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KR20220032933A - 전지 팩 내부를 관통하는 보강 폴을 포함하는 전지 팩 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

전지 팩 내부를 관통하는 보강 폴을 포함하는 전지 팩 및 이를 포함하는 자동차 Download PDF

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KR20220032933A
KR20220032933A KR1020200114882A KR20200114882A KR20220032933A KR 20220032933 A KR20220032933 A KR 20220032933A KR 1020200114882 A KR1020200114882 A KR 1020200114882A KR 20200114882 A KR20200114882 A KR 20200114882A KR 20220032933 A KR20220032933 A KR 20220032933A
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KR
South Korea
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battery
battery pack
electrode lead
cell
pack
Prior art date
Application number
KR1020200114882A
Other languages
English (en)
Inventor
박진하
문정오
진희준
지호준
박진용
김경우
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
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Priority to CN202180004898.8A priority patent/CN114503344B/zh
Priority to JP2022510843A priority patent/JP7394964B2/ja
Priority to PCT/KR2021/008318 priority patent/WO2022055097A1/ko
Priority to EP21854856.8A priority patent/EP4002559A4/en
Priority to US17/635,742 priority patent/US20220271398A1/en
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Abstract

본 발명은 전극 리드가 비대칭 구조로 형성된 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로, 공간 효율이 우수하고 기계적 강도를 향상된 전지 모듈을 제공한다.

Description

전지 팩 내부를 관통하는 보강 폴을 포함하는 전지 팩 및 이를 포함하는 자동차{BATTERY PACK INCLUDING REINFORCING POLES PENETRATING THE INSIDE OF THE BATTERY PACK AND VEHICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 전극 리드가 비대칭 구조로 형성된 전지 셀과 전지 팩 내부를 관통하는 보강 폴을 포함하는 전지 팩, 및 이를 동력원으로 포함하는 자동차에 관한 것이다.
최근 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에, 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원 으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용할 수 있는 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이러한 파우치형 전지는 케이스 내부에 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극 조립체가 내장되어 있고, 양극 및 음극 탭들이 각각 전극 리드에 접합되어 케이스의 외부로 노출되도록 실링된 구조이다. 이러한 전극 리드들은 외부 장치와 접촉을 통해 전기적으로 연결되고, 전지는 전극 리드들을 통해 외부 장치에 전력을 공급하거나 외부 장치로부터 전력을 공급받게 된다.
그러나, 다수의 전지 셀들을 조합하여 전지 모듈을 형성하는 경우에, 파우치형 전지는 돌출된 전극 리드 내지 실링 과정에서 형성된 테라스 영역 등으로 인해 공간 효율이 좋지 못하다는 한계가 있다. 더불어, 전지 모듈의 기계적 강도를 보강하기 위해서 보강 바를 형성하기 위해서 별도의 공간이 요구된다는 문제도 있다.
도 1은 종래의 전지 셀을 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 파우치형 전지 셀은 전극 조립체가 내장된 셀 바디(11)를 기준으로 양 측면으로 각각 제1 전극 리드(21)와 제2 전극 리드(22)가 돌출되어 형성된 구조이다. 구체적으로, 셀 바디(11)의 제1 전극 리드(21)가 형성된 측면을 살펴보면, 제1 전극 리드(21)를 기준으로 전지 셀(10)의 폭 방향으로 셀 바디(11)의 높이가 낮아지는 어깨선 공차(12, 13)가 형성된 구조이다. 또한, 제2 전극 리드(22)를 기준으로 양쪽 폭 방향으로도 어깨선 공차가 형성된 구조이다.
도 2는 도 1에 도시된 전지 셀(10)을 조합하여 전지 팩(50)을 형성한 구조를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 다수의 전지 셀(10)들이 수납된 4개의 전지 모듈(31, 32, 33, 34)이 집합되어 하나의 전지 팩(50)을 형성한다. 이 경우, 전지 팩(50) 내부의 기계적 강도를 높이기 위해서 보강 바(40)가 형성된다. 상기 보강 바(40)는 좌측에 위치한 전지 모듈들(31, 32)과 우측에 위치한 전지 모듈들(33, 34) 사이를 가로지르는 위치에 형성된다. 종래의 전지 팩(50)은 이러한 보강 바(40) 형성을 위해서 별도의 공간이 요구되고, 이로 인해 공간 활용도가 저하되는 문제가 있다.
따라서, 전지 팩 조립시, 공간 효율을 높이면서도 기계적 강도를 향상시킬 수 있는 새로운 기술이 요구되는 실정이다.
한국 특허공개공보 제2019-0069873호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 파우치형 전지 셀을 이용하여 전지 팩을 형성하는 과정에서, 공간 효율을 높이면서도 기계적 강도를 향상시킬 수 있는 기술이 요구되는 실정이다.
본 발명은 전극 리드가 비대칭 구조로 형성된 전지 셀과 상기 전지 셀 사이를 관통하는 보강 폴을 포함하는 전지 팩을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 팩은, 수납부가 형성된 팩 케이스; 상기 팩 케이스의 수납부에 일 방향으로 배향되어 수납된 다수의 전지 셀; 및 팩 케이스 내부의 기계적 강도를 보강하는 보강 폴을 포함한다. 상기 전지 셀은, 셀 바디; 및 상기 셀 바디의 서로 반대 방향으로 돌출되어 형성된 제1 및 제2 전극 리드를 포함하되, 상기 제1 및 제2 전극 리드는, 각각 전지 셀의 길이 방향의 중심축을 기준으로, 서로 반대되는 측면 방향으로 치우쳐서 형성된 구조인 파우치형 전지 셀이고, 상기 전지 셀은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로, 다수의 전지 셀이 적층된 셀 적층체 블록을 a 개(a는 2 이상의 정수) 형성하되, p 번째(p는 1 내지 a-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이다. 또한, 상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, p 번째(p는 1 내지 a-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조이다.
하나의 예에서, 상기 전지 팩은 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로 2 또는 그 이상의 전지 모듈이 수납된 구조이다. 또한, 상기 보강 폴은, 전지 모듈 내의 전지 셀과 전지 셀 사이의 경계 영역; 및 전지 모듈과 전지 모듈 사이의 경계 영역 중 어느 하나 이상의 위치에 배치된다.
구체적인 예에서, 본 발명에 따른 전지 팩에 수납된 전지 모듈 각각은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로, 다수의 전지 셀이 적층된 셀 적층체 블록을 b 개(b는 2 내지 a 사이의 정수) 포함하되, q 번째(q는 1 내지 b-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 q+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이고, 상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, q 번째(q는 1 내지 b-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 q+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조이다.
또 다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 전지 팩은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로 배열된 전지 모듈을 c 개(c는 2 내지 a 사이의 정수) 포함하되, r 번째(r은 1 내지 c-1 사이의 정수) 전지 모듈 말단의 제2 전극 리드와 r+1 번째 전지 모듈 말단의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이고, 상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, r 번째(r은 1 내지 c-1 사이의 정수) 전지 모듈 말단의 제2 전극 리드와 r+1 번째 전지 모듈 말단의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조이다.
하나의 예에서, 상기 전지 팩은, 보강 폴이 형성된 방향으로 2 또는 그 이상의 전지 모듈이 수납된 구조이고, 상기 보강 폴은, 상기 2 또는 그 이상의 전지 모듈들을 관통하는 구조이다.
또 다른 하나의 예에서, 상기 전지 팩은, 보강 폴의 형성된 방향과 수직 방향으로 배치된 보강 바를 더 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 보강 폴의 단면 형상은, 원형, 타원형 또는 삼각형이다. 또한, 상기 보강 바의 단면 형상은, 사각형 또는 사다리꼴 형상이다.
하나의 예에서, 상기 전지 팩은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배열된 제1 및 제2 전지 모듈을 포함하고, 상기 보강 폴은 제1 및 제2 전지 모듈을 관통하는 구조이다.
또 다른 하나의 예에서, 상기 전지 팩은, 제1 및 제2 전지 모듈 사이에 배치되고, 상기 보강 폴과 수직 방향으로 위치하는 보강 바를 더 포함한다.
또 다른 하나의 예에서, 상기 전지 팩은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배열된 제1 및 제2 전지 모듈; 및 제1 및 제2 모듈과 각각 평행하게 배열된 제3 및 제4 전지 모듈을 포함한다. 또한, 상기 보강 폴은, 제1 및 제3 전지 모듈을 관통하는 위치; 제2 및 제4 전지 모듈을 관통하는 위치; 및 제1 및 제2 전지 모듈 사이와 제3 및 제4 전지 모듈 사이를 지나는 위치 중 어느 하나 이상에 배치된 구조이다.
구체적인 예에서, 상기 전지 팩은, 제1 및 제3 전지 모듈 사이와 제2 및 제4 전지 모듈 사이를 지나는 위치에 배치된 보강 바를 더 포함한다.
하나의 예에서, 상기 전지 팩은, 전지 팩 내에 위치하는 BMS(Battery Management System)을 더 포함한다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전지 팩을 동력원으로 포함하는 자동차를 제공한다.
본 발명에 따른 전지 팩은, 공간 효율이 우수하고 기계적 강도를 향상시킬 수 있으며, 자동차 등의 동력원으로 활용 가능하다.
도 1은 종래의 전지 셀을 도시한 모식도이다.
도 2는 종래의 전지 모듈을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀을 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 단면 구조를 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 팩의 구조를 도시한 모식도이다.
도 6 및 7은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 팩의 구조를 도시한 모식도 및 그 단면도이다.
도 8 및 9는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 팩의 구조를 도시한 모식도 및 그 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 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.
본 발명은 기계적 강도가 보강되고, 기계적 강도 보강을 위한 공간을 최소화 한 전지 팩을 제공한다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전지 팩은, 수납부가 형성된 팩 케이스; 상기 팩 케이스의 수납부에 일 방향으로 배향되어 수납된 다수의 전지 셀; 및 팩 케이스 내부의 기계적 강도를 보강하는 보강 폴을 포함한다. 상기 전지 셀은, 셀 바디; 및 상기 셀 바디의 서로 반대 방향으로 돌출되어 형성된 제1 및 제2 전극 리드를 포함하되, 상기 제1 및 제2 전극 리드는, 각각 전지 셀의 길이 방향의 중심축을 기준으로, 서로 반대되는 측면 방향으로 치우쳐서 형성된 구조인 파우치형 전지 셀이다.
일반적으로 파우치형 전지 셀은 전극 리드의 형성으로 인해 데드 스페이스가 발생하고 이는 공간 효율을 저하시키는 원인이 된다. 본 발명에서는 전극 리드 형성에 따른 데드 스페이스를 활용할 수 있는 새로운 구조의 전지 셀을 포함한다. 본 발명에 적용된 파우치형 전지 셀은 제1 및 제2 전극 리드가 서로 비대칭 구조이다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 파우치형 전지 셀은, 전극 조립체가 수납된 셀 바디; 상기 셀 바디의 일 방향으로 돌출되어 형성된 제1 전극 리드; 및 상기 셀 바디의 제1 전극 리드가 형성된 방향과 반대편 방향으로 돌출되어 형성된 제2 전극 리드를 포함한다. 구체적으로는, 상기 전극 조립체는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 구조이다. 또한, 상기 파우치형 전지 셀은 파우치형 케이스에 의해 전극 조립체를 밀봉하되, 제1 및 제2 전극 리드가 서로 반대 방향으로 돌출되어 형성된 구조이다.
또한, 상기 파우치형 전지 셀에서, 상기 제1 전극 리드는, 전지 셀의 길이 방향의 중심축을 기준으로, 어느 한 측면 방향으로 치우쳐서 다른 측면에 데드 스페이스(dead space)를 형성한다. 동시에, 상기 제2 전극 리드는, 전지 셀의 길이 방향의 중심축을 기준으로, 제1 전극 리드와는 반대 방향으로 치우쳐서 다른 측면에 데드 스페이스를 형성한다. 기존의 전지 셀들이 일 측면과 타측면 중앙부에 각각 전극 리드가 형성된 대칭 구조인 것과 대비하여, 본 발명에 따른 파우치형 전지 셀은 각 전극 리드가 일 측방으로 치우쳐서 형성되되, 제1 및 제2 전극 리드가 서로 다른 방향으로 치우쳐서 형성된 비대칭 구조이다.
하나의 실시예에서, 상기 셀 바디는, 제1 및 제2 전극 리드를 기준으로, 각각 폭 방향 양측으로 높이가 낮아지는 어깨선 공차가 형성된 구조이다. 상기 어깨선 공차는 전극 리드로부터 외측 방향으로 높이가 낮아지는 구조이고, 그 높이는 순차적 또는 연속적으로 낮아지는 경우를 포함한다. 예를 들어, 제1 전극 리드는 왼쪽으로 치우쳐서 형성된 구조이고, 이 경우 우측은 어깨선 공차가 길게 형성되고 좌측은 어깨선 공차가 짧게 형성된다. 우측에 형성된 어깨선 공차는 직선형으로 높이가 순차적으로 낮아지는 구간을 포함하는 구조일 수 있고, 좌측에 형성된 어깨선 공차는 볼록 형상의 호를 그리는 곡선형으로 높이가 낮아지는 구간을 포함하는 구조일 수 있다.
구체적인 실시예에서, 상기 셀 바디는, 제1 및 제2 전극 리드를 기준으로, 각각 폭 방향 양측으로 형성된 어깨선 공차의 폭 방향 길이의 비가 1:2 내지 1:10 범위이다. 구체적으로, 상기 셀 바디는, 제1 및 제2 전극 리드를 기준으로, 각각 폭 방향 양측으로 형성된 어깨선 공차의 폭 방향 길이의 비가 1:2 내지 1:10 범위, 1:3 내지 1:10 범위, 1:5 내지 1:10 범위 또는 1:3 내지 1:6 범위이다. 예를 들어, 제1 전극 리드는 왼쪽으로 치우쳐서 형성된 구조이고, 이 경우 우측은 어깨선 공차가 길게 형성되고 좌측은 어깨선 공차가 짧게 형성된다. 이 경우, 좌측에 형성된 어깨선 공차는 모서리 부분의 밀봉을 위한 최소 폭은 확보될 필요가 있고, 우측에 형성된 어깨선 공차는 충분한 데드 스페이스 확보를 위해 넓은 폭으로 형성된다.
상기 전지 셀은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로, 다수의 전지 셀이 적층된 셀 적층체 블록을 a 개(a는 2 이상의 정수) 형성하되, p 번째(p는 1 내지 a-1 사이의 임의의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이다. 구체적인 실시예에서, 상기 셀 적층체 블록은 x축 방향(수납된 전지 셀이 배향된 방향)으로 a개 배치된 구조이고, 그 중에서 p 번째 배치된 셀 적층체 블록의 각 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 각 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접촉되어 전기적으로 직렬 연결된 구조이다. 구체적으로는, x축 방향으로 배치된 셀 적층체 블록은 서로 전기적으로 직렬 연결되어 전지 모듈에서 요구하는 전압 수준을 충족하게 된다. 예를 들어, p 번째 셀 적층체 블록은, 수직 수납된 위치를 기준으로, 제2 전극 리드가 위쪽으로 치우져서 배치되고, p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드도 위쪽으로 치우져서 배치된다. 이 경우, p 번째 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드는 서로 동등 높이에서 서로 마주보게 되고, 양 전극 리드들은 접촉되어 전기적으로 직렬 연결을 형성하게 된다. 상기 a는 2 이상의 정수이며, 예를 들어, 2 내지 10 범위이다.
또한, 상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, p 번째(p는 1 내지 a-1 사이의 임의의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조이다. 구체적으로는, p 번째 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드가 접하는 지점의 아래쪽은 양 셀 적층체 블록의 데드 스페이스가 만나면서 보강 폴이 지날 수 있는 빈 공간이 형성된다.
하나의 실시예에서, 상기 셀 적층체 블록은, x축 방향(수납된 전지 셀이 배향된 방향)으로 2 내지 10 개 배치된다. 또한, 각 셀 적층체 블록은, 5 내지 50 개의 전지 셀이 적층된 구조이다. 구체적으로는, 상기 셀 적층체 블록은 x축 방향으로 2 내지 4 개 배치되고, 각 셀 적층체 블록은 10 내지 30 개의 전지 셀이 적층된 구조이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 전지 팩은 2개의 전지 모듈이 y축 방향(x축 방향과 수직 방향)으로 배열되고, 각 전지 모듈은 24 개의 전지 셀이 적층된 셀 적층체 블록이 x축 방향으로는 2 개 배치된 구조일 수 있다. 이 경우, 상기 전지팩은 각각 48 개의 전지 셀을 포함하는 전지 모듈을 2개 포함하여, 총 96 개의 전지 셀을 포함하는 구조일 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전지 팩은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향(x 축 방향)으로 2 또는 그 이상의 전지 모듈이 수납된 구조이다. 또한, 상기 보강 폴은, 전지 모듈 내의 전지 셀과 전지 셀 사이의 경계 영역; 및 전지 모듈과 전지 모듈 사이의 경계 영역 중 어느 하나 이상의 위치에 배치된다. 구체적으로, 상기 보강 폴은 전지 모듈 내의 전지 셀과 전지 셀 사이의 데드 스페이스에 위치하는 경우를 포함하고, 혹은 전지 모듈과 전지 모듈 사이의 데드 스페이스에 위치하는 경우를 포함한다. 예를 들어, x 축 방향으로 하나의 전지 모듈이 배치된 경우에는, 상기 전지 팩은, 전지 모듈 내의 전지 셀과 전지 셀 사이의 데드 스페이스에 배치된 하나의 보강 폴을 포함한다. 또 다른 예를 들어, x 축 방향으로 2 개의 전지 모듈이 배치된 경우에는, 각 전지 모듈 내에 하나씩의 보강 폴이 위치하고, 전지 모듈과 전지 모듈 사이의 데드 스페이스에 또 다른 하나의 보강 폴이 위치하여, 상기 전지 팩은 총 3개의 보강 폴을 포함한다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전지 팩에서, 전지 모듈 각각은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로, 다수의 전지 셀이 적층된 셀 적층체 블록을 b 개(b는 2 내지 a 사이의 정수) 포함하되, q 번째(q는 1 내지 b-1 사이의 임의의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 q+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이다. 또한, 상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, q 번째(q는 1 내지 b-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 q+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조이다. 본 실시예는, 개별 전지 모듈을 기준으로, 각 전지 모듈을 관통하는 보강 폴을 포함하는 구조를 나타낸 것이다. 본 발명에서는 각 전지 모듈이 x축 방향으로 둘 이상의 셀 적층체 블록을 포함하고, 셀 적층체 블록 사이를 관통하는 보강 폴을 포함하는 구조이다. 셀 적층체 블록과 인접하는 셀 적층체 블록 사이는 전극 리드 간의 전기적 접속이 이루어지며, 이로 인해 기존의 전지 모듈은 보강체를 형성할 수 있는 여유 공간이 확보되지 않는 한계가 있었다. 본 발명에서는, 파우치형 전지 젤의 전극 리드를 비대칭 구조로 형성함으로써, 전극 리드 간의 접속 부위에 충분한 데드 스페이스를 확보하였다. 이를 통해, 본 발명에 따른 전지 모듈은 전지 모듈 내에 기계적 강도를 높일 수 있는 보강 폴을 포함하는 구조를 제시한다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 전지 팩은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로 배열된 전지 모듈을 c 개(c는 2 내지 a 사이의 정수) 포함하되, r 번째(r은 1 내지 c-1 사이의 정수) 전지 모듈 말단의 제2 전극 리드와 r+1 번째 전지 모듈 말단의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이다. 또한, 상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, r 번째(r은 1 내지 c-1 사이의 정수) 전지 모듈 말단의 제2 전극 리드와 r+1 번째 전지 모듈 말단의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조이다. 본 실시예는, 전지 팩이 일 방향(x 축 방향)으로 복수의 전지 모듈을 포함하되, 전지 모듈과 전지 모듈 사이를 관통하는 보강 폴을 포함하는 구조를 나타낸 것이다. 본 발명에서는 전지 팩이 x축 방향으로 둘 이상의 전지 모듈을 포함하고, 전지 모듈 사이를 관통하는 보강 폴을 포함하는 구조이다. 어느 하나의 전지 모듈과 상기 전지 모듈과 인접하는 전지 모듈 사이는 전극 리드 간의 전기적 접속이 이루어지며, 이로 인해 기존의 전지 팩은 보강체를 형성하기 위해서 별도의 공간이 요구된다. 본 발명에서는, 전극 리드가 비대칭 구조로 형성된 파우치형 전지 셀을 적용함으로써, 전지 모듈과 전지 모듈 사이의 전극 리드 간 접속 부위에 충분한 데드 스페이스를 확보하였다. 이를 통해, 본 발명에 따른 전지 팩은, 별도의 공간을 할애하지 않으면서도 전지 모듈 사이에 기계적 강도를 높이는 보강 폴을 포함하는 구조를 제시한다.
하나의 실시예에서, 상기 전지 팩은, 보강 폴이 형성된 방향으로 2 또는 그 이상의 전지 모듈이 수납된 구조이고, 상기 보강 폴은 상기 2 또는 그 이상의 전지 모듈들을 관통하는 구조이다. 상기 보강 폴이 형성된 방향은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향(x 축 방향)과 수직인 방향(y 축 방향)이다. 본 발명에서는 서로 평행하게 배치된 둘 이상의 전지 모듈을 포함하고, 상기 보강 폴은 평행하게 배치된 둘 이상의 전지 모듈을 관통하는 구조이다. 이를 통해, 전지 팩의 y 축 방향으로의 기계적 강도를 높일 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 전지 팩은, 보강 폴의 형성된 방향과 수직 방향으로 배치된 보강 바를 더 포함한다. 상기 전지 팩은 서로 평행하게 배치된 둘 이상의 전지 모듈을 포함하되, 평행하게 배치된 전지 모듈과 전지 모듈 사이에 y 축 방향으로 배치된 보강 바를 포함한다. 상기 보강 바를 형성함으로써, 전지 팩의 x 축 방향으로의 기계적 강도를 높일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 보강 폴의 단면 형상은, 원형, 타원형 또는 삼각형이다. 이는 단순 사각 형상의 단면 구조를 갖는 경우와 대비하여, 전지 셀의 전극 리드 간의 접속 부위에 인접하여 형성되는 데드 스페이스를 효과적으로 관통할 수 있다. 예를 들어, 상기 보강 폴의 단면 형상은 원형이다. 또한, 상기 보강 바의 단면 형상은, 특별히 제한되는 것은 아니나, 사각형 또는 사다리꼴 형상이다. 상기 보강 바는 전지 모듈과 전지 모듈 사이에 평행하게 배치된다. 예를 들어, 상기 보강 바를 사각형의 단면 형상을 갖도록 형성함으로써, 기계적 강도의 향상을 유도하고 해당 위치에 유격이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
구체적인 실시예에서, 상기 전지 팩은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배열된 제1 및 제2 전지 모듈을 포함하고, 상기 보강 폴은 제1 및 제2 전지 모듈을 관통하는 구조이다. 예를 들어, 상기 전지 팩은, y 축 방향으로 2개의 전지 모듈이 배치되고, 상기 보강 폴은 상기 2개의 전지 모듈을 관통하는 구조이다. 구체적인 실시예에서, 상기 전지 팩은, 제1 및 제2 전지 모듈 사이에 배치되고 상기 보강 폴과 수직 방향으로 위치하는 보강 바를 더 포함한다. 상기 보강 바는 y 축 방향으로 배향된 구조이고, 제1 및 제2 전지 모듈 사이에 배치되는 구조이다. 예를 들어, 상기 전지 팩은 2개의 전지 모듈을 포함하고, 상기 2개의 전지 모듈은 서로 평행하게 배치된 구조이다.
또 다른 구체적인 실시예에서, 상기 전지 팩은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배열된 제1 및 제2 전지 모듈; 및 제1 및 제2 모듈과 각각 평행하게 배열된 제3 및 제4 전지 모듈을 포함한다. 상기 보강 폴은, 제1 및 제3 전지 모듈을 관통하는 위치; 제2 및 제4 전지 모듈을 관통하는 위치; 및 제1 및 제2 전지 모듈 사이와 제3 및 제4 전지 모듈 사이를 지나는 위치 중 어느 하나 이상에 배치된 구조이다. 예를 들어, 상기 전지 팩은 x 축 방향으로 2 개의 전지 모듈이 배치되고, y 축 방향으로 2 개의 전지 모듈이 배치되어, 총 4개의 전지 모듈이 배치된 구조이다. 이 경우, 상기 전지 팩은, 전지 모듈을 y 축 방향으로 관통하는 보강 폴이 2 개 위치하고, 전지 모듈과 전지 모듈 사이를 y 축 방향으로 관통하는 보강 폴이 1 개 위치한다. 구체적인 실시예에서, 상기 전지 팩은, 제1 및 제3 전지 모듈 사이와 제2 및 제4 전지 모듈 사이를 지나는 위치에 배치된 보강 바를 더 포함한다. 이를 통해, 상기 전지 팩은, y 축 방향으로 기계적 강도를 보강하는 3 개의 보강 폴과, x 축 방향으로 기계적 강도를 보강하는 1 개의 보강 바를 포함한다.
필요에 따라, 상기 전지 팩은, 전지 팩 내에 위치하는 BMS(Battery Management System) 등을 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 팩은 다양한 형태의 에너지 저장 장치 내지 동력원으로 적용 가능하다. 예를 들어, 상기 에너지 저장 장치는 대용량의 전기 에너지를 저장하는 ESS(Enegry Storage System)이다. 또한, 상기 동력원은 이동 수단, 예를 들어, 자동차의 동력원으로 적용 가능하다. 상기 자동차는 보조 동력원 또는 주 동력원으로 이차전지를 사용하는 다양한 형태의 자동차를 총칭한다. 구체적으로, 상기 자동차는 하이브리드(HEV), 플러그인 하이브리드(PHEV), 또는 순수 전기차(BEV, EV) 등을 포함한다.
이하, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
(제1 실시형태)
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 모식도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀(100)은 제1 및 제2 전극 리드(121, 122)가 서로 비대칭 구조로 형성된 파우치형 전지 셀(100)이다. 상기 전지 셀(100)은, 전극 조립체가 수납된 셀 바디(110); 상기 셀 바디(110)의 일 방향으로 돌출되어 형성된 제1 전극 리드(121); 및 상기 셀 바디(110)의 제1 전극 리드(121)가 형성된 방향과 반대편 방향으로 돌출되어 형성된 제2 전극 리드(122)를 포함한다.
상기 전지 셀(100)에서, 제1 전극 리드(121)는 아래쪽으로 치우쳐서 형성되고 제2 전극 리드(122)는 위쪽으로 치우쳐서 형성된 비대칭 구조이다. 구체적으로, 상기 셀 바디(110)는, 제1 전극 리드(121)를 기준으로, 양측 폭 방향으로 높이가 낮아지는 어깨선 공차(111, 112)가 형성된 구조이다. 상기 어깨선 공차(111, 112)는 전극 리드로부터 외측 방향으로 높이가 낮아지는 구조이다. 예를 들어, 도 3에 도시된 도면을 참조하면, 제1 전극 리드(121)는 아래쪽으로 치우쳐서 형성된 구조이고, 이 경우 위측은 어깨선 공차(111)가 길게 형성되어 상대적으로 넓은 면적의 데드 스페이스가 확보되고, 아래측은 어깨선 공차(112)가 짧게 형성되어 좁은 면적의 데드 스페이스가 확보된다.
상기 셀 바디(110)는, 제1 전극 리드(121)를 기준으로, 양쪽 폭 방향으로 형성된 어깨선 공차(111, 112)의 폭 방향 길이(L1, L2)의 비가 약 5:1 수준이다. 더불어, 상기 셀 바디(110)는, 제2 전극 리드(122)를 기준으로, 양쪽 폭 방향으로 형성된 어깨선 공차의 폭 방향 길이의 비도 약 1:5 수준으로 형성된다. 이처럼 본 발명에 따른 전지 셀(100)은 전극 리드(121, 122)를 측면 일 방향으로 치우치도록 형성함으로써, 보다 넓은 면적의 데드 스페이스를 확보할 수 있다. 또한, 제1 전극 리드(121)와 제2 전극 리드(122)가 서로 다른 측면 방향으로 치우치도록 형성한 비대칭 구조를 형성한다.
(제2 실시형태)
도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 단면을 도시한 모식도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전지 모듈(200)은 모듈 하우징(201, 202) 내에 복수 개의 전지 셀이 적층된 셀 적층체(210, 220)가 수납된 구조를 포함한다. 상기 모듈 하우징은 U형 프레임(202, 측면부 생략)과 상기 U형 프레임(202)의 상부면을 덮는 모듈 하우징 상부 플레이트(201)를 포함한다. 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 U형 프레임(202) 중에서 모듈 하우징 하부 플레이트(202)만을 도시하였다.
상기 전지 모듈(200) 내에는 x축 방향으로 2 개의 셀 적층체(210, 220)가 배치되고, 각 셀 적층체(210, 220)는 y축 방향으로 24 개의 전지 셀이 적층된 구조(미도시)이다. 따라서, 상기 전지 모듈(200)은 48 개의 전지 셀이 수납된다. 도 4에서, 좌측에 형성된 셀 적층체(210)는, 셀 바디(211)를 기준으로, 좌측면의 아래쪽에 제1 전극 리드(212)가 형성되고, 우측면의 위쪽에 제2 전극 리드(213)가 형성된다. 또한, 우측에 형성된 셀 적층체(220)는, 셀 바디(221)를 기준으로, 좌측의 위쪽에 제1 전극 리드(222)가 형성되고, 우측의 아래쪽에 제2 전극 리드(223)가 형성된다.
또한, 상기 전지 모듈(200)은 기계적 강도의 보강을 위해서 셀 적층체(210, 220) 사이를 관통하는 보강 폴(230)을 포함하는 구조이다. 상기 보강 폴(230)은 x축 방향으로 배치된 셀 적층체(210)와 셀 적층체(220) 사이의 데드 스페이스를 관통하도록 배치된다. 구체적으로, 상기 전지 모듈(200)에서, x축 방향으로 배치된 좌측 셀 적층체(210)의 제2 전극 리드(213)와 우측 셀 적층체(220)의 제1 전극 리드(222)가 서로 마주보는 위치에서 접촉되어 전기적으로 직렬 연결된 구조이다. 좌측 셀 적층체(210)는 제2 전극 리드(213)가 위쪽으로 치우쳐서 배치되고, 우측 셀 적층체(220)의 제1 전극 리드도 위쪽으로 치우쳐서 배치된다. 이 경우, 좌측 셀 적층체(210)의 제2 전극 리드(213)와 우측 셀 적층체(220)의 제1 전극 리드(222)는 서로 동등 높이에서 서로 마주보는 상태에서 전기적으로 접속되고, 그 아래쪽은 넓은 면적의 데드 스페이스가 형성된다. 상기 데드 스페이스를 통해 보강 폴(230)이 관통하게 된다.
이처럼, 본 발명에 따른 전지 모듈(200)은 보강 폴(230)을 형성하기 위한 별도의 추가 공간이 요구되지 않으며, 우수한 공간 활용도와 높은 기계적 강도를 동시에 구현할 수 있다.
(제3 실시형태)
도 5는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 팩을 도시한 모식도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전지 팩(300)은 2개의 전지 모듈(310, 320)이 집합된 구조이다. 각 전지 모듈(310, 320)은 x축 방향으로 2 개의 셀 적층체(311, 312)가 배치되고, 각 셀 적층체(311, 312)는 y축 방향으로 24 개의 전지 셀이 적층된 구조이다. 또한, 좌측에 배치된 셀 적층체(311)와 우측에 배치된 셀 적층체(312)는 각 전지 셀들이 서로 전기적으로 직렬 연결된 구조이다. 또한, 상기 전지 팩(300)에서, 보강 폴(330)은 좌측에 배치된 셀 적층체(311)과 우측에 배치된 셀 적층체(312) 사이의 데드 스페이스 영역을 관통하되, y 축 방향으로 배열된 2개의 전지 모듈(310, 320)을 관통하도록 배치된다. 상기 보강 폴(330)은 보강 폴 스토퍼(331)에 의해 위치가 고정된다.
또한, 각 전지 모듈(310, 320)은 U형 프레임에 의해 전후 측면과 상부면이 감싸진 구조이다. 필요에 따라 하부 플레이트(미도시)를 더 포함하는 것도 가능하다.
(제4 실시형태)
도 6 및 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 팩을 도시한 모식도들이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 팩(400)은 팩 케이스(401) 내에 서로 평행하게 배열된 제1 및 제2 전지 모듈(410, 420)을 포함하고, 일측에는 BMS가 형성된 구조이다. 구체적으로, 도 6의 하단에 도시된 제1 전지 모듈(410)은 2개의 셀 적층체(411, 412)가 x 축 방향으로 배열된 구조를 포함한다. 제1 전지 모듈(410)은 x 축 방향으로 2 개의 셀 적층체(411, 412)가 배치되고, 셀 적층체(411, 412)는 각각 24 개의 전지 셀을 포함한다. 또한, 좌측의 셀 적층체(411)를 형성하는 전지 셀의 전극 리드는 우측의 셀 적층체(412)를 형성하는 전지 셀의 전극 리드와 전기적으로 직렬 연결된 구조이다. 도 6의 상단에 도시된 제2 전지 모듈(420)도 동일한 구조로 형성된다.
또한, 제1 전지 모듈(410)의 셀 적층체(411, 412) 사이의 데드 스페이스에는 보강 폴(430)이 지나며, 상기 보강 폴(430)은 제1 및 제2 전지 모듈(410, 420)을 모두 관통하는 구조이다. 제1 및 제2 전지 모듈(410, 420)은 서로 평행하게 배치된 구조이고, 그 사이에는 보강 바(440)가 위치한다. 상기 보강 폴(430)은 x 축 방향으로 전지 팩의 기계적 강도를 보강하고, 상기 보강 바(440)는 y 축 방향으로 전지 팩의 기계적 강도를 보강하는 역할을 한다.
도 7은 도 6에 도시된 전지 팩의 단면 구조를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 팩 케이스(401) 내부에 수납된 제1 전지 모듈(410)을 기준으로, x 축 방향으로 2개의 셀 적층체(411, 412)가 배치되되 서로 전기적으로 직렬 연결된 구조이다. 상기 2개의 셀 적층체(411, 412) 사이의 데드 스페이스를 통해 보강 폴(330)이 배치된다. 또한, 전지 팩(400) 내부의 우측에는 BMS(Battery Management System)가 위치한다. 필요에 따라, 전지 팩(401)의 좌우측에는 각각 외부와의 전기적 연결을 위한 팩 단자(403, 404)가 형성될 수 있다.
(제5 실시형태)
도 8 및 9는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 팩을 도시한 모식도들이다. 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 팩(500)은 팩 케이스(501) 내에 4개의 전지 모듈(510, 520, 530, 540)이 2x2 형태로 수납된 구조이다. 제1 및 제2 전지 모듈(510, 520)은 서로 전기적으로 직렬 연결된 구조이고, 제3 및 제4 전지 모듈(530, 540)은 서로 전기적으로 직렬 연결된 구조이다. 또한, 제1 및 제2 전지 모듈(510, 520)과 제3 및 제4 전지 모듈(530, 540)은 서로 평행하기 배치된 구조이다. 상기 4개의 전지 모듈(510, 520, 530, 540)은 각각 2 개의 셀 적층체가 x 축 방향으로 수납되고, 각 셀 적층체는 24 개의 전지 셀이 적층된 구조이다.
구체적으로, 상기 전지 팩(500)은 제1 및 제3 전지 모듈(510, 530)을 관통하는 위치; 제2 및 제4 전지 모듈(520, 540)을 관통하는 위치; 및 제1 및 제2 전지 모듈(510, 520) 사이와 제3 및 제4 전지 모듈(530, 540) 사이를 지나는 위치에 각각 보강 폴(531, 532, 533)이 위치한다. 또한, 제1 및 제3 전지 모듈(510, 530) 사이와 제2 및 제4 전지 모듈(520, 540) 사이를 지나는 위치에 보강 바(550)가 배치된다.
또한, 전지 팩(500)의 팩 케이스(501) 내부에는 BMS(502)가 위치한다.
도 9는 도 8에 도시된 전지 팩의 단면 구조를 도시한 것이다. 도 9을 참조하면, 상기 전지 팩(500)은 팩 케이스(501) 내부에 x 축 방향으로 수납된 제1 및 제2 전지 모듈(510, 520)을 포함한다. 제1 전지 모듈은 2개의 셀 적층체(511, 512)를 포함하고, 제2 전지 모듈은 2개의 셀 적층체(521, 522)를 포함한다. 제1 전지 모듈(510) 내 2 개의 셀 적층체(511, 512) 사이의 데드 스페이스에 보강 폴(531)이 위치하고, 제1 전지 모듈(520) 내 2 개의 셀 적층체(521, 522) 사이의 데드 스페이스에도 보강 폴(533)이 위치한다. 또한, 제1 전지 모듈(510)과 제2 전지 모듈(520) 사이의 데드 스페이스에도 보강 폴(532)이 위치한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야 할 것이다.
10, 100: 전지 셀
210, 220, 311, 312, 411, 412, 511, 512, 521, 522: 셀 적층체
11, 110, 211, 221: 셀 바디
12, 13, 111, 112: 어깨선 공차
21, 121, 221: 제1 전극 리드
22, 122, 222: 제2 전극 리드
31, 32, 33, 34, 200, 310, 320, 410, 420, 510, 520, 530, 540: 전지 모듈
40, 440, 550: 보강 바
50, 300, 400, 500: 전지 팩
301: 모듈 하우징 상부 플레이트
302: 모듈 하우징 하부 플레이트
230, 330, 430, 531, 532, 533: 보강 폴
331: 보강 폴 스토퍼
401, 501: 팩 케이스
402, 502: BMS
403, 404, 503, 504: 팩 단자

Claims (13)

  1. 수납부가 형성된 팩 케이스; 상기 팩 케이스의 수납부에 일 방향으로 배향되어 수납된 다수의 전지 셀; 및 팩 케이스 내부의 기계적 강도를 보강하는 보강 폴을 포함하고,
    상기 전지 셀은, 셀 바디; 및 상기 셀 바디의 서로 반대 방향으로 돌출되어 형성된 제1 및 제2 전극 리드를 포함하되, 상기 제1 및 제2 전극 리드는, 각각 전지 셀의 길이 방향의 중심축을 기준으로, 서로 반대되는 측면 방향으로 치우쳐서 형성된 구조인 파우치형 전지 셀이고,
    상기 전지 셀은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로, 다수의 전지 셀이 적층된 셀 적층체 블록을 a 개(a는 2 이상의 정수) 형성하되, p 번째(p는 1 내지 a-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이고,
    상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, p 번째(p는 1 내지 a-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 p+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조인 전지 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 팩은 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로 2 또는 그 이상의 전지 모듈이 수납된 구조이고,
    상기 보강 폴은,
    전지 모듈 내의 전지 셀과 전지 셀 사이의 경계 영역; 및
    전지 모듈과 전지 모듈 사이의 경계 영역
    중 어느 하나 이상의 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    전지 모듈 각각은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로, 다수의 전지 셀이 적층된 셀 적층체 블록을 b 개(b는 2 내지 a 사이의 정수) 포함하되, q 번째(q는 1 내지 b-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 q+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이고,
    상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, q 번째(q는 1 내지 b-1 사이의 정수) 셀 적층체 블록의 제2 전극 리드와 q+1 번째 셀 적층체 블록의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조인 전지 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 팩은, 수납된 전지 셀이 배향된 방향으로 배열된 전지 모듈을 c 개(c는 2 내지 a 사이의 정수) 포함하되,
    r 번째(r은 1 내지 c-1 사이의 정수) 전지 모듈 말단의 제2 전극 리드와 r+1 번째 전지 모듈 말단의 제1 전극 리드는 서로 마주보는 위치에서 접속되는 구조이고,
    상기 보강 폴은, 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배치되되, r 번째(r은 1 내지 c-1 사이의 정수) 전지 모듈 말단의 제2 전극 리드와 r+1 번째 전지 모듈 말단의 제1 전극 리드 사이의 접속되는 구조에 인접하는 데드 스페이스를 관통하는 구조인 전지 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 팩은, 보강 폴이 형성된 방향으로 2 또는 그 이상의 전지 모듈이 수납된 구조이고,
    상기 보강 폴은, 상기 2 또는 그 이상의 전지 모듈들을 관통하는 구조인 전지 팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 팩은,
    보강 폴의 형성된 방향과 수직 방향으로 배치된 보강 바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보강 폴의 단면 형상은, 원형, 타원형 또는 삼각형이고,
    상기 보강 바의 단면 형상은, 사각형 또는 사다리꼴 형상인 전지 팩.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 팩은,
    수납된 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배열된 제1 및 제2 전지 모듈을 포함하고,
    상기 보강 폴은 제1 및 제2 전지 모듈을 관통하는 구조인 전지 팩.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전지 팩은,
    제1 및 제2 전지 모듈 사이에 배치되고, 상기 보강 폴과 수직 방향으로 위치하는 보강 바를 더 포함하는 전지 팩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 팩은,
    수납된 전지 셀이 배향된 방향과 수직 방향으로 배열된 제1 및 제2 전지 모듈; 및
    제1 및 제2 모듈과 각각 평행하게 배열된 제3 및 제4 전지 모듈을 포함하고,
    상기 보강 폴은,
    제1 및 제3 전지 모듈을 관통하는 위치;
    제2 및 제4 전지 모듈을 관통하는 위치; 및
    제1 및 제2 전지 모듈 사이와 제3 및 제4 전지 모듈 사이를 지나는 위치 중 어느 하나 이상에 배치된 구조인 전지 팩.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 전지 팩은,
    제1 및 제3 전지 모듈 사이와 제2 및 제4 전지 모듈 사이를 지나는 위치에 배치된 보강 바를 더 포함하는 전지 팩.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 전지 팩은, 전지 팩 내에 위치하는 BMS(Battery Management System)을 더 포함하는 전지 팩.
  13. 제 9 항에 따른 전지 팩을 동력원으로 포함하는 자동차.
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