KR102059614B1 - 고정부를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고정부를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전체 구조의 상/하, 좌/우, 전/후를 각각 고정하는 고정부재 및 고정부를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.

Description

고정부를 포함하는 배터리 팩{BATTERY PACK HAVING FIXING PARTS}
본 발명은 고정부를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전체 구조의 상/하, 좌/우, 전/후를 각각 고정하는 고정부재 및 고정부를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
배터리 팩을 구성하는 단위전지로서의 리튬 이차전지는 유연성을 가져 그 형상이 비교적 자유로우며 무게가 가볍고 안전성도 우수하여 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기 전원으로 수요가 증가하고, 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다.
한편, 상기 이차전지의 형태는 배터리 케이스의 형상에 따라 구분되는데, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 경우에는 원통형 배터리 및 각형 배터리로 분류되고, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 경우에는 파우치형 배터리로 분류된다.
또한, 배터리 케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 삽입된 분리막 구조로 이루어져 충/방전이 가능하고, 원통형 전극 조립체의 형태는 전극 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극, 분리막 및 음극을 순차적으로 적층하여 권취한 젤리-롤형으로 형성된다.
상기와 같은 배터리는 하나의 배터리 셀로 분류하여 복수개의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 접속되어 하나의 모듈을 형성하고, 이러한 모듈이 복수개 접속되면 하나의 배터리 팩으로 형성된다.
상기 배터리 팩을 하나의 구성으로 형성하고 이를 보호하기 위하여 복수개의 배터리 모듈들은 팩 케이스 내에 수용하는데, 상기 팩 케이스는 상부 팩 케이스 및 하부 팩 케이스로 구성된다.
상기 팩 케이스 내에 배치된 복수개의 배터리 모듈들과 팩 케이스와의 연결은 도1을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 종래의 배터리 팩의 구조도이다.
도 1을 참고하면, 종래의 배터리 팩은 팩 케이스와 마주하는 배터리 모듈의 측면부에 팩 케이스와의 연결을 위한 모듈 관통공이 형성되고, 팩 케이스를 구성하는 상부 팩 케이스 및 하부 팩 케이스는 상기 모듈 관통공에 대응하는 위치에 동일한 팩 관통공이 형성된다.
그런 후, 하부 팩 케이스 위에 복수개의 배터리 모듈들이 배치되고, 배치된 배터리 모듈 상부에 상부 팩 케이스가 배치되면, 나사 및 볼트를 통해 결합을 체결한다.
그러나 이와 같은 결합은 배터리 팩에 진동 및 충격이 발생하면 나사 또는 볼트가 빠져 결합이 해제되는 문제가 발생된다.
따라서 배터리 팩과 배터리 모듈들 간의 연결이 더욱 견고하게 체결되는 기술 개발이 요구된다.
KR 2006-0037599 A
본 발명은 배터리 모듈들 간의 연결이 더욱 견고하게 체결되는 고정부가 포함된 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 복수개의 배터리 셀이 모듈 케이스 내측에 수용된 복수개의 배터리 모듈을 포함하여 구성되는 배터리 팩에 있어서, 상기 복수개의 배터리 모듈이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성되고, 상면 및 양측면이 맞닿는 부분에 측면길이방향으로 소정 길이의 챔퍼(chamfer, 111)가 형성된 상부케이스(110), 하나의 열을 형성하는 배터리 모듈 내 제 1 모듈 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스의 챔퍼에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 제1 챔퍼 과눌림 방지부(121)가 형성되며, 상기 제1 모듈 케이스의 상단 타 측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 모듈 과눌림 방지부(122)가 형성되는 제1 배터리 모듈, 또 다른 하나의 열을 형성하는 배터리 모듈 내 제 2 모듈 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스의 챔퍼에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 제2 챔퍼 과눌림 방지부(131)가 형성되며, 상기 제2 모듈 케이스의 상단 타 측에 상기 제1 모듈 과눌림 방지부에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 모듈 과눌림 방지부(132)가 형성되고, 상기 제1 배터리 모듈과 인접하여 배치되는 제2 배터리 모듈 및 상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(141)가 형성된 하부 플레이트(140)를 포함하여 구성된다.
상기 복수개의 모듈 지지부(141)는, 상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되어 배터리 모듈의 하단과의 모듈 결합면(141_1)이 상기 하부 플레이트(140) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되며, 배터리 팩의 일 측면에서 타 측면으로 길이방향 연장되어 형성된다.
상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈은, 상기 모듈 케이스 하단 양측 끝단에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부에 대응되는 형태의 하단 결합부(123, 133); 가 더 형성되며, 상기 하단 결합부(123, 133)의 외측면은 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된다.
상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부는, 상기 제2 배터리 모듈의 제2 과눌림 방지부와 끼움 결합되도록 볼록부가 형성되고, 상기 제2 배터리 모듈의 제2 모듈 과눌림 방지부는, 상기 제1 모듈 과눌림 방지부의 볼록부에 대응되는 형태의 오목부가 형성되거나, 상기 제2 배터리 모듈의 제2 모듈 과눌림 방지부는, 상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부와 끼움 결합이 되도록 볼록부가 형성되고, 상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부는, 상기 제2 모듈 과눌림 방지부의 볼록부에 대응되는 형태의 오목부가 형성된다.
상기 상부 케이스와 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈 사이에는, 배터리 모듈들이 상/하 방향으로 유동하지 않고 고정되도록 모듈 고정부재가 더 포함하여 구성된다.
상기 모듈 고정부재는, 압축성 소재로 이루어진다.
본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 팩은 복수개의 배터리 셀이 모듈 케이스 내측에 수용된 복수개의 배터리 모듈들이 열 배열로 구성되는 배터리 팩에 있어서, 상기 복수개의 배터리 모듈의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(241)가 형성된 하부 플레이트(240), 하나의 행을 형성하는 배터리 모듈 내 제1 모듈 케이스의 하단 일 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 외측 결합부(223)가 형성되며, 상기 제1 모듈 케이스의 하단 타 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241) 몸체가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 제1 절곡부(224)가 형성되는 제1 배터리 모듈(220) 및 상기 제1 배터리 모듈과 이웃하여 또 다른 하나의 행을 형성하는 배터리 모듈 내 제2 모듈 케이스의 하단 일 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 외측 결합부(233)가 형성되며, 상기 제2 모듈 케이스의 하단 타 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241) 몸체가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 제2 절곡부(234)가 형성되는 제2 배터리 모듈(230)을 포함하여 구성된다.
상기 모듈 지지부(241)는, 상면의 면적이 하면의 면적이 크게 형성되어 상기 제1 외측 결합부(223) 및 제2 외측 결합부(233)와의 모듈 결합면(241_1)이 상기 하부 플레이트(240) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된다.
상기 모듈 지지부(241)는, 배터리 팩의 일 측면에서 타측면으로 길이방향 연장되어 형성된다.
상기 제1 배터리 모듈은, 상기 제1절곡부(224) 하단에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241)에 대응되도록 상기 제1 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 절곡 결합부(224_1)가 형성되고,
상기 제2 배터리 모듈은, 상기 제2절곡부 하단에는 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 절곡 결합부(234_1)가 형성되며, 상기 제1 외측 결합부(223), 제2 외측 결합부(233), 제1 절곡 결합부(224_1) 및 제2 절곡 결합부(234_1)의 외측면은 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된다.
본 발명의 삼 실시 예에 따른 배터리 팩은 복수개의 배터리 셀이 모듈 케이스 내측에 수용된 복수개의 배터리 모듈들이 3열 이상으로 배열되어 구성되는 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 팩의 길이방향의 측면으로 배열된 측면부 배터리 모듈들(320)은, 상기 측면부 배터리 모듈 내 측면부 모듈 케이스의 상단 일 측에 복수개의 배터리 모듈을 수용하는 상부케이스의 내측 모서리에 형성된 챔퍼(311)에 대응되도록 측면부 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 챔퍼 과눌림 방지부(321)가 형성되며, 상기 측면부 배터리 모듈 내 측면부 모듈 케이스의 상단 타 측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 측면부 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 모듈 과눌림 방지부(322); 를 포함하여 구성되며, 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 사이에 배치되는 중앙부 배터리 모듈들(330)은, 상기 중앙부 배터리 모듈들 내 중앙부 모듈 케이스의 상단 양측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 중앙부 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 모듈 과눌림 방지부(331); 를 포함하여 구성되며, 상기 제1 모듈 과눌림 방지부(322) 및 제2 모듈 과눌림 방지부(331)는 인접하는 배터리 모듈의 과눌림 방지부와 상호 끼워 맞춤 결합되는 결합부를 포함하여 구성된다.
상기 배터리 팩은, 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330)이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성되고, 상면 및 양측면이 맞닿는 부분에 측면길이방향으로 소정 길이의 챔퍼(chamfer, 311)가 형성된 상부케이스(310) 및 상기 복수개의 배터리 모듈들의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(341)가 형성된 하부 플레이트(340)를 더 포함하여 구성된다.
상기 하부 플레이트(340)의 모듈 지지부(341)는, 상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되어 배터리 모듈의 하단과의 모듈 결합면(141_1)이 상기 하부 플레이트(140, 340) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되고, 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330) 내 모듈 케이스 하단 양측 끝단에는, 외측면이 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트(140, 340)의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된 하단 결합부(123, 133)가 형성된다.
상기 하부 플레이트(340)의 모듈 지지부(241, 341)는, 상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되어 배터리 모듈의 하단과의 모듈 결합면(141_1)이 상기 하부 플레이트(240, 340) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되고, 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330) 내 모듈 케이스 하단 일 측 끝단에는, 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241, 341) 몸체가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 절곡부(224, 234)가 형성되고, 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330) 내 모듈 케이스 하단 타 측 끝단에는, 외측면이 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(241_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트(240, 340)의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된 결합부(222, 233)가 형성된다.
상기 절곡부(224, 234)는, 하단에 외측면이 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(241_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트(240, 340)의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된 절곡 결합부(224_1, 234_1)가 형성된다.
또한, 본 발명은 복수개의 배터리 셀이 복수개의 모듈로 구성된 배터리 팩과, 이러한 배터리 팩을 전원으로 포함하여 구성되어 흔들림으로부터 안정적이며 대용량의 빠른 조립 특성 등이 요구되는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스의 바람직한 예로는 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 또는 전기 골프 카트(electric golf cart) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 중대형 전지팩과 이를 포함하는 디바이스는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
본 발명의 실시 예에 따른 고정부를 포함하는 배터리 팩은 고정부 및 고정부재를 통해 배터리 팩 내에 발생되는 여백이 채워지고 배터리 모듈들이 배터리 팩 케이스에 단단히 고정됨에 따라 안정적인 배터리 팩 구동이 가능하도록 한다.
도 1은 종래의 배터리 팩의 구조도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩 내 상부 케이스의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩 내 제1, 2 모듈 과눌림 방지부의 확대도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 측면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 고정형태.
도 8은 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 팩의 측면도.
도 9는 본 발명의 삼 실시 예에 따른 배터리 팩의 정면도.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
<실시 예 1>
다음으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 배터리 모듈과 배터리 팩을 연결하는 연결부를 형성하고, 배터리 팩 내측의 빈 공간에 대응되는 부재를 형성함에 따라 배터리 팩과 배터리 모듈이 견고하게 연결될 수 있으며, 배터리 팩과 배터리 모듈 간의 연결이 진동 및 충격으로부터 안전하게 보호될 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 정면도이다. 여기서 도3은 도 2에서의 A방향에서 바라본 도면이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)은 복수개의 배터리 셀이 모듈 케이스 내측에 수용된 복수개의 배터리 모듈을 포함하여 구성되는 형상으로서, 상기 복수개의 배터리 모듈이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성되고, 상면 및 양측면이 맞닿는 부분에 측면길이방향으로 소정 길이의 챔퍼(chamfer, 111)가 형성된 상부케이스(110), 하나의 열을 형성하는 배터리 모듈 내 제 1 모듈 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스(110)의 챔퍼(111)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 제1 챔퍼 과눌림 방지부(121)가 형성되며, 상기 제1 모듈 케이스의 상단 타 측에 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 모듈 과눌림 방지부(122)가 형성되는 제1 배터리 모듈(120), 또 다른 하나의 열을 형성하는 배터리 모듈 내 제2 모듈 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스의 챔퍼에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 제2 챔퍼 과눌림 방지부(131)가 형성되며, 상기 제2 모듈 케이스의 상단 타 측에 상기 제1 모듈 과눌림 방지부(132)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 모듈 과눌림 방지부가 형성되고, 상기 제1 배터리 모듈과 인접하여 배치되는 제2 배터리 모듈(130) 및 상기 제1 배터리 모듈(120) 및 제2 배터리 모듈(130)의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부가 형성된 하부 플레이트(140)를 포함하여 구성된다.
여기서 배터리 팩은 용이하게 설명하기 위하여 두 개의 배터리 모듈로 설명하지만, 배터리 모듈은 2열의 형태로 복수개 배열되어 형성될 수 있다.
이러한 배터리 팩(100)에 대한 구성은 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.
상기 상부케이스(110)는 복수개의 배터리 모듈이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성되고, 상면 및 양측면이 맞닿는 부분에 측면길이방향으로 소정 길이의 챔퍼(chamfer, 111)가 형성된 구성으로서, 도4를 들어 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩 내 상부 케이스의 평면도이다.
도 4를 참고하면, 상기 챔퍼(chamfer, 111)는 측면길이방향으로 형성되어 전체 배터리 모듈이 상/하 및 좌/우 방향으로 고정될 수 있도록 한다.
또한, 상기 챔퍼(chamfer, 111)의 하부 플레이트(140)가 닿는 부분은 하부 플레이트(140)와 결합될 수 있도록 결합구성을 형성한다.
또한, 상부케이스(110)의 양측면은 내측으로 휘어진 형상으로 형성되어 배터리 팩의 측면방향이 고정될 수 있도록 한다.
또한, 상기 상부 케이스와 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈 사이에는, 배터리 모듈들이 상/하 방향으로 유동하지 않고 고정되도록 모듈 고정부재(150)가 더 포함하여 구성된다. 이는 압축성 소재로 이루어져 배터리 팩의 상/하방향이 고정될 수 있도록 한다. 상기 압축성 소재는 고온, 고습 환경에서 장기적으로 사용하더라도 복원력이 감소되지 않는 소재를 사용한다.
또한, 상기 제1 배터리 모듈(120) 및 제2 배터리 모듈(130)은 모듈 케이스 내측에 복수개의 배터리 셀이 수용되는 구성으로서, 상기 모듈 케이스는 복수개의 배터리 모듈들이 상/하, 좌/우, 전/후 흔들림으로부터 고정될 수 있도록 복수개의 고정부 및 고정부재를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제1 배터리 모듈(120) 및 제2 배터리 모듈(130)은 상기 도 3에서와 같이 인접하게 배치되어 2열의 형태로 구성될 수 있다.
우선, 모듈 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스의 챔퍼(111)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 제1, 2 챔퍼 과눌림 방지부(121, 131)와 상기 모듈 케이스의 상단 타 측에 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1, 2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)를 포함하여 구성되고, 제1, 2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)는 상호 접하는 형상으로 형성될 수 있도록 한다.
상기 도 3을 들어 더욱 상세하게 설명하자면, 상기 제1 챔퍼 과눌림 방지부(121)는 제1 모듈케이스로부터 좌상향 연장되고, 상기 제2 챔퍼 과눌림 방지부(131)는 제2 모듈케이스로부터 우상향 연장되어 형성되고, 제1, 2 챔퍼 과눌림 방지부(121, 131)의 형태는 상기 상부케이스(110)의 챔퍼(111)에 대응되는 형태로 형성한다.
또한, 상기 제1 모듈 과눌림 방지부(122)는 제1 모듈 케이스로부터 우측면 연장되어 형성되고, 제2 모듈 과눌림 방지부(132)는 제2 모듈 케이스로부터 좌측면 연장되어 형성된다.
또한, 상기 제1 배터리 모듈(120) 및 제2 배터리 모듈(130)은 소정 길이 이격되어 형성됨에 따라 상기 제1,2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)는 상기 제1 배터리 모듈(120)과 제2 배터리 모듈(130)이 이격된 소정 길이의 1/2로 형성된다.
또한, 상기 제1,2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)는 결합력이 증대되도록 끼움 결합이 가능한 형태로 형성될 수 있는데, 이는 도 5를 들어 더욱 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩 내 제1, 2 모듈 과눌림 방지부의 확대도이다. 여기서 도 5는 도 2에서의 A 방향에서 바라본 측면 확대도이다.
도 5를 참고하면, 상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부(122)는, 상기 제2 배터리 모듈의 제2 과눌림 방지부와 끼움 결합되도록 볼록부(122_1)가 형성되고, 상기 제2 배터리 모듈의 제2 모듈 과눌림 방지부(132)는, 상기 제1 모듈 과눌림 방지부의 볼록부에 대응되는 형태의 오목부(132_1)가 형성되거나, 상기 제2 배터리 모듈의 제2 모듈 과눌림 방지부(122)는, 상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부와 끼움 결합이 되도록 볼록부가 형성되고, 상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부(132)는, 상기 제2 모듈 과눌림 방지부의 볼록부에 대응되는 형태의 오목부가 형성된다.
상기 제1,2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)의 볼록부 및 오목부는 진동 및 충격에서 제1,2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)의 결합이 해제되지 않도록 결합을 증대시킨다.
여기서 볼록부 및 오목부의 형태는 도 5와 같은 형태로 형성되었지만, 이에 한정되지 않고, 다양한 억지 끼움 결합이 가능한 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1, 2 챔퍼 과눌림 방지부(121, 131) 및 제1,2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)는 배터리 모듈의 모듈 케이스와 동일한 재질로 이루어질 수 있지만 다른 종류의 재질로 이루어질 수 있다. 이는 일 실시 예로서, 탄성있는 재질로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 각 배터리 모듈부의 모듈 케이스 하단에는 하단 결합부(123, 133)가 형성되는데, 이는 도 6을 이용하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩의 측면도이다. 여기서 도 6은 도 2에서의 B 방향에서 바라본 측면도이다.
도 6을 참고하면, 상기 하단 결합부(123, 133)는 상기 모듈 케이스 하단 양측 끝단에 상기 하부 플레이트(140)의 모듈 지지부(141)에 대응되는 형태로 형성된다.
상기 모듈 지지부(141)는 상기 하단 결합부(123, 133)와 맞닿는 모듈 결합면(141_1)을 형성하여 하단 결합부(123, 133)의 외측면은 모듈 지지부의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된다.
또한, 상기 하단 결합부(123, 133)는 하부면의 면적이 넓어지는 형태로 형성되어 측면부의 일 측에서 타 측으로 상기 모듈 지지부(141)에 슬라이딩 결합될 수 있도록 한다.
또한, 배터리 팩에 복수개의 배터리 모듈이 형성되는 경우, 제3 배터리 모듈(160)과 상기 모듈 지지부(141)의 크기만큼 소정 거리 이격되어 형성된다.
또한, 상기 하부 플레이트(140)는 상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(141)가 형성된 구성으로서, 상기 모듈 지지부(141)의 개수는 배터리 팩에 구성되는 배터리 모듈의 개수에 따라 결정된다.
또한, 상기 복수개의 모듈 지지부(141)는 상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되어 배터리 모듈의 하단과의 모듈 결합면(141_1)이 상기 하부 플레이트(140) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되며, 배터리 팩의 일 측면에서 타 측면으로 길이방향 연장되어 형성된다. 여기서 하면의 면적은 상기 모듈 지지부(141)가 하부 플레이트(140)로부터 고정될 수 있는 소정의 너비로 형성된다.
또한, 상기 모듈 지지부(141)는 배터리 팩의 일 측면에서 타 측면으로 길이방향 연장되는데, 연장길이의 가운데부분은 별도의 구성에 의하여 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 고정형태는 도 7을 들어 더욱 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 고정형태이다.
도 7을 참고하면, 7-(a)는 제1, 2 배터리 모듈의 상부에 상기 모듈 고정부재(150)가 배치된 도면이고, 상/하 방향에서 진동 또는 충격이 발생하는 경우, 배터리 팩을 보호한다.
또한, 7-(b)는 상/하 및 좌/우 방향에서 진동 또는 충격이 발생하는 경우, 제1, 2 챔퍼 과눌림 방지부(121, 131) 및 제1,2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)에 가해지는 힘의 방향을 나타내는 도면이다.
이는 제1, 2 챔퍼 과눌림 방지부(121, 131) 및 제1,2 모듈 과눌림 방지부(122, 132)에 의하여 내측에 빈공간이 생성되지 않아 배터리 모듈에 충격이 덜 발생될 수 있도록 한다.
<실시 예 2>
다음으로 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 팩에 대하여 설명한다.
본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 팩은 배터리 모듈 하단에 소정 범위 절곡한 절곡부를 형성하고 절곡부 내측에 배터리 모듈을 고정시키는 모듈 지지부를 일부 위치시킴에 따라 상기 일 실시 예에서의 하나의 열에 배치된 복수개의 배터리 모듈 간의 소정의 간격을 감소시켜 전체 배터리 팩의 길이가 감소될 수 있다.
도 8은 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 팩의 측면도이다. 여기서 도 8은 상기 도 2에서의 B 방향에서 바라본 도면이다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 팩(200)은 복수개의 배터리 셀이 모듈 케이스 내측에 수용된 복수개의 배터리 모듈들이 열 배열로 구성되고, 상기 복수개의 배터리 모듈의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(241)가 형성된 하부 플레이트(240), 하나의 행을 형성하는 배터리 모듈 내 제1 모듈 케이스의 하단 일 측에 상기 하부 플레이트(240)의 모듈 지지부(241)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 외측 결합부(223)가 형성되며, 상기 제1 모듈 케이스의 하단 타 측에 상기 하부 플레이트(240)의 모듈 지지부(241) 몸체가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 제1 절곡부(224)가 형성되는 제1 배터리 모듈(220) 및 상기 제1 배터리 모듈과 이웃하여 또 다른 하나의 행을 형성하는 배터리 모듈 내 제2 모듈 케이스의 하단 일 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 외측 결합부(233)가 형성되며, 상기 제2 모듈 케이스의 하단 타 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241)가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 제2 절곡부(234)가 형성되는 제2 배터리 모듈(230)를 포함하여 구성된다.
여기서 배터리 팩은 용이하게 설명하기 위하여 하나의 열에 배치된 두 개의 배터리 모듈로 설명하지만, 배터리 모듈은 2열의 형태로 배열되어 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 일 실시 예와 동일하게 상기 제1 배터리 모듈(220) 및 제2 배터리 모듈(230)이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성된 상부케이스(210)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 배터리 팩(200)에 대한 구성은 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.
또한, 상기 하부 플레이트(240)는 상기 복수개의 배터리 모듈의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(241)가 형성된 구성으로서, 상기 모듈 지지부(241)의 개수는 배터리 팩에 구성되는 배터리 모듈의 개수에 따라 결정된다.
또한, 상기 복수개의 모듈 지지부(241)는 상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되어 상기 제1 외측 결합부(223) 및 제2 외측 결합부(233)와의 모듈 결합면(241_1)이 상기 하부 플레이트(240) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되며, 배터리 팩의 일 측면에서 타 측면으로 길이방향 연장되어 형성된다. 여기서 하면의 면적은 상기 모듈 지지부(241)가 하부 플레이트(240)로부터 고정될 수 있는 소정의 너비로 형성된다.
또한, 상기 모듈 지지부(241)는 배터리 팩의 일 측면에서 타 측면으로 길이방향 연장되는데, 연장길이의 가운데부분은 별도의 구성에 의하여 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 배터리 모듈(220) 및 제2 배터리 모듈(230)은 모듈 케이스 내측에 복수개의 배터리 셀이 수용되는 구성으로서, 상기 모듈 케이스는 복수개의 배터리 모듈들이 상/하, 좌/우, 전/후 흔들림으로부터 고정될 수 있도록 복수개의 고정부 및 고정부재를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제1 배터리 모듈(220) 및 제2 배터리 모듈(230)은 도3에서와 같이 인접하게 배치되어 2열의 형태로 구성될 수 있다.
우선, 상기 제1 배터리 모듈(220)은 하나의 행을 형성하는 배터리 모듈 내 제1 모듈 케이스의 하단 일 측에 상기 하부 플레이트(240)의 모듈 지지부(241)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 외측 결합부(223)가 형성되며, 상기 제1 모듈 케이스의 하단 타 측에 상기 하부 플레이트(240)의 모듈 지지부(241) 몸체가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 제1 절곡부(224)가 형성된다.
또한, 상기 제2 배터리 모듈(230)은 상기 제1 배터리 모듈과 이웃하여 또 다른 하나의 행을 형성하는 배터리 모듈 내 제2 모듈 케이스의 하단 일 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 외측 결합부(233)가 형성되며, 상기 제2 모듈 케이스의 하단 타 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241)가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 제2 절곡부(234)가 형성된다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 제1 외측 결합부(223) 및 제2 외측 결합부(233)는 상기 모듈 케이스의 하단 일 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 구성으로서, 외측면이 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(241_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된다.
또한, 상기 제1 절곡부(224) 및 제2 절곡부(234)는 상기 모듈 케이스의 하단 타 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241) 몸체가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 구성으로서, 절곡된 소정범위는 상기 모듈 지지부(241)의 몸체 전체를 배치시킬 수 있는 크기만큼 절곡되거나 상기 모듈 지지부(241)의 몸체 일부를 배치시킬 수 있는 크기만큼 절곡시킨다.
이는 상기 도 6 및 일 실시 예에서 열 배열에서의 배터리 모듈들은 상기 모듈 지지부(241)의 상부면의 면적만큼 이격되어 배터리 팩의 측면길이가 길어지는 문제가 발생된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 이 실시 예에서는 배터리 모듈의 모듈 케이스 내에 상기 제1, 2 절곡부(224, 234)를 형성하여 상기 모듈 지지부(241)가 제1 배터리 모듈(220) 및 제2 배터리 모듈(230)의 내측에 배치되어 열 배열에서의 배터리 모듈 간의 간격이 감소될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제1절곡부(224) 하단에는 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241)에 대응되도록 상기 제1 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 절곡 결합부(224_1)가 형성되고,
상기 제2절곡부(234) 하단에는 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 절곡 결합부(234_1)가 형성된다.
또한, 상기 제1 외측 결합부(223), 제2 외측 결합부(233), 제1 절곡 결합부(224_1) 및 제2 절곡 결합부(234_1)의 외측면은 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되어 상기 모듈 지지부(241)와 슬라이딩 결합될 수 있다.
<실시 예 3>
다음으로 본 발명의 삼 실시 예에 따른 배터리 팩에 대하여 설명한다.
본 발명의 삼 실시 예에 따른 배터리 팩은 복수개의 배터리 모듈들이 3열 이상의 배열형태를 가지며, 이러한 배터리 모듈들이 배터리 팩 내측의 빈 공간에 대응되는 부재를 형성함에 따라 배터리 팩과 배터리 모듈이 견고하게 연결될 수 있으며, 배터리 팩과 배터리 모듈 간의 연결이 진동 및 충격으로부터 안전하게 보호될 수 있도록 한다.
도 9는 본 발명의 삼 실시 예에 따른 배터리 팩의 정면도이다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 삼 실시 예에 따른 배터리 팩(300)은 복수개의 배터리 셀이 모듈 케이스 내측에 수용된 복수개의 배터리 모듈들이 3열 이상으로 배열되어 구성되는 형상으로서, 상기 복수개의 배터리 모듈이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성되고, 상면 및 양측면이 맞닿는 부분에 측면길이방향으로 소정 길이의 챔퍼(chamfer, 311)가 형성된 상부케이스(310) 및 상기 복수개의 배터리 모듈들의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(341)가 형성된 하부 플레이트(340)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 배터리 팩의 길이방향의 측면으로 배열된 측면부 배터리 모듈들(320)은, 상기 측면부 배터리 모듈 내 측면부 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스의 챔퍼(311)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 챔퍼 과눌림 방지부(321)가 형성되며, 상기 측면부 배터리 모듈 내 측면부 케이스의 상단 타 측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 모듈 과눌림 방지부(322)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 사이에 배치되는 중앙부 배터리 모듈들(330)은, 상기 중앙부 배터리 모듈 내 모듈 케이스의 상단 양측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 모듈 과눌림 방지부(331)를 포함하여 구성되어 상기 제1 모듈 과눌림 방지부(322) 및 제2 모듈 과눌림 방지부(331)는 인접하는 배터리 모듈의 과눌림 방지부와 상호 끼워 맞춤 결합되는 결합부를 포함하여 구성된다.
여기서 배터리 팩은 용이하게 설명하기 위하여 세 개의 배터리 모듈로 설명하지만, 복수개의 배터리 모듈들이 상기 중앙부 배터리 모듈들로 구성될 수 있다. 또한, 상기 배터리 모듈은 열 배열되어 다수의 열과 행으로 배열되어 형성될 수 있다.
이러한 배터리 팩(300)에 대한 구성은 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.
상기 상부케이스(310)는 상기 일 실시 예에서와 동일하게 복수개의 배터리 모듈이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성되고, 상면 및 양측면이 맞닿는 부분에 측면길이방향으로 소정 길이의 챔퍼(chamfer, 311)가 형성된다.
또한, 상기 하부 플레이트(340)는 상기 일 실시 예에서와 동일하게 상기 측면부 배터리 모듈들(320)과 중앙부 배터리 모듈들(330)의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(341)가 형성된 구성으로서, 배터리 팩의 일 측면에서 타 측면으로 길이방향 연장되어 형성된다.
그러나 배터리 모듈 사이에 별도의 구성이 형성되는 경우, 상기 모듈 지지부(341)가 소정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 모듈 지지부(341)의 형태는 상기 일 실시 예 및 도6과 동일하게 형성되어 상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되고, 배터리 모듈의 하단과의 모듈 결합면(141_1)이 상기 하부 플레이트(140, 340) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된다.
상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330)은 모듈 케이스 내측에 복수개의 배터리 셀이 수용되는 구성으로서, 상기 모듈 케이스는 복수개의 배터리 모듈들이 상/하, 좌/우, 전/후 흔들림으로부터 고정될 수 있도록 복수개의 고정부 및 고정부재를 포함하여 구성된다.
좀 더 상세하게 설명한다면, 상기 측면부 배터리 모듈들(320)은 상기 일 실시 예 및 도 3과 동일한 형태로 형성되어 상기 측면부 배터리 모듈 내 측면부 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스의 챔퍼(311)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 챔퍼 과눌림 방지부(321)가 형성되며, 상기 측면부 배터리 모듈 내 측면부 케이스의 상단 타 측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 모듈 과눌림 방지부(322)를 포함하여 구성된다.
상기 챔퍼 과눌림 방지부(321)는 상기 상부케이스의 챔퍼(311)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 각각 좌상향 연장 또는 우상향 연장되게 형성되어 챔퍼(311)와 맞닿을 수 있도록 한다.
또한, 상기 제1 모듈 과눌림 방지부(322)는 하단의 중앙부 배터리 모듈들(330)에서 설명하도록 한다.
또한, 상기 중앙부 배터리 모듈들(330)은 상기 중앙부 배터리 모듈 내 모듈 케이스의 상단 양측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 모듈 과눌림 방지부(331)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 모듈 과눌림 방지부(322) 및 제2 모듈 과눌림 방지부(331)는 상기 일 실시 예 및 도 3과 동일한 형태로 단순히 접하는 형태로 형성될 수 있고, 인접하는 배터리 모듈의 과눌림 방지부와 상호 끼워 맞춤 결합되는 결합부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 결합부는, 상기 제2 모듈 과눌림 방지부(331) 내 모듈 케이스의 상단 양측에 형성됨에 따라 양측 중 일 측은 볼록부의 형태로 형성하고, 양측 중 타 측은 오목부의 형태로 형성한다.
상기 제1 모듈 과눌림 방지부(322)에 형성되는 결합부는 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 중 하나의 열의 배터리 모듈에 볼록부를 형성하고, 또 다른 하나의 열의 배터리 모듈에는 오목부를 형성하여 양측면에 배치된 배터리 모듈에 형성되는 제1 모듈 과눌림 방지부(322)의 결합부가 각각 다른 형태로 형성될 수 있도록 한다.
상기 결합부에서의 볼록부 및 오목부는 진동 및 충격에서 배터리 모듈 간의 결합이 해제되지 않도록 결합을 증대시킨다.
또한, 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330) 내 각 모듈 케이스 하단에는 상기 하부 플레이트(340)와의 결합을 위하여 하부 결합부가 형성되는데, 이는 상기 일 실시 예와 이 실시 예와 같이 두 가지의 형태로 형성된다.
우선 상기 하부 결합부의 일 실시 예의 형태인 하단 결합부(123, 133)는 상기 도 6과 같이 상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330) 내 모듈 케이스 하단 양측 끝단에, 상기 모듈 지지부(141, 341)에 대응되는 형태로 형성된다.
따라서 상기 하단 결합부(123, 133)는 외측면이 상기 모듈 지지부(141, 341)의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트(340)의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된다.
또한, 상기 하단 결합부(123, 133)는 하부면의 면적이 넓어지는 형태로 형성되어 측면부의 일 측에서 타 측으로 상기 모듈 지지부(141, 341)에 슬라이딩 결합될 수 있도록 한다.
또한, 배터리 팩에 복수개의 배터리 모듈이 형성되는 경우, 제3 배터리 모듈(160)과 상기 모듈 지지부(141)의 크기만큼 소정 거리 이격되어 형성된다.
또한, 상기 하부 결합부의 이 실시 예의 형태인 제1, 2 외측 결합부(223, 233)는 상기 도8과 같이 모듈 케이스의 하단 일 측에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241, 341)에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 구성으로서, 상기 하단 결합부(123, 133)와 동일한 외측면이 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(241_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된다.
또한, 상기 모듈 케이스의 하단 타 측에는 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241, 341)의 몸체가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 제1, 2 절곡부(224, 234)가 구성되는데, 상기 절곡된 소정범위는 상기 모듈 지지부(241, 341)의 몸체 전체를 배치시킬 수 있는 크기만큼 절곡되거나 상기 모듈 지지부(241, 341)의 몸체 일부를 배치시킬 수 있는 크기만큼 절곡시킨다.
또한, 상기 제1, 2 절곡부(224, 234) 하단에는 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241, 341)에 대응되도록 상기 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1, 2 절곡 결합부(224_1, 234_1)가 형성된다.
또한, 제1, 2 절곡 결합부(224_1, 234_1)의 외측면은 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되어 상기 모듈 지지부(241, 341)와 슬라이딩 결합될 수 있다.
이와 같은 이 실시 예는 상기 일 실시 예에서 열 배열에서의 배터리 모듈들은 상기 모듈 지지부(241, 341)의 상부면의 면적만큼 이격되어 배터리 팩의 측면길이가 길어지는 문제를 문제를 해결하기 위해 모듈 케이스 하단 일측에 상기 제1, 2 절곡부(224, 234)를 형성하여 상기 모듈 지지부(241, 341)가 제1 배터리 모듈(220) 및 제2 배터리 모듈(230)의 내측에 배치될 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.
100, 200, 300: 배터리 팩
110, 210, 310: 상부케이스
111, 211, 311: 챔퍼
120, 220: 제1 배터리 모듈
121: 제1 챔퍼 과눌림 방지부
122: 제1 모듈 과눌림 방지부
123: 결합부
223: 제1 외측 결합부
224: 제1 절곡부
224_1: 제1 절곡 결합부
130, 230: 제2 배터리 모듈
131: 제2 챔퍼 과눌림 방지부
132: 제2 모듈 과눌림 방지부
133: 결합부
233: 제2 외측 결합부
234: 제2 절곡부
234_1: 제2 절곡 결합부
140, 240, 340: 하부 플레이트
141, 241, 341: 모듈 지지부
141_1, 241_1: 모듈 결합면
150: 형상 기억부재
160: 제3 배터리 모듈
320: 측면부 배터리 모듈들
321: 챔퍼 과눌림 방지부
322: 제1 모듈 과눌림 방지부
330: 중앙부 배터리 모듈(들)
331: 제2 모듈 과눌림 방지부

Claims (18)

  1. 복수개의 배터리 셀이 모듈 케이스 내측에 수용된 복수개의 배터리 모듈을 포함하여 구성되는 배터리 팩에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 모듈이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성되고, 상면 및 양측면이 맞닿는 부분에 측면길이방향으로 소정 길이의 챔퍼(chamfer, 111)가 형성된 상부케이스(110);
    하나의 열을 형성하는 배터리 모듈 내 제 1 모듈 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스의 챔퍼에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 제1 챔퍼 과눌림 방지부(121)가 형성되며,
    상기 제1 모듈 케이스의 상단 타 측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 모듈 과눌림 방지부(122)가 형성되는 제1 배터리 모듈;
    또 다른 하나의 열을 형성하는 배터리 모듈 내 제 2 모듈 케이스의 상단 일 측에 상기 상부케이스의 챔퍼에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 제2 챔퍼 과눌림 방지부(131)가 형성되며,
    상기 제2 모듈 케이스의 상단 타 측에 상기 제1 모듈 과눌림 방지부에 대응되도록 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 모듈 과눌림 방지부(132)가 형성되고, 상기 제1 배터리 모듈과 인접하여 배치되는 제2 배터리 모듈; 및
    상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(141)가 형성된 하부 플레이트(140);를 포함하고,
    상기 챔퍼(111)는 상기 상부케이스(110) 내측의 상면과 좌측면을 연결하는 제1 경사면 및 상기 상부케이스(110) 내측의 상면과 우측면을 연결하는 제2 경사면을 가지며,
    상기 제1 챔퍼 과눌림 방지부(121) 및 제2 챔퍼 과눌림 방지부(131)는 상기 제1 경사면 및 제2 경사면에 각각 대응되도록 경사지게 형성되는 제1 접촉면 및 제2 접촉면을 각각 가지며,
    상기 복수개의 배터리 모듈은 상기 챔퍼(111)와, 제1 챔퍼 과눌림 방지부(121) 및 제2 챔퍼 과눌림 방지부(131)의 접촉에 의하여 상기 상부케이스(110) 내측의 상면과 측면으로부터 이격되어 전체가 동시에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 모듈 지지부(141)는,
    상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되어 배터리 모듈의 하단과의 모듈 결합면(141_1)이 상기 하부 플레이트(140) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되며, 배터리 팩의 일 측면에서 타 측면으로 길이방향 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈은,
    상기 모듈 케이스 하단 양측 끝단에 상기 하부 플레이트의 모듈 지지부에 대응되는 형태의 하단 결합부(123, 133); 가 더 형성되며,
    상기 하단 결합부(123, 133)의 외측면은 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부는, 상기 제2 배터리 모듈의 제2 과눌림 방지부와 끼움 결합되도록 볼록부가 형성되고,
    상기 제2 배터리 모듈의 제2 모듈 과눌림 방지부는, 상기 제1 모듈 과눌림 방지부의 볼록부에 대응되는 형태의 오목부가 형성되거나,
    상기 제2 배터리 모듈의 제2 모듈 과눌림 방지부는, 상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부와 끼움 결합이 되도록 볼록부가 형성되고,
    상기 제1 배터리 모듈의 제1 모듈 과눌림 방지부는, 상기 제2 모듈 과눌림 방지부의 볼록부에 대응되는 형태의 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 케이스와 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈 사이에는, 배터리 모듈들이 상/하 방향으로 유동하지 않고 고정되도록 모듈 고정부재; 가 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 모듈 고정부재는, 압축성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 삭제
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  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 복수개의 배터리 셀이 모듈 케이스 내측에 수용된 복수개의 배터리 모듈들이 3열 이상으로 배열되어 구성되는 배터리 팩에 있어서,
    상기 배터리 팩의 길이방향의 측면으로 배열된 측면부 배터리 모듈들(320)은,
    상기 측면부 배터리 모듈 내 측면부 모듈 케이스의 상단 일 측에 복수개의 배터리 모듈을 수용하는 상부케이스의 내측 모서리에 형성된 챔퍼(311)에 대응되도록 측면부 모듈 케이스로부터 측면상향 연장된 챔퍼 과눌림 방지부(321)가 형성되며,
    상기 측면부 배터리 모듈 내 측면부 모듈 케이스의 상단 타 측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 측면부 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제1 모듈 과눌림 방지부(322); 를 포함하여 구성되며,
    상기 측면부 배터리 모듈들(320) 사이에 배치되는 중앙부 배터리 모듈들(330)은,
    상기 중앙부 배터리 모듈들 내 중앙부 모듈 케이스의 상단 양측에는 인접하는 다른 배터리 모듈 케이스와 접촉하여 고정되도록 중앙부 모듈 케이스로부터 측면 연장된 제2 모듈 과눌림 방지부(331); 를 포함하여 구성되며,
    상기 제1 모듈 과눌림 방지부(322) 및 제2 모듈 과눌림 방지부(331)는 인접하는 배터리 모듈의 과눌림 방지부와 상호 끼워 맞춤 결합되는 결합부를 포함하여 구성되며,
    상기 챔퍼(311)는 상기 상부케이스(310) 내측의 상면과 좌측면을 연결하는 제1 경사면 및 상기 상부케이스(310) 내측의 상면과 우측면을 연결하는 제2 경사면을 가지며,
    상기 챔퍼 과눌림 방지부(321)는 상기 제1 경사면 및 제2 경사면에 각각 대응되도록 경사지게 형성되는 제1 접촉면 및 제2 접촉면을 각각 가지며,
    상기 복수개의 배터리 모듈은 상기 챔퍼(311)와 챔퍼 과눌림 방지부(321)의 접촉에 의하여 상기 상부케이스(310) 내측의 상면과 측면으로부터 이격되어 전체가 동시에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 배터리 팩은,
    상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330)이 수용되도록 상면, 양측면, 전/후면 및 개구된 하면이 형성되고, 상면 및 양측면이 맞닿는 부분에 측면길이방향으로 소정 길이의 챔퍼(chamfer, 311)가 형성된 상부케이스(310); 및
    상기 복수개의 배터리 모듈들의 하단을 고정시키는 복수개의 모듈 지지부(341)가 형성된 하부 플레이트(340);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 하부 플레이트(340)의 모듈 지지부(341)는,
    상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되어 배터리 모듈의 하단과의 모듈 결합면(141_1)이 상기 하부 플레이트(340) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되고,
    상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330) 내 모듈 케이스 하단 양측 끝단에는,
    외측면이 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(141_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트(340)의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된 하단 결합부(123, 133); 가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 하부 플레이트(340)의 모듈 지지부(241, 341)는,
    상면의 면적이 하면의 면적보다 크게 형성되어 배터리 모듈의 하단과의 모듈 결합면(141_1)이 상기 하부 플레이트(340) 면의 수직방향에 대하여 경사지게 형성되고,
    상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330) 내 모듈 케이스 하단 일 측 끝단에는,
    상기 하부 플레이트의 모듈 지지부(241, 341) 몸체가 일부 배치되도록 모듈 케이스의 내측방향으로 소정범위 절곡된 절곡부(224, 234); 가 형성되고,
    상기 측면부 배터리 모듈들(320) 및 중앙부 배터리 모듈들(330) 내 모듈 케이스 하단 타 측 끝단에는,
    외측면이 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(241_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트(340)의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된 결합부(222, 233); 가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 절곡부(224, 234)는,
    하단에 외측면이 상기 모듈 지지부의 모듈 결합면(241_1)에 대응되어 결합되도록 상기 하부 플레이트(340)의 수직방향에 대하여 경사지게 형성된 절곡 결합부(224_1, 234_1); 가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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