing line 2 is connected to the connector 3 as shown in FIG. 1 (a) and the connector 3 is connected to an external mating connector to sense the electrical characteristics of the battery module, the module It was necessary to install a connector with a complicated structure for each. In addition, a connector installed in the module and an external connector having a male-female coupling structure were separately required. Since the connector of the male and female coupling structure has a complex shape, the terminal coupling structure (male and female connector structure) for sensing the electrical characteristics of the battery module has become complicated. In addition, a connector having a complicated structure is difficult to mold, which causes an increase in manufacturing cost.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an expandable battery module in which space utilization of a battery module and a battery pack is improved by connecting battery cells in a longitudinal direction as well as in a thickness direction.
  • the expandable module it is an object of the present invention to provide a battery module having a structure capable of direct sensing of the module by omitting a connector having a conventional complex male-female coupling structure.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack having a structure capable of simple direct sensing without a complicated assembly structure when sensing between a plurality of battery modules.
  • two or more battery cells having leads formed at both ends in the longitudinal direction are arranged in a row to form a longitudinal unit cell, and the longitudinal unit cell is the battery.
  • a battery cell assembly formed by stacking two or more rows in the thickness direction of the cell; a sensing line electrically connected to an electrode lead of a battery cell included in the battery cell assembly; And a module case surrounding and accommodating the battery cell assembly, characterized in that a sensing pin is provided at an end of the sensing line and is led out of the module case.
  • the module case may have an opening at a position corresponding to the position of the sensing pin, and the sensing pin may be led out through the opening.
  • the sensing line is connected to the electrode leads of all the battery cells of the battery cell assembly through at least one of a bus bar coupled to the electrode leads of the battery cells included in the battery cell assembly and a sensing member coupled to the bus bar. electrically connected
  • the bus bar may be at least one of a terminal bus bar connected to an external terminal and an inter bus bar coupled to electrode leads of battery cells to electrically connect battery cells.
  • the same number of columns of longitudinal unit cells are disposed on both sides of the battery cell in the longitudinal direction, and in one longitudinal unit cell or longitudinal unit cells of the longitudinal unit cells on both sides.
  • the electrode leads of the battery cells facing in the longitudinal direction are coupled to the interbus bar, respectively, and the electrode leads of the battery cells facing in the longitudinal direction in the other longitudinal unit cell or the longitudinal unit cells of the longitudinal unit cells on both sides are Can be coupled to terminal busbars.
  • the sensing line is connected to the inter bus bar and the terminal bus bar, respectively, and a sensing pin of the sensing line is bent upward or downward from a portion of the sensing line connecting the inter bus bar and the terminal bus bar to the module case. can be derived externally.
  • the terminal bus bar includes a first terminal bus bar coupled to one electrode lead or electrode leads among electrode leads of battery cells facing each other in the longitudinal direction, and an electrode lead or electrode leads on the other side.
  • the sensing pins may include a first sensing pin on the side of the first terminal bus bar and a second sensing pin on the side of the second terminal bus bar.
  • a venting plate extending in the longitudinal direction of the battery cell across the front and rear ends of the module case and having a venting channel formed therein is installed between the columns of the same number of longitudinal unit cells, and the terminal A bus bar, an inter bus bar, and a sensing line may be supported on the bent plate.
  • an interbus bar coupled to electrode leads derived from battery cells at the front and rear of the longitudinal unit cell is installed at the front and rear ends of the longitudinal unit cell, and the sensing line is connected to the inter bus bar. coupled and the sensing pins of the sensing line may be led out through at least one of the front end plate and the rear end plate of the module case.
  • the same number of longitudinal unit cells are disposed on both sides of the battery cell in the longitudinal direction, and the same number of longitudinal unit cells are disposed across the front and rear ends of the module case between the columns of the same number of longitudinal unit cells.
  • a venting plate extending in the longitudinal direction of the battery cell and having a venting channel therein may be installed, and the interbus bar and the sensing line may be supported by the venting plate.
  • a battery pack as another aspect of the present invention includes a battery module stack formed by stacking a plurality of battery modules in a thickness direction of battery cells; and sensing blocks extending in the thickness direction of the battery cell and respectively coupled to sensing pins protruding to the outside of the battery module.
  • a coupling groove into which the sensing pin is inserted may be formed on a coupling surface of the sensing block that faces the sensing pin.
  • a battery pack includes a battery module laminate formed by stacking a plurality of battery modules in a battery cell thickness direction; and a sensing block extending in the thickness direction of the battery cell, bent upward or downward from a sensing line in the battery module, and coupled to sensing pins drawn out of the module case.
  • a battery pack includes a battery module stack formed by stacking a plurality of battery modules in a thickness direction of battery cells; and a first sensing block and a second sensing block extending in the thickness direction of the battery cell and coupled to the first sensing pins and the second sensing pins of the battery module, respectively.
  • Another battery pack of the present invention includes a battery module stack formed by stacking a plurality of battery modules in a thickness direction of battery cells; and a side sensing block coupled to sensing pins of a sensing line extending in the battery cell thickness direction and leading to the outside through a front end plate or a rear end plate of the module case.
  • an expandable battery module in which space utilization of a battery module and a battery pack is improved by connecting battery cells in a longitudinal direction as well as in a thickness direction.
  • the present invention can realize a direct sensing structure suitable for such an expandable battery module.
  • the present invention can provide a battery pack having a structure capable of simple direct sensing without a complicated assembly structure when sensing between a plurality of battery modules.
  • Figure 1 (a) is a partial perspective view of a conventional general battery module 1
  • Figure 1 (b) shows a connection structure of battery modules for sensing between modules of the conventional battery module.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the structure of a venting plate included in the battery module of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a rear view and a front view showing a coupling structure of a terminal bus bar sensing member and an inter bus bar support block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a sensing pin coupling structure of a sensing line according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating an embodiment of a sensing pin coupling structure of a sensing line viewed from the opposite side of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a perspective view showing a coupling structure of a battery cell, a sensing line, a sensing pin, and a battery cell assembly viewed from above.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating an exterior of a module case to which sensing pins of the embodiment of FIG. 5 are coupled.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a sensing pin coupling structure of a sensing line according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view, a front view, and a plan view showing the structure of an interbus bar sensing member according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a process of assembling a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating the battery pack according to the embodiment of FIG. 11 in more detail.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • being disposed "on” may include the case of being disposed at the bottom as well as at the top.
  • two or more battery cells having leads formed at both ends in the longitudinal direction are arranged in a line in the longitudinal direction to form a longitudinal unit cell, and the longitudinal unit cell is two in the thickness direction of the battery cell.
  • a battery cell assembly formed by stacking more than ten; a sensing line electrically connected to an electrode lead of a battery cell included in the battery cell assembly; And a module case surrounding and accommodating the battery cell assembly, characterized in that a sensing pin is provided at an end of the sensing line and is led out of the module case.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view showing the structure of a venting plate included in the battery module of FIG. 2 .
  • the present invention includes a battery cell assembly 100 including longitudinal unit cells 110 and a module case 300 in which the battery cell assembly 100 is accommodated.
  • leads 11 and 12 are formed at both ends and the X direction is the longitudinal direction of the battery cell 10 or module (case) based on the conventional pouch-type battery cell 10 extending long in the longitudinal direction,
  • the Y direction is the thickness direction (lamination direction of the battery cells) of the battery cell 10 or the module case 300, and the Z direction is the vertical direction.
  • the battery cell 10 of the present invention is intended for a battery cell (a so-called bidirectional battery cell (bidirectional pouch cell)) having electrode leads 11 and 12 formed at both ends in the longitudinal direction.
  • a battery cell a so-called bidirectional battery cell (bidirectional pouch cell)
  • the anode lead 11 and the cathode lead 12 are derived and formed from both ends of one battery cell 10, there is no interference between the leads, and the area of the electrode lead can be increased, and the electrode lead ( 11, 12) and the bus bar can be more easily performed.
  • the battery cell assembly 100 of the present invention is a battery cell 10 in which two or more bidirectional battery cells 10 are arranged in a row in a longitudinal direction and electrode leads of the battery cells 10 facing each other in the longitudinal direction are electrically connected to each other. ) is included as the longitudinal unit cell 110.
  • two battery cells 10 are connected in the longitudinal direction to form a longitudinal unit cell 110, but two or more battery cells may be connected in the longitudinal direction.
  • the number of battery cells 10 connected in the longitudinal direction is not limited in principle.
  • the number of battery cells 10 connected in the longitudinal direction may vary according to the size (length) of the connected battery cells 10 .
  • two or more battery cells 10 having leads 11 and 12 formed at both ends in the longitudinal direction are arranged in a row, and the leads 11 and 12 at the ends of the battery cells facing each other are electrically connected to each other.
  • the combination of the battery cells 10 formed by being formed will be referred to as a longitudinal unit cell 110.
  • the battery cell assembly 100 included in the battery module 1000 of the present invention is formed by stacking two or more rows of the longitudinal unit cells 110 in the thickness direction (X direction) of the battery cell 10.
  • the number of rows in which the longitudinal unit cells 110 are stacked also depends on the allowable space of the battery module 1000 and the battery pack, the size of the battery cell 10, and the like.
  • the number of battery cells 10 in the longitudinal direction and the number of columns may be determined in consideration of required capacity of an electric device. As such, since the present invention can adjust the number of battery cells in the longitudinal direction and the number of columns of the battery cell assembly 100 accommodated in the module case 300, the degree of freedom in design is improved.
  • the battery cell assembly 100 is not stacked in dozens as in the prior art, but, for example, about 2 to 4 cells in the longitudinal direction and about 2 to 6 rows in the battery cell thickness direction are stacked, the battery cell assembly 100 is more compact. can be configured.
  • the battery cell assembly 100 composed of such a small number of battery cells 10 is accommodated in a separate module case 300, and the battery module 1000 including such a module case 300 is battery cell 10 ), the battery pack can be freely configured in consideration of the space in which the battery module 1000 is installed or the space in which the battery pack is installed. For example, if the battery modules 1000 are stacked in the longitudinal direction, the same effect can be achieved even if the battery cells of the longitudinal unit cells 110 are not connected longer in the longitudinal direction.
  • individual battery modules can be configured more compactly.
  • design freedom can be improved by stacking the battery modules 1000 as many as necessary in the thickness direction of the battery cells.
  • FIG. 1 it is difficult to configure a battery pack as desired with a structure in which dozens of battery cells are stacked in one module case. That is, since the minimum units of the battery cells included in the battery modules constituting the battery pack are different, the conventional battery module 1 is inevitably reduced in design freedom.
  • the battery module 1 of FIG. 1 easily propagates flames to adjacent battery cells.
  • the structure of the battery module 1000 of FIG. 2 or the battery pack disclosed in FIG. 10 to be described later since a small number of battery cell assemblies 100 are separately accommodated in the battery module 1000, one battery module ( Even if ignition occurs in the battery cell 10 in the battery 1000, it is difficult for ignition to propagate to other battery modules 1000.
  • the battery cell assembly 100 of the present invention is connected in the longitudinal direction and the battery cell thickness direction, and the battery cell assembly 100 made of a specific number of battery cells 10 is accommodated in each module case 300 It is a form. Therefore, since various types of battery packs can be manufactured according to the stacking (design) method of the battery module 1000 including the battery cell assembly 100, the battery module 1000 of the present invention is an expandable module. can be called
  • the battery cell assembly 100 of the present invention shown in FIG. 2 is a so-called 2P4S connection structure in which two battery cells 10 are connected in the longitudinal direction and the longitudinal unit cells 110 are stacked in four rows, so that a total of 8
  • the battery cell assembly 100 is composed of two battery cells 10.
  • battery cell assemblies such as 2-column stacking (1P4S), 6-column stacking (3P4S), and 8-column stacking (4P4S) of even rows by varying the number of columns of longitudinal unit cells 110 connected by two in the longitudinal direction possible.
  • a structure connecting three instead of two in the longitudinal direction (1P6S, 2P6S, 3P6S,,,,), a structure connecting four (1P8S, 2P8S, 3P8S,,,,) and other structures are also possible.
  • it is an advantage of the present invention that the laminated structure of the longitudinal unit cell 110 and the battery cell assembly 100 can be changed in various and scalable ways according to the design request of the battery module 1000 and the battery pack described above. .
  • an insulating board or an insulating sheet may be installed between the rows of the longitudinal unit cells 110 .
  • a venting plate 400 is installed between the rows of the longitudinal unit cells 110 instead of an insulating plate.
  • the venting plate 400 in the longitudinal direction of the battery cell 10 across the front and rear ends of the module case 300 between the rows of longitudinal unit cells 110 constituting the battery cell assembly 100. ) is extended.
  • the same number of rows of longitudinal unit cells 110 are disposed on both sides of the venting plate 400 as a center.
  • the venting plate 400 may perform a function of preventing heat propagation between the longitudinal unit cells 110 when a flame is generated due to overheating or ignition.
  • the venting plate 400 has a hollow structure in which venting channels 411 and 416 capable of discharging gas and flame are formed.
  • the venting channels 411 and 416 are composed of a longitudinal channel 411 divided into a plurality by a partition wall 410C and a width channel 416 extending from the longitudinal channel 411, such that gases or flames generated in the module are formed. can be discharged to the outside of the module.
  • the venting plate 400 has a size and length sufficient to completely cover the longitudinal unit cell 110 so as to discharge gas or flame generated from the battery cell 10, particularly the electrode lead part. As shown in FIG.
  • the main body 410 of the venting plate 400 is formed long enough to span the front and rear ends of the module case 300 .
  • the venting plate 400 may also serve as a mounting base for installing a bus bar or electrode lead, or a support member supporting the bus bar and electrode lead, which will be described later.
  • the venting plate 400 of FIG. 3 has installation holes through which various members can be installed.
  • a heat propagation prevention plate 420 for supporting electrode leads of the battery cells 10 facing in the longitudinal direction and bus bars coupled thereto is disposed on the body portion ( 410) and formed vertically.
  • the heat propagation prevention plate 420 serves to prevent heat from propagating between the battery cells 10 in the longitudinal direction.
  • long holes 412 and 412' for coupling interbus bars are provided at the front and rear ends of the main body 410 of the venting plate 400, and long holes 413 and 413' for coupling with sensing members are provided behind the long holes 412 and 412'. are formed respectively.
  • long holes 414 and 414' for ventilation having similar sizes to those for coupling the sensing member 413 and 413' are formed on the left and right sides of the heat propagation prevention plate 420 at the center of the main body 410, respectively.
  • These long holes communicate with the venting channel 411 described above, so that gas or flame generated from the electrode lead can be introduced into the venting channel 411 and discharged to the outside.
  • coupling holes 415 for coupling the interbus bar support block 610 are formed, respectively.
  • a through hole (long hole) 421 is formed in the heat propagation prevention plate 420 to which an inter-bus bar 510 to which electrode leads facing in the longitudinal direction are coupled is coupled.
  • the venting plate 400 having the above structure when the venting plate 400 having the above structure is installed between the longitudinal unit cells 110, gas and flame can be easily discharged as described above, and the bus bar and There is an advantage that the electrode lead can be easily installed.
  • the venting plate 400 can perform a function of supporting the sensing line 200 and the sensing pins 210 and 210' at the ends thereof according to the present invention.
  • the present invention also includes a sensing line 200 electrically connected to the electrode lead of the battery cell 10 included in the battery cell assembly 100.
  • the sensing line 200 may be a sensing metal wire of a conductive line or a sensing cable having a predetermined coating on the sensing metal line.
  • the sensing line 200 is flexible, and more preferably, the sensing line 200 can be bent or bent, and is a plastically deformable sensing cable that maintains its shape in a bent state. It is good to be.
  • the path of the sensing line 200 connected to the electrode lead part or the bus bar or the sensing member connected thereto within the battery module can be freely changed to conform to the space within the module, so that the outside of the module case 300 can be derived with
  • the sensing line 200 of the present invention is for sensing electrical characteristics of a battery module, that is, voltage, current, resistance, and the like. Therefore, the sensing line 200 may be connected to a sensing device outside the module, such as a sensing block to be described later, and ultimately be connected to a BMS, ECU, or a predetermined controller installed in the battery pack to be connected to a unit battery module or a plurality of batteries. Electrical characteristics between modules can be measured. To measure the electrical characteristics of the battery module end, the sensing line 200 needs to be electrically connected to the electrode leads of all the battery cells 10 included in the battery cell assembly 100. However, it is not necessary to directly connect the sensing line 200 to each electrode lead, and it is sufficient if it is electrically connected to the electrode lead through at least one of a bus bar coupled to the electrode lead and a sensing member coupled to the bus bar. .
  • a characteristic feature of the present invention is that sensing pins 210 and 210 ′ that are led out of the module case 300 are provided at ends of the sensing line 200 . That is, like a conventional battery module, a connector of a male-female coupling structure is not installed for sensing, and the direction of the sensing line 200 connected to all battery cells 10 inside the module is changed toward the outside, and the sensing line ( Sensing pins 210 and 210' are installed at ends of 200, and the sensing pins 210 and 210' are positioned outside the module case 300. As described above, since the sensing pins 210 and 210' of the present invention have a simple pin shape rather than a connector structure, electrical coupling with an external terminal is very easy.
  • the coupling structure is in the form of a very simple pin, it is very easy to sense between modules if the external connection mechanism is configured in a form that can be combined with the sensing pins 210 and 210' of several battery modules at once.
  • a preferred form of an external connection mechanism coupled to the sensing pins 210 and 210' will be described later.
  • the present invention includes a module case 300 that surrounds and accommodates the battery cell assembly 100 .
  • the module case 300 has a rectangular parallelepiped structure elongated in the longitudinal direction to accommodate the battery cell assembly 100 unique to the present invention.
  • the module case 300 is made of a combination of a C-shaped wall 310 and an I-shaped wall 320, but is not limited thereto.
  • the module case 300 of the present invention includes a front end plate 330 and a rear end plate 340. The front end plate 330 and the rear end plate 340 are coupled to the C-shaped wall 310-I-shaped wall 320 assembly, respectively, to close the front and rear sides of the module.
  • the module case 300 of the present invention may have openings 311 and 330S at positions corresponding to the positions of the sensing pins.
  • the sensing pins may be led out of the module case 300 through the openings 311 and 330S.
  • the sensing pin may be derived from a position in the middle of the unit cell 110 in the longitudinal direction, or may be derived from a position at the front or rear end. Therefore, the openings 311 and 330S of the module case 300 may be formed above or below the middle part of the module case 300 as shown in FIG. 2 or at predetermined positions of the front end plate 330 and the rear end plate 340. can
  • the sensing pin can be properly led out of the module case 300, it is not necessary to form an opening.
  • the sensing pins 210 and 210' are pulled out between the left and right module cases 300, placed outside the module case 300, and the left and right module cases 300 are assembled, and as a result, the sensing pins are attached to the module case 300. ) can be placed outside.
  • the sensing line 200 connected to the sensing pins 210 and 210' may be damaged by being caught between the module cases 300 or a gap may be formed between the module cases 300 due to the sensing lines 200.
  • the sensing line 200 needs to be electrically connected to electrode leads of all battery cells 10 of the battery cell assembly 100 through a bus bar or sensing member.
  • a structure of a bus bar or the like of embodiments that can be applied to the battery module of the present invention will be looked at and a detailed structure of a sensing line and a sensing pin related thereto will be described.
  • FIG. 4 is a rear view and a front view showing a coupling structure of a terminal bus bar sensing member and an inter bus bar support block according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a sensing pin coupling of a sensing line according to an embodiment of the present invention.
  • a perspective view showing the structure Figure 6 is a perspective view showing an embodiment of the sensing pin coupling structure of the sensing line viewed from the opposite side of Figure 5
  • Figure 7 is a perspective view of the sensing line, the sensing pin and the battery cell assembly 100 viewed from the top It is a perspective view showing the coupling structure.
  • the sensing line 200 of the present invention may be electrically connected to the battery cells of the battery cell assembly 100 through a bus bar.
  • the bus bar may be at least one of terminal bus bars 520 and 520 ′ connected to external terminals and inter bus bars 510 coupled to electrode leads of the battery cells 10 to electrically connect the battery cells.
  • 5 to 7 show an embodiment in which the terminal bus bars 520 and 520' and the inter bus bar 210 are connected to the sensing line 200.
  • FIGS. 5 to 7 Prior to the description of FIGS. 5 to 7, an example of the structure of a terminal bus bar sensing member and an inter bus bar support block for installing the terminal bus bar and the inter bus bar to the battery module of the present invention will be described with reference to FIG. 4 do.
  • terminal bus bar sensing members 620 and 620' having hooks 622 and 622' into which the terminal bus bars 520 and 520' are inserted are provided.
  • the terminal bus bar sensing members 620 and 620' have a sensing pin part on the front surface facing the terminal bus bar 520 and 520', and a coupling hook part into which the terminal bus bars 520 and 520' are inserted at the upper and lower ends of the sensing pin part. (622,622').
  • terminal bus bars 520 and 520' are inserted into the coupling hook parts 622 and 622' and coupled, the terminal bus bars 520 and 520' come into contact with the sensing pin part, thereby contacting the terminal bus bar sensing members 620 and 620' and the terminal bus bar. (520,520') are electrically connected.
  • coupling protrusions 621 and 621' coupled to the coupling hole 417 of the venting plate body 410 are formed on the upper rear surface.
  • inter-bus bar support blocks 610 and 610' coupled to the coupling hole 415 of the main body 410 are formed on the lower rear side of the terminal bus bar sensing members 620 and 620'. The inter bus bar support blocks 610 and 610' more firmly fasten the terminal bus bar sensing members 620 and 620' to the venting plate 400.
  • hooks 611 and 611' are formed at the upper and lower ends of the inter-bus bar support blocks 610 and 610', and the hooks 611 and 611' are inter-bus bars located on the rear side of the terminal bus bar sensing members 620 and 620' ( 510) is concluded.
  • the terminal bus bar sensing members 620 and 620' of this embodiment are provided with fastening parts coupled to the bent plate 400 and the inter bus bar 510, so that the rigidity of the coupling structure of the unit cells in the longitudinal direction is higher. can improve
  • the battery cell assembly 100 of the present invention has a structure in which two or more rows of longitudinal unit cells 110 are stacked, in the electrode lead of the battery cell 10 facing the longitudinal unit cell 110, as described above Likewise, both the terminal bus bars 520 and 520' and the inter bus bar 510 can be applied.
  • the battery cell assembly 100 is composed of 2P4S
  • the same number of columns (two columns) of longitudinal unit cells 110 may be disposed on both sides of the battery cell in the longitudinal direction.
  • one row of longitudinal unit cells 110 may be disposed on both sides.
  • the above-described venting plate 400 may be installed between the same number of longitudinal unit cells 110 . Electrode leads 11 and 12 of the battery cell 10 facing in the longitudinal direction in the longitudinal unit cells 110 on one side (front side in FIG. 5) based on the longitudinal direction of the battery cell 10 are interbus Each is coupled to the bar 510. In order to support the inter-bus bar 510, the inter-bus bar support blocks 610 and 610' are installed on the rear side of the inter-bus bar 510.
  • Electrode leads 11 and 12 of the battery cell 10 facing each other in the longitudinal direction may be coupled to left and right sides of the interbus bar 510, respectively (see FIG. 7).
  • a long hole 421 for coupling the inter-bus bar is formed in the heat propagation prevention plate 420 disposed vertically with the main body 410 of the venting plate 400 (FIG. 3 Reference), the interbus bar 510 can be coupled to the heat propagation prevention plate 420 through the long hole 421 (see FIG. 4).
  • insulating elastic members 800 may be inserted into left and right sides of the heat propagation prevention plate 420.
  • the venting plate 400 is not essential for coupling the electrode lead and the inter bus bar 510.
  • the venting plate 400 is present, it is advantageous not only to fix the interbus bar 510 but also to support the sensing line 200, so it is preferable to have the venting plate 400.
  • interbus bar support blocks 610 and 610' are integrally formed with the terminal bus bar sensing members 620 and 620' coupled to the terminal bus bars 520 and 520', the terminal bus bars 520 and 520', the venting plate 400, The coupling structure of the interbus bar 510 and the sensing line 200 can be formed more firmly. Referring to FIG. 6 , it is shown that terminal bus bar sensing members 620 and 620 ′ are coupled to the venting plate 400 on the opposite side of the venting plate 400 .
  • FIG. 5 is a view from the left centering on the heat propagation prevention plate 420, but the same inter-bus bar support block 610', terminal bus bar 520', and terminal bus bar sensing member 620' on the right side as in the left side. ) is coupled to the venting plate 400.
  • the terminal bus bars 520 and 520' can be easily coupled to the terminal bus bar sensing members 620 and 620' by fitting and coupling with hooks (see FIG. 6).
  • FIG. 5 (a) shows the terminal bus bars 520 and 520' before coupling
  • FIG. 4 (b) shows a state in which the terminal bus bars 520 and 520' are coupled to the terminal bus bar sensing members 620 and 620'.
  • sealing members 700 and 700' fitted to the upper ends of the terminal bus bars 520 and 520' are shown. Fitting grooves 710 and 710' into which the heads of terminal bus bars are inserted are formed in the sealing members 700 and 700'. 6 and 7, the sealing members 700 and 700' are omitted for convenience of illustration.
  • the terminal bus bars 520 and 520' are coupled to the front of the terminal bus bar sensing members 620 and 620', and the battery cell assembly 100 is connected to the front end of the terminal bus bars 520 and 520'.
  • the electrode leads 11 and 12 derived from the battery cell 10 are coupled, respectively.
  • the sensing line 200 passes through the portion 211 connected to the upper part of the interbus bar 510 and the long holes 414 and 414' of the venting plate 400 therefrom. It has a portion 212 extending to the opposite side of the venting plate 400 . Between the connected portion 211 and the extended portion 212, the sensing line 200 extends upward, and sensing pins 210 and 210' are formed at the end of the upwardly extended portion 213. Covering parts or reinforcing members 220 and 220' are installed at ends of the sensing pins 210 and 210'. As shown in FIG. 8 , the sensing pins 210 and 210 ′ are led out of the module case 300 .
  • the sensing line 200 includes a portion 212 extending to the opposite side of the venting plate 400, a terminal bus bar contact portion 214 connected therefrom, and the terminal bus bar contact portion 214 ) to both ends of the longitudinal unit cell 110, and further includes a longitudinal sensing line 215.
  • the longitudinal sensing line 215 extends in the longitudinal direction and is connected to electrode leads of the battery cell 10 at both ends of the longitudinal unit cell 110 . That is, as described above, since the sensing line 200 of the present invention is connected to electrode leads of all battery cells included in the battery cell assembly 100, the sensing pins 210 and 210' of the sensing line 200 are connected to the battery cell assembly 100. The electrical characteristics of the entire module 1000, that is, the module end may be measured.
  • the sensing pins 210 and 210' are bent upward from the portion 213 of the sensing line connecting the interbus bar 510 and the terminal bus bar 620 and 620', but are bent downward. It is also possible to lead to the outside of the module case 300 .
  • openings 311 and 311' through which the sensing pins 210 and 210' may pass may be formed in the upper or lower portion of the module case 300 corresponding to the positions of the sensing pins 210 and 210'.
  • FIG. 8 shows that two sensing pins 210 and 210' are drawn out of the module case 300. 8, the terminal bus bars 520 and 520' described above and the sealing members 700 and 700' sealing the terminal bus bars are also exposed to the outside of the module case 300.
  • the terminal bus bars 520 and 520' may be connected to external terminals.
  • the sensing pins 210 and 210' are installed on either the left or right side instead of two as shown in FIG. There is no problem in sensing
  • the battery cell 10 when configuring a battery pack by laminating the battery module 1000 having the same structure as in the present invention in the thickness direction of the battery cell 10, for example, the battery cell 10 to the battery cell assembly included in the battery module 1000
  • the direction of electrical polarity of (100) is alternately arranged differently.
  • the polarity of the electrode leads of the battery cells 10 facing each other in the longitudinal unit cell 110 also alternately changes. Therefore, in view of this case, in order to facilitate sensing at the battery pack end, as shown in FIG.
  • sensing pins (second sensing pins 210') derived from the side of the two-terminal bus bar 520' may be configured in pairs.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a sensing pin coupling structure of a sensing line according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a perspective view, a front view, and a plan view showing the structure of an inter-busbar sensing member according to another embodiment of the present invention.
  • the sensing line ( 200) is a structure electrically connected to the battery cells 10 at the front and rear ends of the longitudinal unit cell 110.
  • an interbus bar 510 coupled to electrode leads 11 and 12 derived from the battery cells 10 at the front and rear of the longitudinal unit cell 110 is installed.
  • the same number of columns of longitudinal unit cells 110 are disposed on both sides of the interbus bar 510 as a center, and the battery cell leads 11 and 12 at the ends of the unit cells 110 on both sides are bent to It is coupled to the interbus bar 510. Therefore, when the longitudinal sensing line 215 is coupled to the interbus bar 510, the sensing line 215 is electrically connected to the battery cell leads 11 and 12 at the end.
  • the module When the sensing line connected to the interbus bar 510 is led outward and the sensing pin 210 at the end of the led portion 216 is led out of the module case 300, the module is in a position different from that in FIG.
  • the sensing pin 210 may be positioned outside the case 300 . 9, an opening 330S through which the sensing pin 210 can pass is formed in the front end plate 330 coupled in front of the interbus bar 510 in order to lead the sensing pin 210 of the end to the outside. do.
  • the sensing pin 210 having the same structure and the rear end plate 340 having an opening may be installed at the rear end of the module case 300 .
  • the interbus bar ( 510) when the above-described venting plate 400 is installed between the columns of the same number of longitudinal unit cells 110, the interbus bar ( 510) can be easily installed.
  • insulating elastic members 800 may be inserted into the left and right sides of the venting plate 400.
  • inter-bus bar sensing member 630 may be installed at the rear end of the inter-bus bar 510 .
  • the longitudinal sensing line 215 can be connected to the interbus bar 510 to sense electrical characteristics of the battery cell, sensing is possible even when connected to the interbus bar sensing member 630 .
  • the interbus bar sensing member 630 of this embodiment has body portions facing each other on both sides and has a substantially U-shape in which the opposing body portions are connected to each other (see the plan view of FIG. 10).
  • a first hook part 631 into which an inter-bus bar 510 can be inserted protrudes from the top and bottom of the front surface of the body part, and a plurality of sensing pins ( 632) is formed. Accordingly, the inter-bus bar 510 is inserted between the first hook parts 631 and contacts the sensing pin 632 to be electrically connected to the inter-bus bar sensing member 630 .
  • the inter-bus bar sensing member 630 has second hook parts 633 on the upper and lower parts of the body.
  • the second hook portion 633 is formed through the edge of the through portion of the venting plate 400 (a long hole for coupling the interbus bar sensing member ( 4134513')) is a part that is fitted (see FIG. 3).
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a process of assembling a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a perspective view showing the battery pack according to the embodiment of FIG. 11 in more detail.
  • FIG. 11 it is shown that three battery modules 100 of the present invention are stacked in the battery cell thickness direction to form a battery module laminate 1000'.
  • a pair of sensing pins 210 and 210' are protruded from the top of the module case 300.
  • the sensing pins 210 and 210' of a plurality of battery modules 1000 are combined at once. can connect That is, coupling grooves 1100S into which the sensing pins 210 and 210' are inserted are formed on coupling surfaces of the sensing blocks 1100 and 1100' facing the sensing pins 210 and 210', thereby forming the sensing pins 210 and 210'.
  • the sensing blocks 1100 and 1100' can be easily coupled to the sensing blocks 1100 and 1100'.
  • the sensing blocks 1100 and 1100' may be separately coupled to the battery module 1000 and the module case 300 of the battery module stack 1000'. .
  • a connector is formed as in the prior art or an interbus bar and a harness are installed between modules. inconvenience can be eliminated.
  • the coupling of the sensing units can be completed simply by inserting the sensing blocks 1100 and 1100' from the upper part into the sensing pins 210 and 210' from the lower part.
  • the sensing blocks 1100 and 1100' are, for example, conductive metal blocks, and may be connected to a BMS of a battery pack by a cable.
  • the sensing blocks 1100 and 1100' are installed on the side of the upper module case 300, but when the sensing pins are bent downward from the sensing line 200 in the battery module and lead to the outside, the sensing block 1100, 1100') may be coupled to the lower part of the module case 300.
  • the sensing line 200 is connected to all battery cells, both the left and right sensing blocks 1100 and 1100' are not required, but as described above, the battery modules are stacked with electrode leads having different polarities.
  • the battery module 1000 includes both the first sensing block 1100 and the second sensing block 1100' respectively coupled to the first sensing pins 210 and the second sensing pins 210'. desirable.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack of this embodiment shows a case where three battery modules of FIG. 9 are stacked in the battery cell thickness direction.
  • Another battery pack of the present invention includes a battery module laminate (1000 ′′) formed by stacking a plurality of battery modules (1000) in the battery cell thickness direction; And a side sensing block 1100' coupled to the sensing pins 210 of the sensing line extending in the thickness direction of the battery cell and leading to the outside through the front end plate 330 or the rear end plate 340 of the module case 300. ').
  • the front end plate 330 or the rear end plate 340 is formed with an opening 330S through which the sensing pin 210 led out to the front or rear end in the longitudinal direction can pass.
  • the sensing pin 210 is coupled to the side sensing block 1100 ′′ extending in the battery cell thickness direction from the front end plate 330 or the rear end plate 340 of the module case 300 .

Abstract

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 길이방향 양단에 리드가 형성된 전지셀이 길이방향으로 2개 이상 일렬로 배열되어 길이방향 단위셀을 형성하며, 상기 길이방향 단위셀이 상기 전지셀의 두께방향으로 2열 이상 적층되어 이루어진 전지셀 조립체; 상기 전지셀 조립체에 포함된 전지셀의 전극 리드에 전기적으로 연결되는 센싱라인; 및 상기 전지셀 조립체를 감싸며 수용하는 모듈 케이스를 포함하고, 상기 센싱라인의 단부에 상기 모듈 케이스 외부로 도출되는 센싱 핀이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함한 배터리 팩
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 확장성 있게 구성한 배터리 모듈에 있어서, 배터리 모듈간 전기적특성의 센싱을 용이하게 행할 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 배터리 모듈을 배터리 팩에 관한 것이다.
본 출원은 2021.11.12 자 한국 특허 출원 제10-2021-0155933호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.
또한, 에너지 저장장치(ESS) 및 전기자동차 등의 동력원으로서, 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결된 다수의 이차전지를 내부에 수용한 배터리 모듈 및 상기 배터리 모듈들로 구성된 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
이러한 배터리 모듈이나 배터리 팩은 복수의 이차전지를 외부 충격으로부터 보호하거나 수납 보관하기 위해서 금속 재질의 외부 하우징을 구비하고 있다.
도 1(a)는 종래의 일반적인 배터리 모듈(1)의 부분 사시도이고, 도 1(b)는 종래의 배터리 모듈의 모듈간 센싱을 위한 배터리 모듈들의 연결구조를 나타낸 것이다. 이러한 종래의 배터리 모듈은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
첫째, 단일의 전지셀을 그 두께방향으로만 적층하고 있어, 전지셀 배치의 공간활용도가 낮고 설계자유도가 낮으므로, 이러한 형태의 모듈들을 묶어 배터리 팩을 구성하는데 한계가 있었다. 즉, 자동차 등의 제한된 공간 또는 다양한 형태의 공간에 부합하도록 배터리 모듈 내지 배터리 팩을 구성하기가 용이하지 않았다. 또한, 하나의 모듈에 수십개 정도의 다수의 전지셀을 적층하고 있으므로, 하나의 전지셀에 발화 발생시 다른 전지셀로 쉽게 화염이 전파되어 모듈이 단시간에 전소할 위험성이 있다.
둘째, 도 1(a)와 같이 센싱라인(2)을 커넥터(3)에 연결하고 상기 커넥터(3)를 외부의 짝이 되는 커넥터에 연결하여 배터리 모듈의 전기적 특성을 센싱하는 구조이기 때문에, 모듈마다 복잡한 구조의 커넥터를 설치할 필요가 있었다. 또한, 모듈에 설치된 커넥터와 암수결합구조를 가지는 외부 커넥터가 별도로 필요하였다. 이러한 암수결합구조의 커넥터는 복잡한 형상을 가지므로 배터리 모듈의 전기적 특성의 센싱을 위한 단자결합구조(암수 커넥터구조)가 복잡하게 되었다. 또한, 복잡한 구조의 커넥터는 성형이 곤란하여 제조원가 상승의 원인이 되었다.
셋째, 도 1(b)와 같이, 인접하는 배터리 모듈(1)의 뱅크간 센싱을 위해서는 모듈 사이를 버스바(4)로 연결하는 작업과, 센싱 커넥터를 연결하는 하네스(5)가 필요하였다. 따라서, 종래의 모듈간 센싱을 위해서는 복잡한 조립구조로 모듈을 연결하고 레이저 용접 등으로 부재를 고정하는 작업이 필요하였다.
따라서, 배터리 모듈 및 배터리 팩의 설계자유도를 높일 수 있을 뿐 아니라, 각 단위 모듈의 센싱은 물론 모듈간의 센싱을 간소한 구조로 용이하게 할 수 있는 배터리 모듈 관련 기술의 개발이 요망된다 하겠다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국 등록특허공보 제10-2259416호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 만들어진 것으로서, 전지셀을 두께방향 외에도 길이방향으로 연결하여 배터리 모듈 및 배터리 팩의 공간 활용을 향상시킨 확장성 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 확장성 모듈에 있어서, 종래와 같은 복잡한 암수 결합구조의 커넥터를 생략하고 모듈의 다이렉트 센싱이 가능한 구조의 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 복수개의 배터리 모듈간의 센싱시 복잡한 조립구조 없이 간단하게 다이렉트 센싱이 가능한 구조의 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 길이방향 양단에 리드가 형성된 전지셀이 길이방향으로 2개 이상 일렬로 배열되어 길이방향 단위셀을 형성하며, 상기 길이방향 단위셀이 상기 전지셀의 두께방향으로 2열 이상 적층되어 이루어진 전지셀 조립체; 상기 전지셀 조립체에 포함된 전지셀의 전극 리드에 전기적으로 연결되는 센싱라인; 및 상기 전지셀 조립체를 감싸며 수용하는 모듈 케이스를 포함하고, 상기 센싱라인의 단부에 상기 모듈 케이스 외부로 도출되는 센싱 핀이 구비되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로서, 상기 모듈 케이스는 상기 센싱 핀의 위치에 대응되는 위치에 개구부를 구비하여, 상기 센싱 핀이 상기 개구부를 통하여 외부로 도출될 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 센싱라인은 상기 전지셀 조립체에 포함된 전지셀의 전극 리드와 결합되는 버스바 및 상기 버스바에 결합되는 센싱부재 중 적어도 하나를 통하여 상기 전지셀 조립체의 모든 전지셀의 전극 리드와 전기적으로 연결된다.
하나의 예로서, 상기 버스바는 외부 단자와 연결되는 터미널 버스바 및 전지셀의 전극 리드들과 결합되어 전지셀들을 전기적으로 연결하는 인터버스바 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 전지셀의 길이방향을 기준으로 양측에 각각 동일한 개수의 열의 길이방향 단위셀이 배치되고, 상기 양측의 길이방향 단위셀 중 일측의 길이방향 단위셀 또는 길이방향 단위셀들에서 길이방향으로 대향하는 전지셀의 전극 리드는 인터버스바에 각각 결합되고, 상기 양측의 길이방향 단위셀 중 타측의 길이방향 단위셀 또는 길이방향 단위셀들에서 길이방향으로 대향하는 전지셀의 전극 리드는 터미널 버스바에 결합될 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 센싱라인은 상기 인터버스바 및 터미널 버스바에 각각 연결되고, 상기 센싱라인의 센싱 핀은 상기 인터버스바 및 터미널 버스바를 연결하는 센싱라인의 부분으로부터 상향 또는 하향으로 절곡되어 모듈 케이스 외부로 도출될 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 상기 터미널 버스바는, 길이방향으로 서로 대향하는 전지셀의 전극 리드들 중 한쪽의 전극 리드 또는 전극 리드들에 결합되는 제1 터미널 버스바와, 다른 한쪽의 전극 리드 또는 전극 리드들에 결합되는 제2 터미널 버스바로 이루어지고, 상기 센싱 핀은 상기 제1 터미널 버스바 측의 제1 센싱 핀과, 상기 제2 터미널 버스바 측의 제2 센싱 핀을 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 동일한 개수의 길이방향 단위셀의 열 사이에 상기 모듈 케이스의 전단과 후단에 걸쳐 상기 전지셀의 길이방향으로 연장 설치되고 내부에 벤팅 채널이 형성된 벤팅 플레이트가 설치되고, 상기 터미널 버스바, 인터버스바 및 센싱라인은 상기 벤팅 플레이트에 지지될 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 길이방향 단위셀의 전단과 후단에 상기 길이방향 단위셀의 전단과 후단의 전지셀로부터 도출되는 전극 리드들에 결합되는 인터버스바가 설치되고, 상기 센싱라인은 상기 인터버스바에 결합되고 상기 센싱라인의 센싱 핀은 상기 모듈 케이스의 전단부판 및 후단부판 중 적어도 하나를 통하여 외부로 도출될 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 전지셀의 길이방향을 기준으로 양측에 각각 동일한 개수의 열의 길이방향 단위셀이 배치되고, 상기 동일한 개수의 길이방향 단위셀의 열 사이에 상기 모듈 케이스의 전단과 후단에 걸쳐 상기 전지셀의 길이방향으로 연장 설치되고 내부에 벤팅 채널이 형성된 벤팅 플레이트가 설치되고, 상기 인터버스바 및 센싱 라인은 상기 벤팅 플레이트에 지지될 수 있다.
본 발명의 다른 측면으로서의 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체; 및 상기 전지셀 두께방향으로 연장되고, 상기 배터리 모듈의 외부로 도출된 센싱 핀들에 각각 결합되는 센싱 블록을 포함한다.
하나의 예로서, 상기 센싱 블록의 상기 센싱 핀에 대향하는 결합면에는 상기 센싱 핀이 끼워지는 결합 홈이 형성될 수 있다.
다른 예의 배터릭 팩은, 상기 배터리 모듈이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체; 및 상기 전지셀 두께방향으로 연장되고, 상기 배터리 모듈 내의 센싱라인으로부터 상향 또는 하향으로 절곡되어 상기 모듈 케이스 외부로 도출된 센싱 핀들에 각각 결합되는 센싱 블록을 포함할 수 있다.
또 다른 예의 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체; 및 상기 전지셀 두께방향으로 연장되고, 상기 배터리 모듈의 제1 센싱 핀들 및 제2 센싱 핀들에 각각 결합되는 제1 센싱 블록 및 제2 센싱 블록을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 배터리 팩은, 배터리 모듈이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체; 및 상기 전지셀 두께방향으로 연장되고 상기 모듈 케이스의 전단부판 또는 후단부판을 통하여 외부로 도출되는 센싱 라인의 센싱 핀들에 결합되는 측부 센싱 블록을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전지셀을 두께방향 외에도 길이방향으로 연결하여 배터리 모듈 및 배터리 팩의 공간 활용을 향상시킨 확장성 배터리 모듈을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 이러한 확장성 배터리 모듈에 적합한 다이렉트 센싱 구조 를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 배터리 모듈간의 센싱시 복잡한 조립구조 없이 간단하게 다이렉트 센싱이 가능한 구조의 배터리 팩을 제공할 수 있다.
도 1(a)는 종래의 일반적인 배터리 모듈(1)의 부분 사시도이고, 도 1(b)는 종래의 배터리 모듈의 모듈간 센싱을 위한 배터리 모듈들의 연결구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 배터리 모듈의 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 모듈에 포함되는 벤팅 플레이트의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 버스바 센싱부재 및 인터버스바 지지블록의 결합구조를 나타내는 배면도 및 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱라인의 센싱 핀 결합구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 반대측에서 바라본 센싱라인의 센싱 핀 결합구조의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 상부에서 바라본 전지셀, 센싱라인, 센싱 핀과 전지셀 조립체의 결합구조를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 5의 실시예의 센싱 핀이 결합된 모듈 케이스 외관을 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱라인의 센싱 핀 결합구조를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터버스바 센싱부재의 구조를 나타내는 사시도, 정면도 및 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 결합과정을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 실시예에 따른 배터리 팩을 보다 상세하게 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이다.
(부호의 설명)
10: 전지셀
11,12: 리드
100: 전지셀 조립체
110: 길이방향 단위셀
200: 센싱라인
210,210': 센싱 핀
220,220': 보강부재
300: 모듈 케이스
310: C자 월
311: 개구부
320: I자 월
330: 전단부판
330S: 개구부
340: 후단부판
400; 벤팅 플레이트
410: 본체부
411,416: 벤팅 채널
410C: 격벽
412,412': 인터버스바 결합용 장공
413,413': 인터버스바 센싱부재 결합용 장공
414,414': 벤팅용 장공
415: 지지블록 결합공
417: 결합공
420: 열전파 방지판
421: 인터버스바 결합용 장공
510: 인터버스바
520,520': 터미널 버스바
610,610': 인터버스바 지지블록
620,620': 터미널 버스바 센싱부재
630: 인터버스바 센싱부재
700,700': 실링부재
800; 절연탄성부재
1000: 배터리 모듈
1000': 배터리 모듈 적층체
1100,1100': 센싱 블록
1100'': 측부 센싱 블록
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에서 사용되는, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부 뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
[배터리 모듈]
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 길이방향 양단에 리드가 형성된 전지셀이 길이방향으로 2개 이상 일렬로 배열되어 길이방향 단위셀을 형성하며, 상기 길이방향 단위셀이 상기 전지셀의 두께방향으로 2열 이상 적층되어 이루어진 전지셀 조립체; 상기 전지셀 조립체에 포함된 전지셀의 전극 리드에 전기적으로 연결되는 센싱라인; 및 상기 전지셀 조립체를 감싸며 수용하는 모듈 케이스를 포함하고, 상기 센싱라인의 단부에 상기 모듈 케이스 외부로 도출되는 센싱 핀이 구비되는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 배터리 모듈의 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 배터리 모듈에 포함되는 벤팅 플레이트의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 길이방향 단위셀(110)을 포함하는 전지셀 조립체(100)와, 상기 전지셀 조립체(100)가 수용되는 모듈 케이스(300)를 포함한다. 도 2에서, 양단에 리드(11,12)가 형성되며 길이방향으로 길게 연장된 통상의 파우치형 전지셀(10)을 기준으로 X방향이 전지셀(10) 또는 모듈(케이스)의 길이방향, Y방향이 전지셀(10) 또는 모듈 케이스(300)의 두께방향(전지셀의 적층방향), Z방향을 상하방향으로 한다.
본 발명의 전지셀(10)은 길이방향 양단에 전극 리드(11,12)가 형성된 전지셀(이른바, 양방향 전지셀(양방향 파우치셀))을 대상으로 한다. 이러한 구성에 의하면 하나의 전지셀(10)에서 양단으로 양극 리드(11)와 음극 리드(12)가 각각 도출 형성되므로, 리드 사이의 간섭이 없게 되어 전극 리드의 면적을 넓힐 수 있고, 전극 리드(11,12)와 버스바의 결합 작업 등을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 전지셀 조립체(100)는 이러한 양방향 전지셀(10)을 길이방향으로 2개 이상 일렬로 배열하고 길이방향으로 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드끼리 전기적으로 연결한 전지셀(10)의 묶음을 길이방향 단위셀(110)로서 포함한다. 도 2에서는 길이방향으로 전지셀(10)을 2개 연결하여 길이방향 단위셀(110)로 하였지만, 2개 이상으로 전지셀들을 길이방향으로 연결할 수도 있다. 배터리 모듈 케이스(300) 혹은 배터리 모듈(1000)이 설치되는 배터리 팩의 공간이 허용되는 한에서 상기 길이방향으로 연결되는 전지셀(10)의 개수는 원칙적으로 한정되지 않는다. 다만, 실제적으로 자동차 등에 설치할 수 있는 배터리 모듈(1000)이나 배터리 팩의 공간에는 한계가 있으므로, 대략 2~4개 정도의 전지셀(10)을 길이방향으로 연결하는 것이 바람직하다. 또한, 연결되는 전지셀(10)의 크기(길이)에 따라 길이방향으로 연결되는 전지셀(10)의 개수는 변동될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 명세서에서 길이방향 양단에 리드(11,12)가 형성된 2개 이상의 전지셀(10)이 일렬로 배열되어 서로 대향하는 전지셀 단부의 리드(11,12)끼리 전기적으로 연결되어 형성하는 전지셀(10)의 결합체를 길이방향 단위셀(110)이라 칭하기로 한다.
본 발명의 배터리 모듈(1000)에 포함되는 전지셀 조립체(100)는 상기 길이방향 단위셀(110)을 전지셀(10)의 두께방향(X방향)으로 다시 2열 이상 적층하여 이루어진다. 길이방향 단위셀(110)이 적층되는 열의 개수도 배터리 모듈(1000) 및 배터리 팩의 허용공간, 전지셀(10)의 크기 등에 좌우된다. 또한, 상기 전지셀(10)의 길이방향 개수, 열의 개수는 필요로 하는 전기디바이스의 소요 용량 등을 고려하여 결정될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 모듈 케이스(300) 내에 수용되는 전지셀 조립체(100)의 전지셀의 길이방향 개수 및 열의 개수를 조정할 수 있으므로, 설계자유도가 향상된다. 또한, 상기 전지셀 조립체(100)를 종래와 같이, 수십개로 적층하지 않고 예컨대 길이방향으로 2~4개 정도, 전지셀 두께방향으로 2~6열 정도 적층하면 전지셀 조립체(100)를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 이러한 소수의 전지셀(10)로 구성된 전지셀 조립체(100)를 각각 별개의 모듈 케이스(300)에 수용하고, 이러한 모듈 케이스(300)를 포함하는 배터리 모듈(1000)을 전지셀(10)의 길이방향 또는 두께방향으로 마치 레고 블록과 같이 적층하면, 배터리 모듈(1000)이 설치되는 공간 혹은 배터리 팩의 설치공간을 고려하여 자유롭게 배터리 팩을 구성할 수 있다. 예컨대, 상기 배터리 모듈(1000)을 길이방향으로 적층하면 상기 길이방향 단위셀(110)의 전지셀들을 길이방향으로 더 길게 연결하지 않더라도, 동일한 효과를 달성할 수 있다. 이에 의하여, 개별 배터리 모듈(단위모듈)을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(1000)을 전지셀 두께방향으로 필요한 개수만큼 적층함으로써, 설계자유도를 향상시킬 수 있다. 도 1과 같이, 하나의 모듈 케이스에 수십개의 전지셀이 적층되는 구조로는 원하는 대로 배터리 팩을 구성하기 힘들다. 즉, 배터리 팩을 구성하는 배터리 모듈에 포함된 전지셀의 최소 단위가 상이하므로, 종래의 배터리 모듈(1)은 그만큼 설계자유도가 떨어질 수 밖에 없다.
또한, 예컨대 배터리 모듈 내에 포함된 일부 전지셀에 발화가 발생한 경우에, 도 1의 배터리 모듈(1)은 인접하는 전지셀로 용이하게 화염이 전파된다. 그러나, 도 2의 배터리 모듈(1000) 또는 후술하는 도 10에 개시된 배터리 팩의 구조는 적은 개수의 전지셀 조립체(100)가 각각 별개로 배터리 모듈(1000)에 수용되어 있으므로, 하나의 배터리 모듈(1000) 내의 전지셀(10)에서 발화가 발생하더라도, 다른 배터리 모듈(1000)로 발화가 전파되기 어렵다.
이상으로부터 본 발명의 전지셀 조립체(100)는 길이방향 및 전지셀 두께방향으로 연결되고, 특정 개수의 전지셀(10)로 이루어진 전지셀 조립체(100)가 각각의 모듈 케이스(300)에 수용되는 형태이다. 따라서, 이러한 전지셀 조립체(100)를 포함하는 배터리 모듈(1000)의 적층(설계)방식에 따라 얼마든지 다양한 형태의 배터리 팩을 제조할 수 있으므로, 본 발명의 배터리 모듈(1000)은 확장성 모듈이라 칭할 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 전지셀 조립체(100)는 전지셀(10)이 길이방향으로 2개 연결되고, 상기 길이방향 단위셀(110)이 4열로 적층되어 이른바 2P4S의 연결구조로서 총 8개의 전지셀(10)로 전지셀 조립체(100)가 구성되어 있다.
그러나, 길이방향으로 2개 연결되는 길이방향 단위셀(110)의 열의 개수를 달리하여 짝수열의 2열 적층(1P4S), 6열 적층(3P4S), 8열 적층(4P4S) 등의 전지셀 조립체도 가능하다. 또한, 길이방향으로 2개가 아닌 3개를 연결하는 구조(1P6S,2P6S,3P6S,,,,), 4개 연결하는 구조(1P8S,2P8S,3P8S,,,,) 외 그 이상 연결하는 구조도 가능하다. 요컨대, 상술한 배터리 모듈(1000) 및 배터리 팩의 설계요청에 따라 길이방향 단위셀(110)과 전지셀 조립체(100)의 적층구조를 다양하고 확장성 있게 변경시킬 수 있다는 것이 본 발명의 장점이다.
도시되어 있지는 않지만, 상기 길이방향 단위셀(110)의 열 사이에는 단열판이나 절연시트 등을 설치할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 길이방향 단위셀(110)의 열 사이에 단열판 대신 벤팅 플레이트(400)를 설치하고 있다.
도 3을 참조하면, 전지셀 조립체(100)를 구성하는 길이방향 단위셀(110)의 열 사이에서 모듈 케이스(300)의 전단과 후단에 걸쳐 전지셀(10)의 길이방향으로 벤팅 플레이트(400)가 연장 설치되어 있다. 상기 벤팅 플레이트(400)를 중심으로 양측에 동일한 개수의 길이방향 단위셀(110)의 열이 배치된다.
상기 벤팅 플레이트(400)는, 과열 또는 발화로 인한 화염 발생시 길이방향 단위셀(110) 간의 열전파를 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 특히, 상기 벤팅 플레이트(400)는 내부에 가스 및 화염을 배출할 수 있는 벤팅 채널(411,416)이 형성된 중공형 구조를 가진다. 상기 벤팅 채널(411,416)은 격벽(410C)에 의하여 복수개로 구분된 길이방향 채널(411)과 길이방향 채널(411)로부터 연장되는 폭방향 채널(416)로 구성되어 모듈 내에서 발생하는 가스나 화염을 모듈 외부로 배출할 수 있다. 상기 벤팅 플레이트(400)는 전지셀(10), 특히 전극 리드부로부터 발생하는 가스나 화염을 배출할 수 있도록 길이방향 단위셀(110)을 완전히 커버할 수 있는 정도의 크기 및 길이를 가진다. 도 3과 같이, 상기 벤팅 플레이트(400)의 본체부(410)는 모듈 케이스(300)의 전단과 후단에 걸칠 정도로 길게 형성되어 있다. 상기 벤팅 플레이트(400)는 또한 후술하는 버스바나 전극 리드, 혹은 버스바 및 전극 리드를 지지하는 지지부재를 설치할 수 있는 설치대 역할도 수행할 수 있다. 이를 위하여, 도 3의 벤팅 플레이트(400)는 각종 부재들을 설치할 수 있는 설치공을 구비하고 있다. 또한, 상기 벤팅 플레이트(400)의 본체부(410) 중앙에는 길이방향으로 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드와 이에 결합되는 버스바를 지지하기 위한 열전파 방지판(420)이 상기 본체부(410)와 수직으로 형성되어 있다. 상기 열전파 방지판(420)은 길이방향으로 전지셀(10) 간에 열이 전파되는 것을 방지하는 역할을 행한다. 구체적으로, 상기 벤팅 플레이트(400)의 본체부(410) 전단부와 후단부에는 인터버스바 결합용 장공(412,412')과, 상기 장공(412,412') 후방에 센싱부재 결합용 장공(413,413')이 각각 형성되어 있다. 또한, 본체부(410) 중앙부의 열전파 방지판(420)의 좌우에도 상기 센싱부재 결합용(413,413')과 유사한 크기의 벤팅용 장공(414,414')이 각각 형성되어 있다. 이러한 장공들은 상술한 벤팅 채널(411)과 연통되어 있어 전극 리드부로부터 발생되는 가스나 화염이 상기 벤팅 채널(411) 내부로 도입되어 외부로 배출될 수 있다. 본체부(410) 중앙부의 열전파 방지판(420)과 벤팅용 장공(414,414') 사이에는 후술하는 터미널 버스바(520,520')가 결합되는 센싱부재(620)가 결합될 수 있는 결합공(417), 인터버스바 지지블록(610)을 결합하기 위한 결합공(415)이 각각 형성되어 있다.
한편, 상기 열전파 방지판(420)에는 길이방향으로 대향하는 전극 리드가 결합되는 인터버스바(510)가 결합되는 관통공(장공)(421)이 형성되어 있다.
본 발명의 확장성 배터리 모듈에 있어서, 길이방향 단위셀(110) 사이에 상기와 같은 구조의 벤팅 플레이트(400)가 설치되면 상술한 바와 같이 가스 및 화염 배출을 용이하게 할 수 있으며, 버스바 및 전극 리드의 설치를 간편하게 행할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 상기 벤팅 플레이트(400)는, 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 센싱라인(200) 및 그 단부의 센싱 핀(210,210')을 지지하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지셀 조립체(100)에 포함된 전지셀(10)의 전극 리드에 전기적으로 연결되는 센싱라인(200)을 포함한다. 상기 센싱라인(200)은 전도선의 센싱 금속선 또는 상기 센싱금속선에 소정의 피복이 된 센싱케이블일 수 있다. 바람직하게는, 상기 센싱라인(200)은 가요성이 있는 것이 좋으며, 더 바람직하게는 상기 센싱라인(200)은 구부리거나 절곡할 수 있는 것으로서, 구부러진 상태에서 그 형태를 유지하는 소성변형 가능한 센싱케이블인 것이 좋다. 이러한 재질의 센싱라인(200)을 채택하면 배터리 모듈 내에서 전극 리드부 또는 이에 연결된 버스바나 센싱부재에 연결된 센싱라인(200)의 경로를 모듈 내 공간에 부합하도록 자유롭게 변경하여 모듈 케이스(300) 외부로 도출할 수 있다.
본 발명의 센싱라인(200)은 배터리 모듈의 전기적특성, 즉 전압, 전류, 저항 등을 센싱하기 위한 것이다. 따라서, 상기 센싱라인(200)은 모듈 외부의 센싱장치, 예컨대 후술하는 센싱블록 등에 연결될 수 있으며, 궁극적으로는 배터리 팩에 설치된 BMS, ECU 혹은 소정의 컨트롤러에 연결되어 단위 배터리 모듈, 혹은 복수개의 배터리 모듈 간의 전기적특성을 측정할 수 있다. 배터리 모듈단의 전기적특성을 측정할 수 있도록, 상기 센싱라인(200)은 상기 전지셀 조립체(100)에 포함된 모든 전지셀(10)의 전극 리드와 전기적으로 연결될 필요가 있다. 다만, 상기 센싱라인(200)을 반드시 각 전극 리드와 직접 연결할 필요는 없으며, 상기 전극 리드와 결합되는 버스바 및 상기 버스바에 결합되는 센싱부재 중 적어도 하나를 통하여 전극 리드와 전기적으로 연결되면 충분하다.
본 발명의 특징적인 점은, 상기 센싱라인(200)의 단부에 모듈 케이스(300) 외부로 도출되는 센싱 핀(210,210')이 구비된다는 점이다. 즉, 종래의 배터리 모듈과 같이, 센싱을 위해 암수결합구조의 커넥터가 설치되지 않고, 모듈 내부적으로 모든 전지셀(10)에 연결된 센싱라인(200)을 외부를 향하여 방향전환하고, 그 센싱라인(200)의 단부에 센싱 핀(210,210')을 설치하며, 이 센싱 핀(210,210')을 모듈 케이스(300) 외부에 위치시킨다. 이와 같이, 본 발명의 센싱 핀(210,210')은 커넥터 구조가 아닌 단순한 핀 형태이므로, 외부 단자와 전기적 결합이 매우 용이하다. 또한, 결합구조가 매우 단순한 핀 형태이므로, 여러 개의 배터리 모듈의 센싱 핀(210,210')과 한꺼번에 결합할 수 있는 형태로 외부접속기구를 구성하면 모듈간의 센싱도 매우 용이하게 된다. 센싱 핀(210,210')에 결합되는 바람직한 외부접속기구의 형태에 대해서는 후술하기로 한다.
본 발명은 상기 전지셀 조립체(100)를 감싸며 수용하는 모듈 케이스(300)를 포함한다. 모듈 케이스(300)는 본 발명 특유의 전지셀 조립체(100)를 수용할 수 있도록 길이방향으로 길게 연장된 직육면체 구조를 가진다. 도 2에서는 상기 모듈 케이스(300)가 C자형 월(wall)(310)과 I자형 월(wall)(320)의 결합으로 이루어지지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 좌우 또는 상하로 배치되는 2개의 C자형 월이 결합되는 형태도 가능하고, 상하좌우의 케이스가 각각 분리되어 용접, 후킹결합, 체결부재로 결합되는 형태도 가능하다. 또한, 본 발명의 모듈 케이스(300)는 전단부판(330)과 후단부판(340)을 구비한다. 상기 전단부판(330), 후단부판(340)은 C자형 월(310)- I자형 월(320) 결합체에 각각 결합되어 모듈 전방과 후방을 폐쇄한다.
본 발명의 모듈 케이스(300)는 상기 센싱 핀의 위치에 대응하는 위치에 개구부(311,330S)를 구비할 수 있다. 이 개구부 개구부(311,330S)를 통하여 상기 센싱 핀이 모듈 케이스(300) 외부로 도출될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 센싱 핀은 길이방향 단위셀(110)의 중간부 위치로부터 도출되거나 전단 또는 후단 위치로부터 도출될 수 있다. 따라서, 상기 모듈 케이스(300)의 개구부 개구부(311,330S)는 도 2와 같이 모듈 케이스(300) 중간부 상부 또는 하부에 형성되거나 전단부판(330), 후단부판(340)의 소정위치에 형성될 수 있다.
하지만, 상기 센싱 핀이 모듈 케이스(300) 외부로 적절하게 도출될 수 있는 형태라면 반드시 개구부를 형성하여야 하는 것은 아니다. 예컨대, 좌우로 분리된 모듈 케이스(300) 사이에 상기 센싱 핀(210,210')을 빼내어 모듈 케이스(300) 외부에 위치시키고 좌우의 모듈 케이스(300)를 조립하여 결과적으로 센싱 핀을 모듈 케이스(300) 외부에 위치시킬 수 있다. 다만, 이 경우에는 센싱 핀(210,210')에 연결되는 센싱라인(200)이 모듈 케이스(300) 사이에 끼워 손상되거나 센싱라인(200)으로 인하여 모듈 케이스(300) 사이에 간극이 형성될 수 있으므로, 케이스 간의 체결압력, 실링 유격 등을 적절히 고려하여 모듈 케이스(300)를 결합할 필요가 있다.
상술한 바와 같이, 상기 센싱라인(200)은 버스바 또는 센싱부재를 통하여 전지셀 조립체(100)의 모든 전지셀(10)의 전극 리드와 전기적으로 연결될 필요가 있다. 이러한 전제 하에서, 본 발명의 배터리 모듈에 적용될 수 있는 실시형태들의 버스바 등의 구조를 살펴보고 이에 관련된 구체적인 센싱라인 및 센싱 핀의 구조에 대하여 설명하기로 한다.
(제1 실시형태)
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터미널 버스바 센싱부재 및 인터버스바 지지블록의 결합구조를 나타내는 배면도 및 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱라인의 센싱 핀 결합구조를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5의 반대측에서 바라본 센싱라인의 센싱 핀 결합구조의 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 7은 상부에서 바라본 센싱라인, 센싱 핀과 전지셀 조립체(100)의 결합구조를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 센싱라인(200)은 버스바를 통하여 전지셀 조립체(100)의 전지셀들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 버스바는 외부 단자와 연결되는 터미널 버스바(520,520') 및 전지셀(10)의 전극 리드들과 결합되어 전지셀들을 전기적으로 연결하는 인터버스바(510) 중 적어도 하나일 수 있다.
도 5 내지 도 7에는 상기 터미널 버스바(520,520') 및 인터버스바(210)와 상기 센싱라인(200)이 연결된 실시예를 나타내고 있다.
도 5 내지 도 7의 설명에 앞서, 상기 터미널 버스바 및 인터버스바를 본 발명의 배터리 모듈에 설치하기 위한 터미널 버스바 센싱부재 및 인터버스바 지지블록의 구조의 한 예를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 상기 터미널 버스바(520,520')가 끼워지는 후크(622,622')를 구비한 터미널 버스바 센싱부재(620,620')가 구비된다. 상기 터미널 버스바 센싱부재(620,620')는, 터미널 버스바(520,520')와 대향하는 전면에 센싱핀부를 구비하고 상기 센싱핀부의 상단 및 하단에 터미널 버스바(520,520')가 끼워지는 결합 후크부(622,622')를 구비하고 있다. 따라서, 터미널 버스바(520,520')를 상기 결합 후크부(622,622')에 끼워 결합하면 터미널 버스바(520,520')가 상기 센싱핀부와 접촉되어 터미널 버스바 센싱부재(620,620')와 상기 터미널 버스바(520,520')가 전기적으로 연결된다.
본 실시예의 터미널 버스바 센싱부재(620,620')는 후면 상측에 벤팅 플레이트 본체부(410)의 결합공(417)에 결합되는 결합돌출부(621,621')가 형성된다. 또한, 터미널 버스바 센싱부재(620,620')의 후면 아래측에는 본체부(410)의 결합공(415)에 결합되는 인터버스바 지지블록(610,610')이 형성되어 있다. 상기 인터버스바 지지블록(610,610')은 터미널 버스바 센싱부재(620,620'))를 상기 벤팅 플레이트(400)에 보다 강고하게 체결시킨다. 또한, 상기 인터버스바 지지블록(610,610')의 상단과 하단에도 후크(611,611')가 형성되며 이 후크(611,611')에 터미널 버스바 센싱부재(620,620') 후면측에 위치하는 인터버스바(510)가 체결된다. 이와 같이, 본 실시예의 터미널 버스바 센싱부재(620,620')는, 벤팅 플레이트(400), 인터버스바(510)와 결합하는 체결부들을 구비하고 있어, 길이방향 단위셀의 결합구조의 강성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전지셀 조립체(100)는 길이방향 단위셀(110)이 2열 이상 적층되는 구조이므로, 길이방향 단위셀(110)의 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드에 있어서, 상술한 바와 같이 터미널 버스바(520,520')와 인터버스바(510)를 모두 적용할 수 있다. 예컨대 2P4S로 전지셀 조립체(100)가 구성되는 경우에, 전지셀의 길이방향을 기준으로 양측에 각각 동일한 개수의 열(2열씩)의 길이방향 단위셀(110)을 배치할 수 있다. 1P4S의 구조라면 양측에 각각 1열씩의 길이방향 단위셀(110)을 배치할 수 있을 것이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 동일한 개수의 길이방향 단위셀(110) 사이에 상술한 벤팅 플레이트(400)를 설치할 수 있다. 전지셀(10)의 길이방향을 기준으로 일측(도 5의 전방측)의 길이방향 단위셀(110)들에서 길이방향으로 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드(11,12)는 인터버스바(510)에 각각 결합된다. 상기 인터버스바(510)를 지지하기 위하여, 인터버스바(510) 후면에 상기 인터버스바 지지블록(610,610')이 설치된다.
길이방향으로 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드(11,12)는 상기 인터버스바(510)의 좌우측에 각각 결합될 수 있다(도 7 참조). 상기 인터버스바를 보다 확실하게 고정하기 위하여 벤팅 플레이트(400)의 본체부(410)와 수직으로 배치되는 열전파 방지판(420)에 인터버스바 결합용 장공(421)이 형성되어 있으며(도 3 참조), 이 장공(421)을 통하여 인터버스바(510)를 열전파 방지판(420)에 결합할 수 있다(도 4 참조). 인터버스바(510)를 보다 확실하게 고정하기 위하여 열전파 방지판(420)의 좌우에 절연탄성부재(800)를 끼워넣을 수 있다. 다만, 전극 리드와 인터버스바(510)의 결합을 위하여 상기 벤팅 플레이트(400)가 필수적인 것은 아니며, 예컨대 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드에 상기 인터버스바(510)를 용접함으로써, 인터버스바(510)를 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드(11,12) 사이에 고정 위치시키는 것도 물론 가능하다. 다만, 벤팅 플레이트(400)가 있으면, 인터버스바(510)의 고정은 물론, 센싱라인(200)의 지지에도 유리하므로, 벤팅 플레이트(400)가 있는 것이 바람직하다.
상기 인터버스바 지지블록(610,610')은 터미널 버스바(520,520')와 결합되는 터미널 버스바 센싱부재(620,620')와 일체로 형성되므로, 터미널 버스바(520,520'), 벤팅 플레이트(400), 인터버스바(510) 및 센싱라인(200)의 결합구조를 보다 강고하게 형성할 수 있다. 도 6을 참조하면 상기 벤팅 플레이트(400)의 반대측면에 터미널 버스바 센싱부재(620,620')가 벤팅 플레이트(400)에 결합된 것이 도시되어 있다.
도 5는 상기 열전파 방지판(420)을 중심으로 좌측에서 바라본 것이지만, 우측에도 좌측과 동일한 인터버스바 지지블록(610'), 터미널 버스바(520'), 터미널 버스바 센싱부재(620')가 벤팅 플레이트(400)에 결합된다. 상기 터미널 버스바(520,520')는 터미널 버스바 센싱부재(620,620')에 후크에 의한 끼움 결합 등에 의하여 간편한게 결합될 수 있다(도 6 참조). 도 5(a)에는 터미널 버스바(520,520')의 결합 전 모습이, 도 4(b)에는 터미널 버스바(520,520')가 터미널 버스바 센싱부재(620,620')에 결합된 상태가 나타나 있다. 도 5(b)에서 터미널 버스바(520,520')의 상부에는 터미널 버스바의 상단에 끼워지는 실링부재(700,700')가 나타나 있다. 상기 실링부재(700,700')에는 터미널 버스바의 머리부가 끼워지는 끼움홈(710,710')이 형성된다. 도 6 및 도 7에는 도시의 편의를 위하여 상기 실링부재(700,700')의 도시를 생략하고 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 터미널 버스바 센싱부재(620,620')의 전면에 상기 터미널 버스바(520,520')가 결합되며, 상기 터미널 버스바(520,520')의 전단에 전지셀 조립체(100)의 전지셀(10)로부터 도출된 전극 리드(11,12)가 각각 결합된다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 센싱라인(200)은 상기 인터버스바(510)의 상부에 연결되는 부분(211)과 이로부터 상기 벤팅 플레이트(400)의 장공(414,414')을 통과하여 벤팅 플레이트(400)의 반대쪽 측면으로 연장되는 부분(212)을 구비한다. 상기 연결되는 부분(211)과 연장되는 부분(212) 사이에서 센싱 라인(200)이 상향으로 도출되며 이 상향 도출되는 부분(213)의 단부의 센싱 라인에 센싱 핀(210,210')이 형성된다. 상기 센싱 핀(210,210')은 단부에 피복부 내지 보강부재(220,220')가 설치된다. 이 센싱 핀(210,210')이 도 8에 도시된 바와 같이 모듈 케이스(300) 외부로 도출된다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 센싱 라인(200)은 벤팅 플레이트(400)의 반대쪽 측면으로 연장되는 부분(212)과, 이로부터 이어지는 터미널 버스바 접촉부(214), 상기 터미널 버스바 접촉부(214)로부터 길이방향 단위셀(110)의 양단부로 이어지는 길이방향 센싱라인(215)을 더 포함한다. 길이방향 센싱라인(215)은 길이방향으로 연장되어 길이방향 단위셀(110)의 양단부에 있는 전지셀(10)의 전극 리드와 연결된다. 즉, 상술한 바와 같이, 본 발명의 센싱라인(200)은 전지셀 조립체(100)에 포함된 모든 전지셀의 전극 리드와 연결되므로, 상기 센싱라인(200)의 센싱 핀(210,210')은 배터리 모듈(1000) 전체, 즉 모듈단의 전기적특성을 측정할 수 있다.
도 5 및 도 7에서는, 상기 센싱 핀(210,210')이 상기 인터버스바(510) 및 터미널 버스바(620,620')를 연결하는 센싱라인의 부분(213)으로부터 상향으로 절곡되었지만, 하향으로 절곡되어 모듈 케이스(300) 외부로 도출되는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 센싱 핀(210,210')의 위치에 대응하여 상기 모듈 케이스(300)의 상부 또는 하부에 센싱 핀(210,210')이 통과할 수 있는 개구부(311,311')를 형성할 수 있다.
도 8에는 상기 모듈 케이스(300)의 외부로 2개의 센싱 핀(210,210')이 도출된 것이 도시되어 있다. 도 8에는 상술한 터미널 버스바(520,520')와 상기 터미널 버스바를 실링하는 실링부재(700,700')도 모듈 케이스(300) 외부에 노출되어 있다. 상기 터미널 버스바(520,520')는 외부 단자와 접속할 수 있다.
상기 센싱라인(200)이 본 발명의 모든 전지셀과 전기적으로 연결되어 있으므로, 상기 센싱 핀(210,210')은 도 8과 같이 2개가 설치되는 대신에 좌우 어느 한 쪽에만 설치되어도 모듈단의 전기적특성을 센싱하는데 문제가 없다. 다만, 본 발명과 같은 구조의 배터리 모듈(1000)을 예컨대 전지셀(10)의 두께방향으로 적층하여 배터리 팩을 구성할 때, 배터리 모듈(1000)에 포함되는 전지셀(10) 내지 전지셀 조립체(100)의 전기적극성의 방향을 교대로 다르게 배치하는 경우가 있다. 이 경우에는 길이방향 단위셀(110)에 있어서 서로 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드의 극성도 교대로 변한다. 따라서, 이러한 경우를 감안하여 배터리 팩단에서의 센싱을 용이하게 하기 위한 측면에서 도 8과 같이, 길이방향으로 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드들 중 한쪽의 전극 리드 또는 전극 리드들에 결합되는 터미널 버스바(제1 터미널 버스바(520)) 측으로부터 도출되는 센싱 핀(제1 센싱 핀(210))과, 다른 한 쪽의 한쪽의 전극 리드 또는 전극 리드들에 결합되는 터미널 버스바(제2 터미널 버스바(520')) 측으로부터 도출되는 센싱 핀(제2 센싱 핀(210'))으로 센싱 핀을 쌍으로 구성할 수 있다.
(제2 실시형태)
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱라인의 센싱 핀 결합구조를 나타내는 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터버스바 센싱부재의 구조를 나타내는 사시도, 정면도 및 평면도이다.
본 실시예는 상술한 바와 같이, 상기 길이방향 센싱라인(215)이 길이방향 단위셀(110)의 서로 대향하는 전지셀(10)의 전극 리드들과 전기적으로 연결되었다는 전제 하에서, 상기 센싱라인(200)이 길이방향 단위셀(110)의 전단과 후단의 전지셀(10)과 전기적으로 연결된 구조이다.
도 10을 참조하면, 상기 길이방향 단위셀(110)의 전단과 후단의 전지셀(10)로부터 도출되는 전극 리드(11,12)들에 결합되는 인터버스바(510)가 설치된다. 상기 인터버스바(510)를 중심으로 양측에 동일한 개수의 열의 길이방향 단위셀(110)이 배치되고, 상기 양측의 단위셀(110)의 단부의 전지셀 리드(11,12)가 절곡되어 상기 인터버스바(510)에 결합된다. 따라서, 상기 길이방향 센싱라인(215)을 상기 인터버스바(510)에 결합시키면, 센싱라인(215)이 상기 단부의 전지셀 리드(11,12)와 전기적으로 연결되는 것이다. 상기 인터버스바(510)와 연결된 센싱라인을 외부를 향하여 도출하고 그 도출된 부분(216)의 단부의 센싱 핀(210)을 모듈 케이스(300) 외부로 도출하면 도 8과는 다른 위치의 모듈 케이스(300) 외부에 센싱 핀(210)을 위치시킬 수 있다. 도 9에서 상기 단부의 센싱 핀(210)을 외부로 도출하기 위하여, 인터버스바(510) 앞에 결합되는 전단부판(330)에 상기 센싱 핀(210)이 통과할 수 있는 개구부(330S)가 형성된다. 도시하지는 않았지만, 모듈 케이스(300)이 후단에서도 동일한 구조의 센싱 핀(210)과 개구부를 가진 후단부판(340)을 설치할 수 있다.
본 실시형태에서도, 상술한 벤팅 플레이트(400)를 동일한 개수의 길이방향 단위셀(110) 열 사이에 설치하면, 그 벤팅 플레이트(400)의 전단에 설치한 장공(412)에 상기 인터버스바(510)를 용이하게 설치할 수 있다. 인터버스바(510)의 고정을 확실하게 하기 위하여 상기 벤팅 플레이트(400)의 좌우측면에 절연탄성부재(800)를 끼워넣을 수 있다.
또한, 인터버스바(510)의 후단에 인터버스바 센싱부재(630)를 설치할 수 있다. 상기 길이방향 센싱라인(215)을 인터버스바(510)에 연결하여 전지셀의 전기적특성을 센싱할 수 있지만, 상기 인터버스바 센싱부재(630)에 연결하더라도 센싱이 가능하다.
도 10을 참조하면, 본 실시예의 인터버스바 센싱부재(630)는 양측에 서로 대향하는 몸체부를 가지고 상기 대향하는 몸체부가 서로 연결된 대략 ㄷ자 형태를 가진다(도 10의 평면도 참조). 상기 몸체부 전면 상단과 하단에 인터버스바(510)가 끼워질 수 있는 제1 후크부(631)가 돌출 형성되고, 상기 제1 후크부(631) 사이의 몸체부 전면에 복수개의 센싱핀(632)이 형성된다. 따라서, 상기 인터버스바(510)는 상기 제1 후크부(631) 사이에 끼워져 상기 센싱핀(632)과 접촉하여 인터버스바 센싱부재(630)와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 인터버스바 센싱부재(630)는 몸체부 상부 및 하부에 제2 후크부(633)를 구비하고 있다. 상기 제2 후크부(633)는 인터버스바 센싱부재(630)가 상술한 벤팅 플레이트(400)에 결합될 때, 상기 벤팅 플레이트(400)의 관통부 테두리(인터버스바 센싱부재 결합용 장공(4134513'))에 끼움결합되는 부분이다(도 3 참조).
[배터리 팩]
(제1 실시형태)
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 결합과정을 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 11의 실시예에 따른 배터리 팩을 보다 상세하게 나타낸 사시도이다.
도 11에서 본 발명의 배터리 모듈(100) 3개가 전지셀 두께방향으로 적층되어 배터리 모듈 적층체(1000')를 구성하는 것이 도시되어 있다.
상기 배터리 모듈(1000)은, 도 5 내지 도 8의 실시형태로서 모듈 케이스(300) 상부에 한 쌍의 센싱 핀(210,210')이 도출되어 있다. 도 12를 참조하면, 상기 센싱 핀들(210,210')에 전지셀 두께방향으로 연장되는 센싱 블록(1100,1100')을 결합함으로써, 복수개의 배터리 모듈(1000)의 센싱 핀(210,210')들을 일거에 연결할 수 있다. 즉, 상기 센싱 블록(1100,1100')의 상기 센싱 핀(210,210')에 대향하는 결합면에 상기 센싱 핀(210,210')이 끼워지는 결합 홈(1100S)을 형성하여 상기 센싱 핀(210,210')을 센싱 블록(1100,1100')에 용이하게 결합할 수 있다. 센싱 블록(1100,1100')의 결합을 강화하기 위하여 상기 센싱 블록(1100,1100')을 배터리 모듈(1000) 내지 배터리 모듈 적층체(1000')의 모듈 케이스(300)와도 별도 결합할 수 있다. 이와 같이, 센싱 블록(1100,1100')을 전지셀 두께방향으로 배치하고, 그 하부에 센싱 핀(210,210')을 한꺼번에 결합함으로써, 종래와 같이 커넥터를 형성하거나, 모듈간에 인터버스바나 하네스를 설치하는 등의 불편을 제거할 수 있다. 상부에서 센싱 블록(1100,1100')을 하부의 센싱 핀(210,210')에 끼워 결합하는 것만으로 센싱유닛의 결합을 간편하게 완료할 수 있다. 상기 센싱 블록(1100,1100')은 예컨대 도전성 금속블록으로서, 배터리 팩의 BMS 등과 케이블에 의하여 연결될 수 있다.
도 12에서는 센싱 블록(1100,1100')이 상부 모듈 케이스(300) 측에 설치되지만, 상기 센싱 핀들이 배터리 모듈 내의 센싱라인(200)으로부터 하향으로 절곡되어 외부로 도출될 경우 센싱 블록(1100,1100')을 모듈 케이스(300) 하부에 결합시킬 수 있다.
또한, 센싱 라인(200)이 모든 전지셀과 연결되므로, 좌우의 센싱 블록(1100,1100')이 모두 필요한 것은 아니지만, 상술한 바와 같이, 배터리 모듈간에 전극 리드의 극성을 달리하여 적층되는 경우를 감안하면 상기 배터리 모듈(1000)의 제1 센싱 핀들(210) 및 제2 센싱 핀들(210')에 각각 결합되는 제1 센싱 블록(1100) 및 제2 센싱 블록(1100')을 모두 포함하는 것이 바람직하다.
(제2 실시형태)
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이다.
본 실시형태의 배터리 팩은, 도 9의 배터리 모듈을 전지셀 두께방향으로 3개 적층한 경우를 나타낸 것이다.
본 발명의 다른 배터리 팩은, 배터리 모듈(1000)이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체(1000''); 및 상기 전지셀 두께방향으로 연장되고 상기 모듈 케이스(300)의 전단부판(330) 또는 후단부판(340)을 통하여 외부로 도출되는 센싱 라인의 센싱 핀들(210)에 결합되는 측부 센싱 블록(1100'')을 포함한다. 상기 전단부판(330) 또는 후단부판(340)에는 길이방향 전단 또는 후단으로 도출되는 센싱 핀(210)이 통과될 수 있는 개구부(330S)가 형성되고, 상기 개구부(330S)를 통하여 외부로 도출된 센싱 핀(210)은 모듈 케이스(300)의 전단부판(330) 또는 후단부판(340)에서 전지셀 두께방향으로 연장되는 측부 센싱 블록(1100'')과 결합한다. 모듈 내의 센싱라인이 전지셀(10)과 모두 연결되어 있으므로, 상기 측부 센싱 블록(1100'') 역시 전단 또는 후단의 어느 한쪽만 있어도, 모듈단에서의 센싱은 가능하다. 그러나, 적층되는 모듈의 전지셀(10)의 전기적극성 방향이 교대로 배치되는 경우에는, 전단 또는 후단에만 측부 센싱 블록(1100'') 을 설치할 경우, 모듈간 센싱 내지 배터리 팩 단위 센싱이 곤란할 경우가 있다. 따라서, 도 11과 같이, 모듈 케이스(300)의 전단부판(330) 및 후단부판(340)에 각각 측부 센싱 블록(1100'') 을 설치하는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.

Claims (15)

  1. 길이방향 양단에 리드가 형성된 전지셀이 길이방향으로 2개 이상 일렬로 배열되어 길이방향 단위셀을 형성하며, 상기 길이방향 단위셀이 상기 전지셀의 두께방향으로 2열 이상 적층되어 이루어진 전지셀 조립체;
    상기 전지셀 조립체에 포함된 전지셀의 전극 리드에 전기적으로 연결되는 센싱라인; 및
    상기 전지셀 조립체를 감싸며 수용하는 모듈 케이스를 포함하고,
    상기 센싱라인의 단부에 상기 모듈 케이스 외부로 도출되는 센싱 핀이 구비되는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 케이스는 상기 센싱 핀의 위치에 대응되는 위치에 개구부를 구비하여, 상기 센싱 핀이 상기 개구부를 통하여 외부로 도출되는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱라인은 상기 전지셀 조립체에 포함된 전지셀의 전극 리드와 결합되는 버스바 및 상기 버스바에 결합되는 센싱부재 중 적어도 하나를 통하여 상기 전지셀 조립체의 모든 전지셀의 전극 리드와 전기적으로 연결되는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 버스바는 외부 단자와 연결되는 터미널 버스바 및 전지셀의 전극 리드들과 결합되어 전지셀들을 전기적으로 연결하는 인터버스바 중 적어도 하나인 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전지셀의 길이방향을 기준으로 양측에 각각 동일한 개수의 열의 길이방향 단위셀이 배치되고,
    상기 양측의 길이방향 단위셀 중 일측의 길이방향 단위셀 또는 길이방향 단위셀들에서 길이방향으로 대향하는 전지셀의 전극 리드는 인터버스바에 각각 결합되고,
    상기 양측의 길이방향 단위셀 중 타측의 길이방향 단위셀 또는 길이방향 단위셀들에서 길이방향으로 대향하는 전지셀의 전극 리드는 터미널 버스바에 결합되는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱라인은 상기 인터버스바 및 터미널 버스바에 각각 연결되고,
    상기 센싱라인의 센싱 핀은 상기 인터버스바 및 터미널 버스바를 연결하는 센싱라인의 부분으로부터 상향 또는 하향으로 절곡되어 모듈 케이스 외부로 도출되는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터미널 버스바는, 길이방향으로 서로 대향하는 전지셀의 전극 리드들 중 한쪽의 전극 리드 또는 전극 리드들에 결합되는 제1 터미널 버스바와, 다른 한쪽의 전극 리드 또는 전극 리드들에 결합되는 제2 터미널 버스바로 이루어지고,
    상기 센싱 핀은 상기 제1 터미널 버스바 측의 제1 센싱 핀과, 상기 제2 터미널 버스바 측의 제2 센싱 핀을 포함하는 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 동일한 개수의 길이방향 단위셀의 열 사이에 상기 모듈 케이스의 전단과 후단에 걸쳐 상기 전지셀의 길이방향으로 연장 설치되고 내부에 벤팅 채널이 형성된 벤팅 플레이트가 설치되고,
    상기 터미널 버스바, 인터버스바 및 센싱라인은 상기 벤팅 플레이트에 지지되는 배터리 모듈.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 길이방향 단위셀의 전단과 후단에 상기 길이방향 단위셀의 전단과 후단의 전지셀로부터 도출되는 전극 리드들에 결합되는 인터버스바가 설치되고,
    상기 센싱라인은 상기 인터버스바에 결합되고 상기 센싱라인의 센싱 핀은 상기 모듈 케이스의 전단부판 및 후단부판 중 적어도 하나를 통하여 외부로 도출되는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전지셀의 길이방향을 기준으로 양측에 각각 동일한 개수의 열의 길이방향 단위셀이 배치되고,
    상기 동일한 개수의 길이방향 단위셀의 열 사이에 상기 모듈 케이스의 전단과 후단에 걸쳐 상기 전지셀의 길이방향으로 연장 설치되고 내부에 벤팅 채널이 형성된 벤팅 플레이트가 설치되고,
    상기 인터버스바 및 센싱 라인은 상기 벤팅 플레이트에 지지되는 배터리 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 배터리 모듈이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체; 및
    상기 전지셀 두께방향으로 연장되고, 상기 배터리 모듈의 외부로 도출된 센싱 핀들에 각각 결합되는 센싱 블록을 포함하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센싱 블록의 상기 센싱 핀에 대향하는 결합면에는 상기 센싱 핀이 끼워지는 결합 홈이 형성된 배터리 팩.
  13. 제6항의 배터리 모듈이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체; 및
    상기 전지셀 두께방향으로 연장되고, 상기 배터리 모듈 내의 센싱라인으로부터 상향 또는 하향으로 절곡되어 상기 모듈 케이스 외부로 도출된 센싱 핀들에 각각 결합되는 센싱 블록을 포함하는 배터리 팩.
  14. 제7항의 배터리 모듈이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체; 및
    상기 전지셀 두께방향으로 연장되고, 상기 배터리 모듈의 제1 센싱 핀들 및 제2 센싱 핀들에 각각 결합되는 제1 센싱 블록 및 제2 센싱 블록을 포함하는 배터리 팩.
  15. 제9항의 배터리 모듈이 전지셀 두께방향으로 복수개 적층되어 형성되는 배터리 모듈 적층체; 및
    상기 전지셀 두께방향으로 연장되고 상기 모듈 케이스의 전단부판 또는 후단부판을 통하여 외부로 도출되는 센싱 라인의 센싱 핀들에 결합되는 측부 센싱 블록을 포함하는 배터리 팩.
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