KR101669115B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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KR101669115B1
KR101669115B1 KR1020120061498A KR20120061498A KR101669115B1 KR 101669115 B1 KR101669115 B1 KR 101669115B1 KR 1020120061498 A KR1020120061498 A KR 1020120061498A KR 20120061498 A KR20120061498 A KR 20120061498A KR 101669115 B1 KR101669115 B1 KR 101669115B1
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battery
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김명철
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삼성에스디아이 주식회사
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 각각 벤트부를 구비하는 복수개의 배터리 셀; 상기 벤트부를 둘러싸는 커버; 및 상기 커버와 상기 배터리 셀 사이에 구비되되, 상기 커버와 밀폐되도록 맞물리는 (sealably engage) 절곡부를 구비하는 절연부재;를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈 {BATTERY MODULE}
본 발명은 복수개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리 모듈이 개발되고 있으며, 상기한 고출력 배터리 모듈은 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성한다.
배터리 셀은 양극판 및 음극판으로 구성되는 전극 조립체와 전해액을 포함하며, 이들 극판들과 전해액과의 전기화학적 반응에 의하여 에너지를 발생할 수 있다. 이때, 배터리 셀의 내부에는 전기 화학적 반응의 부반응으로 기체가 발생할 수 있다. 따라서, 복수개의 배터리 셀에서 발생하는 기체를 효율적으로 처리하기 위하여 배터리 모듈에는 기체의 유로 및 배출구 등이 구비될 수 있다.
본 발명의 목적은 복수개의 배터리 셀에서 발생하는 기밀성을 확보할 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 조립 공정을 단순화할 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 배터리 모듈은 각각 벤트부를 구비하는 복수개의 배터리 셀; 상기 벤트부를 둘러싸는 커버; 및 상기 커버와 상기 배터리 셀 사이에 구비되되, 상기 커버와 밀폐되도록 맞물리는 (sealably engage) 절곡부를 구비하는 절연부재;를 포함한다.
상기 커버는 상기 절연 부재와 밀폐되도록 맞물려 상기 커버와 배터리 셀 사이에 기밀한 (gas-tight) 공간을 형성할 수 있다.
상기 커버는 본체부와 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 상기 절곡부를 수용할 수 있다.
상기 절곡부는 상기 본체부의 측벽과 수용부 사이에 억지끼움 결합 (press-fit engagement)되어 수용될 수 있다.
상기 커버는 상기 본체부의 내부로 향하는 면 (inward-facing side)에서 연장된 적어도 하나의 리브를 포함할 수 있다.
상기 리브는 상기 절연 부재를 가압하는 접촉부 및 상기 절연 부재와 접촉하지 않은 비접촉부를 포함할 수 있다.
상기 절연 부재는 내열성 재질로, 탄성 물질일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 각각 벤트부를 구비하는 복수개의 배터리 셀들; 상기 벤트부를 둘러싸는 커버; 및 상기 커버와 상기 배터리 셀 사이에 구비되는 절연부재;를 포함하고, 상기 배터리 셀들은, 각각의 배터리 셀의 벤트부가 인접한 배터리 셀의 벤트부와 얼라인 (align)되어 복수개의 벤트부가 제1 방향으로 얼라인되도록 제1 방향으로 정렬되고, 상기 커버 및 절연 부재는 상기 벤트부를 둘러싸도록 제1 방향으로 연장되고, 상기 절연 부재는 상기 커버와 밀폐되도록 맞물리는 절곡부를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
상기 절연 부재는 상기 배터리 셀들의 인접한 배터리 셀들 사이에서 연장된 일체형일 수 있다.
상기 절연 부재는 개구부들은 포함하고, 각각의 개구부들은 상기 벤트부들의 하나씩에 대응하도록 구비될 수 있다.
상기 벤트부들은 상기 배터리 셀들의 캡 플레이트에 구비되고, 상기 절연 부재는 상기 캡 플레이트와 밀폐되도록 맞물려 접촉할 수 있다.
상기 절곡부는 상기 캡 플레이트에서 멀어지는 제2 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 수직일 수 있다.
상기 커버는 일단에 기체 배출구를 구비할 수 있다.
상기 절곡부는 제1 방향으로 연장되고, 상기 커버는 본체부와 수용부를 포함하고, 상기 본체부와 수용부는 제1 방향으로 연장되며, 상기 수용부는 절곡부를 수용하되 상기 절곡부는 상기 수용부와 억지끼움 결합되어 수용될 수 있다.
상기 수용부는 제1 방향을 따라서 상기 커버의 외부 또는 내부에 구비될 수 있다.
상기 커버 및 절연 부재는 미리 조립된 유닛 (pre-assembled unit)일 수 있다.
상기 커버는 상기 본체부의 내부로 향하는 면 (inward-facing side)에서 상기 배터리 셀들을 향하도록 내부에서 연장되되, 제1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 리브를 포함할 수 있다.
상기 리브는 상기 절연 부재를 가압하는 접촉부 및 상기 절연 부재와 접촉하지 않은 비접촉부를 포함할 수 있다.
상기 비접촉부는 상기 절연 부재의 개구부들에 대응할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 단순화된 작업 공정에 의하여 복수개의 배터리 셀에서 발생하는 기체의 기밀성을 확보하여 배터리 셀로부터 배출되는 기체가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 절연 부재와 커버를 미리 조립함으로써 조립 공정을 단순화할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 벤트부와 절연 부재의 얼라인 맞춤이 용이해짐에 따라 배터리 모듈의 조립성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1의 커버의 확대 사시도이다.
도 3b는 도 1의 커버를 회전시킨 사시도이다.
도 4a는 도 1의 A-A'선을 따라 절취한 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 B 부분의 확대 단면도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 모듈의 분해 사시도이며, 도 3a는 도 1의 커버의 확대 사시도이고, 도 3b는 도 1의 커버를 회전시킨 사시도이며, 도 4a는 도 1의 A-A' 선을 따라 절취한 단면도이고, 도 4b는 도 4a의 B 부분의 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 3a를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은 각각 벤트부(13)를 구비하는 복수개의 배터리 셀(10)을 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀들(10)은 제1 방향으로 정렬될 수 있다. 커버(120)는 상기 벤트부(13)를 둘러싸고, 상기 커버(120)는 본체부(121) 및 상기 본체부(121)의 적어도 일부분에 형성된 수용부(125)를 구비할 수 있다. 절연부재(130)는 상기 커버(120)와 상기 배터리 셀(10) 사이에 구비된다. 상기 절연부재(130)는 상기 벤트부(13)의 영역상에 대응하게 위치하며, 상기 절연부재(130)는 상기 수용부(125)에 수용되는 절곡부(135)를 포함할 수 있다.
복수개의 배터리 셀들(10)은, 각각의 배터리 셀(10)의 벤트부(13)가 인접한 배터리 셀(10)의 벤트부와 얼라인 (align)되어 복수개의 벤트부(13)가 제1 방향으로 얼라인되도록 제1 방향으로 정렬되고, 상기 커버(120) 및 절연 부재(130)는 상기 벤트부(13)를 둘러싸도록 제1 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 절연 부재(130)는 상기 커버(120)와 밀폐되도록 맞물리는 절곡부(135)를 포함할 수 있다.
여기서, 수용부(125)는 제1 방향, 예컨대 커버(120)의 길이 방향을 따라 커버(120)의 외부에 구비될 수 있으며, 절연 부재(130)의 절곡부(135)가 수용부(125)에 수용된다. 절연 부재(130)의 절곡부(135)는 절연 부재(130)의 일부분이 z축 방향으로 절곡된 것이다. 예컨대, 벤트부들(13)은 배터리 셀들(10)의 캡 플레이트(14)에 구비되고, 상기 절곡부(135)는 상기 캡 플레이트(14)에서 멀어지는 제2 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 수직한 방향일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 수용부(125)가 커버(120)의 외부에 구비되는 것을 일예로 하여 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 수용부(125)가 커버(120)의 내부에 구비되는 것도 가능하다.
절연 부재(130)는 러버, 실리콘 및 탄성체 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 절연 부재(130)의 절곡부(135)는 제1 방향으로 연장되고, 상기 본체부(121)와 수용부(125)는 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 수용부(125)는 절곡부(135)를 수용하되 커버(120)의 수용부(125)에 꽉 채워져 수용부(125)에 빈 공간이 없도록 수용될 수 있다. 상기 절곡부(135)는 상기 본체부(121)의 측벽과 수용부(125) 사이에 억지끼움 결합(press-fit engagement)되어 수용될 수 있다. 이에 따라, 절연 부재(130)와 커버(120)의 기밀성을 확보하여 배터리 셀(10)로부터 배출되는 기체가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 커버(120)와 배터리 셀(10) 사이에 기밀한(gas-tight) 공간이 형성될 수 있다. 수 있다. 또한, 절연 부재(130)와 커버(120)를 미리 조립할 수 있어 배터리 모듈(100)의 조립 공정을 단순화시킬 수 있다. 구체적으로, 배터리 셀(10)의 벤트부(13)와 절연 부재(130)의 얼라인 맞춤이 용이해짐에 따라 배터리 모듈(100)의 조립성이 향상될 수 있다.
도 2 내지 및 도 4b를 참조하면, 상기 커버(120)의 본체부(121)는 내부가 제1 방향으로 개구된 육면체의 형태이며, 본체부(121)의 개구된 면이 벤트부(13)를 향하도록 배터리 셀(10)에 안착된다. 여기서, 커버(120)의 본체부(121)는 일단에 기체 배출구(127)를 구비할 수 있으며, 상기 본체부(121)는 절연 부재(130)와 밀접하게 접촉하여 상기 배출구(127)와 연결되는 기체 유로를 형성한다.
한편, 커버(120)의 본체부(121)의 개구된 내부에는 적어도 하나의 리브(129)가 형성될 수 있다. 여기서, 리브(129)는 본체부(121)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 커버(120)는 상기 본체부(121)의 내부로 향하는 면 (inward-facing side)에서 배터리 셀들을 향하도록 연장되되, 제1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 리브(129)를 포함할 수 있다. 상기 리브(129)는 절연 부재(130)와 접촉하는 접촉부(129a) 및 벤트부(13)와 대응하는 개구부를 제공하는 비접촉부(129b)를 구비할 수 있다. 상기 커버(120)는 후술할 절연 부재(130)에 대략 대응하는 형태로 구비될 수 있다.
커버(120)의 본체부(121)의 개구된 내부에 리브(129)가 형성됨으로써, 커버(120)와 절연 부재(130)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 리브(129)의 비접촉부(129b)는 후술할 절연 부재(130)의 개구부(131)와 대응하도록 형성되고, 접촉부(129a)는 개구부(131) 사이의 절연 부재(130)와 접촉하여 개구부(131) 사이의 절연 부재(130)를 가압한다. 즉, 리브(129)의 비접촉부(129b)가 벤트부(13)에 대응하게 개구된 절연 부재(130)의 개구부(131)로부터의 기체 배출을 방해하지 않고 리브(129)의 접촉부(129a)는 개구부(131) 사이의 절연 부재(130)를 가압하면서 접촉하여, 커버(120)와 절연 부재(130)의 기밀성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 절연 부재(130)는 커버(120)와 배터리 셀(10) 사이에 구비되어, 상기 커버(120)와 밀폐되도록 맞물리는(sealably engage)를 절곡부(135)를 구비할 수 있다. 배터리 셀들(10)의 벤트부들(13)은 캡 플레이트(14)에 구비될 수 있고, 상기 절연부재(130)는 상기 캡 플레이트(14)와 밀폐되어 맞물려(sealing engagement) 접촉할 수 있다. 절연 부재(130)의 절곡부(135)는 커버(120)의 수용부(125)에 수용되며, 절곡부(135) 이외의 절연 부재(130)의 잔여 부분은 리브(129)의 접촉부(129a)에 의해 가압되면서 접촉된다. 이와 같이, 절연 부재(130) 덮는 커버(120)는 절연 부재(130)와 밀접하게 접촉하여 기체 유로의 기밀성을 유지할 수 있다. 또한, 절연 부재(130)는 배터리 셀(10)의 벤트부(13)에 대응하는 부분에 개구부(131)를 더 구비할 수 있으며, 리브(129) 또한 벤트부(13)에 대응하게 개구된 비접촉부(129b)를 구비하여, 배터리 셀(10)로부터의 기체 배출을 방해하지 않는다.
본 발명의 실시예에 따라, 절연 부재(130)와 커버(120)의 기밀성을 확보함으로써 배터리 셀(10)로부터 배출되는 기체가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 절연 부재(130)와 커버(120)를 미리 조립할 수 있어 배터리 모듈(100)의 조립 공정을 단순화시킬 수 있다.
구체적으로, 배터리 셀(10)의 벤트부(13)와 절연 부재(130)의 얼라인 맞춤이 용이해짐에 따라 배터리 모듈(100)의 조립성이 향상될 수 있다.
배터리 셀(10)은 충방전이 진행될 수록, 극판들 및 전해액의 부산물로 기체가 발생할 수 있으며, 이러한 기체는 벤트부(13)를 통하여 배출될 수 있다. 상기 기체는 커버(120)에 구비된 배출구(127)를 통하여 외부로 배출되는 데, 이때 상기 배출구(127)는 T자형으로 좌측 및 우측이 개구된 형태인 것이 인접한 배터리 모듈(100)에 영향을 미치지 않으므로 바람직하나, 상기 배출구(127)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 절연 부재(130)는 상기 배터리 셀들(10)의 인접한 배터리 셀들(10) 사이에서 연장된 일체형으로 형성될 수 있다. 통상, 배터리 셀들은 충방전이 진행됨에 따라 열이 발생한다. 이때, 복수개의 배터리 셀은 주변에 높은 열을 방출할 수 있고, 따라서 상기 배터리 셀에 장착된 절연 부재가 내열성 재질로 이루어지지 않은 경우에는, 상기 절연부재는 열에 의하여 녹을 수 있다. 이와 같이, 절연 부재가 녹는 경우에는, 상기 절연 부재와 커버 사이의 밀폐능이 감소되어 기체가 누출될 수 있다. 따라서, 상기 절연부재는 내열성 재질로 기체의 누설을 방지할 수 있는 가스켓일 수 있다.
상기 배터리 셀(10)의 외장 케이스는 금속으로 형성되고, 커버(120)는 플라스틱 수지로 형성된다. 이때, 배터리 셀(10)과 커버(120)가 서로 직접 접촉할 때, 상기 배터리 셀(10)과 커버(120)는 이종의 재질로 형성되어 접촉이 용이하지 않고, 접촉이 취약한 부분에서는 기체가 누출될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 배터리 팩(10)과 커버(120) 사이에는 가스켓 등과 같은 절연부재(130)가 구비되는 것이 바람직하며, 상기 가스켓에 의하여 배터리 셀(10)과 커버(120) 사이의 기밀성이 용이하게 유지될 수 있다.
절연 부재(130)가 일체형으로 구비된 경우에는, 복수개의 배터리 셀(10)의 복수개의 벤트부(13)를 한번에 밀폐시킬 수 있으며, 이때 상기 절연 부재(130)에는 상기 벤트부(13)에 대응하여 복수개의 개구부(131)가 구비될 수 있다. 예컨대, 각각의 개구부들(131)은 상기 벤트부들(13)의 하나씩에 대응하도록 구비될 수 있다.
각각의 배터리 셀(10)은 개구 영역을 구비하는 전지 케이스와 상기 개구 영역을 밀폐하는 캡 플레이트(14)를 포함할 수 있다. 상기 전지 케이스는 양극판 및 음극판과, 이들 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체와 전해액을 수용할 수 있다. 상기 캡 플레이트(14)의 양끝단에는 양극판과 연결되는 양극 단자(11), 음극판과 연결되는 음극 단자(12)가 외부로 돌출된 형태로 구비되어 있다. 상기 전극 조립체를 구성하는 양극판 및 음극판은 전해액과 반응하여 에너지를 발생하고, 상기 에너지는 양극 단지(11) 및 음극 단자(12)를 통하여 외부로 전달된다.
또한, 캡 플레이트(14)의 양극 단자(11) 및 음극 단자(12) 사이에 구비된 벤트부(13)는 배터리 셀(10)의 내부에서 발생하는 기체의 압력이 소정 이상일 경우, 기체가 배터리 셀(10)로부터 배출되는 통로의 역할을 할 수 있다. 따라서, 벤트부(13)는 배터리 셀(10)이 내압에 의하여 파손되는 것을 방지한다.
본 실시예에 따른 배터리 셀(10)은 복수개가 제1 방향으로 정렬되어 구비될 수 있다. 이때, 배터리 셀(10)의 넓은 전면이 서로 대향하도록 나란하게 정렬된다. 상기 복수개의 배터리 셀(10)의 중심부에는 벤트부(13)가 구비되어 있으며, 상기 벤트부(13)는 정렬된 배터리 셀(10)에 따라 대략 일선상으로 배치된다. 이웃한 두 배터리 셀(10)의 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)는 금속으로 형성된 버스바(bus-bar)(미도시)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
하우징(110)은 제1 방향으로 서로 공간적으로 이격되도록 구비되는 한쌍의 엔드 플레이트(111)와 상기 한쌍의 엔드 플레이트(111)를 연결하는 복수개의 연결 부재를 포함할 수 있으며, 상기 연결 부재는 엔드 플레이트(111)의 측면을 연결하는 사이드 브라켓(braket)(112) 및 상기 엔드 플레이트(111)의 바닥면을 연결하는 바텀 브라켓(113)을 포함할 수 있다. 상기 한쌍의 엔드 플레이트(111) 사이에는 복수개의 배터리 셀(10)이 수용될 수 있다.
한쌍의 엔드 플레이트(111)는 최외각 배터리 셀(10)과 각각 면접촉하도록 구비되어, 복수개의 배터리 셀(10)을 내측으로 가압한다. 또한, 사이드 브라켓(112)은 한쌍의 엔드 플레이트(111)의 일단 및 타단에 연결되어 상기 복수개의 배터리 셀(10)의 양측면을 지지할 수 있다. 이때, 배터리 셀(10)의 바닥면은 바텀 브라켓(113)에 의하여 지지될 수 있으며, 상기 바텀 브라켓(113)의 양끝단은 한쌍의 엔트 플레이트(111)에 연결되어 구비된다.
또한, 상기 엔트 플레이트(111), 사이드 브라켓(112) 및 바텀 브라켓(113)에 의하여 지지되는 복수개의 배터리 셀(10)은 그 내부에서 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)가 서로 교대로 구비되도록 정렬될 수 있으며, 이와 같이 구비된 경우에는 버스바를 이용하여 직렬로 연결될 수 있다. 상기 배터리 셀(10)의 연결 구조 및 개수는 배터리 모듈(100)의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
배리어(115)는 이웃하는 배터리 셀들(10) 사이에 개재될 수 있다. 상기 배리어(115)에는 스페이서(미도시)가 구비되어 이웃하는 배티러 셀들(10)을 서로 이격시킬 수 있고, 따라서 배터리 셀들(10) 사이에 공간을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀들에서 발생하는 기체를 효율적으로 다루도록 기체 통로 또는 배출구를 구비할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 단순화된 작업 공정에 의하여 복수개의 배터리 셀에서 발생하는 기체의 기밀성을 확보하여 배터리 셀로부터 배출되는 기체가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 절연 부재와 커버를 미리 조립함으로써 조립 공정을 단순화할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 커버 및 절연부재는 미리 조립된 유닛(pre-assembled unit)일 수 있다.
또한, 벤트부와 절연 부재의 얼라인 맞춤이 용이해짐에 따라 배터리 모듈의 조립성이 향상될 수 있다.
본 실시예에 따른 배터리 셀은 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명하였지만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에도 적용될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 배터리 셀 11: 양극 단자
12: 음극 단자 13: 벤트부
14: 캡 플레이트 100: 배터리 모듈
110: 하우징 111: 엔드 플레이트
112: 사이드 브라켓 113: 바텀 브라켓
120: 커버 121: 본체부
125: 수용부 127: 배출구
129: 리브 129a: 접촉부
129b: 비접촉부 130: 절연 부재
131: 개구부 135: 절곡부

Claims (19)

  1. 각각 벤트부를 구비하는 복수개의 배터리 셀;
    상기 벤트부를 둘러싸는 커버; 및
    상기 커버와 상기 배터리 셀 사이에 구비되되, 상기 커버와 밀폐되도록 맞물리는 (sealably engage) 절곡부를 구비하는 절연 부재;를 포함하고,
    상기 커버는 본체부와 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 상기 절곡부를 수용하며, 상기 절곡부는 상기 본체부의 측벽과 수용부 사이에 결합되며,
    상기 커버는 상기 본체부의 내부로 향하는 면 (inward-facing side)에서 연장된 것으로, 상기 본체부의 양 측벽 사이에서 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하고,
    상기 리브는 상기 절연 부재를 가압하는 접촉부 및 상기 절연 부재와 접촉하지 않은 비접촉부를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 상기 절연 부재와 밀폐되도록 맞물려 상기 커버와 배터리 셀 사이에 기밀한 (gas-tight) 공간을 형성하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절곡부는 상기 본체부의 측벽과 수용부 사이에 억지끼움 결합 (press-fit engagement)되어 수용되는 배터리 모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 각각 벤트부를 구비하는 복수개의 배터리 셀들;
    상기 벤트부를 둘러싸는 커버; 및
    상기 커버와 상기 배터리 셀 사이에 구비되는 절연 부재;를 포함하고,
    상기 배터리 셀들은, 각각의 배터리 셀의 벤트부가 인접한 배터리 셀의 벤트부와 얼라인 (align)되어 복수개의 벤트부가 제1 방향으로 얼라인되도록 제1 방향으로 정렬되고,
    상기 커버 및 절연 부재는 상기 벤트부를 둘러싸도록 제1 방향으로 연장되고,
    상기 절연 부재는 상기 커버와 밀폐되도록 맞물리는 절곡부를 포함하며,
    상기 절곡부는 제1 방향으로 연장되고,
    상기 커버는 본체부와 수용부를 포함하고, 상기 본체부와 수용부는 제1 방향으로 연장되며, 상기 수용부는 절곡부를 수용하되 상기 절곡부는 상기 본체부의 측벽과 수용부 사이에 결합되며,
    상기 커버는 상기 본체부의 내부로 향하는 면 (inward-facing side)에서 상기 배터리 셀들을 향하도록 내부에서 연장되되, 제1 방향으로 연장되는 것으로, 상기 본체부의 양 측벽 사이에서 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하고,
    상기 리브는 상기 절연 부재를 가압하는 접촉부 및 상기 절연 부재와 접촉하지 않은 비접촉부를 포함하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절연 부재는 상기 배터리 셀들의 인접한 배터리 셀들 사이에서 연장된 일체형인 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 절연 부재는 개구부들은 포함하고, 각각의 개구부들은 상기 벤트부들의 하나씩에 대응하도록 구비되는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 벤트부들은 상기 배터리 셀들의 캡 플레이트에 구비되고,
    상기 절연 부재는 상기 캡 플레이트와 밀폐되도록 맞물려 접촉하는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 절곡부는 상기 캡 플레이트에서 멀어지는 제2 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 수직인 배터리 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 커버는 일단에 기체 배출구를 구비하는 배터리 모듈.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 절곡부는 상기 수용부와 억지끼움 결합되어 수용되는 배터리 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수용부는 제1 방향을 따라서 상기 커버의 외부 또는 내부에 구비되는 배터리 모듈.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제6항에 있어서,
    상기 비접촉부는 상기 절연 부재의 개구부들에 대응하는 배터리 모듈.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12002939B2 (en) 2019-06-17 2024-06-04 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module including cooling member, and battery pack and energy storage system including the same

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013098105A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Kojima Press Industry Co Ltd 電池モジュール
JP6136230B2 (ja) * 2012-01-16 2017-05-31 株式会社Ｇｓユアサ 組電池及び電源装置
JP6288333B2 (ja) * 2012-01-16 2018-03-07 株式会社Ｇｓユアサ 組電池及び電源装置
JP5998487B2 (ja) * 2012-01-16 2016-09-28 株式会社Ｇｓユアサ 組電池及び電源装置
JP5761164B2 (ja) * 2012-11-30 2015-08-12 トヨタ自動車株式会社 組電池
JP6220536B2 (ja) * 2013-03-25 2017-10-25 矢崎総業株式会社 電池集合体のダクト保持構造
JP6205807B2 (ja) * 2013-04-08 2017-10-04 株式会社Ｇｓユアサ バッテリモジュール
JP6295562B2 (ja) * 2013-09-19 2018-03-20 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電モジュール
KR20150053597A (ko) 2013-11-08 2015-05-18 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
DE102014201825A1 (de) 2014-02-03 2015-08-06 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Batterievorrichtungen
US9768431B2 (en) 2014-02-17 2017-09-19 Ford Global Technologies, Llc Battery pack separator
JP6361231B2 (ja) 2014-03-31 2018-07-25 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
JP6295784B2 (ja) * 2014-03-31 2018-03-20 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
US9853275B2 (en) 2014-04-04 2017-12-26 Ford Global Technologies, Llc Battery pack array separator
JP6046662B2 (ja) * 2014-05-30 2016-12-21 トヨタ自動車株式会社 組電池
DE102014213916A1 (de) 2014-07-17 2016-01-21 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem mit verbessertem Entgasungssystem
DE102014213936A1 (de) * 2014-07-17 2016-02-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Batteriesystemen
US9614210B2 (en) 2014-09-30 2017-04-04 Johnson Controls Technology Company Battery module vent system and method
KR102344362B1 (ko) * 2015-03-11 2021-12-28 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
US10611264B2 (en) 2015-03-23 2020-04-07 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle busbar assembly
JP6507920B2 (ja) * 2015-08-07 2019-05-08 株式会社デンソー 電池パック
JP2018113219A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
CN209401715U (zh) * 2019-04-23 2019-09-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 上盖组件和电池包
JP7275168B2 (ja) * 2019-08-09 2023-05-17 欣旺達電動汽車電池有限公司 バッテリーモジュール
US20230352795A1 (en) * 2021-03-01 2023-11-02 Vehicle Energy Japan Inc. Assembled battery
FR3141814B1 (fr) 2022-11-08 2024-10-11 Plastic Omnium Clean Energy Systems Res Ensemble batterie

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8414397U1 (de) 1984-05-11 1985-09-05 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Akkumulatorenbatterie
JP4515631B2 (ja) * 1997-10-28 2010-08-04 株式会社東芝 ガスマニホールドを備えた燃料電池
JP4370027B2 (ja) * 1999-10-08 2009-11-25 パナソニック株式会社 組電池
JP3927394B2 (ja) * 2001-09-25 2007-06-06 矢崎総業株式会社 電源装置
KR100726503B1 (ko) 2005-12-09 2007-06-11 현대자동차주식회사 연료전지스택 구조
US20070218351A1 (en) 2006-03-17 2007-09-20 Boerner Russell W Battery system with gas discharge device
KR20090017825A (ko) 2007-08-16 2009-02-19 조성화 엔드플레이트 결합구조
JP5331517B2 (ja) 2008-04-14 2013-10-30 日産自動車株式会社 組電池、および組電池を搭載した車両
KR20090128602A (ko) 2008-06-11 2009-12-16 동아공업 주식회사 분리판 일체형 연료전지용 가스켓
JP2010080352A (ja) * 2008-09-27 2010-04-08 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2010277736A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこれを備える車両
JP5466906B2 (ja) 2009-09-18 2014-04-09 パナソニック株式会社 電池モジュール
JP5649811B2 (ja) * 2009-11-09 2015-01-07 三洋電機株式会社 車両用電源装置及びこれを備える車両並びに車両用電源装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12002939B2 (en) 2019-06-17 2024-06-04 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module including cooling member, and battery pack and energy storage system including the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP2538470A1 (en) 2012-12-26
CN102842689A (zh) 2012-12-26
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EP2538470B1 (en) 2016-03-23

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