KR20230063693A - battery pack with mesh type busbar connected structure - Google Patents

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KR20230063693A
KR20230063693A KR1020210149033A KR20210149033A KR20230063693A KR 20230063693 A KR20230063693 A KR 20230063693A KR 1020210149033 A KR1020210149033 A KR 1020210149033A KR 20210149033 A KR20210149033 A KR 20210149033A KR 20230063693 A KR20230063693 A KR 20230063693A
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이찬재
심준홍
강동석
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주식회사 블루시그마
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Abstract

본 발명은 전기 자동차나 에너지 저장 장치(ESS)에 적용되는 배터리 팩에 관한 것으로, 특히 전기적으로 망(mesh) 형태의 버스 바 연결구조를 갖는 배터리 팩에 관한 것이다. The present invention relates to a battery pack applied to an electric vehicle or an energy storage system (ESS), and more particularly, to a battery pack having a bus bar connection structure in the form of an electrical mesh.

Description

망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩{battery pack with mesh type busbar connected structure}Battery pack having a mesh type busbar connected structure {battery pack with mesh type busbar connected structure}

본 발명은 전기 자동차나 에너지 저장 장치(ESS)에 적용되는 배터리 팩에 관한 것으로, 특히 전기적으로 망(mesh) 형태의 버스 바 연결구조를 갖는 배터리 팩에 관한 것이다. The present invention relates to a battery pack applied to an electric vehicle or an energy storage system (ESS), and more particularly, to a battery pack having a bus bar connection structure in the form of an electrical mesh.

배터리 셀(battery cell)은, 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등의 단(單)전지일 수 있다. The battery cell may be a single cell such as a cylindrical cell, a prismatic cell, or a pouch type cell.

배터리 모듈(battery module)은, 다수의 단(單)전지를 직병렬로 구성된 다수의 연결한 구성일 수 있다. A battery module may be a configuration in which a plurality of unit cells are connected in series and parallel.

배터리 서브팩(battery subpack)은, 2개 이상의 배터리 모듈을 직렬 또는 병렬로 구성된 다수의 배터리 모듈일 수 있다. A battery subpack may be a plurality of battery modules composed of two or more battery modules in series or in parallel.

배터리 팩(battery pack)은, 다수의 서브팩을 직/병렬로 조합하여 구성될 수 있다. A battery pack may be configured by combining a plurality of sub-packs in series/parallel.

이와 같은 배터리 팩은, 배터리 모듈 직렬 타입, 배터리 서브팩 병렬 타입, 배터리 서브팩 직렬 타입으로 구분될 수 있다. Such a battery pack may be classified into a battery module series type, a battery subpack parallel type, and a battery subpack series type.

도 14를 참조하면, 배터리 모듈 직렬 타입의 배터리 팩은, 직병렬로 접속되는 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈끼리 다시 직렬로 구성될 수 있다. 이 경우 배터리 모듈 중 1개라도 이상이 생길 경우 전체 배터리 팩이 기능하지 못할 수 있다. 이러한 배터리 모듈 직렬 타입의 배터리 팩은, 현대자동차, GM, IBM 등 대용량 배터리를 사용하는 대부분의 자동차 업체에서 사용하는 방법이다. Referring to FIG. 14 , in a battery module series type battery pack, battery modules including a plurality of battery cells connected in series and parallel may be configured in series again. In this case, if even one of the battery modules is abnormal, the entire battery pack may not function. The battery module serial type battery pack is a method used by most automobile companies that use large-capacity batteries, such as Hyundai Motor Company, GM, and IBM.

도 15을 참조하면, 배터리 서브팩 병렬 타입의 배터리 팩은. 배터리 모듈을 다수 직렬로 연결하여 요구하는 전압을 맞춘 배터리 서브팩끼리 다시 병렬로 연결할 수 있다. 이 경우 배터리 서브팩 내 배터리 모듈 중 1개라도 이상이 생길 경우, 해당 배터리 서브팩은 기능하지 못할 수 있다(도 4에서는 배터리 팩의 용량이 절반으로 될 수 있다). 이러한 배터리 서브팩 병렬 타입의 배터리 팩은. MWh 이상의 ESS시스템 등에 사용되고 있다. Referring to FIG. 15, the battery pack of the battery sub-pack parallel type. By connecting multiple battery modules in series, the battery subpacks matching the required voltage can be connected in parallel again. In this case, if at least one of the battery modules in the battery subpack has an abnormality, the corresponding battery subpack may not function (the capacity of the battery pack may be halved in FIG. 4 ). These battery subpacks are parallel type battery packs. It is used in ESS systems with more than MWh.

도 16를 참조하면, 배터리 서브팩 직렬 타입의 배터리 팩은, 배터리 모듈과 배터리 모듈을 병렬 연결하여 원하는 용량의 배터리 모듈을 만들고 이를 직렬 연결하여 요구하는 전압을 맞춘 타입일 수 있다. 이 경우 배터리 서브팩 중 하나라도 이상이 생길 경우, 전체 배터리 팩이 기능하지 못할 수 있다. 또한, 배터리 서브팩 내 배터리 모듈 중 이상이 생길 경우, 해당 배터리 서브팩의 가용 가능한 용량이 저하되어, 충/방전시 해당 배터리 서브팩의 전압 변동이 크게 되어, 전체 배터리 팩의 가용 가능한 용량이 감소할 수 있다. 더욱이 배터리 서브팩 별로 전압 편차가 발생할 확률이 증가하여 과충전/과방전이 발생할 가능성이 증가할 수 있다. 이러한 배터리 서브팩 직렬 타입의 배터리 팩은, 소용량 배터리를 사용하는 Tesla 전기자동차에 사용되고 있다. Referring to FIG. 16 , a battery subpack series type battery pack may be a type in which a battery module having a desired capacity is formed by connecting battery modules in parallel and a required voltage is matched by connecting the battery modules in series. In this case, if any one of the battery subpacks fails, the entire battery pack may not function. In addition, when a battery module in a battery subpack has an abnormality, the usable capacity of the battery subpack decreases, resulting in a large voltage fluctuation of the battery subpack during charging/discharging, reducing the available capacity of the entire battery pack. can do. Moreover, the probability of occurrence of voltage deviation for each battery sub-pack increases, and thus the possibility of occurrence of overcharge/overdischarge may increase. These battery subpack series type battery packs are used in Tesla electric vehicles that use small-capacity batteries.

한편, 1개의 배터리 모듈 측면에서 보면, 다수의 배터리 셀이 정상 상태인 경우 전류는 모든 배터리 셀로 균일하게 흐를 수 있다. Meanwhile, in terms of one battery module, when a plurality of battery cells are in a normal state, current may flow uniformly to all of the battery cells.

그러나, 특정 배터리 셀이 다른 배터리 셀에 비해 비정상(열화) 상태인 경우, 비정상 배터리 셀은 내부 임피던스 증가로 이상 발열 현상이 발생될 수 있다. 비정상 배터리 셀에 의해 전류는 정상 배터리 셀로 집중되어 주변의 정상 배터리 셀들도 스트레스가 가중되어 전체적으로 열화 가속 현상이 발생될 수 있다. However, when a specific battery cell is in an abnormal (degraded) state compared to other battery cells, the abnormal battery cell may generate abnormal heat due to an increase in internal impedance. Due to the abnormal battery cell, current is concentrated in the normal battery cell, so that the stress of the surrounding normal battery cells is also increased, and deterioration acceleration may occur as a whole.

또한, 비정상 배터리 셀은 정상 배터리 셀에 비해 충전시 더 높은 전압, 방전시 더 낮은 전압을 보이며, 이 현상으로 주변 배터리 셀의 전압과 편차가 가중될 수 있다. 전압 편차로 인해 안전한 충방전을 위해 만충전, 만방전시 조기 컷-오프(Cut-Off)되어 배터리 설계 전체 용량에 비해 에너지 가용이 떨어지고, 열화가 가속 및 지속되어 배터리 팩의 발열/폭발로부터 안전성이 확보되지 못할 수 있다.In addition, the abnormal battery cell exhibits a higher voltage when charging and a lower voltage when discharging compared to the normal battery cell, and this phenomenon may increase the voltage and deviation of the surrounding battery cells. Due to voltage deviation, early cut-off is performed at full charge and full discharge for safe charging and discharging, so energy availability is lower than the total capacity of the battery design, and deterioration is accelerated and continued, which increases safety from heat/explosion of the battery pack. may not be secured.

한국공개특허 제10-2017-0134270호Korean Patent Publication No. 10-2017-0134270

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 직병렬 연결된 다수의 셀을 포함하는 배터리 모듈끼리도 병렬 연결되어 전체적인 버스 바의 연결 구조가 망(mesh)으로 이루어지는 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been devised to solve the above problems, and battery modules including a plurality of cells connected in series and parallel are also connected in parallel to form a network bus bar connection structure in which the entire bus bar connection structure is made of a mesh. Its purpose is to provide a battery pack having

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩은, 다수의 행과 열의 배터리 셀을 상하측 버스 바로 직병렬 연결한 제1 배터리 모듈과, 다수의 행과 열의 배터리 셀을 상하측 버스 바로 직병렬 연결한 제2 배터리 모듈과, 상기 제1 배터리 모듈의 상하부 버스 바와 상기 제2 배터리 모듈의 상하부 버스 바를 병렬 연결하는 제1병렬연결부와, 상기 제1,2 배터리 모듈의 양극과 음극을 병렬 연결하는 메인 터미널을 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a battery pack having a network-type bus bar connection structure of the present invention includes a first battery module in which battery cells of a plurality of rows and columns are connected in series and parallel with upper and lower bus bars, and a plurality of rows and columns A second battery module connecting battery cells in a row in series and parallel to upper and lower bus bars, a first parallel connection unit connecting in parallel the upper and lower bus bars of the first battery module and the upper and lower bus bars of the second battery module; A main terminal connecting the positive and negative poles of the battery module in parallel may be included.

또한, 본 발명의 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩에 있어서, 상기 제1 배터리 모듈과 직렬로 배치되는 제3 배터리 모듈과, 상기 제2 배터리 모듈과 직렬로 배치되는 제4 배터리 모듈과, 상기 제3 배터리 모듈의 상하부 버스 바와 상기 제4 배터리 모듈의 상하부 버스 바를 병렬 연결하는 제2병렬연결부와, 상기 제1~4 배터리 모듈의 상부 버스 바끼리 직병렬 연결하는 직병렬연결부를 포함하고, 상기 메인 터미널은, 상기 제1,2 배터리 모듈의 양극과 음극을 병렬 연결하는 제1 메인 터미널과, 상기 제3,4 배터리 모듈의 양극과 음극을 병렬 연결하는 제2 메인 터미널을 포함할 수 있다. In addition, in the battery pack having a network-type bus bar connection structure of the present invention, a third battery module disposed in series with the first battery module, a fourth battery module disposed in series with the second battery module, A second parallel connection unit for connecting the upper and lower bus bars of the third battery module in parallel to the upper and lower bus bars of the fourth battery module, and a series-parallel connection unit for connecting the upper bus bars of the first to fourth battery modules in series and parallel, , The main terminal may include a first main terminal that connects the positive and negative electrodes of the first and second battery modules in parallel, and a second main terminal that connects the positive and negative electrodes of the third and fourth battery modules in parallel. there is.

또한, 본 발명의 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩에 있어서, 상기 제1 병렬연결부와 상기 제2 병렬연결부 각각은, 상기 제1~4 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행이 연결되는 암 커넥터 또는 수 커넥터 중 어느 하나와, 상기 암 커넥터 또는 상기 수 커넥터 중 나머지 하나와 연결되는 암 커넥터 또는 수 커넥터를 포함할 수 있다. In addition, in the battery pack having a network-type bus bar connection structure of the present invention, each of the first parallel connection part and the second parallel connection part is connected to each row of upper and lower bus bars of the first to fourth battery modules. It may include either a female connector or a male connector, and a female connector or male connector connected to the other one of the female connector or the male connector.

한편, 본 발명의 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩에 있어서, 상기 제1 병렬연결부는, 상기 제1 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행과 상기 제2 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행이 병렬 연결되는 다수의 제1 병렬 브리지 버스 바를 포함하고, 상기 제2 병렬연결부는, 상기 제3 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행과 상기 제4 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행이 병렬 연결하는 다수의 제2 병렬 브리지 버스 바를 포함할 수 있다. Meanwhile, in the battery pack having the network-type bus bar connection structure of the present invention, the first parallel connection unit includes each row of the upper and lower bus bars of the first battery module and each of the upper and lower bus bars of the second battery module. It includes a plurality of first parallel bridge bus bars in which rows are connected in parallel, and the second parallel connection unit includes each row of upper and lower bus bars of the third battery module and each row of upper and lower bus bars of the fourth battery module in parallel. It may include a plurality of second parallel bridge bus bars connecting.

다른 한편, 본 발명의 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩에 있어서, 상기 직병렬연결부는, 상기 제1 배터리 모듈의 상부 버스 바 중 병렬 연결한 1개의 행과, 상기 제3 배터리 모듈의 상부 버스 바 중 병렬 연결한 1개의 행을 직렬 연결하는 제1 직렬 버스 바와, 상기 제2 배터리 모듈의 상부 버스 바 중 병렬 연결한 1개의 행과, 상기 제4 배터리 모듈의 상부 버스 바 중 1개의 행을 직렬 연결하는 제2직렬 버스 바와, 상기 제1 직렬 버스 바와 상기 제2 직렬 버스 바를 병렬 연결하는 병렬 버스 바를 포함할 수 있다. On the other hand, in the battery pack having a network-type bus bar connection structure of the present invention, the series-parallel connection unit includes one row of the upper bus bars of the first battery module connected in parallel and the third battery module A first serial bus bar serially connecting one row of upper bus bars connected in parallel, one row of upper bus bars connected in parallel among upper bus bars of the second battery module, and one of upper bus bars of the fourth battery module A second serial bus bar connecting rows in series and a parallel bus bar connecting the first serial bus bar and the second serial bus bar in parallel.

또한, 본 발명의 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 셀은, 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 중 어느 하나를 포함할 수 있다. In addition, in the battery pack having the mesh-type bus bar connection structure of the present invention, the battery cell may include any one of a cylindrical battery, a prismatic battery, and a pouch-type battery.

본 발명의 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. According to the battery pack having the network-type bus bar connection structure of the present invention, the following effects are obtained.

직병렬 연결된 팩으로서 그 배터리 모듈을 망(Mesh) 버스 바로 구성되어, 배터리 셀 투 배터리 셀(Cell to Cell), 배터리 셀 투 배터리 모듈(Cell to Module), 배터리 모듈 투 배터리 모듈(Module to Module)로 연결되어 다양한 전류 경로(Path)를 확보할 수 있다. As a series-parallel connected pack, the battery module is composed of a mesh bus bar, battery cell to battery cell, battery cell to battery module, and battery module to battery module. connected to, it is possible to secure various current paths.

이러한 망 버스 바로 인해 확보한 다양한 전류 경로를 가짐으로써, 아래와 같은 효과가 있다.By having various current paths secured by such a network bus bar, the following effects are obtained.

전체 배터리 팩의 전력을 유지/보완할 수 있다.The power of the entire battery pack can be maintained/supplemented.

비정상 배터리 셀에서 시작되는 열화 가속 영향력이 전류 흐름의 분산으로 정상적인 배터리 셀에게 최소화시킬 수 있다. 따라서, 비정상 배터리 셀의 온도 상승에 의한 화재 또는 폭발 발생 가능성을 최소화시킬 수 있다. Deterioration accelerating effects starting from abnormal battery cells can be minimized to normal battery cells by distributing current flow. Accordingly, it is possible to minimize the possibility of occurrence of fire or explosion due to an increase in the temperature of an abnormal battery cell.

전류의 바이패스 하기 위한 구성을 제어할 별도의 장비가 불필요하다. There is no need for separate equipment to control the configuration for bypassing the current.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 제1 변형예에 따른 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 백터리 팩(1)을 도시한 평면도 및 저면도.
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2의 배터리 모듈(10)을 직병렬로 연결한 확장형 백터리 팩(1)을 도시한 평면도 및 저면도.
도 5 및 도 6는 도 3 및 도 4의 배터리 모듈(10)을 직병렬로 연결한 다수의 확장형 백터리 팩을 도시한 평면도 및 저면도.
도 7 및 도 8은 도 3의 배터리 모듈(10)을 도시한 결합 및 분해 사시도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 백터리 팩(1')을 도시한 평면도 및 저면도.
도 11 및 도 12은 도 9 및 도 10의 배터리 모듈(10)을 직병렬로 연결한 확장형 백터리 팩을 도시한 평면도와 저면도.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 백터리 팩의 도식도.
도 14 내지 도 16는 종래 배터리 팩의 도식도.1 and 2 are a plan view and a bottom view showing a vector pack 1 having a network-type bus bar connection structure according to a first preferred modification of the present invention.
3 and 4 are a plan view and a bottom view illustrating an expandable battery pack 1 in which the battery modules 10 of FIGS. 1 and 2 are connected in series and parallel.
5 and 6 are plan and bottom views illustrating a plurality of expandable vector packs in which the battery modules 10 of FIGS. 3 and 4 are connected in series and parallel.
7 and 8 are combined and exploded perspective views illustrating the battery module 10 of FIG. 3;
9 and 10 are plan and bottom views illustrating a vector pack 1' having a network-type bus bar connection structure according to another preferred embodiment of the present invention.
11 and 12 are a plan view and a bottom view illustrating an expandable battery pack in which the battery modules 10 of FIGS. 9 and 10 are connected in series and parallel.
13 is a schematic diagram of a vector pack having a network-type bus bar connection structure according to a preferred embodiment of the present invention.
14 to 16 are schematic diagrams of conventional battery packs.

첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used together in consideration of ease of writing the specification, and do not have meanings or roles that are distinct from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention , it should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들의 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.In the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

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 수도 있다.When an embodiment is otherwise implementable, a specific process sequence may be performed differently from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may proceed in an order reverse to the order described.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 제1 변형예에 따른 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 백터리 팩(1)을 도시한 평면도 및 저면도이다. 1 and 2 are a plan view and a bottom view showing a vector pack 1 having a network-type bus bar connection structure according to a first preferred modification of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 일 실시예에 따른 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩(1)은, 제1~4 배터리 모듈(10~40) 간에 직병렬로 연결되는 기본 배터리 팩을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , a battery pack 1 having a mesh-type bus bar connection structure according to the present embodiment is a basic battery connected in series and parallel between first to fourth battery modules 10 to 40. Packs may be included.

기본 배터리 팩(1)은, 제1,2 배터리 모듈(10a)(10b)을 포함할 수 있다.The basic battery pack 1 may include first and second battery modules 10a and 10b.

제1,2 배터리 모듈(10a)(10b) 각각은, 다수의 배터리 셀(20)을 포함할 수 있다. Each of the first and second battery modules 10a and 10b may include a plurality of battery cells 20 .

도 7 및 도 8을 참조하면, 다수의 배터리 셀(20)은, 다수의 행(병렬)과 열(직렬)을 포함할 수 있다. 다수의 행(병렬)은 같은 전극으로 배열되고, 다수의 열(직렬)은 양극과 음극이 교대로 배열될 수 있다. Referring to FIGS. 7 and 8 , a plurality of battery cells 20 may include a plurality of rows (parallel) and columns (serial). A plurality of rows (parallel) may be arranged with the same electrode, and a plurality of columns (series) may be arranged with alternating anodes and cathodes.

도 8의 배터리 셀(20)은 원통형 전지를 14S7P(14개 직렬, 7개 병렬)로 구성한 사례로서, 각형 전지 또는 파우치형 전지 등도 적용될 수 있다. 또한, 본 실시예의 배터리 셀(20)은 요구하는 배터리 모듈의 용량과 전압에 따라 그 개수를 가감할 수 있다. The battery cell 20 of FIG. 8 is an example in which cylindrical cells are configured as 14S7P (14 cells in series, 7 cells in parallel), and prismatic cells or pouch-type cells may also be applied. In addition, the number of battery cells 20 according to the present embodiment may be increased or decreased according to the required capacity and voltage of the battery module.

제1,2 배터리 모듈(10a)(10b) 각각은, 상부 배터리 홀더(30)와 하부 배터리 홀더(40)를 포함할 수 있다. Each of the first and second battery modules 10a and 10b may include an upper battery holder 30 and a lower battery holder 40 .

상부 배터리 홀더(30)와 하부 배터리 홀더(40) 사이에, 다수의 배터리 셀(20)이 홀딩 될 수 있다. A plurality of battery cells 20 may be held between the upper battery holder 30 and the lower battery holder 40 .

제1,2 배터리 모듈(10a)(10b) 각각은, 상부 버스 바(50)와 하부 버스 바(60)를 포함할 수 있다. Each of the first and second battery modules 10a and 10b may include an upper bus bar 50 and a lower bus bar 60 .

상부 버스 바(50)는, 상부 배터리 홀더(30)로부터 노출된 다수의 배터리 셀(20)의 전극에 용접될 수 있다. 상부 버스 바(50)는, 1행의 상부 버스 바(51)와, 2~3행의 상부 버스 바(52)와, 4~5행의 상부 버스 바(53), 6~7행의 상부 버스 바(54), 8~9행의 상부 버스 바(55), 10~11행의 상부 버스 바(56), 12~13행의 상부 버스 바(57) 및 14행의 상부 버스 바(58)를 포함할 수 있다. The upper bus bar 50 may be welded to the electrodes of the plurality of battery cells 20 exposed from the upper battery holder 30 . The upper bus bar 50 includes an upper bus bar 51 in 1 row, an upper bus bar 52 in 2 to 3 rows, an upper bus bar 53 in 4 to 5 rows, and an upper bus bar 53 in 6 to 7 rows. Bus bar 54, upper bus bar 55 in rows 8 to 9, upper bus bar 56 in rows 10 to 11, upper bus bar 57 in rows 12 to 13, and upper bus bar 58 in rows 14 ) may be included.

하부 버스 바(60)는, 하부 배터리 홀더(40)로부터 노출된 다수의 배터리 셀(20)의 전극에 용접될 수 있다. 하부 버스 바(60)는, 1~2행의 하부 버스 바(61)와, 3~4행의 하부 버스 바(62)와, 5~6행의 하부 버스 바(63), 7~8행의 하부 버스 바(64), 9~10행의 하부 버스 바(65), 11~12행의 하부 버스 바(66) 및 13~14행의 하부 버스 바(67)를 포함할 수 있다. The lower bus bar 60 may be welded to electrodes of the plurality of battery cells 20 exposed from the lower battery holder 40 . The lower bus bar 60 includes lower bus bars 61 in rows 1 and 2, lower bus bars 62 in rows 3 and 4, lower bus bars 63 in rows 5 and 6, and rows 7 and 8 , lower bus bars 64 in rows 9 and 10, lower bus bars 66 in rows 11 and 12, and lower bus bars 67 in rows 13 and 14.

이러한 상부 버스 바(50)와 하부 버스 바(60)는, 다수의 배터리 셀(50)을 직병렬의 망 형태로 연결시킬 수 있다. The upper bus bar 50 and the lower bus bar 60 may connect a plurality of battery cells 50 in a series-parallel network form.

기본 배터리 팩(1)은, 제1 병렬연결부(70)를 포함할 수 있다. The basic battery pack 1 may include a first parallel connection unit 70 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 병렬연결부(70)는, 제1 배터리 모듈(10a)의 상하부 버스 바(50)와 제2 배터리 모듈(10b)의 상하부 버스 바(50)를 병렬 연결할 수 있다. 3 and 4, the first parallel connection unit 70 connects the upper and lower bus bars 50 of the first battery module 10a and the upper and lower bus bars 50 of the second battery module 10b in parallel. can

제1 병렬연결부(70)는, 제1 암 커넥터(71)를 포함할 수 있다. The first parallel connection unit 70 may include a first female connector 71 .

제1 암 커넥터(71)는, 제1 배터리 모듈(10a)의 상부 배터리 홀더(30)에 장착될 수 있다.The first female connector 71 may be mounted on the upper battery holder 30 of the first battery module 10a.

제1 암 커넥터(71)는, 제1 배터리 모듈(10a)의 상하부 버스 바(50)(60)) 각각과 와이어(미도시)를 통해 연결될 수 있다. The first female connector 71 may be connected to each of the upper and lower bus bars 50 and 60 of the first battery module 10a through wires (not shown).

제1 병렬연결부(70)는, 제2 암 커넥터(73)를 포함할 수 있다. The first parallel connection unit 70 may include a second female connector 73 .

제2 암 커넥터(73)는, 제2 배터리 모듈(10b)의 상부 배터리 홀더(30)에 장착될 수 있다.The second female connector 73 may be mounted on the upper battery holder 30 of the second battery module 10b.

제2 암 커넥터(73)는, 제2 배터리 모듈(10b)의 상하부 버스 바(50)(60) 각각과 와이어(미도시)를 통해 연결될 수 있다. The second female connector 73 may be connected to each of the upper and lower bus bars 50 and 60 of the second battery module 10b through wires (not shown).

제1 병렬연결부(70)는, 제1 수 커넥터(75)를 포함할 수 있다. The first parallel connection unit 70 may include a first male connector 75 .

제1 수 커넥터(75)는, 제1 암 커넥터(71)와 제2 암 커넥터(73)를 연결할 수 있다. The first male connector 75 may connect the first female connector 71 and the second female connector 73 .

제1 수 커넥터(75)는, 한 쌍의 수 커넥터를 와이어로 연결한 것으로서, 제1 암 커넥터(71)와 제2 암 커넥터(73) 각각에 끼워 병렬 연결시킬 수 있다. The first male connector 75 is a pair of male connectors connected by a wire, and can be connected in parallel by being inserted into the first female connector 71 and the second female connector 73, respectively.

물론, 수 커넥터를 배터리 모듈에 장착하고, 한 쌍의 암 커넥터로 전기적으로 연결시킬 수 있다. 또한, 배터리 모듈과 배터리 모듈이 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 배터리 모듈 간 병렬 연결은 배터리 용량을 증가시킬 수 있다. Of course, the male connector may be mounted on the battery module and electrically connected with a pair of female connectors. Also, the battery modules may be directly electrically connected to each other. Parallel connection between these battery modules can increase battery capacity.

기본 배터리 팩(1)은, 메인 터미널(100)를 포함할 수 있다. 메인 터미널(100)은 ㄷ자 형상일 수 있다. The basic battery pack 1 may include a main terminal 100 . The main terminal 100 may have a U-shape.

메인 터미털(100)은, 제1 배터리 모듈(10a)과 제2 배터리 모듈(10b)의 양극과 음극을 병렬 연결할 수 있다. The main terminal 100 may connect the positive and negative poles of the first battery module 10a and the second battery module 10b in parallel.

메인 터미털(100)은, 제1 배터리 모듈(10a)과 제2 배터리 모듈(10b)의 입력측과 출력 측 양쪽에 설치될 수 있다. The main terminal 100 may be installed on both input and output sides of the first battery module 10a and the second battery module 10b.

기본 배터리 팩(1)은, 제3,4 배터리 모듈(10c)(10d)을 더 포함할 수 있다.The basic battery pack 1 may further include third and fourth battery modules 10c and 10d.

제3 배터리 모듈(10a)은, 제4 배터리 모듈(10d)과 병렬로 배치될 수 있다. The third battery module 10a may be disposed in parallel with the fourth battery module 10d.

제3,4 배터리 모듈(10a)(10d)은, 제1,2 배터리 모듈(10a)(10b)과 직렬로 배치될 수 있다. The third and fourth battery modules 10a and 10d may be arranged in series with the first and second battery modules 10a and 10b.

제3,4 배터리 모듈(10c)(10d)은 제1,2 배터리 모듈(10a)(10b)과 마찬가지로, 다수의 배터리 셀(20)을 포함할 수 있다.(도 7 및 도 8 참조)Like the first and second battery modules 10a and 10b, the third and fourth battery modules 10c and 10d may include a plurality of battery cells 20 (see FIGS. 7 and 8).

제3,4 배터리 모듈(10c)(10d)은 제1,2 배터리 모듈(10a)(10b)과 마찬가지로, 상부 배터리 홀더(30)와 하부 배터리 홀더(40)를 포함할 수 있다. Like the first and second battery modules 10a and 10b, the third and fourth battery modules 10c and 10d may include an upper battery holder 30 and a lower battery holder 40 .

제3,4 배터리 모듈(10c)(10d)은 제1,2 배터리 모듈(10a)(10b)과 마찬가지로, 상부 버스 바(50)와 하부 버스 바(60)를 포함할 수 있다. Like the first and second battery modules 10a and 10b, the third and fourth battery modules 10c and 10d may include an upper bus bar 50 and a lower bus bar 60.

기본 배터리 팩(1)은, 제2 병렬연결부(80)를 포함할 수 있다.The basic battery pack 1 may include a second parallel connection unit 80 .

제2 병렬연결부(80)는, 제1 병렬연결부(70)와 마찬가지로, 제3 배터리 모듈(10c)의 상하부 버스 바(50)(60)와 제4 배터리 모듈(10d)의 상하부 버스 바(50)(60)를 병렬 연결할 수 있다. Like the first parallel connection unit 70, the second parallel connection unit 80 includes the upper and lower bus bars 50 and 60 of the third battery module 10c and the upper and lower bus bars 50 of the fourth battery module 10d. ) (60) can be connected in parallel.

제2 병렬연결부(80)는, 제3 암 커넥터(81)를 포함할 수 있다. The second parallel connection unit 80 may include a third female connector 81 .

제3 암 커넥터(81)는, 제3 배터리 모듈(10c)의 상부 배터리 홀더(30)에 장착될 수 있다.The third female connector 81 may be mounted on the upper battery holder 30 of the third battery module 10c.

제3 암 커넥터(81)는, 제3 배터리 모듈(10c)의 상하부 버스 바(50)(60) 각각과 와이어를 통해 연결될 수 있다. The third female connector 81 may be connected to each of the upper and lower bus bars 50 and 60 of the third battery module 10c through wires.

제2 병렬연결부(80)는, 제4 암 커넥터(83)를 포함할 수 있다. The second parallel connection unit 80 may include a fourth female connector 83 .

제4 암 커넥터(83)는, 제4 배터리 모듈(10d)의 상부 배터리 홀더(30)에 장착될 수 있다.The fourth female connector 83 may be mounted on the upper battery holder 30 of the fourth battery module 10d.

제4 암 커넥터(83)는, 제4 배터리 모듈(10d)의 상하부 버스 바(50)(60) 각각과 와이어를 통해 연결될 수 있다. The fourth female connector 83 may be connected to each of the upper and lower bus bars 50 and 60 of the fourth battery module 10d through wires.

제2 병렬연결부(80)는, 제2 수 커넥터(85)를 포함할 수 있다. The second parallel connection unit 80 may include a second male connector 85 .

제2 수 커넥터(85)는, 제3 암 커넥터(81)와 제4 암 커넥터(83)를 연결할 수 있다. The second male connector 85 may connect the third female connector 81 and the fourth female connector 83 .

제2 수 커넥터(85)는, 한 쌍의 수 커넥터를 와이어로 연결한 것으로서, 제3 암 커넥터(81)와 제4 암커넥터(83) 각각에 끼워 연결시킬 수 있다. The second male connector 85 is a pair of male connectors connected by a wire, and can be inserted into and connected to the third female connector 81 and the fourth female connector 83, respectively.

마찬가지로, 수 커넥터를 배터리 모듈에 장착하고, 한 쌍의 암 커넥터로 전기적으로 연결시킬 수 있다. 또한, 배터리 모듈과 배터리 모듈이 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 배터리 모듈 간 병렬 연결은 배터리 용량을 증가시킬 수 있다. Similarly, a male connector may be mounted on the battery module and electrically connected with a pair of female connectors. Also, the battery modules may be directly electrically connected to each other. Parallel connection between these battery modules can increase battery capacity.

기본 배터리 팩(1)은, 직병렬연결부(90)를 포함할 수 있다.The basic battery pack 1 may include a serial/parallel connection unit 90 .

도 3을 참조하면, 직병렬연결부(90)는, 제1~4 배터리 모듈(10a~10d)의 상부 버스 바(50)끼리 직병렬 연결할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the series-parallel connection unit 90 may connect the upper bus bars 50 of the first to fourth battery modules 10a to 10d in series and parallel.

직병렬연결부(90)는, 제1 직렬 버스 바(91)를 포함할 수 있다. The serial-parallel connection unit 90 may include a first serial bus bar 91 .

제1 직렬 버스 바(91)는, 제1 배터리 모듈(10a)의 상부 버스 바(50) 중 병렬 연결한 1개의 행과, 제3 배터리 모듈(10c)의 상부 버스 바(50) 중 병렬 연결한 1개의 행을 직렬 연결할 수 있다. The first serial bus bar 91 is connected in parallel with one row of the upper bus bars 50 of the first battery module 10a and the upper bus bar 50 of the third battery module 10c connected in parallel. One row can be connected in series.

예를 들면 제1 직렬 버스 바(91)는, 제1 배터리 모듈(10a)의 14행 상부 버스 바(58)와, 제3 배터리 모듈(10c)의 1행 상부 버스 바(51)를 직렬 연결할 수 있다. For example, the first serial bus bar 91 connects the 14-row upper bus bar 58 of the first battery module 10a and the 1-row upper bus bar 51 of the third battery module 10c in series. can

직병렬연결부(90)는, 제2 직렬 버스 바(93)를 포함할 수 있다. The serial/parallel connection unit 90 may include a second serial bus bar 93 .

제2 직렬 버스 바(90)는, 제2 배터리 모듈(10b)의 상부 버스 바(50) 중 병렬 연결한 1개의 행과, 제4 배터리 모듈(10d)의 상부 버스 바(50) 중 병렬 연결한 1개의 행을 직렬 연결할 수 있다. The second serial bus bar 90 is connected in parallel with one row of the upper bus bars 50 of the second battery module 10b and the upper bus bar 50 of the fourth battery module 10d connected in parallel. One row can be connected in series.

예를 들면 제2 직렬 버스 바(90)는, 제2 배터리 모듈(10b)의 14행 상부 버스 바(58)와, 제4 배터리 모듈(10d)의 1행 상부 버스 바(51)를 직렬 연결할 수 있다. For example, the second serial bus bar 90 connects the 14-row upper bus bar 58 of the second battery module 10b and the 1-row upper bus bar 51 of the fourth battery module 10d in series. can

직병렬연결부(90)는, 병렬 버스 바(95)를 포함할 수 있다. The series-parallel connection unit 90 may include a parallel bus bar 95.

병렬 버스 바(95)는, 제1 직렬 버스 바(91)와 제2 직렬 버스 바(93)를 병렬 연결할 수 있다. The parallel bus bar 95 may connect the first serial bus bar 91 and the second serial bus bar 93 in parallel.

따라서 직병렬연결부(90)는, 평면에서 볼 때 H자 형상일 수 있다. Therefore, the series-parallel connection unit 90 may have an H-shape when viewed from a plan view.

이러한 기본 배터리 팩(1)은, 도 5 및 도 6와 같이 배터리 모듈을 제1,2 병렬연결부와 직병렬연결부로 연결시켜, 배터리 모듈을 병렬로 확장하여 원하는 배터리 용량을 증가시키고, 배터리 모듈을 직렬로 확장하여 원하는 배터리 전압을 증가시킬 수 있다. In the basic battery pack 1, as shown in FIGS. 5 and 6, the battery module is connected to the first and second parallel connection units and the series-parallel connection unit to expand the battery module in parallel to increase the desired battery capacity, and the battery module It can be extended in series to increase the desired battery voltage.

직병렬연결부(90)는 제1 배터리 모듈(10a)과 제2 배터리 모듈(10b)의 1행 상부 버스 바(51)에 연결되는 입력측과, 제3 배터리 모듈(10c)과 제4 배터리 모듈(10d)의 14행 상부 버스 바(58)에 연결되는 출력측에 연결될 수 있다. The series-parallel connection unit 90 includes an input side connected to the upper bus bar 51 of the first row of the first battery module 10a and the second battery module 10b, and the third battery module 10c and the fourth battery module ( It can be connected to the output side connected to the upper bus bar 58 of 14 rows of 10d).

여기서, 메인 터미널(100)은, 입력측인 제1,2 배터리 모듈(10a)(10b)에 병렬 연결되는 제1 메인 터미널(100a)을 포함할 수 있다. Here, the main terminal 100 may include a first main terminal 100a connected in parallel to the input side first and second battery modules 10a and 10b.

또한 메인 터미널(100)은, 출력측인 제3,4 배터리 모듈(10a)(10b)에 병렬 연결되는 제2 메인 터미널(100b)을 포함할 수 있다. In addition, the main terminal 100 may include a second main terminal 100b connected in parallel to the third and fourth battery modules 10a and 10b as output sides.

한편, 도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩을 도시한 평면도 및 저면도이고, 도 11 및 도 12은 도 9 및 도 10의 배터리 모듈을 직병렬로 연결한 확장형 배터리 팩을 도시한 평면도와 저면도이다. Meanwhile, FIGS. 9 and 10 are plan and bottom views illustrating a battery pack having a network-type bus bar connection structure according to another preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 11 and 12 are the batteries of FIGS. 9 and 10 It is a plan view and a bottom view showing an expandable battery pack in which modules are connected in series and parallel.

도 9 및 도 10을 참조하면, 단위 배터리 팩(1')은, 도 3 및 도 4의 단위 배터리 팩(1)과 마찬가지로 제1~4 배터리 모듈(10a~10d)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 9 and 10 , a unit battery pack 1' may include first to fourth battery modules 10a to 10d like the unit battery pack 1 of FIGS. 3 and 4 .

단위 배터리 팩(1')의 제1~4 배터리 모듈(10a~10d)은 단위 배터리 팩(1)의 제1~4 배터리 모듈(10a~10d)과 그 구조 및 기능이 유사하여, 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. The first to fourth battery modules 10a to 10d of the unit battery pack 1' are similar in structure and function to the first to fourth battery modules 10a to 10d of the unit battery pack 1, and thus have the same reference numerals. , and detailed descriptions are omitted.

기본 배터리 팩(1')은, 제1 병렬연결부(70')를 포함할 수 있다.The basic battery pack 1' may include a first parallel connection unit 70'.

제1 병렬연결부(70')는, 제1 배터리 모듈(10a)의 상하부 버스 바(50)와 제2 배터리 모듈(10b)의 상하부 버스 바(50)를 병렬 연결할 수 있다. The first parallel connection unit 70 ′ may connect the upper and lower bus bars 50 of the first battery module 10a and the upper and lower bus bars 50 of the second battery module 10b in parallel.

제1 병렬연결부(70')는, 다수의 제1 병렬 브리지 버스 바(71')(73')를 포함할 수 있다. The first parallel connection unit 70' may include a plurality of first parallel bridge bus bars 71' and 73'.

다수의 제1 병렬 브리지 버스 바(71')(73') 각각은 제1 배터리 모듈(10a)의 상하부 버스 바(50)(60)의 각 행과 제2 배터리 모듈(10b)의 상하부 버스 바(50)(60)의 각 행이 병렬 연결될 수 있다. Each of the plurality of first parallel bridge bus bars 71' and 73' is each row of the upper and lower bus bars 50 and 60 of the first battery module 10a and the upper and lower bus bars of the second battery module 10b. Each row of (50) (60) may be connected in parallel.

예를 들면, 제1 병렬 브리지 버스 바(71') 각각은 2~3행의 상부 버스 바(52)와, 4~5행의 상부 버스 바(53), 6~7행의 상부 버스 바(54), 8~9행의 상부 버스 바(55), 10~11행의 상부 버스 바(56) 및 12~13행의 상부 버스 바(57) 간 연결될 수 있다. For example, each of the first parallel bridge bus bars 71 ′ includes upper bus bars 52 in rows 2 and 3, upper bus bars 53 in rows 4 and 5, and upper bus bars in rows 6 and 7 ( 54), the upper bus bars 55 of rows 8 to 9, the upper bus bars 56 of rows 10 to 11, and the upper bus bars 57 of rows 12 to 13 may be connected.

또한, 제1 병렬 브리지 버스 바(73') 각각은 1~2행의 하부 버스 바(61)와, 3~4행의 하부 버스 바(62), 5~6행의 하부 버스 바(63), 7~8행의 하부 버스 바(64), 9~10행의 하부 버스 바(65), 11~12행의 하부 버스 바(66) 및 13~14행의 하부 버스 바(67) 간 연결될 수 있다. In addition, each of the first parallel bridge bus bars 73' includes lower bus bars 61 in rows 1 and 2, lower bus bars 62 in rows 3 and 4, and lower bus bars 63 in rows 5 and 6 , the lower bus bar 64 of rows 7-8, the lower bus bar 65 of rows 9-10, the lower bus bar 66 of rows 11-12, and the lower bus bar 67 of rows 13-14. can

기본 배터리 팩(1')은, 제2 병렬연결부(80')를 포함할 수 있다.The basic battery pack 1' may include a second parallel connection unit 80'.

제2 병렬연결부(80')는, 제1 병렬연결부(70')와 마찬가지로 제3 배터리 모듈(10c)의 상하부 버스 바(50)와 제4 배터리 모듈(10d)의 상하부 버스 바(50)를 병렬 연결할 수 있다. Like the first parallel connection part 70', the second parallel connection part 80' connects the upper and lower bus bars 50 of the third battery module 10c and the upper and lower bus bars 50 of the fourth battery module 10d. can be connected in parallel.

제2 병렬연결부(80')는, 다수의 제2 병렬 브리지 버스 바(81')(83')를 포함할 수 있다. The second parallel connection unit 80' may include a plurality of second parallel bridge bus bars 81' and 83'.

다수의 제2 병렬 브리지 버스 바(81')(83') 각각은 제3 배터리 모듈(10c)의 상하부 버스 바(50)(60)의 각 행과 제4 배터리 모듈(10d)의 상하부 버스 바(50)(60)의 각 행이 병렬 연결될 수 있다. Each of the plurality of second parallel bridge bus bars 81' and 83' is each row of the upper and lower bus bars 50 and 60 of the third battery module 10c and the upper and lower bus bars of the fourth battery module 10d. Each row of (50) (60) can be connected in parallel.

예를 들면, 제2 병렬 브리지 버스 바(81') 각각은 2~3행의 상부 버스 바(52)와, 4~5행의 상부 버스 바(53), 6~7행의 상부 버스 바(54), 8~9행의 상부 버스 바(55), 10~11행의 상부 버스 바(56) 및 12~13행의 상부 버스 바(57) 간 연결될 수 있다. For example, each of the second parallel bridge bus bars 81 'is an upper bus bar 52 of 2 to 3 rows, an upper bus bar 53 of 4 to 5 rows, and an upper bus bar of 6 to 7 rows ( 54), the upper bus bars 55 of rows 8 to 9, the upper bus bars 56 of rows 10 to 11, and the upper bus bars 57 of rows 12 to 13 may be connected.

또한, 제2 병렬 브리지 버스 바(83') 각각은 1~2행의 하부 버스 바(61)와, 3~4행의 하부 버스 바(62), 5~6행의 하부 버스 바(63), 7~8행의 하부 버스 바(64), 9~10행의 하부 버스 바(65), 11~12행의 하부 버스 바(66) 및 13~14행의 하부 버스 바(67) 간 연결될 수 있다. In addition, each of the second parallel bridge bus bars 83' includes lower bus bars 61 in rows 1 and 2, lower bus bars 62 in rows 3 and 4, and lower bus bars 63 in rows 5 and 6. , the lower bus bar 64 of rows 7-8, the lower bus bar 65 of rows 9-10, the lower bus bar 66 of rows 11-12, and the lower bus bar 67 of rows 13-14. can

기본 배터리 팩(1')은, 직병렬연결부(90)를 포함할 수 있다.The basic battery pack 1' may include a serial/parallel connection unit 90.

기본 배터리 팩(1')의 직병렬연결부(90)는 기본 배터리 팩(1)의 직병렬연결부(90)와 그 구조 및 기능이 유사하다.The series-parallel connection unit 90 of the basic battery pack 1' is similar in structure and function to the series-parallel connection unit 90 of the basic battery pack 1.

즉, 직병렬연결부(90)는, 제1 직렬 버스 바(91)를 포함할 수 있다. That is, the serial-parallel connection unit 90 may include the first serial bus bar 91 .

제1 직렬 버스 바(91)는, 제1 배터리 모듈(10a)의 14행 상부 버스 바(58)와, 제3 배터리 모듈(10c)의 1행 상부 버스 바(51)를 직렬 연결할 수 있다. The first serial bus bar 91 may serially connect the 14-row upper bus bar 58 of the first battery module 10a and the 1-row upper bus bar 51 of the third battery module 10c.

직병렬연결부(90)는, 제2 직렬 버스 바(93)를 포함할 수 있다. The serial/parallel connection unit 90 may include a second serial bus bar 93 .

제2 직렬 버스 바(90)는, 제2 배터리 모듈(10b)의 14행 상부 버스 바(58)와, 제4 배터리 모듈(10d)의 1행 상부 버스 바(51)를 직렬 연결할 수 있다. The second serial bus bar 90 may serially connect the 14-row upper bus bar 58 of the second battery module 10b and the 1-row upper bus bar 51 of the fourth battery module 10d.

직병렬연결부(90)는, 병렬 버스 바(95)를 포함할 수 있다. The series-parallel connection unit 90 may include a parallel bus bar 95.

병렬 버스 바(95)는, 제1 직렬 버스 바(91)와 제2 직렬 버스 바(93)를 병렬 연결할 수 있다. The parallel bus bar 95 may connect the first serial bus bar 91 and the second serial bus bar 93 in parallel.

따라서 직병렬연결부(90)는, 평면에서 볼 때 H자 형상일 수 있다. Therefore, the series-parallel connection unit 90 may have an H-shape when viewed from a plan view.

이러한 기본 배터리 팩(1')은, 도 11 및 도 12과와 같이 배터리 모듈을 제1,2 병렬연결부와 직병렬연결부로 연결시켜, 배터리 모듈을 병렬로 확장하여 원하는 배터리 용량을 증가시키고, 배터리 모듈을 직렬로 확장하여 원하는 배터리 전압을 증가시킬 수 있다. As shown in FIGS. 11 and 12, the basic battery pack 1' connects the battery modules with the first and second parallel connection units and the series-parallel connection units to expand the battery modules in parallel to increase the desired battery capacity. The desired battery voltage can be increased by extending the modules in series.

또한, 도 11 및 도 12의 직병렬연결부(90)는 제1,2 직렬 버스 바(91)(93) 사이마다 병렬 버스 바(95)가 연결될 수 있다. 이 경우 병렬 버스 바(95) 쪽으로 전류 경로를 연속 형성시킬 수 있다. Also, in the series-parallel connection unit 90 of FIGS. 11 and 12, a parallel bus bar 95 may be connected between the first and second serial bus bars 91 and 93. In this case, a current path may be continuously formed toward the parallel bus bar 95.

직병렬연결부(90)는 제1 배터리 모듈(10a)과 제2 배터리 모듈(10b)의 1행 상부 버스 바(51)에 연결되는 입력측과, 제3 배터리 모듈(10c)과 제4 배터리 모듈(10d)의 14행 상부 버스 바(58)에 연결되는 출력측에 연결될 수 있다. The series-parallel connection unit 90 includes an input side connected to the upper bus bar 51 of the first row of the first battery module 10a and the second battery module 10b, and the third battery module 10c and the fourth battery module ( It can be connected to the output side connected to the upper bus bar 58 of 14 rows of 10d).

도 13은 위 배터리 팩(1)(1')의 망 연결구조를 보여주는 도식도이다. 13 is a schematic diagram showing a network connection structure of the above battery pack (1) (1').

도 13을 참조하면, 배터리 팩은 노란색으로 표시된 버스 바가 배터리 셀 투 배터리 셀(battery cell to battery cell), 배터리 셀 투 배터리 모듈(battery cell to battery module), 배터리 모듈 투 배터리 모듈(battery module to battery module)로 직병렬 연결되어 다양한 망(mesh) 경로를 형성함을 알 수 있다. Referring to FIG. 13, in the battery pack, yellow bus bars indicate battery cell to battery cell, battery cell to battery module, and battery module to battery module. It can be seen that the modules are connected in series and parallel to form various mesh paths.

위에서 기술되는 배터리 모듈로 구성되는 배터리 팩끼리 동일한 구성으로 직렬로 연결될 수 있다. Battery packs composed of the battery modules described above may be connected in series with the same configuration.

또한, 배터리 팩끼리 직렬 연결시에는 배터리 팩의 구성이 동일하지 않아도 연결 가능하다.In addition, when battery packs are connected in series, they can be connected even if the configurations of the battery packs are not the same.

메인 터미널은, 배터리 모듈 간의 병렬 연결뿐 아니라 다른 배터리 팩과 직렬로도 연결 가능하다. The main terminal can be connected not only in parallel between battery modules but also in series with other battery packs.

앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것이 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.Any or other embodiments of the present invention described above are not mutually exclusive or distinct from each other. Certain or other embodiments of the present invention described above may be used in combination or combination of respective components or functions.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음을 당업자에게 자명한다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. The above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

1,1': 망 형태의 단위 패터리 팩 10,10a~10d: 배터리 모듈
20: 배터리 셀 30,40: 상하부 배터리 홀더
50,60: 상하부 버스 바 70,70': 제1 병렬연결부
71,73: 제1,2 암 커넥터 71',73': 제1 병렬 브리지 버스 바
75: 제1 수 커넥터 80,80': 제2 병렬연결부
81,83: 제3,4 암 커넥터 81',83': 제2 병렬 브리지 버스 바
85: 제2 수 커넥터 90: 직병렬연결부
91,93: 제1,2 직렬 버스 바 95: 병렬 버스 바
100: 메인 터미널1,1': Network type unit battery pack 10,10a~10d: Battery module
20: battery cells 30,40: upper and lower battery holders
50,60: upper and lower bus bars 70,70': first parallel connection part
71,73: first and second female connectors 71',73': first parallel bridge bus bar
75: first male connector 80,80': second parallel connection
81,83: 3rd, 4th female connector 81', 83': 2nd parallel bridge bus bar
85: second male connector 90: serial-parallel connection
91,93: first and second serial bus bars; 95: parallel bus bars;
100: main terminal

Claims (6)

다수의 행과 열의 배터리 셀을 상하측 버스 바로 직병렬 연결한 제1 배터리 모듈과,
다수의 행과 열의 배터리 셀을 상하측 버스 바로 직병렬 연결한 제2 배터리 모듈과,
상기 제1 배터리 모듈의 상하부 버스 바와 상기 제2 배터리 모듈의 상하부 버스 바를 병렬 연결하는 제1병렬연결부와,
상기 제1,2 배터리 모듈의 양극과 음극을 병렬 연결하는 메인 터미널을 포함하는,
망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩.
A first battery module in which a plurality of rows and columns of battery cells are connected in series and parallel to upper and lower buses;
A second battery module in which a plurality of rows and columns of battery cells are connected in series and parallel to upper and lower buses;
A first parallel connection unit for connecting the upper and lower bus bars of the first battery module in parallel to the upper and lower bus bars of the second battery module;
Including a main terminal for connecting the positive and negative poles of the first and second battery modules in parallel,
A battery pack having a mesh-type bus bar connection structure.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1 배터리 모듈과 직렬로 배치되는 제3 배터리 모듈과,
상기 제2 배터리 모듈과 직렬로 배치되는 제4 배터리 모듈과,
상기 제3 배터리 모듈의 상하부 버스 바와 상기 제4 배터리 모듈의 상하부 버스 바를 병렬 연결하는 제2병렬연결부와,
상기 제1~4 배터리 모듈의 상부 버스 바끼리 직병렬 연결하는 직병렬연결부를 포함하고,
상기 메인 터미널은,
상기 제1,2 배터리 모듈의 양극과 음극을 병렬 연결하는 제1 메인 터미널과,
상기 제3,4 배터리 모듈의 양극과 음극을 병렬 연결하는 제2 메인 터미널을 포함하는,
망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩.
The method of claim 1,
A third battery module disposed in series with the first battery module;
A fourth battery module disposed in series with the second battery module;
A second parallel connection unit for connecting the upper and lower bus bars of the third battery module and the upper and lower bus bars of the fourth battery module in parallel;
A serial-parallel connection unit for serial-parallel connection of upper bus bars of the first to fourth battery modules,
The main terminal is
A first main terminal connecting the positive and negative poles of the first and second battery modules in parallel;
Including a second main terminal for connecting the positive and negative poles of the third and fourth battery modules in parallel,
A battery pack having a mesh-type bus bar connection structure.
 청구항 2에 있어서,
상기 제1 병렬연결부와 상기 제2 병렬연결부 각각은,
상기 제1~4 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행이 연결되는 암 커넥터 또는 수 커넥터 중 어느 하나와,
상기 암 커넥터 또는 상기 수 커넥터 중 나머지 하나와 연결되는 암 커넥터 또는 수 커넥터를 포함하는,
망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩.
The method of claim 2,
Each of the first parallel connection unit and the second parallel connection unit,
Any one of a female connector or a male connector to which each row of the upper and lower bus bars of the first to fourth battery modules is connected;
Including a female connector or a male connector connected to the other one of the female connector or the male connector,
A battery pack having a mesh-type bus bar connection structure.
 청구항 2에 있어서,
상기 제1 병렬연결부는,
상기 제1 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행과 상기 제2 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행이 병렬 연결되는 다수의 제1 병렬 브리지 버스 바를 포함하고,
상기 제2 병렬연결부는,
상기 제3 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행과 상기 제4 배터리 모듈의 상하부 버스 바의 각 행이 병렬 연결하는 다수의 제2 병렬 브리지 버스 바를 포함하는,
망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩.
The method of claim 2,
The first parallel connection unit,
A plurality of first parallel bridge bus bars in which each row of upper and lower bus bars of the first battery module and each row of upper and lower bus bars of the second battery module are connected in parallel;
The second parallel connection unit,
Including a plurality of second parallel bridge bus bars to which each row of the upper and lower bus bars of the third battery module and each row of the upper and lower bus bars of the fourth battery module are connected in parallel.
A battery pack having a mesh-type bus bar connection structure.
 청구항 4에 있어서,
상기 직병렬연결부는,
상기 제1 배터리 모듈의 상부 버스 바 중 병렬 연결한 1개의 행과, 상기 제3 배터리 모듈의 상부 버스 바 중 병렬 연결한 1개의 행을 직렬 연결하는 제1 직렬 버스 바와,
상기 제2 배터리 모듈의 상부 버스 바 중 병렬 연결한 1개의 행과, 상기 제4 배터리 모듈의 상부 버스 바 중 1개의 행을 직렬 연결하는 제2직렬 버스 바와,
상기 제1 직렬 버스 바와 상기 제2 직렬 버스 바를 병렬 연결하는 병렬 버스 바를 포함하는,
망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩.
The method of claim 4,
The series-parallel connection part,
A first serial bus bar for serially connecting one row of upper bus bars of the first battery module connected in parallel with one row of upper bus bars of the third battery module connected in parallel;
A second serial bus bar for serially connecting one row of upper bus bars of the second battery module connected in parallel with one row of upper bus bars of the fourth battery module;
Including a parallel bus bar connecting the first serial bus bar and the second serial bus bar in parallel,
A battery pack having a mesh-type bus bar connection structure.
 청구항 5에 있어서,
상기 배터리 셀은,
원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 중 어느 하나를 포함하는,
망 형태의 버스 바 연결 구조를 갖는 배터리 팩.
The method of claim 5,
The battery cell,
Including any one of a cylindrical battery, a prismatic battery, and a pouch-type battery,
A battery pack having a mesh-type bus bar connection structure.
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