KR102178818B1 - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들 및 복수 개의 배터리 셀들을 수용하며, 복수 개의 배터리 셀들의 적층 방향을 따라 오버랩 될 수 있게 벤딩되는 셀 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK COMPRISING THE BATTERY MODULE AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 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 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
종래 배터리 모듈은, 일반적으로, 복수 개의 배터리 셀들을 수납하기 위해 복수 개의 배터리 셀들을 수납하는 복수 개의 셀 카트리지들을 구비한다. 이에 따라, 종래 배터리 모듈에서는 배터리 셀들의 수량에 따라 셀 카트리지들의 수량도 증가하게 된다.
이에 따라 종래 배터리 모듈에서는, 셀 카트리지 수량에 따라 제조 비용이 상승하게 되며, 셀 카트리지 간 결합을 위한 추가적인 결합 구조도 요구되는 문제가 있다. 추가적인 결합 구조는 제조 비용 상승을 필연적으로 수반하게 된다.
또한, 종래 배터리 모듈에서는, 셀 카트리지들 간의 결합에 따라, 셀 카트리지들의 수량이 늘어날수록 모듈 조립성 측면에서 제조 효율이 현저히 저하되는 문제가 있다.
그러므로, 모듈 조립성을 향상시키며, 제조 비용을 절감할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은 모듈 조립성을 향상시키며, 제조 비용을 절감할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 적층 방향을 따라 오버랩 될 수 있게 벤딩되는 셀 카트리지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 셀 카트리지는, 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀들을 수용하는 제1 카트리지 프레임; 상기 제1 카트리지 프레임과 대응되는 형상을 갖는 제2 카트리지 프레임; 및 상기 제2 카트리지 프레임과 상기 제1 카트리지 프레임을 연결하며, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임이 상호 오버랩될 수 있게 벤딩되는 카트리지 힌지;를 포함할 수 있다.
상기 제1 카트리지 프레임 및 상기 제2 카트리지 프레임에는, 각각, 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하며, 상호 대향 배치되는 한 쌍의 셀 수용부들;이 구비될 수 있다.
상기 제1 카트리지 프레임의 어느 하나의 셀 수용부와 상기 제2 카트리지 프레임의 어느 하나의 셀 수용부는, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 상호 오버랩 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀을 공동으로 수용할 수 있다.
상기 카트리지 힌지는, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임을 연결하며, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 상호 오버랩을 가이드하는 적어도 하나의 힌지 벤트;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 힌지 벤트는, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 폭 방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 힌지 벤트는, 노치 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 힌지 벤트는, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 힌지 벤트들은, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 폭 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 카트리지 힌지는, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 폭 방향을 따라 상기 복수 개의 힌지 벤트들 사이 사이에 형성되는 복수 개의 힌지 슬릿들;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 카트리지 프레임 및 상기 제2 카트리지 프레임에는, 각각, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 상호 오버랩 시 후크 결합되는 후크 결합부;가 구비될 수 있다.
상기 제1 카트리지 프레임의 후크 결합부는, 적어도 하나의 결합 후크로 이루어지며, 상기 제2 카트리지 프레임의 후크 결합부는, 상기 적어도 하나의 결합 후크와 후크 결합되는 적어도 하나의 결합 후크홈으로 이루어질 수 있다.
상기 적어도 하나의 결합 후크와 상기 적어도 하나의 결합 후크홈은, 상기 카트리지 힌지를 사이에 두고 상호 대향 배치될 수 있다.
상기 제1 카트리지 프레임의 후크 결합부는, 적어도 하나의 결합 후크 홈으로 이루어지며, 상기 제2 카트리지 프레임의 후크 결합부는, 상기 적어도 하나의 결합 후크 홈과 후크 결합되는 적어도 하나의 결합 후크로 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 모듈 조립성을 향상시키며, 제조 비용을 절감할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 셀 카트리지의 벤딩 전 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 셀 카트리지의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 도 2의 셀 카트리지의 B 부분의 확대도이다.
도 5는 도 2의 셀 카트리지의 C 부분의 확대도이다.
도 6은 도 2의 셀 카트리지의 벤딩 후 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 11은 도 1의 배터리 모듈의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 셀 카트리지의 벤딩 전 모습을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2의 셀 카트리지의 A 부분의 확대도이며, 도 4는 도 2의 셀 카트리지의 B 부분의 확대도이며, 도 5는 도 2의 셀 카트리지의 C 부분의 확대도이며, 도 6은 도 2의 셀 카트리지의 벤딩 후 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100) 및 셀 카트리지(200)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀(100)은, 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은 상기 배터리 모듈(10)의 상하 방향을 따라 상호 전기적으로 연결될 수 있게 적층될 수 있다.
상기 셀 카트리지(200)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 안정적으로 홀딩하면서 지지하기 위한 것으로서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있게 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수납할 수 있다.
이러한 상기 셀 카트리지(200)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 적층 방향을 따라 오버랩 될 수 있게 벤딩 가능하게 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 이러한 상기 셀 카트리지(200)의 벤딩 구조를 통해 하나의 셀 카트리지(200)로 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 모두의 수납을 구현할 수 있다.
상기 벤딩 구조를 갖는 상기 셀 카트리지(200)는 일체로서, 단일 금형에서 제작될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 셀 카트리지(200)의 제조 비용이 상대적으로 감소될 수 있어, 상기 배터리 모듈(10)의 제조 비용을 절감함과 아울러 구조적 강성 측면에서도 보다 유리할 수 있다.
이하, 이러한 상기 셀 카트리지(200)에 대해 상기 벤딩 구조를 중심으로 보다 더 자세히 살펴 본다.
이러한 상기 셀 카트리지(200)는, 제1 카트리지 프레임(210), 제2 카트리지 프레임(230) 및 카트리지 힌지(250)를 포함할 수 있다.
상기 제1 카트리지 프레임(210)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀들(100)을 수용하게 위한 것으로서, 상기 셀 카트리지(200)의 일측에 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서, 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 셀 카트리지(200)의 좌측에 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
이러한 상기 제1 카트리지 프레임(210)에는, 셀 수용부(212, 214) 및 후크 결합부(217)가 구비될 수 있다.
상기 셀 수용부(212, 214)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)을 수용할 수 있다. 이러한 상기 셀 수용부(212, 214)는 한 쌍으로 구비되어 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상측 및 하측에 각각 구비될 수 있다.
여기서, 어느 하나의 셀 수용부(214)는 후술하는 제2 카트리지 프레임(230)의 어느 하나의 셀 수용부(234)와 함께, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상호 오버랩 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)을 공동으로 수용할 수 있다.
상기 후크 결합부(217)는 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 좌측 단부에 형성되며, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상호 오버랩 시, 후술하는 제2 카트리지 프레임(230)의 후크 결합부(237)와 후크 결합될 수 있다.
이러한 상기 후크 결합부(217)는 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)은 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 폭 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 후크 결합부들(217)은 후술하는 제2 카트리지 프레임(230)의 후크 결합부들(237)과 후크 결합될 수 있는 구조로서, 결합 후크 및 결합 후크 홈 중 적어도 하나로 구비될 수 있다.
예로써, 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)은 복수 개의 결합 후크들로 이루어질 수 있다. 이 경우, 후술하는 제2 카트리지 프레임(230)의 후크 결합부들(237)은 복수 개의 결합 후크 홈으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상기 복수 개의 결합 후크 홈들은, 상호 간의 원활한 후크 결합을 위해 후술하는 카트리지 힌지(250)를 사이에 두고 상호 대향 배치될 수 있다.
반대로, 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)은 결합 후크 홈으로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 후술하는 제2 카트리지 프레임(230)의 후크 결합부들(237)은 복수 개의 결합 후크로 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)은 복수 개의 결합 후크 및 결합 후크 홈들로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 후술하는 제2 카트리지 프레임(230)의 후크 결합부들(237)은 후술하는 제2 카트리지 프레임(230)의 후크 결합부들(237)은 복수 개의 결합 후크 및 결합 후크 홈들과 후크 결합될 수 있는 복수 개의 결합 후크 홈 및 결합 후크들로 이루어지는 것도 가능할 수 있다.
상기 제2 카트리지 프레임(230)은 상기 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀들(100)을 수용하게 위한 것으로서, 상기 셀 카트리지(200)의 타측에 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서, 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 셀 카트리지(200)의 우측에 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
이러한 상기 제2 카트리지 프레임(230)은 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 후술하는 카트리지 힌지(250)를 사이에 두고 상호 대응되는 형상을 갖도록 구비될 수 있다.
상기 제2 카트리지 프레임(230)에는, 셀 수용부(232, 234) 및 후크 결합부(237)가 구비될 수 있다.
상기 셀 수용부(232, 234)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)을 수용할 수 있다. 이러한 상기 셀 수용부(232, 234)는 한 쌍으로 구비되어 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상측 및 하측에 각각 구비될 수 있다.
여기서, 어느 하나의 셀 수용부(234)는 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 어느 하나의 셀 수용부(214)와 함께, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상호 오버랩 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)을 공동으로 수용할 수 있다.
상기 후크 결합부(237)는 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 우측 단부에 형성되며, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상호 오버랩 시, 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 후크 결합부(217)와 후크 결합될 수 있다.
이러한 상기 후크 결합부(237)는 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 후크 결합부들(237)은 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 폭 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 후크 결합부들(237)은 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)과 후크 결합될 수 있는 결합 후크 홈 및 결합 후크 중 적어도 하나로 구비될 수 있다.
예로써, 상기 복수 개의 후크 결합부들(237)은, 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)이 상기 결합 후크로 이루어질 경우 결합 후크 홈으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)이 상기 결합 후크 홈으로 이루어질 경우 결합 후크로 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 복수 개의 후크 결합부들(237)은, 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)이 결합 후크 및 결합 후크 홈들로 이루어질 경우 이에 대응되는 결합 후크 홈 및 결합 후크들로 이루어지는 것도 가능할 수 있다.
이처럼, 상기 복수 개의 후크 결합부들(237)은 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 복수 개의 후크 결합부들(217)과 후크 결합되어, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상호 오버랩 이후, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 결합 상태를 견고히 유지시킬 수 있다.
상기 카트리지 힌지(250)는 상기 제2 카트리지 프레임(230)과 상기 제1 카트리지 프레임(210)을 연결하며, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)이 상호 오버랩될 수 있게 벤딩될 수 있다.
이러한 상기 카트리지 힌지(250)는, 힌지 벤트(252) 및 힌지 슬릿(256)을 포함할 수 있다.
상기 힌지 벤트(252)는 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)을 연결하며, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상호 오버랩을 가이드 할 수 있다.
상기 힌지 벤트(252)는, 보다 용이한 벤딩을 위해 노치 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 폭 방향을 따라 형성될 수 있다.
이러한 상기 힌지 벤트(252)는 보다 용이한 벤딩을 위해 상기 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 힌지 벤트들(252)은 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 폭 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 힌지 슬릿(256)은 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 힌지 슬릿들(256)은 상기 복수 개의 힌지 벤트들(252)의 벤딩을 가이드 할 수 있게 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 폭 방향을 따라 상기 복수 개의 힌지 벤트들(252) 사이 사이에 형성될 수 있다.
도 7 내지 도 11은 도 1의 배터리 모듈의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)의 조립 공정 시, 제조자 등은, 먼저, 상기 셀 카트리지(200)의 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 하측에 마련되는 셀 수용부(212)로 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 일부를 수납시킬 수 있다. 이후, 상기 제조자 등은, 상기 제1 카트리지(210)의 상측에 마련되는 셀 수용부(212)로 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 일부를 수납시킬 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 이후, 상기 제조자 등은, 상기 제2 카트리지 프레임(237)을 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상측으로 벤딩시켜 적층시킬 수 있다. 이때, 상기 카트리지 힌지(250)는 벤딩되면서 상기 상기 제2 카트리지 프레임(237)의 벤딩을 가이드할 수 있다.
상기 제2 카트리지 프레임(210)이 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상측으로 벤딩되면서 적층되면서 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상측에 수납된 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 일부는 상기 제2 카트리지 프레임(210)의 상기 셀 수용부(234)에 수납될 수 있다.
이후, 상기 제조자 등은, 상기 제1 카트리지 프레임(210)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 결합 상태를 유지시킬 수 있게, 상기 제1 카트리지 프레임(210)의 상기 후크 결합부들(217)과 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상기 후크 결합부들(237)을 상호 후크 결합시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 제조자 등은, 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상측에서 상기 제2 카트리지 프레임(230)의 상기 셀 수용부(232)에 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 나머지 배터리 셀들(100)을 수납시킬 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 힌지 구조의 단일 셀 카트리지(200) 구조를 통해, 상기 배터리 모듈(10)의 구조적 강성 및 모듈 조립성을 향상시킬 수 있으며, 상기 배터리 모듈(10)의 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 배터리 팩(1)은, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
1: 배터리 팩 10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스 100: 배터리 셀
200: 셀 카트리지 210: 제1 카트리지 프레임
212, 214: 셀 수용부 217: 후크 결합부
230: 제2 카트리지 프레임 232, 234: 셀 수용부
237: 후크 결합부 250: 카트리지 힌지
252: 힌지 벤트 256: 힌지 슬릿

Claims (15)

  1. 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들; 및
    상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 적층 방향을 따라 오버랩 될 수 있게 벤딩되는 셀 카트리지;를 포함하며,
    상기 셀 카트리지는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀들을 수용하는 제1 카트리지 프레임;
    상기 제1 카트리지 프레임과 대응되는 형상을 갖는 제2 카트리지 프레임; 및
    상기 제2 카트리지 프레임과 상기 제1 카트리지 프레임을 연결하며, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임이 상호 오버랩될 수 있게 벤딩되는 카트리지 힌지;를 포함하며,
    상기 제1 카트리지 프레임 및 상기 제2 카트리지 프레임에는, 각각,
    상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 상호 오버랩 시 후크 결합되는 후크 결합부;가 구비되며,
    상기 제1 카트리지 프레임의 후크 결합부는,
    상기 제1 카트리지 프레임의 좌측 단부에 형성되며,
    상기 제2 카트리지 프레임의 후크 결합부는,
    상기 제2 카트리지 프레임의 우측 단부에 형성되며,
    상기 카트리지 힌지는,
    상기 셀 카트리지의 벤딩 전에, 상기 셀 카트리지의 길이 방향에서, 상기 제1 카트리지 프레임의 후크 결합부 및 상기 제2 카트리지 프레임의 후크 결합부 사이 중간에 배치되며,
    상기 카트리지 힌지는,
    상기 셀 카트리지의 벤딩 후에, 상기 셀 카트리지의 길이 방향에서, 상기 제1 카트리지 프레임의 후크 결합부 및 상기 제2 카트리지 프레임의 후크 결합부의 반대편에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카트리지 프레임 및 상기 제2 카트리지 프레임에는, 각각,
    상기 복수 개의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하며, 상호 대향 배치되는 한 쌍의 셀 수용부들;이 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 카트리지 프레임의 어느 하나의 셀 수용부와 상기 제2 카트리지 프레임의 어느 하나의 셀 수용부는,
    상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 상호 오버랩 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀을 공동으로 수용하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지 힌지는,
    상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임을 연결하며, 상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 상호 오버랩을 가이드하는 적어도 하나의 힌지 벤트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 힌지 벤트는,
    상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 폭 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 힌지 벤트는,
    노치 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 힌지 벤트는,
    복수 개로 구비되며,
    상기 복수 개의 힌지 벤트들은,
    상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 폭 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 카트리지 힌지는,
    상기 제1 카트리지 프레임과 상기 제2 카트리지 프레임의 폭 방향을 따라 상기 복수 개의 힌지 벤트들 사이 사이에 형성되는 복수 개의 힌지 슬릿들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카트리지 프레임의 후크 결합부는,
    적어도 하나의 결합 후크로 이루어지며,
    상기 제2 카트리지 프레임의 후크 결합부는,
    상기 적어도 하나의 결합 후크와 후크 결합되는 적어도 하나의 결합 후크홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 결합 후크와 상기 적어도 하나의 결합 후크홈은,
    상기 카트리지 힌지를 사이에 두고 상호 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카트리지 프레임의 후크 결합부는,
    적어도 하나의 결합 후크 홈으로 이루어지며,
    상기 제2 카트리지 프레임의 후크 결합부는,
    상기 적어도 하나의 결합 후크 홈과 후크 결합되는 적어도 하나의 결합 후크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  14. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제14항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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