WO2015057022A1 - 배터리 팩 - Google Patents

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엄영섭
성준엽
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유성천
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack including a plurality of secondary batteries, and more particularly, in configuring a battery pack including electrical components, the arrangement of electrical components is optimized, easy to replace, simple to assemble, and the structure is not complicated. Does not relate to a battery pack.
  • водородн ⁇ е ⁇ е ⁇ ество Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.
  • Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively.
  • the lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a packaging material for sealing and storing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery case.
  • a lithium secondary battery may be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
  • the battery pack of the hybrid vehicle or the electric vehicle includes a plurality of secondary batteries, and the plurality of secondary batteries are connected to each other in series and in parallel to improve capacity and output.
  • the battery pack may include a plurality of electrical components together with a plurality of secondary batteries, and these electrical components are also referred to as electrical equipment.
  • Representative examples of the electrical equipment included in the battery pack include a relay, a current sensor, a fuse, a battery management system (BMS), and the like. These electronic devices are components for managing charge and discharge of secondary batteries included in the battery pack and ensuring safety, and are essential components included in most battery packs.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack and a vehicle including the same, which is easy to assemble and replace the electronic device and has a simple structure.
  • the battery module having a plurality of secondary batteries; And a plate shape, and at least two or more of a BMS, a current sensor, a relay, and a fuse are mounted on the plate and electrically connected to the battery module.
  • the electrical plate is located above the battery module.
  • At least one bus bar may be mounted on the electrical plate, and at least two of the current sensor, the relay, and the fuse may be electrically connected by the bus bar.
  • the electrical plate may include a plate protrusion having a shape protruding upward in an upper direction, and at least one of the bus bars may be provided with a fastening hole, and the plate protrusion may be inserted into the fastening hole. It is fixed to the top of the electric plate.
  • At least one terminal of at least one of the current sensor, the relay, and the fuse may be provided with a coupling hole, and the plate protrusion may be inserted into the coupling hole, thereby providing at least one of the current sensor, the relay, and the fuse. Both terminals are fixed in connection with the busbar.
  • the plate protrusion is inserted into the fastening hole and the coupling hole and then fixed by a nut.
  • the plate protrusion may be inserted into the coupling hole of the bus bar first, and then inserted into one of the coupling holes of the current sensor, the relay, and the fuse.
  • the positive electrode module terminal and the negative electrode module terminal of the battery module are formed to protrude in an upward direction, and fastening holes are formed in at least two of the bus bars, and fastening holes of each of the two bus bars.
  • the positive electrode module terminal and the negative electrode module terminal are respectively inserted into and electrically connected and fixed.
  • the electrical equipment plate may have a bus bar insert, and at least a portion of the bus bar may be inserted into the bus bar insert.
  • the battery module includes a module protrusion having a shape protruding upward in an upper direction, and the electric plate is formed with a plate hole at a position corresponding to the module protrusion, and the module protrusion is formed in the plate hole. Insert is fixed.
  • the BMS has a connection hole formed at a position corresponding to the plate hole, and the module protrusion is inserted and fixed to both the plate hole and the connection hole.
  • the battery module includes a connector connected to both ends of at least one secondary battery of the plurality of secondary batteries, and the connector is inserted into and connected to a port of the BMS.
  • the battery pack according to the present invention may further include a pack case for accommodating the battery module and the electric plate in an inner space.
  • the pack case may include a lower case having an inner space and an upper portion thereof open, and an upper case coupled to an upper open portion of the lower case.
  • the pack case has an opening formed at an upper portion of a position corresponding to at least one of the BMS, the current sensor, the relay, and the fuse.
  • the pack case includes a cover configured to open and close the opening.
  • a plurality of battery modules may be included and arranged side by side in the horizontal direction, and the electrical plate may be positioned above the plurality of battery modules arranged side by side in the horizontal direction.
  • a plurality of battery modules may be included and stacked side by side in the vertical direction, and the electrical plate may be positioned above the battery modules stacked on the top.
  • the battery pack according to the present invention may further include a module case for accommodating the battery module in an inner space, and the electrical plate may be located above the module case.
  • the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes the above-described battery pack.
  • a battery pack can be provided that is easy to install and assemble the electrical equipment. Therefore, the manufacturing time may be shortened when the battery pack is manufactured, and productivity may be improved, and the manufacturing process or the manufacturing apparatus may be simplified without being complicated.
  • the electrical equipment can be assembled and mounted on one electrical equipment plate, the electrical equipment can be managed in one plate unit, and the management of the electrical equipment can be made easier.
  • the structure of the battery pack may be simpler and easier to assemble.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of an electric plate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the combination of the configuration of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a pack case configuration of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • a battery pack according to the present invention includes a battery module 100 and an electric plate 200.
  • the battery module 100 includes a plurality of secondary batteries. In addition to the secondary battery, the battery module 100 is connected to an end plate made of metal located at the upper and lower portions of the secondary battery, a duct through which air flows in and out of the battery module 100, and an electrode tab of the secondary battery.
  • the sensor module 120 may further include a sensing module 120 for sensing a voltage of the secondary battery.
  • the secondary battery included in the battery module 100 may be a pouch type secondary battery, such a pouch type secondary battery may be configured in a stacked form in a vertical direction or a horizontal direction.
  • the battery module 100 may further include a stacking frame.
  • the stacking frame may be configured to hold the secondary batteries to prevent the flow thereof and to be stacked on each other to guide the stack assembly of the secondary batteries.
  • the stacking frame may be replaced with various other terms such as a cartridge, and may be configured in the form of a rectangular ring with a hollow central portion. In this case, four corners of the stacking frame may be located at the outer circumferential portion of the secondary battery.
  • the electrical plate 200 may be configured in the form of a plate having a wide surface at the top and bottom. And, the electrical equipment is mounted on the wide upper surface of the electric plate 200.
  • the electrical equipment mounted on the upper portion of the electrical plate 200 may include at least one, in particular two or more of the BMS 310, the current sensor 320, the relay 330 and the fuse 340.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the electric plate 200 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a combined perspective view of the configuration of FIG.
  • a BMS 310, a current sensor 320, a relay 330, and a fuse 340 may be mounted on an upper portion of the electric plate 200 according to the present invention.
  • the battery management system (BMS) 310 refers to a battery management device that controls the overall charging and discharging operation of the battery pack.
  • the BMS 310 is a component that is typically included in the battery pack.
  • the current sensor 320 is a component for sensing the charge and discharge current of the battery pack
  • the relay 330 is a switching component for selectively opening and closing the charge and discharge path through which the charge and discharge current of the battery pack flows.
  • the fuse 340 is provided on the charge / discharge path of the battery pack, and is a component that blocks the flow of charge / discharge current by melting the battery pack when an abnormal situation occurs. The current sensor 320, the relay 330, and the fuse 340 may exchange information with the BMS 310 and may be controlled by the BMS 310.
  • the electrical plate 200 may be equipped with one or more bus bars 350 in addition to the electrical components.
  • the bus bar 350 may be used as a charge / discharge path by connecting between the module terminal 110 and the pack terminal, and may electrically connect between the current sensor 320, the relay 330, and the fuse 340.
  • the module terminal 110 may be a terminal provided in the battery module 100 and may include a positive electrode module terminal 111 and a negative electrode module terminal 112.
  • the pack terminal is a terminal provided in the battery pack and is a terminal used to connect an external charge / discharge device to the battery pack, and may include a positive pack terminal 211 and a negative pack terminal 212.
  • the bus bar 350 may include a positive bus bar 351 and a negative bus bar 352.
  • the positive bus bar 351 electrically connects between the positive electrode module terminal 111 and the positive electrode pack terminal 211
  • the negative electrode bus bar 352 is between the negative electrode module terminal 112 and the negative electrode pack terminal 212. Is electrically connected.
  • the bus bar 350 may be formed of a material having electrical conductivity because it is a component for electrical connection.
  • the bus bar 350 may be formed of a metal material such as copper to secure a certain degree of mechanical strength.
  • two or more positive bus bars 351 or negative bus bars 352 may be provided.
  • four positive bus bars 351 may be provided and one negative bus bar 352 may be provided.
  • the four positive bus bars 351 are respectively between the positive module terminal 111 and the current sensor 320, between the current sensor 320 and the relay 330, between the relay 330 and the fuse 340, and It may be provided between the fuse 340 and the positive electrode pack terminal 211 to be connected to each other.
  • the positive electrode module terminal 111 has a bus bar 350, a current sensor 320, a bus bar 350, a relay 330, a bus bar 350, a fuse 340, and a bus bar 350. ) May be electrically connected to the positive electrode pack terminal 211 sequentially.
  • the bus bar 350 and the respective electrical appliances may be connected and fixed to each other by a bolt fastening configuration.
  • holes may be formed at both ends of the electronic device as shown in FIG. 2, and at least one side of the bus bar 350 may correspond to the coupling holes of the electronic device in FIG. 2.
  • a hole fastening hole
  • the bolts may pass through both the coupling holes of the electrical equipment and the fastening holes of the bus bars 350 so that the electrical equipment and the bus bars 350 may be coupled to each other.
  • the electric plate 200 may include a plate protrusion having a shape protruding upward in the upper surface as indicated by Bp in FIG. 2.
  • a hole fastening hole
  • the electric plate 200 may include a plate protrusion having a shape protruding upward in the upper surface as indicated by Bp in FIG. 2.
  • a hole fastening hole
  • the bus bars 350 may be formed in at least one of the bus bars 350 in a form corresponding to the plate protrusion.
  • the positive bus bar 351 located in the positive electrode current path from the positive electrode module terminal 111 to the positive electrode pack terminal 211 is sequentially replaced by the first positive bus bar and the second positive bus bar.
  • Fastening holes (Hb) may be formed in the.
  • the left and right sides of each bus bar 350 are based on the bar shown in FIG. 2, and the left end portion and the positive electrode pack terminal 211 of each bus bar 350 are closer to the positive electrode module terminal 111. The side end close to) is called the right end.
  • the electric plate 200 may include four plate protrusions Bp protruding upward.
  • the plate protrusions may be inserted into and fastened through the fastening holes Hb of the bus bars 350, respectively.
  • the four plate protrusions may include fastening holes formed at the right end of the first positive bus bar, the left end of the second positive bus bar, the right end of the third positive bus bar, and the left end of the fourth positive bus bar. Can be inserted. Therefore, the bus bar 350 may be fixed to the upper portion of the electric plate 200 in such a way that the fastening hole is inserted into the plate protrusion of the electric plate 200.
  • the fastening protrusions formed on the electric plate 200 are inserted into the fastening holes of the bus bar 350, the assembly and connection configuration of the bus bar 350 to the electric plate 200 is made. It can be very simple.
  • the electrical appliance that is, the current sensor 320, the relay 330 and the fuse 340 may be provided with at least two terminals to be installed on the charge and discharge path.
  • holes may be formed at both terminals of the current sensor 320, the relay 330, and the fuse 340.
  • the plate protrusion of the electric plate 200 may be inserted into the coupling hole of the electric equipment.
  • a coupling hole He may be formed at both ends of the current sensor 320 and both terminals of the fuse 340, and the coupling hole may have a plate of the electric plate 200.
  • the protrusion Bp may be inserted.
  • one plate protrusion Bp may pass through both the fastening hole Hb formed in the bus bar 350 and the coupling hole He formed in the electrical component.
  • the bus bar 350 and the electronic device may be electrically connected and fixed to each other. Therefore, according to this configuration of the present invention, the manufacturing time required for mounting the electrical equipment to the electrical equipment plate 200 and electrically connecting them can be shortened and the working process can be facilitated.
  • the plate protrusion is first inserted into the fastening hole of the bus bar 350 and then inserted into the coupling hole of the electric equipment.
  • the electrical plate 200, the bus bar 350, and the electrical equipment are laminated
  • the electrical equipment such as the current sensor 320 or the fuse 340, the relay 330 may occur when a failure occurs to be replaced, in the case of the above embodiment, the busbar ( 350, leaving it as it is, only the electronics only need to be separated in the upper direction, the replacement operation of the electronics can be facilitated.
  • the outside may be fixed by a nut.
  • the portion provided with the plate protrusion, from the bottom to the top, the electric plate 200, the bus bar 350, the electrical equipment and the nut may be configured in a form of sequentially stacked.
  • a screw thread may be formed on the outer surface of the plate protrusion, the nut may be fitted in accordance with the thread of such a plate protrusion. According to such a configuration of the present invention, the nut is coupled to the outside of the plate projection, the fixing state of the bus bar 350 and the electrical equipment to the plate projection can be maintained more stably.
  • the battery module 100 may be formed in a shape in which the positive electrode module terminal 111 and the negative electrode module terminal 112 protrude upward.
  • the bus bars 350 are provided with holes (fastening holes) for fastening with the module terminal 110 as indicated by Hb in FIG.
  • each module terminal 110 may be configured to be electrically connected and fixed to the bus bar 350.
  • a fastening hole Hb of FIG. 1 may be formed at one end of the first positive bus bar 351 and one end of the negative bus bar 352. Can be.
  • the positive electrode bus bar 351 and the positive electrode module terminal are inserted into each of the fastening holes formed in the positive bus bar 351 and the negative bus bar 352 by inserting the positive electrode module terminal 111 and the negative electrode module terminal 112. 111, and the negative bus bar 352 and the negative electrode module terminal 112 may be electrically connected and fixed to each other.
  • the module terminal 110 is inserted into the fastening hole formed in the bus bar 350, the electrical connection between the bus bar 350 and the module terminal 110 is possible, of course, the fixed state is It can be kept stable, the manufacturing process can be simplified and structural stability can be ensured.
  • the electrical plate 200 may be formed with a bus bar insert.
  • at least a portion of the bus bar 350 may be inserted into the bus bar insertion unit.
  • at least a portion of the bus bar 350 may be formed in a vertical shape.
  • the first anode bus bar 351 may have a form in which the center portion is erected in the vertical direction except for both ends thereof.
  • a bus bar insertion portion having a narrow gap may be formed in the electric component plate 200 such that a central portion of the first positive electrode bus bar 351 may be fitted, as indicated by a portion A.
  • the center portion of the first positive electrode bus bar 351 is fitted to the bus bar insertion portion of the electric plate 200, whereby the first positive electrode bus bar 351 is stronger and more securely coupled to the electric plate 200. Can be fixed.
  • the bus bar 350 by inserting the bus bar 350 into the bus bar insertion portion, an exposed portion of the bus bar 350 is reduced, and the insulation of the bus bar 350 can be improved.
  • the first anode bus bar 351 is inserted into the bus bar insertion portion, whereby the exposed area of the first anode bus bar 351 is reduced, and the first anode bus bar is reduced. Insulation between 351 and other components such as BMS 310 may be improved.
  • the electrical plate 200 may be located above the battery module 100.
  • the assembly of the battery module 100 and the electric plate 200 may be easy, and the connection of the electric appliance mounted on the electric plate 200 and the battery module 100 may also be facilitated.
  • separation of the electrical equipment mounted on the electrical equipment plate 200 in the upper direction becomes easy and the mounting in the upper direction is easy, so that the replacement for each electrical equipment can be easily performed.
  • the battery module 100 may have a module protrusion of the shape protruding in the upper direction on the top.
  • the electric plate 200 may have a hole (plate hole) as indicated by Hp in FIG. 1 at a position corresponding to the module protrusion of the battery module 100.
  • the module protrusion Bb is inserted into the plate hole Hp, whereby the electric plate 200 and the battery module 100 may be fixed to each other.
  • the nut is coupled and fixed to the outside, thereby reinforcing the fixing force.
  • a thread may be formed on an outer surface of the module protrusion to facilitate fastening of the nut and the module protrusion.
  • the BMS 310 may have a hole (connection hole) formed at a position corresponding to the plate hole, as indicated by Hm in FIG. 2.
  • the module protrusion Bb of the battery module 100 may be configured to pass through all of the connection holes Hm of the BMS 310 together with the plate holes Hp.
  • the configuration and mounting the electrical equipment plate 200 on the top of the battery module 100 and the electrical equipment plate 200 May be performed at a time to contribute to the simplification of the process.
  • manufacturing costs and time are reduced by unifying the components for mounting the electric plate 200 and the BMS 310 to reduce the components for such mounting configurations, and the battery pack by reducing the space required for fastening these components. It can contribute to the miniaturization of the.
  • the battery module 100 may include a connector connected to both ends of at least one secondary battery among a plurality of secondary batteries, and the connector may be configured to be inserted into a port of the BMS 310.
  • the battery module 100 may be provided with a plurality of pouch type secondary batteries stacked, and the electrode tabs of the stacked pouch type secondary batteries protrude in one direction, such as a left direction. Can be formed.
  • the sensing module 120 may be provided on the side where the electrode tab protrudes, and the sensing module 120 may contact each electrode tab of the secondary battery to sense a voltage of each secondary battery.
  • the sensing module 120 may include a connector 121, and a port 311 may be formed in the BMS 310 so that the connector 121 of the sensing module 120 may be inserted.
  • information about the voltage of each secondary battery sensed by the sensing module 120 may be transmitted to the BMS 310 via the connector 121 and the port 311, and the BMS 310 may transmit such information.
  • the charging and discharging operation of the battery pack may be controlled based on the information.
  • the battery pack according to the present invention may further include a pack case.
  • the pack case is a component having an empty space formed therein to accommodate the battery module 100 and the electric plate 200 in the internal space.
  • the pack case is an exterior material of the battery pack, and may disconnect the battery module 100 and the electric plate 200 from the outside and protect the battery module 100 and the electric plate 200 from external shocks and the like.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing the configuration of a pack case 400 of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the pack case 400 may include a lower case 410 and an upper case 420.
  • the lower case 410 has an internal space formed therein to accommodate most of the battery module 100 and the electric plate 200 in the internal space.
  • the lower case 410 may be formed to have an open top, such that the battery module 100 and the electric plate 200 may be received in a downward direction from the top.
  • the upper case 420 is located above the lower case 410 and is coupled to an open portion of the lower case 410. Therefore, when the upper case 420 is coupled to the lower case 410, an open portion of the lower case 410 is covered by the upper case 420, so that the inner space of the lower case 410 is sealed to some extent. Can be.
  • the pack case 400, the opening in the upper portion of the position corresponding to at least one or more of the electronic device, that is, at least one of the BMS 310, the current sensor 320, the relay 330 and the fuse 340. 421 may be formed.
  • at least one opening 421 may be formed in the upper case 420.
  • the electronic device can be easily detached through the opening 421 formed in the upper case 420.
  • the opening 421 may be formed to be positioned above the fuse 340. In this case, the opening 421 may be formed through the opening 421 without separating the upper case 420 from the lower case 410. Detachment of the fuse 340 may be easily performed.
  • this configuration of the present invention when a replacement is required for a predetermined electrical equipment, such as a failure occurs in the electrical equipment, it is possible to replace the electrical equipment through the opening 421, the replacement operation can be facilitated.
  • the pack case 400 may include a cover 422 configured to open and close the opening 421.
  • the cover 422 closes the opening 421 to prevent foreign substances, etc. from flowing through the opening 421, and in a special situation such as the need to replace the electrical equipment, the cover in the opening 421. 422 may be opened to allow the electrical appliance to be replaced through the opening 421.
  • the pack case 400 may include one or more terminal holes Ht for exposing the positive electrode pack terminal 211 and the negative electrode pack terminal 212, respectively.
  • the pack case 400 may include at least one connection hole Hc for connecting an electric component and an external component such as the BMS 310.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • a battery pack according to the present invention may include two or more battery modules 100.
  • all or some of the plurality of battery modules 100 may be arranged side by side in the horizontal direction.
  • the electrical equipment plate 200 may include one or more electrical components 300 and may be positioned above the plurality of battery modules 100.
  • the electrical plate 200 when the battery pack includes four battery modules 100 and the four battery modules 100 are arranged in parallel in the horizontal direction, the electrical plate 200 is horizontal It may be configured to be positioned above the four battery modules 100 arranged in parallel in the direction.
  • the size of the electric plate 200 (the area viewed in the vertical direction) may have a size corresponding to the sizes of the four battery modules 100. That is, in the embodiment of FIG. 1, since a shape in which one electric plate 200 is positioned on one battery module 100 is shown, the size of the electric plate 200 is one of the battery modules 100. It may have a size corresponding to the size. On the other hand, in the embodiment of FIG. 5, since the shape in which one electric plate 200 is positioned on the four battery modules 100 is illustrated, the size of the electric plate 200 is approximately four battery modules 100. Can be summed up.
  • the electric plate 200 does not have to be large enough to cover the sizes of all the battery modules 100.
  • the electric plate 200 may be configured to the size of one or two battery modules 100.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack according to still another embodiment of the present invention.
  • a battery pack according to the present invention includes a plurality of battery modules 100, and all or part of the battery modules 100 may be stacked side by side in a vertical direction, ie, a direction perpendicular to the ground. have.
  • the electric plate 200 may be positioned above the top battery module 100 positioned at the top of the battery module 100.
  • the electric plate 200 may be configured to be located above the battery module 100 stacked on the top. .
  • the electrical plate 200 is a charge or discharge operation for the plurality of battery modules 100 Can be configured to manage overall.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery pack according to still another embodiment of the present invention.
  • the battery pack according to the present invention may include a module case 500.
  • the module case 500 may include an empty space therein, and may be configured to accommodate one or more battery modules 100 in the internal space. Unlike the pack case illustrated in FIG. 4, the module case 500 may not accommodate the electric plate 200 in an internal space.
  • the electrical plate 200 may be located above the module case 500, as shown in the figure.
  • the module case 500 may be provided with a mounting portion for mounting the electric plate 200 on the upper surface.
  • the battery module 100 since the battery module 100 is managed in units of the module case 500, it may be easier to handle only the battery module 100 except for the electric plate 200.
  • the battery pack includes a plurality of battery modules 100
  • the plurality of battery modules 100 may all be included in one module case 500, and the electric plate 200 may be such a module case 500. Since it is not located inside, the management of the plurality of battery modules 100 may be more convenient.
  • the electric plate 200 is located outside the module case 500, the access to the electric plate 200 is easy, and the inspection, installation and replacement of the electric plate 200, the part of the electronic device 300 Replacement can be performed more easily.
  • the battery pack according to the present invention may further include a full-length cover 600.
  • the electrical equipment cover 600 may be configured to cover the upper portion of the electrical equipment plate 200 when the electrical equipment plate 200 is positioned above the battery module 100.
  • the electrical plate 200 is exposed to the outside, there is a high risk of damage or damage to the electrical component 300 mounted on the electrical plate 200, but according to this configuration of the present invention, the electrical plate 200 is not exposed to the outside. Therefore, it is possible to prevent the damage and damage of the electronic device 300 due to the impact or penetration of foreign matter.
  • the full length cover 600 may be configured to cover only an upper portion of the full length plate 200 as shown in the drawings, but the present invention is not necessarily limited to this embodiment.
  • the electrical equipment cover 600 may be configured in the form of a sealed box to cover both the upper and lower portions of the electrical equipment plate 200 by storing the electrical equipment plate 200 in the inner space.
  • the battery pack according to the present invention may further include a pack case accommodating all of the battery packs, even if the module case 500 and / or the electric cover 600 are included.
  • the center of the electronic device is shown in the form of only one plate 200, but the present invention is not necessarily limited thereto, the battery pack according to the present invention, two or more electrical plate 200 It may also include.
  • the battery pack according to the present invention can be applied to an automobile such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, the motor vehicle according to the present invention may include the battery pack according to the present invention as described above.

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Abstract

본 발명은 전장품의 조립 및 교체가 용이하고 구조가 간단한 배터리 팩을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 팩은, 다수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈; 및 플레이트 형태로 구성되며, 상부에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 둘 이상이 장착되고, 상기 배터리 모듈에 전기적으로 연결된 전장 플레이트를 포함한다.

Description

배터리 팩
본 발명은 다수의 이차 전지를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전장품을 포함하는 배터리 팩을 구성함에 있어서, 전장품의 배치가 최적화되고 교체가 용이하며, 조립이 간단해지고 구조가 복잡하지 않은 배터리 팩에 관한 것이다.
본 출원은 2013년 10월 17일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2013-0123822호, 2014년 9월 19일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2014-0125231호 및 2014년 10월 17일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2014-0140825호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 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 방전율이 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 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 세간의 이목이 집중되고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 있어서 가장 핵심적 부품은 차량 모터로 구동력을 부여하는 배터리 팩이다. 하이브리드 자동차나 전기 자동차는 배터리 팩의 충방전을 통해 차량의 구동력을 얻을 수 있기 때문에, 엔진만을 이용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 점에서 사용자들이 점차 크게 늘어나고 있는 실정이다. 그리고, 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 배터리 팩에는 다수의 이차 전지가 포함되며, 이러한 다수의 이차 전지들은 서로 직렬 및 병렬로 연결됨으로써 용량 및 출력을 향상시킨다.
한편, 배터리 팩에는, 다수의 이차 전지와 함께 여러 개의 전기적 부품이 포함될 수 있으며, 이러한 전기적 부품들을 전장품(electrical equipment)이라고도 한다. 배터리 팩에 포함되는 전장품의 대표적인 예로는, 릴레이나 전류센서, 퓨즈, BMS(Battery Managememt System) 등을 들 수 있다. 이러한 전장품들은 배터리 팩에 포함된 이차 전지의 충방전을 관리하고, 안전성을 확보하기 위한 구성요소로서, 대부분의 배터리 팩에 필수적으로 포함되는 구성요소라 할 수 있다.
종래 배터리 팩의 경우, 이러한 전장품들이 배터리 팩의 내부나 외부 등에 장착되어 있는데, 이러한 전장품의 배치 부분에 있어서 여러 문제점이 있다. 예를 들어, 종래 배터리 팩의 경우, 다수의 전장품을 장착하기 위한 공간을 확보하기 위해 배터리 팩의 부피가 증가하거나 이차 전지의 수납 공간이 감소하는 문제점이 있다. 또한, 종래 배터리 팩의 경우, 다수의 전장품 각각을 배터리 팩 내부나 외부에 배치 조립하는 작업이 용이하지 않고, 이차 전지가 구비된 배터리 모듈에 연결하는 작업 또한 쉽지 않다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 종래 배터리 팩의 경우, 전장품을 구성하는 각 부품이 고장으로 교체될 필요가 있는 경우, 전장품이 설치된 구조의 복잡성으로 인해 교체가 쉽지 않다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전장품의 조립 및 교체가 용이하고 구조가 간단한 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 다수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈; 및 플레이트 형태로 구성되며, 상부에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 둘 이상이 장착되고, 상기 배터리 모듈에 전기적으로 연결된 전장 플레이트를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전장 플레이트는, 상기 배터리 모듈의 상부에 위치한다.
또한 바람직하게는, 상기 전장 플레이트는 상부에 버스바가 하나 이상 장착되고, 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 적어도 둘 사이는 상기 버스바에 의해 전기적으로 연결된다.
또한 바람직하게는, 상기 전장 플레이트는 상부에 상부 방향으로 돌출된 형태의 플레이트 돌기부를 구비하고, 상기 버스바 중 적어도 하나에는 체결홀이 형성되어, 상기 플레이트 돌기부가 상기 체결홀에 삽입되어 상기 버스바가 상기 전장 플레이트의 상부에 고정된다.
또한 바람직하게는, 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 적어도 하나의 양 단자에는 결합홀이 형성되어, 상기 플레이트 돌기부가 상기 결합홀에 삽입되어 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 적어도 하나의 양 단자가 상기 버스바와 연결 고정된다.
또한 바람직하게는, 상기 플레이트 돌기부는, 상기 체결홀 및 상기 결합홀에 삽입된 후 너트에 의해 고정된다.
또한 바람직하게는, 상기 플레이트 돌기부는, 버스바의 체결홀에 먼저 삽입된 후, 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 하나의 결합홀에 삽입된다.
또한 바람직하게는, 상기 배터리 모듈의 양극 모듈 단자와 음극 모듈 단자는 상부 방향으로 돌출된 형태로 형성되고, 상기 버스바 중 적어도 2개에는 체결홀이 형성되어, 상기 2개의 버스바 각각의 체결홀에는 상기 양극 모듈 단자와 상기 음극 모듈 단자가 각각 삽입되어 전기적으로 연결 고정된다.
또한 바람직하게는, 상기 전장 플레이트는 버스바 삽입부가 형성되어, 상기 버스바의 적어도 일부는 상기 버스바 삽입부에 삽입된다.
또한 바람직하게는, 상기 배터리 모듈은 상부에 상부 방향으로 돌출된 형태의 모듈 돌기부를 구비하고, 상기 전장 플레이트는 상기 모듈 돌기부에 대응되는 위치에 플레이트홀이 형성되어, 상기 플레이트홀에 상기 모듈 돌기부가 삽입 고정된다.
또한 바람직하게는, 상기 BMS는, 상기 플레이트홀에 대응되는 위치에 연결홀이 형성되어, 상기 모듈 돌기부가 상기 플레이트홀 및 상기 연결홀에 모두 삽입 고정된다.
또한 바람직하게는, 상기 배터리 모듈은 다수의 이차 전지 중 적어도 하나의 이차 전지 양단과 연결된 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터는 상기 BMS의 포트에 삽입 연결된다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈 및 상기 전장 플레이트를 내부 공간에 수납하는 팩 케이스를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 팩 케이스는, 내부 공간이 형성되고 상부가 개방된 형태의 하부 케이스 및 상기 하부 케이스의 상부 개방된 부분에 결합하는 상부 케이스를 구비한다.
또한 바람직하게는, 상기 팩 케이스는, 상기 BMS, 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 적어도 하나 이상에 대응되는 위치의 상부에 개구부가 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 팩 케이스는, 상기 개구부에 상기 개구부의 개폐가 가능하도록 구성된 커버를 구비한다.
또한, 상기 배터리 모듈은, 다수 포함되어 수평 방향으로 나란하게 배열되고, 상기 전장 플레이트는, 수평 방향으로 나란하게 배열된 다수의 배터리 모듈의 상부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈은, 다수 포함되어 상하 방향으로 나란하게 적층되고, 상기 전장 플레이트는, 최상위에 적층된 배터리 모듈의 상부에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 내부 공간에 수납하는 모듈 케이스를 더 포함하고, 상기 전장 플레이트는 상기 모듈 케이스의 상부에 위치할 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 상술한 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 전장품의 장착 및 조립이 용이한 배터리 팩이 제공될 수 있다. 따라서, 배터리 팩의 제조 시 제조 시간이 단축되어 생산성이 향상될 수 있고, 제조 공정이나 제조 장치가 복잡하지 않고 간소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전장품을 구성하는 일부 부품 고장 시에, 고장난 부품만을 교체하는 것이 용이하게 수행될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전장 플레이트에 전장품을 조립함과 동시에 각 전장품 간 전기적 연결이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전장품이 하나의 전장 플레이트 상에 조립 장착될 수 있으므로, 전장품을 하나의 플레이트 단위로 관리할 수 있어, 전장품의 관리가 보다 용이해질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, ICB(Internal Circuit Board)와 같은 구성요소가 배터리 팩에 별도로 구비되지 않을 수 있으므로, 배터리 팩의 구조가 보다 간단해지고, 조립이 보다 용이해질 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전장 플레이트의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 도 2의 구성에 대한 결합 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 팩 케이스 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 모듈(100) 및 전장 플레이트(200)를 포함한다.
상기 배터리 모듈(100)은, 다수의 이차 전지를 구비한다. 그리고, 상기 배터리 모듈(100)은, 이러한 이차 전지 이외에도, 이차 전지의 상부와 하부에 위치한 금속 재질의 엔드 플레이트, 배터리 모듈(100) 내외부 간 공기를 유출입시키는 덕트, 이차 전지의 전극 탭에 접속되어 이차 전지의 전압 등을 센싱하는 센싱 모듈(120) 등을 더 구비할 수 있다.
한편, 상기 배터리 모듈(100)에 포함된 이차 전지는 파우치형 이차 전지일 수 있으며, 이러한 파우치형 이차 전지는 수직 방향 또는 수평 방향으로 적층된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 파우치형 이차 전지의 적층을 용이하게 하기 위해, 배터리 모듈(100)은 적층용 프레임을 더 구비할 수 있다. 적층용 프레임은 이차 전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 이차 전지의 적층 조립을 가이드할 수 있다. 이러한 적층용 프레임은, 카트리지 등 다른 다양한 용어로 대체될 수 있으며, 중앙 부분이 비어 있는 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 적층용 프레임의 네 모서리는 이차 전지의 외주부에 위치할 수 있다.
상기 전장 플레이트(200)는, 상부와 하부에 넓은 면을 가진 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 전장 플레이트(200)의 넓은 상부면에는 전장품이 장착된다. 여기서, 상기 전장 플레이트(200)의 상부에 장착되는 전장품은, BMS(310), 전류센서(320), 릴레이(330) 및 퓨즈(340) 중 적어도 하나 이상, 특히 둘 이상을 포함할 수 있다.
이러한 전장 플레이트(200)의 구성에 대해서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전장 플레이트(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 3은 도 2의 구성에 대한 결합 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전장 플레이트(200)의 상부에는, BMS(310), 전류센서(320), 릴레이(330) 및 퓨즈(340)가 장착될 수 있다.
여기서, BMS(Battery Management System)(310)는 배터리 팩의 충방전 동작을 전반적으로 제어하는 배터리 관리 장치를 의미하며, 이러한 BMS(310)는 배터리 팩에 통상적으로 포함되는 구성요소이다.
또한, 전류센서(320)는 배터리 팩의 충방전 전류를 센싱하는 구성요소이고, 릴레이(330)는 배터리 팩의 충방전 전류가 흐르는 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 스위칭 부품이다. 또한, 퓨즈(340)는, 배터리 팩의 충방전 경로 상에 구비되어, 배터리 팩의 이상 상황 발생 시 융단됨으로써 충방전 전류의 흐름을 차단하는 구성요소이다. 이러한 전류센서(320), 릴레이(330) 및 퓨즈(340)는 BMS(310)와 정보를 주고 받을 수 있으며, BMS(310)에 의해 제어될 수 있다.
이와 같은 BMS(310), 전류센서(320), 릴레이(330) 및 퓨즈(340) 자체는, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이므로, 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명을 생략하도록 한다.
상기 전장 플레이트(200)는, 상기 전장품들 이외에 버스바(350)가 하나 이상 장착될 수 있다. 이러한 버스바(350)는, 모듈 단자(110)와 팩 단자 사이를 연결하여 충방전 경로로 이용될 수 있으며, 전류센서(320), 릴레이(330) 및 퓨즈(340) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 여기서, 모듈 단자(110)란, 배터리 모듈(100)에 구비된 단자로서 양극 모듈 단자(111)와 음극 모듈 단자(112)를 포함할 수 있다. 그리고, 팩 단자는 배터리 팩에 구비된 단자로서 외부의 충방전 기기를 배터리 팩에 연결할 때 이용되는 단자이며, 양극 팩 단자(211)와 음극 팩 단자(212)를 포함할 수 있다.
특히, 상기 버스바(350)는, 양극 버스바(351) 및 음극 버스바(352)를 포함할 수 있다. 여기서, 양극 버스바(351)는 양극 모듈 단자(111)와 양극 팩 단자(211) 사이를 전기적으로 연결하며, 음극 버스바(352)는 음극 모듈 단자(112)와 음극 팩 단자(212) 사이를 전기적으로 연결한다. 이처럼, 버스바(350)는 전기적 연결을 위한 구성요소이기 때문에 전기적 전도성을 가진 재질로 형성될 수 있으며, 특히 어느 정도의 기계적 강도를 확보하기 위해 구리와 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 양극 버스바(351)나 음극 버스바(352)는 둘 이상 구비될 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 양극 버스바(351)는 4개 구비되고, 음극 버스바(352)는 1개 구비될 수 있다. 여기서, 4개의 양극 버스바(351)는 각각, 양극 모듈 단자(111)와 전류센서(320) 사이, 전류센서(320)와 릴레이(330) 사이, 릴레이(330)와 퓨즈(340) 사이 및 퓨즈(340)와 양극 팩 단자(211) 사이에 구비되어 상호 연결되도록 할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 양극 모듈 단자(111)는 버스바(350), 전류센서(320), 버스바(350), 릴레이(330), 버스바(350), 퓨즈(340) 및 버스바(350)를 순차적으로 경유하여 양극 팩 단자(211)까지 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 버스바(350)와 각 전장품 사이는 볼트 체결 구성에 의해 서로 연결 고정될 수 있다. 이를 위해, 상기 전장품의 양단에는 도 2에서 He로 표시된 바와 같이 홀(결합홀)이 형성될 수 있고, 상기 버스바(350)의 적어도 일측에는 이러한 전장품의 결합홀에 대응되는 위치에 도 2에서 Hb로 표시된 바와 같이 홀(체결홀)이 형성될 수 있다. 이 경우, 볼트가 전장품의 결합홀과 버스바(350)의 체결홀을 모두 관통하도록 함으로써 전장품과 버스바(350)가 상호 결합 고정되도록 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전장 플레이트(200)는, 도 2에서 Bp로 표시된 바와 같이 상부면에 상부 방향으로 돌출된 형태의 플레이트 돌기부를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 플레이트 돌기부에 대응되는 형태로 상기 버스바(350) 중 적어도 하나에는 홀(체결홀)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 구성에서, 양극 모듈 단자(111)에서부터 양극 팩 단자(211)까지의 양극 전류 경로에 위치한 양극 버스바(351)를 순차적으로 제1 양극 버스바, 제2 양극 버스바, 제3 양극 버스바 및 제4 양극 버스바라고 할 때, 제1 양극 버스바의 우측 단부, 제2 양극 버스바의 좌측 단부, 제3 양극 버스바의 우측 단부 및 제4 양극 버스바의 좌측 단부에는 체결홀(Hb)이 형성될 수 있다. 여기서, 각 버스바(350)의 좌측 및 우측은 도 2에 도시된 바를 기준으로 한 것으로, 각 버스바(350)에서 양극 모듈 단자(111)에 가까운 측 단부를 좌측 단부, 양극 팩 단자(211)에 가까운 측 단부를 우측 단부라 한다.
이 경우, 상기 전장 플레이트(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 방향으로 돌출된 형태의 플레이트 돌기부(Bp)를 4개 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 플레이트 돌기부는 각각, 버스바(350)의 체결홀(Hb)을 관통하여 삽입 체결될 수 있다. 예를 들어, 4개의 플레이트 돌기부는, 제1 양극 버스바의 우측 단부, 제2 양극 버스바의 좌측 단부, 제3 양극 버스바의 우측 단부 및 제4 양극 버스바의 좌측 단부에 형성된 체결홀에 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 버스바(350)는 전장 플레이트(200)의 플레이트 돌기부에 체결홀이 삽입되는 구성으로 전장 플레이트(200)의 상부에 고정될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전장 플레이트(200)에 형성된 체결 돌기부가 버스바(350)의 체결홀에 삽입되도록 하면 되므로, 전장 플레이트(200)에 대한 버스바(350)의 조립 및 연결 구성이 매우 간단해질 수 있다.
한편, 상기 전장품, 즉 전류센서(320), 릴레이(330) 및 퓨즈(340)는 충방전 경로상에 설치되기 위해 적어도 2개의 단자를 구비할 수 있다. 이때, 전류센서(320), 릴레이(330) 및 퓨즈(340)의 양 단자에는 홀(결합홀)이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 전장품의 결합홀에는 전장 플레이트(200)의 플레이트 돌기부가 삽입될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 구성을 참조하면, 전류센서(320)의 양단 및 퓨즈(340)의 양 단자에는 결합홀(He)이 형성될 수 있으며, 이러한 결합홀에는 전장 플레이트(200)의 플레이트 돌기부(Bp)가 삽입될 수 있다. 이 경우, 하나의 플레이트 돌기부(Bp)는 버스바(350)에 형성된 체결홀(Hb) 및 전장품에 형성된 결합홀(He)을 모두 관통할 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 플레이트 돌기부가 버스바(350)의 체결홀 및 전장품의 결합홀에 함께 삽입되도록 함으로써, 버스바(350) 및 전장품을 전장 플레이트(200)에 고정시킴과 동시에, 버스바(350)와 전장품 사이가 서로 전기적으로 연결 및 고정되도록 할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전장 플레이트(200)에 전장품을 장착하고, 이들을 전기적으로 연결하는데 소요되는 제조 시간이 단축되고 작업 공정이 수월해질 수 있다.
특히, 상기와 같은 구성에서, 플레이트 돌기부는 버스바(350)의 체결홀에 먼저 삽입되고, 그 다음에 전장품의 결합홀에 삽입되도록 하는 것이 좋다. 이러한 구성에 의하면, 플레이트 돌기부가 구비된 부분에서는, 하부에서 상부 방향으로 전장 플레이트(200), 버스바(350) 및 전장품이 순차적으로 적층된 구성을 갖게 된다. 따라서, 이러한 구성에서는, 전장품이 가장 상부에 위치하게 되므로, 전장품의 분리가 용이해질 수 있다. 즉, 전류센서(320)나 퓨즈(340), 릴레이(330)와 같은 전장품은 고장이 발생하여 교체되어야 하는 경우가 발생할 수 있는데, 상기와 같은 실시예의 경우, 전장 플레이트(200)에서 버스바(350)는 그대로 두고, 전장품만 상부 방향으로 이탈시키면 되므로, 전장품의 교체 작업이 용이해질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 실시예에서, 플레이트 돌기부는 버스바(350)의 체결홀 및 상기 전장품의 결합홀에 삽입된 후, 외측이 너트에 의해 고정될 수 있다. 이 경우, 플레이트 돌기부가 구비된 부분은, 하부에서 상부 방향으로, 전장 플레이트(200), 버스바(350), 전장품 및 너트가 순차적으로 적층된 형태로 구성될 수 있다. 한편, 상기 너트가 결합되는 구성을 용이하게 하기 위해, 플레이트 돌기부의 외면에는 나사산이 형성될 수 있고, 너트는 이와 같은 플레이트 돌기부의 나사산에 맞추어 끼워질 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 너트가 플레이트 돌기부의 외측에 결합됨으로써 플레이트 돌기부에 대한 버스바(350) 및 전장품의 고정 상태가 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 상기 배터리 모듈(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 양극 모듈 단자(111)와 음극 모듈 단자(112)가 상부 방향으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 버스바(350) 중 적어도 2개에는, 도 1에서 Hb로 표시된 바와 같이, 이러한 모듈 단자(110)와 체결되기 위한 홀(체결홀)이 형성되어, 각각의 체결홀에 양극 모듈 단자(111)와 음극 모듈 단자(112)가 삽입됨으로써, 각 모듈 단자(110)가 버스바(350)와 전기적으로 연결 고정되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 구성을 참조하면, 제1 양극 버스바(351)의 일측 단부와 음극 버스바(352)의 일측 단부에는 체결홀(도 1의 Hb)이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 양극 버스바(351)와 음극 버스바(352)에 형성된 체결홀 각각에, 양극 모듈 단자(111)와 음극 모듈 단자(112)가 삽입됨으로써, 양극 버스바(351)와 양극 모듈 단자(111), 그리고 음극 버스바(352)와 음극 모듈 단자(112)가 서로 전기적으로 연결 및 고정되도록 할 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 버스바(350)에 형성된 체결홀에 모듈 단자(110)가 삽입되도록 함으로써 버스바(350)와 모듈 단자(110)의 전기적 연결이 가능해짐은 물론, 고정 상태가 안정적으로 유지될 수 있고, 제조 공정이 간단해지며 구조적 안정성이 확보될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 전장 플레이트(200)는, 버스바 삽입부가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 버스바 삽입부에는 버스바(350)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다. 이 경우, 버스바(350)의 적어도 일부분은, 수직 방향으로 세워진 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성을 참조하면, 제1 양극 버스바(351)는 양단 부분을 제외하고 중앙 부분이 수직 방향으로 세워진 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 전장 플레이트(200)에는, A로 표시된 부분과 같이, 제1 양극 버스바(351)의 중앙 부분이 끼워질 수 있도록 좁은 틈을 가진 버스바 삽입부가 형성될 수 있다. 이 경우, 전장 플레이트(200)의 버스바 삽입부에 제1 양극 버스바(351)의 중앙 부분이 끼움 결합됨으로써, 제1 양극 버스바(351)가 전장 플레이트(200)에 보다 강하고 안정적으로 결합 고정될 수 있다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 버스바 삽입부에 버스바(350)가 삽입됨으로써, 버스바(350)의 노출 부분이 줄어들게 되어, 버스바(350)의 절연성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3의 구성에서, 제1 양극 버스바(351)가 버스바 삽입부에 삽입됨으로써, 제1 양극 버스바(351)의 노출 면적이 감소하고, 제1 양극 버스바(351)와 BMS(310) 등의 다른 구성 요소 사이의 절연성이 향상될 수 있다.
한편, 상기 전장 플레이트(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(100)의 상부에 위치할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 배터리 모듈(100)과 전장 플레이트(200)의 조립이 용이하고, 전장 플레이트(200)에 장착된 전장품과 배터리 모듈(100)의 연결 또한 용이해질 수 있다. 뿐만 아니라, 전장 플레이트(200)에 장착된 전장품의 상부 방향으로의 이탈이 용이해지고 상부 방향에서의 장착이 용이해져, 각 전장품에 대한 교체가 손쉽게 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 배터리 모듈(100)은, 도 1에서 Bb로 표시된 바와 같이, 상부에 상부 방향으로 돌출된 형태의 모듈 돌기부를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 전장 플레이트(200)는 이러한 배터리 모듈(100)의 모듈 돌기부에 대응되는 위치에, 도 1에서 Hp로 표시된 바와 같은 홀(플레이트홀)이 형성될 수 있다. 이러한 구성에서는, 상기 플레이트홀(Hp)에 모듈 돌기부(Bb)가 삽입됨으로써, 상기 전장 플레이트(200)와 배터리 모듈(100)이 상호 결합 고정될 수 있다. 또한, 상기 모듈 돌기부가 플레이트홀을 관통한 후, 외측에는 너트가 결합 고정되어, 고정력을 강화시킬 수 있다. 이 경우, 너트와 모듈 돌기부의 체결을 용이하게 하기 위해 모듈 돌기부의 외면에는 나사산이 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈(100)의 상부에 전장 플레이트(200)를 장착할 때, 배터리 모듈(100)에 구비된 모듈 돌기부가 전장 플레이트(200)에 형성된 플레이트홀에 끼워지도록 하면 되므로, 배터리 모듈(100)에 대한 전장 플레이트(200)의 장착 공정이 간단하게 수행될 수 있고, 고정력도 안정적으로 확보될 수 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 BMS(310)는, 도 2에서 Hm으로 표시된 바와 같이, 플레이트홀에 대응되는 위치에 홀(연결홀)이 형성될 수 있다. 이 경우, 배터리 모듈(100)의 모듈 돌기부(Bb)는, 플레이트홀(Hp)과 함께 BMS(310)의 연결홀(Hm)을 모두 관통하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 동일한 모듈 돌기부에 의해 전장 플레이트(200)와 BMS(310)가 함께 체결 고정될 수 있으므로, 배터리 모듈(100)의 상부에 전장 플레이트(200)를 장착하는 구성 및 전장 플레이트(200)에 BMS(310)를 장착하는 공정이 한 번에 수행되어 공정의 간소화에 기여할 수 있다. 뿐만 아니라, 전장 플레이트(200) 및 BMS(310)를 장착하기 위한 구성을 일원화하여 이러한 장착 구성을 위한 부품을 줄임으로써 제조 비용 및 시간이 감소되고, 이러한 부품을 체결하기 위해 필요한 공간을 줄여 배터리 팩의 소형화에 기여할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 배터리 모듈(100)은 다수의 이차 전지 중 적어도 하나의 이차 전지 양단과 연결된 커넥터를 구비하고, 이러한 커넥터는 BMS(310)의 포트에 삽입되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에서, 배터리 모듈(100)에는 다수의 파우치형 이차 전지가 적층된 상태로 구비될 수 있으며, 적층된 파우치형 이차 전지의 전극 탭은 일측 방향, 이를테면 좌측 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 이러한 전극 탭이 돌출된 측에 센싱 모듈(120)이 구비되고, 센싱 모듈(120)이 이차 전지의 각 전극 탭과 접촉하여 각 이차 전지의 전압 등을 센싱할 수 있다. 그리고, 센싱 모듈(120)은 커넥터(121)를 구비하고, BMS(310)에는 이러한 센싱 모듈(120)의 커넥터(121)가 삽입될 수 있도록 포트(311)가 형성될 수 있다. 이 경우, 센싱 모듈(120)에 의해 센싱된 각 이차 전지의 전압 등에 대한 정보는 커넥터(121) 및 포트(311)를 경유하여 BMS(310)로 전송될 수 있으며, BMS(310)는 이러한 전송 정보를 바탕으로 배터리 팩의 충방전 동작을 제어할 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 팩 케이스를 더 포함할 수 있다.
상기 팩 케이스는, 내부에 빈 공간이 형성되어, 이러한 내부 공간에 배터리 모듈(100) 및 전장 플레이트(200)를 수납하는 구성요소이다. 상기 팩 케이스는, 배터리 팩의 외장재로서, 배터리 모듈(100) 및 전장 플레이트(200)를 외부와 단절시키고 외부의 충격 등으로부터 배터리 모듈(100) 및 전장 플레이트(200)를 보호할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 팩 케이스(400) 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 팩 케이스(400)는, 하부 케이스(410) 및 상부 케이스(420)를 구비할 수 있다. 상기 하부 케이스(410)는, 내부 공간이 형성되어 이러한 내부 공간에 배터리 모듈(100) 및 전장 플레이트(200)의 대부분을 수납할 수 있다. 그리고, 하부 케이스(410)는 상부가 개방된 형태로 형성되어, 상부로부터 하부 방향으로 배터리 모듈(100) 및 전장 플레이트(200)가 수납되도록 할 수 있다. 상기 상부 케이스(420)는, 하부 케이스(410)의 상부에 위치하여 하부 케이스(410)의 개방된 부분에 결합한다. 따라서, 상부 케이스(420)가 하부 케이스(410)와 결합하면, 하부 케이스(410)의 개방된 부분이 상부 케이스(420)에 의해 커버되어, 하부 케이스(410)의 내부 공간이 일정 정도 밀폐될 수 있다.
바람직하게는, 상기 팩 케이스(400)는, 전장품 중 하나 이상, 즉 BMS(310), 전류센서(320), 릴레이(330) 및 퓨즈(340) 중 적어도 하나 이상에 대응되는 위치의 상부에 개구부(421)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상부 케이스(420)에는 적어도 하나 이상의 개구부(421)가 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 상부 케이스(420)에 형성된 개구부(421)를 통해 전장품의 탈착이 용이해질 수 있다. 이를테면, 도 4의 구성에서 개구부(421)는 퓨즈(340)의 상부에 위치하도록 형성될 수 있는데, 이 경우, 상부 케이스(420)를 하부 케이스(410)로부터 분리시키지 않고도 개구부(421)를 통해 퓨즈(340)의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전장품에 고장이 발생하는 등 소정 전장품에 대하여 교체가 필요한 경우, 개구부(421)를 통해 해당 전장품을 교체할 수 있으므로, 교체 작업이 용이해질 수 있다.
더욱 바람직하게는, 팩 케이스(400)에 개구부(421)가 형성된 경우, 팩 케이스(400)는, 이러한 개구부(421)를 개폐시킬 수 있도록 구성된 커버(422)를 구비할 수 있다. 이 경우, 정상적인 상황에서는 커버(422)가 개구부(421)를 닫도록 하여 개구부(421)를 통해 이물질 등이 유입되는 것을 방지하고, 전장품을 교체해야 하는 것과 같은 특수한 상황에서는 개구부(421)에서 커버(422)를 열어 개구부(421)를 통해 전장품이 교체되도록 할 수 있다.
한편, 도 4의 구성에서는 팩 케이스(400)에 개구부(421)가 1개만 형성된 것으로 도시되어 있으나, 개구부(421)는 팩 케이스(400)에 2개 이상 형성될 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 팩 케이스(400)는, 양극 팩 단자(211)와 음극 팩 단자(212)를 각각 노출시키기 위한 단자홀(Ht)이 하나 이상 형성될 수 있다. 그리고, 상기 팩 케이스(400)는, BMS(310)와 같은 전장품과 외부 구성요소를 접속하기 위한 접속홀(Hc)이 하나 이상 형성될 수 있다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은 둘 이상의 배터리 모듈(100)을 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 다수의 배터리 모듈(100)의 전체 또는 일부는 수평 방향으로 나란하게 배열될 수 있다.
이때, 전장 플레이트(200)는, 하나 이상의 전장품(300)을 구비하며, 다수의 배터리 모듈(100)의 상부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 배터리 팩에 4개의 배터리 모듈(100)이 포함되고, 이러한 4개의 배터리 모듈(100)이 수평 방향으로 평행하게 배치된 경우, 전장 플레이트(200)는 수평 방향으로 평행하게 배치된 4개의 배터리 모듈(100) 상부에 위치하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 전장 플레이트(200)의 크기(상하 방향으로 바라본 면적)는 4개의 배터리 모듈(100)의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 즉, 도 1의 실시예에서는, 하나의 배터리 모듈(100) 상부에 하나의 전장 플레이트(200)가 위치하는 형태가 도시되어 있으므로, 전장 플레이트(200)의 크기는 1개의 배터리 모듈(100)의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 반면, 도 5의 실시예에서는, 4개의 배터리 모듈(100) 상부에 하나의 전장 플레이트(200)가 위치하는 형태가 도시되어 있으므로, 전장 플레이트(200)의 크기는 대략 4개의 배터리 모듈(100)의 크기를 합한 정도가 될 수 있다. 물론, 이는 일례에 불과할 뿐, 다수의 배터리 모듈(100)이 포함된 경우 전장 플레이트(200)는 모든 배터리 모듈(100)의 크기를 반드시 커버하는 정도의 크기를 가질 필요는 없다. 예를 들어, 4개의 배터리 모듈(100)이 포함된 경우, 전장 플레이트(200)는 1개 또는 2개의 배터리 모듈(100)의 크기 정도로 구성될 수도 있다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 모듈(100)을 포함하되, 이러한 배터리 모듈(100)의 전체 또는 일부는 상하 방향, 즉 지면에 수직한 방향으로 나란하게 적층될 수 있다.
그리고, 전장 플레이트(200)는, 배터리 모듈(100) 중 가장 상부에 위치하는 최상위 배터리 모듈(100)의 상부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 4개의 배터리 모듈(100)이 상하 방향으로 적층된 경우, 전장 플레이트(200)는 최상위에 적층된 배터리 모듈(100)의 상부에 위치하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 팩에 다수의 배터리 모듈(100)이 포함된다 하더라도, 상부 방향에서 전장 플레이트(200)에 대한 접근이 용이하여, 전장 플레이트(200)의 점검, 설치 및 교체, 또는 전장품(300)의 부분 교체 등이 쉽게 수행될 수 있다. 한편, 이처럼, 다수의 배터리 모듈(100)에 포함된 배터리 팩에 하나의 전장 플레이트(200)가 포함된 경우, 이러한 전장 플레이트(200)는 다수의 배터리 모듈(100)에 대한 충전 내지 방전 동작을 전반적으로 관리하도록 구성될 수 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은 모듈 케이스(500)를 포함할 수 있다. 상기 모듈 케이스(500)는, 내부에 빈 공간을 구비하여, 이러한 내부 공간에 하나 또는 그 이상의 배터리 모듈(100)을 수납하도록 구성될 수 있다. 이러한 모듈 케이스(500)는, 도 4에 도시된 팩 케이스와 달리, 내부 공간에 전장 플레이트(200)를 수납하지 않을 수 있다.
이 경우, 전장 플레이트(200)는, 도면에 도시된 바와 같이, 모듈 케이스(500)의 상부에 위치할 수 있다. 이를 위해, 모듈 케이스(500)는 전장 플레이트(200)가 장착되기 위한 장착부를 상면에 구비할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 배터리 모듈(100)이 모듈 케이스(500) 단위로 관리되므로, 전장 플레이트(200)를 제외하고 배터리 모듈(100)만을 취급하는 것이 보다 용이할 수 있다. 특히, 배터리 팩에 다수의 배터리 모듈(100)이 포함된 경우, 이러한 다수의 배터리 모듈(100)은 모두 하나의 모듈 케이스(500)에 포함될 수 있으며, 전장 플레이트(200)는 이러한 모듈 케이스(500) 내부에 위치하지 않으므로, 다수의 배터리 모듈(100)에 대한 관리가 보다 편리해질 수 있다. 또한, 전장 플레이트(200)는 모듈 케이스(500) 내부가 아닌 외부에 위치하므로, 전장 플레이트(200)로의 접근이 용이하며, 전장 플레이트(200)의 점검, 설치 및 교체, 전장품(300)의 부분 교체 등이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 이러한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 도면에 도시된 바와 같이, 전장 커버(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 전장 커버(600)는, 전장 플레이트(200)가 배터리 모듈(100)의 상부에 위치하는 경우, 전장 플레이트(200)의 상부를 커버하도록 구성될 수 있다. 전장 플레이트(200)가 외부로 노출되는 경우, 전장 플레이트(200)에 장착된 전장품(300)의 파손 내지 손상 우려가 높지만, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전장 플레이트(200)가 외부에 노출되지 않으므로, 충격 내지 이물질의 침투 등으로 인한 전장품(300)의 파손 및 손상 등을 막을 수 있다.
이러한 전장 커버(600)는, 도면에 도시된 바와 같이 전장 플레이트(200)의 상부만을 덮도록 구성될 수 있지만, 본 발명이 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전장 커버(600)는 밀폐된 상자 형태로 구성되어 내부 공간에 전장 플레이트(200)를 수납함으로써 전장 플레이트(200)의 상하부를 모두 커버하도록 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 모듈 케이스(500) 및/또는 전장 커버(600)를 포함하는 경우에도, 이들을 모두 수납하는 팩 케이스를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 여러 실시예에서는, 전장 플레이트(200)가 하나만 포함되는 형태를 중심으로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 둘 이상의 전장 플레이트(200)를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

Claims (20)

  1. 다수의 이차 전지를 구비하는 하나 이상의 배터리 모듈; 및
    플레이트 형태로 구성되며, 상부에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 둘 이상이 장착되고, 상기 배터리 모듈과 전기적으로 연결된 전장 플레이트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전장 플레이트는, 상기 배터리 모듈의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전장 플레이트는 상부에 버스바가 하나 이상 장착되고, 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 적어도 둘 사이는 상기 버스바에 의해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전장 플레이트는 상부에 상부 방향으로 돌출된 형태의 플레이트 돌기부를 구비하고, 상기 버스바 중 적어도 하나에는 체결홀이 형성되어, 상기 플레이트 돌기부가 상기 체결홀에 삽입되어 상기 버스바가 상기 전장 플레이트의 상부에 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 적어도 하나의 양 단자에는 결합홀이 형성되어, 상기 플레이트 돌기부가 상기 결합홀에 삽입되어 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 적어도 하나의 양 단자가 상기 버스바와 연결 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플레이트 돌기부는, 상기 체결홀 및 상기 결합홀에 삽입된 후 너트에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 플레이트 돌기부는, 버스바의 체결홀에 먼저 삽입된 후, 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 하나의 결합홀에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 배터리 모듈의 양극 모듈 단자와 음극 모듈 단자는 상부 방향으로 돌출된 형태로 형성되고, 상기 버스바 중 적어도 2개에는 체결홀이 형성되어, 상기 2개의 버스바 각각의 체결홀에는 상기 양극 모듈 단자와 상기 음극 모듈 단자가 각각 삽입되어 전기적으로 연결 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 전장 플레이트는 버스바 삽입부가 형성되어, 상기 버스바의 적어도 일부는 상기 버스바 삽입부에 삽입된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상부에 상부 방향으로 돌출된 형태의 모듈 돌기부를 구비하고, 상기 전장 플레이트는 상기 모듈 돌기부에 대응되는 위치에 플레이트홀이 형성되어, 상기 플레이트홀에 상기 모듈 돌기부가 삽입 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 BMS는, 상기 플레이트홀에 대응되는 위치에 연결홀이 형성되어, 상기 모듈 돌기부가 상기 플레이트홀 및 상기 연결홀에 모두 삽입 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 다수의 이차 전지 중 적어도 하나의 이차 전지 양단과 연결된 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터는 상기 BMS의 포트에 삽입 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈 및 상기 전장 플레이트를 내부 공간에 수납하는 팩 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 팩 케이스는, 내부 공간이 형성되고 상부가 개방된 형태의 하부 케이스 및 상기 하부 케이스의 상부 개방된 부분에 결합하는 상부 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 팩 케이스는, 상기 BMS, 상기 전류센서, 상기 릴레이 및 상기 퓨즈 중 적어도 하나 이상에 대응되는 위치의 상부에 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 팩 케이스는, 상기 개구부에 상기 개구부의 개폐가 가능하도록 구성된 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은, 다수 포함되어 수평 방향으로 나란하게 배열되고,
    상기 전장 플레이트는, 수평 방향으로 나란하게 배열된 다수의 배터리 모듈의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은, 다수 포함되어 상하 방향으로 나란하게 적층되고,
    상기 전장 플레이트는, 최상위에 적층된 배터리 모듈의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈을 내부 공간에 수납하는 모듈 케이스를 더 포함하고,
    상기 전장 플레이트는 상기 모듈 케이스의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
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