KR102034208B1 - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 적어도 일측에 전극 리드가 돌출되며, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들 및 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 전기적으로 연결하며, 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 공동으로 통과시키는 적어도 하나의 리드 슬롯을 구비하는 버스바 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK THE BATTERY MODULE AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 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 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 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 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
종래 배터리 모듈은, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들 및 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 전기적으로 연결하는 버스바 어셈블리를 포함하여 구성된다.
여기서, 버스바 어셈블리는, 각각의 배터리 셀의 전극 리드들을 개별적으로 통과시키는 리드 슬롯들을 구비하는 버스바 프레임 및 버스바 프레임에 장착되고, 리드 슬롯들에 개수에 대응되게 구비되는 버스바 슬롯들을 구비하며, 버스바 슬롯들을 통과한 전극 리드들과 용접 등으로 연결되는 버스바를 포함하여 구성된다.
그러나, 종래 배터리 모듈에서는, 배터리 셀들의 개수만큼 리드 슬롯들이 필요하기에, 전극 리드들의 개수에 따라 리드 슬롯들의 개수가 늘어나며, 리드 슬롯들의 개수가 늘어난만큼 버스바 프레임에서 상대적으로 리드 슬롯의 폭이 좁아지게 되므로, 전극 리드들의 개수에 따라 오조립 등의 조립 불량 확률이 커지는 등 조립 공정 효율이 떨어지는 문제가 있다.
그러므로, 배터리 모듈에서, 배터리 셀에 버스바 어셈블리 조립 시 조립 공정 효율을 향상시킬 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은 배터리 셀에 버스바 어셈블리 조립 시 조립 공정 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 적어도 일측에 전극 리드가 돌출되며, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 전기적으로 연결하며, 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 공동으로 통과시키는 적어도 하나의 리드 슬롯을 구비하는 버스바 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 버스바 어셈블리는, 상기 복수 개의 배터리 셀들을 커버하며, 상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 구비하는 버스바 프레임; 및 상기 버스바 프레임의 일측에 장착되며, 상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 공동으로 통과한 전극 리드들과 연결되는 적어도 하나의 버스바;를 포함할 수 있다.
상기 버스바 프레임은, 상기 버스바 프레임의 타측에 구비되며, 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드의 상기 적어도 하나의 리드 슬롯 통과를 가이드하는 적어도 하나의 패스 가이더;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 패스 가이더는, 상기 버스바 프레임의 타측면에 형성되며, 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들 중 어느 하나의 전극 리드의 상기 적어도 하나의 리드 슬롯 통과를 가이드하는 제1 가이더; 및 상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 사이에 두고 상기 제1 가이더와 이격 배치되며, 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들 중 다른 하나의 전극 리드의 상기 적어도 하나의 리드 슬롯 통과를 가이드하는 제2 가이더;를 포함할 수 있다.
상기 제1 가이더와 상기 제2 가이더 사이의 폭은, 상기 적어도 하나의 리드 슬롯에 가까워질수록 줄어들 수 있다.
상기 제1 가이더 및 상기 제2 가이더 중 적어도 하나는, 상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 향해 경사질 수 있다.
상기 적어도 하나의 패스 가이더는, 상기 적어도 하나의 리드 슬롯의 개수에 대응되게 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들은, 상호 동일한 방향으로 벤딩되어 접촉될 수 있다.
상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들은, 일체로 벤딩될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀에 버스바 어셈블리 조립 시 조립 공정 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
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 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 모듈의 배터리 셀의 사시도이다.
도 4는 도 2의 배터리 모듈의 버스바 어셈블리의 버스바 프레임의 사시도이다.
도 5는 도 4의 버스바 프레임의 정면도이다.
도 6은 도 5의 A-A' 부분의 단면도이다.
도 7은 도 1의 배터리 모듈의 정면도이다.
도 8은 도 7의 배터리 모듈의 B-B' 부분의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 배터리 모듈의 배터리 셀의 사시도이며, 도 4는 도 2의 배터리 모듈의 버스바 어셈블리의 버스바 프레임의 사시도이며, 도 5는 도 4의 버스바 프레임의 정면도이며, 도 6은 도 5의 A-A' 부분의 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100) 및 버스바 어셈블리(200)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100)은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀(100)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은 상호 전기적으로 연결될 수 있게 상호 적층되어 구비될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 각각, 전극 조립체(110), 전지 케이스(130), 전극 리드(150) 및 절연 테이프(170)를 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 상기 전극 조립체(110)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.
상기 전지 케이스(130)는 상기 전극 조립체(110)를 패키징하기 위한 것으로서, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 전지 케이스(130)는, 케이스 본체(132) 및 케이스 테라스(135)를 포함할 수 있다.
상기 케이스 본체(132)는 상기 전극 조립체(110)를 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 케이스 본체(132)에는 상기 전극 조립체(110)를 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 케이스 테라스(135)는 상기 케이스 본체(132)로부터 연장되며, 상기 전극 조립체(110)를 밀봉할 수 있게 실링될 수 있다. 이러한 상기 케이스 테라스(135)의 일측, 구체적으로, 상기 케이스 테라스(135)의 전방(+X축 방향) 및 후방(-X축 방향)에는 각각 후술하는 전극 리드(150)의 일부가 외부로 노출될 수 있다.
상기 전극 리드(150)는 상기 전극 조립체(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 전극 리드(150)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 전극 리드들(150)의 일부는, 각각, 상기 전지 케이스(130)의 전방(+X축 방향) 및 후방(-X축 방향)에서 상기 케이스 테두리(135) 밖으로 돌출될 수 있다.
상기 절연 테이프(170)는 상기 전지 케이스(130)와 상기 전극 리드(150) 사이에서의 단락 발생을 방지하고 상기 케이스 테두리(135)의 밀봉력을 향상시킬 수 있다.
이러한 상기 절연 테이프(170)는 상기 전극 리드(150)의 개수에 대응되게 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 절연 테이프(170)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 절연 테이프들(170)의 일부는, 각각, 상기 전지 케이스(130)의 전방(+X축 방향) 및 후방(-X축 방향)에서 상기 케이스 테두리(135) 밖으로 돌출될 수 있다.
상기 버스바 어셈블리(200)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(150)을 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 전기적으로 연결될 수 있게 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 커버할 수 있다.
이러한 상기 버스바 어셈블리(200)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(150)의 돌출 방향(X축 방향)에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 커버할 수 있다.
이를 위해, 상기 버스바 어셈블리(200)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 상의 버스바 어셈블리들(200)은, 각각, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전방(+X축 방향)에 돌출된 상기 전극 리드들(150) 및 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 후방(-X축 방향)에 돌출된 상기 전극 리드들(150)을 전기적으로 연결할 수 있게 커버할 수 있다.
이러한 상기 한 쌍의 버스바 어셈블리들(200)은, 각각, 버스바 프레임(210), 버스바(280) 및 아이시비 보드(290)를 포함할 수 있다.
상기 버스바 프레임(210)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전방(+X축 방향) 또는 후방(-X축 방향)을 커버할 수 있다. 이를 위해, 상기 버스바 프레임(210)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전방(+X축 방향) 또는 후방(-X축 방향)에 대응되는 면적을 갖도록 구비될 수 있다.
이러한 상기 버스바 프레임(210)은, 버스바 장착 돌기(230), 보드 장착부(240), 리드 슬롯(250) 및 패스 가이더(260)를 포함할 수 있다.
상기 버스바 장착 돌기(230)는 후술하는 버스바(280)의 장착을 위한 것으로서, 상기 버스바 프레임(210)의 일측, 구체적으로, 상기 버스바 프레임(210)의 전면(212)에 구비될 수 있다.
상기 보드 장착부(240)는 후술하는 아이시비 보드(290)의 장착을 위한 것으로서, 상기 버스바 프레임(210)의 전면(212)에 마련될 수 있으며, 상기 아이시비 보드(290)를 수용할 수 있는 소정의 수용 공간을 형성할 수 있다.
상기 리드 슬롯(250)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(150)을 통과시키기 위한 것으로서, 상기 버스바 프레임(210)의 상하 방향(Z축 방향)을 따라 형성될 수 있다.
이러한 상기 리드 슬롯(250)은 인접하는 두 개의 배터리 셀들(150)의 전극 리드들(150)을 공동으로 통과시킬 수 있다. 다시 말해, 하나의 리드 슬롯(250)은 인접하는 두 개의 배터리 셀들(150)의 상기 전극 리드들(150)을 공동으로 통과시킬 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 서로 마주 하는 두 개의 배터리 셀들(150)의 상기 전극 리드들(150)은 하나의 리드 슬롯(250)을 공동으로 통과할 수 있다.
상기 리드 슬롯(250)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 리드 슬롯들(250)은 상기 버스바 프레임(210)의 좌우 방향(Y축 방향)을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 리드 슬롯들(250)의 개수는 상기 복수 개의 배터리 셀들(150)의 개수의 절반으로 마련될 수 있다. 왜냐하면, 본 실시예에 따른 상기 리드 슬롯(250)은 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(150)을 공동으로 통과시키기 때문이다.
이에 따라, 본 실시예에서는 종래 배터리 셀들의 개수에 대응되게 마련되던 리드 슬롯들의 개수를 절반으로 줄일 수 있어, 상대적으로 상기 버스바 프레임(210)에서 상기 리드 슬롯들(250)의 제조가 용이해지며, 상기 리드 슬롯들(250)의 폭도 상대적으로 넓힐 수 있다.
상기 패스 가이더(260)는 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(150)의 상기 리드 슬롯(250) 통과를 가이드하기 위한 것으로서, 상기 버스바 프레임(210)의 타측, 구체적으로, 상기 버스바 프레임(210)의 후면(216)에 구비될 수 있다.
이러한 상기 패스 가이더(260)는, 상기 리드 슬롯(250) 통과 전에 상기 두 개의 전극 리드들(150)이 서로 가까워질 수 있게 상기 버스바 프레임(210)의 후면(216)에서 소정의 가이드 공간을 형성할 수 있다. 이를 위해, 상기 가이드 공간의 폭은 상기 버스바 프레임(210)의 후방(-X축 방향)에서 상기 리드 슬롯(250)을 구비하는 버스바 프레임(210)의 전방(+X축 방향)으로 갈수록 좁아질 수 있다.
상기 패스 가이더(260)는 복수 개로 마련될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패스 가이더들(260)은 상기 복수 개의 리드 슬롯들(250)의 개수에 대응되게 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 상기 인접하는 두 개의 전극 리드들(150)은, 두 개씩 짝을 이룬 후 각각의 패스 가이더(260)를 통과한 후 각각의 리드 슬롯(250)을 통과할 수 있다.
상기 복수 개의 패스 가이더들(260)은, 각각, 제1 가이더(262) 및 제2 가이더(266)를 포함할 수 있다.
상기 제1 가이더(262)는 상기 버스바 프레임(210)의 타측면(216), 즉, 상기 버스바 프레임(210)의 후면(216)에 형성되며, 상호 짝을 이루는 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100) 중 어느 하나의 전극 리드(150)의 리드 슬롯(250) 통과를 가이드할 수 있다.
상기 제2 가이더(266)는 상기 리드 슬롯(250)을 사이에 두고 상기 제1 가이더(262)와 이격 배치되며, 상호 짝을 이루는 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100) 중 다른 하나의 전극 리드(150)의 리드 슬롯(250) 통과를 가이드할 수 있다.
상기 제2 가이더(266)와 상기 제1 가이더(262) 사이의 폭은 상호 짝을 이루는 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100)의 전극 리드들(150)의 상기 리드 슬롯(250) 통과를 용이하게 할 수 있게 상기 리드 슬롯(250)에 가까워질수록 줄어들 수 있다. 이를 위해, 상기 제2 가이더(266) 및 상기 제1 가이더(262) 중 적어도 하나는 상기 리드 슬롯(250)을 향해 경사지게 형성될 수 있다.
상기 버스바(280)는 상기 버스바 프레임(210)의 일측, 구체적으로, 상기 버스바 프레임(210)의 전면(212)에 장착되며, 상기 복수 개의 리드 슬롯들(250)을 공동으로 통과한 전극 리드들(150)과 연결될 수 있다.
이러한 상기 버스바(280)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 버스바들(280)은, 각각, 프레임 장착 홈(282) 및 버스바 슬롯(285)을 포함할 수 있다.
상기 프레임 장착 홈(282)에는 상기 버스바(280)의 상기 버스바 프레임(210) 장착 시 상기 버스바 프레임(210)의 상기 버스바 장착 돌기(230)가 삽입될 수 있다.
상기 버스바 슬롯(285)은 상기 리드 슬롯들(250)을 통과한 적어도 일부의 전극 리드들(150)을 상기 버스바(280)의 전방(+X축 방향)으로 통과시킬 수 있다. 본 실시예에서, 상기 리드 슬롯들(250)을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들(150)은, 상기 버스바 슬롯(285)을 통과한 후 벤딩되거나 또는 상기 버스바(280)의 양측면 단부(Y축 방향)에서 벤딩되어 상기 버스바(280)에 용접 등으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 리드 슬롯들(250)을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들(150) 중 일부가 상기 버스바(280)의 양측면 단부(Y축 방향)에서 벤딩되어 상기 버스바(280)에 연결되기에, 상기 버스바 슬롯(285)의 개수가 상기 리드 슬롯(250)의 개수에 대응되게 마련될 필요가 없다.
이에 따라, 본 실시예에서는 상기 버스바(280)의 면적을 보다 더 확보할 수 있는 바, 상기 버스바(280)를 통해 흐르는 전류의 단면적이 증가될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 버스바(280)로 전류가 흐를 때, 상기 버스바(280)의 저항이 최소화될 수 있어, 상기 버스바(280)가 과열되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)의 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 상기 버스바 어셈블리(200) 조립 공정을 더 구체적으로 살펴 본다.
도 7은 도 1의 배터리 모듈의 정면도이며, 도 8은 도 7의 배터리 모듈의 B-B' 부분의 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은 상호 전기적인 연결 및 전압 센싱을 위해 상기 한 쌍의 버스바 어셈블리(200)와 상호 조립될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 이하에서는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 전방(+X축 방향)에서의 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 상기 버스바 어셈블리(200)의 조립 공정을 살펴 본다.
여기서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상호 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(150)은 그 전방(+X축 방향)에 마련되는 리드 슬롯(250)을 공동으로 통과할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 상기 버스바 어셈블리(200)의 조립 공정 효율을 높일 수 있다.
이때, 먼저, 상기 전극 리드들(150)의 용이한 리드 슬롯(250) 통과를 위해, 상기 상호 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100)의 상기 케이스 테라스들(135) 및 상기 케이스 테라스들(135)로부터 돌출되는 전극 리드들(150)은 모두 상기 패스 가이더(260)에 의해 가이드되어 상기 버스바 프레임(210)의 전방(+X축 방향)으로 슬라이딩될 수 있다.
이후, 상기 상호 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100)의 상기 케이스 테라스들(135)과 상기 전극 리드들(150)은, 각각, 상기 제1 가이더(262) 및 상기 제2 가이더(266)에 의해 가이드되어 상기 버스바 프레임(210)의 전방(+X축 방향)으로 갈수록 서로 가까워질 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 패스 가이더(260)를 통해 상호 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전극 리드들(150) 뿐만 아니라 상기 상호 인접하는 두 개의 배터리 셀들(100)의 상기 케이스 테라스들(135) 또한 상기 버스바 프레임(210)의 후방(-X축 방향)에서 가이드될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는 상기 버스바 프레임(210)의 후방(-X축 방향)에서 상기 패스 가이더(260)로 상기 케이스 테라스들(135)을 슬라이딩시키는 것만으로도 상기 리드 슬롯(150)으로 상기 전극 리드들(150)을 보다 더 용이하게 통과시킬 수 있다.
이후, 상기 리드 슬롯(150)을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들(150)은 상기 버스바(280)의 버스바 슬롯(285)을 통과한 후 벤딩되거나 또는 상기 버스바(280)의 양측 단부(Y축 방향)에서 벤딩되어 상기 버스바(280)에 연결될 수 있다.
이때, 상기 리드 슬롯(150)을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들(150)은, 상호 동일한 방향으로 벤딩되어 상기 버스바(280)에 용접 등으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 리드 슬롯(150)을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들(150)은 함께 일체로 상호 동일한 방향으로 벤딩되어 상기 버스바(280)에 용접 등으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는 상기 전극 리드들(150)의 벤딩 횟수를 줄일 수 있어 상기 조립 공정 효율이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 상기 리드 슬롯(150)을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들(150)의 단부가 상호 동일한 방향으로 벤딩되기에, 이들 두 개의 전극 리드들(150)의 단부가 모두 외부로 노출될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 용접 시, 상기 두 개의 전극 리드들(150)의 용접 상태가 모두 확인될 수 있기에, 상기 전극 리드들(150)의 용접 품질이 보다 더 향상될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 상기 버스바 어셈블리(200)의 조립 시 조립 공정 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 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.
1: 배터리 팩 10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스 100: 배터리 셀
110: 전극 조립체 130: 전지 케이스
132: 케이스 본체 135: 케이스 테라스
150: 전극 리드 170: 절연 테이프
200: 버스바 어셈블리 210: 버스바 프레임
230: 버스바 장착 돌기 240: 보드 장착부
250: 리드 슬롯 260: 패스 가이더
262: 제1 가이더 266: 제2 가이더
280: 버스바 282: 프레임 장착 홈
285: 버스바 슬롯 290: 아이시비 보드

Claims (11)

  1. 적어도 일측에 전극 리드가 돌출되며, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들; 및
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 전기적으로 연결하며, 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 공동으로 통과시키는 적어도 하나의 리드 슬롯을 구비하는 버스바 어셈블리;를 포함하며,
    상기 버스바 어셈블리는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들을 커버하며, 상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 구비하는 버스바 프레임; 및
    상기 버스바 프레임의 일측에 장착되며, 상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 공동으로 통과한 전극 리드들과 연결되는 적어도 하나의 버스바;를 포함하며,
    상기 버스바 프레임은,
    상기 버스바 프레임의 타측에 구비되며, 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드의 상기 적어도 하나의 리드 슬롯 통과를 가이드하는 적어도 하나의 패스 가이더;를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 패스 가이더는,
    상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들이 상기 적어도 하나의 리드 슬롯 통과 전에 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들이 서로 가까워질 수 있게 상기 버스바 프레임의 타측에서 소정의 가이드 공간을 형성하며,
    상기 복수 개의 배터리 셀들은,
    전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스 본체와, 상기 케이스 본체로부터 연장되며 상기 전극 리드들의 일부를 외부로 노출시키는 케이스 테라스를 포함하는 전지 케이스; 및
    상기 전지 케이스 내에서 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 상기 전극 리드들;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 패스 가이더는,
    상기 소정의 가이드 공간 내에서, 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들 및 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 케이스 테라스들의 슬라이딩을 가이드하여 상기 적어도 하나의 리드 슬롯으로 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들의 전극 리드들의 통과를 가이드하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패스 가이더는,
    상기 버스바 프레임의 타측면에 형성되며, 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들 중 어느 하나의 전극 리드의 상기 적어도 하나의 리드 슬롯 통과를 가이드하는 제1 가이더; 및
    상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 사이에 두고 상기 제1 가이더와 이격 배치되며, 상기 인접하는 두 개의 배터리 셀들 중 다른 하나의 전극 리드의 상기 적어도 하나의 리드 슬롯 통과를 가이드하는 제2 가이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 가이더와 상기 제2 가이더 사이의 폭은,
    상기 적어도 하나의 리드 슬롯에 가까워질수록 줄어드는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 가이더 및 상기 제2 가이더 중 적어도 하나는,
    상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 향해 경사지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패스 가이더는,
    상기 적어도 하나의 리드 슬롯의 개수에 대응되게 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들은,
    상호 동일한 방향으로 벤딩되어 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 리드 슬롯을 공동으로 통과한 두 개의 전극 리드들은,
    일체로 벤딩되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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