KR102246768B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 복수의 배터리 셀들과, 복수의 배터리 셀들 상에 배치되며 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 제1도전성 플레이트와, 제1도전성 플레이트와 일부 중첩하도록 제1도전성 플레이트 상에 배치되며 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 제2도전성 플레이트, 및 제1도전성 플레이트와 제2도전성 플레이트 사이에 개재되는 절연층을 포함하는, 배터리 팩을 개시한다.

Description

배터리 팩{Battery Pack}
본 발명의 실시예들은 배터리 팩에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차전지와 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지로써, 최근 고에너지 밀도의 비수전해질을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있다. 하나 또는 수 개의 이차 전지가 팩 상태로 포장된 저용량 전지의 경우, 휴대폰이나 노트북 컴퓨터와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되며, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 전동 자전거와 같이 대전력을 필요로 하는 기기에는 수십 ~ 수백 개의 이차 전지들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 전지 팩을 구성한다.
수십~수백 개의 이차 전지를 포함하는 배터리 팩의 경우, 충전과 방전을 통해 오랜 기간 동안 사용되므로, 이차 전지들 간의 기계적 및 전기적 연결이 안정적으로 유지되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 복수의 배터리 셀들; 상기 복수의 배터리 셀들 상에 배치되며, 상기 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 제1도전성 플레이트; 상기 제1도전성 플레이트와 일부 중첩하도록 상기 제1도전성 플레이트 상에 배치되며, 상기 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 제2도전성 플레이트; 및 상기 제1도전성 플레이트와 상기 제2도전성 플레이트 사이에 개재되는 절연층;을 포함하는, 배터리 팩을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들은, 각각의 양극과 음극이 동일한 측을 향하도록 배열될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1도전성 플레이트 및 상기 제2도전성 플레이트 각각은, 상기 복수의 배터리 셀들 각각의 양극과 음극을 노출하는 홀들; 및 상기 홀들 각각에 배치되는 탭들;을 포함하며, 상기 제1도전성 플레이트의 홀들 및 상기 제2도전성 플레이트의 홀들은 서로 중첩할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연층은, 상기 제1도전성 플레이트의 홀들, 및 상기 제2도전성 플레이트의 홀들과 중첩하는 홀들을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연층의 홀들과 인접한 상기 절연층의 내측 단부는, 상기 절연층의 홀의 중심을 향해 상기 제2도전성 플레이트의 내측 단부를 지나(beyond)도록 연장될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들 각각의 양극과 음극 중 어느 하나는 각각의 배터리 셀의 일 측의 중심부에 위치하고, 다른 하나는 상기 일 측의 주변부에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1도전성 플레이트 및 상기 제2도전성 플레이트 중 적어도 어느 하나의 탭들은, 상기 복수의 배터리 셀들 중 제1배터리 셀의 양극과 연결되는 양극탭; 및 상기 복수의 배터리 셀들 중 제2배터리 셀의 음극과 연결되는 음극탭;을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들 및 상기 제1도전성 플레이트 사이에 개재되며, 상기 복수의 배터리 셀들의 양극과 음극을 노출하는 홀들을 포함하는 절연 구조를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연 구조는, 제1도전성 플레이트의 외측 단부와 대응하는 제1돌기를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1도전성 플레이트의 외측 단부는 상기 제2도전성 플레이트의 외측 단부보다 외측을 향해 더 연장될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2도전성 플레이트는 보조홀을 더 포함하고, 상기 절연 구조는, 제2도전성 플레이트의 상기 보조홀에 삽입되는 제2돌기를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1도전성 플레이트는, 상기 제2돌기와 대응하는 보조홀을 더 포함하며, 상기 제1도전성 플레이트의 보조홀의 크기는, 상기 제2도전성 플레이트의 보조홀의 크기 보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀들을 사이에 두고, 상기 제1 및 제2도전성 플레이트의 반대편에 배치된 냉각 부재를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 냉각 부재는, 열전도성 플레이트를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 냉각 부재는, 냉각용 유체가 지나가는 유로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1배터리 셀; 상기 제1배터리 셀과 나란한 제2배터리 셀; 상기 제1 및 제2배터리 셀 상에 배치되며, 상기 제1 및 제2배터리 셀 각각에 대응하는 홀들 및 상기 홀들을 향해 연장된 탭들을 포함하는 제1도전성 플레이트; 상기 제1도전성 플레이트와 일부 중첩하도록 상기 제1도전성 플레이트 상에 배치되며, 상기 제1 및 제2배터리 셀 각각에 대응하는 홀들 및 상기 홀들을 향해 연장된 탭들을 포함하는 제2도전성 플레이트; 및 상기 제1도전성 플레이트와 상기 제2도전성 플레이트 사이에 개재되며, 상기 제1 및 제2배터리 셀 각각에 대응하는 홀들을 포함하는 절연층;을 포함하는, 배터리 팩을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1도전성 플레이트는 상기 제1배터리 셀과 대응하는 제1홀 및 상기 제1홀을 향해 연장된 제1탭을 포함하고, 상기 제2도전성 플레이트는, 상기 제1배터리 셀과 대응하는 제2홀 및 상기 제2홀을 향해 연장된 제2탭을 포함하며, 상기 제1탭 및 상기 제2 탭 중 어느 하나는 상기 제1홀 및 상기 제2홀을 통해 노출된 상기 제1배터리 셀의 일부와 접속하고, 다른 하나는 상기 제1배터리 셀의 타부와 접속할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1도전성 플레이트의 홀들, 상기 제2도전성 플레이트의 홀들, 및 상기 제3도전성 플레이트의 홀들은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 서로 다른 위치에 배치된 제1돌기 및 제2돌기를 포함하는 절연 구조를 더 포함하며, 상기 제1돌기 및 상기 제2돌기 중 하나는 상기 제1 및 제2 도전성 플레이트의 외측 단부와 인접하게 배치되고, 다른 하나는 상기 제1 및 제2 도전성 플레이트의 홀들 사이와 대응하게 배치될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 배터리 팩들은 배터리 셀들의 상측에 배치되며, 일부 중첩하도록 배치된 제1 및 제2도전성 플레이트들을 통해 전기적 단락 없이(예컨대, 제1 및 제2도전성 플레이트들의 접촉없이) 배터리 셀들을 전기적으로 연결할 수 있다. 한편, 배터리 셀들의 하측에는 냉각을 위한 구조를 배치함으로써 공간 활용도를 향상시킬 수 있다. 전술한 효과들은 일부 실시예들에 따른 것으로, 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2a는 도 1에서 배터리 셀들을 발췌하여 나타낸 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 IIb- IIb선에 따른 단면도이다.
도 3은 배터리 셀들 및 제1 및 제2도전성 플레이트의 전기적 연결을 간략히 나타낸다.
도 4는 제1도전성 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 제1도전성 플레이트 및 배터리 셀들의 접속 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6은 제2도전성 플레이트들을 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6의 제2도전성 플레이트 및 배터리 셀들의 접속 상태를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 1의 배터리 셀들, 제1절연 구조, 제1 및 제2도전성 플레이트들, 및 절연층이 조립된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 9는 도 8의 IX부분을 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 X-X선에 따른 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 도 9의 XIa- XIa선 및 XIb- XIb 선에 따른 단면도들이다.
도 12는 도 9의 XII- XII 선에 따른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예로서, 배터리 팩의 하부를 발췌하여 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
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 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 2a는 도 1에서 배터리 셀들을 발췌하여 나타낸 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 IIb- IIb선에 따른 단면도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 팩(1)은 배터리 셀(100)들, 배터리 셀(100)들의 상부 및 하부에 각각 배치된 제1 및 제2절연 구조(210, 220), 배터리 셀(100)들의 상부에 배치된 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들, 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들의 사이에 개재된 절연층(500), 및 보호회로모듈(620), 및 냉각 부재(700)를 포함할 수 있다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조화면, 배터리 셀(100)들은 전극 조립체를 수용하는 캔(110), 캔의 상부를 커버하는 캡 플레이트(120)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전극 조립체는 음극판과 양극판, 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하며, 전극 조립체는 예컨대 원통형으로 돌돌 말려 캔(110)의 내부에 수용될 수 있다. 비제한적인 실시예로, 양극판은 코발트산리튬(LiCoO2)의 양극 활물질이 코팅된 알루미늄 포일일 수 있으며, 음극판은 흑연 등의 음극 활물질이 코팅된 구리 포일일 수 있다. 세퍼레이터는 음극판과 양극판 사이에서 이들의 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 할 수 있다.
캔(110)은 일측(예컨대, 상측)이 개방된 원통형의 형상일 수 있다. 캔(110)은 도전성 소재, 예컨대 스틸, 스테인레스 스틸, 알루미늄 또는 이의 등가물로 형성 가능하나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
캔(110)의 상부(111)는 캡 플레이트(120)와 결합되어, 캡 플레이트(120)에 의해 밀봉될 수 있으며, 캔(110)의 상부(111)와 캡 플레이트(120) 사이에는 절연성 소재의 가스켓(140)이 개재된다. 캡 플레이트(120)는 도전성 소재, 예컨대 스틸, 스테인레스 스틸, 알루미늄 또는 이의 등가물로 형성 가능하나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
전극 조립체의 음극판 및 양극판 중 어느 하나는 캔(110)과 전기적으로 연결되고, 나머지 하나는 캡 플레이트(120)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 캔(110) 및 캡 플레이트(120) 중 어느 하나는 배터리 셀(100)의 음극이고, 다른 하나는 양극일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 캔(110)이 전극 조립체의 음극판과 전기적으로 연결되고, 캡 플레이트(120)가 전극 조립체의 양극판과 전기적으로 연결된 경우로 설명한다.
캔(110)이 전극 조립체의 음극판과 연결되어 있으므로 캔(110)은 전체적으로 음극의 극성을 갖고, 캡 플레이트(120)가 전극 조립체의 양극판과 연결되어 있으므로 캡 플레이트(120)는 전체적으로 양극의 극성을 가질 수 있다.
일부 선택적인 실시예에서, 캔(110)의 적어도 측면은 절연시트(150)로 커버될 수 있다. 절연시트(150)는 절연성 소재를 갖는 필름으로, 캔(110)의 측면을 커버하거나, 캔(110)의 측면 및 바닥면(캡 플레이트(120)의 반대편)의 전부 또는 일부를 커버할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 배터리 셀(100)은 캡 플레이트(120) 및 캡 플레이트(120) 주변에 위치하는 캔(110)의 상부(111)가 외부로 노출되며, 노출된 캡 플레이트(120)의 상부와 캔(110)의 상부(111)가 전기적 연결에 참여할 수 있다. 예컨대, 캡 플레이트(120)의 상부와 캔(110)의 상부(111)가 후술할 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)와 접속됨으로써, 복수의 배터리 셀(100)들이 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 서로 다른 극성의 캔(110)과 캡 플레이트(120), 예컨대 캔(110)의 상부와 캡 플레이트(120)의 상부가 배터리 셀(100)들의 전기적 연결에 직접 참여하므로, 캔(110)의 상부는 음극(111)으로, 캡 플레이트(120)의 상부는 양극(121)으로 이해될 수 있다. 이하에서는 편의를 위하여, 캔(110)의 일부(예, 상부)를 음극(111)으로, 캡 플레이트(120)의 일부(예, 상부)를 양극(121)으로 부른다.
일부 실시예예서, 배터리 셀(100)은 전술한 바와 같이 음극(111)과 양극(121)이 동일한 측에 노출된, 즉 배터리 셀(100)의 상측에 노출된 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 배터리 셀(100)의 상측의 중심부에는 양극(121)이 배치되고, 배터리 셀(100)의 상측면의 주변부에는 음극(111)이 배치될 수 있다. 또는, 양극(121)과 음극(111)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 배터리 셀(100)들은 제1 및 제2절연 구조(210, 220) 사이에 측면끼리 나란하도록 배치될 수 있다. 배터리 셀(100)들은, 각각의 배터리 셀(100)의 음극(111)과 양극(121)이 모두 상방을 향하도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2절연 구조(210, 220)는 각각 배터리 셀(100)들의 상측와 하측에 배치되며, 서로 결합될 수 있다. 제1절연 구조(210)는 배터리 셀(100)들의 상측에 배치되되, 각 배터리 셀(100)의 상측에 배치된 음극(111)과 양극(121)을 노출하는 홀(210h)을 구비한 상부 절연 플레이트(upper insulation plate, 211)를 포함할 수 있다.
제1절연 구조(210)의 측부 절연 플레이트(side insulation plate, 213)는 상부 절연 플레이트(211)에 대하여 절곡되며, 제2절연 구조(220)를 향해 연장된 돌기(213p)를 포함할 수 있다. 돌기(213p)는 제2절연 구조(220)의 측부 절연 플레이트(223)의 홈(223g)에 삽입될 수 있다. 제1절연 구조(210)는 제1도전성 플레이트(300)들 중 양 측에 배치된 제1도전성 플레이트(300)의 개구(300_o)에 삽입되는 돌기(211p)를 포함할 수 있다.
제1도전성 플레이트(300)들 및 제2도전성 플레이트(400)들은 배터리 셀(100)들의 상측, 예컨대 제1절연 구조(210)의 상부 절연 플레이트(211) 상에 배치된다. 제1도전성 플레이트(300)들은 절연층(500) 아래에서, 예컨대 배터리 셀(100)과 절연층(500) 사이에 좌우 방향을 따라 배열될 수 있으며, 제2도전성 플레이트(400)들은 절연층(500) 위에서, 예컨대 절연층(500)과 보호회로모듈(620) 사이에서 좌우 방향을 따라 배열될 수 있다.
제1도전성 플레이트(300)들과 제2도전성 플레이트(400)들은 도 1에서의 좌우 방향을 따라 일부 중첩되도록 오프셋되어 배치될 수 있다. 예컨대, 각 제2도전성 플레이트(400)는, 이웃한 제1도전성 플레이트(300)들과 동시에 중첩하도록 좌우 방향을 따라 오프셋될 수 있다.
제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들은 배터리 셀(100)들을 전기적으로 연결한다. 바꾸어 말하면, 배터리 셀(100)들은 배터리 셀(100)들에 의해 서로 연결될 수 있다. 이를 위해, 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들은 도전성 소재, 예컨대 알루미늄, 구리, 니켈, 티타늄 등이나 이들의 합금 등을 포함할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제1 및 제2도전성 플레이트(300)들 각각은, 배터리 셀(100)들 각각의 상측면에 배치된 음극(111)과 양극(121)을 노출하는 홀(300h, 400h)을 포함할 수 있으며, 홀(300h, 400h)에 위치하는 탭들을 포함한다. 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들의 탭들은 배터리 셀(100)들의 음극(111) 또는 양극(121)과 접속하며, 탭들과 배터리 셀(100)들의 접속을 통해 배터리 셀(100)들은 직렬, 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들과 배터리 셀(100)들의 전기적 연결은 도 3을 참조하여 후술한다.
절연층(500)은 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들 사이에 개재된다. 절연층(500)은 제2도전성 플레이트(400)들의 탭들 각각이 배터리 셀(100)의 음극(111) 또는 양극(121)에 접속하도록 배터리 셀(100)들 각각의 상측면에 배치된 음극(111)과 양극(121)을 노출하는 홀(500h)을 포함한다.
절연층(500)은 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)가 서로 직접 접촉하는 것을 방지하기 위해, 적어도 제2도전성 플레이트(400)들과 전체적으로 중첩한다. 예컨대, 절연층(500)의 외측 단부는 제2도전성 플레이트(400)들의 외측 단부보다 더 연장되며, 절연층(500)의 홀(500h)에 인접한 절연층(500)의 내측 단부는 제2도전성 플레이트(400)들의 내측 단부 ―제2도전성 플레이트(400)의 홀(400h)에 인접한 내측 단부― 보다 더 연장될 수 있다. 따라서, 절연층(500)의 홀(500h)의 크기는 제2도전성 플레이트(400)의 홀(400h)의 크기 보다 작다.
보호회로모듈(620)은 절연시트(610)를 사이에 두고 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들 상에 배치된다. 보호회로모듈(620)은 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들과 중첩되도록 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들의 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 보호회로모듈(620)은 배터리 셀(100)들과 전기적으로 연결되어 배터리 셀(100)들의 충방전을 제어하며, 과충전, 과방전 또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다.
보호회로모듈(620)은 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들과 직접 연결될 수 있다. 보호회로모듈(620)은 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들과 직접 연결되는 접속부(621)를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 접속부(621)는 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)의 개수만큼 구비되며, 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들 각각과 직접 연결될 수 있다.
보호회로모듈(620) 상부에는 보호 절연체(800)가 더 배치될 수 있으며, 보호 절연체(800)는 보호회로모듈(620)과 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들을 모두 커버하며, 배터리 팩(1)을 외부의 외부의 도전체, 이물질 등으로부터 보호할 수 있다.
냉각 부재(700)는 배터리 셀(100)들의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 냉각 부재(700)는 열전도성 플레이트(710)를 포함할 수 있다. 비제한적인 실시예로, 열전도성 플레이트는 애노다이징된 알루미늄 판일 수 있다.
도 3은 배터리 셀들 및 제1 및 제2도전성 플레이트의 전기적 연결을 간략히 나타낸다. 도 3에서의 점선은 전기적 연결을 나타낸다. 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 제1도전성 플레이트들은 4개 구비되고, 제2도전성 플레이트들은 3개 구비된 실시예로 설명한다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 제1도전성 플레이트(300)들은 좌우 방향을 따라 순서대로 제1-1도전성 플레이트(300A), 제1-2도전성 플레이트(300B), 제1-3도전성 플레이트(300C), 및 제1-4도전성 플레이트(300D)를 포함할 수 있다. 그리고, 제2도전성 플레이트(400)들은 좌우 방향을 따라 제2-1도전성 플레이트(400A), 제2-2도전성 플레이트(400B), 및 제2-3도전성 플레이트(400C)를 포함할 수 있다. 이하에서, 별도의 서술이 없는 한, 제1도전성 플레이트(300)는 제1-1 내지 제1-4도전성 플레이트(300A, 300B, 300C, 300D)들 중 어느 하나를, 제2도전성 플레이트(400)는 제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A, 400B, 400C)들을 나타낼 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들은 배터리 셀(100)들 상부에 배치되며, 일부만 중첩되도록 좌우방향(제1 및 제2도전성 플레이트의 면 방향)을 따라 소정의 거리만큼 오프셋되어 있다. 예컨대, 제2도전성 플레이트(400)들 각각은 이웃한 두 개의 제1도전성 플레이트(300)들과 중첩하도록 오프셋될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2-1도전성 플레이트(400A)의 일부는 제1-1도전성 플레이트(300A)와 중첩하고 나머지 부분은 제1-2도전성 플레이트(300B)와 중첩한다. 제2-2도전성 플레이트(400B)의 일부는 제1-2도전성 플레이트(300B)와 중첩하고 나머지 부분은 제1-3도전성 플레이트(300C)와 중첩한다. 제2-3도전성 플레이트(400C)의 일부는 제1-3도전성 플레이트(300C)와 중첩하고 나머지 부분은 제1-4도전성 플레이트(300D)와 중첩한다.
배터리 셀(100)들 중 제1서브-그룹(SG1)의 배터리 셀들(100a), 예컨대 제1-1 및 제2-1도전성 플레이트(300A, 400A)와 중첩하도록 배치된 배터리 셀(100a)들은 제1-1 및 제2-1도전성 플레이트(300A, 400A)와 접속한다. 예컨대, 배터리 셀(100a)들의 음극(111)은 제2-1도전성 플레이트(400A)와 접속하고, 양극(121)은 제1-1도전성 플레이트(300A)와 접속할 수 있다.
배터리 셀(100)들 중 제2서브-그룹(SG2)의 배터리 셀들(100b), 예컨대 제1-2 및 제2-1도전성 플레이트(300B, 400A)와 중첩하도록 배치된 배터리 셀(100b)들은 제1-2 및 제2-1도전성 플레이트(300B, 400A)와 접속한다. 예컨대, 배터리 셀(100b)들의 음극(111)은 제1-2도전성 플레이트(300B)와 접속하고, 양극(121)은 제2-1도전성 플레이트(400A)와 접속할 수 있다.
배터리 셀(100)들 중 제3서브-그룹(SG3)의 배터리 셀들(100c), 예컨대 제1-2 및 제2-2도전성 플레이트(300B, 400B)와 중첩하도록 배치된 배터리 셀(100c)들은 제1-2 및 제2-2도전성 플레이트(300B, 400B)와 접속한다. 예컨대, 배터리 셀(100c)들의 음극(111)은 제2-2도전성 플레이트(400B)와 접속하고, 양극(121)은 제1-2도전성 플레이트(300B)와 접속할 수 있다.
배터리 셀(100)들 중 제4서브-그룹(SG4)의 배터리 셀들(100d), 예컨대 제1-3 및 제2-2도전성 플레이트(300C, 400B)와 중첩하도록 배치된 배터리 셀(100d)들은 제1-3 및 제2-2도전성 플레이트(300C, 400B)와 접속한다. 예컨대, 배터리 셀(100d)들의 음극(111)은 제1-3도전성 플레이트(300C)와 접속하고, 양극(121)은 제2-2도전성 플레이트(400B)와 접속할 수 있다.
배터리 셀(100)들 중 제5서브-그룹(SG5)의 배터리 셀들(100e), 예컨대 제1-3 및 제2-3도전성 플레이트(300C, 400C)와 중첩하도록 배치된 배터리 셀(100e)들은 제1-3 및 제2-3도전성 플레이트(300C, 400C)와 접속한다. 예컨대, 배터리 셀(100e)들의 음극(111)은 제2-3도전성 플레이트(400C)와 접속하고, 양극(121)은 제1-3도전성 플레이트(300C)와 접속할 수 있다.
배터리 셀(100)들 중 제6서브-그룹(SG6)의 배터리 셀들(100f), 예컨대 제1-4 및 제2-3도전성 플레이트(300D, 400C)와 중첩하도록 배치된 배터리 셀(100f)들은 제1-4 및 제2-3도전성 플레이트(300D, 400C)와 접속한다. 예컨대, 배터리 셀(100f)들의 음극(111)은 제1-4도전성 플레이트(300D)와 접속하고, 양극(121)은 제2-3도전성 플레이트(400C)와 접속할 수 있다.
제1도전성 플레이트(300) 중 가운데 배치된 제1도전성 플레이트(300), 예컨대, 제1-2 및 제1-3도전성 플레이트(300B, 300C) 각각은, 하나의 서브-그룹의 배터리 셀(100)들을 전기적으로 병렬 연결할 수 있으며, 동시에 이웃한 서브-그룹들의 배터리 셀(100)들을 전기적으로 직렬 연결할 수 있다. 반면, 제1도전성 플레이트(300) 중 가장자리에 배치된 제1도전성 플레이트(300), 예컨대, 제1-1 및 제1-4도전성 플레이트(300A, 300D) 각각은, 하나의 서브-그룹의 배터리 셀(100)들을 전기적으로 병렬 연결할 수 있다.
유사하게, 제2도전성 플레이트(400), 예컨대 제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A, 400B, 400C) 각각은, 하나의 서브-그룹의 배터리 셀(100)들을 전기적으로 병렬 연결할 수 있으며, 동시에 이웃한 서브-그룹들의 배터리 셀(100)들을 전기적으로 직렬 연결할 수 있다.
이를 위해, 제1 및 제2도전성 플레이트(300. 400)들은 홀들 및 각 홀에 배치된 탭들을 구비할 수 있다. 제1 및 제2도전성 플레이트(300. 400)들의 자세한 구조는 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 4는 제1도전성 플레이트를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 제1도전성 플레이트 및 배터리 셀들의 접속 상태를 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 제1-1 내지 제1-4도전성 플레이트(300A 내지 300D)는 좌우 방향을 따라 서로 인접하게 배치된다. 제1-1 내지 제1-4도전성 플레이트(300A 내지 300D)의 적어도 일측은 서로에 대하여 맞물리는 형상, 예컨대 지그재그 형상을 가질 수 있다.
제1-1 내지 제1-4도전성 플레이트(300A 내지 300D) 각각은, 홀(300h)들을 포함한다. 홀(300h)들은 상호 이격되도록 배치되며, 각 홀(300h)은 도 5에 도시된 바와 같이 배터리 셀(100)의 상측면, 예컨‹š 음극(111)과 양극(121) 각각을 적어도 일부 노출할 수 있다. 각 홀(300h)에는 탭이 배치된다. 탭은 음극탭(301) 및 양극탭(302)을 포함할 수 있다.
제1-1도전성 플레이트(300A)는 홀(300h)들을 포함한다. 도 4에서 제1-1도전성 플레이트(300A)의 확대된 부분을 참조하면, 각 홀(300h)에는 양극탭(302)이 배치될 수 있다. 양극탭(302)은 홀(300h)에 인접한 제1-1도전성 플레이트(300A)의 내측 단부(300ei)로부터 홀(300h)을 향해 연장될 수 있다. 제1-1도전성 플레이트(300A)는 양극탭(302)들만 구비할 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 각 양극탭(302)은 제1-1도전성 플레이트(300A)와 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 양극(112)과 직접 접속될 수 있다. 도 5에서의 제1-1도전성 플레이트(300A)의 양극탭(302)들과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제1서브-그룹(SG1)의 배터리 셀(100a)들에 대응한다.
제1-2도전성 플레이트(300B)는 홀(300h)들을 포함하며, 홀(300h)들 중 일부에는 음극탭(301)이 배치되고, 나머지에는 양극탭(302)이 배치될 수 있다. 도 4에서 제1-2도전성 플레이트(300B)의 확대된 부분들을 참조하면, 음극탭(301) 및 양극탭(302) 각각은 홀(300h)에 인접한 제1-2도전성 플레이트(300B)의 내측 단부로부터 홀(300h)을 향해 연장될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 제1-2도전성 플레이트(300B)의 음극탭(301)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 음극(111)과 접속하고, 양극탭(302)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 양극(121)과 접속한다. 도 5에서, 제1-2도전성 플레이트(300B)의 음극탭(301)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제2서브-그룹(SG2)의 배터리 셀(100b)들에 대응하고, 양극탭(302)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제3서브-그룹(SG3)의 배터리 셀(100c)들에 대응한다.
제1-3도전성 플레이트(300C)는 제1-2도전성 플레이트(300B)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 도 4에서 제1-3도전성 플레이트(300C)의 확대된 부분들을 참조하면, 홀(300h)들을 포함하며, 홀(300h)들 중 일부에는 음극탭(301)이 배치되고, 나머지에는 양극탭(302)이 배치될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 제1-3도전성 플레이트(300C)의 음극탭(301)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 음극(111)과 접속하고, 양극탭(302)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 양극(121)과 접속한다. 도 5에서, 제1-3도전성 플레이트(300C)의 음극탭(301)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제4서브-그룹(SG4)의 배터리 셀(100d)들에 대응하고, 양극탭(302)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제5서브-그룹(SG5)의 배터리 셀(100d)들에 대응한다.
제1-4도전성 플레이트(300D)는 홀(300h)들을 포함한다. 도 4에서 제1-4도전성 플레이트(300D)의 확대된 부분을 참조하면, 각 홀(300h)에는 음극탭(301)이 배치될 수 있다. 음극탭(301)은 홀(300h)에 인접한 제1-4도전성 플레이트(300D)의 내측 단부로부터 홀(300h)을 향해 연장될 수 있다. 제1-4전성 플레이트(300D)는 음극탭(301)들만 구비할 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 각 음극탭(301)은 제1-4도전성 플레이트(300D)와 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 음극(111)과 직접 접속될 수 있다. 도 5에서의 제1-4도전성 플레이트(300D)의 음극탭(301)들과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제6서브-그룹(SG6)의 배터리 셀(100e)들에 대응한다.
제1-1 내지 제1-4도전성 플레이트(300A 내지 300D) 각각은, 보조홀(305h)을 포함할 수 있다. 보조홀(305h)은 제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A 내지 400C)들을 제1절연 구조(210, 도 1참조) 상에서 이동하는 것을 방지하기 위해 사용되는 구조로, 이하 도 12를 참조하여 해당 부분에서 후술한다.
도 6은 제2도전성 플레이트들을 나타낸 평면도이고, 도 7은 도 6의 제2도전성 플레이트 및 배터리 셀들의 접속 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6을 참조하면, 제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A 내지 400C)는 좌우 방향을 따라 서로 인접하게 배치된다. 제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A 내지 400C)의 적어도 일측은 서로에 대하여 맞물리는 형상, 예컨대 지그재그 형상을 가질 수 있다.
제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A 내지 400C) 각각은, 홀(400h)들을 포함한다. 홀(400h)들은 상호 이격되도록 배치되며, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 제1-1 내지 제1-4도전성 플레이트(300A 내지 300D)의 홀(300h)들과 중첩한다.
제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A 내지 400C)의 각 홀(400h)은 도 7에 도시된 바와 같이 배터리 셀(100)의 상측면, 예컨대 음극(111)과 양극(121) 각각을 적어도 일부 노출할 수 있다. 각 홀(400h)에는 탭이 배치된다. 탭은 양극탭(402) 및 음극탭(401)을 포함할 수 있다.
제2-1도전성 플레이트(400A)의 홀(400h)들 중 일부는 앞서 도 4를 참조하여 설명한 제1-1도전성 플레이트(300A)의 홀(300h)들과 중첩하고, 나머지는 제1-2도전성 플레이트(300B)의 홀들(300h)들과 중첩한다.
제2-1도전성 플레이트(400A)의 홀(300h)들 중 일부에는 음극탭(401)이 배치되고, 나머지에는 양극탭(402)이 배치될 수 있다. 도 6에서 제2-1도전성 플레이트(400A)의 확대된 부분들을 참조하면, 음극탭(401) 및 양극탭(402) 각각은 홀(400h)에 인접한 제2-1도전성 플레이트(400A)의 내측 단부로부터 홀(400h)을 향해 연장될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 제2-1도전성 플레이트(400A)의 음극탭(401)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 음극(111)과 접속하고, 양극탭(402)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 양극(121)과 접속한다. 도 7에서, 제2-1도전성 플레이트(400A)의 음극탭(401)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제1서브-그룹(SG1)의 배터리 셀(100a)들에 대응하고, 양극탭(402)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제2서브-그룹(SG2)의 배터리 셀(100b)들에 대응한다.
제2-2 및 제2-3도전성 플레이트(400B, 400C)는 제2-1도전성 플레이트(400A)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
제2-2도전성 플레이트(400B)는 홀(400h)들 중 일부는 앞서 도 4를 참조하여 설명한 제1-2도전성 플레이트(300B)의 홀(300h)들과 중첩하고, 나머지는 제1-3도전성 플레이트(300C)의 홀들(300h)들과 중첩한다. 그리고, 일부의 홀(300h)들에는 음극탭(401)이 나머지 홀(300h)들에는 양극탭(402)이 배치된다.
도 7에 도시된 바와 같이 제2-2도전성 플레이트(400B)의 음극탭(401)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 음극(111)과 접속하고, 양극탭(402)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 양극(121)과 접속한다. 도 7에서, 제2-2도전성 플레이트(400B)의 음극탭(401)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제3서브-그룹(SG3)의 배터리 셀(100c)들에 대응하고, 양극탭(402)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제4서브-그룹(SG4)의 배터리 셀(100d)들에 대응한다.
제2-3도전성 플레이트(400C)는 홀(400h)들 중 일부는 앞서 도 4를 참조하여 설명한 제1-3도전성 플레이트(300C)의 홀(300h)들과 중첩하고, 나머지는 제1-4도전성 플레이트(300D)의 홀들(300h)들과 중첩한다. 그리고, 일부의 홀(300h)들에는 음극탭(401)이 나머지 홀(300h)들에는 양극탭(402)이 배치된다.
도 7에 도시된 바와 같이 제2-3도전성 플레이트(400C)의 음극탭(401)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 음극(111)과 접속하고, 양극탭(402)들은 바로 아래에 중첩 배치된 배터리 셀(100)들의 양극(121)과 접속한다. 도 7에서, 제2-3도전성 플레이트(400C)의 음극탭(401)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제5서브-그룹(SG5)의 배터리 셀(100e)들에 대응하고, 양극탭(402)과 접속된 배터리 셀(100)들은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 제6서브-그룹(SG6)의 배터리 셀(100f)들에 대응한다.
제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A 내지 400C) 각각은, 보조홀(405h)을 포함할 수 있다. 보조홀(405h)은 제2-1 내지 제2-3도전성 플레이트(400A 내지 400C)들을 제1절연 구조(210, 도 1참조)에서 이동하는 것을 방지하기 위한 구조로, 이하 도 12을 참조하여 해당 부분에서 후술한다.
도 8은 도 1의 배터리 셀들, 제1절연 구조, 제1 및 제2도전성 플레이트들, 및 절연층이 조립된 상태를 나타낸 평면도이고, 도 9는 도 8의 IX부분을 발췌하여 나타낸 사시도이며, 도 10은 도 9의 X-X선에 따른 단면도이고, 도 11a 및 도 11b는 도 9의 XIa- XIa선 및 XIb- XIb 선에 따른 단면도들이며, 도 12는 도 9의 XII- XII 선에 따른 단면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 배터리 셀(100)들은 제1절연 구조(210)의 아래에 배치되고, 제1 및 제2도전성 플레이트들(300, 400)들은 절연층(500)을 사이에 개재한 채 제1절연 구조(210)의 위에 배치된다.
제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들의 홀(300h, 400h)들, 절연층(500)의 (500h)들, 및 제1절연 구조(210)의 홀(210h)들은 서로 중첩하므로, 배터리 셀(100)의 음극(111)과 양극(121)이 노출될 수 있다. 예컨대, 배터리 셀(100)의 음극(111)은 도 9에 도시된 바와 같이 제2도전성 플레이트(400)의 음극탭(401)과 접속하고, 양극(121)은 제1도전성 플레이트(300)의 양극탭(302)과 접속할 수 있다.
절연층(500)의 홀(500h)에 인접한 내측 단부(500ei)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들 중 적어도 제2도전성 플레이트(400)의 내측 단부(400ei)를 지나도록 홀(500h)의 중심을 향해 연장될 수 있다. 선택적 실시예로, 절연층(500)의 내측 단부(500ei)는, 제1 및 제2도전성 플레이트(400)의 내측 단부(300ei, 400ei)들을 지나도록 연장될 수 있으며, 따라서 제1 및 제2도전성 플레이트(400)의 내측 단부(300ei, 400ei)들은 서로 비접촉할 수 있다. 절연층(500)의 외측 단부(500oi)는 도 9에 도시된 바와 같이, 제2도전성 플레이트(400)의 외측 단부(400oi)를 지나도록 연장될 수 있으며, 따라서 제1 및 제2도전성 플레이트(400)의 외측 단부(300oi, 400oi)들은 서로 비접촉할 수 있다.
제1절연 구조(210)는 가장자리에 배치된 제1돌기(215) 및, 내측에 배치된 제2돌기(216)를 포함할 수 있다. 제1돌기(215)는 제1도전성 플레이트(300)들을 제1절연 구조(210) 상에 상대적으로 고정하기 위한 구조이고, 제2돌기(216)는 제2도전성 플레이트(400)들을 제1절연 구조(210)에 상대적으로 고정하기 위한 구조이다.
제1돌기(215)는 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들의 면 방향, 예컨대 도 9에서의 전후 방향을 따라 돌출될 수 있다. 제2돌기(216)는 제1절연 구조(210)의 상부 절연 플레이트(211)로부터 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들의 두께 방향, 예컨대 도 9에서의 상방을 따라 돌출될 수 있다.
먼저, 제1돌기(215)를 중심으로 설명한다.
도 11a, 및 도 11b를 참조하면, 제1절연 구조(210)는, 상부 절연 플레이트(211)의 가장자리와 대응되며 상부를 향해 돌출된 가장자리부(212), 및 가장자리부(212)의 일측으로부터 제1도전성 플레이트(300)의 면방향을 따라 돌출된 제1돌기(215)를 포함한다. 제1도전성 플레이트(300)의 외측 단부(300eo)는 가장자리부(212) 및 제1돌기(215)와 인접하게 배치될 수 있다.
제1도전성 플레이트(300)는 제1돌기(215)에 의해 제1절연 구조(210) 상에서 이동하거나, 분리되는 것이 방지될 수 있다. 제1도전성 플레이트(300)는 가장자리부(212)의 내측에 배치되되, 제1돌기(215)와 인접한 제1도전성 플레이트(300)의 외측 단부(200eo)는 제1돌기(215)의 형상을 따라 제1돌기(215)의 내측에 배치될 수 있다. 제1돌기(215)에 의해 가장자리부(212)에 의해 둘러싸인 내측 공간에서 제1도전성 플레이트(300)의 위치가 규제될 수 있다.
제2도전성 플레이트(400)의 외측 단부(400eo)는 제1도전성 플레이트(300)의 외측 단부(300eo) 보다 내측에 위치한다. 바꾸어 말하면, 제1도전성 플레이트(300)의 외측 단부(300eo)는 제2도전성 플레이트(400)의 외측 단부(400eo)를 지나도록 가장자리부(212)를 향해 연장된다.
제1돌기(215)는 제1도전성 플레이트(300)가 제1절연 구조(210) 상에서 이동하거나 분리되는 것을 방지하기 위한 구조로서, 만약 제2도전성 플레이트(400)가 제1돌기(215)에 의해 규제되는 경우, 서로 중첩된 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)가 예기치 않게 접촉하는 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따르면, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 제2도전성 플레이트(400)의 외측 단부(400eo)가 제1도전성 플레이트(300)의 외측 단부(300eo) 보다 내측에 위치함으로써, 제1돌기(215)에 의해 규제를 받지 않거나, 규제를 덜 받을 수 있다. 따라서, 배터리 팩(1)의 조립시, 제1돌기(215)에 의한 제2도전성 플레이트(400)의 위치 틀어짐 문제, 및 그에 따라 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)가 접촉하는 문제를 해소할 수 있다.
다음으로, 제2돌기(216)를 중심으로 설명한다.
도 12를 참조하면, 제2돌기(216)는 상부 절연 플레이트(211)로부터 상방을 향해 돌출되며, 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들의 보조홀(305h, 405h)들, 및 절연층(500)의 보조홀(505h)을 관통한다. 제2돌기(216)는 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)들의 홀(300h, 400h)들 사이에 대응하도록 배치된다.
제2돌기(216)의 직경은 상부 절연 플레이트(211)의 보조홀(405h)의 내경과 실질적으로 동일하거나, 약 15% 이내의 오차를 갖도록 형성될 수 있다. 반면, 제1도전성 플레이트(300)들의 보조홀(305h)은 제2도전성 플레이트(400)의 보조홀(405h) 보다 크게 형성될 수 있다.
제2돌기(216)는 제2도전성 플레이트(400)가 제1절연 구조(210) 상에 이동하거나 분리되는 것을 방지하기 위한 구조로서, 만약 제1도전성 플레이트(300)가 제2돌기(216)에 의해 규제되는 경우, 서로 중첩된 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)가 예기치 않게 접촉하는 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1도전성 플레이트(300)의 보조홀(305h)의 크기를 제2도전성 플레이트(400)의 보조홀(405h)보다 크게 함으로써 제2돌기(216)에 의해 규제를 받지 않거나, 규제를 덜 받을 수 있다. 따라서, 배터리 팩(1)의 조립시, 제2돌기(216)에 의한 제1도전성 플레이트(300)의 위치 틀어짐 문제, 및 그에 따라 제1 및 제2도전성 플레이트(300, 400)가 접촉하는 문제를 해소할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예로서, 배터리 팩의 하부를 발췌하여 나타낸 단면도이다.
도 10을 참조하면, 냉각 부재(700)는 배터리 셀(100)들의 하측에 배치된다. 냉각 부재(700)는 열전도성 플레이트(710) 및 냉각용 유체가 지나가는 유로(720)를 포함할 수 있다. 배터리 셀(100)들의 하측면은 제2절연 구조(220)의 바닥 절연 플레이트(221)에 형성된 홀(221h)을 통해 노출될 수 있다.
열전도성 플레이트(710)는 앞서 설명한 바와 같이 애노다이징된 알루미늄 판과 같은 열전도성 소재를 포함할 수 있으며, 열전도 실리콘(715)과 같은 열전도재를 매개로 배터리 셀(100)의 하측면과 열적으로 연결될 수 있다.
유로(720)는 열전도성 플레이트(710)의 하측에 배치될 수 있다. 유로(720)를 통해 냉각용 유체가 이동할 수 있다. 냉각용 유체는, 예컨대 물과 같은 액체, 또는 공기와 같은 기체가 사용될 수 있다.
본 실시예에서는, 냉각 부재(700)가 열전도성 플레이트(710) 및 냉각용 유체가 지나가는 유로(720)를 모두 포함하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 선택적 실시예로서, 냉각 부재(700)는 열전도성 플레이트(710) 및 냉각용 유체가 지나가는 유로(720) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 배터리 셀
210: 제1절연 구조
220: 제2절연 구조
300: 제1도전성 플레이트
400: 제2도전성 플레이트
500; 절연층

Claims (19)

  1. 복수의 배터리 셀들;
    상기 복수의 배터리 셀들 상에 배치되며, 상기 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 제1도전성 플레이트;
    상기 제1도전성 플레이트와 일부 중첩하도록 상기 제1도전성 플레이트 상에 배치되며, 상기 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 제2도전성 플레이트; 및
    상기 제1도전성 플레이트와 상기 제2도전성 플레이트 사이에 개재되는 절연층;을 포함하고,
    상기 복수의 배터리 셀들 및 상기 제1도전성 플레이트 사이에 개재되는 절연 구조를 더 포함하며,
    상기 절연 구조는, 제1도전성 플레이트의 외측 단부와 대응하는 제1돌기를 포함하는, 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀들은, 각각의 양극과 음극이 동일한 측을 향하도록 배열된, 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전성 플레이트 및 상기 제2도전성 플레이트 각각은,
    상기 복수의 배터리 셀들 각각의 양극과 음극을 노출하는 홀들; 및
    상기 홀들 각각에 배치되는 탭들;을 포함하며,
    상기 제1도전성 플레이트의 홀들 및 상기 제2도전성 플레이트의 홀들은 서로 중첩하는, 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연층은,
    상기 제1도전성 플레이트의 홀들, 및 상기 제2도전성 플레이트의 홀들과 중첩하는 홀들을 포함하는, 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연층의 홀들과 인접한 상기 절연층의 내측 단부는, 상기 절연층의 홀의 중심을 향해 상기 제2도전성 플레이트의 내측 단부를 지나(beyond)도록 연장된, 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀들 각각의 양극과 음극 중 어느 하나는 각각의 배터리 셀의 일 측의 중심부에 위치하고, 다른 하나는 상기 일 측의 주변부에 위치하는, 배터리 팩.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1도전성 플레이트 및 상기 제2도전성 플레이트 중 적어도 어느 하나의 탭들은,
    상기 복수의 배터리 셀들 중 제1배터리 셀의 양극과 연결되는 양극탭; 및
    상기 복수의 배터리 셀들 중 제2배터리 셀의 음극과 연결되는 음극탭;을 포함하는, 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연 구조는, 상기 복수의 배터리 셀들의 양극과 음극을 노출하는 홀들을 더 포함하는 배터리 팩.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전성 플레이트의 외측 단부는 상기 제2도전성 플레이트의 외측 단부보다 외측을 향해 더 연장된, 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2도전성 플레이트는 보조홀을 더 포함하고,
    상기 절연 구조는, 제2도전성 플레이트의 상기 보조홀에 삽입되는 제2돌기를 포함하는, 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1도전성 플레이트는, 상기 제2돌기와 대응하는 보조홀을 더 포함하며,
    상기 제1도전성 플레이트의 보조홀의 크기는, 상기 제2도전성 플레이트의 보조홀의 크기 보다 큰, 배터리 팩.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀들을 사이에 두고, 상기 제1 및 제2도전성 플레이트의 반대편에 배치된 냉각 부재를 더 포함하는, 배터리 팩.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 냉각 부재는, 열전도성 플레이트를 포함하는. 배터리 팩.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 냉각 부재는, 냉각용 유체가 지나가는 유로를 포함하는, 배터리 팩.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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