KR101441208B1 - 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체 - Google Patents

수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 자동차용 배터리에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 셀들의 삽입 방향을 수직 방향에서 수평 방향으로 변경함으로써 부피와 무게는 줄이면서도 용량과 파워를 높일 수 있는 셀 모듈 조립체에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀들을 수평방향으로 삽입하는 방식을 취하므로 HEV 용 배터리 모듈의 구조와 상이한 EV용 배터리 모듈에서 2 배터리 셀을 삽입하기 위해 삽입 방향을 개선된다.

Description

수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체{Cell Module Assemblyfor stacking battery cells in the horizontal direction}
본 발명은 전기 자동차용 배터리에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 셀들의 삽입 방향을 수직 방향에서 수평 방향으로 변경함으로써 부피와 무게는 줄이면서도 용량과 파워를 높일 수 있는 셀 모듈 조립체에 관한 것이다.
통상적으로 배터리 셀은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 다양하게 그 형태를 변화시켜 사용한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 배터리 셀의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하다.
그러나, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등과 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량을 높일 수 있도록 복수 개의 배터리 셀을 전기적으로 연결하여 대용량의 셀 모듈 조립체를 구성한다.
이러한 셀 모듈 조립체는 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
이러한 셀 모듈 조립체를 전기적으로 다수 개 연결하여 배터리 모듈 조립체(BMA: Battery Module Assembly)를 구성할 수 있다. 이러한 배터리 모듈 조립체을 보여주는 도면이 도 1에 도시된다.
도 1을 참조하면, 배터리 모듈 조립체는, 복수의 배터리 셀들(110); 및 그 사이에 복수의 배터리 셀들(110)을 수용하기 위하여 서로 공간적으로 떨어져 함께 체결되는 한 쌍의 엔드 플레이트(150); 및 배터리 셀들(110)과 적어도 하나의 엔드 플레이트(150) 사이에 배치되는 압력 조절부(160) 등을 구비하여 구성된다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 셀들을 셀 모듈 조립체에 수직 방향으로 삽입하여 조립하게 되므로 EV(Electric Vehicle)용 배터리는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)용 배터리에 비해 부피가 증가하여 다수의 배터리 셀들을 연결후 들어올려 수직방향으로 삽입하는 구조는 조립시 많은 어려움이 있다.
왜냐하면, EV용 배터리는 HEV용에 비해 용량과 파워가 월등히 높아야 하므로 배터리의 무게 및 부피가 증가하게 되면서 다수의 배터리 셀을 한번에 들어올려 수직으로 삽입하는 방식에 변경이 요구된다는 점이다.
또한, EV용 배터리에는 퓨즈, PCB(Printed Circuit Board) 보드 등의 각종 센서들이 추가로 배치되므로 구조 또한 HEV용 배터리와는 상이해 지므로 삽입 자체가 어렵다는 단점이 있다.
또한, 생산성 저하를 초래할 수 있다는 단점이 있다.
1. 한국공개특허번호 제10-2011-0117586호 2. 한국공개특허번호 제10-2012-0059049호
본 발명은 위에 기술된 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, EV용 배터리 셀 모듈 조립체 및/또는 배터리 모듈 조립체에 배터리 셀들을 좀더 쉽고 간편하게 삽입할 수 있도록 하는 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, EV용 배터리 셀 모듈 조립체 및/또는 배터리 모듈 조립체에 배터리 셀들을 좀더 쉽고 간편하게 삽입할 수 있도록 하는 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체를 제공한다.
상기 셀 모듈 조립체는, 양단에 돌출되어 용접 처리되며 서로 다른 전극 성질의 셀 리드를 갖는 다수의 배터리 셀;
상기 다수의 배터리 셀들이 수평으로 삽입되도록 일정간격으로 다수의 제 1 수평대가 형성되는 미들 하우징; 및
상기 미들 하우징의 양측에 각각 체결 조립되어 상기 다수의 제 1 수평대와 엇갈리게 다수의 제 2 수평대가 형성되는 2개의 사이드 하우징;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 다수의 배터리 셀은 상기 미들 하우징을 기준으로 양방향에서 대칭되게 2개의 배터리 셀이 수평으로 삽입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 2 수평대에는 상기 배터리 셀의 셀 리드를 돌출시키기 위한 리드 돌출홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 제 1 수평대 및 상기 다수의 제 2 수평대의 일측에는 상기 배터리 셀을 지지하는 수평 지지부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 배터리 셀은 상기 미들 하우징과의 체결을 위한 비드가 형성되는 배터리 셀 커버를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 배터리 셀 각각은 2개의 셀이 직렬로 결합된 상태인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀들을 수평방향으로 삽입하는 방식을 취하므로 HEV 용 배터리 모듈의 구조와 상이한 EV용 배터리 모듈에서 2 배터리 셀을 삽입하기 위해 삽입 방향을 개선된다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 배터리 셀의 셀 리드를 모두 용접으로 연결하여 수직으로 삽입하는 방식 대신 각각의 2 배터리 셀을 수평으로 삽입하므로 상대적으로 무게가 무거운 EV용 셀이 셀 모듈 조립체에 삽입되는 것을 용이하게 해 준다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적으로 배터리 셀들을 수직으로 조립한 셀 모듈 조립체를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 셀 모듈 조립체의 외관 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 셀 모듈 조립체의 일부 조립도 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 셀 모듈 조립체의 외관 사시도이다. 도 2를 참조하면, 셀 모듈 조립체(200)의 경우 배터리 셀들이 대칭적으로 조립된다.
즉, 배터리 셀들이 모듈 조립체(200)의 하부로부터 수평방향으로 차례대로 하나씩 삽입 조립된다.
도 3은 도 2에 도시된 셀 모듈 조립체의 일부 조립도 사시도이다. 도 3을 참조하면, 상기 셀 모듈 조립체(200)는, 양단에 돌출되어 용접 처리되며 서로 다른 전극 성질의 셀 리드(301-1,301-2)를 갖는 다수의 배터리 셀(300); 상기 다수의 배터리 셀(300)들이 수평으로 삽입되도록 일정간격으로 다수의 제 1 수평대(311-1,311-3)가 형성되는 미들 하우징(310); 및 상기 미들 하우징(310)의 양측에 각각 체결 조립되어 상기 다수의 제 1 수평대(311-1,311-2)와 엇갈리게 다수의 제 2 수평대(321,322)가 형성되는 2개의 사이드 하우징(320-1,320-2) 등을 포함하여 구성된다.
부연하면, 배터리 셀(300)들을 조립하는데 기준이 되는 미들 하우징(310)은 "工"자 형상으로 이루어진다.
이러한 미들 하우징(310)의 형상과 정합되어 외관을 이루는 사이드 하우징(320-1,320-2)은 "ㄷ"자 형상으로 이루어진다. 따라서, 사이드 하우징(320-1,320-2)은 미들 하우징(310)의 우측과 체결 결합되는 제 1 사이드 하우징(320-1)과 미들 하우징(310)의 좌측과 체결 결합되는 제 2 사이드 하우징(320-2)으로 구성된다.
또한, 미들 하우징(310)에는 배터리 셀(300)들이 수평 방향으로 체결될 수 있도록 제 1 수평대(311-1,311-2)들이 일정 간격을 두고 형성된다.
따라서, 제 1-1 수평대(311-1)와 제 1-2 수평대(311-2) 사이에 제 1 수평 간격틈(311-3)이 된다.
이와 함께, 사이드 하우징(320-1,3202)에도 유사하게 제 2 수평대(321,322)가 형성된다.
따라서, 제 2-1 수평대(321)와 제 2-2 수평대(322) 사이에 제 2 수평 간격틈(321-1)이 형성된다.
물론, 제 1 수평대(311-1,311-2)와 제 2 수평대(321,322) 등이 엇물리게 체결 결합되면 상기 배터리 셀(300)의 셀 리드(301-1,301-2)를 위한 홀이 형성된다.
부연하면, 제 2-2 수평대(322)가 제 1-1 수평대(311-1)와 제 1-2 수평대(311-2) 사이에 삽입됨에 따라 상기 배터리 셀(300)의 셀 리드(301-1,301-2)를 돌출시키기 위한 홀이 제 2-2 수평대(322)에 형성되는데, 이를 리드 돌출홀(322-3)이 된다.
또한, 다수의 제 1 수평대(311-1,311-2) 및 상기 다수의 제 2 수평대(321,322)의 일측에는 상기 배터리 셀(310)을 지지하는 수평 지지부(312,325)가 형성된다.
또한, 다수의 제 1 수평대(311-1,311-2) 및 상기 다수의 제 2 수평대(321,322)의 최외각 쪽 수평대 위에는 커버판(313,323) 등이 더 구비될 수 있다.
또한, 배터리 셀(300)의 셀 커버(303)에는 엠보(303-1)와 비드(303-2) 등이 상단 및/또는 하단에 형성된다.
이러한 비드(303-2)는 배터리 셀(310)이 미들 하우징(310)과 조립 체결될 때 배터리 셀(310)간 정확한 체결을 위해 적용된다. 따라서, 조립 과정 중의 오체결을 방지할 수 있다.
또한, 배터리 셀(300)의 셀 커버(303)에는 양쪽에 캡부(304)가 구성되어 배터리 셀(300)을 완전히 밀봉하게 된다.
여기서, 배터리 셀(300)은 2개의 셀이 직렬 및/또는 병렬로 결합된 2 셀 조립체가 된다.
따라서, 상기 다수의 배터리 셀(300)들은 상기 미들 하우징(310)을 기준으로 양방향에서 대칭되게 2개의 배터리 셀이 수평으로 삽입될 수 있다.
200: 셀 모듈 조립체
300: 배터리 셀
303-1,303-2: 셀 리드
303: 셀 커버
303-1: 엠보
303-2: 비드
310: 미들 하우징
311-1,311-2: 제 1 수평대
311-3: 제 1 수평 간격틈
312: 제 1 수평 지지부
320-1,320-2: 사이드 하우징
321,322: 제 2 수평대
325: 제 2 수평 지지부

Claims (6)

  1. 양단에 돌출되어 용접 처리되며 서로 다른 전극 성질의 셀 리드를 갖는 다수의 배터리 셀;
    상기 다수의 배터리 셀들이 수평으로 삽입되도록 일정간격으로 다수의 제 1 수평대가 형성되는 미들 하우징; 및
    상기 미들 하우징의 양측에 각각 체결 조립되어 상기 다수의 제 1 수평대와 엇갈리게 다수의 제 2 수평대가 형성되는 2개의 사이드 하우징;를 포함하되,
    상기 다수의 배터리 셀은 상기 미들 하우징을 기준으로 양방향에서 대칭되게 2개의 배터리 셀이 수평으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수평대에는 상기 배터리 셀의 셀 리드를 돌출시키기 위한 리드 돌출홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 수평대 및 상기 다수의 제 2 수평대의 일측에는 상기 배터리 셀을 지지하는 수평 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 배터리 셀은 상기 미들 하우징과의 체결을 위한 비드가 형성되는 배터리 셀 커버를 갖는 것을 특징으로 하는 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 배터리 셀 각각은 2개의 셀이 직렬로 결합된 상태인 것을 특징으로 하는 수평 방향으로 배터리 셀 조립이 가능한 셀 모듈 조립체.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070091387A (ko) * 2006-03-06 2007-09-11 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
KR20100097685A (ko) * 2007-12-11 2010-09-03 에보니크 데구사 게엠베하 배터리 팩
KR20110132667A (ko) * 2010-06-03 2011-12-09 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전지모듈
KR20120051237A (ko) * 2010-11-12 2012-05-22 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 케이스

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070091387A (ko) * 2006-03-06 2007-09-11 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
KR20100097685A (ko) * 2007-12-11 2010-09-03 에보니크 데구사 게엠베하 배터리 팩
KR20110132667A (ko) * 2010-06-03 2011-12-09 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전지모듈
KR20120051237A (ko) * 2010-11-12 2012-05-22 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 케이스

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