WO2023128461A1 - 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치 - Google Patents

배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치 Download PDF

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신종찬
최병혁
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack and an energy storage device including the same.
  • Secondary batteries which are highly applicable to each product group and have electrical characteristics such as high energy density, are used not only in portable devices but also in electric vehicles (EVs) or hybrid electric vehicles (HEVs) driven by an electrical driving source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving energy efficiency and eco-friendliness in that they do not generate any by-products due to the use of energy as well as the primary advantage of significantly reducing the use of fossil fuels.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid electric vehicles
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series.
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to a charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.
  • a battery pack is configured by connecting a plurality of battery cells in series/parallel
  • a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using the at least one battery module.
  • a method of configuring a battery pack or battery rack is common.
  • an energy storage system for storing generated power has received a lot of attention.
  • ESS energy storage system
  • it is easy to construct a power management system such as a smart grid system, so that power supply and demand can be easily controlled in a specific region or city.
  • a power management system such as a smart grid system
  • such an energy storage device can be applied to an electric charging station capable of charging electric vehicles.
  • a conventional battery pack generally includes a plurality of cell module assemblies and a control module that controls the plurality of cell module assemblies.
  • a control module generally, all of a plurality of cell module assemblies are controlled by a single control module, but there is a problem in that processing speed is delayed or processing quality is frequently deteriorated due to such control.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack capable of increasing the control efficiency of a control module for controlling a plurality of cell module assemblies and an energy storage device including the battery pack.
  • Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of reducing manufacturing costs so as to secure price competitiveness, and an energy storage device including the same.
  • Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of improving energy density and an energy storage device including the same.
  • the present invention as a battery pack, a plurality of cell module assemblies including one or more battery cells and electrically connected to the plurality of cell module assemblies, the plurality of cell module assemblies at least It provides a battery pack comprising a control module that manages two or more groups.
  • each of the at least two or more groups may include at least two or more cell module assemblies.
  • the plurality of cell module assemblies are stacked in at least two rows, and the control module may individually control the cell module assemblies in each row.
  • the at least two or more groups include a first cell module group including a plurality of cell module assemblies arranged in a line in a predetermined direction; and a second cell module group including a plurality of cell module assemblies spaced apart from the first cell module group by a predetermined distance and arranged in a line in a predetermined direction, wherein the control module comprises:
  • the second cell module group may be individually managed.
  • control module may be disposed between the first cell module group and the second cell module group.
  • control module may include: a first controller electrically connected to the first cell module group and controlling the first cell module group; and a second controller electrically connected to the second cell module group and controlling the second cell module group.
  • the first control unit and the second control unit are provided between the first cell module group and the second cell module group and may be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the battery pack may include a connection cable unit connecting the plurality of cell module assemblies and the control module.
  • the first control unit and the second control unit include: a control board for managing each cell module group; and a cable connection part provided on the control board and connected to the connection cable unit.
  • the first control unit and the second control unit may each include a cable holder provided on the control board and fixing the connection cable unit.
  • connection cable unit may include: a first connection cable connecting the cell module assemblies of the first cell module group and the first control unit; and a second connection cable connecting cell module assemblies of the second cell module group and the second controller.
  • a cable accommodating space for accommodating the first connection cable and the second connection cable may be formed between the first control unit and the second control unit.
  • the first controller and the second controller may be configured to manage four cell module assemblies, respectively.
  • the present invention as an energy storage device, provides an energy storage device characterized in that it includes a battery pack according to the above-described embodiments.
  • a battery pack capable of further increasing the control efficiency of a control module that controls a plurality of cell module assemblies and an energy storage device including the battery pack.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack capable of reducing manufacturing costs so as to secure price competitiveness, and an energy storage device including the same.
  • a battery pack capable of improving energy density and an energy storage device including the battery pack may be provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the rear of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a plan view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the battery pack of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a control module of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the rear of the battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 10 may include a plurality of cell module assemblies 100 and 200 and a control module 500 .
  • Each of the plurality of cell module assemblies 100 and 200 may include one or more battery cells.
  • the one or more battery cells may be provided as secondary batteries.
  • the one or more battery cells may be provided as a pouch type secondary battery, a prismatic secondary battery, or a cylindrical secondary battery.
  • the one or more battery cells will be described as being provided as a pouch-type secondary battery.
  • Each of the cell module assemblies 100 and 200 includes a plurality of battery cells stacked on each other, a bus bar unit electrically connected to the plurality of battery cells, and a battery that covers at least a portion of the plurality of battery cells and the bus bar unit. It may include a cover housing.
  • the control module 500 may be electrically connected to the plurality of cell module assemblies 100 and 200 .
  • the control module 500 is for managing the plurality of cell module assemblies 100 and 200 and may be a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • control module 500 controls the operation of the plurality of cell module assemblies 100 and 200 through charging and discharging of the plurality of cell module assemblies 100 and 200, voltage and temperature sensing, and the like. can do. Meanwhile, the number of the plurality of cell module assemblies 100 and 200 may vary according to the required capacity or size of the battery pack 10 .
  • the control module 500 may divide the plurality of cell module assemblies 100 and 200 into at least two groups 100 and 200 and manage them. That is, the control module 500 may divide the plurality of cell module assemblies 100 and 200 into at least two or more groups 100 and 200 and individually control each group.
  • control module 500 is configured to manage the plurality of cell module assemblies 100 and 200 by dividing them into at least two groups 100 and 200, thereby forming one conventional control module. Compared to managing the entire assembly of a plurality of cell modules, an accurate control processing speed can be secured more quickly and control quality can be remarkably improved.
  • the at least two or more groups 100 and 200 may include at least two or more cell module assemblies 110, 120, 130, and 140; 210, 220, 230, and 240, respectively.
  • the control module 500 is configured to manage groups 100 and 200 including at least two or more cell module assemblies 110, 120, 130, 140; 210, 220, 230, 240. Due to this configuration, the manufacturing cost can be further lowered compared to a conventional structure in which each cell module assembly is managed as one control module.
  • control module configured to manage groups 100 and 200 including at least two or more cell module assemblies 110, 120, 130, 140; 210, 220, 230, 240 ( 500), it is possible to secure the maximum energy density of the battery pack 10 by reducing the space occupied by the control module 500 in the entire battery pack 10 while securing the control quality of the control module 500. .
  • FIG. 3 is a plan view of a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an enlarged view of main parts of the battery pack of FIG. 3 .
  • the plurality of cell module assemblies 100 and 200 may be mutually stacked in at least two rows.
  • the control module 500 may individually control the cell module assemblies 100 and 200 in each row.
  • control module 500 individually controls the cell module assemblies 100 and 200 arranged in the same column, so that the management efficiency of workers and the like can be further increased during later inspection or management. .
  • the at least two or more groups 100 and 200 may include a first cell module group 100 and a second cell module group 200 .
  • the first cell module group 100 may include a plurality of cell module assemblies 110 , 120 , 130 , and 140 arranged in a line in a predetermined direction.
  • the plurality of cell module assemblies 110 , 120 , 130 , and 140 of the first cell module group 100 may be electrically connected to each other.
  • the second cell module group 200 includes a plurality of cell module assemblies 210, 220, 230, and 240 that are spaced apart from the first cell module group 100 by a predetermined distance and arranged in a row in a predetermined direction.
  • the plurality of cell module assemblies 210 , 220 , 230 , and 240 of the second cell module group 200 may be electrically connected to each other.
  • the control module 500 may individually manage the first module group 100 and the second cell module group 200 . Specifically, the control module 500 may individually control charge/discharge, voltage and temperature sensing of the first module group 100 and the second module group 200 for each group.
  • the control module 500 may be disposed between the first cell module group 100 and the second cell module group 200 . According to the arrangement of the control module 500, the connection structure between the control module 500 and each cell module group 100 and 200 can be simplified as much as possible, and each cell module group within the battery pack 10 It is possible to implement the shortest connection distance with the s (100, 200).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a control module of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • control module 500 may include a first control unit 510 and a second control unit 520 .
  • the first controller 510 is electrically connected to the first cell module group 100 and can control the first cell module group 100 .
  • the first control unit 510 may group the plurality of cell module assemblies 110 , 120 , 130 , and 140 of the first cell module group 100 and control them as one group.
  • the second controller 520 is electrically connected to the second cell module group 200 and can control the second cell module group 200 .
  • the second control unit 520 may group the plurality of cell module assemblies 210 , 220 , 230 , and 240 of the second cell module group 200 and control them as one group.
  • the first controller 510 and the second controller 520 are provided between the first cell module group 100 and the second cell module group 200 and may be spaced apart from each other by a predetermined distance. Specifically, the first controller 510 is disposed between the first cell module group 100 and the second cell module group 200 to face at least a portion of the first cell module group 100, , The second controller 520 may be disposed to face at least a portion of the second cell module group 200 between the first cell module group 100 and the second cell module group 200. .
  • FIG. 6 is a side view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 10 may include a connection cable unit 600 .
  • connection cable unit 600 may connect the plurality of cell module assemblies 100 and 200 and the control module 500 .
  • the connection cable unit 600 may guide electrical connection between the plurality of cell module assemblies 100 and 200 and the control module 500 .
  • the first control unit 510 may include a control board 511 and a cable connection unit 513 .
  • the control board 511 includes a printed circuit board and can manage the first cell module group 100 . Specifically, the control board 511 may control charging/discharging, voltage and temperature sensing, etc. of the plurality of cell module assemblies 110, 120, 130, and 140 of the first cell module group 100. there is.
  • the cable connection part 513 is provided on the control board 511 and can be connected to the connection cable unit 600 . Specifically, the cable connector 513 may be connected to a first connection cable 610 to be described later.
  • the first controller 510 may include a cable holder 515 .
  • the cable holder 515 is provided on the control board 511 and holds the connection cable unit 600 so as to limit the movement of the connection cable unit 600 when the connection cable unit 600 is mounted. can be fixed Specifically, the cable holder 515 may fix a first connection cable 610 to be described later.
  • the cable holder 515 is provided at the rear of the control board 511 and may be provided in a substantially hook shape into which the first connection cable 610 can be inserted.
  • the shape of the cable holder 515 is not limited to such a hook shape, and may be provided in other shapes for stable fixation by limiting the flow of the first connection cable 610 to be described later.
  • the second control unit 520 may include a control board 521 and a cable connection unit 523.
  • the control board 521 includes a printed circuit board and can manage the second cell module group 200 . Specifically, the control board 521 may control charging/discharging, voltage and temperature sensing, etc. of the plurality of cell module assemblies 210, 220, 230, 240 of the second cell module group 200. there is.
  • the cable connection part 523 is provided on the control board 521 and may be connected to the connection cable unit 600 . Specifically, the cable connector 523 may be connected to a second connection cable 620 to be described later.
  • the second controller 520 may include a cable holder 525.
  • the cable holder 525 is provided on the control board 521 and holds the connection cable unit 600 so as to restrict movement of the connection cable unit 600 when the connection cable unit 600 is mounted. can be fixed Specifically, the cable holder 525 may fix a second connection cable 620 to be described later.
  • the cable holder 525 is provided at the rear of the control board 521 and may be provided in a substantially hook shape into which the second connection cable 620 can be inserted.
  • the shape of the cable holder 525 is not limited to this hook shape, and the flow of the second connection cable 620 to be described later is restricted. Of course, it may also be possible to be provided in other shapes for stable fixation.
  • the connection cable unit 600 may include a first connection cable 610 and a second connection cable 620 .
  • the first connection cable 610 may connect the cell module assemblies 110 , 120 , 130 , and 140 of the first cell module group 100 and the first controller 510 .
  • the first connection cable 610 may include a cable body 611 , a cell module port 613 and a control module port 615 .
  • the cable body 611 may be provided with a wire cable having a predetermined length.
  • the cable body 611 may be provided with a length capable of covering all edges of the cell module assemblies 110 , 120 , 130 , and 140 of the first cell module group 100 .
  • the cable body 611 extends along edges of the cell module assemblies 110, 120, 130, and 140 of the first cell module group 100 (cell module assemblies of the first cell module group 100). 110, 120, 130, 140) may be disposed to at least partially surround.
  • the cell module port 613 is provided on the cable body 611 and can be connected to the cell module assemblies 110 , 120 , 130 , and 140 .
  • a plurality of cell module ports 613 may be provided for connection with the plurality of cell module assemblies 110 , 120 , 130 , and 140 .
  • the control module port 615 is provided on the cable body 611 and may be connected to the first control unit 510 of the control module 500 . Specifically, the control module port 615 may be connected to the control board 511 of the first control unit 510 .
  • the second connection cable 620 may connect the cell module assemblies 210 , 220 , 230 , and 240 of the second cell module group 200 and the second controller 520 .
  • the second connection cable 620 may include a cable body 621 , a cell module port 623 and a control module port 625 .
  • the cable body 621 may be provided with a wire cable having a predetermined length.
  • the cable body 621 may be provided with a length capable of covering all edges of the cell module assemblies 210 , 220 , 230 , and 240 of the second cell module group 200 .
  • the cable body 621 extends along the edge of the cell module assemblies 210, 220, 230, and 240 of the second cell module group 200 (cell module assemblies of the second cell module group 200) 210, 220, 230, 240) may be disposed to at least partially surround.
  • the cell module port 623 is provided on the cable body 621 and may be connected to the cell module assemblies 210 , 220 , 230 , and 240 .
  • a plurality of cell module ports 623 may be provided for connection with the plurality of cell module assemblies 210 , 220 , 230 , and 240 .
  • the control module port 625 is provided on the cable body 621 and may be connected to the second controller 520 of the control module 500 . Specifically, the control module port 625 may be connected to the control board 521 of the second control unit 520 .
  • a cable accommodating space for accommodating the first connection cable 610 and the second connection cable 620 may be formed between the first control unit 510 and the second control unit 520 .
  • a part of the cable body 611 of the first connection cable 610 and a part of the cable body 621 of the second connection cable 620 may be accommodated in the cable accommodating space.
  • the movement of the first connection cable 610 and the second connection cable 620 is prevented and the energy density of the entire battery pack 10 is increased by more efficiently arranging them in the battery pack 10. can be raised even higher.
  • the battery pack 10 may include a pack case 700 .
  • the pack case 700 may accommodate the plurality of cell module assemblies 100 and 200 , the control module 500 and the connection cable unit 600 .
  • an accommodation space capable of accommodating the plurality of cell module assemblies 100 and 200, the control module 500, and the connection cable unit 600 may be provided in the pack case 700.
  • the accommodating space may be a bottom space of the pack case 700 formed stepwise to a predetermined depth from the edge of the pack case 700 .
  • the pack case 700 further includes a pack cover covering the plurality of cell module assemblies 100 and 200, the control module 500, and the connection cable unit 600.
  • the pack case 700 may be bolted together through the pack cover and a bolting member.
  • a sealing member may be provided between the edge of the pack case 700 and the edge of the pack cover.
  • the sealing member is to prevent penetration of moisture or foreign matter between the pack case 700 and the pack cover, and may be provided as, for example, a sealing gasket.
  • a sealing gasket may be provided with other members having high sealing performance capable of sealing between the pack case 700 and the pack cover in addition to the sealing gasket.
  • the battery pack 10 may further include a cooling unit such as a heat sink for cooling the plurality of cell module assemblies 100 and 200 .
  • the heat sink may be provided in an air-cooled or water-cooled type, and may be provided on an upper or lower side of the bottom of the pack case 700 .
  • the heat sink may include a cooling passage through which cooling fluid flows.
  • the cooling fluid may be provided with cooling water generally provided with water. It is not limited thereto, and the cooling fluid may be provided with a phase change material through evaporation of liquid, latent heat, etc., or other cooling material for cooling the battery pack 10.
  • FIG. 7 is a block diagram for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the first control unit 510 and the second control unit 520 of the control module 500 include four cell module assemblies 110, 120, 130, 140; 210, 220, 230, 240) can be configured to manage.
  • the first controller 510 controls the four cell module assemblies 110, 120, 130, and 140 of the first cell module group 100
  • the second controller 520 Four cell module assemblies 210 , 220 , 230 , and 240 of the second cell module group 200 may be controlled.
  • the other cell module group is individually controlled through the individual control between the groups of the control module 500.
  • problems such as inoperability of the entire battery pack can be fundamentally prevented.
  • one of the cell module groups 100 and 200 or one of the control units 510 and 520 When a problem occurs in the controllers 510 and 520 of the controller, the operation of the problematic cell module group or controller may be blocked, and the operation of the cell module group in a normal state may be controlled through the remaining controllers in a normal state.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 20 according to this embodiment is similar to the battery pack 10 of the previous embodiment, redundant description of components substantially the same as or similar to those of the previous embodiment will be omitted, and hereinafter, the previous embodiment will be described. and take a look at the differences.
  • the battery pack 20 includes first to fourth cell module groups 105, 205, 305, and 405 and each of the cell module groups 105, 205, 305, and 405.
  • a control module 505 for controlling may be included.
  • the first cell module group 105 may include a plurality of cell module assemblies 115 , 125 , 135 , and 145 .
  • the second cell module group 205 may include a plurality of cell module assemblies 215 , 225 , 235 , and 245 .
  • the third cell module group 305 may include a plurality of cell module assemblies 315 , 325 , 335 , and 345 .
  • the fourth cell module group 405 may include a plurality of cell module assemblies 415 , 425 , 435 , and 445 .
  • the control module 505 may include first to fourth control units 530 , 540 , 550 , and 560 .
  • the first controller 530 may control the plurality of cell module assemblies 115 , 125 , 135 , and 145 of the first cell module group 105 .
  • the second controller 540 may control the plurality of cell module assemblies 215 , 225 , 235 , and 245 of the second cell module group 205 .
  • the third controller 550 may control a plurality of cell module assemblies 315 , 325 , 335 , and 345 of the third cell module group 305 .
  • the fourth controller 560 may control the plurality of cell module assemblies 415 , 425 , 435 , and 445 of the fourth cell module group 405 .
  • control module 505 may individually control the four cell module groups including two or more cell module assemblies for each group according to the required capacity or size of the battery pack 20 .
  • control three cell module groups or control four or more cell module groups by group through a control module it is also possible to control three cell module groups or control four or more cell module groups by group through a control module.
  • An energy storage device includes one or more battery packs 10 and 20 according to the above-described embodiment of the present invention.
  • the energy storage device according to an embodiment of the present invention may further include general components included in the energy storage device in addition to the battery packs 10 and 20 .
  • the energy storage device may be a residential (building) energy storage device for home or office use used to store energy in a home, office, or building.
  • the energy storage device may include a plurality of battery packs 10 and 20 electrically connected to each other in order to have a large energy capacity.
  • the energy storage device may further include various other components of the energy storage device known at the time of filing the present invention.
  • the energy storage device may be used in various places or devices such as a smart grid system or an electric charging station.
  • a vehicle according to an embodiment of the present invention may include one or more battery packs 10 and 20 according to an embodiment of the present invention.
  • a vehicle according to an embodiment of the present invention may further include various other components included in the vehicle in addition to the battery pack.
  • a vehicle according to an embodiment of the present invention further includes a vehicle body, a motor, and a control device such as an electronic control unit (ECU) in addition to the battery packs 10 and 20 according to an embodiment of the present invention. can do.
  • ECU electronice control unit
  • battery packs 10 and 20 capable of increasing the control efficiency of the control module 500 for controlling the plurality of cell module assemblies 100 and 200 and energy storage including the battery packs 10 and 20 device can be provided.
  • an object of the present invention is to provide battery packs 10 and 20 capable of reducing manufacturing costs so as to secure price competitiveness and an energy storage device including the battery packs 10 and 20 .
  • the battery packs 10 and 20 capable of improving energy density and an energy storage device including the battery packs 10 and 20 .

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들 및 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들과 전기적으로 연결되며, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 적어도 둘 이상의 그룹으로 관리하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2021년 12월 27일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2021-0188649호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩이나 배터리 랙을 구성하는 방법이 일반적이다.
아울러, 최근, 전력 부족이나 친환경 에너지 등과 같은 이슈가 부각되면서, 생산된 전력을 저장하기 위한 에너지 저장 장치(ESS; Energy Storage System)가 많은 주목을 받고 있다. 대표적으로, 이러한 에너지 저장 장치를 이용하면, 스마트 그리드 시스템(Smart Grid System)과 같은 전력 관리 체계 구축이 용이하여, 특정 지역이나 도시 등에서 용이하게 전력 수급 조절이 가능할 수 있다. 또한, 전기 자동차에 대한 상용화가 본격화되면서 전기 자동차를 충전시킬 수 있는 전기 충전소에도 이러한 에너지 저장 장치가 적용될 수 있다.
종래 배터리 팩의 경우, 일반적으로, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들 및 이러한 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 제어하는 제어 모듈을 포함하여 구성된다. 종래 제어 모듈에서는, 일반적으로, 하나의 제어 모듈로써, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들 전부를 제어하는데, 이러한 제어로 인해 처리 속도의 지연이나 처리 품질의 저하가 빈번하게 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래 배터리 팩에서는, 이를 해결하기 위해, 각 셀 모듈 어셈블리마다 개별적인 제어 모듈을 구비하여 일대일 제어를 통해 전술한 문제를 해결하려고 하였으나, 이 경우, 셀 모듈 어셈블리의 개수만큼 제어 모듈의 개수가 필요하게 되어, 제조 원가 측면에서 제조비가 상승하는 문제가 있으며, 늘어난 제어 모듈의 개수만큼 배터리 팩 내에서 차지하는 공간이 늘어나 에너지 밀도 측면에서 불리한 문제가 있다.
그러므로, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 제어하는 제어 모듈의 제어 효율을 보다 더 높임과 아울러 가격 경쟁력을 확보하면서 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 제어하는 제어 모듈의 제어 효율을 보다 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 가격 경쟁력을 확보할 수 있게 제조 비용을 저감할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들 및 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들과 전기적으로 연결되며, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 적어도 둘 이상의 그룹으로 관리하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
또한, 바람직하게, 상기 적어도 둘 이상의 그룹은, 각각, 적어도 둘 이상의 셀 모듈 어셈블리들을 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들은, 적어도 2열로 상호 적층되며, 상기 제어 모듈은, 각 열의 셀 모듈 어셈블리들을 개별적으로 제어할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 적어도 둘 이상의 그룹은, 소정 방향으로 일렬로 배열되는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 포함하는 제1 셀 모듈 그룹; 및 상기 제1 셀 모듈 그룹과 소정 거리 이격 배치되며, 소정 방향으로 일렬로 배열되는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 포함하는 제2 셀 모듈 그룹을 포함하며, 상기 제어 모듈은, 상기 제1 셀 모듈 그룹과 상기 제2 셀 모듈 그룹을 개별적으로 관리할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 제어 모듈은, 상기 제1 셀 모듈 그룹과 상기 제2 셀 모듈 그룹 사이에 배치될 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 제어 모듈은, 상기 제1 셀 모듈 그룹과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 셀 모듈 그룹을 제어하는 제1 제어부; 및 상기 제2 셀 모듈 그룹과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 셀 모듈 그룹을 제어하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는, 상기 제1 셀 모듈 그룹과 상기 제2 셀 모듈 그룹 사이에 구비되며, 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 배터리 팩은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들과 상기 제어 모듈을 연결하는 연결 케이블 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는, 각각, 각각의 셀 모듈 그룹을 관리하기 위한 제어 보드; 및 상기 제어 보드에 구비되며, 상기 연결 케이블 유닛과 연결되는 케이블 접속부를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는, 각각, 상기 제어 보드에 구비되며, 상기 연결 케이블 유닛을 고정하는 케이블 홀더를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 연결 케이블 유닛은, 상기 제1 셀 모듈 그룹의 셀 모듈 어셈블리들과 상기 제1 제어부를 연결하는 제1 연결 케이블; 및 상기 제2 셀 모듈 그룹의 셀 모듈 어셈블리들과 상기 제2 제어부를 연결하는 제2 연결 케이블을 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부의 사이에는, 상기 제1 연결 케이블과 상기 제2 연결 케이블의 수용을 위한 케이블 수용 공간이 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는, 각각, 네 개의 셀 모듈 어셈블리를 관리하도록 구성될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 에너지 저장 장치로서, 전술한 실시예들에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 제어하는 제어 모듈의 제어 효율을 보다 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공할 수 있다.
또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 가격 경쟁력을 확보할 수 있게 제조 비용을 저감할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공할 수 있다.
이외에도 본 발명의 여러 실시예에 의하여, 여러 다른 추가적인 효과가 달성될 수 있다. 이러한 본 발명의 여러 효과들에 대해서는 각 실시예에서 상세하게 설명하거나, 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 효과에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 후방을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 평면도이다.
도 4는 도 3의 배터리 팩의 주요부의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제어 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용될 수 있으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이하의 설명에서 사용되는 제1, 제2, 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 후방을 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 팩(10)은, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200) 및 제어 모듈(500)을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)은, 각각, 하나 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 배터리 셀은, 이차 전지로 구비될 수 있다. 예로써, 상기 하나 이상의 배터리 셀은, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 하나 이상의 배터리 셀이 파우치형 이차 전지로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
각각의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)은, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들, 이러한 복수 개의 배터리 셀들과 전기적으로 연결되는 버스바 유닛 및 상기 복수 개의 배터리 셀들 및 버스바 유닛의 적어도 일부를 커버하는 커버 하우징을 포함할 수 있다.
상기 제어 모듈(500)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 제어 모듈(500)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)을 관리하기 위한 것으로서, BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)일 수 있다.
구체적으로, 상기 제어 모듈(500)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)의 충방전, 전압 및 온도 센싱 등을 통해 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)을 동작을 제어할 수 있다. 한편, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)의 개수는, 요구되는 배터리 팩(10)의 용량이나 사이즈에 따라 가변될 수 있다.
상기 제어 모듈(500)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)을 적어도 둘 이상의 그룹(100, 200)으로 나누어 관리할 수 있다. 즉, 상기 제어 모듈(500)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)을 적어도 둘 이상의 그룹(100, 200)으로 나누어 각각의 그룹을 개별적으로 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제어 모듈(500)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)을 적어도 두 개의 그룹(100, 200)으로 나누어 관리하도록 구성됨으로써, 종래와 같은 하나의 제어 모듈로 복수 개의 셀 모듈 어셈블리 전체를 관리할 때와 대비하여 보다 더 빠르게 정확한 제어 처리 속도를 확보할 수 있고, 제어 품질 또한 현저히 높일 수 있다.
상기 적어도 둘 이상의 그룹(100, 200)은, 각각, 적어도 둘 이상의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140; 210, 220, 230, 240)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제어 모듈(500)은, 적어도 둘 이상의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140; 210, 220, 230, 240)을 포함하는 그룹들(100, 200)을 관리하도록 구성되는 바, 종래 하나의 셀 모듈 어셈블리마다 하나의 제어 모듈로써 관리하는 구조와 대비하여 제조 원가를 보다 더 낮출 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 적어도 둘 이상의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140; 210, 220, 230, 240)을 포함하는 그룹들(100, 200)을 관리하도록 구성되는 상기 제어 모듈(500)을 통해, 상기 제어 모듈(500)의 제어 품질을 확보하면서 전체 배터리 팩(10)에서 상기 제어 모듈(500)의 점유 공간을 줄여 상기 배터리 팩(10)의 에너지 밀도를 최대한 확보할 수 있다.
이하, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 평면도이며, 도 4는 도 3의 배터리 팩의 주요부의 확대도이다.
도 3, 도 4, 앞선 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)은, 적어도 2열로 상호 적층될 수 있다. 상기 제어 모듈(500)은, 각 열의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)을 개별적으로 제어할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 제어 모듈(500)이 동일 열에 배열되는 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)을 개별적으로 제어함으로써, 추후 점검이나 관리 시 작업자 등의 관리 효율을 보다 더 높일 수 있다.
상기 적어도 둘 이상의 그룹(100, 200)은, 제1 셀 모듈 그룹(100) 및 제2 셀 모듈 그룹(200)을 포함할 수 있다.
상기 제1 셀 모듈 그룹(100)은, 소정 방향으로 일렬로 배열되는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)을 포함할 수 있다. 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)은, 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 셀 모듈 그룹(200)은, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)과 소정 거리 이격 배치되며, 소정 방향으로 일렬로 배열되는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)을 포함할 수 있다. 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)은, 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제어 모듈(500)은, 상기 제1 모듈 그룹(100)과 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)을 개별적으로 관리할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 모듈(500)은, 상기 제1 모듈 그룹(100) 및 상기 제2 모듈 그룹(200)의 충방전, 전압 및 온도 센싱 등을 각 그룹마다 개별적으로 제어할 수 있다.
상기 제어 모듈(500)은, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)과 상기 제2 셀 모듈 그룹(200) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 상기 제어 모듈(500)의 배치에 따라, 상기 제어 모듈(500)과 각 셀 모듈 그룹(100, 200) 간의 연결 구조를 최대한 간소화할 수 있으며, 상기 배터리 팩(10) 내에서 각 셀 모듈 그룹들(100, 200)과의 최단 거리의 연결 거리를 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제어 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 앞선 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 제어 모듈(500)은, 제1 제어부(510) 및 제2 제어부(520)를 포함할 수 있다.
상기 제1 제어부(510)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 제어부(510)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)을 묶어 하나의 그룹으로 제어할 수 있다.
상기 제2 제어부(520)는, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 제어부(520)는, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)을 묶어 하나의 그룹으로 제어할 수 있다.
상기 제1 제어부(510)와 상기 제2 제어부(520)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)과 상기 제2 셀 모듈 그룹(200) 사이에 구비되며, 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 제어부(510)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)과 상기 제2 셀 모듈 그룹(200) 사이에서 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 적어도 일부와 마주하게 배치되며, 상기 제2 제어부(520)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)과 상기 제2 셀 모듈 그룹(200) 사이에서 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 적어도 일부와 마주하게 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일측면도이다.
도 6, 및 앞선 도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 배터리 팩(10)은, 연결 케이블 유닛(600)을 포함할 수 있다.
상기 연결 케이블 유닛(600)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)과 상기 제어 모듈(500)을 연결할 수 있다. 이러한 상기 연결 케이블 유닛(600)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)과 상기 제어 모듈(500) 사이의 전기적 연결을 가이드 할 수 있다.
상기 제1 제어부(510)는, 제어 보드(511) 및 케이블 접속부(513)를 포함할 수 있다.
상기 제어 보드(511)는, 인쇄회로기판을 구비하며, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)을 관리할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 보드(511)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)의 충방전, 전압 및 온도 센싱 등을 제어할 수 있다.
상기 케이블 접속부(513)는, 상기 제어 보드(511)에 구비되며, 상기 연결 케이블 유닛(600)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 케이블 접속부(513)는, 후술하는 제1 연결 케이블(610)과 연결될 수 있다.
상기 제1 제어부(510)는, 케이블 홀더(515)를 포함할 수 있다.
상기 케이블 홀더(515)는, 상기 제어 보드(511)에 구비되며, 상기 연결 케이블 유닛(600)의 장착 시 상기 연결 케이블 유닛(600)의 유동을 제한할 수 있게 상기 연결 케이블 유닛(600)을 고정할 수 있다. 구체적으로, 상기 케이블 홀더(515)는, 후술하는 제1 연결 케이블(610)을 고정할 수 있다.
이러한 상기 케이블 홀더(515)는, 상기 제어 보드(511)의 후방에 구비되며, 상기 제1 연결 케이블(610)을 끼울 수 있는 대략적으로 후크 형상으로 마련될 수 있다.
상기 케이블 홀더(515)의 형상은 이러한 후크 형상에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 제1 연결 케이블(610)의 유동을 제한하여 안정적인 고정을 위한 기타 다른 형상으로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
상기 제2 제어부(520)는, 상기 제1 제어부(510)와 같이, 제어 보드(521) 및 케이블 접속부(523)를 포함할 수 있다.
상기 제어 보드(521)는, 인쇄회로기판을 구비하며, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)을 관리할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 보드(521)는, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)의 충방전, 전압 및 온도 센싱 등을 제어할 수 있다.
상기 케이블 접속부(523)는, 상기 제어 보드(521)에 구비되며, 상기 연결 케이블 유닛(600)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 케이블 접속부(523)는, 후술하는 제2 연결 케이블(620)과 연결될 수 있다.
상기 제2 제어부(520)는, 상기 제1 제어부(510)와 같이, 케이블 홀더(525)를 포함할 수 있다.
상기 케이블 홀더(525)는, 상기 제어 보드(521)에 구비되며, 상기 연결 케이블 유닛(600)의 장착 시 상기 연결 케이블 유닛(600)의 유동을 제한할 수 있게 상기 연결 케이블 유닛(600)을 고정할 수 있다. 구체적으로, 상기 케이블 홀더(525)는, 후술하는 제2 연결 케이블(620)을 고정할 수 있다.
이러한 상기 케이블 홀더(525)는, 상기 제어 보드(521)의 후방에 구비되며, 상기 제2 연결 케이블(620)을 끼울 수 있는 대략적으로 후크 형상으로 마련될 수 있다.
상기 케이블 홀더(525)의 형상은, 상기 제1 제어부(510)의 상기 케이블 홀더(525)와 같이, 이러한 후크 형상에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 제2 연결 케이블(620)의 유동을 제한하여 안정적인 고정을 위한 기타 다른 형상으로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
상기 연결 케이블 유닛(600)은, 제1 연결 케이블(610) 및 제2 연결 케이블(620)을 포함할 수 있다.
상기 제1 연결 케이블(610)은, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)과 상기 제1 제어부(510)를 연결할 수 있다.
이러한 상기 제1 연결 케이블(610)은, 케이블 바디(611), 셀 모듈 포트(613) 및 제어 모듈 포트(615)를 포함할 수 있다.
상기 케이블 바디(611)는, 소정 길이의 전선 케이블로 마련될 수 있다. 이러한 상기 케이블 바디(611)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)의 테두리를 모두 커버할 수 있는 길이로 마련될 수 있다.
상기 케이블 바디(611)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)의 테두리를 따라 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있게 배치될 수 있다.
상기 셀 모듈 포트(613)는, 상기 케이블 바디(611)에 구비되며, 상기 셀 모듈 어셈블리(110, 120, 130, 140)와 연결될 수 있다. 이러한 상기 셀 모듈 포트(613)는, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리(110, 120, 130, 140)와의 연결을 위해 복수 개로 마련될 수 있다.
상기 제어 모듈 포트(615)는, 상기 케이블 바디(611)에 구비되며, 상기 제어 모듈(500)의 상기 제1 제어부(510)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 모듈 포트(615)는, 상기 제1 제어부(510)의 상기 제어 보드(511)와 연결될 수 있다.
상기 제2 연결 케이블(620)은, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)과 상기 제2 제어부(520)를 연결할 수 있다.
이러한 상기 제2 연결 케이블(620)은, 케이블 바디(621), 셀 모듈 포트(623) 및 제어 모듈 포트(625)를 포함할 수 있다.
상기 케이블 바디(621)는, 소정 길이의 전선 케이블로 마련될 수 있다. 이러한 상기 케이블 바디(621)는, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)의 테두리를 모두 커버할 수 있는 길이로 마련될 수 있다.
상기 케이블 바디(621)는, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)의 테두리를 따라 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있게 배치될 수 있다.
상기 셀 모듈 포트(623)는, 상기 케이블 바디(621)에 구비되며, 상기 셀 모듈 어셈블리(210, 220, 230, 240)와 연결될 수 있다. 이러한 상기 셀 모듈 포트(623)는, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리(210, 220, 230, 240)와의 연결을 위해 복수 개로 마련될 수 있다.
상기 제어 모듈 포트(625)는, 상기 케이블 바디(621)에 구비되며, 상기 제어 모듈(500)의 상기 제2 제어부(520)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 모듈 포트(625)는, 상기 제2 제어부(520)의 상기 제어 보드(521)와 연결될 수 있다.
상기 제1 제어부(510)와 상기 제2 제어부(520)의 사이에는, 상기 제1 연결 케이블(610)과 상기 제2 연결 케이블(620)의 수용을 위한 케이블 수용 공간이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 케이블 수용 공간에는, 상기 제1 연결 케이블(610)의 상기 케이블 바디(611)의 일부 및 상기 제2 연결 케이블(620)의 상기 케이블 바디(621)의 일부가 수용될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 연결 케이블(610) 및 상기 제2 연결 케이블(620)의 유동을 방지함과 아울러 보다 더 효율적으로 상기 배터리 팩(10) 내에 배치시킴으로써 전체 배터리 팩(10)의 에너지 밀도를 보다 더 높일 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 상기 배터리 팩(10)의 기타 구성들을 살펴 보면, 상기 배터리 팩(10)은, 팩 케이스(700)를 포함할 수 있다.
상기 팩 케이스(700)는, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200), 상기 제어 모듈(500) 및 상기 연결 케이블 유닛(600)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 팩 케이스(700)에는, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200), 상기 제어 모듈(500) 및 상기 연결 케이블 유닛(600)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다. 상기 수용 공간은, 상기 팩 케이스(700)의 테두리부로부터 소정 깊이로 단차지게 형성되는 상기 팩 케이스(700)의 저부 공간일 수 있다.
아울러, 도시되지는 않았지만, 상기 팩 케이스(700)는, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200), 상기 제어 모듈(500) 및 상기 연결 케이블 유닛(600)를 덮는 팩 커버를 더 포함하여 구성되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다. 여기서, 상기 팩 케이스(700)는 상기 팩 커버와 볼팅부재를 통해 볼팅 결합될 수 있다.
또한, 상기 팩 케이스(700)의 테두리와 상기 팩 커버의 테두리 사이에는 실링부재가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 실링부재는, 상기 팩 케이스(700)와 상기 팩 커버 사이를 통한 수분이나 이물질 등의 침투를 방지하기 위한 것으로서, 예로써, 실링 개스킷으로 마련될 수 있다. 이는 예시적인 것일 뿐 상기 실링부재는, 상기 실링 개스킷 이외에도 상기 팩 케이스(700)와 상기 팩 커버 사이를 밀폐시킬 수 있는 높은 실링 성능을 갖는 기타 다른 부재로 마련되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이외에도, 도시되지는 않았지만, 상기 배터리 팩(10)은, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)의 냉각을 위한 히트 싱크와 같은 냉각 유닛의 구성을 더 포함할 수 있다. 상기 히트 싱크는, 공냉식 또는 수냉식으로 마련될 수 있으며, 상기 팩 케이스(700)의 저부 상측 또는 하측에 구비될 수 있다.
이러한 상기 히트 싱크에는 냉각 유체의 유동을 위한 냉각 유로가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 냉각 유체는 일반적으로 물로 마련되는 냉각수로 구비될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 냉각 유체는 액체의 기화, 잠열 등을 통한 상변화물질이나 기타 상기 배터리 팩(10)의 냉각을 위한 다른 냉각 물질로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제어 모듈(500)의 상기 제1 제어부(510)와 상기 제2 제어부(520)는, 각각, 네 개의 셀 모듈 어셈블리(110, 120, 130, 140; 210, 220, 230, 240)을 관리하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 제어부(510)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(100)의 네 개의 셀 모듈 어셈블리들(110, 120, 130, 140)을 제어하며, 상기 제2 제어부(520)는, 상기 제2 셀 모듈 그룹(200)의 네 개의 셀 모듈 어셈블리들(210, 220, 230, 240)을 제어할 수 있다.
이러한 상기 제1 제어부(510) 및 상기 제2 제어부(520)의 개별적인 그룹 제어를 통해, 상기 제1 제어부(510) 및 상기 제2 제어부(520) 중 어느 하나에서 문제가 생기더라도 나머지 제어부를 통한 셀 모듈 어셈블리들의 제어 동작이 가능할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는, 어느 하나의 제어부에서 문제가 생기더라도 전체 배터리 팩의 동작 불능 등의 문제가 원천적으로 방지될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 각 셀 모듈 그룹 중 어느 하나의 셀 모듈 어셈블리들 중 일부에서 문제가 생길 경우에도 상기 제어 모듈(500)의 그룹 간 개별 제어를 통해 다른 하나의 셀 모듈 그룹을 개별적으로 제어할 수 있는 바, 각 셀 모듈 그룹 중 어느 하나의 셀 모듈 그룹에서 문제가 생기더라도 전체 배터리 팩의 동작 불능 등의 문제가 원천적으로 방지될 수 있다.
결국, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)에서는, 각 셀 모듈 그룹들(100, 200) 중 어느 하나의 셀 모듈 그룹들(100, 200), 또는 각 제어부(510, 520) 중 어느 하나의 제어부(510, 520)에서 문제가 생기는 경우, 문제가 된 셀 모듈 그룹이나 제어부의 동작을 차단하고, 나머지 정상 상태의 제어부를 통해 정상 상태의 셀 모듈 그룹의 동작을 제어할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(10)의 특정 셀 모듈 그룹(100, 200)에 속하는 어느 하나의 셀 모듈 어셈블리에서 문제 발생 시에도, 상기 제어 모듈(500)을 통해 전체 배터리 팩(10) 중 나머지 정상 상태의 셀 모듈 그룹(100, 200)의 동작을 제어할 수 있기에, 일부 셀 모듈 어셈블리의 문제 발생 시에도 배터리 팩(10) 전체의 작동 불량을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 배터리 팩(20)은, 앞선 실시예의 상기 배터리 팩(10)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와 차이점을 중심으로 살펴 본다.
도 8을 참조하면, 상기 배터리 팩(20)은, 제1 셀 모듈 그룹 내지 제4 셀 모듈 그룹(105, 205, 305, 405) 및 각 셀 모듈 그룹들(105, 205, 305, 405)들을 제어하는 제어 모듈(505)을 포함할 수 있다.
상기 제1 셀 모듈 그룹(105)은, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(115, 125, 135, 145)를 포함할 수 있다. 상기 제2 셀 모듈 그룹(205)은, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(215, 225, 235, 245)를 포함할 수 있다. 상기 제3 셀 모듈 그룹(305)은, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(315, 325, 335, 345)를 포함할 수 있다. 상기 제4 셀 모듈 그룹(405)은, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(415, 425, 435, 445)를 포함할 수 있다.
상기 제어 모듈(505)은, 제1 제어부 내지 제4 제어부(530, 540, 550, 560)를 포함할 수 있다.
상기 제1 제어부(530)는, 상기 제1 셀 모듈 그룹(105)의 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(115, 125, 135, 145)을 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(540)는, 상기 제2 셀 모듈 그룹(205)의 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(215, 225, 235, 245)을 제어할 수 있다. 상기 제3 제어부(550)는, 상기 제3 셀 모듈 그룹(305)의 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(315, 325, 335, 345)을 제어할 수 있다. 상기 제4 제어부(560)는, 상기 제4 셀 모듈 그룹(405)의 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(415, 425, 435, 445)을 제어할 수 있다.
이처럼, 상기 제어 모듈(505)은, 요구되는 배터리 팩(20)의 용량이나 크기 등에 따라, 둘 이상의 셀 모듈 어셈블리들을 포함하는 네 개의 셀 모듈 그룹들을 그룹 별로 개별 제어하는 것도 가능할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만 제어 모듈을 통해 세 개의 셀 모듈 그룹 제어나 네 개 이상의 셀 모듈 그룹들을 그룹 별로 제어할 수 있게 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치는, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10, 20)을 하나 이상 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치는, 이러한 배터리 팩(10, 20) 이외에, 에너지 저장 장치에 포함되는 일반적인 구성요소를 더 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치는, 가정용 주택, 사무용 주택이나 빌딩 등에서 에너지를 저장하기 위해 사용되는, 가정용 또는 사무용으로써의 주택용(건물용) 에너지 저장 장치일 수 있다.
또한, 상기 에너지 저장 장치는, 큰 에너지 용량을 갖기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10, 20)이 서로 전기적으로 연결된 형태로 다수 포함되도록 할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치는, 본 발명의 출원 시점에 공지된 에너지 저장 장치의 다른 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 이러한 상기 에너지 저장 장치는, 스마트 그리드 시스템이나 전기 충전 스테이션 등 다양한 장소나 장치에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10, 20)을 하나 이상 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 이러한 배터리 팩 이외에 자동차에 포함되는 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10, 20) 이외에, 차체나 모터, ECU(electronic control unit) 등의 제어 장치 등을 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들(100, 200)을 제어하는 제어 모듈(500)의 제어 효율을 보다 높일 수 있는 배터리 팩(10, 20) 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공할 수 있다.
또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 가격 경쟁력을 확보할 수 있게 제조 비용을 저감할 수 있는 배터리 팩(10, 20) 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 배터리 팩(10, 20) 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (14)

  1. 배터리 팩에 있어서,
    하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들; 및
    상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들과 전기적으로 연결되며, 상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 적어도 둘 이상의 그룹으로 관리하는 제어 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 그룹은, 각각,
    적어도 둘 이상의 셀 모듈 어셈블리들을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들은,
    적어도 2열로 상호 적층되며,
    상기 제어 모듈은,
    각 열의 셀 모듈 어셈블리들을 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 그룹은,
    소정 방향으로 일렬로 배열되는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 포함하는 제1 셀 모듈 그룹; 및
    상기 제1 셀 모듈 그룹과 소정 거리 이격 배치되며, 소정 방향으로 일렬로 배열되는 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들을 포함하는 제2 셀 모듈 그룹
    을 포함하며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 제1 셀 모듈 그룹과 상기 제2 셀 모듈 그룹을 개별적으로 관리하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 제1 셀 모듈 그룹과 상기 제2 셀 모듈 그룹 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 제1 셀 모듈 그룹과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 셀 모듈 그룹을 제어하는 제1 제어부; 및
    상기 제2 셀 모듈 그룹과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 셀 모듈 그룹을 제어하는 제2 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는,
    상기 제1 셀 모듈 그룹과 상기 제2 셀 모듈 그룹 사이에 구비되며, 상호 소정 거리 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 팩은,
    상기 복수 개의 셀 모듈 어셈블리들과 상기 제어 모듈을 연결하는 연결 케이블 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는, 각각,
    각각의 셀 모듈 그룹을 관리하기 위한 제어 보드; 및
    상기 제어 보드에 구비되며, 상기 연결 케이블 유닛과 연결되는 케이블 접속부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는, 각각,
    상기 제어 보드에 구비되며, 상기 연결 케이블 유닛을 고정하는 케이블 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 연결 케이블 유닛은,
    상기 제1 셀 모듈 그룹의 셀 모듈 어셈블리들과 상기 제1 제어부를 연결하는 제1 연결 케이블; 및
    상기 제2 셀 모듈 그룹의 셀 모듈 어셈블리들과 상기 제2 제어부를 연결하는 제2 연결 케이블
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부의 사이에는,
    상기 제1 연결 케이블과 상기 제2 연결 케이블의 수용을 위한 케이블 수용 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는, 각각,
    네 개의 셀 모듈 어셈블리를 관리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012205404A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Sanyo Electric Co Ltd 蓄電池集合体制御システム
KR20120140031A (ko) * 2011-06-20 2012-12-28 홍익대학교 산학협력단 전력 계통에서의 배터리 충방전 제어장치 및 그 방법
JP6271218B2 (ja) * 2013-11-01 2018-01-31 矢崎総業株式会社 電池配線モジュール
KR20180047137A (ko) * 2016-10-31 2018-05-10 한국전력공사 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 주파수 제어 시스템
KR20190018169A (ko) * 2016-06-16 2019-02-21 블루 솔루션즈 전력 공급 설비의 전기화학 전지를 지능적으로 관리하기 위한 방법 및 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012205404A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Sanyo Electric Co Ltd 蓄電池集合体制御システム
KR20120140031A (ko) * 2011-06-20 2012-12-28 홍익대학교 산학협력단 전력 계통에서의 배터리 충방전 제어장치 및 그 방법
JP6271218B2 (ja) * 2013-11-01 2018-01-31 矢崎総業株式会社 電池配線モジュール
KR20190018169A (ko) * 2016-06-16 2019-02-21 블루 솔루션즈 전력 공급 설비의 전기화학 전지를 지능적으로 관리하기 위한 방법 및 시스템
KR20180047137A (ko) * 2016-10-31 2018-05-10 한국전력공사 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 주파수 제어 시스템

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