KR101642325B1 - 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각용 덕트와 셀 어셈블리의 볼트 체결 구성 등이 불필요하여 조립 공정이 용이하고, 구조가 간단한 배터리 모듈과 그 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 다수의 이차전지를 구비하는 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하는 상부 플레이트; 상기 셀 어셈블리의 하부에 위치하는 하부 플레이트; 상기 셀 어셈블리의 일 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 일 측면을 커버하고, 유입구가 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 상기 셀 어셈블리의 일 측면으로 유입되도록 구성되며, 상단부가 상기 상부 플레이트의 일측에 연결되고, 하단부가 상기 하부 플레이트의 일측에 연결된 것을 특징으로 하는 유입 덕트; 상기 셀 어셈블리의 타 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 타 측면을 커버하고, 유출구가 형성되어 상기 셀 어셈블리로부터 배출된 유체가 상기 유출구를 통해 외부로 유출되도록 구성되며, 상단부가 상기 상부 플레이트의 타측에 연결되고, 하단부가 상기 하부 플레이트의 타측에 연결된 것을 특징으로 하는 유출 덕트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트를 결합 고정하는 체결 부재를 포함한다.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩{Battery module and battery pack including the same}

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나 이상의 이차 전지를 포함하는 배터리 모듈을 구성할 때 이차 전지의 냉각을 위한 덕트의 결합을 안정적으로 유지하면서도 그 구조를 간단하게 할 수 있는 배터리 모듈과 그 제조 방법, 그리고 이러한 배터리 모듈을 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 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다. 배터리 모듈은 이처럼 용량 및 출력 등을 높이기 위해 다수의 이차 전지가 직병렬로 연결된 구성요소를 의미한다고 할 수 있다.

이와 같은 배터리 모듈을 구성할 때, 주요 이슈 중 하나가 냉각의 문제라 할 수 있다. 이차 전지는 충방전을 반복하는 과정에서 자체적으로 열을 발생시킬 수 있으며, 배터리 모듈은 다수의 이차 전지가 좁은 공간에 밀집되어 있기 때문에 배터리 모듈은 사용 중에 온도가 크게 상승할 수 있다. 더욱이, 자동차나 전력저장장치 등과 같은 중대형 장치는 실외에서 사용되는 경우가 많으므로 여름과 같은 고온 상황에서는 이에 장착된 배터리 모듈의 온도는 더욱 크게 상승할 수 있다. 그런데, 배터리 모듈에 포함된 이차 전지는 그 온도가 적정 온도보다 높아지는 경우 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 따라서, 배터리 모듈을 구성함에 있어서 냉각 성능을 확보하는 것은 매우 중요한 문제이다.

배터리 모듈의 냉각 방식에는 크게 공냉식과 수냉식, 두 가지를 들 수 있는데, 누전이나 이차 전지의 방수 문제 등으로 인해 공냉식이 널리 이용되고 있다. 이러한 공냉식의 냉각 방식은 배터리 모듈 내부로 외부 공기를 유입시키고 배터리 모듈 내부의 공기를 외부로 유출시키기 위한 덕트를 구비하는 경우가 많다.

그런데, 종래 배터리 모듈 구성에 의하면, 배터리 모듈에 이러한 덕트가 구비되도록 하기 위해, 덕트의 구성이 복잡해지는 문제가 있다. 특히, 종래의 덕트는 다수의 이차 전지가 적층되어 조립된 형태로 구성된 셀 어셈블리와 볼트 등으로 결합되는 경우가 많은데, 이러한 볼트 체결을 위해 덕트 및 셀 어셈블리의 구성이 복잡해지는 문제가 있다. 예를 들어, 덕트 및 셀 어셈블리에는 볼트 구멍과 같은 볼트 체결을 위한 구성이 마련되어야 하고, 이러한 볼트 구멍 주위 등에 볼트 조임 토크를 견딜 수 있는 면적 또한 확보되어야 한다. 또한, 배터리 모듈의 내부 공간 및 외부 공간에 볼트 나사부 높이 이상의 공간이 확보되어야 한다.

따라서, 종래의 배터리 모듈 구성에 의하면, 이러한 볼트 체결 구성으로 인해 덕트 및 셀 어셈블리 등의 구조가 복잡해지고, 이러한 구조적 복잡성으로 인해 조립 공정 또한 쉽지 않은 문제가 있다. 뿐만 아니라, 덕트나 셀 어셈블리 등에 볼트 체결 구성이 적용되면, 이러한 체결 구성을 위한 공간이 확보되어야 하므로 배터리 모듈의 소형화에 큰 장애가 되는 문제도 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 냉각용 덕트와 셀 어셈블리의 볼트 체결 구성 등이 불필요하여 조립 공정이 용이하고, 구조가 간단한 배터리 모듈과 그 제조 방법, 그리고 이를 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 배터리 모듈은, 다수의 이차전지를 구비하는 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하는 상부 플레이트; 상기 셀 어셈블리의 하부에 위치하는 하부 플레이트; 상기 셀 어셈블리의 일 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 일 측면을 커버하고, 유입구가 형성되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 상기 셀 어셈블리의 일 측면으로 유입되도록 구성되며, 상단부가 상기 상부 플레이트의 일측에 연결되고, 하단부가 상기 하부 플레이트의 일측에 연결된 것을 특징으로 하는 유입 덕트; 상기 셀 어셈블리의 타 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 타 측면을 커버하고, 유출구가 형성되어 상기 셀 어셈블리로부터 배출된 유체가 상기 유출구를 통해 외부로 유출되도록 구성되며, 상단부가 상기 상부 플레이트의 타측에 연결되고, 하단부가 상기 하부 플레이트의 타측에 연결된 것을 특징으로 하는 유출 덕트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트를 결합 고정하는 체결 부재를 포함한다.

바람직하게는, 상기 상부 플레이트는 일측 단부 및 타측 단부 중 적어도 하나에 하부 방향으로 절곡된 상부 걸림부를 구비하여, 상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나의 상단부가 상기 상부 걸림부에 걸리도록 구성된다.

또한 바람직하게는, 상기 하부 플레이트는 일측 단부 및 타측 단부 중 적어도 하나에 상부 방향으로 절곡된 하부 걸림부를 구비하여, 상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나의 하단부가 상기 하부 걸림부에 걸리도록 구성된다.

또한 바람직하게는, 상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 외주부의 적어도 일부가 상기 셀 어셈블리에 접촉하도록 구성된다.

또한 바람직하게는, 상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 외주부에 실링 부재가 구비된다.

또한 바람직하게는, 상기 체결 부재는, 상단이 상기 상부 플레이트와 볼트 고정되고, 하단이 상기 하부 플레이트와 후크 고정된다.

또한 바람직하게는, 상기 셀 어셈블리는 일 방향으로 적층된 다수의 이차 전지를 구비하고, 상기 적층된 이차 전지 중 적어도 둘 이상의 이차 전지 사이가 소정 거리 이격되어 유로가 형성된다.

또한 바람직하게는, 상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 팬이 구비된다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조 방법은, 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리, 상부 플레이트, 하부 플레이트, 유입 덕트, 유출 덕트 및 체결 부재를 포함하는 본 발명에 따른 배터리 모듈을 제조하는 방법으로서, 상기 하부 플레이트의 상부에 셀 어셈블리를 안착시키는 단계; 상기 하부 플레이트에 유입 덕트의 하단부 및 유출 덕트의 하단부를 결합시키는 단계; 및 상기 유입 덕트의 상단부 및 상기 유출 덕트의 상단부에 상부 플레이트를 결합시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 배터리 모듈의 냉각을 위한 냉각용 덕트를 채용함에 있어서, 다수의 이차 전지가 구비된 셀 어셈블리와 덕트의 체결 구성이 불필요하거나 최소화될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 셀 어셈블리와 덕트를 직접적으로 볼트 등으로 체결 고정할 필요가 없다. 따라서, 셀 어셈블리와 덕트에서 이러한 볼트 체결 등을 위한 구성을 없애거나 최소화할 수 있으므로, 셀 어셈블리와 덕트의 구조가 간단해지고 이를 통한 배터리 모듈의 크기를 감소시킬 수 있다.

또한, 배터리 모듈에서 이러한 체결 구성을 줄임으로써 이차 전지의 수납 공간이나 냉각용 유체의 유로 공간을 더 확보할 수 있어, 동일한 크기의 배터리 모듈에 대하여 용량 및 출력이 향상될 수 있고, 냉각 효율이 증가할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 배터리 모듈의 경우, 조립 공정이 용이하여 생산성이 증가하고 볼트 체결 불량 등으로 인한 냉각 효율 저하 등의 문제점이 감소될 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 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는, 도 1의 구성에 대한 결합 사시도이다.
도 3은, 도 2의 A1-A1'선에 대한 단면도이다.
도 4는, 도 2의 A2-A2'선에 대한 단면도이다.
도 5는, 도 3의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 6은, 도 3의 C 부분에 대한 확대도이다.
도 7 및 도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입 덕트 및 유출 덕트의 조립 동작 구성을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 2의 구성에서 체결 부재를 상부 플레이트와 하부 플레이트에 결합 고정하기 이전의 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 도 9의 D1 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 11은, 도 9의 D2 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

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 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성에 대한 결합 사시도이다. 또한, 도 3은 도 2의 A1-A1'선에 대한 단면도이고, 도 4는 도 2의 A2-A2'선에 대한 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 셀 어셈블리(100), 상부 플레이트(200), 하부 플레이트(300), 유입 덕트(400), 유출 덕트(500) 및 체결 부재(600)를 포함한다.

상기 셀 어셈블리(100)는, 다수의 이차 전지를 구비하는 이차 전지의 집합체이다. 상기 셀 어셈블리(100)에 포함되는 이차 전지가 파우치형 이차 전지인 경우, 일 방향, 이를테면 도면에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 적층된 형태로 구성될 수 있다.

이때, 셀 어셈블리(100)는, 이러한 이차 전지의 적층을 위한 적층용 프레임을 포함할 수 있다. 여기서, 적층용 프레임은 이차 전지를 적층하는데 이용되는 구성요소로서, 이차 전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 이차 전지의 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.

또한, 셀 어셈블리(100)는, 이차 전지 사이에 냉각 핀이 개재된 형태로 구성될 수 있다. 냉각 핀은 알루미늄과 같은 열 전도성 재질로 구성되어 이차 전지와 열 교환이 이루어지도록 하며, 적층용 프레임에 결합된 형태로 구성되거나 적층용 프레임과 별도로 구성될 수 있다.

상기 셀 어셈블리(100)는, 이차 전지를 적층한 형태로 구성하면서 적어도 둘 이상의 이차 전지 사이가 소정 거리 이격되도록 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 이격 구성에 의해, 이차 전지 사이에는 유로가 형성되어 외부로부터 유입된 유체, 이를테면 공기가 이차 전지 사이의 유로를 흐르면서 이차 전지와 열 교환이 이루어지도록 할 수 있다. 이때, 이차 전지와 공기 사이의 열 교환은, 직접적 또는 냉각 핀을 통해 간접적으로 이루어질 수 있다.

한편, 도 1의 경우, 셀 어셈블리(100)에서 이차 전지는 수직 방향으로 적층된 형태로 도시되어 있으나, 이차 전지는 수평 방향 등 다른 다양한 형태로 적층될 수도 있다.

상기 상부 플레이트(200) 및 상기 하부 플레이트(300)는, 각각 셀 어셈블리(100)의 상부 및 하부에 위치하는 구성요소이다. 이러한 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)는 넓은 면적을 가진 플레이트 형태로 구성되어, 셀 어셈블리(100)의 상부를 커버할 수 있다. 이러한 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)는, 배터리 모듈에 대한 기계적 지지력을 제공하고, 셀 어셈블리(100)의 상부와 하부에서 셀 어셈블리(100)를 외부의 충격 등으로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)는 강성이 확보될 수 있도록 스틸 등의 금속 재질로 구성될 수 있으나, 본 발명이 이러한 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)의 특정 재질로 한정되는 것은 아니다.

셀 어셈블리(100)는, 이러한 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300) 사이에 개재되는 형태로 구성될 수 있으며, 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300) 사이에서 고정될 수 있다. 이를 위해, 상부 플레이트(200) 및 하부 플레이트(300)에는 셀 어셈블리(100)와 결합하기 위한 구성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)에는 네 모서리에 상하 방향의 삽입홀(120)이 형성될 수 있으며, 이 경우 하부 플레이트(300)에는 이에 대응되는 위치에 삽입봉(320)이 구비되어, 하부 플레이트(300)의 각 삽입봉(320)이 셀 어셈블리(100)의 삽입홀(120)에 삽입됨으로써 셀 어셈블리(100)가 하부 플레이트(300)에 고정되도록 할 수 있다. 그리고, 상부 플레이트(200)에는 이러한 하부 플레이트(300)의 삽입봉을 삽입하기 위한 홀(220)이 형성되어 삽입봉이 삽입된 후 너트 등으로 고정되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300) 사이에서 셀 어셈블리(100)는 안정적으로 고정될 수 있다.

상기 유입 덕트(400)는, 셀 어셈블리(100)의 일 측면에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 해당 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 유입 덕트(400)는 셀 어셈블리(100)의 네 측면 중, 우측면에 위치하여, 우측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 이때, 유입 덕트(400)는, 셀 어셈블리(100)의 우측면을 커버할 수 있도록 우측면에 대응하는 형태 및 크기로 구성될 수 있다. 한편, 우측과 좌측 등의 방향을 나타내는 용어는, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있는데, 이하에서는 셀 어셈블리(100)를 기준으로 유입 덕트(400)가 위치한 방향을 우측 방향, 유출 덕트(500)가 위치한 방향을 좌측 방향으로 하여 설명하도록 한다.

상기 유입 덕트(400)는, 적어도 일측에 유입구(410)가 형성되어, 이러한 유입구(410)를 통해 배터리 모듈 외부의 유체가 유입되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 유입 덕트(400)는, 이와 같이 유입구(410)를 통해 유입된 유체가 셀 어셈블리(100)로 유입되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4의 구성에서, 상기 유입 덕트(400)는, 유입구(410)를 통해 우측에서 유입된 공기가 좌측 방향으로 이동되어, 좌측에 위치한 셀 어셈블리(100)의 우측면으로 유입되도록 구성될 수 있다.

특히, 상기 유입 덕트(400)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 유입구(410)가 형성된 부분이 다른 부분에 비해 상부 방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 더욱이, 이러한 유입구(410) 형성 부분은, 상부 플레이트(200)에 비해서도 상부 방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 유입 덕트(400)의 상부에 형성된 유입구(410)를 통해 유입된 공기는 하부 방향으로 이동한 이후 셀 어셈블리(100)로 유입되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 화살표로 표시된 바와 같이, 유입 덕트(400)의 상부에서 우측에서 좌측 방향으로 유입된 공기는, 하부 방향으로 이동한 후, 다시 좌측 방향으로 이동하여 셀 어셈블리(100)의 이차 전지 사이로 유입될 수 있다.

한편, 상기 유입 덕트(400)는, 유입구(410)를 통해 유입된 외부 유체를 셀 어셈블리(100)로 전달하는 구성의 효율성을 향상시키기 위해 적어도 일측에 팬이 구비된 형태로 구성될 수 있다.

이처럼, 상기 유입 덕트(400)는, 배터리 모듈 외부의 유체를 셀 어셈블리(100)로 전달하는 구성요소이므로, 유출구(510)를 통해 유입된 유체가 최대한 셀 어셈블리(100)로 전달되도록 구성되는 것이 좋다. 이를 위해 상기 유입 덕트(400)는, 외주부의 적어도 일부가 셀 어셈블리(100)에 접촉하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유입 덕트(400)는, 유입구(410)를 통해 유입된 유체를 셀 어셈블리(100)로 전달하기 위해, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 측이 개방된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 개방 부분의 외주부는 적어도 일부가 셀 어셈블리(100)에 접촉하도록 구성됨으로써, 유입 덕트(400)의 유입구(410)로 유입된 외부 유체가 셀 어셈블리(100)로 최대한 인입되도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서, 유입 덕트(400)는 셀 어셈블리(100)와 접촉한 좌측 방향이 개방된 형태로 형성되어, 유입구(410)를 통해 우측에서 유입된 공기가 좌측의 개방된 부분을 통해 셀 어셈블리(100)로 인입되도록 구성될 수 있다. 이때, 유입 덕트(400)의 좌측 개방 부분의 외주부는 셀 어셈블리(100)와 접촉하도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 이러한 유입 덕트(400)의 외주부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 실링 부재(420)가 구비될 수 있다. 즉, 유입 덕트(400)의 개방 부분은 셀 어셈블리(100)와 접촉하도록 구성될 수 있으며, 이러한 유입 덕트(400)의 개방 부분과 셀 어셈블리(100) 사이의 접촉 부분에 실링 부재(420)가 개재되도록 할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 유입 덕트(400)와 셀 어셈블리(100)의 접촉 부분에 틈이 형성되는 것을 방지하거나 최소화하여, 이러한 틈을 통해 유체가 빠져나가는 것을 줄일 수 있다. 따라서, 유입 덕트(400)로 유입된 외부 공기의 대부분이 셀 어셈블리(100)로 인입되도록 함으로써, 셀 어셈블리(100)에 구비된 이차전지의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 실시예와 같이, 유입 덕트(400)의 외주부 중 적어도 일부가 셀 어셈블리(100)와 접촉되도록 하는 구성에 의하면, 유입 덕트(400)가 셀 어셈블리(100)에 의해 지지되어, 유입 덕트(400)가 배터리 모듈 내측 방향으로 이동하지 않고 고정되도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서, 유입 덕트(400)는 좌측 부분이 셀 어셈블리(100)에 접촉 지지되어, 좌측 방향으로 이동되지 않을 수 있다.

상기 유입 덕트(400)는, 상단부가 상부 플레이트(200)의 일측에 연결되도록 구성되고, 하단부가 하부 플레이트(300)의 일측에 연결되도록 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 유입 덕트(400)와 상부 플레이트(200)의 결합 및 유입 덕트(400)와 하부 플레이트(300)의 결합 구성을 통해, 유입 덕트(400)가 셀 어셈블리(100)의 일 측면에 위치하여 고정되도록 할 수 있다.

이러한 유입 덕트(400)와 상부 플레이트(200) 및 하부 플레이트(300)의 결합 구성에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 5는 도 3의 B 부분에 대한 확대도이고, 도 6은 도 3의 C 부분에 대한 확대도이다.

먼저 도 5를 참조하면, 유입 덕트(400)는 셀 어셈블리(100)의 우측에 위치하며, 상단부가 상부 플레이트(200)의 우측 단부와 결합된다. 이때, 상부 플레이트(200)는 우측 단부에 하부 방향으로 절곡된 형태의 상부 걸림부(210)를 구비할 수 있다. 그리고, 유입 덕트(400)의 상단부는 이러한 상부 플레이트(200)보다 배터리 모듈의 내측, 즉 좌측에 위치하여 이러한 상부 플레이트(200)의 우측 상부 걸림부(210)에 걸리도록 구성될 수 있다. 그러면, 유입 덕트(400)는 이와 같이 상단부가 상부 플레이트(200)의 상부 걸림부(210)에 걸림으로 인해 배터리 모듈의 외측 방향, 즉 우측 방향으로의 이동이 방지될 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하면, 유입 덕트(400)는 하단부가 하부 플레이트(300)의 우측 단부와 결합된다. 이때, 하부 플레이트(300)는 우측 단부에 상부 방향으로 절곡된 형태의 하부 걸림부(310)를 구비할 수 있다. 그리고, 유입 덕트(400)의 하단부는 이러한 하부 플레이트(300)보다 배터리 모듈의 내측, 즉 좌측에 위치하여 이러한 하부 플레이트(300)의 우측 하부 걸림부(310)에 걸리도록 구성될 수 있다. 그러면, 유입 덕트(400)는 이와 같이 하단부가 하부 플레이트(300)의 상부 걸림부(210)에 걸림으로 인해 배터리 모듈의 외측 방향, 즉 우측 방향으로의 이동이 방지될 수 있다.

이처럼, 유입 덕트(400)는 상단부 및/또는 하단부가 상부 플레이트(200) 및/또는 하부 플레이트(300)에 걸리도록 구성되어 배터리 모듈에서 외부 방향으로의 이탈이 방지될 수 있다. 또한, 유입 덕트(400)는, 도면에 도시된 바와 같이, 개방된 부분의 내측 외주부가 셀 어셈블리(100)에 접촉됨으로써 배터리 모듈의 내측 방향, 즉 좌측 방향으로의 이동도 방지될 수 있다. 그러므로, 유입 덕트(400)는, 상부 플레이트(200), 하부 플레이트(300) 및 셀 어셈블리(100) 사이에 끼워진 형태로 고정될 수 있다.

상기 유출 덕트(500)는, 유입 덕트(400)가 위치하지 않는 셀 어셈블리(100)의 타 측면에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 해당 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 유출 덕트(500)는 셀 어셈블리(100)의 네 측면 중, 좌측면에 위치하여, 셀 어셈블리(100)의 좌측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 이때, 유출 덕트(500)는, 셀 어셈블리(100)의 좌측면을 커버할 수 있도록 좌측면에 대응하는 형태 및 크기로 구성될 수 있다.

특히, 유출 덕트(500)는, 도면에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)를 기준으로, 유입 덕트(400)와 반대되는 측면에 위치할 수 있다. 이 경우, 유입 덕트(400)로부터 유입된 공기가 셀 어셈블리(100)를 전체적으로 통과하면서 셀 어셈블리(100)의 전체 이차 전지와 열교환을 할 수 있고, 셀 어셈블리(100)를 통과하는 공기의 흐름이 직선으로 형성되므로, 배터리 모듈의 냉각 효율이 향상될 수 있다. 다만, 본 발명이, 이처럼 유출 덕트(500)가 셀 어셈블리(100)를 기준으로 유입 덕트(400)의 반대 측면에 위치하는 구성으로 한정되는 것은 아니다.

상기 유출 덕트(500)는, 적어도 일측에 유출구(510)가 형성되어, 이러한 유출구(510)를 통해 배터리 모듈 내부의 유체가 배터리 모듈 외부로 유출되도록 할 수 있다. 즉, 유입 덕트(400)의 유입구(410)를 통해 유입된 유체는 셀 어셈블리(100)를 통과하면서 셀 어셈블리(100)의 이차 전지와 열교환을 할 수 있고, 셀 어셈블리(100)를 통과한 유체는 유출 덕트(500)의 유출구(510)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4의 구성에서, 상기 유출 덕트(500)는 우측의 셀 어셈블리(100)로부터 배출된 유체가 좌측 방향으로 배출되도록 구성될 수 있다.

특히, 상기 유출 덕트(500)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 유입 덕트(400)의 유입구(410)의 구성과 유사하게, 유출구(510)가 형성된 부분이 다른 부분에 비해 상부 방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 더욱이, 이러한 유출구(510) 형성 부분은, 상부 플레이트(200)에 비해서도 상부 방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 셀 어셈블리(100)에서 유입 덕트(400)로 인입된 공기는 상부 방향으로 소정 거리 이동한 이후 유출구(510)를 통해 외부로 유출되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 화살표로 표시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)로부터 유출 덕트(500)로 좌측 방향으로 배출된 공기는, 유출구(510)가 있는 상부 방향으로 이동한 후, 유출구(510)를 통해 좌측 방향으로 이동하여 배터리 모듈 외부로 배출될 수 있다.

한편, 상기 유출 덕트(500)는, 셀 어셈블리(100) 내부의 유체를 외부로 용이하게 배출되도록 하기 위해 적어도 일측에 팬이 구비된 형태로 구성될 수 있다.

상기 유출 덕트(500)는, 배터리 모듈 내부의 유체를 배터리 모듈 외부로 전달하는 구성요소로서, 셀 어셈블리(100)를 거쳐 흐른 유체가 최대한 배터리 모듈 외부로 유출되도록 구성되는 것이 좋다. 이를 위해, 상기 유출 덕트(500)는, 외주부의 적어도 일부가 셀 어셈블리(100)에 접촉하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유출 덕트(500)는, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 측이 개방된 형태로 형성되어, 셀 어셈블리(100)를 통과하여 배출된 유체를 흡입하고, 흡입된 유체가 유출구(510)를 통해 배출되도록 할 수 있다. 이때, 셀 어셈블리(100)와 대면하는 개방 부분의 외주부는 적어도 일부가 셀 어셈블리(100)에 접촉하도록 구성됨으로써, 셀 어셈블리(100)를 거친 유체가 유출 덕트(500)의 개방 부분으로 최대한 신속하게 흡입되도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서, 유출 덕트(500)는 셀 어셈블리(100)와 접촉한 우측 방향이 개방된 형태로 형성되어, 셀 어셈블리(100)를 통과한 유체가 유출 덕트(500)의 우측 개방 부분을 통해 흡입되고, 흡입된 유체가 유출구(510)를 통해 유출 덕트(500)의 좌측으로 유출되도록 구성될 수 있다. 이때, 유출 덕트(500)의 우측 개방 부분의 외주부는 셀 어셈블리(100)와 접촉하도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 이러한 유출 덕트(500)의 외주부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 실링 부재(520)가 구비될 수 있다. 즉, 유출 덕트(500)의 개방 부분은 셀 어셈블리(100)와 접촉하도록 구성될 수 있으며, 이러한 유출 덕트(500)의 개방 부분과 셀 어셈블리(100) 사이의 접촉 부분에 실링 부재(520)가 개재되도록 할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 유출 덕트(500)와 셀 어셈블리(100)의 접촉 부분에 틈이 형성되는 것을 방지하거나 최소화하여, 이러한 틈을 통해 유체가 빠져나가는 것을 줄임으로써, 배터리 모듈의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 실시예와 같이, 유출 덕트(500)의 외주부 중 적어도 일부가 셀 어셈블리(100)와 접촉되도록 하는 구성에 의하면, 유출 덕트(500)가 셀 어셈블리(100)에 의해 지지되어, 유출 덕트(500)가 배터리 모듈 내측 방향으로 이동하지 않고 고정되도록 할 수 있다.

상기 유출 덕트(500)는, 상단부가 상부 플레이트(200)의 타측에 연결되도록 구성되고, 하단부가 하부 플레이트(300)의 타측에 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에서, 유출 덕트(500)의 상단부는 상부 플레이트(200)의 좌측 단부에 연결되고, 하단부는 하부 플레이트(300)의 좌측 단부에 연결될 수 있다.

그리고, 이러한 상부 플레이트(200) 및 하부 플레이트(300)와의 결합을 통해, 유출 덕트(500)는 셀 어셈블리(100)의 일 측면, 이를테면 도 3 및 도 4의 구성과 같이 셀 어셈블리(100)의 좌측면에 위치하여 고정될 수 있다.

특히, 상부 플레이트(200) 및/또는 하부 플레이트(300)와의 결합 구성에 있어서, 유입 덕트(400)와 마찬가지로 유출 덕트(500)는 상부 플레이트(200) 및/또는 하부 플레이트(300)에 걸리도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 플레이트(200)는 유출 덕트(500)와 결합되는 측 단부, 이를테면 좌측 단부에 하부 방향으로 절곡된 형태의 상부 걸림부(210)를 구비할 수 있다. 또한, 하부 플레이트(300)는 유출 덕트(500)와 결합되는 측 단부, 이를테면 좌측 단부에 상부 방향으로 절곡된 형태의 하부 걸림부(310)를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 걸림부 구성에 유출 덕트(500)의 상단부와 하단부가 걸리도록 구성됨으로써, 유출 덕트(500)는 배터리 모듈의 외부 방향, 즉 도 3의 좌측 방향으로 이동하지 않고 고정되도록 할 수 있다. 예를 들어, 유출 덕트(500)의 상단부 및 하단부의 걸림 형태는 도 5 및 도 6의 구성에 대칭되게 구성될 수 있다. 또한, 유출 덕트(500)는 개방된 부분의 내측 외주부가 셀 어셈블리(100)에 접촉됨으로써 배터리 모듈의 내측 방향, 즉 도 3에서의 우측 방향으로의 이동도 방지될 수 있다. 그러므로, 유출 덕트(500)는, 상부 플레이트(200), 하부 플레이트(300) 및 셀 어셈블리(100) 사이에 끼워진 형태로 고정될 수 있다.

한편, 유출 덕트(500)는, 유입 덕트(400)와 마찬가지로, 셀 어셈블리(100)에 접촉되는 내측 외주부에 실링 부재(520)가 구비될 수 있다.

이처럼, 유입 덕트(400) 및/또는 유출 덕트(500)가 상부 플레이트(200)의 상부 걸림부(210)와 하부 플레이트(300)의 하부 걸림부(310)에 걸림으로써 배터리 모듈 외부 방향으로의 이탈이 방지되는 구성에서는, 다음 도 7 및 도 8의 구성과 같은 방법으로 조립될 수 있다.

도 7 및 도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)의 조립 동작 구성을 순차적으로 나타내는 도면이다.

먼저, 도 7을 참조하면, 셀 어셈블리(100)가 하부 플레이트(300)에 장착된다. 이때, 셀 어셈블리(100)의 고정을 위해 셀 어셈블리(100)의 삽입홀(120)에 하부 플레이트(300)의 삽입봉(320)이 삽입되도록 할 수 있다. 다음으로, 셀 어셈블리(100)가 하부 플레이트(300)에 장착되면, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)가, 도면에서 화살표로 표시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 일측 단부 및 타측 단부에 위치한다. 이때, 하부 플레이트(300)의 우측 단부 및 좌측 단부에는 하부 걸림부(310)가 형성될 수 있으며, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)의 하단은, 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 플레이트(300)의 하부 걸림부(310)와 셀 어셈블리(100) 사이에 끼워지도록 구성될 수 있다.

그리고 나서, 도 8에 도시된 바와 같이 셀 어셈블리(100)의 상부에서 하부 방향으로 상부 플레이트(200)가 이동하여, 셀 어셈블리(100)의 상부에 안착되도록 할 수 있다. 이때, 상부 플레이트(200)의 좌측 단부와 우측 단부에는 상부 걸림부(210)가 형성될 수 있으며, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)의 하단은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(200)의 하부 걸림부(310)와 셀 어셈블리(100) 사이에 끼워지도록 구성될 수 있다.

상기 체결 부재(600)는, 상부 플레이트(200) 및 하부 플레이트(300)와 결합 고정될 수 있다. 즉, 상기 체결 부재(600)는, 상단부가 상부 플레이트(200)에 결합되고, 하단부가 하부 플레이트(300)에 결합되도록 구성되어, 상부 플레이트(200) 및 하부 플레이트(300) 사이에서 이들을 고정시킨다. 예를 들어, 상기 체결 부재(600)는, 배터리 모듈에 4개 포함될 수 있으며, 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)가 사각 플레이트 형태로 구성된 경우, 4개의 코너 부분에 각각 체결될 수 있다. 다만, 이러한 체결 부재(600)의 개수 구성은, 일례에 불과할 뿐, 본 발명이 반드시 이러한 체결 부재(600)의 개수로 한정되는 것은 아니다.

이처럼, 체결 부재(600)는, 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300) 사이에서 이들과 결합되기 때문에 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)를 고정하고, 특히 상부 및 하부 방향으로 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)가 이동하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300) 사이에 개재된 셀 어셈블리(100)가 고정될 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 있어서, 셀 어셈블리(100)의 외측에는 유입 덕트(400)와 유출 덕트(500)가 구비되는데, 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)는 상부 걸림부(210)와 하부 걸림부(310) 등의 구성을 통해 유입 덕트(400)와 유출 덕트(500)를 내측 방향으로 홀딩한 상태에서 체결 부재(600)에 의해 고정된다. 따라서, 이러한 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)의 구성에 의해 유입 덕트(400)와 유출 덕트(500)의 홀딩 상태는 안정적으로 유지될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)에 셀 어셈블리(100), 상부 플레이트(200), 및 하부 플레이트(300)와 결합하기 위한 볼트 체결 구성 등을 별도로 구비하지 않더라도, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)가 배터리 모듈에 안정적으로 고정될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)뿐 아니라, 셀 어셈블리(100), 상부 플레이트(200) 및 하부 플레이트(300)의 구조 및 조립 공정 등이 간단해질 수 있다.

바람직하게는, 상기 체결 부재(600)는, 적어도 하나의 단부가 상부 플레이트(200) 또는 하부 플레이트(300)에 후크 고정되도록 구성될 수 있다.

이러한 후크 고정 구성에 대해서는 도 9 및 도 10을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 9는, 도 2의 구성에서 체결 부재(600)를 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)에 결합 고정하기 이전의 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 이러한 도 9의 구성은 도 8의 구성에서 상부 플레이트(200)가 상부 플레이트(200)에 안착되어 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)에 걸림 고정된 이후의 상태를 나타내는 도면이라 할 수 있다. 또한, 도 10은, 도 9의 D1 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 체결 부재(600)는 하단이 하부 플레이트(300)에 후크 고정될 수 있다. 예를 들어, 하부 플레이트(300)는 적어도 일측에서 상부 방향으로 절곡된 부분이 형성될 수 있고, 이러한 절곡된 부분에 후크돌기(330)가 구비될 수 있다. 그리고, 체결 부재(600)는 이러한 후크돌기(330)에 대응되는 형태로 후크홀(630)이 형성될 수 있다. 이 경우, 하부 플레이트(300)의 후크돌기(330)는 체결 부재(600)의 후크홀(630)에 삽입된 상태에서 걸리도록 구성될 수 있으며, 이러한 걸림으로 인해 체결 부재(600)의 상부 방향으로의 이동이 방지될 수 있다.

또한 바람직하게는, 상기 체결 부재(600)는, 적어도 하나의 단부가 상부 플레이트(200) 또는 하부 플레이트(300)에 볼트 고정되도록 구성될 수 있다.

이러한 볼트 고정 구성에 대해서는 도 9 및 도 11을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 11은, 도 9의 D2 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 체결 부재(600)는 상단이 상부 플레이트(200)와 볼트 고정될 수 있다. 예를 들어, 상부 플레이트(200)는 적어도 일측에서 하부 방향으로 절곡된 부분이 형성될 수 있고, 이러한 절곡된 부분에 볼트부(240)가 형성될 수 있다. 이때, 볼트부(240)에는 나사산이 형성될 수 있다. 그리고, 체결 부재(600)의 상단에는 이러한 볼트부(240)에 대응되는 형태로 체결홀(640)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상부 플레이트(200)의 볼트부(240)는 체결 부재(600)의 체결홀(640)에 삽입되고, 이후 너트가 체결 부재(600)의 외측에서 볼트부(240)의 나사산에 결합됨으로써 체결 부재(600)와 상부 플레이트(200)는 결합 고정될 수 있다.

상기 도 9 내지 도 11의 실시예와 같이, 체결 부재(600)의 상단이 상부 플레이트(200)와 볼트 고정되고, 하단이 하부 플레이트(300)와 후크 고정되도록 구성되는 경우, 체결 부재(600)와 상부 플레이트(200) 또는 하부 플레이트(300) 사이의 체결이 안정적으로 유지될 수 있으면서도, 그러한 체결 공정이 간단하게 이루어질 수 있고, 그 구조 또한 간단해질 수 있다.

한편, 도 9 내지 도 11의 구성에서는 체결 부재(600)의 상단이 상부 플레이트(200)와 볼트 고정되고 하단이 하부 플레이트(300)와 후크 고정되도록 구성되는 형태가 도시되어 있으나, 그 반대의 구성도 가능하다. 즉, 체결 부재(600)는 상단이 상부 플레이트(200)와 후크 고정되고 하단이 하부 플레이트(300)와 볼트 고정되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 배터리 모듈을 하나 이상 포함한다. 이때, 배터리 팩에는 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함할 수 있다.

이하에서는, 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈의 제조 방법의 실시예를 개략적으로 설명하도록 한다.

도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 배터리 모듈 제조 방법에 의하면, 먼저 하부 플레이트(300)의 상부에 셀 어셈블리(100)가 안착된다(S110). 이때, 셀 어셈블리(100)의 고정을 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 플레이트(300)에는 삽입봉(320)이 형성되고 셀 어셈블리(100)에는 삽입홀(120)이 형성되어, 이러한 삽입봉(320)이 삽입홀(120)에 삽입되도록 구성될 수 있다.

다음으로, 하부 플레이트(300)에 유입 덕트(400)의 하단부 및 유출 덕트(500)의 하단부가 결합된다(S120). 이때, 하부 플레이트(300)에는 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)가 결합되도록 하기 위해, 하부 걸림부(310)가 형성될 수 있다. 그리고, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 하부 플레이트(300)의 하부 걸림부(310)에 걸리도록 구성될 수 있다. 따라서, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)는, 하단부가 배터리 모듈의 외측 방향으로 이탈되지 않을 수 있다.

그리고 나서, 상기 유입 덕트(400)의 상단부 및 상기 유출 덕트(500)의 상단부에 상부 플레이트(200)가 결합된다(S130). 이때, 상부 플레이트(200)에는 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)가 결합되도록 하기 위해, 상부 걸림부(210)가 형성될 수 있다. 그러면, 유입 덕트(400) 및 유출 덕트(500)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(200)의 상부 걸림부(210)에 걸리도록 구성되어, 상단부가 배터리 모듈의 외측 방향으로 이탈되지 않을 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.

100: 셀 어셈블리, 120: 삽입홀
200: 상부 플레이트, 210: 상부 걸림부
300: 하부 플레이트, 310: 하부 걸림부, 320: 삽입봉
400: 유입 덕트, 410: 유입구, 420: 실링 부재
500: 유출 덕트, 510: 유출구, 520: 실링 부재
600: 체결 부재

Claims (12)

  1. 다수의 파우치형 이차 전지 및 상기 이차 전지를 홀딩하여 유동을 방지하며 상호 적층 가능하도록 구성된 적층용 프레임을 구비하는 셀 어셈블리;
    상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하고, 일측 단부 및 타측 단부에 하부 방향으로 절곡된 상부 걸림부를 구비하는 상부 플레이트;
    상기 셀 어셈블리의 하부에 위치하고, 일측 단부 및 타측 단부에 상부 방향으로 절곡된 하부 걸림부를 구비하는 하부 플레이트;
    상기 셀 어셈블리의 일 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 일 측면을 커버하고, 유입구가 형성되고 상기 셀 어셈블리와 대면하는 측이 개방된 형태로 형성되며 개방 부분의 외주부가 상기 셀 어셈블리에 접촉하도록 구성되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 상기 개방 부분을 통해 상기 셀 어셈블리의 일 측면으로 유입되도록 구성되며, 상단부가 상기 상부 플레이트의 일측 단부에 구비된 상부 걸림부에 걸리도록 구성되고, 하단부가 상기 하부 플레이트의 일측 단부에 구비된 하부 걸림부에 걸리도록 구성된 유입 덕트;
    상기 셀 어셈블리의 타 측면에 위치하여 상기 셀 어셈블리의 타 측면을 커버하고, 유출구가 형성되고 상기 셀 어셈블리와 대면하는 측이 개방된 형태로 형성되며 개방 부분의 외주부가 상기 셀 어셈블리에 접촉하도록 구성되어 상기 셀 어셈블리로부터 배출된 유체가 상기 개방 부분을 통해 흡입되어 상기 유출구를 통해 외부로 유출되도록 구성되며, 상단부가 상기 상부 플레이트의 타측 단부에 구비된 상부 걸림부에 걸리도록 구성되고, 하단부가 상기 하부 플레이트의 타측 단부에 구비된 하부 걸림부에 걸리도록 구성된 유출 덕트; 및
    상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트를 결합 고정하는 체결 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 외주부에 실링 부재가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 체결 부재는, 상단이 상기 상부 플레이트와 볼트 고정되고, 하단이 상기 하부 플레이트와 후크 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부 플레이트의 적어도 일측에 볼트부가 형성되고, 상기 체결 부재의 적어도 일측에 체결홀이 형성되어 상기 볼트부가 상기 체결홀에 삽입된 후 너트 결합되어 상기 상부 플레이트와 상기 체결 부재가 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는 일 방향으로 적층된 다수의 이차 전지를 구비하고, 상기 적층된 이차 전지 중 적어도 둘 이상의 이차 전지 사이가 소정 거리 이격되어 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트 중 적어도 하나는, 팬이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항, 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  11. 제1항, 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
  12. 다수의 파우치형 이차 전지 및 상기 이차 전지를 홀딩하여 유동을 방지하며 상호 적층 가능하도록 구성된 적층용 프레임을 구비하는 셀 어셈블리, 상부 플레이트, 하부 플레이트, 유입 덕트, 유출 덕트 및 체결 부재를 포함하는 배터리 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
    일측 단부 및 타측 단부에 상부 방향으로 절곡된 하부 걸림부를 구비하는 상기 하부 플레이트의 상부에 셀 어셈블리를 안착시키는 단계;
    유입구 및 유출구가 각각 형성된 상기 유입 덕트 및 상기 유출 덕트를, 개방 부분의 외주부가 상기 셀 어셈블리에 접촉하도록 하고 하단부가 상기 하부 플레이트의 하부 걸림부에 걸리도록 결합시키는 단계; 및
    일측 단부 및 타측 단부에 하부 방향으로 절곡된 상부 걸림부를 구비하는 상기 상부 플레이트에 상기 유입 덕트의 상단부 및 상기 유출 덕트의 상단부가 걸리도록 상기 상부 플레이트를 결합시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조 방법.
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