KR102187163B1 - 셀 모듈 어셈블리 - Google Patents

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KR102187163B1
KR102187163B1 KR1020190080650A KR20190080650A KR102187163B1 KR 102187163 B1 KR102187163 B1 KR 102187163B1 KR 1020190080650 A KR1020190080650 A KR 1020190080650A KR 20190080650 A KR20190080650 A KR 20190080650A KR 102187163 B1 KR102187163 B1 KR 102187163B1
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양기수
오성재
강이룩
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주식회사 피플웍스
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Abstract

본 명세서에 개시된 내용은 셀들을 고정시키면서 셀들과 결합되어 셀들을 커버하여 조립시간 및 비용절감이 가능한 셀 모듈 어셈블리의 제공에 관한 것이다.
본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따르면, 셀 모듈 어셈블리는 셀들, 각각이 상기 셀들을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되어 상기 셀들 전방 및 후방 각각의 전극들을 연결하는 그물망형태로 형성되는 제1 및 제2 전극부들 및 테두리 일부분이 상기 셀들을 사이에 두고 서로를 향해 돌출된 플레이트 형태로 형성되어 상기 셀들과 각각 결합되는 제1 및 제2 커버부들을 포함하고, 상기 셀들은 상기 제1 및 제2 커버부들 각각의 테두리 안쪽에 삽입되어 고정된다.

Description

셀 모듈 어셈블리{CELL MODULE ASSEMBLY}
본 명세서에 개시된 내용은 셀 모듈 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀을 커버하는 셀 모듈 어셈블리에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적으로 셀 모듈 어셈블리에서는 정렬된 배터리들의 전극에 금속플레이트를 용접(Cell spot 용접)하는 경우, 카트리지(Cartridge)를 이용하여 셀들을 고정시키고 용접후에 커버로 카트리지와 용접부위를 커버하는 구조로 형성된다.
그러나 셀들을 정렬 및 고정시키는 카트리지와 셀들 및 카트리지를 커버하는 커버들 각각은 별도의 금형들을 통해 사출성형 되기 때문에 커버 및 카트리지들 각각을 위한 금형비가 증가하여 작업공정 및 비용이 낭비된다.
이와 관련하여 한국 공개특허공보 제10-2018-0006150호는 안전성이 개선된 셀 모듈 어셈블리 및 이를 위한 팩 구조물을 개시하고 있고 한국 공개특허공보 제10-2015-0007727호는 셀 모듈 어셈블리의 모듈 하우징을 개시하고 있다.
그러나 기존 발명들은 셀 모듈 어셈블리의 조립 공정을 단축시키고 비용을 절감시키는 기술은 개시하지 않고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2018-0006150호 한국 공개특허공보 제10-2015-0007727호
셀들을 고정시키면서 셀들과 결합되어 셀들을 커버하여 조립시간 및 비용절감이 가능한 셀 모듈 어셈블리를 제공함에 있다.
또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.
개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 셀 모듈 어셈블리는 셀들, 각각이 상기 셀들을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되어 상기 셀들 전방 및 후방 각각의 전극들을 연결하는 그물망형태로 형성되는 제1 및 제2 전극부들 및 테두리 일부분이 상기 셀들을 사이에 두고 서로를 향해 돌출된 플레이트 형태로 형성되어 상기 셀들과 각각 결합되는 제1 및 제2 커버부들을 포함하고, 상기 셀들은 상기 제1 및 제2 커버부들 각각의 테두리 안쪽에 삽입되어 고정된다.
또한, 상기 제1 및 제2 커버부들 각각은 상기 제1 및 제2 커버부들 각각의 안쪽에서 상기 제1 및 제2 전극부들 각각에 형성된 통공을 지나 상기 셀들 사이로 연장되어 상기 셀들 각각을 분리시키도록 형성되는 지그들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지그들 각각은 격자 패턴으로 배치되는 셀들 각각의 중앙 사이를 연결하여 형성된 평면에서 사각 파이프 형태로 연장되고, 측면 모서리는 안쪽을 향해 오목하게 가공되어 상기 셀들 각각과 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 전극부들 각각은 격자 형태로 형성되고, 각각의 일부분은 상기 제1 및 제2 전극부들 각각의 전방 및 후방 각각을 향해 절곡되며, 상기 제1 및 제2 전극부들 각각의 전방 및 후방 각각으로 연장되어 돌출될 수 있다.
또한, 상기 제1 커버부는 상기 제1 전극부의 저면과 밀착되며 전방을 향해 돌출되는 지지부 및 상기 제1 커버부의 일측 및 타측에 각각 형성되는 삽입부들을 포함하고, 상기 삽입부들은 상기 제2 커버부의 일측 및 타측에서 후방으로 돌출된 돌출부들과 탈부착이 가능하도록 형성될 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 셀 모듈 어셈블리는 셀들이 정렬된 상태를 유지시키는 커버부를 통해 셀들과 전극부를 용이하게 결합시키고, 셀들을 커버하는 커버로 활용이 가능한 장점이 있다.
또한, 셀 모듈 어셈블리는 전후방으로 돌출된 전극부의 일부분을 통해 복수의 셀 모듈 어셈블리들의 연결이 용이하고, 양측 전방 및 후방 각각에 위치하는 삽입부들 및 돌출부들을 통해 복수의 셀 모듈 어셈블리들의 안정적인 결합이 가능하다.
아울러, 이와 같은 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.
또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 일실시예에 따른 셀 모듈 어셈블리를 나타낸 사시도.
도 2 및 3들은 도 1의 셀 모듈 어셈블리의 분해사시도들.
도 4는 도 1의 셀 모듈 어셈블리의 제1 커버부를 분리한 분해사시도.
도 5는 도 1의 셀 모듈 어셈블리를 I-I'를 따라 절단한 단면도.
도 6은 도 1의 셀 모듈 어셈블리의 연결 구동을 나타내는 사시도들.
도 7은 본 명세서에 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 셀 모듈 어셈블리를 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 셀 모듈 어셈블리의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다, 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.
도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 일실시예에 따른 셀 모듈 어셈블리를 나타낸 사시도를 도시한다. 도 2 및 3들은 도 1의 셀 모듈 어셈블리의 분해사시도들을 도시한다. 도 4는 도 1의 셀 모듈 어셈블리의 제1 커버부를 분리한 분해사시도를 도시한다. 도 5는 도 1의 셀 모듈 어셈블리를 I-I'를 따라 절단한 단면도를 도시한다.
도 1 내지 3들에 도시된 바와 같이, 셀 모듈 어셈블리(100)는 셀(200)들, 제1 및 제2 전극부(300, 350)들 제1 커버부(400) 및 제2 커버부(600)들을 포함한다.
셀 모듈 어셈블리(100)는 셀(200)들을 정렬시키고 고정시킨 후 셀(200)들 각각의 전극을 연결시키는 과정에서 별도의 카트리지가 불필요하므로 제작공정이 단축되고 비용이 절감되는 장점이 있다.
구체적으로, 셀(200)들 각각의 일단은 전방에 해당하는 제1 방향(1)쪽에서 격자형태로 배치되고, 셀(200)들 각각의 타단은 일단에서 후방에 해당하는 제2 방향(2)을 향해 원통형으로 서로 평행하게 연장된다.
제1 전극부(300)는 제1 연결판(320)을 포함한다.
제1 전극부(300)는 셀(200)들 각각의 일단에 위치하는 전극들을 연결하는 금속 플레이트 형태로 형성되고, 제1 전극부(300)의 일부분은 제1 커버부(400)를 관통하여 제1 방향(1)을 향해 소정의 거리만큼 돌출된다.
제1 전극부(300)는 직사각 형태의 격자공간(330)을 사이에 두고 격자 형태로 이어진 직사각 그물망 모양으로 형성되고, 테두리의 제2 방향(2)쪽 부분, 테두리 안쪽의 교차점에 해당하는 부분은 셀(200)들 각각의 일단과 용접을 통해 결합된다.
제1 전극부(300)가 용접을 통해 셀(200)들과 결합되는 과정에서 셀(200)들 각각의 타단은 제2 커버부(600)의 제1 방향(1)쪽 내측면에 형성되는 후술될 지그들 사이에 배치되어 고정되고, 작업자는 신속하게 제1 전극부(300)를 셀(200)들에 결합시킬 수 있다.
셀(200)들과 결합된 제1 전극부(300)는 제1 커버부(400)의 테두리 안쪽 공간으로 삽입되어 제1 커버부(400)의 제2 방향(2)쪽 내측면에 밀착되고, 격자공간(330)들 각각에는 제1 커버부(400)의 제2 방향(2)쪽에 형성된 후술될 지그들 각각이 삽입되어 셀(200)들 각각의 일단 사이의 공간에 삽입된다.
제1 전극부(300)의 상단 테두리의 하부에는 제1 전극부(300)를 관통하여 형성되는 직사각 형태의 제1 공간(340)이 형성되고, 제1 공간(340)의 하부에 해당하는 위치에는 제1 연결판(320)이 결합된다.
제1 연결판(320)의 일단은 제1 공간(340)의 하부에 해당하는 위치에서 제1 전극부(300)의 제1 방향(1)쪽에 결합되고, 타단은 플레이트 형태로 제1 방향(1)을 향해 상기 제1 관통홈의 상하부 길이보다 상대적으로 작은 길이만큼 연장된다.
제1 연결판(320)의 타단에는 서로 양측으로 이격된 상태에서 제1 연결판(320)을 상하부로 관통하고 제1 방향(1)을 향해 연장되어 외부와 연결되는 홀(342, 343)들이 형성된다.
제1 연결판(320)은 제1 전극부(300)가 셀(200)들과 결합된 상태로 제1 커버프레임(410)과 결합되면, 슬릿(470)을 통과하고 후술될 제1 커버프레임(410)의 제1 방향(1)쪽에 돌출된다.
한편, 제1 전극부(300)는 제1 연결판(320)이 상기 제1 관통홈에 배치된 상태로 가공될 수 있고, 제1 전극부(300)가 셀(200)과 결합되기 전에 제1 연결판(320)의 일단을 축으로 제1 연결판(320)을 타단을 제1 방향(1)을 향해 절곡시켜 제1 연결판(320)을 사용할 수 있다.
따라서, 제1 전극부(300)는 제1 연결판(320)이 제1 공간(340)에 배치되는 형태일 경우, 가공이 용이하고, 후술될 제1 커버프레임(410)에 형성된 슬릿(470) 위치의 오차가 발생되는 경우에도 제1 연결판(320)의 절곡 위치를 변경하여 슬릿(470)에 제1 연결판(320)을 삽입시킬 수 있다.
도 3 및 5들을 참조하면, 제2 전극부(350)는 제2 연결판(370)을 포함한다.
제2 전극부(350)는 셀(200)들 각각의 타단에 위치하는 전극들을 연결하는 금속 플레이트 형태로 형성되고, 제2 전극부(350)의 일부분은 제2 커버부(600)를 관통하여 제2 방향(2)을 향해 소정의 거리만큼 돌출된다.
제2 전극부(350)는 직사각 형태의 격자공간(780)들을 사이에 두고 격자 형태로 이어진 직사각 그물망 모양으로 형성되고, 테두리의 제1 방향(1)쪽 부분, 테두리 안쪽의 교차점에 해당하는 부분은 셀(200)들 각각의 타단과 용접을 통해 결합된다.
제2 전극부(350)가 용접을 통해 셀(200)들과 결합되는 과정에서 셀(200)들 각각의 일단은 제1 커버부(400)의 제2 방향(2)쪽 내측면에 형성되는 후술 될 지그들 사이에 배치되어 고정되고, 작업자는 신속하고 안정적으로 제2 전극부(350)를 셀(200)들에 결합시킬 수 있다.
셀(200)들과 결합된 제2 전극부(350)는 제2 커버부(600)의 테두리 안쪽 공간으로 삽입되어 제2 커버부(600)의 제1 방향(1)쪽 내측면에 밀착되고, 격자공간(780)들 각각에는 제2 커버부(600)의 제1 방향(1)쪽에 형성된 후술 될 지그들 각각이 삽입되어 셀(200)들 각각의 타단 사이의 공간에 삽입된다.
제2 전극부(350)의 상단 테두리의 하부에는 제2 전극부(350)를 관통하여 형성되는 직사각 형태의 제2 공간(390)이 형성되고, 제2 공간(390)의 하부에 해당하는 위치에는 제2 연결판(370)이 결합된다.
제2 연결판(370)의 일단은 제2 공간(390)의 하부에 해당하는 위치에서 제2 전극부(350)의 제2 방향(2)쪽에 결합되고, 타단은 플레이트 형태로 제2 방향(2)을 향해 제2 공간(390)의 상하부 길이보다 상대적으로 작은 길이만큼 연장된다.
제2 연결판(370)의 타단에는 서로 양측으로 이격된 상태에서 제2 연결판(370)을 상하부로 관통하고 제2 방향(2)을 향해 연장되어 외부와 연결되는 홀(392, 393)들이 형성된다.
제2 연결판(370)은 제2 전극부(350)가 셀(200)들과 결합된 상태로 후술될 제2 커버부(600)의 제2 커버프레임(610)과 결합되면, 제2 커버부(600)를 관통하여 제2 커버부(600)의 제2 방향(2)쪽에 돌출된다.
한편, 제2 전극부(350)는 제2 연결판(370)이 상기 제2 관통홈에 배치되고, 제2 연결판(370)의 타단은 제2 전극부(350)의 상단 테두리의 하부쪽 내측면과 이격된 상태로 가공될 수 있고, 제2 전극부(350)가 셀(200)과 결합되기 전에 제2 연결판(370)의 일단을 축으로 제2 연결판(370)의 타단을 제2 방향(2)을 향해 절곡시켜 제2 연결판(370)을 사용할 수 있다.
따라서, 제2 전극부(350)는 제2 연결판(370)의 일단이 절곡되고 제2 연결판(370)의 타단이 제2 공간(390)에 배치되는 형태일 경우, 가공이 용이하고, 후술될 제2 커버프레임(610)에 형성된 슬릿(670) 위치의 오차가 발생되는 경우에도 제2 연결판(370)의 절곡 위치를 변경하여 슬릿(670)에 제2 연결판(370)을 삽입시킬 수 있다.
또한, 제2 연결판(370)의 위치는 제1 연결판(320)보다 상대적으로 높은 수평선상에 배치될 수 있고, 복수의 셀 모듈 어셈블리(100)들이 서로 연결되는 경우, 제2 연결판(370)의 저면이 제1 연결판(320)의 상부면에 밀착되며, 서로 연결된 셀 모듈 어셈블리(100)들이 동일한 수평선상에 배치될 수 있다.
제1 커버부(400)는 제1 커버프레임(410), 지그(420), 삽입부(430, 440)들, 결합유닛(450, 452)들 및 지지부(460)들을 포함한다.
제1 커버부(400)는 플레이트의 테두리 일부분이 제2 방향(2)을 향해 돌출된 형태로 형성되고, 셀(200)들과 결합된 상태에서, 정렬된 상태로 서로 인접한 셀(200)들로 구성되는 셀유닛의 제1 방향(1)쪽 전면 및 외측 일부분을 커버한다.
제1 커버프레임(410)은 사각플레이트 형태로 형성되고, 상부에는 제1 커버프레임(410)을 관통하여 제1 커버프레임(410)의 제1 방향(1)쪽 공간과 제2 방향(2)쪽 공간을 연결하는 슬릿(470)이 형성되며, 테두리 일부분은 제2 방향(2)을 향해 소정의 거리만큼 연장된다.
도 2 및 3들을 참조하면, 지그(420)들 각각의 일단은 격자 형태로 제1 커버프레임(410)의 제2 방향(2)쪽 내측면에 배치되고, 모서리들이 안쪽 중공(423)을 향해 오목한 곡면을 형성하며 함몰된 파이프 형태로 형성되어 제1 커버프레임(410)과 결합된다.
지그(420)들 각각의 타단은 직사각 파이프의 모서리들이 중공(423)을 향해 오목한 곡면을 형성하며 함몰된 파이프 형태를 유지하며 제2 방향(2)을 향해 소정의 거리만큼 연장되고, 중공(423)은 제2 방향(2)을 향해 개방된 형태를 유지한다.
따라서, 셀(200)들 각각의 일단이 지그(420)들 사이에 해당하는 공간과 지그(420) 및 제1 커버프레임(410)의 테두리 내측면 사이에 해당하는 공간에 삽입되면, 셀(200)들 각각의 일단 외측면 일부분은 지그(420)들의 모서리쪽 곡면에 안착된다.
지그(420)들 사이에서 지그(420)들 각각의 모서리쪽 곡면에 밀착되는 셀(200)들 각각은 지그(420)들 사이에서 고정되고, 셀(200)들 각각의 일단이 고정된 상태에서 셀(200)들 각각의 타단 및 제2 전극부(350)들을 용접을 통해 안정적으로 결합시킬 수 있다.
삽입부(430)는 측벽(432) 및 스토퍼(434)들을 포함하고, 삽입부(440)는 측벽(442) 및 스토퍼(444)들을 포함한다.
삽입부(430, 440)들은 제1 커버프레임(410)의 제1 방향(1)쪽 일측 및 타측 각각에 내부공간이 제1 방향(1)을 향해 개방된 슬롯 형태로 형성되고, 제2 커버부(600)의 제2 방향(2)쪽 양측에 형성된 돌출부들과 각각 탈착 또는 부착이 가능하도록 결합된다.
따라서, 셀 모듈 어셈블리(100)의 제1 방향(1)쪽에 추가로 셀 모듈 어셈블리(100)를 연결시키는 경우 추가 배치되는 셀 모듈 어셈블리(100)의 제2 커버부(600)의 일측 및 타측 각각에 형성된 돌출부들 각각을 삽입부(430, 440)들 각각에 삽입시켜 복수의 셀 모듈 어셈블리(100)들을 연결시킬 수 있다.
측벽(432)의 후방부는 상부 또는 하부를 향해 길게 연장된 바 형태로 제1 커버프레임(410)의 제1 방향(1)쪽 일측 테두리에 결합되고, 전방부는 플레이트 형태로 제1 방향(1)을 향해 소정의 거리만큼 연장된다.
스토퍼(434)의 후방부는 측벽(432)의 타측에 소정의 거리만큼 이격된 위치에서 제1 커버프레임(410)에 결합되고 전방부는 일측 및 타측을 향해 분리되어 일측부는 측벽(432)에 밀착되며 제1 방향(1)을 향해 연장되며 , 타측부는 일측부와 이격된 상태로 지지부(460)의 일측면과 밀착되며 제1 방향(1)을 향해 연장된다.
스토퍼(434)의 저면은 제1 커버프레임(410) 및 측벽(432)들 각각의 저면과 동일 수평선상에 위치하고, 스토퍼(434)의 상부면은 측벽(432)의 상단보다 상대적으로 하부를 향해 위치한다.
따라서, 측벽(432)의 상부에서 지지부(460)의 일측 및 측벽(432) 사이로 삽입되는 상기 돌출부는 소정의 거리만큼 하강하면 스토퍼(434)를 통해 이동이 제한되어 삽입부(430)에 고정된다.
측벽(442)의 후방부는 상부 또는 하부를 향해 길게 연장된 바 형태로 제1 커버프레임(410)의 제1 방향(1)쪽 타측 테두리에 결합되고, 전방부는 플레이트 형태로 제1 방향(1)을 향해 소정의 거리만큼 연장된다.
스토퍼(444)의 후방부는 측벽(442)에서 일측 방향을 향해 소정의 거리만큼 이격된 위치에서 제1 커버프레임(410)에 결합되고 스토퍼(444)의 전방부는 일측 및 타측을 향해 분리되어 일측부는 지지부(460)의 타측면에 밀착되며 제1 방향(1)을 향해 연장되며 , 타측부는 일측부와 이격된 상태로 측벽(442)과 밀착되며 제1 방향(1)을 향해 연장된다.
스토퍼(444)의 저면은 제1 커버프레임(410) 및 측벽(442)들 각각의 저면과 동일 수평선상에 위치하고, 스토퍼(444)의 상부면은 측벽(442)의 상단보다 상대적으로 하부를 향해 위치한다.
따라서, 측벽(442)의 상부에서 지지부(460)의 타측 및 측벽(442) 사이로 삽입되는 상기 돌출부는 소정의 거리만큼 하강하면 스토퍼(444)의 상부면을 통해 이동이 제한되어 삽입부(440)에 안착된다.
지지부(460)의 상단부는 일측 또는 타측을 향해 길게 연장된 직육면체 형태로 형성되어 슬릿(470)의 직하방에 해당하는 위치에서 제1 커버프레임(410)의 제1 방향(1)쪽 전면에 결합된다.
지지부(460)의 하단부는 지지부(460)의 상단부 저면 일측 및 타측 각각의 일부분이 측벽(432, 442)들 각각과 이격된 위치에서 측벽(432, 442)들 각각과 평행한 플레이트 형태로 하부를 향해 제1 커버프레임(410)의 저면에 해당하는 위치까지 연장된다.
지지부(460)의 일측면 및 타측면들 각각은 스토퍼(434, 444)들 각각의 타측부 및 일측부들 각각과 밀착되고, 스토퍼(434, 444)들 각각의 상부에 해당하는 위치에서는 측벽(432, 442)들 각각과의 사이에서 슬롯을 형성한다.
지지부(460)의 상단부 상부면에는 일측 및 타측 각각에 해당하는 위치에서 지지부(460)의 하부를 향해 함몰되어 형성되는 결합홈(464, 462)들이 각각 형성되고, 제1 연결판(320)이 슬릿(470)을 통과하여 제1 커버프레임(410)의 제1 방향(1)쪽에 돌출되면 제1 연결판(320)의 저면은 지지부(460)의 상부면에 밀착되고, 홀(342, 343)들 각각은 결합홈(464, 462)들 각각의 직상방에 위치한다.
도 3을 참조하면, 제2 커버부(600)는 제2 커버프레임(610), 지그(620), 돌출부(630, 640)들, 결합유닛(652, 650)들 및 지지부(660)들을 포함한다.
제2 커버부(600)는 플레이트의 테두리 일부분이 제1 방향(1)을 향해 돌출된 형태로 형성되고, 셀(200)들과 결합된 상태에서, 정렬된 상태로 서로 인접하게 배치된 셀(200)들을 포함하는 셀유닛의 제2 방향(2)쪽 배면 및 외측 일부분을 커버한다.
제2 커버프레임(610)은 사각플레이트 형태로 형성되고, 상부에는 제2 커버프레임(610)을 관통하여 제2 커버프레임(610)의 제1 방향(1)쪽 공간과 제2 방향(2)쪽 공간을 연결하는 슬릿(670)이 형성되며, 테두리 일부분은 제1 방향(1)을 향해 소정의 거리만큼 연장된다.
슬릿(670)은 슬릿(470)의 위치보다 상대적으로 높거나 동일한 위치에 형성되고, 슬릿(670)을 관통하며 돌출되는 제2 연결판(370) 역시 제1 연결판(320)보다 상대적으로 높거나 동일한 위치에 형성된다.
도 2 및 3들을 참조하면, 지그(620)들 각각의 일단은 격자 형태로 제2 커버프레임(610)의 제1 방향(1)쪽 내측면에 배치되고, 직사각 파이프의 모서리들이 안쪽 중공(623)을 향해 오목한 곡면을 형성하며 함몰된 파이프 형태로 형성되어 제2 커버프레임(610)과 결합된다.
지그(620)들 각각의 타단은 모서리들이 중공(623)을 향해 오목한 곡면을 형성하며 함몰된 파이프 형태를 유지하며 제1 방향(1)을 향해 소정의 거리만큼 연장되고, 중공(623)은 제1 방향(1)을 향해 개방된 형태를 유지한다.
따라서, 셀(200)들 각각의 타단이 지그(620)들 사이에 해당하는 공간과 지그(620) 및 제2 커버프레임(610)의 테두리 내측면 사이에 해당하는 공간에 삽입되면, 셀(200)들 각각의 타단 외측면 일부분은 지그(620)들의 모서리쪽 곡면에 안착된다.
지그(620)들 사이에서 지그(620)들 각각의 모서리쪽 곡면에 밀착되는 셀(200)들 각각은 지그(620)들 사이에서 고정되고, 셀(200)들 각각의 타단이 고정된 상태에서 셀(200)들 각각의 일단 및 제1 전극부(300)들을 용접을 통해 신속하고 안정적으로 결합시킬 수 있다.
돌출부(630)의 전방부는 제2 커버프레임(610)의 제2 방향(2)쪽에서 제2 커버프레임(610)의 일측에 플레이트 형태로 결합되고, 후방부는 전방부의 일측 및 타측에서 일측부 및 타측부로 분리되어 상하부로 연장된 플레이트 형태로 제2 방향(2)을 향해 연장된다.
돌출부(630)의 일측부는 상부 또는 하부를 향해 연장된 플레이트 형태로 형성되고, 돌출부(630)의 타측부는 일측부와 소정의 거리만큼 이격된 위치에서 상부 또는 하부를 향해 일측부와 평행하도록 연장된 플레이트 형태로 형성된다.
돌출부(630)는 복수의 셀 모듈 어셈블리(100)들이 서로 연결되는 경우 제2 방향(2)쪽에 추가로 결합되는 셀 모듈 어셈블리(100)의 삽입부(430)의 상부에서 측벽(432) 및 지지부(460) 사이에 형성된 슬롯을 향해 하강하여 상기 슬롯에 삽입되고, 소정의 거리만큼 하강하면 저면은 스토퍼(434)와 밀착되어 이동이 제한된다.
돌출부(630)가 삽입부(430)에 삽입된 상태에서 돌출부(630)의 일측부는 측벽(432)에 밀착되고, 돌출부(630)의 타측부는 지지부(460)와 밀착되어 서로 결합되는 셀 모듈 어셈블리(100)들의 안정적인 결합이 가능하다.
돌출부(640)의 전방부는 제2 커버프레임(610)의 제2 방향(2)쪽에서 제2 커버프레임(610)의 타측에 플레이트 형태로 결합되고, 후방부는 전방부의 일측 및 타측에서 일측부 및 타측부로 분리되어 상하부로 연장된 플레이트 형태로 제2 방향(2)을 향해 연장된다.
돌출부(640)의 일측부는 상부 또는 하부를 향해 연장된 플레이트 형태로 형성되고, 돌출부(640)의 타측부는 일측부와 소정의 거리만큼 이격된 위치에서 상부 또는 하부를 향해 일측부와 평행하도록 연장된 플레이트 형태로 형성된다.
돌출부(640)는 복수의 셀 모듈 어셈블리(100)들이 서로 연결되는 경우 제2 방향(2)쪽에 추가로 결합되는 셀 모듈 어셈블리(100)의 삽입부(440)의 상부에서 측벽(442) 및 지지부(460) 사이에 형성된 슬롯을 향해 하강하여 상기 슬롯에 삽입되고, 소정의 거리만큼 하강하면 저면은 스토퍼(444)와 밀착되어 이동이 제한된다.
돌출부(640)가 삽입부(440)에 삽입된 상태에서 돌출부(640)의 일측부는 지지부(460)와 밀착되고, 돌출부(640)의 타측부는 측벽(442)과 밀착되어 서로 결합되는 셀 모듈 어셈블리(100)들의 안정적인 결합이 가능하다.
도 6은 도 1의 셀 모듈 어셈블리의 연결 구동을 나타내는 사시도들을 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 셀 모듈 어셈블리(100)들은 삽입부(430, 440)들 각각과 돌출부(630, 640)들 각각의 탈부착 구조를 통해 제1 및 제2 연결판(320, 370)들을 서로 연결시켜 대용량 셀 모듈 어셈블리(100)로 사용될 수 있다.
셀 모듈 어셈블리(100)들 각각은 서로 제1 방향(1) 또는 제2 방향(2)을 향해 이격된 상태에서 셀 모듈 어셈블리(100)들 중 어느 하나를 상승시키고, 상승된 셀 모듈 어셈블리(100)를 하강시켜 하강하는 셀 모듈 어셈블리(100)의 일부를 제2 방향(2)쪽의 셀 모듈 어셈블리(100)에 삽입시킨다.
구체적으로, 제1 방향(1)쪽 셀 모듈 어셈블리(100)가 하강되어 제2 방향(2)쪽 셀 모듈 어셈블리(100)와 결합되면, 복수의 셀 모듈 어셈블리(100)들이 서로 결합되는 과정에서 제1 및 제2 연결판(320, 370)들은 서로 밀착된다.
제1 방향(1)쪽 셀 모듈 어셈블리(100)가 하강하면, 돌출부(630)는 측벽(432) 및 지지부(460)들 사이에 해당하는 슬롯에 삽입되고, 돌출부(640)는 측벽(442) 및 지지부(460)의 사이에 해당하는 슬롯에 삽입된다.
돌출부(630, 640)들 각각의 저면이 하강하여 스토퍼(434, 444)들 각각의 상부면에 밀착되면 제2 연결판(370)의 저면은 제1 연결판(320)의 상부면과 밀착되고, 홀(342, 392)들 각각은 동일한 수직선상에 배치되어 서로 연결되며, 홀(343) 및 홀(393)들 각각은 동일한 수직선상에 배치되어 서로 연결된다.
서로 연결된 홀(342, 392)들 각각은 지지부(460)에 형성된 결합홈(464)과 연결되고, 제1 및 제2 연결판(320, 370)들이 서로 밀착된 상태에서 홀(342, 392)들 및 결합홈(464)들을 관통하는 결합구(볼트)를 통해 제1 및 제2 연결판(320, 370) 및 지지부(460)들은 서로 결합된다.
서로 연결된 홀(343, 393)들 각각은 지지부(460)에 형성된 결합홈(462)과 연결되므로, 제1 및 제2 연결판(320, 370)들이 서로 밀착된 상태에서 홀(343, 393)들 및 결합홈(462)들을 관통하는 결합구(볼트)를 통해 제1 및 제2 연결판(320, 370) 및 지지부(460)들은 서로 견고하게 결합된다.
돌출부(630, 640)들 및 삽입부(430, 440)들 각각은 서로 결합된 상태에서 서로 연결된 셀 모듈 어셈블리(100)들이 좌우로 흔들리는 것을 방지하고, 안쪽에 형성된 상하부로 길게 연장되고 단면이 타원형인 공간으로 결합구 또는 댐퍼를 삽입시켜 차량과 결합시키거나 진동을 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 명세서에 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 셀 모듈 어셈블리를 나타낸 사시도를 도시한다.
본 실시예에 따른 셀 모듈 어셈블리(120)는 제1 커버부(400)의 지지부(466), 확장부(700) 및 슬라이딩부(810, 820)들을 제외하면 도 1 내지 6들의 셀 모듈 어셈블리(100)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호와 명칭을 사용하고 중복된 설명은 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 셀 모듈 어셈블리(120)는 확장부(700) 및 슬라이딩부(810, 820)들을 더 포함하고, 제1 커버부(400)는 도 1 내지 6들에 개시된 지지부(460)를 대신하여 지지부(466)를 포함한다.
지지부(466)의 상단부는 제1 커버프레임(410)에서 제1 방향(1)을 향해 연장되는 플레이트 형태로 형성되고, 하단부는 상단부의 일측 및 타측 각각의 제1 방향(1)을 향해 연장된 직사각형 일부분이 하부를 향해 플레이트 형태로 연장되어 형성된다.
지지부(466)의 상단부의 상부면은 제1 연결판(320)과 밀착되어 전기적으로 연결되고, 지지부(466)의 하단부는 상단부를 통해 제1 연결판(320)과 전기적으로 연결된다.
확장부(700)는 회동프레임(720) 및 제3 연결판(740)들을 포함한다.
확장부(700)의 일단은 지지부(466)의 하단부 안쪽에 일측 또는 타측을 향해 연장된 축을 기준으로 회동이 가능하도록 결합되고, 타단은 상부를 향해 소정의 거리만큼 연장되어 지지부(466)의 상단부 하부에 위치한 금속판의 제2 방향(2)쪽 후방 일부분과 결합된다.
확장부(700)의 일단쪽 상기 축에서 상기 금속판까지의 길이는 셀 모듈 어셈블리(120)들이 상하부로 연결된 상태에서 상부에 위치한 확장부(700)의 일단쪽 상기 축에서 하부의 셀 모듈 어셈블리(120)의 제2 연결판(370)의 저면까지의 길이와 동일하다.
따라서, 셀 모듈 어셈블리(120)들이 상하부로 연결된 상태에서 확장부(700)의 일단을 축으로 타단을 하부를 향해 이동시키면, 상기 금속판의 전방 일부분은 제2 연결판(370)의 저면에 밀착되고, 제1 연결판(320)은 확장부(700)를 통해 하부에 위치하는 셀 모듈 어셈블리(120)의 제2 연결판(370)과 전기적으로 연결된다.
구체적으로, 회동프레임(720)의 일단은 지지부(466)의 하단부 안쪽에서 지지부(466)의 하단부와 양측으로 연장된 축을 기준으로 회동이 가능하도록 결합되고, 타단은 상부를 향해 전후방 두께가 점진적으로 확장되며 연장되어 제3 연결판(740)의 후방 일부분에 결합된다.
회동프레임(720)의 일단 상기 축에서 제3 연결판(740)의 저면까지의 거리는 상기 축에서 하부에 추가 배치되는 셀 모듈 어셈블리(120)에 형성된 제2 연결판(370)의 저면까지의 거리와 동일하다.
따라서, 회동프레임(720)의 일단이 상기 축을 기준으로 회동하고, 타단이 하부를 향해 이동하면 제3 연결판(740)의 저면은 하부에 추가 배치되는 셀 모듈 어셈블리(120)의 제2 연결판(370)의 저면과 밀착된다.
또한, 회동프레임(720) 및 제3 연결판(740)들이 지지부(466)의 안쪽에 배치된 상태에서는 회동프레임(720)의 타단은 회동프레임(720)의 일단보다 상대적으로 제2 방향(2)쪽에 배치되고, 제3 연결판(740)은 지지부(466)의 안쪽에서 지지부(466)보다 상대적으로 제2 방향(2)을 향해 배치되므로, 셀 모듈 어셈블리(120)들을 제1 방향(1) 또는 제2 방향(2)을 향해 정렬시켜 연결시킬 수 있다.
한편, 제3 연결판(740)은 제2 연결판(370)과 밀착된 상태에서 제2 연결판(370)에 형성된 홀(392, 393)들 각각과 연결되는 관통홀들이 형성되고, 작업자는 볼트를 포함하는 결합구들을 통해 상기 관통홀들과 홀(392, 393)들 각각을 연결하여 견고하게 셀 모듈 어셈블리(120)들을 결합시킬 수 있다.
슬라이딩부(810)는 프레임(812), 상단스토퍼(814) 및 하부스토퍼(816)들을 포함하고, 슬라이딩부(820)는 프레임(822), 상단스토퍼(824) 및 하부스토퍼(826)들을 포함한다.
슬라이딩부(810, 820)들 각각은 삽입부(440, 430)들 각각의 안쪽에서 상부 또는 하부를 향해 슬라이딩 이동이 가능하도록 삽입부(440, 430)들 각각과 결합되고, 셀 모듈 어셈블리(120)들이 상하부로 적층된 상태에서 하부를 향해 각각 이동하여 돌출부(630, 640)들 각각의 안쪽으로 삽입된다.
따라서, 슬라이딩부(810, 820)들 각각은 슬라이딩 이동을 통해 삽입부(440) 및 돌출부(630)들을 연결하고, 삽입부(430) 및 돌출부(640)들을 연결하여 서로 상하부로 적층된 셀 모듈 어셈블리(100)들의 안정적인 결합이 가능하다.
구체적으로, 프레임(812)은 상부 또는 하부를 향해 연장되는 바 형태로 형성되고, 단면은 직사각형 형태에서 제2 방향(2)쪽 일부분은 볼록하게 돌출되는 형태로 형성되어 전면을 제외한 외측면은 스토퍼(444) 또는 돌출부(630)의 내측면과 밀착되도록 형성된다.
또한, 프레임(812)은 스토퍼(444)의 내측면과 상부 또는 하부를 향해 슬라이딩 이동이 가능하도록 결합되고, 프레임(812)의 저면이 스토퍼(444)의 저면과 일치하는 위치에서는 스토퍼(444)에 고정된다.
프레임(812)의 저면이 스토퍼(444)의 저면과 일치하는 위치에서 고정된 상태에서는 프레임(812)을 하부를 향해 소정의 힘 이상으로 밀어내면 프레임(812) 및 스토퍼(444) 사이의 고정상태가 해제되고, 프레임(812)은 하부를 향해 이동이 가능하게 된다.
상단스토퍼(814)는 프레임(812)의 상단 외측면 일부가 소정의 거리만큼 외측을 향해 확장된 형태로 형성되어 프레임(812)의 상부에 결합되고, 측벽(442) 및 지지부(466)의 사이에서 상하부 슬라이딩 이동이 가능하며, 프레임(812)을 따라 하강하면 상단스토퍼(814)의 저면이 스토퍼(444)의 상부면과 밀착되어 프레임(812)의 하강 이동을 정지시킨다.
하부스토퍼(816)의 일단은 프레임(812)의 하부 전면에 해당하는 위치에 결합되고, 타단은 바 형태로 셀 모듈 어셈블리(120)의 일측을 향해 소정의 거리만큼 연장되어 지지부(466)의 안쪽에 배치되는 회동프레임(720)이 지지부(466)를 이탈하여 하강하는 것을 차단한다.
구체적으로, 프레임(822)은 상부 또는 하부를 향해 연장되는 바 형태로 형성되고, 단면은 직사각형 형태에서 제2 방향(2)쪽 일부분은 볼록하게 돌출되는 형태로 형성되어 전면을 제외한 외측면은 스토퍼(434) 또는 돌출부(640)의 내측면과 밀착되도록 형성된다.
또한, 프레임(822)은 스토퍼(434)의 내측면과 상부 또는 하부를 향해 슬라이딩 이동이 가능하도록 결합되고, 프레임(822)의 저면이 스토퍼(434)의 저면과 일치하는 위치에서는 스토퍼(434)에 고정된다.
프레임(822)의 저면이 스토퍼(434)의 저면과 일치하는 위치에서 고정된 상태에서는 프레임(822)을 하부를 향해 소정의 힘 이상으로 밀어내면 프레임(822) 및 스토퍼(434) 사이의 고정상태가 해제되고, 프레임(822)은 하부를 향해 이동이 가능하게 된다.
상단스토퍼(824)는 프레임(822)의 상단 외측면 일부가 소정의 거리만큼 외측을 향해 확장된 형태로 형성되어 프레임(822)의 상부에 결합되고, 측벽(432) 및 지지부(466)의 사이에서 상하부 슬라이딩 이동이 가능하며, 프레임(822)을 따라 하강하면 저면이 스토퍼(434)의 상부면과 밀착되어 프레임(822)의 하강 이동을 정지시킨다.
하부스토퍼(826)의 일단은 프레임(822)의 하부 전면에 해당하는 위치에 결합되고, 타단은 바 형태로 셀 모듈 어셈블리(120)의 타측을 향해 소정의 거리만큼 연장되어 지지부(466)의 안쪽에 배치되는 회동프레임(720)이 지지부(466)를 이탈하여 하강하는 것을 차단한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 120: 셀 모듈 어셈블리 200: 셀
400: 제1 커버부 600: 제2 커버부
700: 확장부 810, 820: 슬라이딩부

Claims (5)

  1. 셀들;
    각각이 상기 셀들을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되어 상기 셀들의 전방 및 후방 각각의 전극들을 연결하는 그물망 형태로 형성되고, 각각이 판 형태로 전방 및 후방으로 돌출되는 제1 및 제2 연결판을 구비하는 제1 및 제2 전극부;들
    상기 제1 전극부의 전면과 밀착되면 상기 제1 연결판이 관통하여 전방으로 돌출되도록 슬릿이 형성된 제1 커버프레임, 상기 제1 연결판의 하부에서 상기 제1 커버프레임의 전방으로 돌출되어 상기 제1 연결판의 저면을 지지하는 지지부 및 상기 제1 커버프레임의 일측 및 타측에 각각 형성된 삽입부들을 포함하는 제1 커버부; 및
    상기 제2 전극부의 배면과 밀착되면 상기 제2 연결판이 관통하여 후방으로 돌출되도록 슬릿이 형성되는 제2 커버프레임 및 상기 제1 커버부의 전면에 밀착되는 경우 상기 삽입부에 삽입 및 결합되도록 형성되는 돌출부를 포함하는 제2 커버부;를 포함하고,
    상기 셀들은 상기 제1 및 제2 커버부들 각각의 테두리 안쪽에 고정되며,
    상기 제2 연결판은 상기 제1 연결판보다 높은 수평선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 셀 모듈 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 커버부들 각각은,
    상기 제1 및 제2 커버부들 각각의 안쪽에서 상기 제1 및 제2 전극부들 각각에 형성된 통공을 지나 상기 셀들 사이로 연장되어 상기 셀들 각각을 분리시키도록 형성되는 지그들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 모듈 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지그들 각각은,
    격자 패턴으로 배치되는 셀들 각각의 중앙 사이를 연결하여 형성된 평면에서 사각 파이프 형태로 연장되고, 측면 모서리는 안쪽을 향해 오목하게 가공되어 상기 셀들 각각과 밀착되는 것을 특징으로 하는 셀 모듈 어셈블리.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024019430A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀 블럭 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

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KR20150007727A (ko) 2013-07-12 2015-01-21 현대모비스 주식회사 셀 모듈 어셈블리의 모듈 하우징
KR20170027546A (ko) * 2015-09-02 2017-03-10 주식회사 엘지화학 전지팩의 셀 모듈 및 그 조립 방법
KR20180006150A (ko) 2016-07-08 2018-01-17 주식회사 엘지화학 안전성이 개선된 셀 모듈 어셈블리 및 이를 위한 팩 구조물

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