KR101800815B1 - 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 상측으로 전극부가 노출되도록 배터리 셀이 인서트 사출되어 형성되고 양측으로 돌출되는 접속부를 구비하는 셀유닛이 양측으로 배열되어 이루어지고, 상기 접속부는, 마주보는 셀유닛의 접속부와 접촉되어 그 상측 또는 하측에 전후방으로 관통되는 하나 이상의 냉각공간을 형성하는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈을 제공한다.
본 발명에 따르면, 베터리 셀들을 결합하는 과정에서 배치되는 부재의 종류와 개수를 현저히 저감할 수 있으므로 이는 생산성의 향상과 조립공정의 정확성으로 이어지는 효과가 있다.

Description

셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈{BATTERY MODULE WITH INSERT INJECTION MOLD STRUCTURE OF CELL}
본 발명은 배터리에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 간편한 방식으로 배터리셀 간의 체결이 이루어지면서도 모듈의 결합 신뢰성과 냉각성능이 향상되는 구조를 가지는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
화석 연료의 고갈과 환경 오염에 대한 관심으로 인해 전기 에너지를 이용해 구동되는 전기 자동차에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근에는 내연기관과 전기모터를 구동원으로 병행하여 사용하는 하이브리드 자동차가 상용화되었으며, 전기 에너지만을 이용하는 순수 전기 자동차에 대한 연구 및 상용화가 진행되고 있다.
전기 에너지를 이용해 자동차를 구동하기 위하여는 고전압을 제공하는 배터리가 필수적이다. 이를 위해 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 직렬로 연결하여, 자동차를 구동하는데 필요한 고전압을 발생시키는 배터리 팩이 이용된다.
미국 공개특허 제2010-0173189호는 종래의 배터리셀들을 전기적으로 연결하여 Secondary battery module을 구성하는 방식을 개시하고 있다.
일반적으로 배터리 셀들을 상호 간에 연결함에 있어서 소정의 연결부재 및 체결부재들을 이용하여 조립하고 이들을 전기적으로 연결하는데, 도 1은 종래기술에 따라 배터리 셀들이 연결되어 배터리 모듈을 구성하는 예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 각형의 셀(10)들은 상호 간에 인접되 및 체결되어 모듈을 구성하는데, 각각의 셀(10) 사이에는 이들의 고정 및 냉각을 위한 연결프레임(22)이 개재된다.
이렇게 셀(10)과 연결프레임(22)을 상호 간에 밀착시켜 전체적인 배열이 완료되면 배열의 양단측에는 엔드프레임(21)이 배치되고, 이 상태에서 구조적인 형태를 유지하기 위하여 서포트바(24)와 엔드플레이트(25)들이 체결부재(26)에 의하여 체결이 이루어진다.
또한, 전극(11) 부위에서 버스바의 연결이 이루어지기 전에 절연성을 제공하기 위한 버스바플레이트(23)가 결합된 상태에서 버스바의 연결이 이루어짐으로써 하나의 배터리 모듈이 구성되는 것이다.
상기와 같이 복수의 셀들을 결합하여 배터리 모듈을 구성함에 있어서 다양한 부재들의 사용이 필요하고 이는 제조공정상의 복잡성과 비용을 증가시키는 원인으로 작용한다.
또한, 셀 사이에 배열되는 연결프레임의 경우는 양측에 배치되는 셀과의 사이에 냉각공간을 구비하는데 구조적으로 냉각을 위한 공간의 확보에 제약이 있을 뿐만 아니라 강성의 확보를 위하여 냉각공간을 줄이거나 연결프레임의 구조 자체를 복잡하게 구성해야하는 문제도 있었다.
또한, 이렇게 배터리 모듈이 완성되더라도 배터리 모듈이 배치되는 부위와의 전기적인 간섭을 방지하기 위하여 추가적인 절연부재의 배치가 불가피하였다.
상기와 같이 종래기술에서는 배터리 모듈을 구성하거나 이를 배치하기 위하여 다양한 부재들의 사용이 불가피하여 제조공정이 복잡해지는 문제와 조립공정상 불량이 발생할 확률이 높아지는 문제를 내포하고 있는 것이다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 복수의 배터리 셀 간의 조립 과정에서 부가적인 부재의 사용을 최소화하면서도 구조적인 신뢰성이 향상될 수 있는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 상측으로 전극부가 노출되도록 배터리 셀이 인서트 사출되어 형성되고 양측으로 돌출되는 접속부를 구비하는 셀유닛이 양측으로 배열되어 이루어지고, 상기 접속부는, 마주보는 셀유닛의 접속부와 접촉되어 그 상측 또는 하측에 전후방으로 관통되는 하나 이상의 냉각공간을 형성하는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 접속부는, 전후방으로 긴 리브가 상하 방향으로 복수로서 평행하게 배열되어 인접되는 셀유닛 사이의 냉각공간을 구획할 수 있다.
상기 셀유닛은, 저면이 평판 형상으로 이루어지고 배터리 셀과 외부의 부재 사이를 절연하는 하판부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 셀유닛은, 각각의 전극부를 감싸도록 상측으로 돌출되고 버스바가 안착되는 안착부를 더 구비할 수 있다.
상기 안착부는, 음극과 양극에서 양측의 서로 반대방향으로 개방된 개방부를 포함하고, 각각의 셀유닛은, 개방부가 인접되는 셀유닛의 개방부와 마주보도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 셀유닛은, 안착부 사이에 상측으로 돌출 형성되며 센싱와이어를 고정하는 와이어고정부를 더 구비할 수 있다.
상기 셀유닛은, 인접되는 셀유닛과의 결합 위치를 가이드하도록 일측으로 돌출 형성되는 돌기와 상기 돌기가 삽입되도록 타측에 형성되는 홈으로 이루어지는 가이드부를 더 포함할 수 있다.
상기 셀유닛은, 일측으로 돌출되는 후크부와, 인접된 셀유닛의 후크부가 삽입되어 걸림되는 걸림부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 후크부는, 단부가 상측으로 절곡된 형상으로 이루어지고, 상기 걸림부는, 정단면상 'ㄴ'자로 외부로 연통된 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 베터리 셀들을 결합하는 과정에서 배치되는 부재의 종류와 개수를 현저히 저감할 수 있으므로 이는 생산성의 향상과 조립공정의 정확성으로 이어지는 효과가 있다.
또한, 인서트 사출 공법에 의하여 셀을 수지물로 보호할 수 있고, 냉각유로, 결합가이드, 체결구조 등의 다양한 구조물들을 하나의 사출 공정에 의하여 일체로서 생산할 수 있으므로 생산공정의 효율성은 더욱 형상될 뿐만 아니라, 구조적으로 안정되면서도 배터리의 작동 간 발생되는 열의 방출이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있으므로 작동신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술할 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 종래기술에 의하여 배터리 모듈이 조립되는 경우를 설명하기 위한 사사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈에서 셀들이 배열된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에서 셀 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따라 셀 유닛에 체결구조 및 와이어 고정구조가 적용된 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 2의 셀 유닛들이 체결되어 배터리 모듈을 구성하는 결합과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 종래기술과 본 발명의 배터리 모듈에서 형성된 냉각유로를 비교하는 도면이다.
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 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈에서 셀들이 배열된 상태를 나타내는 사시도이다.
본 발명은 기본적으로 각각의 배터리 셀이 인서트 사출되어 수지물이 셀 외면의 전부 또는 일부를 감싸는 상태로 셀유닛을 구성하고, 이러한 셀유닛들이 배열되어 하나의 배터리 모듈을 이루는 개념을 제공한다.
각각의 셀유닛(100)을 구성하는 배터리 셀들은 외부로 노출된 양극 및 음극 단자인 전극부(101)를 구비하며 도시사항과 같이 각각의 양극 및 음극 단자들이 대략 직렬로 배열되어 외부로 소정의 저장전력을 출력할 수 있도록 한다.
상기 배터리 셀들은 상호 간에 직렬 연결을 위하여 대략 평판인 직사각 형태로 이루어지고 상단측에 두 개의 전극부(101)를 구비하여 이루어지는 예가 도시되어 있으나 이러한 배터리 셀의 종류나 형상은 선택적이다.
배터리 셀이 금형에 배치된 상태에서 소정의 수지물이 주입되는 인서트 사출 방식으로 셀유닛(100)이 형성된다. 인서트 사출 방식이 적용됨에 따라 수지물은 금형의 형상에 의하여 다양한 형태로 이루어질 수 있기 때문에 후술될 바와 같이 체결 및 냉각 구조를 형성하기 위한 다양한 구조의 형성이 하나의 공정으로서 용이하게 이루어질 수 있다.
이러한 셀유닛(100)을 구성하기 위한 수지물은 선택적으로 이루어질 수 있는데 각 부재의 결합관계나 배터리 모듈의 배치관계를 고려하여 절연성이 우수한 재질로서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 셀유닛(100)들은 배터리 셀을 수용한 상태에서 일체로 사출된 수지물이 최소한 상호 간의 밀착 부위와 상하면을 감싸도록 배치되기 때문에 종래기술의 연결프레임(도 1의 2)가 생략됨과 동시에 수지물이 배치된 부위에서 절연성이 제공되면서도 후술될 바와 같이 냉각을 위한 적절한 공간이 확보할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 셀유닛(100)들은 상측으로 전극부(101)가 노출되고, 상호 간에 인접된 부위에서 접촉이 가능하도록 양측으로 돌출되는 접속부(130)를 구비한다. 이러한 접속부(130)는 인접된 셀유닛(100)의 마주보는 접속부(130)에 접촉되어 그 상부 및/또는 하부로 소정의 냉각 공간인 냉각공간(102)을 형성하므로 냉각공간(102)의 형상 및 크기는 접속부(130)의 형태와 배열에 의하여 결정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 접속부(130)는 전후방으로 긴 리브(rib) 형상으로 이루어지고 상하방향으로 복수로서 배열될 수 있고, 상호 간의 결합관계를 고려하여 양측으로 대칭된 형상으로 돌출되어 형성될 수 있다. 도시사항에서는 셀유닛(100)의 일면 및 타면에서 2개의 접속부(130)들이 세트를 이루어 상하방향으로 6개가 배열된 예가 나타나 있으나 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니며 접속부(130)의 두께와 배열은 접촉부위의 강도의 냉각공간(102)의 배치에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 경우에 따라 상기 접속부(130)는 전후방으로 직선 형태가 아닌 절곡되거나 일부가 단절된 형태 등이 선택될 수 있음은 물론이다.
상기 접속부(130) 배열의 하측 즉, 셀유닛(100)의 하단측에는 대략 평판 형상으로 이루어지는 하판부(120)가 배치될 수 있는데, 상기 하판부(120)는 셀유닛(100)의 바닥을 이루어 배터리 셀이 하방으로 노출되지 않도록 감싸는 상태에서 저면이 평판 형태로 이루어지는 것이 바람직하다 .
따라서, 도시사항과 같이 셀유닛(100)들이 상호 간에 양측으로 밀착되어 배열된 상태에서 바닥이 평판 형태로 이루어지고 자동차의 내부와 같은 배터리 모듈이 배치되는 부위와의 절연성이 제공되므로 배터리 모듈의 장비와의 결합관계에서 추가적인 절연재와의 결합 공정이 생략될 수 있는 이점을 가짐에 유의하여야 한다.
또한, 상기 하판부(120)에 대향되는 셀유닛(100)의 상측에서는 양측으로 돌출된 리브 형태로 상판부(110)가 형성될 수 있다. 상기 상판부(110)는 하판부(120)와 마찬가지로 배터리 셀이 상측으로 노출되지 않도록 한 상태에서 절연성을 제공할 수 있다. 이러한 상판부(110)와 하판부(120) 각각 최상단과 최하단에 배치되는 접속부(130)로서 이해될 수 있다.
본 발명의 개념에서는 각각의 셀유닛(100)들이 상호 간에 직접 밀착되어 하나의 배터리 모듈을 이루게 됨은 상기한 바와 같다. 이때, 밀착시에 결합위치를 정확하게 유지할 수 있도록 가이드부(111)가 더 배치될 수 있고, 이러한 가이드부(111)는 인접된 셀유닛(100)에서 상호 마주보는 부위에 형성되는 돌기와 홈 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 하나의 셀유닛(100)을 기준으로 일측에서 돌출된 돌기와 타측에서 돌기가 삽입될 수 있는 형태로 이루어진 홈이 가이드부(111)를 이룰 수 있다. 결합 관계의 확실성과 탈착 가능성을 고려하여 상기 가이드부(111)는 상판부(110)와 하판부(120)에 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 전극부(101)가 배치되는 부위에는 대략 이를 감싸는 형태로서 안착부(140)가 구비될 수 있는데, 이러한 안착부(140)는 전극부(101)들을 연결하는 버스바(busbar)의 배치를 위한 구조물로서 기능할 수 있다.
종래기술에서는 버스바의 결합을 위하여 버스바플레이트(도 1의 23)가 추가적으로 배치되어야 함은 상기한 바와 같다. 본 발명에서는 셀유닛(100)과 일체로서 상기 버스바플레이트을 대체할 수 있는 안착부(140)가 구비되므로 구조의 단순화가 가능하면서도 절연성은 더욱 높아지는 이점을 가진다.
도 3은 상기된 셀유닛을 나타내는 사시도이다.
본 발명의 실시예에서는 셀유닛(100)이 양측으로 돌출되어 상하로 배열되는 복수의 접속부(130)와, 배터리 모듈을 구성한 상태에서 상판 및 하판을 이룰 수 있는 상판부(110) 및 하판부(120)와, 결합 간에 상호 간의 정확한 위치를 가이드할 수 있는 가이드부(111)를 포함하여 이루어짐은 상기한 바와 같다.
양극 및 음극 단자를 이루는 전극부(101)를 감싸는 형태로서 안착부(140)가 상측으로 돌출 형성되어 버스바가 이에 결합될 수 있도록 기능하는데, 도시사항과 같이 인접되는 셀유닛(100)과의 관계 및 버스바와의 결합관계를 고려하여 전후방에 각각 하나씩 형성되는 안착부(140)는 각각 서로 양측의 반대되는 방향으로 개방되어 형성되는 것이 바람직하다.
도 2의 결합상태를 참고하면, 인접되는 셀유닛(100)들 간에는 상호 간에 안착부(140)의 개방부가 마주보는 상태로서 결합될 수 있는데, 이 경우 셀유닛은 안착부(140)의 개방부의 방향성에 따라 2개의 종류로 이루어질 수 있으나 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈에서 셀유닛들 상호 간에 체결구조를 구비하는 개념을 설명하기 위한 부분 확대도이다.
각각의 인접된 셀유닛(100)들이 배열됨에 있어서 가이드부(111)가 정확한 위치를 가이드할 수 있음은 상기한 바와 같고, 이러한 배열 상태에서 종래기술과 같이 서포트바나 엔드플레이트와 같은 부재들에 의하여 전체적인 형상의 고정이 이루어질 수 있다.
다만, 각각의 셀유닛(100)들이 배터리 모듈을 이루는 과정에서 구조적인 결합관계의 신뢰성을 향상하기 위하여 각각 체결구조를 구비하는 것이 더욱 바람직하고, 이를 위하여 추가적인 실시예에서는 어느 한측으로 돌출 형성되는 후크부(151)와, 이에 대응되는 부위에 형성되는 걸림부(152)를 포함할 수 있다.
도시사항에서, 후크부(151)는 상판부(110)에서 양측 중의 어느 하나로 돌출되고 단부측에서 걸림부(152)에 삽입되어 걸림될 수 있는 상측으로 절곡된 형태로 나타나 있다. 상기 걸림부(152)는 정단면상 'ㄴ'자 형태로 이루어져 상방 및 측방으로 연통되고 일측에서 삽입된 후크부(151)의 단차부가 상측의 개구에서 노출될 수 있다.
상기 후크부(151)의 단부의 절곡된 방향과 이에 대응되는 걸림부(152)의 형태는 선택적으로 이루어질 수 있으나 체결상태의 확인 및 결합상태의 해제의 필요성을 고려하여 후크부(151)가 걸림부에 상방으로 걸림되는 것이 바람직하다.
상기 후크부(151)와 걸림부(152)는 상판부(110) 및/또는 하판부(120)에 형성될 수 있고 경우에 따라 각각 복수로서 구비될 수 있으나 가이드부(111)와의 배치관계 관계상 전후방의 중심측에 배치되는 것이 더욱 바람직하다.
도 5는 상기된 셀유닛에서 와이어고정부가 추가된 예를 도시한 부분 확대도이다.
특히 전기자동차용 배터리의 경우는 다수의 배터리 셀들이 충전 및 방전 작동을 위하여 적정한 동작상태를 유지할 수 있도록 배터리 관리시스템(BMS:Battery Management System)에 연결된다. 이때, 각각의 배터리 셀들은 센싱와이어를 통하여 배터리 관리시스템에 연결되는데, 이를 위하여 일반적으로 와이어 고정수단을 구비하였다.
본 발명에서는 셀유닛(100)이 수지물을 통하여 배터리 셀의 결합 및 절연성에 대한 목적을 동시에 달성할 수 있는데, 와이어고정부(160)를 일체로 구비함으로써 이러한 센싱와이어의 고정 및 절연의 기능이 동시에 수행될 수 있는 것이다.
상기 와이어고정부(160)는 안착부(140)의 사이 즉, 상단의 전후방향의 중심측에 형성되어 셀유닛(100)의 배열 상태에서 상호 간에 직렬로 배열되어 센싱와이어를 고정할 수 있다. 이러한 와이어고정부(160)는 상측 및 양측이 개방되고 내주측에서 센싱와이어를 고정할 수 있는 형상으로 이루어지게 된다.
도 6 및 도 7은 상기된 셀유닛에 의하여 배터리 모듈이 형성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
셀유닛(100)들은 수지물에 의하여 상기된 구조들을 형성한 상태로서 상측으로 전극부(101)들을 배열한 상태로 상호 간에 밀착 배열된다. 본 발명의 추가적인 실시예에 따라 각각의 셀유닛(100)이 후크부(151)와 걸림부(152)와 같은 체결구조를 구비하는 경우 전체적인 형태가 유지될 수 있으므로 그 자체로서 배터리 모듈을 구성할 수도 있다. 다만, 도시사항과 같이 셀유닛(100)들의 배열의 상하 및 좌우측의 모서리측에 배치되는 서포트바(224)와, 양 단부측에서 이에 체결부재(226)에 의하여 체결되는 엔드플레이트(225)에 의하여 구조적인 안정성을 더욱 향상할 수 있다.
이 경우 전체적인 외관으로서는 도 1에 도시된 종래기술과의 유사성이 있으나 연결프레임(도 1의 2) 및 버스바플레이트(도 1의 23)이 생략되므로 상호 간의 결합을 위한 부재들의 개수와 복잡성은 현저하게 저감되었음에 유의하여야 한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 하나의 배터리 모듈이 구성된 상태를 나타내며, 이러한 배터리 모듈은 내부에 각 배터리 셀들을 포함한 상태로 외부와의 전기적인 절연성은 물론 방습 또는 방진의 목적도 동시에 달성할 수 있다. 따라서, 배터리 모듈이 버스바와 연결되어 소정의 자동차 내부에 바로 배치될 수 있으므로 배터리 모듈의 장착 공정에 대한 간편성과 신뢰성도 향상되는 것이다.
도 8은 상기된 본 발명의 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈에 의한 냉각공간을 종래기술과 비교하여 나타내는 도면들이다.
도 8의 (a)는 종래기술에 따라 각각의 셀(10)들의 사이에 연결프레임(22)이 개재된 상태에서 배터리 모듈을 이루는 예를 나타낸다.
따라서, 상호 간에 마주보는 하나의 셀(10)의 일면과 다른 셀(10)의 타면 사이에 냉각을 위한 공간을 그 사이에 개재되는 연결프레임(22)의 형상에 의하여 결정되고, 이러한 냉각공간은 도 8의 (b)에 더욱 구체적으로 나타난다.
셀(10)과 셀(10) 사이의 구조적인 연결관계와 강성의 확보를 위하여 연결프레임(22)은 전체적으로 이에 대응되는 판 형태로서 구성되고 양측으로 돌출된 소정의 돌기들을 포함할 수 있다. 이러한 돌기들과 셀(10)의 면 사이에 냉각공간(11)이 형성되는데, 이러한 냉각공간(11)은 연결프레임(22)의 배치로 인하여 좌우측으로 분할된 형태로서 형성된다. 이는 연결프레임(22)에 의하여 냉각공간이 희생되어야 함을 의미한다.
도 8의 (c)는 본 발명의 개념에 따른 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈을 나타내며, 각각의 셀유닛(100) 사이에 추가적인 부재가 배치되지 않음은 상기한 바와 같다.
도 8의 (d)를 참고하면, 셀유닛(100)들 상호 간에는 접속부(130)들이 밀착되어 연결된 상태를 이루게 되는데, 따라서 양측에서 마주보는 접속부(130)들의 상하측에서 냉각공간(102)이 형성되는 것이다.
도 8의 (b)의 종래기술의 경우와 비교하면 연결프레임(22)의 두께에 의하여 희생되는 공간을 냉각공간으로서 활용할 수 있음이 확인되는데, 이에 따라 냉각을 위한 공간을 더욱 크게 확보할 수 있는 것이다.
한편, 종래기술의 경우는 외부의 일부에 연결프레임(22)의 배치와 고정을 위한 돌출 부위가 형성된다. 이에 의하여 외부와 연통되는 냉각공간에 의한 유로는 일부가 폐쇄된 상태가 될 수밖에 없다. 반면에 본 발명에 따르는 경우 각각의 냉각공간(102)이 배터리 모듈의 외부와 연통이 가능하여 열방출이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있는 이점을 가진다.
상기된 본 발명에 따른 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈의 경우, 베터리 셀들을 결합하는 과정에서 배치되는 부재의 종류와 개수를 현저히 저감할 수 있으므로 이는 생산성의 향상과 조립공정의 정확성으로 이어지는 이점을 가진다.
또한, 인서트 사출 공법에 의하여 셀을 수지물로 보호할 수 있고, 냉각유로, 결합가이드, 체결구조 등의 다양한 구조물들을 하나의 사출 공정에 의하여 일체로서 생산할 수 있으므로 생산공정의 효율성은 더욱 향상된다.
또한, 구조적으로 안정되면서도 배터리의 작동간 발생되는 열의 방출이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100...셀유닛 101...전극부
102...냉각유로 110...상판부
111...가이드부 120...하판부
130...접속부 140...안착부
151...후크부 152...걸림부
160...와이어고정부 224...서포트바
225...엔드플레이트 226...체결부재

Claims (9)

  1. 상측으로 전극부가 노출되도록 배터리 셀이 인서트 사출되어 형성되고 양측으로 돌출되는 접속부를 구비하는 셀유닛;이 양측방향으로 배열되고,
    상기 접속부는,
    마주보는 셀유닛의 접속부와 접촉되어 그 상측 또는 하측에 전후방으로 관통되는 하나 이상의 냉각공간을 형성하며,
    상기 셀유닛은, 각각의 전극부를 감싸도록 상측으로 돌출되고 버스바가 안착되는 안착부를 더 포함하고,
    상기 안착부는, 음극과 양극에서 양측의 서로 반대방향으로 개방된 개방부를 포함하며,
    각각의 셀 유닛은, 개방부가 인접되는 셀유닛의 개방부와 마주보도록 배치되며,
    서로 인접한 셀유닛에 각각 구비되어 상기 개방부를 통해 서로 마주보는 한 쌍의 전극부는 각각의 셀유닛에 구비된 안착부의 상호 교합에 의해 둘러싸인 공간 내에 위치하는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속부는,
    양측에 각각 두 개 이상이 배치되고 전후방으로 긴 리브가 상하 방향으로 평행하게 배열되고 인접되는 셀유닛 사이의 냉각공간을 구획하는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셀유닛은,
    저면이 평판 형상으로 이루어지고 배터리 셀과 외부의 부재 사이에 절연을 제공하는 하판부를 더 포함하는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셀유닛은,
    안착부 사이에 상측으로 돌출 형성되며 센싱와이어를 고정하는 와이어고정부를 더 포함하는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 셀유닛은,
    인접되는 셀유닛과의 결합 위치를 가이드하도록 일측으로 돌출 형성되는 돌기와 상기 돌기가 삽입되도록 타측에 형성되는 홈으로 이루어지는 가이드부를 더 포함하는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셀유닛은,
    일측으로 돌출되는 후크부와, 인접된 셀유닛의 후크부가 삽입되어 걸림되는 걸림부를 더 포함하는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 후크부는,
    단부가 상측으로 절곡된 형상으로 이루어지고,
    상기 걸림부는,
    정단면상 'ㄴ'자 형상으로 이루어지는 셀 인서트 사출구조를 구비하는 배터리 모듈.
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