KR102038060B1 - 배터리 셀 모듈 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 셀 모듈 조립체에 관한 것으로, 다수개의 배터리 셀이 적층된 셀 모듈을 하나씩 패킹하여 셀 모듈 단위의 패킹을 구현함으로써, 다수개의 셀 모듈을 동시에 패킹하지 않아도 되므로, 동일한 개수의 셀 모듈을 사용 기기에 적용하는 경우, 각각 개별적으로 분리 배치할 수 있어 공간 효율이 높고 사용 범위를 더욱 확대할 수 있으며, 셀 모듈 패킹 단위마다 방열, 방수 및 방진 기능을 갖도록 함으로써, 배터리 셀에서 발생하는 열을 외부 발산하여 안정적인 동작을 가능하게 하고, 방수 기능 및 방진 기능을 통해 구조적인 안정성을 유지하여 더욱 안전하고 안정적인 사용이 가능하고, 방열 플레이트를 통해 셀 모듈을 이루는 다수개의 배터리 셀 각각으로부터 열을 외부로 발산시키고, 셀 모듈 단위가 아니라 배터리 셀 각각에 대한 충격 완충 구조를 적용함으로써, 배터리 셀 각각의 성능을 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있는 배터리 셀 모듈 조립체를 제공한다.

Description

배터리 셀 모듈 조립체{Battery Cell Module Assembly}
본 발명은 배터리 셀 모듈 조립체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 다수개의 배터리 셀이 적층된 셀 모듈을 하나씩 패킹하여 셀 모듈 단위의 패킹을 구현함으로써, 다수개의 셀 모듈을 동시에 패킹하지 않아도 되므로, 동일한 개수의 셀 모듈을 사용 기기에 적용하는 경우, 각각 개별적으로 분리 배치할 수 있어 공간 효율이 높고 사용 범위를 더욱 확대할 수 있으며, 셀 모듈 패킹 단위마다 방열, 방수 및 방진 기능을 갖도록 함으로써, 배터리 셀에서 발생하는 열을 외부 발산하여 안정적인 동작을 가능하게 하고, 방수 기능 및 방진 기능을 통해 구조적인 안정성을 유지하여 더욱 안전하고 안정적인 사용이 가능하고, 방열 플레이트를 통해 셀 모듈을 이루는 다수개의 배터리 셀 각각으로부터 열을 외부로 발산시키고, 셀 모듈 단위가 아니라 배터리 셀 각각에 대한 충격 완충 구조를 적용함으로써, 배터리 셀 각각의 성능을 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있는 배터리 셀 모듈 조립체에 관한 것이다.
이차 전지는 일반적으로 다양한 제품군에 따른 적용성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지므로, 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 사용될 뿐만 아니라 로켓, 미사일과 같은 방위산업 제품에도 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
이차 전지는 배터리 팩의 형태로 제작되어 사용되는데, 배터리 팩은 복수 개의 배터리 셀들을 직렬 또는 병렬로 연결한 셀 모듈을 복수개 포함하는 형태로 구성되며, 각각의 배터리 셀은 최근 리튬 배터리가 주로 이용되며, 리튬 배터리는 액체 전해질을 이용하는 리튬 이온 배터리와 고체 폴리머를 이용하는 리튬 폴리머 배터리가 있다.
이러한 배터리 팩의 본질적인 전기 화학 또는 전기 물리적 특성은 배터리 팩이 사용되는 외부 환경에 영향을 받지 않을 수 없으며, 배터리 팩이 노출되는 외부 환경에 따라 배터리 팩의 내재적인 전기 화학적 특성이 급변하기도 하며, 이에 따라 배터리 팩의 수명이나 안정성 또는 구동 성능 등도 변화하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 배터리 팩의 구조를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 일반적인 배터리 팩은 복수개의 셀 모듈(10)을 하나의 외부 케이스(20)로 감싸는 형태로 형성된다. 각각의 셀 모듈(10)은 다수개의 배터리 셀(11)을 적층하는 형태로 구성하며, 각각의 배터리 셀(11)은 직렬 또는 병렬로 연결된다. 또한, 각각의 셀 모듈 또한 별도의 케이블을 통해 직렬 또는 병렬로 연결되며, 배터리 팩의 외부 케이스(20)에는 외부 기기와 전기적으로 연결되도록 커넥터(40)가 형성된다.
이때, 복수개의 셀 모듈(10)과 외부 케이스(20) 사이 공간에는 셀 모듈(10)에 대한 외부 충격을 완충하고 셀 모듈(10)을 보호하기 위해 완충재(30)가 삽입 개재될 수 있다. 셀 모듈(10)을 구성하는 개별 배터리 셀(11)은 외부 케이스(20)에 의해 배터리 팩의 형태로 패킹된 상태에서 완충재(30)에 의해 보호된다.
이러한 배터리 팩을 구성하는 다수개의 배터리 셀(11)은 사용 과정에서 발열하게 되는데, 종래 기술에 따른 일반적인 배터리 팩은 복수개의 셀 모듈(10)을 하나의 외부 케이스(20)에 패킹하게 되므로, 발열량이 매우 높으며, 그 구조상 방열 구조가 형성되지 않아 내부 온도의 상승으로 인해 정상적인 작동이 어려워지는 경우도 발생한다.
또한, 종래 기술에 따른 일반적인 배터리 팩은 셀 모듈(10) 단위로는 전혀 충격 흡수 또는 방수, 방열 기능이 적용되지 않아 개별 배터리 셀(11)의 오작동 및 손상이 쉽게 발생하는 문제가 있으며, 아울러, 복수개의 셀 모듈(10)을 하나의 배터리 팩으로 구성하기 때문에, 상대적으로 그 부피가 커서 공간 효율이 낮고, 이에 따라 배터리를 사용하고자 하는 기기에 적용하는데 어려움이 있으며, 효율적이지 못하다는 문제가 있다.
국내등록특허 제10-1589437호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 다수개의 배터리 셀이 적층된 셀 모듈을 하나씩 패킹하여 셀 모듈 단위의 패킹을 구현함으로써, 다수개의 셀 모듈을 동시에 패킹하지 않아도 되므로, 동일한 개수의 셀 모듈을 사용 기기에 적용하는 경우, 각각 개별적으로 분리 배치할 수 있어 공간 효율이 높고 사용 범위를 더욱 확대할 수 있는 배터리 셀 모듈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 셀 모듈 패킹 단위마다 방열, 방수 및 방진 기능을 갖도록 함으로써, 배터리 셀에서 발생하는 열을 외부 발산하여 안정적인 동작을 가능하게 하고, 방수 기능 및 방진 기능을 통해 구조적인 안정성을 유지하여 더욱 안전하고 안정적인 사용이 가능한 배터리 셀 모듈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방열 플레이트를 통해 셀 모듈을 이루는 다수개의 배터리 셀 각각으로부터 열을 외부로 발산시키고, 셀 모듈 단위가 아니라 배터리 셀 각각에 대한 충격 완충 구조를 적용함으로써, 배터리 셀 각각의 성능을 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있는 배터리 셀 모듈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명은, 다수개의 배터리 셀이 적층 결합되는 셀 모듈; 상기 셀 모듈이 내부 공간에 수용되도록 상기 셀 모듈의 외부를 감싸도록 형성되는 외부 케이스; 및 상기 셀 모듈이 상기 외부 케이스 내부 공간에 수용된 상태에서 상기 셀 모듈과 상기 외부 케이스 내측면 사이에 삽입되는 완충재를 포함하고, 상기 외부 케이스의 적어도 일측면에는 내부 열을 외부로 발산시킬 수 있도록 방열핀이 형성되며, 상기 셀 모듈에는 상기 배터리 셀로부터 발생된 열이 상기 외부 케이스로 전도되도록 방열 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모듈 조립체를 제공한다.
이때, 상기 완충재와 상기 외부 케이스의 내측면 사이에는 별도의 방수 부재가 삽입 개재될 수 있다.
또한, 상기 셀 모듈은, 다수개의 상기 배터리 셀이 각각 안착 고정되며, 상기 배터리 셀이 각각 안착 고정된 상태에서 상하 적층 결합되는 다수개의 셀 카트리지를 포함하고, 상기 방열 플레이트는 다수개의 상기 셀 카트리지 사이사이에 삽입 개재되어 그 중심부가 각각의 배터리 셀의 일면에 접촉하며, 적어도 일단부가 상기 외부 케이스의 내측면에 접촉하도록 장착될 수 있다.
또한, 상기 셀 카트리지의 중심부에는 완충 패드 결합홀이 형성되고, 상기 완충 패드 결합홀에는 탄성 재질의 완충 패드가 삽입 결합되며, 상기 셀 카트리지에 안착 고정된 배터리 셀은 상면이 상기 방열 플레이트와 밀착 접촉되고, 하면은 그 하부에 위치한 셀 카트리지와의 사이에 삽입 배치된 방열 플레이트와 상기 완충 패드를 사이에 두고 밀착 결합될 수 있다.
또한, 상기 방열 플레이트는, 상기 배터리 셀의 일면에 접촉하도록 평판 형태로 형성되는 평판부와, 상기 평판부의 양측 가장자리를 따라 직각 방향으로 절곡 형성되는 절곡부를 포함하고, 상기 절곡부의 일면이 상기 외부 케이스의 내측면에 접촉할 수 있다.
또한, 상기 외부 케이스는 상기 방열 플레이트의 절곡부와 접촉하는 내측면의 외부 영역에 상기 방열핀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 외부 케이스의 일면에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 외부 가장자리에는 별도의 방수 부재가 결합되며, 상기 관통홀을 차단하도록 별도의 방열핀 플레이트가 상기 방수 부재를 사이에 두고 상기 외부 케이스의 관통홀 부위에 밀봉 결합되며, 상기 방열핀 플레이트의 외측면에는 상기 방열핀이 형성되고, 내측면은 상기 방열 플레이트의 절곡부와 밀착 접촉할 수 있다.
본 발명에 의하면, 다수개의 배터리 셀이 적층된 셀 모듈을 하나씩 패킹하여 셀 모듈 단위의 패킹을 구현함으로써, 다수개의 셀 모듈을 동시에 패킹하지 않아도 되므로, 동일한 개수의 셀 모듈을 사용 기기에 적용하는 경우, 각각 개별적으로 분리 배치할 수 있어 공간 효율이 높고 사용 범위를 더욱 확대할 수 있는 효과가 있다.
또한, 셀 모듈 패킹 단위마다 방열, 방수 및 방진 기능을 갖도록 함으로써, 배터리 셀에서 발생하는 열을 외부 발산하여 안정적인 동작을 가능하게 하고, 방수 기능 및 방진 기능을 통해 구조적인 안정성을 유지하여 더욱 안전하고 안정적인 사용이 가능한 효과가 있다.
또한, 방열 플레이트를 통해 셀 모듈을 이루는 다수개의 배터리 셀 각각으로부터 열을 외부로 발산시키고, 셀 모듈 단위가 아니라 배터리 셀 각각에 대한 충격 완충 구조를 적용함으로써, 배터리 셀 각각의 성능을 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 배터리 팩의 구조를 개념적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 셀 모듈에 대한 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 사용 상태를 예시적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 셀 모듈에 대한 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체(50)는 하나의 셀 모듈 단위로 패킹하여 하나의 배터리 팩을 이루며, 방열, 방수, 방진 기능을 갖는 구조로, 하나의 셀 모듈(400)과, 셀 모듈(400)의 외부를 감싸는 외부 케이스(100)와, 셀 모듈(400)과 외부 케이스(100) 사이에 삽입되는 완충재(200)를 포함하여 구성된다.
셀 모듈(400)은 다수개의 배터리 셀(410)을 적층 결합하는 형태로 형성되며, 다수개의 배터리 셀(410)이 서로 직렬 또는 병렬 연결되도록 구성된다.
외부 케이스(100)는 셀 모듈(400)이 내부 공간에 수용되도록 셀 모듈(400)의 외부를 감싸는 형태로 형성된다. 예를 들면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 직육면체 박스 형태로 형성될 수 있으며, 외측 일면에는 셀 모듈(400)이 외부 기기와 전기적으로 연결되도록 커넥터(110)가 형성된다. 이때, 커넥터(110)는 방수 기능이 적용되는 방수 커넥터가 적용될 수 있다.
완충재(200)는 셀 모듈(400)이 외부 케이스(100) 내부 공간에 수용된 상태에서 셀 모듈(400)에 대한 외부 충격을 완충하고, 진동을 흡수할 수 있도록 셀 모듈(400)과 외부 케이스(100) 내측면 사이에 삽입된다. 이때, 완충재(200)와 외부 케이스(100)의 내측면 사이에는 별도의 방수 부재(300)가 삽입 개재될 수 있다.
한편, 외부 케이스(100)의 적어도 일측면에는 내부 열을 외부로 발산시킬 수 있도록 방열핀(121)이 형성되며, 셀 모듈(400)에는 배터리 셀(410)로부터 발생된 열이 외부 케이스(100)로 전도되도록 방열 플레이트(440)가 구비된다.
이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체(50)는 방수, 방열, 방진 구조가 모두 적용되는 형태로 하나의 배터리 팩을 형성한다.
좀더 세부적으로 살펴보면, 외부 케이스(100)의 내부 공간 중심부에 셀 모듈(400)이 배치되고, 셀 모듈(400)과 외부 케이스(100) 사이에 완충재(200)가 삽입된다. 이때, 외부 케이스(100)의 2개 측면에는 방열핀(121)이 형성되는데, 완충재(200)는 방열핀(121)이 형성된 외부 케이스(100)의 2개 측면 부위를 제외한 나머지 측면 부위에 삽입된다. 또한, 외부 케이스(100)와 완충재(200) 사이에는 외부 케이스(100) 내부로 수분이 유입되는 것을 방지하기 위해 방수 부재(300)가 삽입된다. 또한, 외부 케이스(100)는 길이 방향 양측면이 개방되고, 개방된 양측면을 별도의 커버 플레이트(102)를 이용하여 차단하는 형태로 구성될 수 있으며, 셀 모듈(400)을 중심으로 외측으로 완충재(200) 및 방수 부재(300)가 위치한 상태로 커브 플레이트(102)가 결합될 수 있다. 방수 부재(300)는 고무 등의 재질로 형성될 수 있고, 완충재(200)는 충격을 완충할 수 있는 재질로 형성될 수 있으며, 커버 플레이트(102)를 결합하는 과정에서 완충재(200)가 셀 모듈(400)을 가압하며 셀 모듈(400)을 고정함과 동시에 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한, 외부 케이스(100)의 상면에는 관통홀(101)이 형성되고, 관통홀(101)을 마감할 수 있는 마감 플레이트(103)가 결합되며, 셀 모듈(400)과 마감 플레이트(103) 사이에 완충재(200) 및 방수 부재(300)가 위치할 수 있다. 이와 같이 외부 케이스(100)를 커버 플레이트(102) 및 마감 플레이트(103)를 통해 마감할 수 있도록 형성함으로써, 커버 플레이트(102) 및 마감 플레이트(103)의 결합 과정에서 완충재(200)를 셀 모듈(400)에 가압시킬 수 있어 셀 모듈(400)에 대한 고정 및 충격 보호 기능을 안정적으로 수행할 수 있다.
한편, 셀 모듈(400)은, 다수개의 배터리 셀(410)이 각각 안착 고정되며 배터리 셀(410)이 각각 안착 고정된 상태에서 상하 적층 결합되는 다수개의 셀 카트리지(420)를 포함하여 구성된다.
이때, 방열 플레이트(440)는 다수개의 셀 카트리지(420) 사이사이에 삽입 개재되어 그 중심부가 각각의 배터리 셀(410)의 일면에 접촉하도록 배치되며, 적어도 일단부가 외부 케이스(100)의 내측면에 접촉하도록 장착된다.
또한, 셀 카트리지(420)의 중심부에는 완충 패드 결합홀(421)이 형성되고, 완충 패드 결합홀(421)에는 탄성 재질의 완충 패드(430)가 삽입 결합될 수 있다. 이에 따라 셀 카트리지(420)에 안착 고정된 배터리 셀(410)은 상면이 방열 플레이트(440)와 밀착 접촉되고, 하면은 그 하부에 위치한 셀 카트리지(420)와의 사이에 삽입 배치된 방열 플레이트(440)와 완충 패드(430)를 사이에 두고 밀착 결합된다.
좀더 구체적으로 셀 모듈(400)은, 다수개의 셀 카트리지(420)가 적층 결합된 형태로 형성되는데, 각각의 셀 카트리지(420)는 일측에 형성된 후크(422)를 통해 상층에 위치한 셀 카트리지(420)와 맞물림 결합되도록 형성된다.
셀 카트리지(420)에는 상면에 배터리 셀(410)이 안착 고정되고, 배터리 셀(410)의 상면에 방열 플레이트(440)가 접촉 배치되며, 셀 카트리지(420)의 중심부에는 완충 패드 결합홀(421)에 완충 패드(430)가 삽입 결합된다. 이와 같이 하나의 셀 카트리지(420)에 완충 패드(430), 배터리 셀(410) 및 방열 플레이트(440)가 조립 결합된 상태로 하나의 카트리지 모듈(420')을 형성하고, 각각의 카트리지 모듈(420')을 상하 적층 결합하여 하나의 셀 모듈(400)을 형성하게 된다. 이때, 최상층 및 최하층에는 셀 모듈(400)의 상하부 마감을 위해 상부 카트리지(420a) 및 하부 카트리지(420b)가 각각 결합된다.
한편, 방열 플레이트(440)는 배터리 셀(410)의 일면에 접촉하도록 평판 형태로 형성되는 평판부(441)와, 평판부(441)의 양측 가장자리를 따라 직각 방향으로 절곡 형성되는 절곡부(442)를 포함하여 구성되며, 절곡부(442)의 일면이 외부 케이스(100)의 내측면에 접촉하도록 구성된다. 이때, 외부 케이스(100)는 방열 플레이트(440)의 절곡부(442)와 접촉하는 내측면의 외부 영역에 방열핀(121)이 형성되는 것이 방열 효율을 위해 바람직하다.
또한, 외부 케이스(100)의 일면에는 관통홀(101)이 형성되고, 관통홀(101)의 외부 가장자리에는 별도의 방수 부재(300)가 결합될 수 있으며, 별도의 방열핀 플레이트(120)가 관통홀(101)을 차단하도록 방수 부재(300)를 사이에 두고 외부 케이스(100)의 관통홀(101) 부위에 밀봉 결합될 수 있다. 방열핀 플레이트(120)는 외측면에 방열핀(121)이 형성되고, 내측면은 방열 플레이트(440)와 밀착 접촉할 수 있다. 이와 같이 별도의 방열핀 플레이트(120)를 외부 케이스(100)에 분리 결합함으로써, 방열 플레이트(440)와 방열핀 플레이트(120)가 밀착 접촉할 수 있고, 안정적인 접촉 상태가 유지되어 방열 기능이 향상된다.
이상에서 설명한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체(50)는 셀 모듈(400)을 이루는 다수개의 배터리 셀(410)이 각각 별도의 셀 카트리지(420)에 안착되어 결합되며, 각각 별도의 방열 플레이트(440)와 접촉하고, 방열 플레이트(440)가 외부 케이스(100)에 접촉함으로써, 각각의 배터리 셀(410)에서 발생한 열이 방열 플레이트(440)를 통해 외부 케이스(100)로 전도되어 외부로 열이 발산된다. 특히, 외부 케이스(100)의 외측면에 방열핀(121)이 형성됨으로써, 방열 플레이트(440)를 통한 배터리 셀(410)의 방열 기능이 더욱 향상된다.
또한, 각각의 배터리 셀(410)이 안착 고정되는 셀 카트리지(420)에 완충 패드(430)가 결합됨으로써, 연속적으로 상하 적층되는 배터리 셀(410) 각각에 대해 충격 완화 기능이 발휘되고, 이에 따라 셀 모듈(400)과 외부 케이스(100) 사이에 삽입되는 완충재(200)에 의한 셀 모듈(400) 전체에 대한 충격 완화 기능 이외에도 배터리 셀(410) 각각에 대한 충격 완화 기능 또한 수행되므로 더욱 안정적인 구조를 이룰 수 있다.
한편, 셀 모듈(400)의 일측면에는 셀 모듈(400)에 대한 보호를 위해 별도의 완충 커버(450)가 결합될 수 있으며, 완충 커버(450)가 결합된 부위에는 외부 케이스(100)와의 사이에 별도의 완충재가 삽입되지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체의 사용 상태를 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체(50)는 도 2 내지 도 5에서 설명한 바와 같이 하나의 셀 모듈(400) 단위로 패킹하여 하나의 배터리 팩 구조를 이루며, 각각의 패킹 단위에 방열, 방수, 방진 기능이 적용되는 구조이다.
이와 같이 셀 모듈 단위로 하나의 패킹을 이루게 되므로, 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 배터리 셀 모듈 조립체(50)를 각각 분리하여 사용 기기에 적용할 수 있다.
즉, 종래 기술에 따른 일반적인 배터리 팩은 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 셀 모듈을 하나의 배터리 팩으로 패킹하기 때문에, 상대적으로 부피가 커서 사용 기기에 적용하는데 어려움이 있었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 모듈 조립체(50)는 각각 개별적으로 서로 다른 위치에 배치할 수 있고, 케이블(C)을 통해 연결하는 것으로 동일한 배터리 팩 기능을 수행할 수 있으므로, 공간 제약 문제를 해결할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 배터리 팩은 셀 모듈 8개를 하나의 외부 케이스에 패킹한 것이므로 그 부피가 크지만, 도 6에 도시된 본 발명의 배터리 셀 모듈 조립체(50)는 각각 셀 모듈(400) 하나씩을 포함하며, 8개의 배터리 셀 모듈 조립체(50)가 서로 분리 배치될 수 있으므로, 동일한 전원 용량을 갖지만 그 공간 배치를 매우 다양하게 할 수 있어 사용 기기에 적용하는데 매우 유리하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 외부 케이스
110: 커넥터
120: 방열핀 플레이트
121: 방열핀
200: 완충재
300: 방수 부재
400: 셀 모듈
410: 배터리 셀
420: 카트리지
430: 완충 패드
440: 방열 플레이트

Claims (7)

  1. 다수개의 배터리 셀이 적층 결합되는 셀 모듈;
    상기 셀 모듈이 내부 공간에 수용되도록 상기 셀 모듈의 외부를 감싸도록 형성되는 외부 케이스; 및
    상기 셀 모듈이 상기 외부 케이스 내부 공간에 수용된 상태에서 상기 셀 모듈과 상기 외부 케이스 내측면 사이에 삽입되는 완충재
    를 포함하고,
    상기 외부 케이스의 적어도 일측면에는 내부 열을 외부로 발산시킬 수 있도록 방열핀이 형성되며, 상기 셀 모듈에는 상기 배터리 셀로부터 발생된 열이 상기 외부 케이스로 전도되도록 방열 플레이트가 구비되며,
    상기 셀 모듈은
    다수개의 상기 배터리 셀이 각각 안착 고정되며, 상기 배터리 셀이 각각 안착 고정된 상태에서 상하 적층 결합되는 다수개의 셀 카트리지
    를 포함하고, 각각의 상기 셀 카트리지는 일측에 형성된 후크를 통해 상층에 위치한 셀 카트리지와 맞물림 결합되도록 형성되며,
    상기 방열 플레이트는 다수개의 상기 셀 카트리지 사이사이에 삽입 개재되어 그 중심부가 각각의 배터리 셀의 일면에 접촉하며, 적어도 일단부가 상기 외부 케이스의 내측면에 접촉하도록 장착되고,
    상기 셀 카트리지의 중심부에는 완충 패드 결합홀이 형성되고,
    상기 완충 패드 결합홀에는 탄성 재질의 완충 패드가 삽입 결합되며,
    상기 셀 카트리지에 안착 고정된 배터리 셀은 상면이 상기 방열 플레이트와 밀착 접촉되고, 하면은 상기 완충 패드와 그 하부에 위치한 셀 카트리지와의 사이에 삽입 배치된 방열 플레이트를 사이에 두고 밀착 결합되며,
    상기 방열 플레이트는
    상기 배터리 셀의 일면에 접촉하도록 평판 형태로 형성되는 평판부와, 상기 평판부의 양측 가장자리를 따라 직각 방향으로 절곡 형성되는 절곡부를 포함하고,
    상기 절곡부의 일면이 상기 외부 케이스의 내측면에 접촉되며,
    상기 외부 케이스는 상기 방열 플레이트의 절곡부와 접촉하는 내측면의 외부 영역에 상기 방열핀이 형성되고,
    상기 외부 케이스의 일면에는 관통홀이 형성되고,
    상기 관통홀의 외부 가장자리에는 별도의 방수 부재가 결합되며,
    상기 관통홀을 차단하도록 별도의 방열핀 플레이트가 상기 방수 부재를 사이에 두고 상기 외부 케이스의 관통홀 부위에 밀봉 결합되며,
    상기 방열핀 플레이트는 외측면에 상기 방열핀이 형성되고, 상기 방열핀 플레이트가 상기 외부 케이스의 관통홀 부위에 밀봉 결합됨에 따라 내측면이 상기 방열 플레이트의 절곡부와 밀착 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모듈 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충재와 상기 외부 케이스의 내측면 사이에는 별도의 방수 부재가 삽입 개재되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 모듈 조립체.
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