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KR102321794B1 - 양방향 체결 구조를 갖는 커넥터를 포함하는 전지 모듈 - Google Patents

양방향 체결 구조를 갖는 커넥터를 포함하는 전지 모듈 Download PDF

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KR102321794B1
KR102321794B1 KR1020190159240A KR20190159240A KR102321794B1 KR 102321794 B1 KR102321794 B1 KR 102321794B1 KR 1020190159240 A KR1020190159240 A KR 1020190159240A KR 20190159240 A KR20190159240 A KR 20190159240A KR 102321794 B1 KR102321794 B1 KR 102321794B1
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Abstract

본 기재의 전지 모듈은, 적어도 하나의 전지 셀을 포함하는 셀 조립체, 상기 셀 조립체를 수용하는 모듈 케이스, 및 상기 모듈 케이스 외측에 장착되고, 상기 셀 조립체와 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스 외부에서 외부 커넥터와 연결되기 위한 모듈 커넥터를 포함한다. 상기 모듈 커넥터의 결합면에는 적어도 일방향으로 개구된 제1 체결부를 가지고, 상기 모듈 케이스 외측의 대응 결합면에는 상기 제1 체결부에 제1 방향 또는 이와 반대되는 제2 방향으로 삽입되도록 양방향으로 개구된 제2 체결부를 가질 수 있다.

Description

양방향 체결 구조를 갖는 커넥터를 포함하는 전지 모듈{BATTERY MODULE INCLUDING CONNECTOR HAVING BIDIRECTIONAL COUPLING STRUCTURE}
본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 외부 커넥터와 연결되는 모듈 커넥터가 장착되는 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지는 제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지기 때문에, 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.
상기 전기 자동차 등에 적용되는 전지 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 셀을 포함하는 다수의 셀 조립체를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 상기 단위 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
복수개의 전지 셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지 셀로 이루어지는 전지 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 상기 전지 팩에 포함되는 전지 모듈의 개수, 또는 전지 모듈에 포함되는 전지 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
전지 모듈은 전지 셀들과 각종 전장 부품 등을 모듈 케이스 내에 패키징하며, 모듈 케이스 밖의 외부 기기 등과 전기적인 연결을 위한 외부 커넥터와 연결되는 모듈 커넥터를 구비한다. 외부 커넥터는 일례로, 복수 개의 전지 모듈들을 전기적으로 연결시키기 위한 커넥터일 수 있다.
기존의 전지 모듈은 각 모듈 별로 커넥터의 방향이 미리 정해져 있다. 따라서 커넥터의 정해진 방향에 따라 대칭 구조의 모듈 개발이 요구되기도 하였다. 이 경우 동일 부품을 모두 대칭형으로 다시 개발함으로써 시간과 비용적인 손실이 발생하며, 공정의 복잡도가 증가하게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전지 모듈에 장착되는 모듈 커넥터의 체결 구조를 양방향에서 모듈 커넥터가 삽입 가능하도록 구성함으로써 전지 모듈 생산 후 필요 시 모듈 커넥터의 방향을 변경할 수 있는 전지 모듈을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 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, 적어도 하나의 전지 셀을 포함하는 셀 조립체, 상기 셀 조립체를 수용하는 모듈 케이스, 및 상기 모듈 케이스 외측에 장착되고, 상기 셀 조립체와 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스 외부에서 외부 커넥터와 연결되기 위한 모듈 커넥터를 포함한다. 상기 모듈 커넥터의 결합면에는 적어도 일방향으로 개구된 제1 체결부를 가지고, 상기 모듈 케이스 외측의 대응 결합면에는 상기 제1 체결부에 제1 방향 또는 이와 반대되는 제2 방향으로 삽입되도록 양방향으로 개구된 제2 체결부를 가질 수 있다.
상기 제1 체결부는 제1 슬라이드레일 체결부이고, 상기 제2 체결부는 제2 슬라이드레일 체결부이며, 상기 제1 슬라이드레일 체결부와 상기 제2 슬라이드레일 체결부는 서로 슬라이딩 결합될 수 있다.
상기 제2 슬라이드레일 체결부는 적어도 2개의 평행한 레일 부재를 포함하고, 상기 제1 슬라이드레일 체결부는 상기 제2 슬라이드레일 체결부의 2개의 레일 부재 사이를 지나 결합되도록 구성되는 내측 레일 부재를 포함할 수 있다.
상기 제2 슬라이드레일 체결부의 2개의 레일 부재는 서로 대향하는 방향으로 각각 돌출된 걸림 돌기를 가질 수 있다.
상기 2개의 레일 부재 각각에 돌출된 상기 걸림 돌기는 각각의 중심이 서로 어긋나도록 상기 레일 부재의 연장 방향을 따라 거리를 두고 이격될 수 있다.
상기 걸림 돌기는 상기 모듈 커넥터의 삽입 방향에 대하여 둔각을 이루도록 경사진 경사면을 가질 수 있다.
상기 제1 슬라이드레일 체결부의 내측 레일 부재는 상기 제2 슬라이드레일 체결부의 2개의 레일 부재 사이를 지나 고정되도록 구성되는 후크를 포함할 수 있다.
상기 제2 슬라이드레일 체결부의 2개의 레일 부재는 서로 대향하는 방향으로 각각 돌출된 제1 걸림 돌기 및 제2 걸림 돌기를 갖고, 상기 제1 걸림 돌기 및 상기 제2 걸림 돌기는, 각각의 중심이 서로 어긋나도록 상기 레일 부재의 연장 방향을 따라 거리를 두고 이격되어, 상기 제1 걸림 돌기가 상대적으로 우측에 위치하고, 상기 제2 걸림 돌기가 상대적으로 좌측에 위치할 수 있다.
상기 제1 걸림 돌기와 상기 제2 걸림 돌기의 서로 등지는 외측 경사면 각각이, 상기 제1 걸림 돌기와 상기 제2 걸림 돌기의 서로 마주보는 내측 경사면 각각 보다 상기 레일 부재의 연장 방향에 대해 급한 경사각을 형성할 수 있다.
상기 후크는 상기 내측 레일 부재의 단부에서 일측으로 구부러지며, 상기 제1 체결부가 상기 제2 체결부에 상기 제1 방향으로 삽입될 때, 상기 후크가 상기 제2 걸림 돌기의 상기 외측 경사면에 고정되며, 상기 제1 체결부가 상기 제2 체결부에 상기 제2 방향으로 삽입될 때, 상기 후크가 상기 제1 걸림 돌기의 상기 외측 경사면에 고정될 수 있다.
상기 제1 슬라이드레일 체결부는 상기 내측 레일 부재와 평행하게 연장하는 적어도 2개의 외측 레일 부재를 포함하고, 상기 모듈 커넥터 결합 시, 상기 제2 슬라이드레일 체결부의 레일 부재는 상기 제1 슬라이드레일 체결부의 외측 레일 부재 사이에 끼워질 수 있다.
상기 모듈 커넥터는, 상기 제1 체결부가 상기 제2 체결부에 상기 제1 방향으로 삽입되어 상기 모듈 케이스 외측의 대응 결합면에 고정될 수 있다.
상기 모듈 커넥터는, 상기 제1 체결부가 상기 제2 체결부에 상기 제2 방향으로 삽입되어 상기 모듈 케이스 외측의 대응 결합면에 고정될 수 있다.
상기 모듈 케이스의 적어도 일측에서 상기 셀 조립체를 커버하며, 상기 셀 조립체의 전극 리드를 전기적으로 연결하는 버스바 조립체를 포함하고, 상기 버스바 조립체는 상기 제2 체결부를 포함하며, 상기 모듈 커넥터는 상기 버스바 조립체에 결합될 수 있다.
상기 모듈 커넥터는 상기 셀 조립체와 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit, FPC)을 통해서 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 모듈 커넥터와 연결되는 상기 연성 인쇄 회로 기판은 복수 회에 걸쳐 서로 다른 방향으로 구부러지며 연장할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전지 모듈, 및 상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스를 포함하는 전지 팩이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전지 팩을 포함하는 디바이스가 제공될 수 있다.
실시예에 따르면, 양방향에서 삽입하여 결합할 수 있는 체결 구조를 갖는 커넥터를 전지 모듈에 적용함으로써, 전지 모듈 생산 후 필요 시 모듈 커넥터의 방향을 변경할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 모듈 커넥터 장착 상태를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 모듈 커넥터를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 모듈 커넥터를 도시한 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 모듈 커넥터가 장착되는 버스바 조립체의 체결부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6은 도 2의 VI-VI선을 따라 잘라서 본 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터의 제1 체결예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터의 제2 체결예를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 잘라서 본 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터의 제2 체결예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
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.
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 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 모듈 커넥터(130) 장착 상태를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(10)은 셀 조립체(100)를 수용하는 모듈 케이스(150)의 외측에 장착되는 모듈 커넥터(130)를 포함한다. 셀 조립체(100)를 구성하는 전지 셀은 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있고, 셀 조립체(100) 내에 복수 개로 적층되어 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 전지 셀들은 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 전지 셀 각각은 전극 조립체와 이를 수용하는 전지 케이스 및 상기 전지 케이스 밖으로 돌출되며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 전극 리드(110)를 포함할 수 있다.
전지 모듈(10)은 각종 전장 부품들을 포함할 수 있으며, 일례로 ICB (Internal Circuit Board) 및 BMS (Battery Management System) 등을 포함할 수 있다. 상기 ICB 및 BMS 보드 등의 전장 부품들은 상기 복수 개의 전지 셀들과 전기적으로 연결될 수 있다.
모듈 케이스(150)는 전지 모듈(10)의 외관을 형성하며, 내부에 수용되는 셀 조립체(100)의 전극 리드(110)들이 연장하는 방향에 위치하는 셀 조립체(100)의 적어도 일측 또는 양쪽면에 버스바 조립체(120)가 결합되고, 그 외측으로 절연 프레임(160)이 결합될 수 있다. 버스바 조립체(120)는 셀 조립체(100)를 커버하도록 배치되는 버스바 프레임(123)과, 버스바 프레임(123)에 고정되는 버스바를 포함할 수 있다. 버스바 프레임(123)은 절연체로 이루어져 셀 조립체(100)의 전극 리드(110)들이 통과할 수 있는 리드 슬롯을 포함하며, 버스바(121)는 셀 조립체(100)의 전극 리드(110)를 전기적으로 연결할 수 있다.
도 2를 참조하면, 모듈 커넥터(130)는 버스바 조립체(120), 특히 버스바 프레임(123)에 결합될 수 있다. 모듈 커넥터(130)는 하단부 결합면에 적어도 일방향으로 개구된 제1 체결부(135)를 가지고, 버스바 프레임(123)은 제1 체결부(135)에 결합되도록 모듈 케이스(150) 외측의 대응 결합면에 구성된 제2 체결부(235)를 갖는다. 본 실시예에서 제1 체결부(135)와 제2 체결부(235)는 슬라이드레일 체결부로 이루어질 수 있으며, 이하에서는 각각 제1 슬라이드레일 체결부 및 제2 슬라이드레일 체결부로 명명하여 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 양방향 삽입이 가능한 구조의 체결부를 갖는 모듈 커넥터는 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
한편, 전지 모듈(10)은 모듈 케이스(150) 내부에서 전지 셀들을 센싱하도록 구성된 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit, FPC)(140)을 포함할 수 있으며, 이러한 연성 인쇄 회로 기판(140)은 모듈 케이스(150) 외부로 연장되어 모듈 커넥터(130)와 연결된다. 따라서 모듈 커넥터(130)는 상기 셀 조립체(100)와 연성 인쇄 회로 기판(140)를 통해서 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 연성 인쇄 회로 기판(140)은 복수 회에 걸쳐 서로 다른 방향으로 구부러지며 연장하도록 형성되므로, 체결 공정에서의 자유도가 증가할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 모듈 커넥터를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 모듈 커넥터를 도시한 저면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 모듈 커넥터가 장착되는 버스바 조립체의 체결부를 확대하여 도시한 사시도이다. 그리고 도 6은 도 2의 VI-VI선을 따라 잘라서 본 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터의 제1 체결예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 모듈 커넥터(130)는 하단부의 결합면에 적어도 일방향으로 개구된 제1 슬라이드레일 체결부(135)를 가진다. 도 5를 참조하면 모듈 케이스(150) 외측의 대응 결합면, 즉 버스바 조립체(120)의 버스바 프레임(123)에는 양방향으로 개구된 제2 슬라이드레일 체결부(235)를 갖는다. 따라서 제1 슬라이드레일 체결부(135)는 상기 개구된 부분을 통해 제1 방향 또는 이와 반대되는 제2 방향으로 제2 슬라이드레일 체결부(235)에 결합될 수 있다. 이로써 모듈 커넥터(130)는 버스바 조립체(120)에 결합될 수 있다. 제1 체결예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 모듈 커넥터(130)는, 제1 슬라이드레일 체결부(135)가 제2 슬라이드레일 체결부(235)에 제1 방향(도 6에서 볼 때, 우측에서 좌측 방향)으로 삽입되어 도 1의 모듈 케이스(150) 외측의 대응 결합면에 고정될 수 있다.
모듈 커넥터(130)의 제1 슬라이드레일 체결부(135)는 3개의 평행한 레일 부재(135a, 135b, 135c)를 포함하고, 버스바 프레임(123)의 제2 슬라이드레일 체결부(235)는 2개의 평행한 레일 부재(235a, 235b)를 포함한다. 제1 슬라이드레일 체결부(135)의 레일 부재(135a, 135b, 135c) 중에서 내측 레일 부재(135b)는 제2 슬라이드레일 체결부(235)의 2개의 레일 부재(235a, 235b) 사이를 지나 결합되도록 구성될 수 있다.
제2 슬라이드레일 체결부(235)의 2개의 레일 부재(235a, 235b)는 서로 대향하는 방향으로 각각 돌출된 걸림 돌기(236, 237)를 가질 수 있다. 이들 걸림 돌기(236, 237)는 모듈 커넥터(130)의 삽입 방향으로 경사진 경사면을 가질 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 제2 슬라이드레일 체결부(235)에는 모듈 커넥터(130)가 제1 방향 또는 제2 방향으로 삽입 가능하므로, 걸림 돌기(236, 237)의 상기 경사면은 양 방향으로 모두 상기 레일 부재의 연장 방향에 대하여 둔각을 이루도록 경사져 형성될 수 있다. 또한 서로 대향하는 걸림 돌기(236, 237)는 각각의 중심이 서로 어긋나도록 상기 레일 부재의 연장 방향을 따라 거리를 두고 이격될 수 있다. 그리고 한 쌍의 걸림 돌기(236, 237)의 마주보는 경사면들보다 서로 등지고 있는(반대 방향을 향하는) 경사면들의 경사각이 더 급하게 형성될 수 있다. 여기서, 한 쌍의 걸림 돌기(236, 237)의 서로 마주보는 경사면을 내측 경사면(236a, 237a)라 지칭하고, 서로 등지는(반대 방향을 향하는) 경사면을 외측 경사면(236b, 237b)라고 지칭하도록 한다. 즉, 한 쌍의 걸림 돌기(236, 237)의 외측 경사면(236b, 237b) 각각이 내측 경사면(236a, 237a) 각각 보다 레일 부재(235a, 235b)의 연장 방향에 대해 급한 경사각을 형성할 수 있다.
구체적으로, 중심이 서로 어긋난 걸림 돌기(236, 237)들 중 상대적으로 우측에 위치한 제1 걸림 돌기(236)는 외측 경사면(236b)의 경사각이 내측 경사면(236a)의 경사각보다 급하게 형성되며, 중심이 서로 어긋난 걸림 돌기(236, 237) 중 상대적으로 좌측에 위치한 제2 걸림 돌기(237)는 외측 경사면(237b)의 경사각이 내측 경사면(237a)의 경사각보다 급하게 형성될 수 있다.
한편, 제1 슬라이드레일 체결부(135)의 내측 레일 부재(135b)는 제2 슬라이드레일 체결부(235)의 2개의 레일 부재(235a, 235b) 사이를 지나 고정되도록 구성되는 후크형 레일 부재일 수 있다. 후크형 레일 부재의 단부는 일측으로 구부러진 후크(136)를 포함하고, 후크(136)의 다른 일측은 모따기 되어 있을 수 있다. 따라서 모듈 커넥터(130) 결합 시, 제1 슬라이드레일 체결부(135)의 내측 레일 부재(135b)는 제2 슬라이드레일 체결부(235)의 2개의 레일 부재(235a, 235b) 사이를 지나면서 상기 두 개의 걸림 돌기(236, 237)를 후크(136)가 순차적으로 통과하여 고정될 수 있다.
구체적으로, 제1 방향(도 6에서 볼 때, 우측에서 좌측 방향)으로 제1 슬라이드레일 체결부(135)가 삽입될 때, 후크(136)가 좌측에 위치한 제2 걸림 돌기(237)의 내측 경사면(237a)을 통과한 후, 제2 걸림 돌기(237)의 외측 경사면(237b)에 고정될 수 있다. 내측 경사면(237a)은 상대적으로 완만한 경사각을 형성하므로 후크(136)가 통과하기 용이하며, 외측 경사면(237b)은 상대적으로 급한 경사각을 형성하므로 후크(136)가 견고하게 고정될 수 있다.
아울러, 후크(136)의 다른 일측은 모따기 되어 있으므로, 우측에 위치한 제1 걸림 돌기(236)의 외측 경사면(236b)을 쉽게 통과할 수 있다.
모듈 커넥터(130)의 제1 슬라이드레일 체결부(135)는 내측 레일 부재(135b)와 평행하게 연장하는 2개의 외측 레일 부재(135a, 135c)를 포함할 수 있다. 모듈 커넥터(130) 결합 시, 제2 슬라이드레일 체결부(235)의 레일 부재(235a, 235b)는 제1 슬라이드레일 체결부(135)의 외측 레일 부재(135a, 135c) 사이에 끼워질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터의 제2 체결예를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 잘라서 본 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터의 제2 체결예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 모듈 커넥터(130)는, 제1 슬라이드레일 체결부(135)가 제2 슬라이드레일 체결부(235)에 제2 방향(도 8에서 볼 때, 좌측에서 우측방향)으로 삽입되어 도 1의 모듈 케이스(150) 외측의 대응 결합면에 고정될 수 있다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이, 모듈 커넥터(130)는 버스바 프레임(123)에 형성되는 제2 슬라이드레일 체결부(235)에 제1 슬라이드레일 체결부(135)를 통해서 체결될 수 있다. 다만 본 제2 체결예에서는 상기 제1 체결예와 반대 방향으로부터 삽입되어 체결된다. 이 때에도 상기 셀 조립체(100)로부터 연장되는 연성 인쇄 회로 기판(140)은 복수 회에 걸쳐 서로 다른 방향으로 구부러지며 연장하도록 형성되므로 모듈 커넥터(130)의 변경된 방향에 맞춰 신축되어 연결될 수 있다.
또한 모듈 케이스(150)에 형성되는 제1 슬라이드레일 체결부(135)의 내측 레일 부재(135b)의 후크(136)는 제2 방향으로 삽입되는 경우에도, 제2 슬라이드레일 체결부(235)의 레일 부재(235a, 235b)에 형성되는 두 개의 걸림 돌기(236, 237)를 순차적으로 통과하여 고정될 수 있다.
구체적으로, 제2 방향(도 8에서 볼 때, 좌측에서 우측방향)으로 제1 슬라이드레일 체결부(135)가 삽입될 때, 후크(136)가 우측에 위치한 제1 걸림 돌기(236)의 내측 경사면(236a)을 통과한 후, 제1 걸림 돌기(236)의 외측 경사면(236b)에 고정될 수 있다. 내측 경사면(236a)은 상대적으로 완만한 경사각을 형성하므로 후크(136)가 통과하기 용이하며, 외측 경사면(236b)은 상대적으로 급한 경사각을 형성하므로 후크(136)가 견고하게 고정될 수 있다.
아울러, 후크(136)의 다른 일측은 모따기 되어 있으므로, 좌측에 위치한 제2 걸림 돌기(237)의 외측 경사면(237b)을 쉽게 통과할 수 있다.
또한, 제1 슬라이드레일 체결부(135)의 외측 레일 부재(135a, 135c)는 제2 슬라이드레일 체결부(235)의 레일 부재(235a, 235b)를 외곽에서 한정하며 끼워질 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 양방향에서 삽입하여 결합할 수 있는 체결 구조를 갖는 커넥터를 전지 모듈에 적용함으로써, 전지 모듈 생산 후 필요 시 모듈 커넥터의 방향을 변경할 수 있다.
특히, 상술한 바와 같이, 내측 레일 부재(135b)의 후크(136)와 내측 경사면(236a, 237a)보다 급한 경사각을 형성하는 외측 경사면(236b, 237b)을 구비한 한 쌍의 걸림 돌기(236, 237)를 통해, 모듈 커넥터(130)의 양방향 삽입 및 삽입 시의 견고한 결합을 모두 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지 팩을 형성할 수 있다.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 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 권리범위에 속한다.
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.
10: 전지 모듈 100: 셀 조립체
110: 전극 리드 120: 버스바 조립체
121: 버스바 123: 버스바 프레임
130: 모듈 커넥터 135: 제1 슬라이드 체결부
135a, 135c: 제1 슬라이드 체결부의 외측 레일 부재
135b: 제1 슬라이드 체결부의 내측 레일 부재
136: 후크 140: 연성 인쇄 회로 기판
150: 모듈 케이스 235: 제2 슬라이드레일 체결부
235a, 235b: 제2 슬라이드레일 체결부의 레일 부재
236, 237: 걸림 돌기

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 전지 셀을 포함하는 셀 조립체;
    상기 셀 조립체를 수용하는 모듈 케이스; 및
    상기 모듈 케이스 외측에 장착되고, 상기 셀 조립체와 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스 외부에서 외부 커넥터와 연결되기 위한 모듈 커넥터
    를 포함하고,
    상기 모듈 커넥터의 결합면에는 적어도 일방향으로 개구된 제1 체결부를 가지고, 상기 모듈 케이스 외측의 대응 결합면에는 상기 제1 체결부에 제1 방향 또는 이와 반대되는 제2 방향으로 삽입되도록 양방향으로 개구된 제2 체결부를 갖고,
    상기 제1 체결부는 제1 슬라이드레일 체결부이고,
    상기 제2 체결부는 제2 슬라이드레일 체결부이며,
    상기 제1 슬라이드레일 체결부는, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 상기 제2 슬라이드레일 체결부에 슬라이딩 결합되는, 전지 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 슬라이드레일 체결부는 적어도 2개의 평행한 레일 부재를 포함하고,
    상기 제1 슬라이드레일 체결부는 상기 제2 슬라이드레일 체결부의 2개의 레일 부재 사이를 지나 결합되도록 구성되는 내측 레일 부재를 포함하는, 전지 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 슬라이드레일 체결부의 2개의 레일 부재는 서로 대향하는 방향으로 각각 돌출된 걸림 돌기를 갖는, 전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 2개의 레일 부재 각각에 돌출된 상기 걸림 돌기는 각각의 중심이 서로 어긋나도록 상기 레일 부재의 연장 방향을 따라 거리를 두고 이격된, 전지 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 걸림 돌기는 상기 모듈 커넥터의 삽입 방향에 대하여 둔각을 이루도록 경사진 경사면을 갖는, 전지 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 슬라이드레일 체결부의 내측 레일 부재는 상기 제2 슬라이드레일 체결부의 2개의 레일 부재 사이를 지나 고정되도록 구성되는 후크를 포함하는, 전지 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 슬라이드레일 체결부의 2개의 레일 부재는 서로 대향하는 방향으로 각각 돌출된 제1 걸림 돌기 및 제2 걸림 돌기를 갖고,
    상기 제1 걸림 돌기 및 상기 제2 걸림 돌기는, 각각의 중심이 서로 어긋나도록 상기 레일 부재의 연장 방향을 따라 거리를 두고 이격되어, 상기 제1 걸림 돌기가 상대적으로 우측에 위치하고, 상기 제2 걸림 돌기가 상대적으로 좌측에 위치하는 전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 걸림 돌기와 상기 제2 걸림 돌기의 서로 등지는 외측 경사면 각각이, 상기 제1 걸림 돌기와 상기 제2 걸림 돌기의 서로 마주보는 내측 경사면 각각 보다 상기 레일 부재의 연장 방향에 대해 급한 경사각을 형성하는 전지 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 후크는 상기 내측 레일 부재의 단부에서 일측으로 구부러지고,
    상기 제1 체결부가 상기 제2 체결부에 상기 제1 방향으로 삽입될 때에는, 상기 후크가 상기 제2 걸림 돌기의 상기 외측 경사면에 고정되며,
    상기 제1 체결부가 상기 제2 체결부에 상기 제2 방향으로 삽입될 때에는, 상기 후크가 상기 제1 걸림 돌기의 상기 외측 경사면에 고정되는 전지 모듈.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 제1 슬라이드레일 체결부는 상기 내측 레일 부재와 평행하게 연장하는 적어도 2개의 외측 레일 부재를 포함하고,
    상기 모듈 커넥터 결합 시, 상기 제2 슬라이드레일 체결부의 레일 부재는 상기 제1 슬라이드레일 체결부의 외측 레일 부재 사이에 끼워지는, 전지 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 커넥터는, 상기 제1 체결부가 상기 제2 체결부에 상기 제1 방향으로 삽입되어 상기 모듈 케이스 외측의 대응 결합면에 고정되는, 전지 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 커넥터는, 상기 제1 체결부가 상기 제2 체결부에 상기 제2 방향으로 삽입되어 상기 모듈 케이스 외측의 대응 결합면에 고정되는, 전지 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 케이스의 적어도 일측에서 상기 셀 조립체를 커버하며, 상기 셀 조립체의 전극 리드를 전기적으로 연결하는 버스바 조립체를 포함하고,
    상기 버스바 조립체는 상기 제2 체결부를 포함하며,
    상기 모듈 커넥터는 상기 버스바 조립체에 결합되는, 전지 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 커넥터는 상기 셀 조립체와 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit, FPC)을 통해서 전기적으로 연결되는, 전지 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 모듈 커넥터와 연결되는 상기 연성 인쇄 회로 기판은 복수 회에 걸쳐 서로 다른 방향으로 구부러지며 연장하는, 전지 모듈.
  17. 제1항, 제3항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 전지 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스
    를 포함하는 전지 팩.
  18. 제17항에 따른 적어도 하나의 전지 팩을 포함하는 디바이스.
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