KR102133557B1 - 배터리모듈 패키징 방법 및 상기 방법에 의해 패키징된 배터리모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리모듈 패키징 방법 및 상기 방법에 의해 패키징된 배터리모듈에 관한 것이다. 이는, 다수의 파우치형 전지셀로 적층 구성된 셀조립체와; 상기 셀조립체를 그 내부에 수용하는 하우징과; 상기 하우징의 외측에 구비되며 상기 셀조립체를 하우징 내부로 가압 고정시키는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은; 상호 평행하게 연장되는 다수의 프레임로드와, 상기 프레임로드의 일단부에 고정된 상태로 하우징을 지지하는 고정커버와, 상기 프레임로드의 타단부에 용접되는 것으로서, 상기 하우징내 셀조립체를, 상기 고정커버를 향해 압착한 상태로 프레임로드에 용접 결합하는 가압커버를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 배터리모듈 패키징 방법 의해 패키징된 배터리모듈은, 셀조립체를 내장한 케이스의 패키징이 종전의 볼팅작업이 아닌 용접을 통해 이루어지므로, 생산성이 매우 좋고, 특히 배터리셀을 가압한 상태로 용접하므로 배터리셀의 공차가 있더라도 셀조립체가 케이스내에 견고히 고정되어 흔들릴 염려가 없어 외부 충격 또는 진동으로부터의 내구성이 매우 뛰어나다.

Description

배터리모듈 패키징 방법 및 상기 방법에 의해 패키징된 배터리모듈{Method for packaging Battery module and Battery module manufactured by the method}

본 발명은 배터리모듈 패키징 방법 및 상기 방법에 의해 패키징된 배터리모듈에 관한 것이다.

이차전지는 반복적 충방전이 가능하여 각종 모바일 기기의 전원에서부터 전기자동차나 하이브리드차량 등의 동력원으로 사용되고 있으며, 계속적인 기술의 발전에 따라 보다 콤팩트하고 강력한 파워를 출력할 수 있는 모델이 개발되고 있다.

상기한 전기자동차나 하이브리드차량에 적용되는 이차전지모듈은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 배터리셀을 전기적으로 연결하여 모듈화 시킨, 이른바 중대형 배터리팩으로서 적용되고 있다. 이러한 중대형 배터리팩은, 케이스 내에 다수의 배터리셀들을 적층시켜 수납하고 이를 전기적으로 연결한 기본 구성을 가진다.

한편, 상기 다수의 배터리셀이 수납되어 있는 케이스의 패키징은 볼팅 과정을 통해 수행된다. 즉 케이스에 미리 형성되어 있는 볼트구멍을 통해 볼트를 통과시키고 반대편에서 너트를 죄어 케이스내에 배터리셀을 고정시키는 것이다. 가령 국내특허공개공보 제10-2012-0074421호에 개시되어 있는 바와같이, 전지모듈의 제작시 전지셀들을 적층한 뒤 다수의 볼트를 사용하여 고정하는 것이다.

그러나, 볼트와 너트를 이용하여 패키징하는 방법은 여러 가지 문제점을 안고 있다. 가령, 볼트를 죄는 토크값이 일정하지 않을 경우, 볼트의 체결 부위에 따라 압축력이 달라져 케이스에 미세한 변형이 발생할 수 있고, 볼트의 체결 부위에 응력이 집중되어 해당 부위가 눌려 변형되기도 한다.

아울러, 수많은 볼트와 너트의 체결을 작업자가 일일이 수작업으로 수행해야 하므로 생산성이 매우 낮으며 인력소모와 제작비용 상승을 초래함은 물론 토크 불균일에 의한 불량발생 확률도 높다.

특히 각각의 전지셀이 균일한 치수를 갖지 못하는 경우, 즉, 치수 안정성이 유지되지 않으면, 패키징을 아무리 완벽히 하였다 하더라도, 외부로부터 충격이나 진동이 가해질 때, 전지모듈이 케이스 내부에서 움직여 안전성 등에 문제를 일으킬 수 있다. 더 큰 문제는, 파우치형 전지셀은, 그 자체의 기계적 강성이 약해 칫수 균일성을 기대하기 어렵고 셀 전체 사이즈의 공차가 크다는 것이다.

결국 파우치셀로 적층 구성된 셀조립체를 완벽하게 패키징 하기 위해서는 별도의 고정수단이나 지지부재 등을 추가로 적용하여야 하는 것이다. 이는 배터리모듈의 구조를 매우 복잡화하는 요인이 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 창출한 것으로서, 셀조립체를 내장한 케이스의 패키징이 종전의 볼팅작업이 아닌 용접을 통해 이루어지므로, 생산성이 매우 좋고, 특히 배터리셀을 가압한 상태로 용접하므로 배터리셀의 공차가 있더라도 셀조립체가 케이스내에 견고히 고정되어 흔들릴 염려가 없어 외부 충격 또는 진동으로부터 전지팩의 내구성 또는 안전성을 도모할 수 있는 배터리모듈 패키징 방법 및 상기 방법에 의해 패키징된 배터리모듈을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리모듈 패키징 방법 및 상기 방법에 의해 패키징된 배터리모듈은, 다수의 파우치형 전지셀로 적층 구성된 셀조립체와; 상기 셀조립체를 그 내부에 수용하는 하우징과; 상기 하우징의 외측에 구비되며 상기 셀조립체를 하우징 내부로 가압 고정시키는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은; 상호 평행하게 연장되는 다수의 프레임로드와, 상기 프레임로드의 일단부에 고정된 상태로 하우징을 지지하는 고정커버와, 상기 프레임로드의 타단부에 용접되는 것으로서, 상기 하우징내 셀조립체를, 상기 고정커버를 향해 압착한 상태로 프레임로드에 용접 결합하는 가압커버를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은; 상호 평행하며 셀조립체의 양측부에 대향하는 측벽부와, 상기 측벽부의 일단부에 연결되며, 상기 셀조립체의 최외곽 전지셀에 면접하는 고정벽부를 갖는 합성수지제 케이스이며, 상기 프레임로드는; 길이방향으로 연장되며 일정 단면을 갖는 금속부재로서, 상기 양측 측벽부의 상단부 및 하단부에 위치하고, 상기 고정커버는; 프레임로드의 일단부에 고정된 상태로 상기 고정벽부를 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임로드는; 일정폭을 갖는 띠형태의 금속부재를 그 폭방향으로 절곡하여 형성한 것으로서, 상기 하우징의 측벽부에 대향하는 용접면부와, 상기 용접면부로부터 절곡되며 상기 측벽부의 상단과 하단을 커버하여 하우징의 상하방향 움직임을 차단하는 걸림면부를 갖는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 가압커버는; 상기 하우징내에 수용되어 있는 배터리셀을 압착하는 가압면부와, 상기 가압면부의 양측에 위치하며, 상기 프레임로드의 용접면부에 용접 결합하는 플렌지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압면부와 셀조립체의 사이에는 셀조립체를 가압면부로부터 분리시키는 차단판이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징의 측벽부 상하단부에는, 상기 프레임로드의 용접면부를 수용하는 프레임로드수용홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압커버 및 고정커버의 외측부에는, 상기 셀조립체와 전기적으로 접속되는 센싱유니트가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 가압커버 및 고정커버에는, 상기 센싱유니트를 수용하는 외부커버가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리모듈 패키징 방법은, 다수의 파우치형 전지셀을 적층하여 구성한 셀조립체를, 셀수용공간을 갖는 하우징내에 배치하는 셀조립체수납단계와; 상기 셀조립체가 수용되어 있는 하우징을, 평행하게 연장된 다수의 프레임로드와, 상기 프레임로드의 일단부에 고정되는 고정커버와, 상기 프레임로드의 타단부에 용접되는 가압커버로 이루어진 프레임의, 고정커버와 가압커버 사이에 위치시킨 상태로, 상기 가압커버를 셀조립체측으로 누르면서 가압커버를 프레임에 용접시켜 셀조립체를 압착 고정시키는 패키징단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은; 상호 평행하며 셀조립체의 양측부에 대향하는 측벽부와, 상기 측벽부의 일단부에 위치하며 셀조립체에 접하는 고정벽부를 가지고, 상기 프레임로드는 길이방향으로 연장되며 상기 측벽부의 상하단부에 위치하고, 상기 패키징단계는; 상기 하우징을 프레임로드가 제공하는 내부공간에 수납시킨 후, 상기 가압커버를 셀조립체의 최외곽 셀에 대응 위치하는 가압커버배치공정과, 상기 가압커버를 프레싱하여 셀조립체를 압착시키는 가압커버프레싱공정과, 상기 가압커버를 프레싱한 상태로 가압커버를 프레임로드에 용접시키는 용접공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임로드는, 상기 측벽부의 상하단부에 대향하는 용접면부를 구비하고, 상기 가압커버의 양측부에는 상기 용접면부에 면접 밀착하는 플렌지부가 마련되며, 상기 용접공정은; 상기 용접면부에 대해 플렌지부를 용접시키는 과정인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용접공정은; 레이저용접, 초음파용접, 저항용접 중 어느 하나의 방법으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패키징단계가 완료된 후, 고정커버와 가압커버의 외측에 외부커버를 장착하는 외부커버장착단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 배터리모듈 패키징 방법 의해 패키징된 배터리모듈은, 셀조립체를 내장한 케이스의 패키징이 종전의 볼팅작업이 아닌 용접을 통해 이루어지므로, 생산성이 매우 좋고, 특히 배터리셀을 가압한 상태로 용접하므로 배터리셀의 공차가 있더라도 셀조립체가 케이스내에 견고히 고정되어 흔들릴 염려가 없어 외부 충격 또는 진동으로부터의 내구성이 매우 뛰어나다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 외부 모습을 나타내 보인 사시도이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 배터리모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 상기 도 2의 프레임을 부분 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 상기 도 2에 도시한 하우징과 프레임의 구조를 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 상기 프레임만 별도로 도시한 사시도이다.
도 6은 상기 프레임에 하우징이 내장된 모습을 나타내 보인 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 제작방법을 정리하여 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 제작방법 중 프레싱과정을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, “제 1”, “제 2”, “일 측”, “타 측” 등의 용어는, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈(11)의 외부 모습을 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시한 배터리모듈의 분해 사시도이다.

기본적으로, 본 실시예에 따른 배터리모듈(11)은, 하우징(15) 내부에 셀조립체(25)를 패키징함에 있어서, 볼트나 너트를 사용하는 대신, 용접 방법을 적용한 것이다. 즉 상기 하우징(15)을 금속재 프레임(17)으로 감싸되 프레임(17)에 포함된 가압커버(23)로 하여금 셀조립체(25)를 압착하게 한 것이다. 이러한 구성의 설명은 도 3 이하의 설명에서 구체적으로 다루어질 것이다.

여하튼 도 1 및 도 2에 도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 배터리모듈(11)은, 파우치형 전지셀(도 3의 25a)을 다수 겹쳐 구성한 셀조립체(25)와, 상기 셀조립체(25)의 측부를 커버하는 플라스틱제 하우징(15)과, 상기 하우징(15)의 폭방향 상하단부에 위치하는 네 개의 프레임로드(17c)와, 상기 프레임로드(17c)의 양단부에 위치하는 고정커버(21) 및 가압커버(23)와, 상기 고정커버(21) 및 가압커버(23)의 외측에 배치되는 센싱유니트(19)와, 상기 센싱유니트(19)를 커버하는 외부커버(13b)를 포함한다.

또한 상기 셀조립체(25)의 상부에는 셀커버(도 3의 27)와 외부커버(13a)가 장착된다.

특히 상기 가압커버(23)는 별도의 압착장치(도 7의 33)에 의해 고정커버(21)측으로 눌린 상태로 양측의 프레임로드(17c)에 용접된다. 상기 가압커버(23)의 작용에 의해 셀조립체(25)는 하우징(15)내부에서 압착 고정된 상태를 유지하는 것이다.

도 3은 상기 도 2에 도시한 배터리모듈(11)의 일부분을 더욱 분해하여 도시한 도면이고, 도 4는 상기 하우징과 프레임의 구조를 설명하기 위하여 별도로 도시한 분해 사시도이다. 또한 도 5는 상기 프레임만 별도로 나타내보인 도면이다.

도시한 바와같이, 상기 셀조립체(25)를 수용하는 하우징(15)은, 상호 평행하며 셀조립체(25)의 양측부에 대향하는 측벽부(15d)와, 상기 측벽부(15d)의 일단부에 일체를 이루며, 셀조립체(25)에 면접하는 고정벽부(15e)를 갖는다. 상기 고정벽부(15e)는 셀조립체(25)를 구성하는 전지셀 중 최외곽 전지셀에 접한다.

또한, 상기 하우징(15)의 고정벽부(15e)의 반대편에는 개방구(15f)가 형성되어 있다. 상기 개방구(15f)는 셀조립체(25)를 하우징(15)의 셀수용공간(15c)으로 받아들이는 통로로서, 차단판(15a)으로 막힌다. 상기 차단판(15a)으로 막힌 상태의 하우징(15)은 상하로 개방된 형태를 취한다.

아울러 각 측벽부(15d)의 상하단부에는 프레임로드수용홈(15b)이 형성되어 있다. 상기 프레임로드수용홈(15b)는 셀수용공간(15c)측으로 함몰된 형태의 홈으로서 후술할 용접면부(17b)로 커버된다.

상기한 구조를 갖는 하우징(15)은, 패키징 할 셀조립체(25)의 형상을 반영하여 합성수지로 성형 제작된다.

한편, 상기 프레임(17)은, 일정간격으로 이격된 네 개의 프레임로드(17c)와, 상기 프레임로드(17c)의 일단부에 고정되는 고정커버(21)와, 반대편 타단부에 용접되는 가압커버(23)로 구성된다.

먼저 상기 프레임로드(17c)는, 일정폭을 갖는 띠형 금속부재를 폭방향으로 절곡 형성한 것으로서 길이방향으로 ㄱ 자의 단면형태를 취하며, 용접면부(17b)와 걸림면부(17d)를 갖는다.

상기 구조를 갖는 네 개의 프레임로드(17c)는, 상기 하우징(15)의 측벽부(15d) 상하단부에 배치된다. 이 때 상기 용접면부(17b)는 측벽부(15d)의 프레임로드수용홈(15b)에 대응 배치되고, 걸림면부(17d)는 측벽부(15d)의 상단 및 하단 두께면에 접한다.

따라서 프레임로드(17c)가 제공하는 내부공간(17a)에 하우징(15)이 수용되면, 하우징(15)은 프레임로드(17c)에 걸려 상하 좌우로 움직이지 못한다.

또한 상기 각 프레임로드(17c)의 길이(Z1)는, 하우징(15)의 길이(Z2)보다 길다.

상기 고정커버(21)는 일정두께를 갖는 사각 금속판을 프레싱 제작한 것으로서, 네 귀퉁이부가 상기 프레임로드(17c)에 용접되어 있다. 프레임로드(17c)에 고정커버(21)를 용접할 수 있도록, 고정커버(21)의 양측부에는 플렌지부(21b)가 마련되어 있다. 상기 플렌지부(21b)는 고정커버(21)의 양측부를 절곡 형성한 부분으로서, 용접면부(17b)에 면접한다.

또한 상기 고정커버(21)의 중앙부는 지지면부(21a)로서 내부공간(17a)측으로 들어와 있다. 상기 지지면부(21a)는 하우징(15)의 고정벽부(15e)의 외측면에 면접하며 지지력을 제공한다.

상기와 같은 고정커버(21)의 작용에 의해, 도 7에 도시한 바와같이, 셀조립체(25)가 고정커버(21)측으로 가압될 때 셀조립체(25)의 압착이 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 상기 가압커버(23)는, 일정두께를 갖는 금속판을 프레싱 가공하여 제작된 플레이트형 부재로서, 내부공간(17a)측으로 화살표 a 방향으로 진입한 상태에서, 네 귀퉁이부가 프레임로드(17c)에 용접 결합한다.

상기 가압커버(23)를 프레임로드(17c)에 용접시키기 위해, 가압커버(23)의 양측부에는 플렌지부(23a)가 마련되어 있다. 상기 플렌지부(23a)는 가압커버(23)의 양측단부를 절곡한 부분으로서 용접면부(17b)에 면접한다. 이와같이 가압커버(23)에 플렌지부(23a)를 형성함으로써 도 7에 도시한 바와같이, (겹쳐진 상태의) 프레임로드(17c)와 플렌지부(23a)를 용접장치에 물릴 수 있는 것이다.

또한 상기 가압커버(23)의 중앙부는 가압면부(23b)로서, 상기 차단판(15a)을 도 6의 화살표 F 방향으로 지지한다. 즉 셀조립체(25)를 전지셀의 두께방향으로 압착 고정시키는 것이다.

도 6은 상기 프레임(17)의 내부에 하우징(15)이 수납된 모습을 나타내 보인 사시도이다.

도시한 바와같이, 하우징(15)의 양측 측벽부(15d)의 상하단부에 프레임로드(17c)가 설치되어 있고, 상기 프레임로드(17c)의 양단부에 고정커버(21)와 가압커버(23)가 용접되어 있다. 특히 상기 가압커버(23)의 용접위치는 프레임로드(17c)의 타단부로 정해진 것이 아니라, 가압커버(23)를 화살표 F 방향으로 가압하여, 셀조립체(25)를 충분히 압착한 상태의 위치에 용접되는 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈의 제작방법을 정리하여 나타낸 순서도이고, 도 8은 상기 제작방법 중 가압커버프레싱과정을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 배터리모듈 제작방법은, 셀조립체수납단계(100)와, 하우징안착단계(102)와, 패키징단계(104)와, 외부커버장착단계(110)를 포함한다.

상기 셀조립체수납단계(100)는, 다수의 파우치형 전지셀(25a)을 적층하여 구성한 셀조립체(25)를, 상기 하우징(15)의 셀수용공간(15c)에 삽입 배치하는 과정이다. 상기한 바와같이, 셀조립체(35)는 개방구(15f)를 통해 하우징(15)내에 수납된다. 아울러 상기 셀조립체(35)의 수납이 완료된 후 상기 차단판(15a)으로 개방구(15f)를 차단한다.

이어지는 하우징안착단계(102)는, 셀조립체(25)가 내장되어있는 하우징(15)을 프레임(17)의 내부공간(17a)으로 삽입하는 과정이다. 삽입방식은 슬라이딩 방식이다. 즉, 상기 프레임로드수용홈(15b)을 각 프레임로드(17c)에 맞춘 상태로 내부공간(17a)으로 밀어 넣는 것이다.

상기 하우징안착단계(102)를 마친 후 행해지는 패키징단계(104)는, 가압커버배치과정(104a)과, 가압커버프레싱과정(104b)과, 용접과정(104c)으로 이루어진다.

상기 하우징안착단계(102)는 가압커버(23)를 셀조립체(25)의 최외곽 셀에 대응 위치시키는 과정이다. 이 대 가압커버(23)와 셀조립체(25)의 사이에는 상기한 차단판(15a)이 위치함은 물론이다.

이어지는 가압커버프레싱공정(104b)은, 도 8에 도시한 바와같이, 가압커버(23)를 화살표 F방향으로 가압하여 각 전지셀(25a)을 압착 고정하는 과정이다. 이 과정을 통해 셀조립체(25)가 하우징(15) 내부에 완전히 고정된다.

또한, 상기 가압커버(23)를 가압하기 위하여 별도의 압착장치(33)를 사용함이 좋다. 상기 압착장치(33)로서 공압 또는 유압액츄에이터를 사용할 수 도 있다. 아울러 상기 프레싱 공정시 반대편 고정커버(21)가 받침블록(31)으로 받쳐져야 함은 물론이다.

상기 과정을 통해 가압커버(23)가 셀조립체(25)가 충분히 압착하였다면, 용접장치(29)를 이용하여 가압커버(23)를 그 자리에 용접시킨다. 즉 도 8에 도시한 바와같이 프레임로드(17c)와 플렌지부(23a)의 면접부위를 용접장치로 집어 용접을 수행하는 것이다.

이 때 수행되는 용접은 초음파용접이나 저항용접 일 수 있으며, 경우에 따라 레이저용접장치를 따로 적용하여 용접을 수행할 수 있다.

상기 용접공정을 통해 패키징단계(104)를 마쳤다면 외부커버장착단계(110)를 수행한다. 상기 외부커버장착단계(110)는 고정커버(21)와 가압커버(23)와 셀조립체(25)의 외측부에 외부커버(13b,13a)를 조립하는 과정이다. 이 때 상기 외부커버(13b)의 안쪽에 센싱유니트(19)를 미리 설치해야 함은 물론이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

11:배터리모듈 13a,13b:외부커버 15:하우징
15a:차단판 15b:프레임로드수용홈 15c:셀수용공간
15d:측벽부 15e:고정벽부 15f:개방구
17a:내부공간 17b:용접면부 17c:프레임로드
17d:걸림면부 19:센싱유니트 21:고정커버
21a:지지면부 21b:플렌지부 23:가압커버
23a:플렌지부 23b:가압면부 25:셀조립체
25a:전지셀 27:셀커버 29:용접장치
31:받침블록 33:압착장치

Claims (13)

1. 다수의 파우치형 전지셀로 적층 구성된 셀조립체와;
   상호 평행하며 셀조립체의 양측부에 대향하는 측벽부를 포함하며, 상기 셀조립체를 그 내부에 수용하는 하우징과;
   상기 하우징의 외측에 구비되며 상기 셀조립체를 하우징 내부로 가압 고정시키는 프레임을 포함하고,
   상기 프레임은;
   상기 측벽부의 상단과 하단을 커버하도록 일정폭을 갖는 금속부재를 그 폭방향으로 절곡하여 형성함으로써 상기 하우징의 상하방향 움직임을 차단하며, 상호 평행하게 연장되는 다수의 프레임로드와,
   상기 프레임로드의 일단부에 고정된 상태로 하우징을 지지하는 고정커버와,
   상기 하우징내 셀조립체를, 상기 고정커버를 향해 가압하여 압착시킨 상태로 상기 프레임로드의 타단부에 결합하는 가압커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징은;
   상기 측벽부의 일단부에 연결되며, 상기 셀조립체의 최외곽 전지셀에 면접하는 고정벽부를 갖는 합성수지제 케이스이며,
   상기 프레임로드는;
   상기 양측 측벽부의 상단부 및 하단부에 위치하고,
   상기 고정커버는;
   프레임로드의 일단부에 고정된 상태로 상기 고정벽부를 지지하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 가압커버는;
   상기 프레임로드의 타단부에 용접 결합되고,
   상기 프레임로드는;
   상기 하우징의 측벽부에 대향하는 용접면부와, 상기 용접면부로부터 절곡되며상기 측벽부의 상단과 하단을 커버하여 하우징의 상하방향 움직임을 차단하는 걸림면부를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 가압커버는;
   상기 하우징내에 수용되어 있는 배터리셀을 압착하는 가압면부와,
   상기 가압면부의 양측에 위치하며, 상기 프레임로드의 용접면부에 용접 결합하는 플렌지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 가압면부와 셀조립체의 사이에는 셀조립체를 가압면부로부터 분리시키는 차단판이 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 하우징의 측벽부 상하단부에는, 상기 프레임로드의 용접면부를 수용하는 프레임로드수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 가압커버 및 고정커버의 외측부에는, 상기 셀조립체와 전기적으로 접속되는 센싱유니트가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 가압커버 및 고정커버에는, 상기 센싱유니트를 수용하는 외부커버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
9. 다수의 파우치형 전지셀을 적층하여 구성한 셀조립체를, 셀수용공간을 갖는 하우징내에 배치하는 셀조립체수납단계와;
   상호 평행하며 셀조립체의 양측부에 대향하는 측벽부를 포함하고 상기 셀조립체가 수용되어 있는 하우징을, 상기 측벽부의 상단과 하단을 커버하도록 일정폭을 갖는 금속부재를 그 폭방향으로 절곡하여 형성함으로써 상기 하우징의 상하방향 움직임을 차단하며 평행하게 연장된 다수의 프레임로드와, 상기 프레임로드의 일단부에 고정되는 고정커버와, 상기 프레임로드의 타단부에 용접되는 가압커버로 이루어진 프레임의, 고정커버와 가압커버 사이에 위치시킨 상태로, 상기 가압커버를 셀조립체측으로 누르면서 가압커버를 프레임에 용접시켜 셀조립체를 압착 고정시키는 패키징단계를 포함하는 배터리모듈 패키징 방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 하우징은; 상기 측벽부의 일단부에 위치하며 셀조립체에 접하는 고정벽부를 가지고,
    상기 패키징단계는;
    상기 하우징을 프레임로드가 제공하는 내부공간에 수납시킨 후, 상기 가압커버를 셀조립체의 최외곽 셀에 대응 위치하는 가압커버배치공정과,
    상기 가압커버를 프레싱하여 셀조립체를 압착시키는 가압커버프레싱공정과,
    상기 가압커버를 프레싱한 상태로 가압커버를 프레임로드에 용접시키는 용접공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 패키징 방법.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 프레임로드는, 상기 측벽부의 상하단부에 대향하는 용접면부와 상기 용접면부로부터 절곡되며 상기 측벽부의 상단과 하단을 커버하여 하우징의 상하방향 움직임을 차단하는 걸림면부를 구비하고, 상기 가압커버의 양측부에는 상기 용접면부에 면접 밀착하는 플렌지부가 마련되며,
    상기 용접공정은;
    상기 용접면부에 대해 플렌지부를 용접시키는 과정인 것을 특징으로 하는 배터리모듈 패키징 방법.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 용접공정은;
    레이저용접, 초음파용접, 저항용접 중 어느 하나의 방법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 패키징 방법.
13. 제 9항에 있어서,
    상기 패키징단계가 완료된 후, 고정커버와 가압커버의 외측에 외부커버를 장착하는 외부커버장착단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 패키징 방법.

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