KR20150104733A - 리셉터클 구조의 전압 센싱부재를 포함하는 전지모듈 - Google Patents

리셉터클 구조의 전압 센싱부재를 포함하는 전지모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체의 전면 및 후면에 각각 위치한 전지셀들의 전극단자 연결부에 전기적으로 연결되어 전지셀 또는 단위모듈의 전압을 검출하기 위한 접속단자를 단부에 구비하고 있는 전압 센싱부재들, 상기 전지셀 적층체의 일측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸는 구조로서, 상기 전압 센싱부재들이 삽입되어 장착되기 위한 장착부가 구비되어 있는 상부 케이스, 및 상기 전지셀 적층체의 타측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸면서 상기 상부 케이스와 결합되는 구조로서, 전면부에 외부 입출력 단자가 구비되어 있는 하부 케이스를 포함하고 있으며, 상기 전압 센싱부는 상부로부터 전극단자 연결부에 끼워지는 리셉터클 구조로 형성되어 있고, 상기 장착부는 전극단자 연결부가 삽입되는 방향으로 폭이 좁아지는 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.

Description

리셉터클 구조의 전압 센싱부재를 포함하는 전지모듈 {Battery Module Having Voltage Sensing Member with Receptacle Structure}
본 발명은 리셉터클 구조의 전압 센싱부재를 포함하는 전지모듈에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지모듈이 사용된다.
전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
또한, 전지모듈은 다수의 전지셀들이 조합된 구조로 이루어져 있으므로 일부 전지셀들이 과전압, 과전류 또는 과발열 되는 경우에는 전지모듈의 안전성과 작동효율이 크게 문제되므로, 이들을 검출하여 제어하기 위한 수단이 필요하다. 따라서, 전압센서 등을 전지셀들에 연결하여 실시간 또는 일정한 간격으로 작동 상태를 확인하여 제어하고 있는 바, 이러한 검출수단의 장착 내지 연결은 전지모듈의 조립과정을 매우 번잡하게 하고 이를 위한 다수의 배선으로 인해 단락의 위험성도 존재한다. 또한 이차전지의 활용 범위의 확대로 자동차 등의 동력원으로 사용됨에 따라 강한 충격이나 진동이 가해지는 경우에도 상기 검출수단이 안정적인 접촉 상태를 유지할 수 있도록 하는 체결수단이 필요하다.
일반적으로, 전지모듈에 장착되는 전압센서는 전지셀들의 전극단자에 용접 방식으로 접속되거나, 또는 전압센서를 전지셀들의 전극단자에 밀착시켜 접속을 이루는 물리적 접속 구조를 사용하였다.
그러나, 용접 방식은 전극단자의 손상을 일으킬 수 있으며, 용접을 위한 공간 및 용접 과정의 정밀함을 요구하고 있으며, 그로 인해 제조 공정성 및 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
또한, 전압센서가 전극단자에 밀착된 상태로 고정시키는 과정에서도 다양한 문제점이 발생하고 있다. 즉, 이들의 안정적인 접속 상태를 유지시키기 위해 전극단자를 압박하거나 또는 전압센서에 전극단자를 끼우는 과정에서 전극단자가 파손되는 문제점이 발생하고 있다.
이와는 별도로, 다수의 전지셀들을 사용하여 전지모듈을 구성하거나 또는 소정 단위의 전지셀들로 이루어진 단위모듈 다수를 사용하여 전지모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다. 더욱이, 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 다수의 부재들의 결합, 용접, 솔더링 등을 위한 공간이 요구되며, 그로 인해 시스템 전체의 크기는 커지게 된다. 이러한 크기 증가는 앞서 설명한 바와 같은 측면에서 바람직하지 않으며, 보다 콤팩트하고 구조적 안정성이 우수한 전지모듈에 대한 필요성이 높은 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 다수의 부재들을 사용하지 않고도 간단한 조립방법에 의해 제조할 수 있는 전압 센싱부재를 포함하는 전지모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전극단자에 전압 센싱부재를 체결 및 접속하는 과정에서 발생하는 전극단자의 파손을 방지하여, 전지모듈의 제조시 불량률을 감소시켜 생산성 및 안전성을 향상시키는 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은,
직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체;
상기 전지셀 적층체의 전면 및 후면에 각각 위치한 전지셀들의 전극단자 연결부에 전기적으로 연결되어 전지셀 또는 단위모듈의 전압을 검출하기 위한 접속단자를 단부에 구비하고 있는 전압 센싱부재들;
상기 전지셀 적층체의 일측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸는 구조로서, 상기 전압 센싱부재들이 삽입되어 장착되기 위한 장착부가 구비되어 있는 상부 케이스; 및
상기 전지셀 적층체의 타측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸면서 상기 상부 케이스와 결합되는 구조로서, 전면부에 외부 입출력 단자가 구비되어 있는 하부 케이스;
를 포함하고 있으며,
상기 전압 센싱부는 상부로부터 전극단자 연결부에 끼워지는 리셉터클 구조로 형성되어 있고, 상기 장착부는 전극단자 연결부가 삽입되는 방향으로 폭이 좁아지는 구조로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지모듈은 전압 센싱부재들이 상부 케이스의 전면 및 후면에 위치한 장착부에 삽입되어 장착된 상태에서 전지셀 적층체의 전면 및 후면에 각각 위치한 전지셀들의 전극단자 연결부에 전기적으로 연결되는 구조로 구성되어 있어서, 전체적으로 조립 과정이 간소하며 콤팩트하고 안정적으로 전압 검출이 가능한 구조를 가진다.
또한, 전지셀들의 전압을 검출하기 위한 부재가 모듈화된 전압 센싱부재들로 이루어져 있으므로, 이러한 전압 센싱부재들을 전지모듈의 전면 및 후면에 용이하게 장착할 수 있고, 전압 검출구조의 중간 연결부를 최소화하여 전압 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 전압 센싱부재의 이상 발생시, 종래의 전지모듈 구조와 비교하여 전지모듈 내부를 분해하지 않고 전지모듈의 전면과 후면에 장착된 전압 센싱부재만 교체하면 되므로, 전지모듈의 유지 보수성 또한 크게 향상된다.
상기 단위모듈 내부 또는 단위모듈 상호간의 전지셀들은 전기적 연결 부위의 적어도 일부가 직렬로 연결되어 있으며, 전지셀들을 그것의 전극단자들이 상호 인접하도록 배열한 상태에서 상기 전극단자들을 결합시킨 뒤, 소정의 단위로 셀 커버에 의해 감쌈으로써 다수의 단위모듈들을 제조할 수 있다. 이러한 제조과정은 일부 순서가 변경될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 다수의 단위모듈들을 각각 제조한 후 단위모듈간 전기적 접속을 행할 수도 있다.
전극단자들이 상호 연결되어 있고 높은 밀집도로 충적된 상기 전지셀 적층체는 조립식 체결구조로 결합되는 상하 분리형의 케이스에 수직으로 장착된다.
상기 상하부 케이스는, 전지셀 적층체를 상하부 케이스에 장착한 후 상하부 케이스를 상호 조립한 상태에서, 전지셀 적층체의 용이한 방열을 위해 전지셀 적층체의 외주면만을 감싸고 그것의 외면이 케이스의 외부로 노출되는 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 상부 케이스는 전지셀 적층체 일측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸는 구조로 이루어져 있고, 하부 케이스는 전지셀 적층체의 타측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸는 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전압 센싱부재의 접속단자는 상부로부터 전극단자 연결부에 끼워지는 리셉터클(receptacle)형 구조로 이루어져 있어서, 외부 충격의 인가시에도 전압 센싱부재의 접속단자와 전지셀들의 전극단자 연결부는 안정적인 전기적 연결 상태를 유지할 수 있다.
상기 전지셀은, 예를 들어, 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀로 이루어질 수 있다.
상기 전압 센싱부재는 전지셀들의 전극단자 연결부에 전기적으로 연결되어 전지셀 또는 단위모듈의 전압을 용이하게 검출할 수 있는 구조라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 전지셀 적층체의 전면에 위치한 전극단자 연결부와 접속되는 전방 센싱부재와, 전지셀 적층체의 후면에 위치한 전극단자 연결부와 접속되는 후방 센싱부재를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
따라서, 전방 센싱부재와 후방 센싱부재는 상부 케이스의 장착부들에 각각 삽입됨으로써 전지셀 적층체의 전면과 후면에 위치한 전극단자 연결부에 전기적으로 용이하게 접속된다.
구체적으로, 상기 전방 센싱부재와 후방 센싱부재는 각각 중공형 구조의 커넥터 형상으로 이루어진 본체부와, 상기 본체부 내에 삽입된 상태에서 전지셀 전극단자들의 직렬 연결 절곡부위(전극단자 연결부)에 접속되는 접속단자로 구성되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 구조의 하나의 예로서, 본체부는 전극단자 연결부 별로 접속단자가 삽입될 수 있도록 하부가 분지형 구조로 이루어질 수 있으며, 하부의 분지형 구조에 삽입된 전압 센싱부재의 접속단자는 전지셀 적층체의 전면과 후면에 각각 위치한 전지셀들의 전극단자 연결부별로 용이하게 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전방 센싱부재와 후방 센싱부재의 본체부 하부 분지 개수는 전지모듈을 구성하는 단위모듈들의 개수, 단위모듈들의 직렬 및/또는 병렬 연결 구조, 또는 버스 바의 형상에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 4개의 단위모듈들(8개의 전지셀들)이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층된 전지셀 적층체의 경우, 전지셀 적층체의 전면과 후면에 각각 위치한 전극단자 연결부에 대응하여 연결될 수 있도록 전방 센싱부재의 본체부는 하부가 3개 분지되어 있고, 후방 센싱부재의 본체부는 하부가 4개 분지되어 있는 구조일 수 있다.
상기 접속단자는 전극단자 연결부의 양 측면에 탄력적으로 접속되는 둘 이상의 접속부들을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 접속단자는 전극단자 연결부에 접속되지 않은 경우 상기 전극단자 연결부의 양 측면에 접속되는 접속부들 사이의 폭은 전극단자 연결부의 폭보다 큰 구조로 이루어져 있을 수 있다. 이 때, 상기 접속부들 사이의 폭은 전극단자 연결부의 폭의 105% 내지 200%의 크기로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 접속부들은 전극단자 연결부가 끼워지면서 전극단자 연결부의 양 측면에 밀착되도록 접속부들 사이의 폭이 좁아지는 구조로 이루어질 수 있다.
이러한 구조는, 상기 장착부가 전극단자 연결부가 삽입되는 방향으로 폭이 좁아지는 구조에 의해 달성된다. 즉, 상기 접속부들 사이에 전극단자 연결부가 끼워지면서 상기 장착부의 폭이 좁아지는 구조에 의해 장착부의 내측에 밀착된 접속부들 사이의 폭도 좁아지게 되면서 접속부들이 전극단자 연결부의 양 측면에 밀착되는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 장착부는 상부 케이스의 전면과 후면에 상향 개방 구조로 각각 형성되어 있어서, 전지모듈의 조립을 완성한 후에 전압 센싱부재를 상부로부터 장착부에 삽입함으로써 전압 센싱부재와 전극단자 연결부의 전기적 연결이 달성될 수 있다.
경우에 따라서는, 절연성 소재의 전면 커버가 상부로 개방된 전압 센싱부재를 외부로부터 밀폐하고 있는 구조일 수 있다. 이와는 달리, 전압 센싱부재를 밀폐하기 위한 커버를 별도의 부품으로 구성하지 않고, 상부 케이스에 일체형으로 형성할 수도 있다.
상기 전지셀 적층체는 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈 다수 개로 이루어질 수 있다. 상기 단위모듈은, 전극단자들이 직렬 및/또는 병렬로 상호 연결되어 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들, 및 상기 전지셀들의 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
상기에서, 전극단자들을 직렬로 상호 연결하는 구조는 전극단자들의 전기적 연결이 용이한 구조이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 전극단자들을 용접에 의해 직접 연결하거나, 버스 바를 이용하여 연결할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전지모듈은 전체적으로 콤팩트한 구조를 가지며, 많은 수의 부재들을 사용하지 않고도 구조적으로 안정한 기계적 체결과 전기적 접속을 이룰 수 있다. 또한, 소정의 단위들, 예를 들어, 4개, 6개, 8개, 10개 등의 전지셀들 또는 단위모듈들로 전지모듈을 구성함으로써, 전지모듈을 필요한 수만큼 한정된 공간내에 효과적으로 장착할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈을 단위체로 사용하여 제조되는 고출력 대용량의 중대형 전지팩을 제공한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 중대형 전지팩은 전지모듈들이 측면방향으로 적층되어 있고, 상기 전지모듈들은 각각 전압 센싱부재를 포함하고 있는 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전압 센싱부재들은 각각 와이어링 하니스에 의해 BMS(Battery Management System)에 연결될 수 있으며, 상기 BMS는 전압 센싱부재들로부터 입력된 전압 검출값을 이용하여 전지팩을 제어하는 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 중대형 전지팩은 소망하는 출력 및 용량에 따라 전지모듈들을 조합하여 제조될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같은 장착 효율성, 구조적 안정성 등을 고려할 때, 한정된 장착공간을 가지며 잦은 진동과 강한 충격 등에 노출되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 등의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 중대형 전지팩이 장착되어 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 및 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 일반적인 구조는 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈에 포함되는 리셉터클 구조의 전압 센싱부재는 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 다수의 부재들을 사용하지 않고 간단한 조립방법에 의해 전극단자 연결부에 접속됨으로써, 전지모듈의 전반적인 제조비용을 낮추고, 외부로부터 강한 충격이나 진동이 가해질 경우에도 안정적인 전압검출이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전지모듈의 전압 센싱부재는 전압 검출을 위하여 전극단자 연결부에 끼우는 과정에서 발생하는 전극단자 연결부의 파손을 방지함으로써 전지모듈 제조과정에서의 불량률을 줄이고, 안전성을 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 전지모듈에 장착되는 판상형 전지셀의 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도이다;
도 3은 도 2의 전지모듈의 분해 모식도이다;
도 4는 도 3의 전지모듈에서 전지셀 적층체의 사시도이다;
도 5는 접속단자가 전극단자 연결부에 접속되는 과정에 관한 모식도들이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 단위모듈에 장착되는 하나의 예시적인 판상형 전지셀의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 판상형 전지셀(10)은 두 개의 전극리드(11, 12)가 서로 대향하여 전지 본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 외장부재(14)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(14b)과 상단부(14a) 및 하단부(14c)를 부착시킴으로써 전지셀(10)이 만들어진다.
외장부재(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다. 양측면(14b)은 상하 외장부재(14)의 동일한 수지층이 직접 접하므로 용융에 의해 균일한 밀봉이 가능하다.
반면에, 상단부(14a)와 하단부(14c)에는 전극리드(11, 12)가 돌출되어 있으므로 전극리드(11, 12)의 두께 및 외장부재(14) 소재와의 이질성을 고려하여 밀봉성을 높일 수 있도록 전극리드(11, 12)와의 사이에 필름상의 실링부재(16)를 개재한 상태에서 열융착시킨 구조로 구성되어 있다.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 전지모듈의 분해 모식도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3의 전지셀 적층체의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전지모듈(100)은 전지셀 적층체(110), 전압 센싱부재들(122, 124), 상부 케이스(130), 및 하부 케이스(140)로 구성되어 있다.
전지셀 적층체(110)는 직렬로 연결된 4개의 단위모듈들(112)이 측면방향으로 세워진 상태로 적층되어 있고, 전지셀(114)의 전극단자를 하부 케이스(140)의 외부 입출력 단자(142)에 연결하기 위한 버스 바(116)가 전면부에 구비되어 있다.
전압 센싱부재들(122, 124)은 전지셀 적층체(110)의 전면과 후면에 각각 위치한 단위모듈들(112)의 전극단자 연결부(118, 119)에 전기적으로 연결되어 단위모듈(112)의 전압을 검출하기 위한 접속단자들(123, 125)을 구비하고 있다.
전압 센싱부재들(122, 124)은 전지셀 적층체(110)의 전면에 위치한 전극단자 연결부(118)와 전기적으로 접속되는 전방 센싱부재(124)와, 전지셀 적층체(110)의 후면에 위치한 전극단자 연결부(119)와 접속되는 후방 센싱부재(122)로 이루어져 있다.
상부 케이스(130)는 전지셀 적층체(110)의 일측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸는 구조로서, 전압 센싱부재들(122, 124)이 삽입되어 장착되기 위한 장착부들(132)을 전면부와 후면부에 각각 구비하고 있다.
하부 케이스(140)는 전지셀 적층체(110)의 타측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸면서 상부 케이스(130)와 결합되는 구조로서, 전면부에 외부 입출력 단자(142)를 구비하고 있다.
전지셀 적층체(110)는 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들(114) 2개로 구성된 단위모듈들(112) 4개로 이루어져 있다.
단위모듈(112)은 전극단자들이 직렬로 상호 연결되어 있고 전극단자들의 연결부(118, 119)가 절곡되어 적층 구조를 이루고 있는 2개의 전지셀들(114), 및 전지셀들(114)의 전극단자 부위를 제외하고 전지셀들(114)의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버(115)로 구성되어 있다.
도 5에는 접속단자가 전극단자 연결부에 접속되는 과정에 관한 모식도들이 도시되어 있다.
도 5를 도 2와 함께 참조하면 상부 케이스(130)의 장착부(132)에 삽입되어 있는 전압 센싱부재(124)는 중공형 구조 본체부(128)와, 본체부(128) 내에 삽입된 상태에서 전극단자 연결부(118)에 접속되는 접속단자(125)로 구성되어 있다.
접속단자(125)의 하부에는 전극단자 연결부(118)의 양 측면에 탄력적으로 접속되는 접속부들(126)이 형성되어 있다. 이러한 접속단자(125)는 전극단자 연결부(118)에 접속되지 않은 상태에서, 접속부들(126) 사이의 폭(W1)은 전극단자 연결부(118)의 폭(W2)보다 큰 구조로 이루어져 있으며, 전압 센싱부재(124)가 전극단자 연결부(118) 방향으로 이동하면서 전극단자 연결부(118)의 양 측면에 접속부들(126)이 밀착되도록 접속부들(126) 사이의 폭이 좁아지는 구조로 이루어져 있다.
즉, 장착부(132)가 전극단자 연결부(118)의 삽입 방향으로 폭이 좁아지는 구조에 의해, 전압 센싱부재(124)가 전극단자 연결부(118) 방향으로 이동하면서 장착부(132)의 내측에 밀착된 본체부(128) 및 접속부들(126) 사이의 폭도 좁아지게 됨으로써 접속부들(126)이 전극단자 연결부(118)의 양 측면에 밀착되어 접속되는 구조로 이루어져 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (17)

  1. 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체;
    상기 전지셀 적층체의 전면 및 후면에 각각 위치한 전지셀들의 전극단자 연결부에 전기적으로 연결되어 전지셀 또는 단위모듈의 전압을 검출하기 위한 접속단자를 단부에 구비하고 있는 전압 센싱부재들;
    상기 전지셀 적층체의 일측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸는 구조로서, 상기 전압 센싱부재들이 삽입되어 장착되기 위한 장착부가 구비되어 있는 상부 케이스; 및
    상기 전지셀 적층체의 타측면 단부와 상단 및 하단 일부를 감싸면서 상기 상부 케이스와 결합되는 구조로서, 전면부에 외부 입출력 단자가 구비되어 있는 하부 케이스;
    를 포함하고 있으며,
    상기 전압 센싱부재는 상부로부터 전극단자 연결부에 끼워지는 리셉터클 구조로 형성되어 있고, 상기 장착부는 전극단자 연결부가 삽입되는 방향으로 폭이 좁아지는 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 센싱부재는 전지셀 적층체의 전면에 위치한 전극단자 연결부와 접속되는 전방 센싱부재와, 전지셀 적층체의 후면에 위치한 전극단자 연결부와 접속되는 후방 센싱부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전방 센싱부재와 후방 센싱부재는 각각 중공형 구조의 커넥터 형상으로 이루어진 본체부와, 상기 본체부 내에 삽입된 상태에서 전지셀 전극단자들의 직렬 연결 절곡부위(전극단자 연결부)에 접속되는 접속단자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 본체부는 전극단자 연결부 별로 접속단자가 삽입될 수 있도록 하부가 분지형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전방 센싱부재의 본체부는 하부가 3개 분지되어 있고, 후방 센싱부재의 본체부는 하부가 4개 분지되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 접속단자는 전극단자 연결부의 양 측면에 탄력적으로 접속되는 둘 이상의 접속부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전극단자 연결부의 양 측면에 접속되는 접속부들 사이의 폭은 전극단자 연결부의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 접속부들 사이의 폭은 전극단자 연결부의 폭의 105% 내지 200%인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 접속부들은 전극단자 연결부가 끼워지면서 전극단자 연결부의 양 측면에 밀착되도록 접속부들 사이의 폭이 좁아지는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 장착부는 상부 케이스의 전면과 후면에 상향 개방 구조로 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  12. 제 1 항에 있어서, 절연성 소재의 커버가 상부로 개방된 전압 센싱부재를 외부로부터 밀폐하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 적층체는 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈 다수 개로 이루어져 있고, 상기 단위모듈은,
    전극단자들이 직렬 및/또는 병렬로 상호 연결되어 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들; 및
    상기 전지셀들의 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버;
    를 포함하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈을 단위체로 사용하여 제조되는 고출력 대용량의 중대형 전지팩.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 전지팩은 전지모듈들이 측면방향으로 적층되어 있고, 상기 전지모듈들은 각각 전압 센싱부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 전압 센싱부재들은 각각 와이어링 하니스에 의해 BMS(Battery Management System)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.
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