WO2024117788A1 - 배터리 팩 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

서로 수직하는 제 1 방향, 제 2 방향, 및 제 3 방향으로 정의되는 수직 좌표계에서, 상기 제 1 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀들; 상기 복수의 배터리 셀들을 수용할 수 있는 내부 공간을 포함하는 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스 상에 제공된 배선 구조물을 포함하고, 상기 배터리 셀들 중 이웃하는 적어도 두 개의 배터리 셀들의 각각은 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 둘러싸는 커버, 및 상기 커버의 일측으로부터 상기 제 2 방향으로 돌출된 셀 리드를 포함하고, 상기 셀 리드는 상대적으로 상기 커버에 가까운 제 1 부분 및 상대적으로 상기 커버로부터 더 멀리 이격된 제 2 부분을 포함하고, 상기 팩 케이스는 상기 제 1 방향으로 연장되는 한 쌍의 제 1 외벽들; 상기 제 2 방향으로 연장되며 상기 한 쌍의 제 1 외벽들과 함께 상기 팩 케이스의 내부 공간을 정의하는 한 쌍의 제 2 외벽들; 및 상기 한 쌍의 제 1 외벽들 사이에서 상기 제 1 외벽들과 평행하게 연장되는 종방향 빔을 포함하고, 상기 배선 구조물은 배선 기판 및 상기 배선 기판 상에서 상기 제 1 방향으로 연장되는 복수의 버스바들을 포함하고, 상기 버스바들의 각각은 상기 제 1 방향으로의 연장에 의하여 이웃하는 상기 제 2 부분들을 서로 전기적으로 연결하도록 구성된 배터리 팩이 제공된다.

Description

배터리 팩 및 그의 제조 방법

본 발명은 배터리 팩 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적은 배터리 팩 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

본 출원은 2022.12.2 자 한국 특허 출원 제10-2022-0167139호 및 2023.3.27 자 한국 특허 출원 제10-2023-0039689호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌들에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

각종 모바일 기기와 전기 자동차, 에너지 저장 시스템(ESS) 등에 대한 기술 개발과 수요가 크게 증가함에 따라, 에너지원으로서의 이차 전지에 대한 관심과 수요가 급격히 증가하고 있다. 종래 이차 전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 니켈수소 전지 등이 많이 사용되었으나, 최근에는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전 및 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 리튬 이차 전지가 많이 사용되고 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.

최근에는 전기 자동차나 에너지 저장 시스템과 같은 중대형 장치에 구동용이나 에너지 저장용으로 배터리 팩이 널리 사용되고 있다. 종래 배터리 팩은, 팩 케이스 내부에 하나 이상의 배터리 모듈과 배터리 팩의 충방전을 제어하는 제어 유닛, 이를테면 BMS(battery management system)를 포함한다. 여기서, 배터리 모듈은, 모듈 케이스의 내부에 다수의 배터리 셀을 포함하는 형태로 구성된다. 즉, 종래 배터리 팩의 경우, 다수의 배터리 셀(이차 전지)이 모듈 케이스 내부에 수납되어 각각의 배터리 모듈을 구성하고, 이러한 배터리 모듈이 하나 이상 팩 케이스 내부에 수납되어 배터리 팩을 구성한다.

특히, 파우치형 전지의 경우, 무게가 가볍고, 적층 시 데드 스페이스(dead space)가 적다는 등의 여러 측면에서 장점을 갖고 있지만, 외부의 충격에 취약하고, 조립성이 다소 떨어지는 등의 취약점이 있다. 따라서, 다수의 셀을 먼저 모듈화시킨 후, 팩 케이스의 내부에 수납되는 형태로 배터리 팩이 제조되는 것이 일반적이다. 대표적인 예로서, 종래 배터리 팩의 경우, 다수의 파우치형 배터리 셀을 먼저 모듈 케이스 내부에 수납하여 배터리 모듈을 구성한 후, 이러한 배터리 모듈을 하나 이상 팩 케이스의 내부에 수납하는 형태로 구성된다.

하지만, 이와 같은 종래 배터리 팩의 경우, 에너지 밀도 측면에서 불리할 수 있다. 대표적으로, 다수의 배터리 셀을 모듈 케이스 내부에 수납하여 모듈화시키는 과정에서, 모듈 케이스 또는 적층용 프레임 등 여러 구성요소로 인해 배터리 팩의 부피가 불필요하게 증가하거나 배터리 셀이 차지하는 공간이 줄어들 수 있다. 더욱이, 모듈 케이스나 적층용 프레임 등의 구성요소 자체가 차지하는 공간은 물론이고, 이러한 구성요소들에 대한 조립 공차를 확보하기 위해 배터리 셀의 수납 공간이 줄어들 수 있다. 따라서, 종래 배터리 팩의 경우, 에너지 밀도를 높이는 데 한계가 생길 수 있다.

또한, 종래 배터리 팩의 경우, 조립성 측면에서도 불리할 수 있다. 특히, 배터리 팩을 제조하기 위해서는, 먼저 다수의 배터리 셀을 모듈화시켜 배터리 모듈을 구성한 후, 배터리 모듈을 팩 케이스에 수납하는 과정을 거치게 되므로, 배터리 팩의 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다. 더욱이, 상기 선행문헌에 개시된 바와 같이, 적층용 프레임 및 볼트, 플레이트 등을 이용하여 셀 적층체를 형성하는 공정 및 구조가 매우 복잡할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적은 배터리 팩을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적은 배터리 팩의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 서로 수직하는 제 1 방향, 제 2 방향, 및 제 3 방향으로 정의되는 수직 좌표계에서, 상기 제 1 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀들; 상기 복수의 배터리 셀들을 수용할 수 있는 내부 공간을 포함하는 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스 상에 제공된 배선 구조물을 포함하고, 상기 배터리 셀들 중 이웃하는 적어도 두 개의 배터리 셀들의 각각은 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 둘러싸는 커버, 및 상기 커버의 일측으로부터 상기 제 2 방향으로 돌출된 셀 리드를 포함하고, 상기 셀 리드는 상대적으로 상기 커버에 가까운 제 1 부분 및 상대적으로 상기 커버로부터 더 멀리 이격된 제 2 부분을 포함하고, 상기 팩 케이스는 상기 제 1 방향으로 연장되는 한 쌍의 제 1 외벽들; 상기 제 2 방향으로 연장되며 상기 한 쌍의 제 1 외벽들과 함께 상기 팩 케이스의 내부 공간을 정의하는 한 쌍의 제 2 외벽들; 및 상기 한 쌍의 제 1 외벽들 사이에서 상기 제 1 외벽들과 평행하게 연장되는 종방향 빔(longitudinal beam)을 포함하고, 상기 배선 구조물은 배선 기판 및 상기 배선 기판 상에서 상기 제 1 방향으로 연장되는 복수의 버스바들을 포함하고, 상기 버스바들의 각각은 상기 제 1 방향으로의 연장에 의하여 이웃하는 상기 제 2 부분들을 서로 전기적으로 연결하도록 구성된 배터리 팩을 제공한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배선 구조물은 상기 종방향 빔의 상부면 위에 제공될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 셀 리드는 상기 제 1 방향에 있어서 상기 제 2 부분의 최대 치수가 상기 제 1 부분의 최대 치수보다 더 크도록 구성되고, 상기 셀 리드의 상기 제 2 부분은 상기 버스바와 상기 제 3 방향으로 결합되어 있을 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 버스바는 상기 제 3 방향으로의 용접에 의하여 상기 제 2 부분과 전기적으로 연결될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배선 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 포함하고, 상기 버스바는 후크 구조 또는 열융착에 의하여 상기 PCB에 고정될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 PCB는 상기 PCB의 표면을 따라 연장되는 도전 라인을 포함하고, 상기 도전 라인은 복수의 버스바들과 전기적으로 연결될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배터리 셀은 상기 종방향 빔을 향하여 돌출되는 셀 리드를 포함하고, 상기 종방향 빔을 향하여 돌출되는 셀 리드의 제 2 부분은 상기 종방향 빔의 상부까지 연장될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 종방향 빔을 향하여 돌출되는 셀 리드의 상기 제 2 부분은 상기 제 3 방향에 있어서 상기 버스바와 중첩되도록 배치될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 한 쌍의 제 1 외벽들의 각각은 상기 제 1 방향으로 연장되는 외벽 본체; 및 이웃하는 배터리 셀들을 향하여 상기 외벽 본체로부터 돌출된 메사(mesa)부를 포함하고, 상기 메사부의 상부에 추가적인 배선 구조물을 더 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 메사부의 상부 표면은 상기 외벽 본체의 상부 표면보다 낮고, 상기 종방향 빔의 상부 표면과 실질적으로 동일한 높이를 가질 수 있다.

본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 서로 수직하는 제 1 방향, 제 2 방향, 및 제 3 방향으로 정의되는 수직 좌표계에서, 복수의 배터리 셀들을 직접 팩 케이스의 수납 공간 내에 배치하는 단계; 및 상기 복수의 배터리 셀들 중 이웃하는 적어도 두 개의 배터리 셀들의 상기 제 2 방향으로 돌출된 셀 리드들을 버스바(bus bar)를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 배터리 팩의 제조 방법을 제공한다. 이때, 상기 팩 케이스는 상기 제 1 방향으로 연장되는 한 쌍의 제 1 외벽들; 상기 제 2 방향으로 연장되며 상기 한 쌍의 제 1 외벽들과 함께 상기 팩 케이스의 상기 내부 공간을 정의하는 한 쌍의 제 2 외벽들; 및 상기 한 쌍의 제 1 외벽들 사이에서 상기 제 1 외벽들과 평행하게 연장되는 종방향 빔(longitudinal beam)을 포함하고, 상기 셀 리드들을 버스바를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계는 상기 셀 리드들의 각각을 상기 버스바와 상기 제 3 방향으로 용접하여 연결하는 단계를 포함하고, 상기 종방향 빔의 상부에는 상기 복수의 배터리 셀들과 전기적으로 연결되는 배선 구조물이 제공될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 셀 리드는 상대적으로 상기 커버에 가까운 제 1 부분 및 상대적으로 상기 커버로부터 더 멀리 이격된 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 1 방향에 있어서 상기 제 2 부분의 최대 치수가 상기 제 1 부분의 최대 치수보다 더 크고, 상기 제 2 부분은 상기 제 3 방향에 수직인 평면으로 구성될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배선 구조물은 상기 종방향 빔의 상면을 따라 상기 제 1 방향으로 연장되는 배선 기판; 및 상기 배선 기판 상에 결합된 상기 버스바를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 한 쌍의 제 1 외벽들의 각각은 상기 제 1 방향으로 연장되는 외벽 본체; 및 이웃하는 배터리 셀들을 향하여 상기 외벽 본체로부터 돌출된 메사(mesa)부를 포함하고, 상기 메사부의 상부에는 상기 복수의 배터리 셀들과 전기적으로 연결되는 추가적인 배선 구조물이 제공될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들을 직접 팩 케이스의 수납 공간 내에 배치하는 단계는 상기 복수의 배터리 셀들을 접착 수지로 상기 하부 케이스에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 배터리 팩 및 그의 제조 방법은 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적은 효과가 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 다른 효과들은 이하의 설명으로부터 본 개시의 예시적인 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적인 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 개시의 예시적인 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 요부를 나타낸 분리 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팩 케이스의 하부 케이스의 요부를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 1의 배터리 팩을 III-III' 선을 따라 절개한 단면의 요부를 나타낸 측단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 요부를 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 셀 리드 부분을 중심으로 상기 배터리 셀의 일부를 도시한 부분 확대도이다.

도 6은 상기 배터리 셀의 셀 리드 부분을 중심으로 상기 배터리 셀의 일부를 x 방향에서 바라본 부분 확대도이다.

도 7은 상기 배터리 셀의 셀 리드 부분을 중심으로 상기 배터리 셀의 일부를 y 방향에서 바라본 부분 확대도이다.

도 8은 상기 배터리 셀의 셀 리드 부분을 중심으로 상기 배터리 셀의 일부를 z 방향에서 바라본 부분 확대도이다.

도 9는 버스바에 의하여 전기적으로 연결된 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀들을 나타낸 사시도이다.

도 10은 도 9의 제 2 부분들 및 버스바를 X-X' 선을 따라 절개한 단면을 나타낸 단면도이다.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 셀들의 연결 관계를 나타낸 평면도들이다.

도 12는 본 발명의 추가적인 실시예들에 따른 배터리 셀들의 연결 관계를 나타낸 평면도이다.

도 13은 본 발명의 추가적인 실시예들에 따른 배터리 셀들의 연결 관계를 나타낸 평면도이다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법을 나타낸 사시도들이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.

첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 외측 표면을 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 요부를 나타낸 분리 사시도이다. 도 1에서는 상기 배터리 팩(10)이 서로 수직하면서 x축을 따르는 제 1 방향, y축을 따르는 제 2 방향, 및 z축을 따르는 제 3 방향으로 정의되는 수직 좌표계에서 정의되는 것으로 도시되었지만, 상기 제 1 방향, 제 2 방향, 및 제 3 방향은 서로 상대적으로 수직이면 되고 특별히 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 상기 배터리 팩(10)은 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 적층된 복수의 배터리 셀들(100) 및 상기 복수의 배터리 셀들(100)을 수납하는 팩 케이스(300)를 포함한다.

상기 팩 케이스(300)는 상기 복수의 배터리 셀들(100)을 수납할 수 있는 내부 공간(330)을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 팩 케이스(300)는 상기 내부 공간(330)을 정의하는 상부 케이스(310) 및 하부 케이스(320)를 포함할 수 있다.

도 1에는 명시적으로 도시되지 않았으나, 상기 팩 케이스(300)는 상기 복수의 배터리 셀들(100)을 외부의 전기 부하와 전기적으로 연결하는 도선이 배설되어 있을 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 하부 케이스(320)는 상단이 개방된 박스 형태를 포함할 수 있으며 상기 내부 공간(330)에 다수의 배터리 셀을 수납할 수 있다. 그리고, 상부 케이스(310)는 하부 케이스(320)의 상단 개방부를 커버하는 덮개 형태로 구성될 수 있다. 이때, 상부 케이스(310)는, 하단이 개방된 박스 형태로 구성될 수도 있다.

상기 팩 케이스(300)는, 플라스틱 또는 금속 재질을 포함할 수 있다. 그 밖에도, 상기 팩 케이스(300)는, 본 발명의 출원 시점에 공지된 배터리 팩의 다양한 외장재 재질을 채용할 수 있다.

상기 배터리 팩(10)은 배터리 관리 시스템을 더 포함할 수 있다. 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)은, 팩 케이스(300)의 내부 공간에 장착되며, 배터리 셀(100)의 충방전 동작이나 데이터 송수신 동작 등을 전반적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 배터리 관리 시스템은 모듈 단위가 아닌 팩 단위에 제공될 수 있다. 보다 구체적으로는, 배터리 관리 시스템은, 팩 전압 및 팩 전류를 통해 배터리 셀(100)의 충방전 상태, 전력 상태 및 성능 상태 등을 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 배터리 팩(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 차단 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 차단 유닛(battery disconnect unit, BDU)은, 배터리 팩(10)의 전력 용량과 기능을 관리하기 위해 배터리 셀들의 전기적 연결을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 배터리 차단 유닛은, 파워 릴레이와 전류 센서, 퓨즈 등을 포함할 수 있다. 배터리 차단 유닛 역시 모듈 단위가 아닌 팩 단위에 제공되는 구성으로서, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 차단 유닛이 채용될 수 있다.

이 밖에도, 상기 배터리 팩(10)은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 팩의 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 경우, 작업자가 수작업으로 서비스 플러그를 분리하여 전원을 차단할 수 있는 MSD(manual service disconnector)를 더 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팩 케이스(300)의 하부 케이스(320)의 요부를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 1의 배터리 팩(10)을 III-III' 선을 따라 절개한 단면의 요부를 나타낸 측단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 하부 케이스(320)는 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 연장되는 한 쌍의 제 1 외벽들(321)을 포함한다. 또, 상기 하부 케이스(320)는, 상기 제 2 방향(예를 들면 y축 방향)으로 연장되며 상기 한 쌍의 제 1 외벽들(321)과 함께 상기 팩 케이스(300)의 내부 공간(330)을 정의하는 한 쌍의 제 2 외벽들(322)을 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 외벽들(321)과 상기 제 2 외벽들(322)은 일체로 이루어질 수 있다.

상기 하부 케이스(320)는 상기 한 쌍의 제 1 외벽들(321) 사이에서 상기 제 1 외벽들(321)과 평행하게 연장되는 종방향 빔(longitudinal beam)(323)을 더 포함한다. 상기 종방향 빔(323)은 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 연장되어 상기 한 쌍의 제 2 외벽들(322)과 만날 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 종방향 빔(323)은 상기 제 2 외벽들(322)과 일체로 이루어질 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 종방향 빔(323)은 메사(mesa) 구조를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 종방향 빔(323)의 상부 표면은 상기 제 2 외벽들(322)의 상부 표면보다 낮을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 종방향 빔(323)의 측벽은 자신의 상부 표면에 대하여 하방으로 비스듬하게 연장될 수 있다. 다른 일부 실시예들에 있어서, 상기 종방향 빔(323)의 측벽은 자신의 상부 표면에 대하여 수직으로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 종방향 빔(323)의 측벽은 이웃하는 배터리 셀(100)의 엣지 모양에 대응되도록 구성될 수 있다.

상기 종방향 빔(323)은 상기 제 1 외벽들(321) 중 이웃하는 제 1 외벽(321)과 함께 배터리 셀들(100)이 수용될 수 있는 내부 공간(330)을 정의할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 하부 케이스(320)는 둘 이상의 종방향 빔들(323)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 팩 케이스(300)는 둘 이상의 종방향 빔들(323)을 포함할 수 있다. 상기 하부 케이스(320)가 둘 이상의 종방향 빔들(323)을 포함하는 경우, 이웃하는 두 종방향 빔들(323)은 배터리 셀들(100)이 수용될 수 있는 추가적인 내부 공간을 정의할 수 있다.

상기 한 쌍의 제 1 외벽들(321)의 각각은 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 연장되는 외벽 본체(3211) 및 상기 외벽 본체(3211)로부터 상기 외벽 본체(3211)에 이웃하는 배터리 셀들(100)을 향하여 돌출된 메사(mesa)부(3212)를 포함할 수 있다.

상기 메사부(3212)는 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 연장되어 상기 한 쌍의 제 2 외벽들(322)과 만날 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 메사부(3212)는 상기 외벽 본체(3211) 및/또는 상기 제 2 외벽들(322)과 일체로 이루어질 수 있다.

상기 메사부(3212)의 상부 표면은 상기 제 2 외벽들(322)의 상부 표면보다 낮을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 메사부(3212)의 상부 표면은 상기 종방향 빔(323)의 상부 표면과 동일 평면 상에 있을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 메사부(3212)의 상부 표면의 폭은 상기 종방향 빔(323)의 상부 표면의 폭보다 좁을 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 메사부(3212)의 측벽은 자신의 상부 표면에 대하여 하방으로 비스듬하게 연장될 수 있다. 다른 일부 실시예들에 있어서, 상기 메사부(3212)의 측벽은 자신의 상부 표면에 대하여 수직으로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 메사부(3212)의 측벽은 이웃하는 배터리 셀(100)의 엣지 모양에 대응되도록 구성될 수 있다.

상기 종방향 빔(323)의 상부 표면 위에는 배선 구조물(350)이 제공될 수 있다. 상기 배선 구조물(350)은 상기 배터리 셀들(100)을 전기적으로 연결하는 임의의 구조물일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 배선 구조물(350)은 상기 종방향 빔(323)을 따라 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 연장되는 배선 기판(352)을 포함할 수 있다. 상기 배선 기판(352)은 절연층 및 상기 절연층 위에 형성된 임의의 도전 라인들을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배선 구조물(350)은 상기 배선 기판(352) 상에 버스바들(200)을 더 포함할 수 있다. 상기 버스바(200)는 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 이웃하는 두 배터리 셀들(100)을 전기적으로 연결하는 임의의 도전체일 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 더욱 상세하게 설명한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배터리 셀(100)의 셀 리드들(110) 중 상기 종방향 빔(323)을 향하여 돌출된 셀 리드(110)는 상기 종방향 빔(323)의 상부까지 연장될 수 있다. 구체적으로, 상기 종방향 빔(323)을 향하여 돌출된 셀 리드(110)의 제 2 부분(112)은 상기 종방향 빔(323)의 상부까지 연장될 수 있다. 나아가, 상기 종방향 빔(323)을 향하여 돌출된 셀 리드(110)의 제 2 부분(112)은 상기 종방향 빔(323)의 상부에서 상기 버스바(200)와 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)으로 결합될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 외벽들(321)의 메사부(3212)의 상부 표면 상에도 추가적인 배선 구조물(350)이 제공될 수 있다. 상기 메사부(3212) 상의 배선 구조물(350)도 배선 기판(352) 및 버스바들(200)을 포함할 수 있다.

상기 하부 케이스(320)는 바닥부(326)를 더 포함한다. 상기 바닥부(326)는 상기 한 쌍의 제 1 외벽들(321), 상기 한 쌍의 제 2 외벽들(322), 및 상기 종방향 빔(323)의 하부에 제공된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 바닥부(326)는 상기 한 쌍의 제 1 외벽들(321), 상기 한 쌍의 제 2 외벽들(322), 및 상기 종방향 빔(323) 중의 하나 이상과 일체로 구성될 수 있다.

상기 배터리 셀들(100)은 접착 수지(328)에 의하여 상기 하부 케이스(320)와 결합될 수 있다. 상기 접착 수지(328)로는 열전도성을 가지면서 접착성을 갖는 임의의 물질이 이용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 접착 수지(328)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘(silicone)계 수지, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 접착 수지(328)의 두께는 약 0.8 mm 내지 약 1.2 mm일 수 있다. 상기 접착 수지(328)의 두께가 너무 얇으면 충분한 방열 효과와 고정력을 기대하기 어렵다. 상기 접착 수지(328)의 두께가 너무 두꺼우면 증가하는 비용에 대비하여 효과가 포화되기 때문에 경제적으로 불리하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(100)의 요부를 도시한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 배터리 셀(100)은 전극 조립체(101), 상기 전극 조립체(101)를 둘러싸는 커버(105), 및 상기 커버(105)의 일측으로부터 상기 제 2 방향(예를 들면, y 방향)으로 돌출된 셀 리드(110)를 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배터리 셀(100)은 파우치형 배터리 셀일 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 배터리 셀(100)은 각형 배터리 셀일 수도 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배터리 셀(100)은 얇은 판상 몸체를 갖는 것으로서, 바람직하게 파우치 셀의 구조로 이루어질 수 있다. 상기 파우치 셀은 양극, 세퍼레이터 및 음극이 교대로 적층되어 상기 전극 조립체(101)를 구성하고 적어도 일측으로 전극탭이 인출되어 상기 셀 리드(110)와 연결된 구조로 이루어질 수 있다. 상기 양극 및 음극은 집전체의 적어도 한면에 전극 활물질, 바인더 수지, 도전제 및 기타 첨가제 등의 슬러리를 도포함으로써 제조될 수 있다. 상기 전극 활물질은, 양극의 경우, 리튬 함유 전이금속 산화물과 같은 통상의 양극 활물질이 사용될 수 있고, 음극의 경우에는 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 리튬 금속, 탄소재 및 금속 화합물 또는 이들의 혼합물과 같은 통상의 음극 활물질이 사용될 수 있다. 또한, 상기 세퍼레이터로는 리튬 이차전지에 사용되는 통상의 다공성 고분자 필름이 채용 가능하다.

상기 전극 조립체(101)와 함께 상기 커버(105) 내에 수용되는 전해액으로는 통상의 리튬 이차전지용 전해액이 채용될 수 있다. 상기 커버(105)는 시트 소재로 형성되는 것으로서, 전극 조립체(101)를 수용하기 위한 수납부를 구비한다. 바람직하게, 커버(105)는 시트 소재가 소정 형상으로 가공되어 형성된 제1 케이스와 제2 케이스가 결합되어 형성된다. 커버(105)를 이루는 시트 소재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)나 나일론(Nylon) 등의 절연물질로 이루어진 최외곽의 외부수지층과, 기계적 강도를 유지하고 수분 및 산소의 침투를 막아주는 알루미늄 소재의 금속층과, 열접착성을 가져 실링재 역할을 하는 폴리올레핀(polyolefin)계 재료로 이루어진 내부수지층이 적층된 다층 구조로 구성되어 있다.

상기 커버(105)를 이루는 시트 소재는 필요에 따라 상기 내부 수지층과 금속층, 상기 외부 수지층과 금속층 사이에는 소정의 접착 수지층이 개재될 수 있다. 상기 접착 수지층은 이종 재료 간의 원활한 부착을 위한 것으로서 단층 또는 다층으로 형성되고, 그 재료는 통상적으로 폴리올레핀계 수지가 사용되거나 원활한 가공을 위해 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있으며, 이들의 혼합물도 채용 가능하다.

상기 배터리 셀(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제 1 방향(예를 들면, x 방향)에 수직인 두 주표면들(S1, S2)을 갖는다. 즉, 상기 배터리 셀(100)은 도 4의 yz 평면을 따라 연장되고 서로 평행한 제 1 주표면(S1) 및 제 2 주표면(S2)을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(100)의 셀 리드(110) 부분을 중심으로 상기 배터리 셀(100)의 일부를 도시한 부분 확대도이다.

도 5를 참조하면, 상기 셀 리드(110)는 커버(105)의 일측으로부터 상기 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 돌출되며, 제 1 부분(111)과 제 2 부분(112)을 포함한다. 상기 제 1 부분(111)은 상기 제 2 부분(112)에 비하여 상대적으로 상기 커버(105)에 가깝게 위치할 수 있다. 또, 상기 제 2 부분(112)은 상기 제 2 방향에 있어서 상기 셀 리드(110)의 최선단일 수 있다.

상기 제 1 부분(111)과 상기 제 2 부분(112)은 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 부분(111)과 상기 제 2 부분(112)은 서로 직접 접촉할 수 있으나, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 부분(111)과 상기 제 2 부분(112)은 일체로 형성되어(integrated) 있을 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 부분(111)은 대체로 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)에 수직인 평면을 주평면으로 갖는 평판 형태를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 2 부분(112)은 상기 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)에 수직인 평면으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제 2 부분(112)이 상기 제 3 방향에 수직인 평면으로 구성된다는 것은 상기 제 2 부분(112)의 상부면 및 하부면이 상기 제 3 방향에 수직이면서 상기 상부면 및 하부면 내에 관통공을 포함하지 않음을 의미한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 2 부분(112)의 상부면 및 하부면은 상기 제 3 방향에 수직이면서 상기 상부면 및 하부면 내에 관통공을 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 2 부분(112)의 상부면 및 하부면은 상기 제 3 방향에 수직이면서 상기 상부면 및 하부면 내에 관통공을 포함할 수 있다.

도 6은 상기 배터리 셀(100)의 셀 리드(110) 부분을 중심으로 상기 배터리 셀(100)의 일부를 x 방향에서 바라본 부분 확대도이다.

도 6을 참조하면, 상기 셀 리드(110)의 상기 제 1 부분(111)은 제 1 상면(111a)과 제 1 하면(111b)을 갖는다. 또, 셀 리드(110)의 상기 제 2 부분(112)은 제 2 상면(112a)과 제 2 하면(112b)을 갖는다. 여기서 '상면'과 '하면'은 상대적인 개념으로서 상대적으로 윗쪽에 위치한 것을 '상면'으로, 상대적으로 아래쪽에 위치한 것을 '하면'으로 정의할 수도 있고, 둘 중 하나를 '상면'으로 나머지 하나를 '하면'으로 정의할 수도 있다.

상기 제 1 부분(111)에 대하여 중심선(CL)이 정의될 수 있다. 상기 중심선(CL)은 상기 제 1 부분(111)을 제 3 방향(예를 들면, z축 방향)으로 2등분하는 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)의 직선이다.

상기 제 3 방향에 있어서, 상기 중심선(CL)은 상기 제 2 부분(112)의 제 2 상면(112a)과 상기 제 2 하면(112b) 사이에 위치할 수 있다.

상기 제 3 방향에 있어서, 상기 제 1 부분(111)은 제 1 치수(H1)을 갖고 상기 제 2 부분(112)은 상기 제 1 치수(H1)보다 작은 제 2 치수(H2)를 갖는다. 상기 제 2 치수(H2)는, 예를 들면 상기 제 1 치수(H1)의 약 0.5% 내지 약 50%일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 2 치수(H2)는 상기 제 1 치수(H1)의 약 0.5% 내지 약 50%, 약 1% 내지 약 48%, 약 1.5% 내지 약 45%, 약 2% 내지 약 43%, 약 2.5% 내지 약 40%, 약 3% 내지 약 38%, 약 3.5% 내지 약 35%, 약 4% 내지 약 33%, 약 4.5% 내지 약 30%, 약 5% 내지 약 28%, 약 5.5% 내지 약 25%, 약 6% 내지 약 23%, 약 6.5% 내지 약 20%, 약 7% 내지 약 18%, 약 7.5% 내지 약 15%, 약 8% 내지 약 13%, 약 8.5% 내지 약 10%, 또는 이 수치들 중 임의의 두 수치들 사이의 범위를 가질 수 있다.

상기 제 1 치수(H1)에 비하여 상기 제 2 치수(H2)가 너무 작으면 상기 제 2 부분(112)의 기계적 강도가 미흡하여 쉽게 손상될 수 있다. 상기 제 1 치수(H1)에 비하여 상기 제 2 치수(H2)가 너무 크면 배터리 셀(100)의 무게가 불필요하게 증가할 수 있다.

도 7은 상기 배터리 셀(100)의 셀 리드(110) 부분을 중심으로 상기 배터리 셀(100)의 일부를 y 방향에서 바라본 부분 확대도이다.

도 7을 참조하면, 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)에 있어서 상기 셀 리드(110)의 상기 제 1 부분(111)은 제 1 최대 치수(d1)를 갖고, 상기 셀 리드(110)의 상기 제 2 부분(112)은 제 2 최대 치수(d2)를 갖는다. 상기 제 2 최대 치수(d2)는 상기 제 1 최대 치수(d1)보다 더 크다. 예를 들면, 상기 제 2 최대 치수(d2)는 상기 제 1 최대 치수(d1)의 약 2배 내지 약 20배일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 2 최대 치수(d2)는 상기 제 1 최대 치수(d1)의 약 2배 내지 약 20배, 약 2.5배 내지 약 19.5배, 약 3배 내지 약 19배, 약 3.5배 내지 약 18.5배, 약 4배 내지 약 18배, 약 4.5배 내지 약 17.5배, 약 5배 내지 약 17배, 약 5.5배 내지 약 16.5배, 약 6배 내지 약 16배, 약 6.5배 내지 약 15.5배, 약 7배 내지 약 15배, 약 7.5배 내지 약 14.5배, 약 8배 내지 약 14배, 약 8.5배 내지 약 13.5배, 약 9배 내지 약 13배, 약 9.5배 내지 약 12.5배, 약 10배 내지 약 12배, 약 10.5배 내지 약 11.5배, 또는 이 수치들 중 임의의 두 수치들 사이의 범위를 가질 수 있다.

만일 상기 제 1 최대 치수(d1)에 비하여 상기 제 2 최대 치수(d2)가 너무 작으면, 추후 설명할 버스바(bus bar)와 상기 제 2 부분(112)의 용접이 용이하지 않을 수 있다. 만일 상기 제 1 최대 치수(d1)에 비하여 상기 제 2 최대 치수(d2)가 너무 크면, 상기 배터리 셀(100)의 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)의 두께가 과도하게 증가하여 에너지 밀도가 저하될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)에 있어서 상기 제 2 부분(112)이 갖는 제 2 최대 치수(d2)는 상기 배터리 셀(100)의 제 1 주표면(S1)과 제 2 주표면(S2) 사이에서 정의되는 셀 두께(d3)보다 더 클 수 있다. 다른 일부 실시예들에 있어서, 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)에 있어서 상기 제 2 부분(112)이 갖는 제 2 최대 치수(d2)는 상기 배터리 셀(100)의 제 1 주표면(S1)과 제 2 주표면(S2) 사이에서 정의되는 셀 두께(d3)보다 더 작을 수 있다.

도 8은 상기 배터리 셀(100)의 셀 리드(110) 부분을 중심으로 상기 배터리 셀(100)의 일부를 z 방향에서 바라본 부분 확대도이다.

도 8을 참조하면, 상기 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)에 수직인 평면(예를 들면 xy 평면)에 내린 상기 제 2 부분(112)의 사영(projection)은 원형의 형태를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 xy 평면에 내린 상기 제 2 부분(112)의 사영은 원형 이외에 타원, 다각형(예를 들면, 사각형, 오각형, 육각형 등), 기타 임의의 형태를 가질 수 있다. 다만, 상기 사영은 추후 버스바와의 용접에 이용될 수 있는 용접 방법의 다양성, 구조적 안정성, 취급의 용이성 등의 측면에서 원형의 형태를 갖는 것이 유리할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 사영이 원형인 경우 상기 제 2 부분(112)은 원기둥 또는 원뿔대의 형태를 가질 수 있다. 상기 사영이 다각형인 경우 상기 제 2 부분(112)은 다각기둥 또는 다각뿔대의 형태를 가질 수 있다.

상기 제 2 부분(112)의 사영의 면적은 상기 제 1 부분(111)의 사영의 면적의 약 2 배 내지 약 20배일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 2 부분(112)의 사영의 면적은 상기 제 1 부분(111)의 사영의 면적의 약 2 배 내지 약 20배, 약 2.5 배 내지 약 19배, 약 3 배 내지 약 18배, 약 3.5 배 내지 약 17배, 약 4 배 내지 약 16배, 약 4.5 배 내지 약 15배, 약 5 배 내지 약 14배, 약 5.5 배 내지 약 13배, 약 6 배 내지 약 12배, 약 6.5 배 내지 약 11배, 약 7 배 내지 약 10배, 약 7.5 배 내지 약 9배, 또는 이 수치들 중 임의의 두 수치들 사이의 범위를 가질 수 있다.

만일 상기 제 2 부분(112)의 사영의 면적이 상기 제 1 부분(111)의 사영의 면적에 비하여 너무 작으면 추후 설명할 버스바와 상기 제 2 부분(112)의 용접이 용이하지 않을 수 있다. 만일 상기 제 2 부분(112)의 사영의 면적이 상기 제 1 부분(111)의 사영의 면적에 비하여 너무 크면 배터리 셀(100)의 무게가 불필요하게 증가할 수 있다.

상기 배터리 셀들(100)은 셀 리드(110)의 제 2 부분(112)이 상기 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)에 수직인 평면 형상을 갖기 때문에 팩 케이스(300)에 배터리 셀들(100)을 결합한 이후에 전기적으로 상호 연결을 하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 팩은 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적다.

도 9는 버스바(200)에 의하여 전기적으로 연결된 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀들(100_1, 100_2)을 나타낸 사시도이다.

도 9를 참조하면, 제 1 배터리 셀(100_1)의 셀 리드(110_1)는 제 1 부분(111_1)과 제 2 부분(112_1)을 포함하고, 제 2 배터리 셀(100_2)의 셀 리드(110_2)는 제 1 부분(111_2)과 제 2 부분(112_2)을 포함한다.

상기 제 1 배터리 셀(100_1)의 셀 리드(110_1)와 제 2 배터리 셀(100_2)의 셀 리드(110_2)는 버스바(200)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제 1 배터리 셀(100_1)의 제 2 부분(112_1)과 제 2 배터리 셀(100_2)의 제 2 부분(112_2)은 버스바(200)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 버스바(200)에 의하여 전기적으로 연결되는 제 1 배터리 셀(100_1)의 셀 리드(110_1)와 제 2 배터리 셀(100_2)의 셀 리드(110_2)는 서로 동일한 극성을 가질 수도 있고, 서로 다른 극성을 가질 수도 있다.

상기 버스바(200)는 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 연장되도록 배치될 수 있으며, 제 1 배터리 셀(100_1)의 제 2 부분(112_1)과 제 2 배터리 셀(100_2)의 제 2 부분(112_2)의 각각의 하면과 접촉하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 버스바(200)는 제 1 방향으로 연장되는 스트립 형태를 가질 수 있다. 이 때, 상기 버스바(200)의 평탄면은 상기 제 1 배터리 셀(100_1)의 제 2 부분(112_1)과 제 2 배터리 셀(100_2)의 제 2 부분(112_2)과 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)으로 마주할 수 있다.

상기 버스바(200)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 종방향 빔(323)의 상부에 배치된 배선 기판(352) 상에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 버스바(200)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 메사부(3212)의 상부에 배치된 배선 기판(352) 상에 제공될 수 있다.

제 1 배터리 셀(100_1)의 셀 리드(110_1)와 제 2 배터리 셀(100_2)의 셀 리드(110_2)는 상기 종방향 빔(323)의 상부까지 연장될 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 배터리 셀(100_1)의 셀 리드(110_1)와 제 2 배터리 셀(100_2)의 셀 리드(110_2)는 상기 종방향 빔(323)의 상부에서 상기 버스바(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.

도 10은 도 9의 제 2 부분들(112_1, 112_2) 및 버스바(200)를 X-X' 선을 따라 절개한 단면을 나타낸 단면도이다.

도 10을 참조하면, 상기 버스바(200)는 상기 제 2 부분들(112_1, 112_2)과 오버랩되는 부분에서 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)으로 오목한 리세스(R)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 리세스(R)는 상기 버스바(200)와 상기 제 2 부분들(112_1, 112_2)을 제 3 방향으로 용접한 결과로서 생성된 것일 수 있다. 다만, 상기 리세스(R)는 용접에 의해 상기 버스바(200)와 상기 제 2 부분들(112_1, 112_2)의 접촉 부위가 부분적으로 용융되었다가 응고된 결과물이기 때문에, 경우에 따라 용융 및 응고의 흔적으로서 나타날 수 있다.

도 10에서는 상기 리세스(R)가 상기 버스바(200)의 평탄면과 연속하여 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 경우에 따라 상기 리세스(R) 주위에 약간의 융기부가 형성되어 있을 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 용접 방법에 따라 상기 리세스(R)는 명확한 계면으로 확인되지 않을 수 있다.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 셀들(100)의 연결 관계를 나타낸 평면도들이다.

도 11a를 참조하면, 복수의 배터리 셀들(100)이 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 적층되어 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들(100) 사이에는 배터리 셀들(100) 사이의 열전달들 저감시키는 방열 패드가 더 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들(100) 사이에는 배터리 셀(100)을 개별적으로 수납하는 카트리지의 일부가 삽입될 수 있다.

상기 복수의 배터리 셀들(100)은 버스바(200)에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들(100)은 직렬적으로 연결될 수 있다. 즉, 하나의 배터리 셀(100)의 캐소드는 이웃하는 배터리 셀의 애노드와 버스바(200)를 통해 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들(100)은 하나씩 버스바(200)에 의하여 지그재그(zigzag)로 연결될 수 있다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(100)의 셀 리드(110)는 제 2 방향(예를 들면 y축 방향)으로 돌출되고, 상기 셀 레드(110)는 상기 제 2 부분(112)이 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 연장되는 버스바(200)와 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)으로 중첩되도록 배치된다. 상기 셀 리드(110)와 상기 버스바(200)는 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)으로의 용접에 의하여 상호 결합될 수 있다. 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 연장되는 상기 버스바(200)는 이웃하는 다른 배터리 셀(100)의 셀 리드(110)와 동일한 방식으로 결합될 수 있다.

도 12는 본 발명의 추가적인 실시예들에 따른 배터리 셀들(100)의 연결 관계를 나타낸 평면도이다. 도 12에 도시된 실시예는 상기 버스바들(200)이 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)(352) 상에 제공된 점을 제외하면 도 11a에 도시된 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서 이하에서는 이러한 차이점을 중심으로 설명하고 중복되는 설명은 생략한다.

도 12를 참조하면, 상기 버스바들(200)은 상기 PCB(352)의 일 표면 상에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 버스바들(200)은 상기 PCB(352)에 의하여 지지될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 버스바들(200)은 상기 PCB(352) 상에 고정될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 버스바들(200)은 상기 PCB(352) 상에 후크(hook) 구조 또는 열 융착에 의하여 고정될 수 있다. 그러나 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

상기 PCB(352) 상에 제공된 버스바들(200)은 상기 PCB(352)의 표면을 따라 연장되는 도전 라인(355)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전 라인(355)은 전기저항이 낮은 임의의 금속 물질일 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.

도 12에 도시된 도전 라인(355)의 형상은 상기 PCB(352)의 표면을 따라 연장되는 것을 나타낼 뿐이며, 본 발명이 반드시 도 12에 도시된 연결 관계에 한정되는 것은 아니다.

상기 도전 라인(355)은 상기 배터리 셀들(100)을 외부의 부하와 전기적으로 연결하는 커넥터(357)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 커넥터(357)는 상기 PCB(352)의 직접 위에 제공될 수도 있고 상기 PCB(352)로부터 이격되어 제공될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예인 도 11b를 참조하면, 상기 복수의 배터리 셀들(100)은 제 1 그룹(G1)의 배터리 셀들(100), 제 2 그룹(G2)의 배터리 셀들(100), 제 3 그룹(G3)의 배터리 셀들(100), . . . , 및 제 n 그룹(Gn)의 배터리 셀들(100)을 포함할 수 있다. 동일 그룹 내의 배터리 셀들(100)은 애노드와 캐소드의 방향이 서로 동일할 수 있다.

도 11b에 도시된 바와 같이, 제 1 그룹(G1)의 배터리 셀들(100)의 애노드들(110a)과 캐소드들(110c)이 각각 일직선 상에 배치될 수 있다. 또, 상기 제 1 그룹(G1)의 배터리 셀들(100)에 이웃하는 제 2 그룹(G2)의 배터리 셀들(100)의 애노드들(110a)과 캐소드들(110c)이 각각 일직선 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제 1 그룹(G1)의 배터리 셀들(100)의 캐소드들(110c)은 제 2 그룹(G2)의 배터리 셀들(100)의 애노드들(110a)과 일직선 상에 배치될 수 있으며, 이들은 하나의 버스바(200)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

또, 상기 제 2 그룹(G2)의 배터리 셀들(100)에 이웃하는 제 3 그룹(G3의 배터리 셀들(100)의 애노드들(110a)과 캐소드들(110c)이 각각 일직선 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제 2 그룹(G2)의 배터리 셀들(100)의 캐소드들(110c)은 제 3 그룹(G3)의 배터리 셀들(100)의 애노드들(110a)과 일직선 상에 배치될 수 있으며, 이들은 하나의 버스바(200)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제 1 그룹(G1)의 배터리 셀들(100), 제 2 그룹(G2)의 배터리 셀들(100), 제 3 그룹(G3)의 배터리 셀들(100), . . . , 및 제 n 그룹(Gn)의 배터리 셀들(100)은 상기 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 배열될 수 있다.

도 11c에 도시된 실시예에서는 하나의 그룹 내에 세 개의 배터리 셀들이 포함되는 점을 제외하면 도 11b에 도시된 실시예와 실질적으로 동일하다.

도 11c를 참조하면, 제 1 그룹(G1)의 배터리 셀들(100)의 애노드들(110a)과 캐소드들(110c)이 각각 일직선 상에 배치될 수 있다. 또, 상기 제 1 그룹(G1)의 배터리 셀들(100)에 이웃하는 제 2 그룹(G2)의 배터리 셀들(100)의 애노드들(110a)과 캐소드들(110c)이 각각 일직선 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제 1 그룹(G1)의 배터리 셀들(100)의 애노드들(110a)은 제 2 그룹(G2)의 배터리 셀들(100)의 캐소드들(110c)과 일직선 상에 배치될 수 있으며, 이들은 하나의 버스바(200)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

도 11b 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 둘 이상의 배터리 셀들(100)이 하나의 그룹으로서 병렬 연결되는 경우에도 셀 리드들(110)이 절곡될 필요가 없어 부품들의 신뢰성이 크게 향상될 수 있다. 또한, PCB와 같은 기판 상에 배치된 버스바와의 단순 결합에 의해 배터리들이 연결될 수 있기 때문에 부품수가 감소한다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 팩은 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적다.

도 13은 본 발명의 추가적인 실시예들에 따른 배터리 셀들(100)의 연결 관계를 나타낸 평면도이다.

도 13을 참조하면, 상기 복수의 배터리 셀들(100)은 각각 제 1 방향(예를 들면 x축 방향)으로 적층 배열된 제 1 셀 스택(ST1)과 제 2 셀 스택(ST2)을 포함한다. 상기 제 1 셀 스택(ST1)의 배터리 셀들(100)은 상기 제 2 방향(예를 들면 y축 방향)으로 연장되며 상기 제 2 방향(예를 들면 y축 방향)으로의 양단에 각각 셀 리드(110)를 포함한다. 상기 제 2 셀 스택(ST2)의 배터리 셀들(100)은 상기 제 2 방향(예를 들면 y축 방향)으로 연장되며 상기 제 2 방향(예를 들면 y축 방향)으로의 양단에 각각 셀 리드(110)를 포함한다.

상기 제 1 셀 스택(ST1)과 상기 제 2 셀 스택(ST2)은 제 2 방향(예를 들면 y축 방향)으로 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제 1 셀 스택(ST1)의 배터리 셀들의 일측의 셀 리드들(110)은 상기 제 2 셀 스택(ST2)과 마주할 수 있으며, 제 1 버스바들(200a)에 의하여 연결될 수 있다. 상기 제 2 셀 스택(ST2)의 배터리 셀들의 일측의 셀 리드들(110)은 상기 제 1 셀 스택(ST1)과 마주할 수 있으며, 제 2 버스바들(200b)에 의하여 연결될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 셀 스택(ST1)의 배터리 셀들(100)의 전기적 연결과 상기 제 2 셀 스택(ST2)의 배터리 셀들(100)의 전기적 연결을 위하여, 상기 제 1 셀 스택(ST1)과 상기 제 2 셀 스택(ST2)은 하나의 PCB(352)를 공유할 수 있다.

상기 제 1 버스바들(200a)과 상기 제 2 버스바들(200b)은 하나의 PCB(352) 상에 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 버스바들(200a)은 상기 PCB(352)의 일측 엣지를 따라 한 줄로 배열될 수 있고, 상기 제 2 버스바들(200b)은 상기 PCB(352)의 타측 엣지를 따라 한 줄로 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 버스바들(200a)과 상기 제 2 버스바들(200b)은 서로 평행하게 배치될 수 있다.

상기 제 1 셀 스택(ST1)과 상기 제 2 셀 스택(ST2)의 배터리 셀들(100)은 셀 리드(110)의 제 2 부분(112)이 상기 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)에 수직인 평면 형상을 갖기 때문에 팩 케이스(300)에 배터리 셀들(100)을 결합한 이후에 전기적으로 상호 연결을 하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 팩은 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 제조 방법을 나타낸 사시도들이다.

도 14및 도 15a를 참조하면, 복수의 배터리 셀들(100)을 직접 팩 케이스(300) 내에 배치할 수 있다(S10). 여기서, 상기 복수의 배터리 셀들(100)을 직접 팩 케이스(300) 내에 배치한다는 것은 상기 복수의 배터리 셀들(100)을 모듈로 구성함이 없이 상기 팩 케이스(300) 내에 배치함을 의미한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들(100)은 하나씩 개별적으로 상기 팩 케이스(300) 내에 배치될 수 있다. 다른 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들(100)은 둘 이상 적층한 후 상기 팩 케이스(300) 내에 배치될 수 있다.

상기 복수의 배터리 셀들(100)을 상기 팩 케이스(300) 내에 배치하기 전에, 상기 팩 케이스(300)의 하부 케이스(320)의 바닥에는 접착 수지(328)의 층이 형성될 수 있다. 상기 접착 수지(328)는, 예를 들면, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘(silicone)계 수지, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 접착 수지(328)의 층의 두께는 약 0.8 mm 내지 약 1.2 mm일 수 있다. 상기 접착 수지(328)의 층은 상기 복수의 배터리 셀들(100)이 배치되는 위치에 형성될 수 있다.

이후, 상기 배터리 셀들(100)의, 상기 하부 케이스(320)의 바닥을 향하는 엣지가 상기 접착 수지(328)의 층과 접촉하도록 상기 배터리 셀들(100)을 직접 상기 하부 케이스(320) 내에 배치할 수 있다.

상기 배터리 셀들(100)을 상기 팩 케이스(300) 내에 배치하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 알려진 임의의 방법에 의하여 팩 케이스(300) 내에 배치할 수 있다. 상기 하부 케이스(320)의 구성에 대해서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하였으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 또, 각 배터리 셀들(100)의 구체적인 구성은 도 4 내지 도 10를 참조하여 설명하였으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

도 14 및 도 15b를 참조하면, 이웃하는 두 배터리 셀들(100)의 제 2 방향(예를 들면 y축 방향)으로 돌출된 셀 리드들(110_1, 110_2)을 버스바(200)와 전기적으로 연결할 수 있다(S20). 상기 셀 리드들(110_1, 110_2)은 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)으로의 용접에 의해 버스바(200)와 연결될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 버스바(200)는 상기 복수의 배터리 셀들(100)이 상기 팩 케이스(300) 내에 배치되기 전에 이미 상기 팩 케이스(300) 내에 배치되어 있을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 버스바(200)는 상기 복수의 배터리 셀들(100)이 상기 팩 케이스(300) 내에 배치된 후에 상기 셀 리드들(110_1, 110_2) 상에 배치될 수 있다. 이후 상기 버스바(200)는 상기 셀 리드들(110_1, 110_2)과 용접될 수 있다. 용접 방법은 알려진 임의의 방법을 채용할 수 있으며 특별히 한정되지 않는다.

상기 배터리 셀들(100)은 셀 리드(110)의 제 2 부분(112)이 상기 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)에 수직인 평면 형상을 갖기 때문에 팩 케이스(300)에 배터리 셀들(100)을 결합한 이후에 전기적으로 상호 연결을 하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 팩은 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적다.

이후 상기 배터리 셀들(100)을 덮도록 상부 케이스(310)를 상기 하부 케이스(320)와 결합할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 팩(10)은, 배터리 셀(100)의 셀 리드(110)를 팩 케이스(300), 특히 하부 케이스(320) 상에 배치된 버스바(200)와 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)으로 중첩되도록 배치하고 상기 제 3 방향(예를 들면 z축 방향)으로 단순 용접하여 전기적 연결을 완성하기 때문에 부품 수가 간단하여 저렴하게 제조 가능하고, 생산성이 우수하며, 제품 고장의 우려가 적다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (15)

1. 서로 수직하는 제 1 방향, 제 2 방향, 및 제 3 방향으로 정의되는 수직 좌표계에서,

   상기 제 1 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀들;

   상기 복수의 배터리 셀들을 수용할 수 있는 내부 공간을 포함하는 팩 케이스; 및

   상기 팩 케이스 상에 제공된 배선 구조물;

   을 포함하고,

   상기 배터리 셀들 중 이웃하는 적어도 두 개의 배터리 셀들의 각각은 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 둘러싸는 커버, 및 상기 커버의 일측으로부터 상기 제 2 방향으로 돌출된 셀 리드를 포함하고,

   상기 셀 리드는 상대적으로 상기 커버에 가까운 제 1 부분 및 상대적으로 상기 커버로부터 더 멀리 이격된 제 2 부분을 포함하고,

   상기 팩 케이스는:

   상기 제 1 방향으로 연장되는 한 쌍의 제 1 외벽들;

   상기 제 2 방향으로 연장되며 상기 한 쌍의 제 1 외벽들과 함께 상기 팩 케이스의 내부 공간을 정의하는 한 쌍의 제 2 외벽들; 및

   상기 한 쌍의 제 1 외벽들 사이에서 상기 제 1 외벽들과 평행하게 연장되는 종방향 빔(longitudinal beam);

   을 포함하고,

   상기 배선 구조물은 배선 기판 및 상기 배선 기판 상에서 상기 제 1 방향으로 연장되는 복수의 버스바들을 포함하고,

   상기 버스바들의 각각은 상기 제 1 방향으로의 연장에 의하여 이웃하는 상기 제 2 부분들을 서로 전기적으로 연결하도록 구성된 배터리 팩.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배선 구조물은 상기 종방향 빔의 상부면 위에 제공된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 셀 리드는 상기 제 1 방향에 있어서 상기 제 2 부분의 최대 치수가 상기 제 1 부분의 최대 치수보다 더 크도록 구성되고,

   상기 셀 리드의 상기 제 2 부분은 상기 버스바와 상기 제 3 방향으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 버스바는 상기 제 3 방향으로의 용접에 의하여 상기 제 2 부분과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 배선 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 포함하고,

   상기 버스바는 후크 구조 또는 열융착에 의하여 상기 PCB에 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 PCB는 상기 PCB의 표면을 따라 연장되는 도전 라인을 포함하고,

   상기 도전 라인은 복수의 버스바들과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 배터리 셀은 상기 종방향 빔을 향하여 돌출되는 셀 리드를 포함하고,

   상기 종방향 빔을 향하여 돌출되는 셀 리드의 제 2 부분은 상기 종방향 빔의 상부까지 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 종방향 빔을 향하여 돌출되는 셀 리드의 상기 제 2 부분은 상기 제 3 방향에 있어서 상기 버스바와 중첩되도록 배치된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 제 1 외벽들의 각각은:

   상기 제 1 방향으로 연장되는 외벽 본체; 및

   이웃하는 배터리 셀들을 향하여 상기 외벽 본체로부터 돌출된 메사(mesa)부;

   를 포함하고,

   상기 메사부의 상부에 추가적인 배선 구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 메사부의 상부 표면은 상기 외벽 본체의 상부 표면보다 낮고, 상기 종방향 빔의 상부 표면과 실질적으로 동일한 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
11. 서로 수직하는 제 1 방향, 제 2 방향, 및 제 3 방향으로 정의되는 수직 좌표계에서,

    복수의 배터리 셀들을 직접 팩 케이스의 수납 공간 내에 배치하는 단계; 및

    상기 복수의 배터리 셀들 중 이웃하는 적어도 두 개의 배터리 셀들의 상기 제 2 방향으로 돌출된 셀 리드들을 버스바(bus bar)를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계;

    를 포함하고,

    상기 팩 케이스는:

    상기 제 1 방향으로 연장되는 한 쌍의 제 1 외벽들;

    상기 제 2 방향으로 연장되며 상기 한 쌍의 제 1 외벽들과 함께 상기 팩 케이스의 상기 내부 공간을 정의하는 한 쌍의 제 2 외벽들; 및

    상기 한 쌍의 제 1 외벽들 사이에서 상기 제 1 외벽들과 평행하게 연장되는 종방향 빔(longitudinal beam);

    을 포함하고,

    상기 셀 리드들을 버스바를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계는 상기 셀 리드들의 각각을 상기 버스바와 상기 제 3 방향으로 용접하여 연결하는 단계를 포함하고,

    상기 종방향 빔의 상부에는 상기 복수의 배터리 셀들과 전기적으로 연결되는 배선 구조물이 제공되는 배터리 팩의 제조 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 셀 리드는 상대적으로 상기 커버에 가까운 제 1 부분 및 상대적으로 상기 커버로부터 더 멀리 이격된 제 2 부분을 포함하고,

    상기 제 1 방향에 있어서 상기 제 2 부분의 최대 치수가 상기 제 1 부분의 최대 치수보다 더 크고, 상기 제 2 부분은 상기 제 3 방향에 수직인 평면으로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 배선 구조물은:

    상기 종방향 빔의 상면을 따라 상기 제 1 방향으로 연장되는 배선 기판; 및

    상기 배선 기판 상에 결합된 상기 버스바;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 한 쌍의 제 1 외벽들의 각각은:

    상기 제 1 방향으로 연장되는 외벽 본체; 및

    이웃하는 배터리 셀들을 향하여 상기 외벽 본체로부터 돌출된 메사(mesa)부;

    를 포함하고,

    상기 메사부의 상부에는 상기 복수의 배터리 셀들과 전기적으로 연결되는 추가적인 배선 구조물이 제공되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조 방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 복수의 배터리 셀들을 직접 팩 케이스의 수납 공간 내에 배치하는 단계는 상기 복수의 배터리 셀들을 접착 수지로 상기 하부 케이스에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조 방법.

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