KR102813933B1

KR102813933B1 - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩

Info

Publication number: KR102813933B1
Application number: KR1020190172490A
Authority: KR
Inventors: 백승률; 김수열; 윤한기
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2025-05-27
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: KR20210080096A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 전극 리드를 포함하는 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체; 상기 전극 리드와 연결된 버스바; 상기 전지셀 적층체 상에 위치한 센싱 어셈블리; 및 상기 버스바와 상기 센싱 어셈블리를 연결하는 연결부재를 포함하고, 상기 연결부재는, 상기 버스바와 접촉하는 접촉부 및 상기 접촉부를 상기 버스바에 밀착시키는 스프링부를 포함하며, 상기 스프링부가 상기 접촉부의 중심부에 위치한다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 버스바를 통해 서로 연결된 복수의 전지셀들을 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의해 구동하는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 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 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전률이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

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

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 각형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대 당 1개 내지 3개의 전지셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.

중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지셀로써 주로 사용되고 있다.

한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지팩을 구성하는 경우, 복수개의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈에 기타 구성 요소를 추가하여 전지팩을 구성하는 방법이 일반적이다.

이러한 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체, 복수의 전지셀들을 연결하는 버스바 및 전지셀 적층체 상에 위치하여 전지셀의 전압과 온도를 측정하는 센싱 어셈블리 등을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 종래에는 버스바와 센싱 어셈블리를 연결하기 위해 용접 등의 방법을 사용하였다. 이에 따라 제조 공정에서 이러한 추가적인 용접 공정이 필요하였다. 또한, 이러한 용접을 위해서 센싱 어셈블리의 일단을 버스바 보다 외측에 위치시켜야 했고, 용접부분이 외측에 노출될 수 밖에 없었다.

본 발명의 실시예들은, 버스바와 센싱 어셈블리를 보다 간편하게 연결할 수 있어 제조 공정성이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

다만, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 전극 리드를 포함하는 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체; 상기 전극 리드와 연결된 버스바; 상기 전지셀 적층체 상에 위치한 센싱 어셈블리; 및 상기 버스바와 상기 센싱 어셈블리를 연결하는 연결부재를 포함하고, 상기 연결부재는, 상기 버스바와 접촉하는 접촉부 및 상기 접촉부를 상기 버스바에 밀착시키는 스프링부를 포함하며, 상기 스프링부가 상기 접촉부의 중심부에 위치한다.

상기 접촉부는 판상이며, 상기 스프링부는 판스프링일 수 있다.

상기 스프링부는 상기 버스바가 위치한 방향과 반대 방향으로 돌출되어 구부러질 수 있다.

상기 접촉부와 상기 스프링부는 일체화될 수 있다.

상기 스프링부는, 일 단부가 상기 접촉부와 연결되고, 상기 일 단부를 제외한 나머지 단부가 상기 접촉부와 이격될 수 있다.

상기 전지 모듈은 상기 전지셀 적층체의 전, 후면에 각각 위치하는 버스바 프레임을 포함하고, 상기 버스바 프레임에 상기 버스바가 장착되며, 상기 연결부재는 상기 버스바와 상기 버스바 프레임 사이에 위치할 수 있다.

상기 접촉부가 상기 버스바와 접촉하고, 상기 스프링부가 상기 버스바 프레임과 접촉할 수 있다.

상기 버스바 프레임은, 상기 연결부재 방향으로 돌출된 이탈 방지부를 포함할 수 있다.

상기 이탈 방지부는, 상기 스프링부의 외주를 따라 배치되는 외측 이탈 방지부를 포함할 수 있다.

상기 스프링부에 관통구가 형성되고, 상기 이탈 방지부는, 상기 관통구를 통과하는 내측 이탈 방지부를 포함할 수 있다.

상기 연결부재는, 상기 연결부재와 상기 센싱 어셈블리를 결합시키는 적어도 하나의 결합부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 센싱 어셈블리를 관통한 후 구부러질 수 있다.

상기 센싱 어셈블리는, 연성회로기판(FPC: Flexible printed circuit) 또는 연성평판케이블(FFC: Flexible Flat Cable)일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 스프링부를 포함하는 연결부재를 이용해, 용접 없이도 버스바와 센싱 어셈블리를 보다 간편하게 연결할 수 있으므로, 제조 공정성 향상 및 비용 절감이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈에 포함된 전지셀에 대한 사시도이다.
도 3은 도 1의 전지 모듈에 포함된 전지셀 적층체 및 제1 버스바 프레임에 대한 정면도이다.
도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대하여 나타낸 부분도이다.
도 5는 도 4의 절단선 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 3의 "C" 부분을 다른 각도에서 바라본 부분도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부재에 대한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 연결부재 및 제1 버스바 프레임을 설명하기 위한 부분도이다.
도 9는 도 8의 연결부재와 제1 버스바 프레임이 서로 접촉하는 모습을 나타낸 부분도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전극 리드(150)를 포함하는 복수의 전지셀(110)이 적층된 전지셀 적층체(200); 전극 리드(150)와 연결된 버스바(300); 전지셀 적층체(200) 상에 위치한 센싱 어셈블리(400); 및 버스바(300)와 센싱 어셈블리(400)를 연결하는 연결부재를 포함한다. 연결부재에 대해서는 도 3 내지 도 7에서 자세히 후술하도록 한다.

도 2는 도 1의 전지 모듈(100)에 포함된 전지셀(110)에 대한 사시도이다.

도 2를 참고하면, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 두 개의 전극 리드(150)가 서로 대향하여 전지 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 보다 상세하게는 전극 리드(150)는 전극 조립체(미도시)와 연결되고, 전극 조립체(미도시)로부터 전지셀(110)의 외부로 돌출된다.

한편, 전지셀(110)은, 전지 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 총 3군데의 실링부(114sa, 114sb, 114sc)를 갖고, 실링부(114sa, 114sb, 114sc)는 열융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다.

다시 도 1을 참고하면, 도 2의 전지셀(110)이 y축 방향을 따라 적층되어 전지셀 적층체(200)를 형성할 수 있다. 그에 따라 복수의 전지셀(110) 각각의 전극 리드(150)가 전지셀 적층체(200)의 전면(x축 방향)과 후면(x축 반대 방향)을 향해 돌출된다.

전극 리드(150)가 돌출되는 방향에 따라, 전지셀 적층체(200)의 전, 후면(x축 방향과 x축 반대 방향)에 버스바 프레임(310, 320)이 각각 위치할 수 있다. 구체적으로, 전지셀 적층체(200)의 전면(x축 방향)에 제1 버스바 프레임(310)이 위치할 수 있고, 전지셀 적층체(200)의 후면(x축 반대 방향)에 제2 버스바 프레임(320)이 위치할 수 있다.

도 3은 도 1의 전지 모듈에 포함된 전지셀 적층체(200) 및 제1 버스바 프레임(310)에 대한 정면도이다. 구체적으로, 제1 버스바 프레임(310)이 전지셀 적층체(200)와 결합된 모습을 x축 반대 방향에서 바라본 모습니다.

도 1 내지 도 3을 함께 참고하면, 적어도 하나의 버스바(300)가 제1 버스바 프레임(310)에 장착되고, 전지셀(110)로부터 돌출된 전극 리드(150)가 제1 버스바 프레임(310)에 형성된 슬릿에 통과한 뒤 구부러져 버스바(300)와 연결될 수 있다. 이러한 연결의 방법에 특별한 제한은 없으나, 서로 용접 접합되어 연결될 수 있다. 이와 같이, 전지셀(110)들의 전극 리드(150)가 버스바(300)와 연결됨으로써, 전지셀(110)들이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 제1 버스바 프레임(310)에는 버스바(300) 외에도, 전지셀 적층체(200) 상에 위치한 센싱 어셈블리(400)의 일부 구성과 이러한 센싱 어셈블리(400)와 연결된 모듈 커넥터(410)가 위치할 수 있다.

센싱 어셈블리(400)는 연성회로기판(FPC: Flexible printed circuit) 또는 연성평판케이블(FFC: Flexible Flat Cable)일 수 있다.

이러한 센싱 어셈블리(400)는 복수의 전지셀(110)들의 전압 및 온도를 센싱하고, 모듈 커넥터(410)를 통해 BMS(Battery Mamagement System)로 전기적 정보를 전달하여, 각 전지셀(110)의 과전압, 과전류, 과발열 등의 현상을 검출할 수 있다. 이에 센싱 어셈블리(400)에는 전압센싱회로 및 온도센싱회로 등이 포함될 수 있다.

도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대하여 나타낸 부분도이고, 도 5는 도 4의 절단선 B-B'를 따라 자른 단면도이며, 도 6은 도 3의 “C” 부분을 다른 각도에서 바라본 부분도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부재(500)에 대한 사시도이다. 이때, 도 6에서는 설명의 편의를 위해 버스바의 도시를 생략하였다.

도 4 내지 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 버스바(300)와 센싱 어셈블리(400)를 연결하는 연결부재(500)를 포함한다. 이러한 연결부재(500)는 통전 가능한 소재를 포함하는 것이 바람직하며, 연결부재(500)를 통해 전지셀(110)들의 전압 정보가 버스바(300)를 거쳐 센싱 어셈블리(400)로 전달될 수 있다.

연결부재(500)는, 버스바(300)와 접촉하는 접촉부(510) 및 접촉부(510)를 버스바(300)에 밀착시키는 스프링부(520)를 포함하고, 스프링부(520)가 접촉부(510)의 중심부에 위치할 수 있다. 다시 말해, 스프링부(520)의 외주를 따라 접촉부(510)가 위치할 수 있다.

이러한 접촉부(510)는 판상일 수 있고, 스프링부(520)는 판스프링일 수 있다. 접촉부(510)가 판상으로 구성되어 버스바(300)와 넓은 접촉 면적을 형성할 수 있고, 스프링부(520)가 판스프링으로 구성되어 한정된 공간에서 접촉부(510)를 버스바(300)에 효과적으로 밀착시킬 수 있다. 이를 위해, 판스프링의 스프링부(520)는 버스바(300)가 위치한 방향과 반대 방향(x축 반대 방향)으로 돌출되어 구부러질 수 있다.

한편, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 접촉부(510)와 스프링부(520)는 일체화되는 것이 바람직하다. 즉, 별도의 탄성부재를 마련하는 것이 아니라 연결부재(500) 자체가 판스프링의 스프링부(520)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 한정된 공간을 효율적을 활용할 수 있고, 연결부재(500)를 버스바(300)와 제1 버스바 프레임(310) 사이에 위치시키는 것만으로 버스바(300)와 센싱 어셈블리(400) 간의 전기적 연결이 가능해진다. 또한, 스프링부(520)의 탄성력이 접촉부(510)에 고르게 작용할 수 있다.

보다 구체적으로는, 이러한 스프링부(520)는, 일 단부(521)가 접촉부(510)와 연결되고, 일 단부(521)를 제외한 나머지 단부(522)가 접촉부(510)와 이격될 수 있다. 이와 같은 구조로, 스프링부(520)가 접촉부(510)와 일체화되면서, 버스바(300)가 위치한 방향과 반대 방향(x축 반대 방향)으로 돌출되어 구부러질 수 있다.

또한, 연결부재(500)는, 센싱 어셈블리(400)와의 결합을 위해 돌출된 적어도 하나의 결합부(530)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 연결부재(500)에 형성된 결합부(530)가 센싱 어셈블리(400)를 관통한 후 구부러져, 연결부재(500)와 센싱 어셈블리(400)가 결합될 수 있다.

종래에는 버스바(300)와 센싱 어셈블리(400)를 연결하기 위해 용접 등의 방법을 사용하였다. 이에 따라 제조 공정에서 이러한 추가적인 용접 공정이 필요하였다. 또한, 이러한 용접을 위해서 센싱 어셈블리(400)의 일단을 버스바(300) 보다 외측에 위치시켜야 했고, 용접부분이 외측에 노출될 수 밖에 없었다.

반면, 본 실시예에 따르면, 연결부재(500)를 버스바(300)와 제1 버스바 프레임(310) 사이에 위치시키는 것만으로, 버스바(300)와 센싱 어셈블리(400) 간의 전기적 연결이 가능해져, 종래의 용접 공정이 불필요하다. 따라서, 전지 모듈(100)을 제조함에 있어, 제조 공정성 향상 및 비용 절감이 가능하다.

또한, 연결부재(500)를 버스바(300)와 제1 버스바 프레임(310) 사이에 위치시키는 것이므로, 자연히 센싱 어셈블리(400)의 일단과 연결부재(500)를 버스바(300) 보다 외측이 아닌 내측에 위치시킬 수 있어, 센싱 어셈블리(400)의 일단과 연결부재(500) 등에 대한 보호가 가능하다.

도 5를 다시 참고하면, 상술한 바와 같이, 제1 버스바 프레임(310)에 버스바(300)가 장착되고, 연결부재(500)가 버스바(300)와 제1 버스바 프레임(310) 사이에 위치할 수 있다. 이 때, 접촉부(510)가 버스바(300)와 접촉하고, 스프링부(520)가 제1 버스바 프레임(310)과 접촉할 수 있다.

구체적으로, 제1 버스바 프레임(310)의 고정부(311)에 버스바(300)가 삽입되어 버스바(300)가 x축 방향으로 분리되지 않고 안정적으로 장착될 수 있다. 또한, 스프링부(520)가 제1 버스바 프레임(310)과 접촉하면서 접촉부(510)를 버스바(300)에 밀착시킨다. 고정부(311)에 의해 고정된 버스바(300)는 스프링부(520)의 탄성력에도 x축 방향으로 밀리지 않고, 접촉부(510)의 모든 부분이 버스바(300)와 강하게 접촉하게 되어 버스바(300)와 연결부재(500) 간의 통전이 이루어진다.

한편, 이상 제1 버스바 프레임(310)을 기준으로 설명하였으나, 본 실시예에 따르면, 제2 버스바 프레임(320)에도 연결부재(500)의 구성이 동일하게 적용될 수 있다.

또한, 도 1에서 제일 우측에 위치한 버스바(300)를 기준으로 설명하였으나, 다른 버스바(300)들에도 연결부재(500)의 구성이 동일하게 적용될 수 있다.

이하, 도 8 및 도 9와 함께, 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 연결부재 및 제1 버스바 프레임에 대해 설명하도록 한다. 도 8 및 도 9에서 설명의 편의를 위해 버스바의 도시는 생략하였다.

도 8은 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 연결부재(500a) 및 제1 버스바 프레임(310a)을 설명하기 위한 부분도이고, 도 9는 도 8의 연결부재(500a)와 제1 버스바 프레임(310a)이 서로 접촉하는 모습을 나타낸 부분도이다

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 연결부재(500a)는 접촉부(510a) 및 스프링부(520a)를 포함하고, 센싱 어셈블리(400)와 연결되며, 버스바(미도시)와 제1 버스바 프레임(310a) 사이에 위치할 수 있다. 이는 앞서 설명한 내용과 중복이므로 더 이상의 설명은 생략한다.

이때, 제1 버스바 프레임(310a)은, 연결부재(500a) 방향으로 돌출된 이탈 방지부(330)를 포함할 수 있다.

이탈 방지부(330)는 스프링부(520a)의 외주를 따라 배치되는 외측 이탈 방지부(331)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 스프링부(520a)는 접촉부(510a)와 일체화될 수 있으며, 일 단부(521a)가 접촉부(510a)와 연결되고, 일 단부(521a)를 제외한 나머지 단부(522a)가 접촉부(510a)와 이격될 수 있다.

외측 이탈 방지부(331)는 스프링부(520a)의 외주 중 상기 나머지 단부(522a)를 따라 배치될 수 있다. 이러한 외측 이탈 방지부(331)는 상기 나머지 단부(522a)의 적어도 일부를 따라 배치될 수 있으나, 도 8에서와 같이 나머지 단부(522a) 모두를 따라 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 외측 이탈 방지부(331)는 일정한 간격으로 이격되어 구성될 수 있으나, 도 8에서와 같이 이어지도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 외측 이탈 방지부(331)는 스프링부(520a)의 외주를 따라 이어지도록 배치될 수 있다.

이러한 외측 이탈 방지부(331)를 통해, 버스바와 제1 버스바 프레임(310a) 사이에 위치한 연결부재(500a)가 전지 모듈에 가해지는 외부 충격이나 진동 등에 의해 지정된 위치를 벗어나 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 스프링부(520a)에 관통구(523)가 형성될 수 있고, 이탈 방지부(330)는 관통구(523)를 통과하는 내측 이탈 방지부(332)를 포함할 수 있다.

연결부재(500a)의 스프링부(520a)가 제1 버스바 프레임(310a)과 접촉할 때, 연결부재(500a) 방향으로 돌출된 내측 이탈 방지부(332)가 관통구(523)를 통과할 수 있다.

이러한 내측 이탈 방지부(332)를 통해, 버스바와 제1 버스바 프레임(310a) 사이에 위치한 연결부재(500a)가 전지 모듈에 가해지는 외부 충격이나 진동 등에 의해 지정된 위치를 벗어나 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

도 9에서처럼, 연결부재(500a)는 스프링부(520a)의 외주를 따라 배치되는 외측 이탈 방지부(331)에 의해 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 연결부재(500a)는 관통구(523)를 통과하는 내측 이탈 방지부(332)에 의해 안정적으로 고정될 수 있다.

본 실시예에 따른 이탈 방지부(330)는 외측 이탈 방지부(331) 또는 내측 이탈 방지부(332)를 포함할 수 있고, 외측 이탈 방지부(331) 및 내측 이탈 방지부(332) 모두를 포함할 수 있다.

한편, 도 1을 다시 참고하면, 본 실시예들에 따른 전지 모듈(100)은, 전지셀 적층체(200)를 수납하기 위한 모듈 프레임과 엔드 플레이트(700)를 포함할 수 있다. 상기 모듈 프레임은, 도 1에 도시된 바와 같이, 전면(x축 방향)과 후면(x축 반대 방향)이 개방되고, 상면(z축 방향), 하면(z축 반대 방향) 및 양측면(y축 방향 및 그 반대 방향)이 일체화된 모노 프레임(600)일 수 있다.

전지셀 적층체(200)는 전면(x축 방향)과 후면(x축 반대 방향)이 개방된 모노 프레임(600)에 수납될 수 있으며, 상기 개방된 전면과 후면을 엔드 플레이트(700)가 덮을 수 있다. 모노 프레임(600)과 엔드 플레이트(700)의 접합에는 특별한 제한이 없으나 서로 용접 접합될 수 있다.

전지셀 적층체(200)를 비롯한 전장품이 이러한 모노 프레임(600)과 엔드 플레이트(700)에 수납되어 보호될 수 있다.

한편, 센싱 어셈블리(400)와 전지셀 적층체(200)가 모노 프레임(600)에 수납될 때, 센싱 어셈블리(400)의 손상을 방지하기 위해 센싱 어셈블리(400) 상에 커버 플레이트(900)가 배치될 수 있다.

구체적으로 도시하지 않았으나, 본 발명에서의 모듈 프레임은 하면(z축 반대 방향) 및 양측면(y축 방향 및 그 반대 방향)이 일체화된 U자형 프레임 및 상기 U자형 프레임의 개방된 상부를 덮는 상부 플레이트를 포함할 수 있다.

앞에서 설명한 본 실시예에 따른 하나 또는 그 이상의 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.

상기 전지 모듈이나 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 전지 모듈
110: 전지셀
200: 전지셀 적층체
300: 버스바
310: 제1 버스바 프레임
320: 제2 버스바 프레임
400: 센싱 어셈블리
500: 연결부재
510: 접촉부
520: 스프링부

Claims

전극 리드를 포함하는 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체;
상기 전극 리드와 연결된 버스바;
상기 전지셀 적층체 상에 위치한 센싱 어셈블리; 및
상기 버스바와 상기 센싱 어셈블리를 연결하는 연결부재를 포함하고,
상기 연결부재는, 상기 버스바와 접촉하는 접촉부 및 상기 접촉부를 상기 버스바에 밀착시키는 스프링부를 포함하며,
상기 스프링부가 상기 접촉부의 중심부에 위치하여 상기 접촉부가 상기 스프링부의 외주를 따라 위치하고,
상기 스프링부의 일 단부가 상기 접촉부와 연결되고, 상기 일 단부를 제외한 나머지 단부가 상기 접촉부와 이격되는 전지 모듈.
제1항에서,
상기 접촉부는 판상이며, 상기 스프링부는 판스프링인 전지 모듈.
제2항에서,
상기 스프링부는 상기 버스바가 위치한 방향과 반대 방향으로 돌출되어 구부러지는 전지 모듈.
제1항에서,
상기 접촉부와 상기 스프링부는 일체화된 전지 모듈.
삭제
제1항에서,
상기 전지셀 적층체의 전, 후면에 각각 위치하는 버스바 프레임을 포함하고,
상기 버스바 프레임에 상기 버스바가 장착되며,
상기 연결부재는 상기 버스바와 상기 버스바 프레임 사이에 위치하는 전지 모듈.
제6항에서,
상기 접촉부가 상기 버스바와 접촉하고, 상기 스프링부가 상기 버스바 프레임과 접촉하는 전지 모듈.
제6항에서,
상기 버스바 프레임은, 상기 연결부재 방향으로 돌출된 이탈 방지부를 포함하는 전지 모듈.
제8항에서,
상기 이탈 방지부는, 상기 스프링부의 외주를 따라 배치되는 외측 이탈 방지부를 포함하는 전지 모듈.
제8항에서,
상기 스프링부에 관통구가 형성되고,
상기 이탈 방지부는, 상기 관통구를 통과하는 내측 이탈 방지부를 포함하는 전지 모듈.
제1항에서,
상기 연결부재는, 상기 연결부재와 상기 센싱 어셈블리를 결합시키는 적어도 하나의 결합부를 포함하고,
상기 결합부는 상기 센싱 어셈블리를 관통한 후 구부러지는 전지 모듈.
제1항에서,
상기 센싱 어셈블리는, 연성회로기판(FPC: Flexible printed circuit) 또는 연성평판케이블(FFC: Flexible Flat Cable)인 전지 모듈.
제1항에 따른 전지 모듈을 하나 이상 포함하는 전지 팩.