KR101708366B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 일방향으로 정렬된 복수개의 배터리 셀; 상기 복수개의 배터리 셀 사이에 개재되는 배리어; 및 상기 배터리 셀과 배리어를 수용하는 하우징;을 포함하고, 상기 배리어는 복수개의 돌출부를 구비한 하나 이상의 브리지와, 상기 브리지의 일단 및 타단에 각각 연결되는 제1 및 제2 측면부재를 포함하고, 상기 제1 및 제2 측면부재는 하나 이상의 개구부가 구비되는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.

Description

배터리 모듈 {BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리 모듈이 개발되고 있으며, 상기한 고출력 배터리 모듈은 고전력을 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.
이러한 기체는 배터리 셀의 외형을 변화시킬 수 있으며, 이에 따라 복수개의 배터리 셀을 정렬시킴으로써 형성된 배터리 모듈의 형태에 영향을 주어, 상기 배터리 셀을 견고하게 고정시키는데 방해된다.
대한민국 등록특허공보 제10-0717751호 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0117824호
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 부피가 감소하고 경량화된 배터리 모듈을 제공하기 위한 새로운 타입의 배리어를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 열전달 매체의 유로를 효율적으로 제공할 수 있는 배리어를 구비한 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 일방향으로 정렬된 복수개의 배터리 셀; 상기 복수개의 배터리 셀 사이에 개재되는 배리어; 및 상기 배터리 셀과 배리어를 수용하는 하우징;을 포함하고, 상기 배리어는 복수개의 돌출부를 구비한 하나 이상의 브리지와, 상기 브리지의 일단 및 타단에 각각 연결되는 제1 및 제2 측면부재를 포함하고, 상기 제1 및 제2 측면부재는 하나 이상의 개구부가 구비되는 배터리 모듈을 포함한다.
상기 하우징은 상기 배터리 셀의 외측에 배치된 한쌍의 제1 및 제2 엔드 플레이트 및 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트를 연결하는 연결부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 연결부재는 배터리 셀의 양측면을 지지하는 사이드 플레이트 및 배터리 셀의 바닥면을 지지하는 바텀 플레이트를 포함할 수 있다.
브리지는 배터리 셀의 폭에 대응하는 길이로 구비되고, 상기 돌출부는 상기 브리지 상에 일정간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 상기 브리지는 복수개가 나란하도록 정렬되어 구비되되, 상기 배터리 셀의 길이방향으로 일정간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
상기 돌출부는 원형 또는 다각형의 통형태로 구비될 수 있다.
상기 개구부는 상기 제1 또는 제2 측면부재에서 상기 브리지의 일단 및 타단과 연결되지 않은 부분에 구비될 수 있다.
상기 제1 또는 제2 측면부재는 배터리 셀의 길이방향으로 나란하도록 구비되어, 상기 브리지와 수직하게 연결될 수 있다.
상기 제1 또는 제2 측면부재는 배터리 셀의 측면에 대면하도록 구비되는 사각형의 평판일 수 있다.
상기 브리지는 복수개가 제1 또는 제2 측면부재의 길이방향으로 이격되어 연결되되, 상기 제1 또는 제2 측면부재의 중심부에 구비될 수 있다.
상기 개구부는 제1 또는 제2 측면부재의 길이방향으로 이격되어 구비되는 복수개의 홀을 포함할 수 있다.
상기 배리어는 제1 및 제2 측면부재를 연결하되, 상기 배터리 셀의 바닥면에 대응하도록 구비되는 하부부재를 더 포함할 수 있다.
상기 하부부재는 상기 제1 및 제2 측면부재에서 연장되어 구비되되, 상기 제1 및 제2 측면부재와 동일한 폭으로 구비될 수 있다.
이때, 상기 하부부재는 상기 하부부재의 중심에서 상부측으로 돌출되어 구비되는 가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가이드부는 브리지와 나란하도록 구비되되, 상기 제1 측면부재의 일단과 제2 측면부재의 일단을 연결하도록 연장되어 구비될 수 있다.
상기 배리어는 제1 및 제2 측면부재를 연결하되, 상기 배터리 셀의 캡 조립체에 대응하도록 구비되는 상부부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 또는 제2 측면부재는 상기 배터리 셀의 측면에 대응하도록 구비되되, 상기 배터리 셀의 상부 모서리에서 절곡되어 배터리 셀의 캡 조립체의 일부를 감싸도록 연장될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 신규한 배리어를 채용하여 부피가 감소하고 경량화된 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 배터리 셀 사이에 열전달 매체의 유로를 효율적으로 제공할 수 있는 배리어를 구비한 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 모듈의 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 배터리 모듈의 분해사시도.
도 3은 본 실시예에 따른 배터리 셀에 개재된 배리어의 사시도.
도 4a는 본 실시예에 따른 배리어의 사시도.
도 4b는 본 실시예에 따른 배리어의 측면도.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배리어의 사시도.
도 5b는 도 5a의 배리어의 측면도.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배리어의 사시도.
도 6b는 도 6a의 배리어의 측면도.
도 7a는 본 발명의 그 밖의 실시예에 따른 배리어의 사시도.
도 7b는 도 7a의 배리어의 측면도.
도 8a는 본 발명의 기타의 실시예에 따른 배리어의 사시도.
도 8b는 도 8a의 배리어의 측면도.
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 도시한 배터리 모듈의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈 (100)은 일방향으로 정렬된 복수개의 배터리 셀 (10); 상기 복수개의 배터리 셀 (10) 사이에 개재되는 배리어 (150); 및 상기 배터리 셀 (10)과 배리어 (150)를 수용하는 하우징 (110, 120, 130, 140);을 포함하고, 상기 배리어 (150)는 복수개의 돌출부 (154)를 구비한 하나 이상의 브리지 (153)와, 상기 브리지 (153)의 일단 및 타단에 각각 연결되는 제1 및 제2 측면부재 (151, 152)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 측면부재 (151, 152)는 하나 이상의 개구부가 구비된다.
배터리 셀 (10)은 전극 조립체와 전해액을 전지 케이스에 수용시킨 다음, 상기 전지 케이스를 캡 조립체 (14)로 밀폐시킴으로써 제조될 수 있고, 상기 전지 케이스의 바닥면은 일반적으로 상기 캡 조립체 (14)에 대항하여 구비된다. 캡 조립체 (14)는 상기 캡 조립체 (14) 상의 양끝단에 구비되는 양극 단자 (11) 및 음극단자 (12)와, 상기 단자들 (11, 12) 사이에 구비되는 벤트 (13)를 포함할 수 있다. 상기 전극 조립체는 양극판 및 음극판과, 이들 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어질 수 있다. 상기 양극판은 양극 단자 (11)와 연결되고, 음극판은 음극 단자 (12)와 연결되어, 전극 조립체 및 전해액의 전기 화학적인 반응에 의하여 발생하는 에너지는 외부로 전달된다. 또한, 벤트 (13)는 배터리 셀 (10) 내부에서 발생하는 기체를 외부로 방출하는 통로의 역할을 한다.
하우징 (110, 120, 130, 140)은 복수개의 배터리 셀 (10)과 배리어 (150)를 고정시킴으로써 배터리 모듈 (100)로 형성시킬 수 있다. 상기 하우징 (110, 120, 130, 140)은 정렬된 배터리 셀 (10)의 양끝단서 서로 대향하도록 배치된 한쌍의 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)와 이들 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)를 연결하는 연결부재 (130, 140)로 이루어질 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)와 연결부재 (130, 140)는 복수개의 배터리 셀 (10)을 수용하기 위하여 일정 공간을 구획하고, 배터리 셀 (10)들은 구획된 공간속에 일방향으로 정렬되어 구비될 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀 (10)은 넓은 전면이 서로 대향하도록 나란하게 정렬된다. 이웃한 두 배터리 셀 (10)의 양극 단자 (11) 또는 음극 단자 (12)는 버스바 (bus-bar) (15)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 버스바 (15)에는 양극 단자 (11) 및 음극 단자 (12)가 관통할 수 있는 홀이 구비되고, 상기 홀을 통하여 양극 단자 (11) 및 음극 단자 (12)가 관통하여 연결된 버스바 (15)는 너트 (16) 등의 부재에 의하여 고정될 수 있다.
연결부재 (130, 140)는 배터리 셀 (10)의 양측면을 지지하는 사이드 플레이트 (130) 및 배터리 셀 (10)의 바닥면을 지지하는 바텀 플레이트 (140)를 포함할 수 있다. 한쌍의 사이드 플레이트 (130)는 배터리 셀 (10)의 양측면을 지지하고, 바텀 플레이트 (140)는 상기 배터리 셀 (10)의 바닥면을 지지할 수 있다. 사이드 플레이트 (130)와 바텀 플레이트 (140)의 일단은 각각 제1 엔드 플레이트 (110)에 체결되고, 이들의 타단은 제2 엔드 플레이트 (120)에 체결됨으로써 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)를 연결할 수 있다. 이때, 체결은 볼트-너트 등에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)는 각각 양끝에 구비되는 배터리 셀 (10)과 면접촉하도록 배치되어, 복수개의 배터리 셀 (10)을 내측으로 가압할 수 있다 (예컨대, 상기 배터리 셀들을 서로 압축되도록). 이때, 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)에 의하여 지지되는 복수개의 배터리 셀 (10)은 양극 단자 (11) 및 음극 단자 (12)가 서로 교대로 배치되도록 정렬되어, 이웃하는 단자를 직렬이 되도록 연결할 수 있다.
전술한 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)와 한쌍의 사이드 플레이트 (130) 및 바텀 플레이트 (140)는 복수개의 배터리 셀 (10)을 안정적으로 고정하기 위함으로, 본 실시예의 형태에 제한되지 않고 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 또한, 상기 배터리 셀 (10)의 연결 구조 및 배터리 셀 (10)의 개수는 배터리 모듈 (100)의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 배터리 셀에 개재된 배리어의 사시도이고, 도 4a는 본 실시예에 따른 배리어의 사시도이고, 도 4b는 본 실시예에 따른 배리어의 측면도이다.
도 3 내지 도 4b를 참조하면, 복수개의 배터리 셀 (10) 사이에 개재되는 배리어 (150)는 돌출부 (154)를 구비한 하나 이상의 브리지 (153)와, 상기 브리지 (153)의 일단 및 타단에 각각 연결되는 제1 및 제2 측면부재 (151, 152)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 측면부재 (151, 152)는 하나 이상의 개구부 (151b, 152b)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)는 배터리 셀 (10)의 길이방향으로 나란하도록 구비되어, 상기 브리지 (153)와 수직하게 연결될 수 있다.
브리지 (153)는 일반적으로 배터리 셀 (10)의 폭에 대응하는 길이로 구비되고, 상기 돌출부 (154)는 상기 브리지 (153) 상에 일정간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 또한, 상기 브리지 (153)는 복수개가 나란하도록 정렬되어 구비되되, 상기 배터리 셀 (10)의 길이방향으로 일정간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
배리어 (150)는 이웃하는 배터리 셀 (10) 사이에 개재되어, 배터리 셀 (10)들을 서로 이격시킬 수 있다. 따라서, 상기 배리어 (150)에 의하여 배터리 셀 (10) 사이에는 공간이 구비될 수 있다. 이러한 공간은 복수회의 충방전과정에서 배터리 셀 (10)에서 발생하는 열이 누적되지 않도록 열을 방출하는 통로의 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 공간은 배터리 셀 (10)의 냉각 또는 가열을 위한 열전달 매체의 통로 (U1 ~ U2)가 될 수도 있다. 즉, 열전달 매체는 상기 배터리 모듈 (100)의 일측에서 유입 (U1)되어 배리어 (150)에 의하여 구비된 공간을 통과하면서, 배터리 셀 (10)의 넓은 면과 직접 대면하여 열교환을 하고 배터리 모듈 (100)의 타측으로 배출 (U2)되어 배터리 셀 (10)이 소정의 온도로 유지할 수 있도록 한다.
통상 배리어는 배터리 셀에 대응하도록 구비되는 판상형부재와 상기 판상형부재 상에 구비되는 돌출부로 이루어진다. 판상형부재는 배터리 셀의 넓은 전면과 대면하도록 구비되어, 돌출부에 의하여 이격된 공간만이 열전달 매체의 이동 통로로 작용할 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 배리어는 브리지와, 상기 브리지에 구비된 돌출부로 되어 있다. 따라서, 통상의 판상형부재와는 다르게 배터리 셀과 돌출부에 의하여 구비된 공간뿐 아니라, 상기 브리지와 브리지 사이의 공간도 열전달 매체의 통로가 될 수 있다. 따라서, 동일한 부피를 갖는 배터리 모듈에서, 본 발명에 따른 배리어를 채용한 배터리 모듈은 열전달 매체의 이동 통로가 증가되어 단시간내에 효과적으로 배터리 셀을 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 또한, 배터리 셀의 열교환 효율이 향상되므로, 필요한 열전달 매체량을 감소시킬 수 있으므로, 생산비를 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 통상의 판상형부재로 이루어진 배리어를 채용한 배터리 모듈에 비하여 경량화할 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 배리어 (150)는 상기 브리지 (153)를 연결하는 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)를 포함할 수 있고, 상기 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)는 배터리 셀 (10)의 측면에 대면하도록 구비되는 사각형의 평판일 수 있다. 상기 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)는 복수개의 브리지 (153)를 이격시킴과 동시에 일렬로 정렬되도록 구비시킬 수 있다. 동시에, 상기 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)는 배터리 셀 (10)의 측면과 대응하는 형태로 구비되어 배리어 (150)의 기본 틀을 제공할 수 있다.
배리어 (150)에 있어서, 브리지 (153)는 배터리 셀 (10)의 넓은 면과 대응하도록 구비되고, 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)는 배터리 셀 (10)의 양측면에 대응하도록 구비된다. 예컨대, 브리지 (153)는 복수개가 제1 및 제2 측면부재 (151, 152)의 길이방향을 따라서 이격되어 연결되되, 상기 제1 및 제2 측면부재 (151, 152)의 중심부에 구비될 수 있다. 따라서, 상기 브리지 (153)와 제1 및 제2 측면부재 (151, 152)는 서로 연결되되, 예컨대 상기 브리지 (153)가 상기 제1 및 제2 측면부재 (151, 152) 사이에서 연장될 수 있다.
통상, 복수개의 배터리 셀 (10)은 경량화하기 위하여 일체형 하우징을 이용하지 않고, 브라켓 또는 플레이트와 같은 부재를 연결하여 배터리 셀 (10)을 고정시키는데, 이와 같은 부재들은 일체형 하우징에 비하여 배터리 셀 (10)의 고정력이 저하될 수 있다. 이를 보완하기 위하여, 이러한 부재의 개수를 증가시키면, 배터리 셀 (10)을 고정하는 힘은 증가될 수 있으나, 일체형 하우징에 비하여 경량화 정도가 미비할 수 있다. 따라서, 상기 하우징을 경량화시키면서, 배터리 셀 (10)을 견고하게 고정시키기 위하여 배리어 (150)의 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)를 배터리 셀 (10)의 측면에 대면하도록 구비되는 사각형의 평판으로 구비시킬 수 있다. 이때, 상기 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)는 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)의 중심부에서 대략 수직하도록 (예컨대, 대략 90도의 각도로) 브리지 (153)와 연결됨으로써, 배터리 셀 (10)을 더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)에는 하나 이상의 개구부 (151b, 152b)를 구비할 수 있는 데, 상기 개구부 (151b, 152b)는 열전달 매체의 유입구 또는 배출구로 작용할 수 있다. 상기 개구부 (151b, 152b)는 상기 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)에서 상기 브리지 (153)의 일단 및 타단과 연결되지 않은 부분에 구비될 수 있다.
본 발명의 브리지 (153)로 이루어지는 배리어 (150)의 형태를 유지하기 위하여, 상기 브리지 (153)의 일단은 제1 측면부재 (151)와 브리지 (153)의 타단은 제2 측면부재 (152)와 연결되어 결합될 수 있다. 이와 같이 결합되는 부위를 결합부 (151a, 152a)라 할 때, 상기 결합부 (151a, 152a)는 브리지 (153)의 일단 및 타단에 대응하도록 구비될 수 있다. 즉, 베터리 셀 (10)의 길이방향으로 상기 결합부 (151a, 152a)의 길이는 브리지 (153)의 일단 및 타단의 길이에 대응하도록 구비되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 개구부 (151b, 152b)는 배터리 셀 (10)의 길이방향으로 상기 브리지 (153)가 결합되는 부분인 결합부 (151a, 152a)를 제외하는 부분에 구비되되, 상기 결합부 (151a, 152a)와 교대로 구비될 수 있다.
제1 및 제2 측면부재 (151, 152)는 배터리 셀 (10)의 측면을 고정함과 동시에, 브리지 (153)와 연결되고, 또한 배터리 셀 (10)과 브리지 (153) 사이를 통과하는 열전달 매체의 유입구 또는 배출구 (U1, U2, 도 3)로써 역할을 할 수 있다. 따라서, 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)에 결합부 (151a, 152a)와 개구부 (151b, 152b)를 구비시킬 수 있다. 상기 개구부 (151b, 152b)는 제1 또는 제2 측면부재 (151, 152)의 길이방향으로 이격되어 구비되는 복수개의 홀일 수 있다. 이때, 상기 개구부 (151b, 152b)는 사각형태의 홀을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 측면부재 (151, 152)에서, 개구부 (151b, 152b)를 결합부 (151a, 152a)와 결합부 (151a, 152a) 사이에 구비시키되, 개구부 (151b, 152b)를 사각형태의 홀로 구비시킴으로써, 배터리 셀 (10)의 열교환 효율을 증가시키고, 배리어 (150)를 소정의 강도 이상으로 유지시킬 수 있다.
이하에서, 도 5a 내지 도 8b를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 후술할 내용을 제외하고는, 도 1 내지 도 4b에서 설명한 실시예에 기재된 내용과 유사하므로 이에 대한 자세한 내용은 설명한다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배리어의 사시도이고, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배리어의 측면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 배리어 (250)는 상기 하나 이상의 돌출부 (254)를 구비한 브리지 (253)와, 상기 브리지 (253)를 연결하는 제1 또는 제2 측면부재 (251, 252)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 또는 제2 측면부재 (251, 252)는 상기 브리지 (253)와 연결되어 결합되는 부분인 결합부 (251a, 252a)와 상기 결합부 (251a, 252a) 사이에 구비되는 개구부 (251b, 252b)를 포함할 수 있다.
개구부 (251b, 252b)는 열전달 매체의 유입구 또는 배출구의 역할을 할 수 있으므로, 배터리 셀의 열교환 효율을 향상시키기 위해서는 개구부 (251b, 252b)의 크기가 클수록 바람직하다. 즉, 개구부 (251b, 252b)의 크기를 증가시키기 위해서는 상대적으로 결합부 (251a, 252a)가 차지하는 면적이 작을수록 유리하다. 따라서, 브리지 (253)의 두께를 감소시킴으로써, 상기 브리지 (253)와 결합되는 결합부 (251a, 252a)의 면적을 감소시킬 수 있고, 또한, 배터리 셀과 배리어 (250) 사이에 구비되는 브리지 (253)의 면적을 감소시킴으로써 배터리 셀과 열전달 매체의 접촉면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 실시예와 같이 개구부 (251b 252b)의 크기를 증가시키는 반사적인 효과로, 결합부 (251a, 252a) 및 브리지 (253)의 크기가 감소되므로, 배터리 모듈을 더욱 경량화시킬 수 있다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배리어의 사시도이고, 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배리어의 측면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 배리어 (350)는 브리지 (353)와, 상기 브리지 (353)와 결합되는 결합부 (351a, 352a)와 개구부 (351b, 352b)를 포함할 제1 또는 제2 측면부재 (351, 352)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 브리지 (353)는 하나 이상의 돌출부 (354)를 포함할 수 있다.
돌출부 (354)는 브리지 (253) 상에 돌출되도록 구비되어, 배터리 셀와 직접 접할 수 있다. 상기 돌출부 (354)는 배터리 셀을 효과적으로 이격시킴과 동시에, 배터리 셀과 면접촉함으로써 상기 배터리 셀과의 이격거리를 안정적으로 유지시킬 수 있다. 예컨대, 돌출부 (354)는 원형 또는 다각형의 통형태로 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 다각형의 통형태로 구비시켰다.
도 7a는 본 발명의 그 밖의 실시예에 따른 배리어의 사시도이고, 도 7b는 본 발명의 그 밖의 실시예에 따른 배리어의 측면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 배리어 (450)는 상기 하나 이상의 돌출부 (454)를 구비한 브리지 (453)와, 상기 브리지 (453)를 연결하는 제1 또는 제2 측면부재 (451, 452)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 또는 제2 측면부재 (451, 452)는 상기 브리지 (453)와 결합되는 결합부 (451a, 452a)와 열전달 매체의 통로가 되는 개구부 (451b, 452b)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 배리어 (450)는 제1 및 제2 측면부재 (451, 452)를 연결하되, 상기 배터리 셀의 바닥면에 대응하도록 구비되는 하부부재 (455)를 더 포함할 수 있다.
상기 하부부재 (455)는 상기 제1 및 제2 측면부재 (451, 452)를 연장하도록 구비되되, 상기 제1 및 제2 측면부재 (451, 452)와 동일한 폭으로 구비될 수 있다. 상기 하부부재 (455)는 배터리 셀의 바닥면을 지지하여 배터리 셀을 더욱 견고하게 고정할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 측면부재 (451, 452)를 연결함으로써, 배리어 (450)의 기계적 강도를 보강할 수 있다.
또한, 하부부재 (455)는 상기 하부부재 (455)의 중심에서 상부측으로 돌출되어 구비되는 가이드부 (456)를 더 포함할 수 있다. 상기 가이드부 (456)는 브리지 (453)와 나란하도록 구비되되, 상기 제1 측면부재 (451)의 일단과 제2 측면부재 (452)의 일단을 연결하도록 연장되어 구비될 수 있다.
상기 배리어 (450)의 하부부재 (455)는 브리지 (453)에 의하여 이격된 이웃하는 배터리 셀의 바닥면이 안착되는 부분으로, 상기 배터리 셀은 돌출부 (454)를 구비한 브리지 (453)에 의하여 이격된 간격만큼 서로 이격되어 구비될 수 있다. 이때, 하부부재 (455)에 구비된 가이드부 (456)은 이웃하는 배터리 셀의 바닥면의 위치를 가이드하고, 또한 배터리 셀의 하부부재의 측면부재와 대면하도록 구비되므로, 진동 등의 외력에 대하여 배터리 셀을 안정적으로 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 가이드부 (456)는 하부부재 (455)의 대략 중심에서 구비되어, 가이드부 (456)의 일단 (456a)이 제1 측면부재 (451)의 일단과 접하고, 상기 가이드부 (456)의 타단 (456b)이 제2 측면부재 (452)의 일단과 접하도록 구비될 수 있다. 상기 가이드부 (456)가 제1 및 제2 측면부재 (451, 452)를 서로 연결하도록 구비됨으로써, 배터리 셀의 바닥면을 더욱 안정적으로 고정시킬 수 있다.
도 8a는 본 발명의 기타의 실시예에 따른 배리어의 사시도이고, 도 8b는 본 발명의 기타의 실시예에 따른 배리어의 측면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 배리어 (550)는 상기 하나 이상의 돌출부 (554)를 구비한 브리지 (553)와, 상기 브리지 (553)를 연결하는 제1 또는 제2 측면부재 (551, 552)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 또는 제2 측면부재 (551, 552)는 상기 결합부 (551a, 552a)와 개구부 (551b, 552b)를 포함할 수 있다. 상기 배리어 (550)는 제1 및 제2 측면부재 (551, 552)를 연결하되, 상기 배터리 셀의 바닥면에 대응하도록 구비되는 하부부재 (555)를 포함할 수 있고, 이때 하부부재 (555)에는 이웃하는 배터리 셀의 바닥면의 위치를 가이드하는 가이드부 (556)를 구비할 수 있다.
본 실시예에 따른 배리어 (550)는 상기 제1 또는 제2 측면부재 (551, 552)는 상기 배터리 셀의 측면에 대응하도록 구비되되, 상기 배터리 셀의 상부 모서리에서 절곡되어 배터리 셀의 캡 조립체의 일부를 감싸도록 연장되는 배터리 셀의 모서리 고정부 (551c, 552c)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 구비된 모서리 고정부 (551c, 552c)는 배터리 셀의 상부면의 양측 모서리를 고정할 수 있다. 따라서, 상기 배리어 (550)는 배터리 셀의 양측면, 바닥면 및 캡 조립체의 적어도 일부를 감싸도록 구비됨으로써, 외력에 의해서 배터리 셀이 진동하지 않도록 견고하게 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 배리어 (550)는 제1 및 제2 측면부재 (551, 552)를 연결하되, 상기 배터리 셀에 대응하도록 구비되는 상부부재 (557)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상부부재 (557)는 제1 및 제2 측면부재 (551, 552)에서 연장되는 양쪽 모서리 고정부 (551c, 552c)를 연장하도록 구비되므로, 상기 배리어 (550)는 내부에 브리지 (553)를 포함하는 사각형의 프레임형상일 수 있다.
상부부재 (557)는 브리지 (553)와 나란하도록 구비되어, 배터리 셀의 상부면과 캡 조립체가 연결되는 부분에 접하는 지지부 (557a)와 상기 지지부 (557a)의 대략 중심부에서 절곡된 플랜지부 (556b)를 포함할 수 있다.
상기 지지부 (557a)는 대략 돌출부 (554)를 구비한 브리지 (553)와 유사한 두께로 구비되어, 상기 브리지 (553)와 이격되어 정렬되도록 구비될 수 있다. 따라서, 상기 지지부 (557a)의 일단은 제1 측면부재 (551)의 모서리 고정부 (551c)에서 연장되고, 지지부 (557a)의 타단은 제2 측면부재 (552)의 모서리 고정부 (552c)와 연결될 수 있다. 이와 같이, 지지부 (557a)는 브리지 (552)와, 상기 하부부재 (555)에 구비되는 가이드부 (556)와 서로 나란하도록 정렬되어, 이웃하는 배터리 셀 사이에 개재될 수 있다.
상기 지지부 (557a)의 대략 중심부에서 절곡된 플랜지부 (557b)는 배터리 셀의 캡 조립체에 대응하도록 구비될 수 있다. 캡 조립체에는 전술한 바와 같이, 양극 단자 및 음극 단자 등의 다양한 부재들이 구비될 수 있다. 상기 플랜지부 (557b)는 캡 조립체의 형태에 대응하도록 구비되되, 이때, 캡 조립체에 구비되는 부재들의 형태에 따라서, 서로 간섭하지 않도록 구비될 수 있다. 이와 같이, 상부부재 (557)에서, 지지부 (557a)는 양측 모서리 고정부 (551c, 552c)와 연결되어 배리어 (550)의 강도를 향상시키고, 또한 플랜지부 (557b)가 연장되도록 지지할 수 있다. 따라서, 상기 플랜지부 (557b)는 배터리 셀의 캡 조립체를 하부측으로 가압하여 배터리 셀을 견고하게 고정할 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: 벤트
14: 캡 조립체 15: 버스바
16: 너트 100: 배터리 모듈
110, 120: 제1 및 제2 엔드 플레이트
130: 사이드 플레이트
140: 바텀 플레이트
150, 250, 350, 450, 550: 배리어
151, 251, 351, 451, 551: 제1 측면부재
152, 252, 352, 452, 552: 제2 측면부재
151a, 152a, 251a, 252a, 351a, 352a, 451a, 452a, 551a, 552a: 결합부
151b, 152b, 251b, 252b, 351b, 352b, 451b, 452b, 551b, 552b: 개구부
153, 253, 353, 453, 553: 브리지
154, 254, 354, 454, 554: 돌출부
455, 555: 하부부재
456, 556: 가이드부
551c, 552c: 모서리 고정부
557: 상부부재
556a: 지지부
557b: 플랜지부

Claims (18)

  1. 복수개의 배터리 셀;
    인접한 배터리 셀 사이에 구비되는 배리어;를 포함하고,
    상기 배리어는
    개구부를 갖는 제1 측면부재;
    개구부를 갖는 제2 측면부재; 및
    상기 제1 측면부재에서 제2 측면부재로 연장된 복수개의 브리지 (bridge);를 포함하며,
    상기 배터리 셀과 배리어를 수용하는 하우징을 포함하되,
    상기 브리지의 각각은 적어도 하나 이상의 돌출부를 갖고,
    상기 제1 측면부재 및 제2 측면부재는, 제1 방향을 따라 서로 마주하며,
    상기 제1 측면부재 및 제2 측면부재는, 인접한 양편 배터리 셀의 측면을 덮고,
    상기 복수개의 브리지는 상기 제1 측면부재에 연결된 일단과 상기 제2 측면부재에 연결된 타단을 갖고, 상기 일단으로부터 타단을 향하여 상기 제1 방향을 따라 나란하게 연장되되, 서로에 대해 이격되어 그 사이로 열전달 매체의 이동 통로가 형성되는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 돌출부의 두께는 상기 돌출부가 돌출되는 브리지의 두께보다 두껍게 구비되는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 돌출부의 높이는 상기 돌출부가 돌출되는 브리지의 높이보다 높게 구비되는 배터리 모듈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 측면부재는 각각의 인접한 배터리 셀의 가장자리를 덮는 평판을 포함하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 브리지는 상기 제1 및 제2 측면부재를 따라 서로 이격되어 구비되는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 측면부재 상에 구비되는 개구부는 상기 브리지로부터 이격되는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 측면부재는 각각 복수개의 개구부를 포함하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 배리어는 제1 및 제2 측면부재 사이에서 연장되는 하부부재를 더 포함하고, 상기 하부부재는 인접한 배터리 셀의 바닥면을 덮는 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하부부재는 상기 하부부재의 길이를 따라 돌출된 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는 인접한 배터리 셀 사이에 구비되는 배터리 모듈.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 하부부재의 폭은 상기 제1 및 제2 측면부재의 폭에 대응하도록 구비되는 배터리 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 제1 및 제2 측면부재 사이에서 연장되는 상부부재를 더 포함하고, 상기 상부부재는 상기 제1 및 제2 측면부재와 연결되는 지지부와, 인접하는 배터리 셀의 캡 조립체를 덮도록 배치되되 상기 지지부에서 연장된 플랜지부를 포함하는 배터리 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 측면부재는 각각 인접하는 배터리 셀의 캡 조립체의 일부를 덮고, 각각의 측면부재의 모서리에서 상기 배터리 셀을 향하도록 연장되는 모서리 고정부를 더 포함하는 배터리 모듈.
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 배터리 셀의 양끝단에서 서로 대향하도록 배치된 한쌍의 엔드 플레이트, 및 상기 한쌍의 엔드 플레이트 사이에서 연장되어 상기 한쌍의 엔드 플레이트에 연결되는 연결부재를 포함하는 배터리 모듈.
  18. 복수개의 배터리 셀;
    인접한 배터리 셀 사이에 구비되는 배리어;를 포함하고,
    상기 배리어는
    개구부를 갖는 제1 측면부재;
    개구부를 갖는 제2 측면부재; 및
    상기 제1 측면부재에서 상기 제2 측면부재로 연장된 복수개의 브리지;를 포함하되 상기 브리지의 높이는 상기 제1 및 제2 측면부재의 높이보다 낮게 구비되고,
    상기 배터리 셀과 배리어를 수용하는 하우징을 포함하되,
    상기 브리지의 각각은 적어도 하나 이상의 돌출부를 갖고,
    상기 제1 측면부재 및 제2 측면부재는, 제1 방향을 따라 서로 마주하며,
    상기 제1 측면부재 및 제2 측면부재는, 인접한 양편 배터리 셀의 측면을 덮고,
    상기 복수개의 브리지는 상기 제1 측면부재에 연결된 일단과 상기 제2 측면부재에 연결된 타단을 갖고, 상기 일단으로부터 타단을 향하여 상기 제1 방향을 따라 나란하게 연장되되, 서로에 대해 이격되어 그 사이로 열전달 매체의 이동 통로가 형성되는 배터리 모듈.
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