KR20240138257A - 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 복수의 전지셀들을 포함하는 전지셀 적층체 및 상기 전지셀 적층체를 수납하고 일면에 개방부가 형성된 모듈 프레임을 포함하는 전지 모듈들; 및 서로 이웃한 전지 모듈들을 전기적으로 연결하는 복수의 HV 연결 어셈블리를 포함하고, 상기 전지 모듈은, 상기 전지셀들의 전극 리드 중 적어도 하나와 연결된 터미널 버스바를 포함하고, 상기 HV 연결 어셈블리와 상기 서로 이웃한 전지 모듈들에 포함된 상기 터미널 버스바는 상기 개방부를 통해 각각 연결되고, 상기 HV 연결 어셈블리와 상기 개방부 사이는 실링되어 있다.

Description

전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 {BATTERY PACK AND DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 냉각 성능이 향상되면서도, 실링 성능 및 공간 효율성이 향상된 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.

이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.

최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 중대형 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.

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

이러한 중대형 전지 모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차 전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차 전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 이 경우, 다수의 전지셀로부터 나오는 열이 좁은 공간에서 합산되어 온도가 빠르고 심하게 올라갈 수 있다. 다시 말해서, 다수의 전지셀이 적층된 전지 모듈들과 이러한 전지 모듈들이 장착된 전지팩의 경우, 높은 출력을 얻을 수 있지만, 충전 및 방전 시 전지셀에서 발생하는 열을 제거하는 것이 용이하지 않다. 전지셀의 방열이 제대로 이루어지지 않을 경우 전지셀의 열화가 빨라지면서 수명이 짧아지게 되고, 폭발이나 발화의 가능성이 커지게 된다.

더욱이, 차량용 전지팩에 포함되는 전지 모듈의 경우, 직사광선에 자주 노출되고, 여름철이나 사막 지역과 같은 고온 조건에 놓일 수 있다. 또한, 차량의 주행거리를 늘리기 위해 다수의 전지 모듈들을 집약적으로 배치하기 때문에 어느 하나의 전지 모듈에서 발생한 화염이나 열이 이웃한 전지 모듈로 쉽게 전파되어, 종국적으로 전지팩 자체의 발화나 폭발로 이어질 수 있다.

또한, 전지팩은 다수의 전지 모듈들이 조합된 구조로 이루어져 있어 무겁고, 다수의 전지를 자동차 등의 이동수단에 적재하기에 부적합하여 에너지 밀도를 향상시킬 필요가 있다.

도 1은 종래의 전지팩을 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지팩에 대한 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 종래의 전지팩(10)은, 복수의 전지 모듈(1)이 장착되어 있는 하부 팩 프레임(11), 전지 모듈(1)의 상부에 위치하는 상부 팩 프레임(12) 및 전지팩(10) 내에서 전지 모듈(1)이 장착되는 위치를 구획하는 내부 빔(13)을 포함한다.

이와 같이, 전지팩(10) 내에 전지 모듈(1)이 장착되는 경우, 전지 모듈(1) 사이를 구획하는 내부 빔(13)으로 인해 전지팩(10)의 에너지 밀도가 감소하므로, 디바이스 등에서 필요한 효율을 충족시키기 위해서는 더 많은 수의 전지팩(10)을 구비해야 한다는 문제점이 있었다. 또한, 전지팩(10)의 무게로 인해 디바이스에 구비될 수 있는 전지팩(10)의 개수에 한계가 있었다. 따라서, 전지팩(10)의 경량화와 동시에 전지팩(10)의 에너지 밀도를 높이기 위해, 더 많은 수의 전지 모듈(1)을 전지팩(10) 내에 장착시켜야 할 필요성이 있었다.

도 3은 도 2의 전지팩에 포함된 전지 모듈들 중 하나의 단면을 나타내는 단면도이다.

도 3을 참고하면, 종래의 전지 모듈(1)은 기설정된 방향으로 적층되는 전지셀(2)을 포함한 전지셀 적층체(3), 전지셀 적층체(3)를 수납하는 모듈 프레임(4)을 포함하고, 전지셀 적층체(3)는 모듈 프레임(4)의 하면에 위치하는 열전도성 수지층(5) 상에 고정되어 위치한다. 이 경우, 전지셀 적층체(3)에서 발생되는 열을 냉각하기 위해, 모듈 프레임(4)의 바닥부 아래에 위치하는 히트 싱크(6)가 구비될 수 있다.

다만, 히트 싱크(6)는 전지셀 적층체(3)와 직접적으로 접하면서 열을 전달받는 것이 아니므로 냉각 효율이 별로 높지 않다는 단점이 있다. 특히, 모듈 프레임(4)의 바닥부와 열전도성 수지층(5) 사이에 에어갭(air gap)이 형성될 수 있고, 이는 열 전달에 방해가 되는 요인이다. 보다 효과적으로 전지 모듈(1)을 냉각해야 할 방법이 필요한 실정이다.

또한, 종래의 전지 팩에서, HV 케이블은 별도의 실링 부재를 구비하지 않고 각각의 모듈 및 전지 관리 시스템과 연결된 점에서, 종래의 HV 케이블 연결 방식은 실링 성능이 확보되지 않는다는 문제가 있다. 또한, 전지 팩의 냉각 성능 향상을 위한 냉각 방식을 적용함에 있어서, 종래의 HV 케이블 연결 방식은 실링 성능을 추가로 확보할 필요가 있으나, 이를 위해서는 여러 부품이 추가되어 공간 효율성이 떨어지고 제조 비용이 증가한다는 문제가 있다.

상기 내용들을 종합하면, 전지 모듈의 냉각 효율을 향상시키면서도, 실링 성능 및 공간 효율성이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 개발할 필요가 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 냉각 성능이 향상되면서도, 실링 성능 및 공간 효율성이 향상된 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 복수의 전지셀들을 포함하는 전지셀 적층체 및 상기 전지셀 적층체를 수납하고 일면에 개방부가 형성된 모듈 프레임을 포함하는 전지 모듈들; 및 서로 이웃한 전지 모듈들을 전기적으로 연결하는 복수의 HV 연결 어셈블리를 포함하고, 상기 전지 모듈은, 상기 전지셀들의 전극 리드 중 적어도 하나와 연결된 터미널 버스바를 포함하고, 상기 HV 연결 어셈블리와 상기 서로 이웃한 전지 모듈들에 포함된 상기 터미널 버스바는 상기 개방부를 통해 각각 연결되고, 상기 HV 연결 어셈블리와 상기 개방부 사이는 실링되어 있다.

상기 전지 모듈들의 전기적 연결을 제어하는 BDU(battery disconnect unit)모듈을 더 포함하고, 상기 HV 연결 어셈블리는 상기 BDU 모듈과 상기 BDU 모듈에 이웃한 상기 전지 모듈의 상기 터미널 버스바와 각각 연결할 수 있다.

상기 HV 연결 어셈블리는, 전기적 연결을 위한 HV 케이블, 상기 개방부에 배치되는 브라켓, 및 상기 브라켓을 통과하여 상기 터미널 버스바와 상기 HV 케이블을 연결하는 연결 부재를 포함할 수 있다.

서로 이웃한 HV 연결 어셈블리를 고정시키는 고정 부재를 더 포함하고, 상기 고정 부재는 상기 HV 연결 어셈블리에 포함된 상기 HV 케이블에 결합될 수 있다.

상기 HV 연결 어셈블리는, 상기 브라켓과 상기 모듈 프레임의 일면 사이에 위치하는 제1 실링 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 HV 연결 어셈블리는, 상기 브라켓과 결합되는 HV 커넥터 하우징을 더 포함하고, 상기 브라켓과 상기 HV 커넥터 하우징이 결합되어 형성한 내부 공간에서, 상기 연결 부재와 상기 HV 케이블이 연결될 수 있다.

상기 연결 부재는, 상기 터미널 버스바에 볼팅 결합으로 체결된 버스바 볼팅 부재, 상기 버스바 볼팅 부재의 상부에 배치되는 어댑터, 및 상기 HV 케이블을 상기 어댑터 및 상기 버스바 볼팅 부재와 연결하는 핀 부재를 포함할 수 있다.

상기 HV 커넥터 하우징의 상부는 개방되어 있으며, 상기 핀 부재는 상기 HV 커넥터 하우징의 상부에 삽입되고, 상기 HV 연결 어셈블리는 상기 HV 커넥터 하우징의 상부를 덮는 상부 캡을 더 포함할 수 있다.

상기 HV 연결 어셈블리는, 상기 브라켓과 상기 HV 커텍터 하우징의 연결 부분에 위치하는 제2 실링 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 HV 연결 어셈블리는, 상기 HV 케이블과 상기 HV 커텍터 하우징 사이에 위치하는 제3 실링 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 개방부는, 상기 모듈 프레임의 상면에 형성될 수 있다.

상기 HV 연결 어셈블리와 연결되는 상기 서로 이웃한 전지 모듈들에 포함된 상기 터미널 버스바는 서로 다른 극성을 가질 수 있다.

상기 전지 모듈은 상기 모듈 프레임 내부의 공간에서 절연 냉각액이 유동하며 상기 복수의 전지셀들을 직접 냉각할 수 있다.

상기 전지셀 적층체의 전후면에 각각 위치하는 버스바 프레임을 포함하고, 상기 버스바 프레임은 상기 절연 냉각액이 유동하는 적어도 하나의 슬릿이 형성되어 있고, 상기 적어도 하나의 슬릿을 통해 상기 절연 냉각액이 상기 모듈 프레임 내부의 공간으로 유입 및 배출될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는 상술한 전지 팩을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전지셀에 대한 냉매의 직접 냉각을 통해 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스의 냉각 효율을 높일 수 있다.

상기 HV 연결 어셈블리와 상기 서로 이웃한 전지 모듈들에 포함된 상기 터미널 버스바와 상기 개방부를 통해 각각 연결되며, 상기 HV 연결 어셈블리와 상기 개방부 사이는 실링되어 있어, HV 연결 구조의 실링 성능 및 공간 효율성이 높아질 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 전지팩을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지팩에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 전지팩에 포함된 전지 모듈들 중 하나의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타내는 사시도이다.
도 5은 도 4의 전지 팩에 포함된 전지 모듈 및 HV 연결 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 전지 모듈에 포함된 전지셀 적층체를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 6의 전지셀 적층체 및 전지셀 적층체의 전후면에 결합되는 버스바 프레임을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 10은 도 5의 전지 모듈에서 모듈 프레임의 전후면에 도 6의 전지셀 적층체가 삽입되는 것을 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 14는 도 5의 전지 모듈에 결합되는 HV 연결 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 5의 전지 모듈에 HV 연결 어셈블리가 결합된 상태에서의 단면도이다.

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, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 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.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩에 대해 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타내는 사시도이다. 도 5은 도 4의 전지 팩에 포함된 전지 모듈 및 HV 연결 어셈블리를 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 복수의 전지 모듈(100), 복수의 전지 모듈(100)을 수용하는 측면 프레임(1100), 및 전장 부품이 장착되는 전장부(1500)를 포함한다.

또한, 복수의 전지 모듈(100)은 일 방향으로 정렬되어 배치된 전지 모듈 어셈블리를 형성할 수 있다. 일 예로, 복수의 전지 모듈(100)은 전지 모듈(100)의 폭 방향(x방향)으로 정렬되어 배치될 수 있다. 다만, 복수의 전지 모듈(100)의 배치 방향은 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에 다양한 방향으로 배치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 측면 프레임(1100)은 제1 측면 프레임(1110) 및 제2 측면 프레임(1150)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 측면 프레임(1110)은 복수의 전지 모듈(100)의 각 전지 모듈(100)의 폭 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 또한, 제2 측면 프레임(1150)은 전지 모듈(100)의 길이 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.

또한, 복수의 전지 모듈(100)이 일 방향으로 배치된 상태에서, 제2 측면 프레임(1150)은 복수의 전지 모듈(100)이 일 방향으로 정렬되어 배치된 전지 모듈 어셈블리의 양측면에 결합된 후, 제1 측면 프레임(1110)이 상기 전지 모듈 어셈블리의 전후면에 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 반대로, 제1 측면 프레임(1110)이 상기 전지 모듈 어셈블리의 전후면에 결합된 후 제2 측면 프레임(1150)이 상기 전지 모듈 어셈블리의 양측면에 결합될 수 있다.

제1 측면 프레임(1110) 및 제2 측면 프레임(1150)은 서로 맞닿는 부분에 고정 수단이 위치하여, 제1 측면 프레임(1110) 및 제2 측면 프레임(1150)이 서로 결합될 수 있다. 일 예로, 제1 측면 프레임(1110) 및 제2 측면 프레임(1150)은 볼트 및 너트와 같은 고정 수단이 각각 위치하여, 제1 측면 프레임(1110) 및 제2 측면 프레임(1150)이 서로 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 측면 프레임(1110) 및 제2 측면 프레임(1150)은 서로 맞닿는 부분이 용접 또는 접착과 같은 별도의 체결 방식에 의해 서로 고정되어 있을 수 있다.

여기서, 측면 프레임(1100)은 단열 부재로 이루어질 수 있다. 일 예로 측면 프레임(1100)은 알루미늄 압출 구조로 구성될 수 있다. 다른 일 예로, 측면 프레임(1100)은 클래드 메탈(Clad metal)과 같은 이종 금속 접합 소재로 이루어지거나, 에어로젤(aerogel) 또는 EPP(Expanded Polypropylenes) 폼(foam) 등의 단열 소재가 포함된 구조물일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 측면 프레임(1100)은 소정의 강성을 가지는 단열성 소재로 이루어진 것이라면 제한 없이 사용 가능하다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 복수의 전지 모듈(100)이 일 방향으로 정렬되어 배치된 전지 모듈 어셈블리의 양측면 및 전후면에 측면 프레임(1100)이 결합되어 있어, 외부 환경으로부터 전지 모듈(100)의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 상기 전지 모듈 어셈블리의 상하면에 위치할 수 있는 별도의 프레임 부재가 생략되어 있어, 팩 리스(Pack-less) 구조를 실현할 수 있으며, 에너지 밀도 및 공간 효율성을 높일 수 있다는 이점이 있다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)에서, 전장부(1500)는 기타 전장 부품과 전지 모듈들(100)의 전기적 연결을 제어하는 BDU(battery disconnect unit) 모듈을 포함한다.

상기 BDU 모듈은 전지 모듈(100)의 전기적 연결을 제어하기 위한 부재로써, 전력변환장치와 전지 모듈(100) 사이에서 전원을 차단할 수 있다. 상기 BDU 모듈은 전류가 설정범위를 넘는 조건이 발생하면 전지팩(1000)의 전원을 차단하여 전지팩(1000)의 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 상기 BDU 모듈은 복수의 전지 모듈(100)과 HV(High Voltage) 연결 어셈블리(2000)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, HV 연결 어셈블리(2000)는 HV(High voltage) 연결을 담당할 수 있다. 여기서 HV 연결은 전력을 공급하기 위한 전원 역할의 연결로써, 전지셀 간의 연결이나 전지 모듈 간의 연결을 의미한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(1000)은, 복수의 전지셀들(111, 도 6)을 포함하는 전지셀 적층체(110, 도 6) 및 전지셀 적층체(110, 도 6)를 수납하고 일면에 개방부(210)가 형성된 모듈 프레임(200)을 포함하는 전지 모듈들(100); 및 서로 이웃한 전지 모듈들(100)을 전기적으로 연결하는 복수의 HV 연결 어셈블리(2000)를 포함한다.

모듈 프레임(200)은 상하면 및 양측면이 일체화된 금속 판재 형태의 모노 프레임일 수 있다. 다른 일 예로, 모듈 프레임(200)은 상면과 양측면이 일체화된 금속 판재 형태의 하부 프레임과 상기 하부 프레임의 상면을 덮는 상부 커버를 포함할 수 있다. 다른 일 예로, 모듈 프레임(200)은 두 개의 L자형 프레임 결합된 형태의 프레임일 수 있다. 다른 일 예로, 모듈 프레임(200)은 상면 플레이트, 하면 플레이트, 좌측 플레이트, 및 우측 플레이트가 결합된 4-플레이트(Plate) 구조의 프레임일 수 있다. 다만, 이에 한정된 것은 아니며, 전지 모듈(100)의 내부 부품을 보호할 수 있는 프레임의 형태라면 본 실시예에 적용될 수 있다.

여기서, 모듈 프레임(200)의 각 구성 요소는 서로 대응되는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서 용접 등에 의해 결합되거나, 별도의 체결 부재를 통해 서로 고정될 수 있다. 또한, 모듈 프레임(200)의 각 구성 요소는 소정의 강도를 가지는 금속 재질로 이루어질 수 있다.

도 5를 참조하면, 모듈 프레임(200)은 개방부(210)를 포함할 수 있고, 개방부(210)는 모듈 프레임(200)의 상면에 형성될 수 있다. 일 예로, 개방부(210)는 제1 개방부(211) 및 제2 개방부(215)을 포함하고, 제1 개방부(211) 및 제2 개방부(215)는 전지 모듈(100)의 폭 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 다만, 개방부(210)의 개수 및 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, HV 연결 어셈블리(2000)와 전기적 연결이 필요한 터미널 버스바(330, 도 7)의 개수 및 위치에 따라 상이해질 수 있다.

보다 구체적으로, 개방부(210)는 모듈 프레임(200)의 상면을 관통하는 개방홀(211h, 215h)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 개방부(211)는 한 쌍의 제1 개방홀(211h)을 포함하며, 제2 개방부(215)는 한 쌍의 제2 개방홀(215h)을 포함할 수 있다. 여기서, 한 쌍의 제1 개방홀(211h) 및 한 쌍의 제2 개방홀(215h)은 전지 모듈(100)의 폭 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 다만, 개방홀(211h, 215h)의 개수 및 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, HV 연결 어셈블리(2000)와 전기적 연결이 필요한 터미널 버스바(330, 도 7)의 개수 및 위치에 따라 상이해질 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 HV 연결 어셈블리(2000)와 서로 이웃한 전지 모듈들(100)에 포함된 터미널 버스바(330, 도 7)는 개방부(210)를 통해 각각 연결될 수 있다. 또한, HV 연결 어셈블리(2000)는 전장부(1500)에 포함된 상기 BDU 모듈과 상기 BDU 모듈에 이웃한 전지 모듈(100)의 터미널 버스바(330, 도 7)와 각각 연결할 수 있다.

여기서, HV 연결 어셈블리(2000)와 연결되는 서로 이웃한 전지 모듈들(100)에 포함된 터미널 버스바(330, 도 7)는 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 일 예로, 도 4와 같이, HV 연결 어셈블리(2000)는 서로 이웃한 전지 모듈들(100) 중 하나의 전지 모듈(100)에서 양극을 가지는 터미널 버스바(330, 도 7)와 다른 하나의 전지 모듈(100)에서 음극을 가지는 터미널 버스바(330, 도 7)을 전기적으로 연결할 수 있다.

또한, HV 연결 어셈블리(2000)와 연결되는 상기 BDU 모듈과 이웃한 전지 모듈(100)에 포함된 터미널 버스바(330, 도 7)가 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 일 예로, 도 4와 같이, HV 연결 어셈블리(2000)는 상기 BDU 모듈에서의 양극 부분과 이웃한 전지 모듈(100)에서 음극을 가지는 터미널 버스바(330, 도 7)을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 이와 반대의 경우로, HV 연결 어셈블리(2000)는 상기 BDU 모듈에서의 음극 부분과 이웃한 전지 모듈(100)에서 양극을 가지는 터미널 버스바(330, 도 7)을 전기적으로 연결할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 전지 모듈(100)의 개방부(210)를 통해 터미널 버스바(330, 도 7) 및 상기 BDU 모듈이 HV 연결 어셈블리(2000)와 전기적으로 연결할 수 있어, HV 연결 방식이 상대적으로 간소화되면서도 조립 공차 여유를 확보할 수 있다.

도 6은 도 5의 전지 모듈에 포함된 전지셀 적층체를 나타내는 도면이다. 도 7 및 도 8은 도 6의 전지셀 적층체 및 전지셀 적층체의 전후면에 결합되는 버스바 프레임을 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 모듈 프레임(200) 내부의 공간에서 절연 냉각액이 유동하며 전지셀들(111)을 직접 냉각할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5 및 도 8을 참조하면, 전지 모듈(100)은 전지셀 적층체(110)를 모듈 프레임(200) 내에 수용할 수 있다.

여기서, 도 6을 참조하면, 전지셀 적층체(110)는 복수의 전지셀(111) 및 인접한 전지셀(111) 사이에 개재되는 적어도 하나의 유로 스페이서(113)을 포함할 수 있다. 또한, 전지셀 적층체(110)는 전지셀 적층체(110)의 양측면에 개재되는 절연 플레이트(115)를 포함할 수 있다. 또한, 도 6에는 도시하지는 않았으나, 전지셀 적층체(110)는 인접한 전지셀(111) 사이에 개재되는 완충 패드를 더 포함할 수 있다. 즉, 전지셀 적층체(110)는, 전지 셀(111), 유로 스페이서(113) 및 절연 플레이트(115)는 지면(X-Y 평면에 나란한 면)에 수직하게 기립된 형태로 적층되어 형성될 수 있다.

일 예로, 전지셀(111)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하다. 일 예로, 전지셀(111)은 전극 조립체를 수지층과 속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 수납한 뒤, 상기 파우치 케이스의 실링부를 열융착하여 제조될 수 있다. 이러한 전지셀(111)은 장방형의 시트형 구조로 형성될 수 있다. 이러한 전지셀(111)은 복수 개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지셀(111)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지셀 적층체(110)를 형성한다. 여기서, 전지셀 적층체(110)를 구성하는 전지셀(111)의 개수는 경우에 따라 조절될 수 있다.

또한, 유로 스페이서(113)는, 인접한 전지셀(111) 사이에 개재되어 모듈 프레임(200) 내부로 유입된 절연 냉각액 중 적어도 일부가 전지셀(111)과 직접 접촉할 수 있는 냉각액 유로를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 냉각액 유로는 복수 개가 구비될 수 있고, 유로 스페이서(113)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다.

다만, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 유로 스페이서(113)를 생략할 수 있고, 모듈 프레임(200) 내부로 유입된 절연 냉각액은 전지셀 적층체(110)의 상하부와 모듈 프레임(200) 사이의 공간을 통해 유동할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지셀(111)에 대한 절연 냉각액의 직접 냉각이 가능하여, 전지 모듈(100)의 냉각 효율이 보다 향상될 수 있다는 이점이 있다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 전지셀 적층체(110)의 전후면에 각각 위치하는 버스바 프레임(300)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 버스바 프레임(300)에는 전지셀 적층체(110)에 포함된 전지셀들(111)의 전극 리드와 전기적으로 연결되어 있는 버스바(310, 330)가 위치할 수 있다.

또한, 전지 모듈(100)은 버스바 프레임(300)을 덮는 엔드 플레이트(500)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 엔드 플레이트(500)는 외부의 충격으로부터 전지셀 적층체(110) 및 기타 전장품을 물리적으로 보호할 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 버스바(310, 350)는 복수의 버스바(310) 및 한 쌍의 터미널 버스바(330)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 버스바(310)는 버스바 프레임(300) 상에 고정되면서, 버스바 프레임(300)에 형성된 전극 리드 슬릿을 통해 인출된 전지셀(111)의 전극 리드와 결합되어, 복수의 전지셀들(111)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.

한 쌍의 터미널 버스바(330)는 제1 터미널 버스바(331) 및 제2 터미널 버스바(335)를 포함한다. 여기서, 한 쌍의 터미널 버스바(330)는 버스바 프레임(300) 상에 고정되면서, 복수의 전지셀들(111) 중 최외각에 위치한 전지셀(111)의 전극 리드와 결합될 수 있다. 즉, 한 쌍의 터미널 버스바(330)는 고전위 단자로서 기능하며, HV 연결 어셈블리(2000)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 터미널 버스바(331)와 제2 터미널 버스바(335)는 서로 다른 극성(양극 또는 음극)을 가질 수 있다.

도 5, 도 7 및 도 8을 참조하면, 터미널 버스바(330)의 일 단부는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 버스바 프레임(300)에서 엔드 플레이트(500)를 향하는 방향으로 돌출되어 있을 수 있다. 일 예로, 제1 터미널 버스바(331)는 버스바 프레임(300)에서 엔드 플레이트(500)를 향하는 방향으로 돌출되어 있는 제1 터미널 버스바 돌출부(331P)를 포함하며, 제2 터미널 버스바(335)는 버스바 프레임(300)에서 엔드 플레이트(500)를 향하는 방향으로 돌출되어 있는 제2 터미널 버스바 돌출부(335P)를 포함할 수 있다.

또한, 터미널 버스바(330)에 형성된 상기 돌출부는 볼팅 부재(410, 420)가 볼팅 결합으로 체결될 수 있다. 여기서, 볼팅 부재(410, 420)는 도 8과 같이 버스바 볼트(411, 415) 및 버스바 너트(421, 425)를 포함한다.

보다 구체적으로, 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 터미널 버스바 돌출부(331P)의 중심을 관통하는 홀이 형성되어 있고, 상기 홀의 상하부로 제1 버스바 볼트(415) 및 제1 버스바 너트(425)가 볼팅 결합으로 체결될 수 있다. 또한, 제2 터미널 버스바 돌출부(335P)의 중심을 관통하는 홀이 형성되어 있고, 상기 홀의 상하부로 제2 버스바 볼트(411) 및 제2 버스바 너트(421)가 볼팅 결합으로 체결될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 8 및 도 9와 달리, 버스바 볼트(411, 415)과 버스바 너트(421, 425)의 위치가 서로 바뀌어서 볼팅 결합이 체결되는 것 또한 본 실시예에 포함될 수 있다.

또한, 버스바 프레임(300)은 상기 절연 냉각액이 유동하는 적어도 하나의 슬릿(300H)이 형성되어 있을 수 있다. 즉, 버스바 프레임(300)에서, 적어도 하나의 슬릿(300H)을 통해 상기 절연 냉각액이 상기 모듈 프레임 내부의 공간으로 유입 및 배출될 수 있다. 다르게 말하면, 적어도 하나의 슬릿(300H)은 외부로부터 유입된 절연 냉각액이 전지셀 적층체(110)를 향해 유입될 수 있도록 하는 통로로서 기능할 수 있다. 이와 반대로, 적어도 하나의 슬릿(300H)은 모듈 프레임(200) 내부에 유입된 절연 냉각액을 외부를 향해 배출할 수 있도록 하는 통로로서 기능할 수 있다.

일 예로, 적어도 하나의 슬릿(300H)은 유로 스페이서(113)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 슬릿(300H)은 유로 스페이서(113)와 대응되는 사이즈를 가질 수 있다.

다른 일 예로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)에서, 도 6과 달리 유로 스페이서(113)가 생략되어 있는 경우, 적어도 하나의 슬릿(300H)은 전지셀 적층체(110)의 상하부와 모듈 프레임(200) 사이의 공간에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지셀(111)에 대한 절연 냉각액이 모듈 프레임(200) 내외부로 용이하게 유동할 수 있어, 전지 모듈(100)의 냉각 효율이 보다 향상될 수 있다는 이점이 있다.

도 10은 도 5의 전지 모듈에서 모듈 프레임의 전후면에 도 6의 전지셀 적층체가 삽입되는 것을 나타내는 도면이다.

도 5, 도 6, 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)에서, 전지 모듈(100)의 길이 방향을 따라 정렬되는 한 쌍의 전지셀 적층체(110a 및 110b)를 포함할 수 있다. 이 때, 모듈 프레임(200)은 한 쌍의 전지셀 적층체(110a 및 110b)를 수용할 수 있다.

도 10을 참조하면, 제1 전지셀 적층체(110a)의 전면과 제2 전지셀 적층체(110b)의 후면은 서로 대면할 수 있다. 또한, 도 10에는 도시하지는 않았으나, 제1 전지셀 적층체(110a)의 전면에 위치한 터미널 버스바와 제2 전지셀 적층체(110b)의 후면에 위치한 터미널 버스바는 모듈 프레임(200)의 개방부(210)을 통해 HV 연결 어셈블리(2000)와 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 전지셀 적층체(110a)의 전면에 위치한 터미널 버스바에 체결된 볼팅 부재와 제2 전지셀 적층체(110b)의 후면에 위치한 터미널 버스바에 체결된 볼팅 부재는 모듈 프레임(200)의 개방부(210)을 통해 HV 연결 어셈블리(2000)와 전기적으로 연결될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 하나의 전지셀 적층체(110)를 포함하거나, 두 개 이상인 복수의 전지셀 적층체(110)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 복수의 전지셀 적층체를 포함하여 에너지 밀도를 높이면서도, 전지 모듈(100)의 개방부(210)를 통해 각 전지셀 적층체(110)의 터미널 버스바(330, 도 7) 및 상기 BDU 모듈이 HV 연결 어셈블리(2000)와 전기적으로 연결할 수 있어, HV 연결 방식이 상대적으로 간소화되면서도 조립 공차 여유를 확보할 수 있다.

도 11 내지 도 14는 도 5의 전지 모듈에 결합되는 HV 연결 어셈블리를 나타내는 도면이다. 도 15는 도 5의 전지 모듈에 HV 연결 어셈블리가 결합된 상태에서의 단면도이다.

도 5 및 도 7을 참조하면, HV 연결 어셈블리(2000)는, 전기적 연결을 위한 HV 케이블(2200), 개방부(210)에 배치되는 브라켓(2100), 및 브라켓(2100)을 통과하여 터미널 버스바(330)와 HV 케이블(2200)을 연결하는 연결 부재를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 5 및 도 11을 참조하면, HV 연결 어셈블리(2000)에서, 브라켓(2100)는 모듈 프레임(200)의 개방부(210)에 배치 및 결합될 수 있다. 일 예로, 도 11과 같이, 브라켓(2100)는 제1 개방부(211)에 배치 및 결합될 수 있다. 이하에서는 제1 개방부(211)를 중심으로 설명되나, 제2 개방부(215)에 대해서도 후술되는 내용 또한 동일하게 설명될 수 있다.

일 예로, 브라켓(2100)은 고정부(2130), 본체부(2150), 연장부(2170), 및 연결홀(2190)을 포함할 수 있다. 여기서, 고정부(2130)는 제1 개방부(211)에 형성된 제1 돌출부(211p)와 끼움 결합 혹은 볼팅 결합을 통해 서로 고정될 수 있다. 연장부(2170)는 본체부(2150)로부터 모듈 프레임(200)을 향해 연장된 부분으로, 연장부(2170)는 제1 개방부(211)에 형성된 제1 개방홀(211h)에 삽입될 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 모듈 프레임(200) 상에 브라켓(2100)이 결합된 상태에서, 브라켓(2100)의 연결홀(2190)에 어댑터(2600)가 삽입될 수 있다. 여기서, 어댑터(2600)는 모듈 프레임(200) 내부에 수용된 전지셀 적층체(110)의 터미널 버스바(330, 도 7)과 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 터미널 버스바(330, 도 7)에 볼팅 결합으로 체결된 버스바 볼팅 부재(410, 420)의 상부는 제1 개방홀(211h) 및 브라켓(2100)의 연결홀(2190)을 통해 외부로 노출되어 있을 수 있다. 여기서, 어댑터(2600)는 버스바 볼팅 부재(410, 420)의 상부에 배치되어, 어댑터(2600)와 버스바 볼팅 부재(410, 420)와 전기적으로 연결될 수 있다.

일 예로, 도 10 내지 도 12를 참조하면 제1 전지셀 적층체(110a)와 제2 전지셀 적층체(110b)가 서로 대면하고 있으며, 도 10에는 상세히 도시하지는 않았으나 제1 전지셀 적층체(110a)의 터미널 버스바에 체결된 버스바 볼트(411a, 415a) 및 제2 전지셀 적층체(110b)의 터미널 버스바에 체결된 버스바 볼트(411b, 415b)가 서로 교차하며 위치할 수 있다. 이 때, 도 11과 같이, 제1 전지셀 적층체(110a)의 제1 버스바 볼트(415a)와 제2 전지셀 적층체(110b)의 제2 버스바 볼트(411b)가 제1 개방부(211)에 포함된 한 쌍의 개방홀(211h)에 각각 대응되게 위치할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 각 전지셀 적층체의 터미널 버스바의 위치에 따라 상술한 위치는 변경될 수 있다.

여기서, 도 12와 같이, 어댑터(2600)는 제1 전지셀 적층체(110a)의 제1 버스바 볼트(415a)의 상부에 배치되어, 어댑터(2600)는 제1 전지셀 적층체(110a)의 제1 버스바 볼트(415a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 도 12에는 도시되지는 않았으나, 어댑터(2600)는 제2 전지셀 적층체(110b)의 제2 버스바 볼트(411b)의 상부에도 배치될 수 있어, 어댑터(2600)는 제2 전지셀 적층체(110b)의 제2 버스바 볼트(411b)와 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 도 5, 도 13, 및 도 14를 참조하면, HV 연결 어셈블리(2000)는, 브라켓(2100)과 결합되는 HV 커넥터 하우징(2300)을 더 포함한다. 보다 구체적으로, HV 커넥터 하우징(2300)은 브라켓(2100)의 상부를 덮으며, HV 커넥터 하우징(2300)의 테두리는 브라켓(2100)과 결합될 수 있다. 일 예로, 도 13 및 14와 같이, HV 커넥터 하우징(2300)의 상부는 개방되어 있을 수 있고, HV 커넥터 하우징(2300)의 상부에 HV 커넥터 하우징(2300)의 상부를 덮는 상부 캡(2400)이 위치할 수 있다. 다만, HV 커넥터 하우징(2300)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 브라켓(2100)을 외부 환경으로부터 보호할 수 있으면서 HV 연결 어셈블리(2000)의 전기적 연결을 용이하게 하는 형태라면 본 실시예에 포함될 수 있다.

또한, HV 연결 어셈블리(2000)는 브라켓(2100)과 HV 커넥터 하우징(2300)이 결합되어 형성한 내부 공간에서, 연결 부재와 HV 케이블(2200)이 연결될 수 있다. 여기서, 상기 연결 부재는, 터미널 버스바(330)에 볼팅 결합으로 체결된 버스바 볼팅 부재(410, 420), 버스바 볼팅 부재(410, 420)의 상부에 배치되는 어댑터(2600), 및 HV 케이블(2200)을 어댑터(2600) 및 버스바 볼팅 부재(410, 420)와 연결하는 핀 부재(2500)를 포함할 수 있다.

일 예로, 도 13과 같이, 브라켓(2100)과 HV 커넥터 하우징(2300)이 결합된 상태에서, 핀 부재(2500)는 HV 커넥터 하우징(2300)의 개방된 상부에 삽입되어, 핀 부재(2500)는 HV 케이블(2200)을 어댑터(2600) 및 버스바 볼팅 부재(410, 420)와 연결시킬 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 서로 이웃한 전지 모듈(100)이 상술한 구조를 가지는 HV 연결 어셈블리(2000)로 전기적으로 연결될 수 있어, HV 연결 구조의 고정력을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 HV 연결 어셈블리(2000)는 외부 환경으로부터 HV 연결 구조를 효과적으로 보호할 수 있으면서, 진동에 의해 발생되는 충격에 대한 안정성을 확보할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 도 13 및 도 14를 참조하면, HV 연결 어셈블리(2000)는, 서로 이웃한 HV 연결 어셈블리(2000a, 2000b)를 고정시키는 고정 부재(3000)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 고정 부재의 양 단부는 클립(Clip) 형상을 가질 수 있고, 상기 고정 부재의 각 단부가 서로 이웃한 HV 연결 어셈블리(2000a, 2000b)에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 고정 부재(3000)는 HV 연결 어셈블리(2000)에 포함된 HV 케이블(2200)에 결합될 수 있다. 다만, 고정 부재의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 이웃한 HV 연결 어셈블리(2000a, 2000b)에 용이하게 결합될 수 있는 형태라면 본 실시예에 포함될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 서로 이웃한 HV 연결 어셈블리(2000a, 2000b)가 고정 부재(3000)에 의해 서로 고정될 수 있어, 외부 환경에 따른 진동에 의해 발생되는 충격에 대한 안정성을 추가적으로 확보할 수 있다는 이점이 있다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)에서, HV 연결 어셈블리(2000)와 개방부(210) 사이는 실링되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, HV 연결 어셈블리(2000)는, 브라켓(2100)과 모듈 프레임(200)의 일면 사이에 위치하는 제1 실링 부재(4100)를 포함할 수 있다. 일 예로, 도 15와 같이, 제1 실링 부재(4100)는 브라켓(2100)의 하부와 개방부(211) 사이에 위치할 수 있다.

또한, HV 연결 어셈블리(2000)는, 브라켓(2100)과 HV 커텍터 하우징(2300)의 연결 부분에 위치하는 제2 실링 부재(4200)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 실링 부재(4200)는 브라켓(2100)의 상부와 HV 커넥터 하우징(2300)의 내측면 사이에 위치할 수 있다.

또한, HV 연결 어셈블리(2000)는, HV 케이블(2200)과 HV 커텍터 하우징(2300) 사이에 위치하는 제3 실링 부재(4300)를 포함할 수 있다. 일 예로, 도 15와 같이, HV 커넥터 하우징(2300)은 HV 케이블(2200)의 일 단부를 커버할 수 있고, 제3 실링 부재(4300)는 HV 케이블(2200)의 일 단부를 커버하는 HV 커넥터 하우징(2300) 부분과 HV 케이블(2200) 사이에 위치할 수 있다.

일 예로, 실링 부재(4100, 4200, 4300)는 가스켓과 같은 부재일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 실링 성능 및 내열성을 가지는 부재라면 본 실시예에 포함될 수 있다. 다른 일 예로, 실링 부재(4100, 4200, 4300)는 O-ring 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 각 구성 요소 사이에 용이하게 결합될 수 있는 형태라면 본 실시예에 포함될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 제1 실링 부재(4100), 제2 실링 부재(4200), 및 제3 실링 부재(4300) 중 적어도 하나를 포함하여, HV 연결 어셈블리(2000)와 모듈 프레임(200) 사이의 실링 성능 및 HV 연결 어셈블리(2000) 자체의 실링 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 앞서 도 6 내지 도 8에서 상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 모듈 프레임(200) 내부에 절연 냉각액이 유동할 수 있고, 상술한 실링 부재(4100, 4200, 4300)는 절연 냉각액의 누수 및 누액을 효과적으로 방지할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는 상기에서 설명한 전지 팩을 포함한다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

100: 전지 모듈
111: 전지셀
113: 유로 스페이서
115: 절연 플레이트
200: 모듈 프레임
210: 개방부
300: 버스바 프레임
500: 엔드 플레이트
1000: 전지 팩
1100: 측면 프레임
1500: 전장부
2000: HV 케이블 어셈블리
2100: 브라켓
2130: 고정부
2150: 본체부
2170: 연장부
2190: 연결홀
2200: HV 케이블
2300: HV 커넥터 하우징
2400: 상부 캡
2500: 핀 부재
2600: 어댑터
3000: 고정 부재

Claims (15)

1. 복수의 전지셀들을 포함하는 전지셀 적층체 및 상기 전지셀 적층체를 수납하고 일면에 개방부가 형성된 모듈 프레임을 포함하는 전지 모듈들; 및
   서로 이웃한 전지 모듈들을 전기적으로 연결하는 복수의 HV 연결 어셈블리를 포함하고,
   상기 전지 모듈은, 상기 전지셀들의 전극 리드 중 적어도 하나와 연결된 터미널 버스바를 포함하고,
   상기 HV 연결 어셈블리와 상기 서로 이웃한 전지 모듈들에 포함된 상기 터미널 버스바는 상기 개방부를 통해 각각 연결되고,
   상기 HV 연결 어셈블리와 상기 개방부 사이는 실링되어 있는 전지팩.
2. 제1 항에서,
   상기 전지 모듈들의 전기적 연결을 제어하는 BDU(battery disconnect unit)모듈을 더 포함하고,
   상기 HV 연결 어셈블리는 상기 BDU 모듈과 상기 BDU 모듈에 이웃한 상기 전지 모듈의 상기 터미널 버스바와 각각 연결하는 전지 팩.
3. 제1항에서,
   상기 HV 연결 어셈블리는,
   전기적 연결을 위한 HV 케이블,
   상기 개방부에 배치되는 브라켓, 및
   상기 브라켓을 통과하여 상기 터미널 버스바와 상기 HV 케이블을 연결하는 연결 부재를 포함하는 전지팩.
4. 제3항에서,
   서로 이웃한 HV 연결 어셈블리를 고정시키는 고정 부재를 더 포함하고,
   상기 고정 부재는 상기 HV 연결 어셈블리에 포함된 상기 HV 케이블에 결합되는 전지 팩.
5. 제3항에서,
   상기 HV 연결 어셈블리는, 상기 브라켓과 상기 모듈 프레임의 일면 사이에 위치하는 제1 실링 부재를 더 포함하는 전지팩.
6. 제3항에서,
   상기 HV 연결 어셈블리는, 상기 브라켓과 결합되는 HV 커넥터 하우징을 더 포함하고,
   상기 브라켓과 상기 HV 커넥터 하우징이 결합되어 형성한 내부 공간에서, 상기 연결 부재와 상기 HV 케이블이 연결되는 전지팩.
7. 제6항에서,
   상기 연결 부재는,
   상기 터미널 버스바에 볼팅 결합으로 체결된 버스바 볼팅 부재,
   상기 버스바 볼팅 부재의 상부에 배치되는 어댑터, 및
   상기 HV 케이블을 상기 어댑터 및 상기 버스바 볼팅 부재와 연결하는 핀 부재를 포함하는 전지팩.
8. 제7항에서,
   상기 HV 커넥터 하우징의 상부는 개방되어 있으며, 상기 핀 부재는 상기 HV 커넥터 하우징의 상부에 삽입되고,
   상기 HV 연결 어셈블리는 상기 HV 커넥터 하우징의 상부를 덮는 상부 캡을 더 포함하는 전지팩.
9. 제6항에서,
   상기 HV 연결 어셈블리는, 상기 브라켓과 상기 HV 커텍터 하우징의 연결 부분에 위치하는 제2 실링 부재를 더 포함하는 전지팩.
10. 제6항에서,
    상기 HV 연결 어셈블리는, 상기 HV 케이블과 상기 HV 커텍터 하우징 사이에 위치하는 제3 실링 부재를 더 포함하는 전지팩.
11. 제1항에서,
    상기 개방부는, 상기 모듈 프레임의 상면에 형성되는 전지팩.
12. 제1항에서,
    상기 HV 연결 어셈블리와 연결되는 상기 서로 이웃한 전지 모듈들에 포함된 상기 터미널 버스바는 서로 다른 극성을 가지는 전지팩.
13. 제1항에서,
    상기 전지 모듈은 상기 모듈 프레임 내부의 공간에서 절연 냉각액이 유동하며 상기 복수의 전지셀들을 직접 냉각하는 전지 팩.
14. 제13항에서,
    상기 전지셀 적층체의 전후면에 각각 위치하는 버스바 프레임을 포함하고,
    상기 버스바 프레임은 상기 절연 냉각액이 유동하는 적어도 하나의 슬릿이 형성되어 있고,
    상기 적어도 하나의 슬릿을 통해 상기 절연 냉각액이 상기 모듈 프레임 내부의 공간으로 유입 및 배출되는 전지 팩.
15. 제1항에 따른 전지 팩을 포함하는 디바이스.