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KR102315974B1 - 전장 어셈블리 및 상기 전장 어셈블리를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

전장 어셈블리 및 상기 전장 어셈블리를 포함하는 배터리 팩 Download PDF

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KR102315974B1
KR102315974B1 KR1020170164097A KR20170164097A KR102315974B1 KR 102315974 B1 KR102315974 B1 KR 102315974B1 KR 1020170164097 A KR1020170164097 A KR 1020170164097A KR 20170164097 A KR20170164097 A KR 20170164097A KR 102315974 B1 KR102315974 B1 KR 102315974B1
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KR
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nut
terminal
bus bar
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plate
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KR1020170164097A
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김도현
강태영
문덕희
성준엽
유성천
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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Priority to PL18884099.5T priority patent/PL3664185T3/pl
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Abstract

본 발명은, 팩 단자의 제조 효율 및 완성도를 향상시킨 전장 어셈블리 및 그것을 포함하는 배터리 팩을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전장 어셈블리는, 배터리 모듈의 상부에 배치되는 플레이트부; 상기 플레이트부의 상부에 탑재되는 적어도 하나 이상의 전장품; 상기 플레이트부의 상부에 탑재되고, 외부 기기의 커넥터와 접촉 연결되도록 구성된 단자 볼트, 및 상기 단자 볼트와 체결되도록 구성된 너트를 구비한 팩 단자; 및 상기 플레이트부의 상부에 탑재되고, 상기 배터리 모듈의 모듈 단자와 상기 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하도록 구성된 적어도 하나 이상의 버스바를 포함하고, 상기 플레이트부의 측부에는 상기 너트를 삽입하도록 개구된 투입부가 형성되고, 상기 투입부를 통해 삽입된 너트를 내부에 정 위치 고정하도록 구성된 슬롯부가 형성된다.

Description

전장 어셈블리 및 상기 전장 어셈블리를 포함하는 배터리 팩 {Electric Frame and Battery Pack Having Electric Frame}
본 발명은 전장 어셈블리 및 상기 전장 어셈블리를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 팩 단자의 제조 효율 및 완성도를 향상시킨 전장 어셈블리 및 그것을 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
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 장치 뿐 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 Management 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.
또한, 상기 전장품의 일부 구성으로 팩 단자가 구비될 수 있다. 이러한 팩 단자는, 일반적으로 배터리 팩을 구매하는 소비자의 요구에 따라 위치 규제되거나 설정되므로, 배터리 팩의 설계 시, 소비자의 요구에 따라 정확한 위치에 팩 단자를 형성시키는 것이 중요했다.
그러나, 팩 단자는, 배터리 팩 구조 상, 제조 과정의 마지막 단계에 조립되어야 하므로, 설치된 팩단자의 위치는 설계된 위치와 다소 차이를 갖기 쉽고, 다수의 부품의 조립에 의한 누적 공차 관리가 매우 어려웠다.
이에 따라, 배터리 팩의 팩 단자의 위치 불량으로 인해 제조된 배터리 팩을 폐기하는 경우가 발생하여 비용 손실이 크게 발생하였다.
따라서, 앞서 설명한 종래 기술의 문제를 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 팩 단자의 제조 효율 및 완성도를 향상시킨 전장 어셈블리 및 그것을 포함하는 배터리 팩을 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 전장 어셈블리는,
배터리 모듈의 상부에 배치되는 플레이트부;
상기 플레이트부의 상부에 탑재되는 적어도 하나 이상의 전장품;
상기 플레이트부의 상부에 탑재되고, 외부 기기의 커넥터와 접촉 연결되도록 구성된 단자 볼트, 및 상기 단자 볼트와 체결되도록 구성된 너트를 구비한 팩 단자; 및
상기 플레이트부의 상부에 탑재되고, 상기 배터리 모듈의 모듈 단자와 상기 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하도록 구성된 적어도 하나 이상의 버스바
를 포함할 수 있다.
또한, 상기 플레이트부의 측부에는 상기 너트를 삽입하도록 개구된 투입부가 형성되고, 상기 투입부를 통해 삽입된 너트를 내부에 정 위치 고정하도록 구성된 슬롯부가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 슬롯부에는, 상기 투입부로 삽입된 상기 너트가 내부로 슬라이드 이동하도록 상기 투입부로부터 수평 방향으로 연장된 이동 공간이 형성된 슬라이드 이동부; 및 상기 슬라이드 이동부와 연통되며, 상기 너트가 안착되고, 상기 단자 볼트가 상부에서 하부 방향으로 삽입되도록 상부가 개방된 안착부를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 플레이트부는, 상기 슬라이드 이동부의 적어도 일부가 상부로 개방되도록 상기 플레이트부 상면의 측단부에서 내부 방향으로 내입된 내입 단차가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 안착부의 하면에는 상기 너트의 하면을 지지하도록 상향 돌출된 지지 리브가 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지 리브는 상기 너트가 슬라이드 이동하는 수평 방향으로 길게 연장된 형태일 수 있다.
더욱이, 상기 안착부의 하면에는, 상기 지지 리브와 연결되고 상기 지지 리브가 위치한 방향으로 돌출 높이가 점진적으로 증가하도록 상향 돌출된 경사부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 너트는, 상기 슬롯부의 내하면 및 내측면과 대면하도록 위치된 받침부, 및 상기 받침부의 평면상의 크기보다 작은 지름을 가지고 상기 받침부의 상부에서 상부 방향으로 돌출 형성된 링부를 구비할 수 있다.
나아가, 상기 받침부의 양측부가 삽입되도록 상기 슬롯부의 내부 하단의 폭이 내부 상단 보다 넓게 구성될 수 있다.
또한, 상기 받침부는, 평면상으로 다각형 구조가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 안착부의 상부 개구의 내측면은 상기 링부의 외주와 접하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 안착부의 상부 개구의 내측면에는 상기 링부의 측부를 가압하도록 돌출된 고정 돌기가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 받침부 및 상기 링부에는 상기 단자 볼트가 관통되도록 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 링부의 관통홀 상부에는 하부 방향으로 점차 관경이 좁아지는 챔퍼 구조가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 슬롯부에는 상기 관통홀과 연통되고 상기 안착부의 하면의 일부위가 하부 방향으로 내입된 만입부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 전장 어셈블리에는, 상기 버스바를 상면에 장착하도록 내부 방향으로 만입된 버스바 장착홈이 형성될 수 있고, 상기 버스바 장착홈의 하면의 일부는 상기 안착부의 상부 개구와 연통될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은,
상기 전장 어셈블리;
복수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈;
상부가 개방된 개방부가 형성되고 상기 배터리 모듈이 내부에 배치되도록 내부 공간이 형성된 로워 하우징; 및
상기 로워 하우징의 상부 개방부를 커버하고, 상기 팩 단자의 일부위가 외부로 돌출되도록 개구부가 형성된 어퍼 하우징을 포함할 수 있다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리 팩을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 전장 어셈블리의 플레이트부에 형성된 슬롯부를 통해 너트를 내부에 용이하게 삽입 고정시킬 수 있으므로, 제조 공정을 간소화하고 제조 시간을 단축하여, 생산 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 의하면, 플레이트부의 상면의 측단부에 형성된 내입 단차는, 투입부와 연통된 슬라이드 이동부의 일부위를 상부로 개방 시킴으로써, 투입부에 너트를 용이하게 삽입할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 지지 리브는 너트를 안착부의 하면으로부터 소정의 거리로 이격 시킴으로써, 너트에 단자 볼트를 삽입 체결하는 과정에서, 너트의 둥근봉의 하부가 안착부의 하면과 충돌이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 제품의 불량률을 효과적으로 줄일 수 있다.
나아가, 지지 리브는, 별도의 고정 부재 없이도 너트를 슬롯부에 슬라이드 이동시키는 것만으로 안착 고정시킬 수 있으므로, 재료비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 제조가 쉽고 제조 시간을 단축시켜 제조 효율성을 높일 수 있다.
그리고, 본 발명의 일측면에 의하면, 경사부는 너트가 슬라이드 이동하면서 지지 리브 상에 손쉽게 안착될 수 있도록 경사부의 상면을 타고 지지 리브로 이동할 수 있다. 이에 따라, 너트를 슬롯부의 안착부에 손쉽게 삽입할 수 있어, 제조 효율을 높일 수 있다.
나아가, 본 발명의 일측면에 의하면, 상기 안착부의 상단 개구의 내측면에 형성된 고정 돌기는, 너트가 안착부에 삽입 안착된 후, 투입부 방향으로 슬라이드 이동되는 것을 효과적으로 방지함으로써, 너트 삽입의 공정성을 높일 수 있고, 단자 볼트 체결 이후, 상기 단자 볼트의 위치가 변경되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 의하면, 너트의 챔퍼 구조는 단자 볼트의 체결을 가이드 할 수 있을 뿐만 아니라, 단자 볼트의 위치에 따라, 너트의 위치를 교정하도록 상기 너트에 이동힘을 전달 시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 슬롯부의 안착부에는 너트의 외면과 이격된 소정 크기의 간극이 형성됨으로써, 단자 볼트의 위치에 대한 누적 공차를 효과적으로 줄일 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 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 분리된 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성인 이차 전지를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는, 도 4의 플레이트부의 A'의 영역을 확대하여 개략적으로 나타낸 일부 확대도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 분리된 플레이트부의 슬롯부에 너트가 삽입된 모습을 개략적으로 나타낸 일부 평면도이다.
도 7은, 도 5의 플레이트부의 측면 모습을 개략적으로 나타낸 일부 측면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 분리된 너트를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 9는, 도 1의 배터리 팩의 일부 구성인 팩 단자의 수직 단면 모습을 개략적으로 나타낸 일부 수직 단면도이다.
도 10은, 도 2의 전장 어셈블리의 B'의 영역을 개략적으로 나타낸 일부 확대도이다.
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 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 만 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 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 분리된 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성인 이차 전지를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(300)은, 배터리 모듈(도시하지 않음), 로워 하우징(160), 어퍼 하우징(170), 및 전장 어셈블리(100)를 포함할 수 있다.
여기서, 배터리 모듈은, 복수의 이차 전지(200)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 복수의 이차 전지(200)는 서로 직렬 또는 병렬 연결되어 적층된 적층 구조를 가질 수 있다.
여기서, 이차 전지(200)는, 파우치형 이차 전지(200)일 수 있다. 특히, 이러한 파우치형 이차 전지(200)는, 전극 조립체, 전해액 및 파우치(220)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 파우치(220)는, 오목한 형태의 수납부(215)가 형성되어 있는 좌측 파우치와 우측 파우치의 2개의 파우치로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수납부(215)에 전극 조립체 및 전해액이 수납될 수 있다. 그리고, 각각의 파우치는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하며, 파우치(220)의 테두리 부위에는 내부 접착층이 서로 유착됨으로써, 실링부가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 파우치(220)의 양극 리드(211) 및 음극 리드(212)가 형성된 양단부 각각에 테라스부(S)가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체의 양극판에는 양극 탭이 구비되며, 하나 이상의 양극 탭이 양극 리드(211)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 양극 리드(211)는, 일단이 상기 양극 탭에 연결되고 타단이 파우치(220)의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차 전지(200)의 전극 단자, 예를 들면, 이차 전지(200)의 양극 단자로서 기능할 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체의 음극판에는 음극 탭이 구비되며, 하나 이상의 음극 탭이 음극 리드(212)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 음극 리드(212)는, 일단이 상기 음극 탭에 연결되고 타단이 파우치의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차 전지(200)의 전극 단자, 예를 들면 이차 전지(200)의 음극 단자로서 기능할 수 있다.
더욱이, 상기 양극 리드(211)와 상기 음극 리드(212)는, 이차 전지(200)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향의 양단부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 양극 리드(211)는 상기 이차 전지(200)의 중심을 기준으로 일단부에 구비될 수 있다. 또한, 상기 음극 리드(212)는 이차 전지(200)의 중심을 기준으로 타단부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 이차 전지(200)는 양극 리드(211)와 음극 리드(212)가 전방과 후방으로 돌출되게 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 이차 전지(200)에서, 양극 리드(211)와 음극 리드(212) 간의 간섭이 없게 되어, 전극 리드(210)의 면적을 넓힐 수 있다.
또한, 상기 양극 리드(211) 및 상기 음극 리드(212)는, 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 양극 리드(211) 및 상기 음극 리드(212)는, 넓은 면이 좌측과 우측을 향하도록 세워진 상태로 수평 방향으로 돌출될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 모듈(300)에는, 앞서 설명한 파우치형 이차 전지(200)로만 한정되는 것은 아니고 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차 전지(200)가 채용될 수 있다.
한편, 복수의 파우치형 이차 전지(200)는, 넓은 면이 서로 대면하는 형태로 수직 방향 또는 수평 방향으로 적층될 수 있다. 이때, 파우치형 이차 전지(200)의 적층을 용이하게 하기 위해, 상기 배터리 모듈은, 카트리지를 더 구비할 수 있다. 여기서, 카트리지는, 이차 전지(200)를 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하게 구성될 수 있다. 특히, 카트리지는, 폴리머 재질로 구성되어, 파우치형 이차 전지(200)의 테두리를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 카트리지는, 양 단부가 상호 연결된 4개의 단위 프레임을 갖는 사각 링 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈은, 상기 이차 전지(200) 및 상기 카트리지 이외에도, 상기 이차 전지(200)의 최상부와 최하부에 위치한 금속 재질의 엔드 플레이트, 상기 배터리 모듈 내외부 간 공기를 유출입시키는 덕트, 상기 이차 전지(200)의 전극 리드에 접속되어 이차 전지(200)의 전압 등을 센싱하는 센싱 어셈블리 등을 더 구비할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 플레이트부(110)는, F 방향(도 2에 도시함)으로 바라봤을 때, 상기 배터리 모듈의 상부에 배치되며, 적어도 하나 이상의 전장품(310)이 상부에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 상기 플레이트부(110)는, 상부와 하부에 넓고 평평한 면을 갖도록 대략 판상의 형태로 구성될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는, 특별한 설명이 없는 한, 상하전후좌우 방향에 대하여, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 한다.
그리고, 이러한 플레이트부(110)의 넓은 상부면에는 전장품(310)이 장착될 수 있다. 여기서, 상기 플레이트부(110)의 상부에 장착되는 전장품(310)은, BMS(Battery Management System), 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전장 어셈블리(100)는, 상기 전장품(310) 이외에 금속 재질의 버스바(150)를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 버스바(150)는, 상기 플레이트부(110)의 상부에 탑재되고, 상기 배터리 모듈의 모듈 단자(140)와 상기 팩 단자(130) 사이를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 이러한 버스바(150)는, 배터리 모듈의 복수의 이차 전지(200)의 전극 단자와 팩 단자 사이를 연결하여 배터리 팩(300)의 충방전 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 버스바(150)는 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 사이를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 모듈 단자(140)란, 배터리 모듈에 구비된 단자로서 양극 모듈 단자(140A)와 음극 모듈 단자(140B)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 팩 단자(130)는, 상기 플레이트부(110)의 상부에 탑재되고, 배터리 팩(300)에 구비된 단자로서 외부의 충방전 기기를 배터리 팩(300)에 연결할 때 이용되는 단자이며, 양극 팩 단자(130A)와 음극 팩 단자(130B)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 팩 단자(130)는, 외부 기기의 커넥터와 접촉 연결되도록 구성된 단자 볼트(131), 및 상기 단자 볼트(131)와 체결되도록 구성된 너트(135)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 버스바(150)는, 양극 버스바(150A) 및 음극 버스바(150B)를 포함할 수 있다. 여기서, 양극 버스바(150)는 양극 모듈 단자(140A)와 양극 팩 단자(130A) 사이를 전기적으로 연결하며, 음극 버스바(150B)는 음극 모듈 단자(140B)와 음극 팩 단자(130B) 사이를 전기적으로 연결한다.
이처럼, 상기 버스바(150)는 전기적 연결을 위한 구성 요소이기 때문에 전기적 전도성을 가진 재질로 형성될 수 있으며, 특히 어느 정도의 기계적 강도를 확보하기 위해 구리와 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 로워 하우징(160)은, 상부가 개방된 개방부가 형성되고, 또한 상기 배터리 모듈이 내부에 배치되도록 내부 공간이 형성될 수 있다. 특히, 로워 하우징(160)의 내부 공간은 상부가 개방된 형태로 구성되어, 배터리 모듈이 상부에서 하부 방향으로 로워 하우징(160)의 내부 공간에 수납될 수 있다. 예를 들어, 상기 로워 하우징(160)은, 바닥부(160d)와 측벽부(160a)를 구비하여, 이들에 의해 한정되는 내부 공간에 배터리 모듈이 수납되도록 할 수 있다.
이 경우, 배터리 모듈은, 바닥부(160d)의 상면에 안착되고, 측벽부(160a)에 의해 측면이 커버 및 보호될 수 있다. 여기서, 상기 측벽부(160a)는, 배터리 모듈의 높이에 대응되는 높이를 가질 수 있다. 또한, 상기 로워 하우징(160)은, 배터리 모듈 뿐만 아니라 플레이트부(110)의 적어도 일부를 수용하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 로워 하우징(160)은, 형태 고정성, 성형 용이성 및 전기적 절연성 등을 확보하기 위해 폴리머 재질로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이러한 로워 하우징(160)의 특정 재질로 한정되는 것은 아니며, 전기적 절연성을 확보할 수 있는 재질이면 적용이 가능하다.
한편, 상기 어퍼 하우징(170)은, 상기 로워 하우징(160)의 상부 개방부를 커버하도록 상기 로워 하우징(160)의 상부에 결합 가능하게 구성될 수 있다. 특히, 상기 어퍼 하우징(170)은, 상기 로워 하우징(160)의 상단부에 결합되며, 상기 로워 하우징(160)의 상부 개방단을 밀폐시킬 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 어퍼 하우징(170)은, 측벽부(170a)를 구비하고, 상기 어퍼 하우징(170)의 측벽부(170a)의 하단이 상기 로워 하우징(160)의 측벽부(160a)의 상단과 겹쳐지도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 어퍼 하우징(170)은, 상기 로워 하우징(160)과 마찬가지로, 폴리머 재질로 구성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 어퍼 하우징(170)의 재질로 한정되는 것은 아니다.
나아가, 상기 어퍼 하우징(170)은, 상하 방향으로 관통하는 형태의 개구부(170H)가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 또한, 이러한 개구부(170H)는, 적어도 하나 이상의 전장품(310)의 상부에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 어퍼 하우징(170)은, 상기 팩 단자(130)의 일부위가 외부로 돌출되도록 개구부(170H)가 형성될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4를 참고하면, 상기 플레이트부(110)의 측부(110a)에는 상기 너트(135)를 삽입하도록 개구된 투입부(111)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 투입부(111)는, 상기 너트(135)의 외형과 대응되는 크기의 개구가 형성될 수 있다. 즉, 상기 투입부(111)는, 상기 너트(135)가 상기 플레이트부(110)의 내부로 삽입될 수 있는 크기로 개구가 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 투입부(111)의 개구는, 상기 너트(135)의 중앙 부위의 수직 단면의 크기 이상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 너트(135)는, 상기 플레이트부(100)의 측부(110a)에 형성된 상기 투입부(111)의 개구로 수평 방향(U)으로 삽입되어 몸통 전체가 상기 플레이트부(110) 내부로 삽입될 수 있다.
또한, 상기 플레이트부(110)는, 상기 투입부(111)를 통해 삽입된 너트(135)를 내부에 정 위치 고정하도록 구성된 슬롯부(120)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 슬롯부(120)는, 상기 투입부(111)로 투입된 너트(135)를 슬라이드 이동시켜 단자 볼트(131)의 설치 위치에 알맞게 안착시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 플레이트부(110)는, 별도의 인서트 사출 성형 등을 통해 상기 너트(135)를 내부에 삽입하지 않고도, 상기 슬롯부(120)를 통해 용이하게 내부에 삽입 고정시킬 수 있으므로, 제조 공정을 간소화하고 제조 시간을 단축하여, 생산 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 5는, 도 4의 플레이트부의 A'의 영역을 확대하여 개략적으로 나타낸 일부 확대도이다.
도 4와 함께 도 5를 참조하면, 상기 슬롯부(120)는, 슬라이드 이동부(121) 및 안착부(125)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 슬라이드 이동부(121)는, 상기 투입부(111)로 삽입된 상기 너트(135)가 내부 방향(수평 방향)으로 슬라이드 이동하도록 이동 공간이 형성될 수 있다. 또한, 상기 이동 공간은, 상기 투입부(111)로부터 내부 방향(수평 방향)으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 너트(135)는, 상기 투입부(111)를 통해 삽입된 후, 상기 슬라이드 이동부(121)에 형성된 수평 방향(U)의 이동 공간을 통해 외부에서 내부로 슬라이드 이동될 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트부(110)의 우측단에 형성된 슬롯부(120)는, 상기 우측부에 형성된 투입부(111)로부터 좌 방향으로 연장된 이동 공간이 형성된 슬라이드 이동부(121)를 구비하고 있다. 또한, 상기 플레이트부(110)의 좌측부(110b)에 형성된 슬롯부(120)는, 상기 좌측부(110b)에 형성된 투입부(111)로부터 우 방향으로 연장된 이동 공간이 형성된 슬라이드 이동부(121)를 구비하고 있다.
또한, 상기 안착부(125)는, 상기 슬라이드 이동부(121)와 연통되고 상기 너트(135)가 안착될 수 있는 수용 공간을 가질 수 있다. 더욱이, 상기 안착부(125)는, 상기 단자 볼트(131)가 상부에서 하부 방향으로 삽입되도록 상부가 개방되도록 개구되어 상부 개구(125H)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트부(110)의 우측부(110a)에 형성된 슬롯부(120)는, 우측부(110a)에 형성된 투입부(111)로부터 좌측 방향으로 연장된 이동 공간이 형성된 슬라이드 이동부(121)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 슬롯부(120)는, 상기 이동 공간과 연통되고 상기 너트(135)가 안착될 수 있는 수용 공간이 형성된 안착부(125)를 구비할 수 있다.
나아가, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트부(110)의 좌측부(110b)에 형성된 슬롯부(120)는, 좌측부(110b)에 형성된 투입부(111)로부터 우측 방향으로 연장된 이동 공간이 형성된 슬라이드 이동부(121), 및 상기 이동 공간과 연통되고 상기 너트(135)가 안착될 수 있는 수용 공간이 형성된 안착부(125)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 안착부(125)의 상부는 상기 음극 팩 단자(130)의 단자 볼트(131)가 상부에서 하부 방향으로 삽입되도록 개방될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 슬롯부(120)는, 상기 너트(135)를 플레이트부(110)의 내부로 슬라이드 이동 시킬 수 있는 슬라이드 이동부(121), 및 상기 상부 개구(125H)가 형성된 안착부(125)를 구비함으로써, 작업자가 상기 너트(135)를 상기 플레이트부(110) 내부에 손쉽게 정 위치시킬 수 있고, 안착된 너트(135)에 상기 단자 볼트(131)를 삽입하기 용이하여, 제조 공정의 시간을 단축시킬 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 상기 플레이트부(110)는, 상기 플레이트부(110) 상면의 측단부(110c)에서 내부 방향(하부 방향)으로 내입된 내입 단차(110P)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 내입 단차(110P)는, 상기 슬라이드 이동부(121)의 적어도 일부가 상부로 개방되도록 내입되어 형성될 수 있다.
즉, 상기 내입 단차(110P)는, 상기 플레이트부(110)의 측부(110a)에 형성된 상기 투입부(111)로부터 상기 슬라이드 이동부(121)의 일부위까지 내입 되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트부(110)의 상면의 좌측단(110d) 및 우측단(110c) 각각에 내입 단차(110P)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 플레이트부(110)의 상면의 측단부(110c)에 형성된 내입 단차(110P)는, 상기 투입부(111)와 연통된 상기 슬라이드 이동부(121)의 일부위를 상부로 개방 시킴으로써, 상기 너트(135)의 일부위를 상기 슬라이드 이동부(121)의 개방된 상부를 통해 삽입한 후, 상기 너트(135)를 내부 방향으로 가압하여 상기 투입부(111)에 용이하게 삽입할 수 있다.
더욱이, 상기 너트(135)를 상기 플레이트부(110)의 측부(110a)에 형성된 상기 투입부(111)에 단순히 수평 방향으로만 끼워 넣는 것은 매우 어려우므로, 이러한 내부 단차(110P)는 상기 너트(135)를 상하 방향 및 수평 방향 모두 삽입 가능하도록 하므로, 상기 너트(135) 삽입을 빠르고 정확하게 이루어지도록 하여, 제조 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 분리된 플레이트부의 슬롯부에 너트가 삽입된 모습을 개략적으로 나타낸 일부 평면도이다. 그리고, 도 7은, 도 5의 플레이트부의 측면 모습을 개략적으로 나타낸 일부 측면도이다.
도 5와 함께 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 플레이트부(110)의 안착부(125) 하면에는 지지 리브(125R)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 지지 리브(125R)는 상기 너트(135)의 하면을 지지하도록 상향 돌출될 수 있다. 즉, 상기 지지 리브(125R)가 상기 너트(135)의 하면을 지지함으로써, 상기 너트(135)는 상기 안착부(125)의 하면과 소정의 거리로 이격되어 위치될 수 있다.
예를 들면, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트부(110)의 안착부(125)의 하면에는 2개의 지지 리브(125R)가 형성되어 있고, 상기 2개의 지지 리브(125R)는 상기 너트(135)의 하면을 지지하도록 상향 돌출될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 지지 리브(125R)는 상기 너트(135)를 상기 안착부(125)의 하면으로부터 소정의 거리로 이격 시킴으로써, 상기 너트(135)에 단자 볼트(131)를 삽입 체결하는 과정에서, 상기 너트(135)의 둥근봉의 하부가 상기 안착부(125)의 하면과 충돌이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 제품의 불량률을 효과적으로 줄일 수 있다.
또한, 상기 너트(135)의 하면이 상기 지지 리브(125R)에 의해 상향 지지될 경우, 상기 너트(135) 상부의 일부위가 상기 안착부(125)의 상단 천장과 대면할 수 있다. 즉, 상기 너트(135)는, 상기 안착부(125)의 하면의 지지 리브(125R)에 의해 상향 가압되어 상기 안착부(125)의 하면과 상단 천장에 의해 가압 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 지지 리브(125R)는, 별도의 고정 부재 없이도 상기 너트(135)를 상기 슬롯부(120)에 슬라이드 이동시키는 것만으로 안착 고정시킬 수 있어, 재료비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 제조가 쉽고 제조 시간을 단축시켜 제조 효율성을 높일 수 있다.
더욱이, 상기 지지 리브(125R)는, 상기 너트(135)가 슬라이드 이동하는 수평 방향으로 길게 연장된 형태일 수 있다. 즉, 상기 너트(135)가 슬라이드 이동하면서 상기 지지 리브(125R) 상에 안정적으로 안착될 수 있도록 상기 너트(135)가 슬라이드 이동하는 수평 방향으로 길게 연장된 형태일 수 있다.
그리고, 상기 안착부(125)의 하면에는 경사부(125S)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 경사부(125S)는, 그 일측이 상기 지지 리브(125R)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 경사부(125S)는, 타측에서 상기 지지 리브(125R)가 위치한 방향으로 돌출 높이가 점진적으로 증가하도록 상향 돌출된 형태일 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 경사부(125S)는 상기 너트(135)가 슬라이드 이동하면서 상기 지지 리브(125R) 상에 손쉽게 안착될 수 있도록 상기 경사부(125S)의 상면을 타고 상기 지지 리브(125R)로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 너트(135)를 슬롯부(120)의 안착부(125)에 손쉽게 삽입할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 분리된 너트를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5와 함께 도 8을 참조하면, 상기 너트(135)는 받침부(135A) 및 링부(135B)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 받침부(135A)는, 상기 너트(135)의 하부 구성으로 상기 슬롯부(120)의 내하면 및 내측면과 대면하도록 위치될 수 있다. 즉, 상기 받침부(135A)는, 상기 너트(135)가 상기 슬라이드 이동부(121)를 따라 슬라이드 이동할 경우, 상기 슬롯부(120)의 내하면 및 내측면과 대면하도록 상기 슬롯부(120)의 내부 구조와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
다시 도 7 및 도 8을 함께 참조하면, 상기 슬롯부(120)의 내부 하단(120b)의 폭이 내부 상단(120a) 보다 넓게 구성될 수 있다. 즉, 상기 슬롯부(120)의 내부 하단(120b)의 폭이 내부 상단(120a) 보다 넓게 구성됨으로써, 상기 받침부(135A)의 양측부가 상기 슬롯부(120)의 내부 하단(120b)에 삽입된 후, 상기 받침부(135A)의 양측부가 상부 방향으로 이동되는 것을 저지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 슬롯부(120)의 내부 하단(120b)의 폭이 내부 상단(120a) 보다 넓게 구성됨으로써, 상기 너트(135)가 상기 슬롯부(120)에 삽입된 후에 상부 방향으로 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
그리고, 상기 받침부(135A)는, 평면상으로 다각형 구조가 형성될 수 있다. 즉, 상기 받침부(135A)는, 상기 너트(135)가 상기 슬롯부(120)의 안착부(125)에 삽입된 후, 관통홀(135H)의 중심축으로 회전되는 것을 방지할 수 있도록 평면상으로 다각형 구조로 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 너트(135)의 받침부(135A)는, 평면상으로 직사각형 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 받침부(135A)의 평면상으로 직사각형의 구조의 측면(135a)은 상기 안착부(125)의 내면과 대면함으로써, 상기 너트(135)가 관통홀(135H)의 중심축으로 회전되는 것을 상기 안착부(125)의 내면에 의해 저지될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 받침부(135A)는, 상기 단자 볼트(131)가 상기 너트(135)에 나사선을 따라 회전 삽입되는 동안, 상기 너트(135)가 회전되는 것을 방지할 수 있어, 상기 단자 볼트(131)의 체결을 용이하게 한다.
다시 도 6과 함께 도 8을 참조하면, 상기 링부(135B)는, 상기 너트(135)의 상부 구성으로 상기 받침부(135A)의 상부에서 상부 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 링부(135B)는 상기 받침부(135A)의 평면상의 크기보다 작은 지름을 가질 수 있다. 그리고, 상기 링부(135B)의 외주(135s)는 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)의 내측면(125P)과 접하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 링부(135B)는 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)에 노출되도록 위치될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 너트(135)의 링부(135B)의 일부위가 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)의 내측면과 접하도록 위치될 수 있다. 또한, 상기 너트(135)의 링부(135B)는 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)를 통해 외부로 노출될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 너트(135)의 링부(135B)는 상기 받침부(135A)의 평면상의 크기보다 보다 작은 지름으로 형성됨으로써, 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)에 외부로 노출되도록 위치될 수 있어, 상기 단자 볼트(131)의 삽입을 용이하게 한다.
다시 도 5와 함께 도 6을 참조하면, 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)의 내측면에는 상기 안착부(125)에 삽입된 너트(135)가 상기 투입구(111)가 위치한 방향으로 이동되는 것을 저지하기 위한 고정 돌기(125T)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정 돌기(125T)는 상기 링부(135B)의 측부를 가압하도록 돌출된 형태일 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)의 내측면에는 2개의 고정 돌기(125T)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 2개의 고정 돌기(125T)가 상기 링부(135B)의 측부를 가압하도록 돌출되어 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 고정 돌기(125T)는, 상기 너트(135)가 상기 안착부(125)에 삽입 안착된 후, 상기 투입부(111) 방향으로 슬라이드 이동되는 것을 효과적으로 방지함으로써, 상기 너트(135) 삽입의 공정성을 높일 수 있고, 상기 단자 볼트(131) 체결 이후, 단자 볼트(131)의 위치가 변경되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 9는, 도 1의 배터리 팩의 일부 구성인 팩 단자의 수직 단면 모습을 개략적으로 나타낸 일부 수직 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 받침부(135A) 및 상기 링부(135B)에는 관통홀(135H)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통홀(135H)은 상기 단자 볼트(131)가 관통 체결하도록 상기 단자 볼트(131)의 둥근봉(131b)의 지름과 대응되는 관경을 가질 수 있다. 더욱이, 상기 관통홀(135H)의 내면에는 암나사선(135d)이 형성될 수 있고, 상기 단자 볼트(131)의 둥근봉의 외면에는 수나사선(131c)이 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 링부(135B)의 관통홀(135H) 상부에는 하부 방향으로 점차 관경이 좁아지는 챔퍼 구조(135C)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 챔퍼 구조(135C)는, 상기 링부(135B)의 관통홀(135H)의 중심축 방향으로 경사진 구조일 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 링부(135B)의 관통홀(135H)의 내주변에는 하부 방향으로 점차 관경이 좁아지는 챔퍼 구조(135C)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 너트(135)의 챔퍼 구조(135C)는 상기 단자 볼트(131)의 체결을 가이드 할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 단자 볼트(131)의 위치에 따라, 상기 너트(135)의 위치를 교정하도록 상기 너트(135)에 이동힘을 전달 시킬 수 있다.
또한, 상기 안착부(125)의 외면과 상기 너트(135)의 외면 사이에는 소정 크기의 간극(G)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 너트(135)는 상기 단자 볼트(131)의 위치에 따라 상기 간극(G) 내에서 위치 이동할 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 너트(135)가 삽입된 안착부(125)의 내면은 상기 너트(135)의 외면과 대응되는 형상을 가지고, 소정의 거리 만큼 이격되어 간극(G)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 간극(G)은, 최종적으로 조립된 단자 볼트(131)의 설치 위치의 누적 공차를 줄이기 위한 여분의 공간으로 활용될 수 있다. 이에 따라, 상기 간극(G)은, 상기 단자 볼트(131)의 위치를 정밀하게 설정할 수 있도록 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 슬롯부(120)의 안착부(125)에는 상기 너트(135)의 외면과 이격된 소정 크기의 간극(G)이 형성됨으로써, 상기 단자 볼트(131)의 위치에 대한 누적 공차를 효과적으로 줄일 수 있다.
다시 도 7과 도 9를 참조하면, 상기 안착부(125)의 하면의 일부위에는 하부 방향으로 내입된 만입부(125D)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 만입부(125D)는, 상기 관통홀(135H)과 연통될 수 있다. 나아가, 상기 만입부(125D)는, 상기 투입부(111)의 개구에서부터 상기 안착부(125)의 하면까지 연장된 형태일 수 있다.
또한, 상기 만입부(125D)의 내입된 크기(Z)는, 상기 너트(135)의 관통홀(135H)에 삽입된 단자 볼트(131)의 원기둥(131b) 하부가 상기 안착부(125)의 하면에 닿지 않을 정도의 크기로 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯부(120)의 하면에는 2개의 지지 리브(125R) 사이에 하부 방향으로 내입된 만입부(125D)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 만입부(125D)는, 상기 단자 볼트(131)를 상기 너트(135)에 삽입할 때, 상기 단자 볼트(131)의 하부가 상기 안착부(125)의 하면과 충돌이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 10은, 도 2의 전장 어셈블리의 B'의 영역을 개략적으로 나타낸 일부 확대도이다.
도 4 및 도 10을 참조하면, 상기 전장 어셈블리(100)에는, 상기 버스바(150)를 상면에 장착하도록 내부 방향으로 만입된 버스바 장착홈(112)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 버스바 장착홈(112)은, 상기 버스바(150)가 상부에서 하부 방향으로 삽입될 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 버스바(150)가 상기 버스바 장착홈(112)에 내입되어 외부로 돌출되지 않을 만큼 만입된 구조를 가질 수 있다. 더욱이, 상기 버스바 장착홈(112)의 외주변에는 상부 방향으로 돌출 형성된 격벽(112S)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 2 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트부(110)에는 2개의 버스바 장착홈(112)이 형성될 수 있고, 상기 2개의 버스바 장착홈(112) 각각에는 하나의 버스바(150)가 탑재될 수 있다. 상기 2개의 버스바 장착홈(112)의 외주변에는 상부 방향으로 돌출된 격벽(112S)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 버스바 장착홈(112)은, 상기 버스바(150)를 손쉽게 탑재할 수 있는 만입된 구조로 형성되고, 탑재된 버스바(150)가 외부의 전도성 물체와 접촉되지 않도록 격벽(112S)이 형성됨에 따라, 상기 버스바(150)를 안정적으로 탑재 시킬 수 있어, 제품의 안정성을 높일 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 상기 버스바 장착홈(112)의 하면은 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)와 연통되도록 구성될 수 있다.
다시 도 6과 함께 도 10을 참조하면, 상기 버스바(150)의 일단부에는 상기 모듈 단자(140)가 관통 삽입되어 접촉 체결되도록 체결홀(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 나아가, 상기 버스바(150)의 타단부는 상기 버스바 장착홈(112)과 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)와 연통된 부위에 위치될 수 있다.
또한, 상기 버스바(150)의 타단부에는 상기 단자 볼트(131)가 삽입되도록 개구된 삽입홀(H2)이 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 버스바(150)의 삽입홀(H2) 주변부는 상기 너트(135)와 접촉 연결될 수 있다.
예를 들면, 도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 전장 어셈블리(100)에는 2개의 모듈 단자(140)가 형성될 수 있고, 상기 2개의 모듈 단자(140) 각각과 연결된 버스바(150)가 상기 플레이트부(110)에 형성된 2개의 버스바(150) 삽입홈에 탑재되어 있다. 그리고, 상기 2개의 버스바(150) 각각의 일단부는 상기 2개의 모듈 단자(140)와 체결홀(도시하지 않음)을 통해 접촉 체결될 수 있고, 상기 버스바(150)의 타단부는 상기 단자 볼트(131)가 삽입되도록 개구된 삽입홀(H2)이 형성될 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 상기 버스바(150)의 삽입홀(H2) 주변부의 하면은 상기 안착부(125)의 상부 개구(125H)에 노출된 너트(135)의 상면과 접촉 연결될 수 있다.
더욱이, 상기 버스바(150)가 상기 버스바 장착홈(112)에 탑재된 상태에서, 상기 단자 볼트(131)가 상기 버스바(150)의 삽입홀(H2) 및 상기 너트(135)의 관통홀(135H)에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 단자 볼트(131)는, 상기 플레이트부(110)에 탑재된 버스바(150)를 통해 상기 배터리 모듈의 복수의 이차 전지(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 전장 어셈블리(100)는, 절연캡(180)을 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 절연캡(180)은, 상기 단자 볼트(131)가 외부 물질과의 전기적 절연을 이루도록 상기 단자 볼트(131)의 외면을 감싸도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 절연캡(180)은, 상기 어퍼 하우징(170)의 상면에 탑재 고정되는 하부캡(182), 및 상기 하부캡(182)의 상부에 탑재되는 상부캡(181)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 배터리 팩(300)의 여러 실시예에서는, 전장 어셈블리(100)가 하나만 포함되는 형태를 중심으로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 배터리 팩(300)은, 둘 이상의 전장 어셈블리(100)가 포함될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(300)은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 배터리 팩(300)을 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.
300: 배터리 팩 310: 전장품
200: 이차 전지 100: 전장 어셈블리
130: 팩 단자 131: 단자 볼트
135: 너트 135A: 받침부
135B: 링부 135H: 관통홀
135C: 챔퍼 구조 140: 모듈 단자
150: 버스바 H2: 삽입홀
110: 플레이트부 111: 투입부
120: 슬롯부 121: 슬라이드 이동부
125: 안착부 110P: 내입 단차
125R: 지지 리브 125T: 고정 돌기
125D: 만입부 112: 버스바 장착홈
160: 로워 하우징 170: 어퍼 하우징

Claims (13)

  1. 배터리 모듈의 상부에 배치되는 플레이트부;
    상기 플레이트부의 상부에 탑재되는 적어도 하나 이상의 전장품;
    상기 플레이트부의 상부에 탑재되고, 외부 기기의 커넥터와 접촉 연결되도록 구성된 단자 볼트, 및 상기 단자 볼트와 체결되도록 구성된 너트를 구비한 팩 단자; 및
    상기 플레이트부의 상부에 탑재되고, 상기 배터리 모듈의 모듈 단자와 상기 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하도록 구성된 적어도 하나 이상의 버스바
    를 포함하고,
    상기 플레이트부의 측부에는 상기 너트를 삽입하도록 개구된 투입부가 형성되고, 상기 투입부를 통해 삽입된 너트를 내부에 정 위치 고정하도록 구성된 슬롯부가 형성되고,
    상기 슬롯부에는,
    상기 투입부로 삽입된 상기 너트가 내부로 슬라이드 이동하도록 상기 투입부로부터 수평 방향으로 연장된 이동 공간이 형성된 슬라이드 이동부; 및
    상기 슬라이드 이동부와 연통되고 상기 너트가 안착되는 안착부가 구비되며,
    상기 플레이트부는, 상기 슬라이드 이동부의 일부가 상부로 개방되도록 상기 플레이트부 상면의 측단부에서 하부 방향으로 내입된 내입 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는, 상기 슬라이드 이동부와 연통되며, 상기 너트가 안착되고, 상기 단자 볼트가 상부에서 하부 방향으로 삽입되도록 상부가 개방된 것을 구비한 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 안착부의 하면에는 상기 너트의 하면을 지지하도록 상향 돌출된 지지 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지 리브는 상기 너트가 슬라이드 이동하는 수평 방향으로 길게 연장된 형태이고,
    상기 안착부의 하면에는, 상기 지지 리브와 연결되고 상기 지지 리브가 위치한 방향으로 돌출 높이가 점진적으로 증가하도록 상향 돌출된 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 너트는,
    상기 슬롯부의 내하면 및 내측면과 대면하도록 위치된 받침부, 및
    상기 받침부의 평면상의 크기보다 작은 지름을 가지고 상기 받침부의 상부에서 상부 방향으로 돌출 형성된 링부를 구비하고,
    상기 받침부의 양측부가 삽입되도록 상기 슬롯부의 내부 하단의 폭이 내부 상단 보다 넓게 구성된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 받침부는, 평면상으로 다각형 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 안착부의 상부 개구의 내측면은 상기 링부의 외주와 접하도록 형성되고,
    상기 안착부의 상부 개구의 내측면에는 상기 링부의 측부를 가압하도록 돌출된 고정 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 받침부 및 상기 링부에는 상기 단자 볼트가 관통되도록 관통홀이 형성되고,
    상기 링부의 관통홀 상부에는 하부 방향으로 점차 관경이 좁아지는 챔퍼 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 슬롯부에는 상기 관통홀과 연통되고 상기 안착부의 하면의 일부위가 하부 방향으로 내입된 만입부가 형성된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 전장 어셈블리에는, 상기 버스바를 상면에 장착하도록 내부 방향으로 만입된 버스바 장착홈이 형성되고, 상기 버스바 장착홈의 하면의 일부는 상기 안착부의 상부 개구와 연통된 것을 특징으로 하는 전장 어셈블리.
  12. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 전장 어셈블리;
    복수의 이차 전지를 구비하는 배터리 모듈;
    상부가 개방된 개방부가 형성되고 상기 배터리 모듈이 내부에 배치되도록 내부 공간이 형성된 로워 하우징; 및
    상기 로워 하우징의 상부 개방부를 커버하고, 상기 팩 단자의 일부위가 외부로 돌출되도록 개구부가 형성된 어퍼 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 따른 배터리 팩을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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