KR102289582B1 - 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법 - Google Patents

밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102289582B1
KR102289582B1 KR1020140194052A KR20140194052A KR102289582B1 KR 102289582 B1 KR102289582 B1 KR 102289582B1 KR 1020140194052 A KR1020140194052 A KR 1020140194052A KR 20140194052 A KR20140194052 A KR 20140194052A KR 102289582 B1 KR102289582 B1 KR 102289582B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
pair
battery
cover
assemblies
Prior art date
Application number
KR1020140194052A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160081015A (ko
Inventor
류재연
정승룡
Original Assignee
에이치엘그린파워 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치엘그린파워 주식회사 filed Critical 에이치엘그린파워 주식회사
Priority to KR1020140194052A priority Critical patent/KR102289582B1/ko
Publication of KR20160081015A publication Critical patent/KR20160081015A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102289582B1 publication Critical patent/KR102289582B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 밀봉 구조의 배터리 하우징은, 냉각 공간과 벤팅 공간이 분리되도록 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 셀 장착 조립체; 상기 셀 장착 조립체의 앞뒤로 적층되며 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 한 쌍으로 이루어지는 다수의 중간 하우징 조립체; 상기 한 쌍의 중간 하우징 조립체 사이 앞뒤로 적층되는 한 쌍으로 이루어지는 다수의 이너 하우징 패널; 상기 한 쌍의 이너 하우징 패널의 앞뒤로 적층되며 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 한 쌍의 하우징 커버; 상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 다수의 이너 하우징 패널 및 한 쌍의 하우징 커버가 결합된 상태에서 후면에 조립되는 후면 커버; 및 상기 후면 커버와 쌍으로서 전면에 조립되는 전면 커버;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법{Battery housing with sealed structure and Method for manufacturing battery module using the same}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 더 상세하게는 친환경 차량에서 배터리에서 발생되는 유해 가수가 차량 내부로 침투하지 못하게 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법에 대한 것이다.
하이브리드 자동차, 전기 자동차, 및/또는 산업용 애플리케이션에 사용되는 하나의 배터리 팩에는 다수의 배터리 셀을 포함하여 구성된다. 이 경우에는, 개별 배터리 셀은 원통형 셀(cylindrical cell), 각형 셀(prismatic cell), 파우치형 셀 등으로 설계될 수 있다. 파우치형 셀들은 박막으로 구성된 유연한 커버를 포함하고, 상기 커버 내에는 배터리 셀의 전기적 구성 요소들이 배치되어 있다.
하나의 배터리 셀 내에서 최적의 공간 이용을 구현하기 위해서는 특히 파우치형 셀들이 사용된다. 상기 파우치형 셀들은 또한 높은 용량과 더불어 적은 중량을 특징으로 한다.
이러한 전술한 파우치형 셀들의 에지들은 조인트(sealing joint)를 포함한다. 부연하면, 상기 조인트는 배터리 셀들의 2개의 박막을 연결하고, 상기 박막들은 그로 인해 형성된 공동부 내에 추가의 부품들을 포함한다.
일반적으로, 파우치형 셀들은 리튬 2차 배터리 또는 니켈-수소 배터리(Nickel-hydrogen battery)등과 같이, 전해질 용액(electrolytic solution)을 내포한다.
따라서, 배터리 셀 내부에서 반응 발생시 가스가 발생한다. 그런데, 이러한 파우치형 셀들의 경우, 가스가 차량 내부에 침투하는 것을 방지하는 장치가 없다는 문제점이 있다.
1. 한국공개특허번호 제10-2014-0016232호 2. 한국공개특허번호 제10-2012-0007019호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 친환경 차량에서 배터리에서 발생되는 유해 가스가 차량 내부로 침투하지 못하게 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 친환경 차량에서 배터리에서 발생되는 유해 가스가 차량 내부로 침투하지 못하게 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징을 제공한다.
상기 배터리 하우징은,
냉각 공간과 벤팅 공간이 분리되도록 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 셀 장착 조립체;
상기 셀 장착 조립체의 앞뒤로 적층되며 한 쌍으로 이루어지는 다수의 중간 하우징 조립체;
상기 한 쌍의 중간 하우징 조립체 사이 앞뒤로 적층되는 한 쌍으로 이루어지는 다수의 이너 하우징 패널;
상기 한 쌍의 이너 하우징 패널의 앞뒤로 적층되며 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 한 쌍의 하우징 커버;
상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 다수의 이너 하우징 패널 및 한 쌍의 하우징 커버가 결합된 상태에서 후면에 조립되는 후면 커버; 및
상기 후면 커버와 쌍으로서 전면에 조립되는 전면 커버;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 후면 커버에는 상기 벤팅 공간의 내부 가스를 배출하는 배출홀이 다수 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 중간 하우징 조립체의 일측면상에 상기 벤팅 공간의 내부 가스 또는 수분을 배출하기 위해 외부 호스와 연결되는 배출관이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전면 커버에는 상기 배출관이 돌출되도록 개구부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 후면 커버 또는 전면 커버에는 내측에 밀봉 물질층이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 이너 하우징 패널은 센싱 와이어가 결합된 상태로 적층되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 이너 하우징 패널은, 상기 센싱 와이어를 고정하는 다수의 고정부; 및 상기 센싱 와이어의 끝단을 용접 고정하는 용접부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 밀봉 물질층은 폴리우레탄 발포체인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 및 하우징 커버는 볼트 너트 방식에 의해 조립 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 셀 장착 조립체와 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이 또는 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이에 각각 조립되는 다수의 배터리 셀은 버스바에 의해 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 하우징 커버는, 하우징 커버 프레임; 및 상기 하우징 커버 프레임에 핫스템핑 공법으로 고정되는 하우징 커버 패널;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 중간 하우징 조립체는, 중간 하우징 조립체 프레임; 및 상기 중간 하우징 조립체 프레임의 앞뒤로 적층되며 핫스템핑 공법으로 고정되는 한 쌍의 중간 하우징 조립체 커버 패널;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 냉각 공간과 벤팅 공간이 분리되도록 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 셀 장착 조립체를 준비하는 단계; 한 쌍으로 이루어지는 다수의 중간 하우징 조립체를 상기 셀 장착 조립체의 앞뒤로 적층하는 단계; 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이에 앞뒤로 한 쌍으로 이루어지는 다수의 이너 하우징 패널을 적층하는 단계; 상기 다수의 이너 하우징 패널의 앞뒤로 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 한 쌍의 하우징 커버를 적층하는 단계; 상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 다수의 이너 하우징 패널 및 한 쌍의 하우징 커버가 결합된 상태에서 후면에 후면 커버를 조립하는 단계; 및 상기 후면 커버와 쌍으로서 전면 커버를 전면에 조립하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징 제조 방법을 제공한다.
이때, 상기 배터리 모듈의 제조 방법은, 상기 셀 장착 조립체와 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이 또는 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이에 각각 다수의 배터리 셀은 적층하는 단계; 및 상기 다수의 배터리 셀을 버스바를 이용하여 서로 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 하우징 커버를 볼트 너트 방식을 이용하여 조립 체결하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하우징에 폴리우레탄 발포체(PU Foam)를 도포한 후, 적층 방식으로 쌓으면서 냉각 공간과 벤팅 공간을 분리함으로써 벤팅 공간은 차량 외부로 연결시켜 차량 내부로 유해 가스가 침투되는 것을 방지한다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 중요한 부분은 이 모든 작업들이 BMA(Battery Module Assembly) 내부에서 구성되어 시스템 구성시 따라 밀봉 구조를 반영하지 않아도 되므로 작업성 향상을 가져올 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밀봉 구조의 배터리 하우징(100)의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 밀봉 구조의 배터리 하우징(100)의 정면 외관 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 밀봉 구조의 배터리 하우징(100)의 후면 외관 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제 1 이너(inner) 하우징 패널(141)의 외관 사시도이다.
도 5a는 도 1에 도시된 전면 커버(161)의 정면 외관 사시도이고, 도 5b는 전면 커버(161)의 후면 외관 사시도이다.
도 6a는 도 1에 도시된 후면 커버(162)의 정면 외관 사시도이고, 도 6b는 후면 커버(162)의 후면 외관 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 제 1 하우징 커버(151)의 분해 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 제 1 중간 하우징 조립체(131)의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 밀봉 구조의 배터리 하우징(100)을 조립하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밀봉 구조의 배터리 하우징(100)의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 상기 배터리 하우징(100)은, 다수의 배터리 셀(111,112)이 장착되는 셀 장착 조립체(120), 상기 셀 장착 조립체(120)의 앞뒤로 적층되는 한 쌍의 중간 하우징 조립체(131,132), 상기 한 쌍의 중간 하우징 조립체(131,132)의 앞뒤로 적층되는 한 쌍의 이너 하우징 패널(141,142), 상기 한 쌍의 이너 하우징 패널(141,142)의 앞뒤로 적층되는 한 쌍의 하우징 커버(151,152), 이들 구성부품들이 결합된 상태에서 후면에 조립되는 후면 커버(162), 및 상기 후면 커버(162)와 쌍으로서 전면에 조립되는 전면 커버(161) 등을 포함하여 구성된다.
다수의 배터리 셀(111,112)은 배터리 셀은 원통형 셀(cylindrical cell), 각형 셀(prismatic cell), 파우치형 셀 등으로 설계될 수 있다. 파우치형 셀들은 박막으로 구성된 유연한 커버를 포함하고, 상기 커버 내에는 배터리 셀의 전기적 구성 요소들이 배치되어 있다.
하나의 배터리 셀 내에서 최적의 공간 이용을 구현하기 위해서는 특히 파우치형 셀들이 사용된다. 상기 파우치형 셀들은 또한 높은 용량과 더불어 적은 중량을 특징으로 한다. 본 발명의 일실시예에서는 파우치형 셀을 예로 들어 설명한다.
이러한 전술한 파우치형 셀들의 에지들은 조인트(sealing joint)(미도시)를 포함한다. 부연하면, 상기 조인트는 배터리 셀들의 2개의 박막을 연결하고, 상기 박막들은 그로 인해 형성된 공동부 내에 추가의 부품들을 포함한다.
일반적으로, 파우치형 셀들은 리튬 2차 배터리 또는 니켈-수소 배터리(Nickel-hydrogen battery)등과 같이, 전해질 용액(electrolytic solution)을 내포한다.
또한, 배터리 셀은 이 배터리 셀은 니켈 메탈 배터리, 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리 등의 전기 차량용 고전압 배터리가 될 수 있다. 일반적으로 고전압 배터리는 전기 차량을 움직이는 동력원으로 사용하는 배터리로서 100V 이상의 고전압을 말한다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 저전압 배터리도 가능하다.
전기 차량의 예로서는 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 전기차(EV: Electric Vehicle), 저속 전기 자동차(NEV: Neighborhood Electric Vehicle), 연료 전지 자동차(FCV: Fuel-Cell Vehicle) 등을 들 수 있다.
도 1을 계속 참조하면, 셀 장착 조립체(120)의 앞측에는 제 1 배터리 셀(111)이 적층되고, 뒤측에는 제 2 배터리 셀(112)이 적층된다. 이들 제 1 배터리 셀(111)과 제 2 배터리 셀(112)은 버스바(180)에 의해 전기적으로 연결된다.
셀 장착 조립체(120)는 냉각 공간(미도시)과 벤팅 공간(미도시)이 분리되도록 양면의 표면상에 밀봉 물질층(미도시)이 형성된다. 냉각 공간은 배터리 셀(111,112)의 표면이 접촉되는 공간이고, 벤팅 공간은 배터리 셀(111,112)이 접촉되지 않는 공간을 의미한다. 즉, 배터리 셀(111,112)이 벤팅되면서 내부 가스가 발생한다. 따라서, 이러한 내부 가스가 벤팅 공간에서만 한정되야 하는데, 이를 위해 양면상에 밀봉 물질층(미도시)이 형성된다.
제 1 중간 하우징 조립체(131)와 셀 장착 조립체(120) 사이에 이너 하우징 패널이 적층 조립되고, 제 2 중간 하우징 조립체(132)와 셀 장착 조립체(120) 사이에도 이너 하우징 패널이 적층 조립된다.
제 1 및 제 2 중간 하우징 조립체(131,132)는 셀 장착 조립체(120)의 앞측과 뒷측에 적층된다. 즉, 셀 장착 조립체(120)의 뒤측에는 제 1 중간 하우징 조립체(131)가 적층되고, 셀 장착 조립체(120)의 앞측에는 제 2 중간 하우징 조립체(132)가 적층된다.
이들 제 1 및 제 2 중간 하우징 조립체(131,132)의 양면에도 밀봉 물질층(131-3)이 형성된다. 즉, 배터리 셀(111,112)의 냉각 공간의 크기만큼 밀봉하는 밀봉 물질층(131-1)이 적층전에 미리 형성된다. 이러한 밀봉 물질층(131-3)은 배터리 셀(111,112)의 냉각 공간을 위한 것으로 벤팅 공간과 물리적으로 격리되는 구조이다. 이를 보여주는 도면이 도 8에 도시된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.
제 1 하우징 커버(151)와 제 1 중간 하우징 조립체(131) 사이에 이너 하우징 패널(141)이 적층된다. 이와 동일하게 제 2 하우징 커버(151)와 제 2 중간 하우징 조립체(131) 사이에 이너 하우징 패널(142)이 적층된다.
부연하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 이너 하우징 패널(141,142)은 배터리 셀(111,112)이 셀 장착 조립체(120), 제 1 및 제 2 중간 하우징 조립체(131,132) 내측에 촘촘하게 적층되게 하는 기능을 한다.
또한, 배터리 셀(111,112)로부터 발생한 벤팅 공간의 내부 가스를 배출하기 위해 제 1 및 제 2 중간 하우징 조립체(131,132)의 앞측면에는 외부 호스(미도시)와 연결되는 배출관(131-1,132-1)이 형성된다.
제 1 및 제 2 하우징 커버(151,152)에도 동일하게 내측에 밀봉 물질층(151-3)이 형성된다.
본 발명의 일실시예에서는 2개의 중간 하우징 조립체(131,132)만을 도시하였으나, 2개 이상의 조립도 가능하다.
이들 셀 장착 조립체(120), 중간 하우징 조립체(131,132), 이너 하우징 패널(141,143) 및 하우징 커버(151,152)가 적층 결합된 상태에서 전면 커버(162) 및 후면 커버(162)가 조립된다.
전면 커버(161)에는 배출관(131-1,132-1)이 외부로 돌출될 수 있도록 개구부(161-1)가 사각형으로 형성된다. 물론, 형상은 다양한 형상일 수 있다. 물론, 이러한 전면 커버(161)에도 밀봉 물질층이 형성된다. 이러한 개구부(161-1)의 주위에도 밀봉 물질층(161-3)이 형성된다.
후면 커버(162)에는 상기 벤팅 공간의 내부 가스를 배출하는 배출홀(162-1,622-2)이 형성된다. 즉, 제 1 배출홀(162-1)은 상단에 형성되고, 제 2 배출홀(162-2)은 하단에 형성된다.
이러한 밀봉 물질층(131-3,151-3,161-3,162-3)은 밀봉 물질이 도포되어 형성된다. 상기 밀봉 물질은 폴리우레탄 발포체(PU Foam)인 것을 특징으로 할 수 있다. 물론, 폴리우레탄 발포체(PU Foam)는 경질 폴리우레탄 발포체(rigid PU Foam), 세미 경질 폴리우레탄 발포체(semi-rigid PU Foam) 등을 포함할 수 있다.
이후, 볼트(191-1,191-2,191-3,191-4)와 너트(미도시)로 구성되는 볼트-너트 방식을 이용하여 이들 상기 셀 장착 조립체(120), 다수의 중간 하우징 조립체(131,132) 및 하우징 커버(151,152)를 고정 조립한다. 물론, 이러한 ”L트-너트 방식이외에도 리벳 방식, 나사 방식 등이 가능할 수 있다.
이러한 볼트(191-1,191-2,191-3,191-4)가 삽입 체결되도록 셀 장착 조립체(120), 다수의 중간 하우징 조립체(131,132) 및 하우징 커버(151,152)의 상단 및 하단에 각각 체결홀(120-5,131-5,132-5,151-5,152-5)이 형성된다.
또한, 하우징 커버(151,152)의 내측에도 밀봉 물질층(151-3)이 형성된다.
물론, 상기 셀 장착 조립체(120), 다수의 중간 하우징 조립체(131,132) 및 하우징 커버(151,152)를 먼저 조립한 후 전면 커버(161)와 후면 커버(162)를 조립할 수도 있다.
또한, 퓨즈 박스(170)를 전면 커버(161)에 조립 부착한다.
도 2는 도 1에 도시된 밀봉 구조의 배터리 하우징(100)의 정면 외관 사시도이다. 도 2를 참조하면, 배터리 하우징(100)은 내부 공간(210)과, 벤팅공간(221,222)으로 나눌 수 있다. 물론, 도 2는 이해를 위한 것으로 내부 공간(210)과 벤팅 공간(221,222)은 배터리 하우징(100)의 내부에서 형성된다.
도 3은 도 2에 도시된 밀봉 구조의 배터리 하우징(100)의 후면 외관 사시도이다. 도 3을 참조하면, 후면 커버(162)의 상단과 하단에 각각 제 1 배출홀(162-1)과 제 2 배출홀(162-2)이 형성된다. 이들 배출홀(162-1,162-2)을 통해 배터리 하우징(100)의 내부에 있는 내부 가스 및/또는 물기 등이 배출된다.
도 4는 도 1에 도시된 제 1 이너(inner) 하우징 패널(141)의 외관 사시도이다. 도 4를 참조하면, 제 1 이너 하우징 패널(141)은 센싱 와이어(410)가 결합된 상태로 적층되는 것을 특징으로 할 수 있다. 부연하면, 제 1 이너 하우징 패널(141)은, 상기 센싱 와이어(410)를 고정하며 일측 하단에 형성되는 다수의 고정부(420), 및 상기 센싱 와이어(410)의 끝단을 용접 고정하는 용접부(430)등으로 구성된다.
또한, 중앙에는 배터리 셀의 일부 표면이 삽입될 수 있도록 중앙 삽입홀(450)이 형성된다. 물론, 도 4는 제 1 인너 하우징 패널(141)만을 예시적으로 도시한 것으로 다른 인너 하우징 패널에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 5a는 도 1에 도시된 전면 커버(161)의 정면 외관 사시도이고, 도 5b는 전면 커버(161)의 후면 외관 사시도이다. 도 5a를 참고하면, 개구부(161-1) 주변으로 밀봉 기능을 수행하기 위한 밀봉 물질층(161-3)이 형성된다. 물론, 밀봉 물질층(161-3)은 조립전에 형성될 수 있으나, 전면 커버(161)의 경우 조립후에도 형성이 가능하다. 도 5b를 참고하면, 전면 커버(161)의 내측면에도 밀봉 물질층(520)이 형성된다.
도 6a는 도 1에 도시된 후면 커버(162)의 정면 외관 사시도이고, 도 6b는 후면 커버(162)의 후면 외관 사시도이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 내측면에 밀봉 물질층(162-3)이 형성되고, 상단과 하단에 각각 제 1 배출홀(162-1) 및 제 2 배출홀(162-2)이 형성된다.
도 7은 도 1에 도시된 제 1 하우징 커버(151)의 분해 사시도이다. 도 7을 참조하면, 제 1 하우징 커버(151)는, 하우징 커버 프레임(710), 및 상기 하우징 커버 프레임(710)에 핫스템핑 공법으로 고정되는 하우징 커버 패널(720)을 포함하여 구성된다. 물론, 하우징 커버 프레임(710)의 내측에는 제 1 밀봉 물질층(151-3)이 형성되고, 이 제 1 밀봉 물질층(151-3) 보다 내측으로 제 2 밀봉 물질층(711)이 형성된다.
핫스템핑 공법은 고온의 철강소재에 도장 찍듯이 성형한 뒤 급속 냉각시키는 방식으로, 하우징 커버 프레임(710)의 가장자리에 형성되는 접합점(712)과 하우징 커버 패널(720)의 가장자리에 형성되는 접합점(722)을 맞닿게 하여 체결하는 방식이다. 물론, 도 7은 제 2 하우징 커버(152)에도 동일하게 적용된다.
도 8은 도 1에 도시된 제 1 중간 하우징 조립체(131)의 분해 사시도이다. 도 8을 참조하면, 상기 제 1 중간 하우징 조립체(131)는, 중간 하우징 조립체 프레임(810), 및 상기 중간 하우징 조립체 프레임(810)의 앞뒤로 적층되며 핫스템핑 공법으로 고정되는 제 1 및 제 2 중간 하우징 조립체 커버 패널(820,830)로 구성된다.
중간 하우징 조립체 프레임(810)의 경우 양면에 제 1 밀봉 물질층(131-3)이 형성되고, 이 제 1 밀봉 물질층(131-3) 보다 내측으로 제 2 밀봉 물질층(811)이 형성된다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 밀봉 구조의 배터리 하우징(100)을 조립하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 셀 장착 조립체(120), 중간 하우징 조립체(131,132), 이너 하우징 패널(141,142), 하우징 커버(151,152), 및/또는 전면 커버(161) 및/또는 후면 커버(162) 등을 준비하고, 이들 각각에 냉각 공간과 벤팅 공간이 분리되도록 양면 및/또는 한쪽 면에 밀봉 물질을 도포하여 밀봉 물질층이 형성한다(단계 S910,S920).
이중, 핫 스템핑 공법을 이용하여 중간 하우징 조립체(131,132) 및/또는 하우징 커버(151,152)를 조립완성한다(단계 S930).
이후, 한 쌍으로 이루어지는 다수의 중간 하우징 조립체(131,132)를 상기 셀 장착 조립체(120)의 앞뒤로 적층하고, 상기 다수의 중간 하우징 조립체(131,132) 사이에 앞뒤로 한 쌍으로 이루어지는 다수의 이너 하우징 패널(141,142)을 적층하고, 상기 다수의 이너 하우징 패널(141,142)의 앞뒤로 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 한 쌍의 하우징 커버(151,152)를 적층하고, 이러한 적층 결합 상태에서 후면에 후면 커버(162)를 조립하고, 상기 후면 커버(162)와 쌍으로서 전면 커버(161)를 전면에 조립한다(단계 S940).
물론, 상기 셀 장착 조립체(120), 다수의 중간 하우징 조립체(131,132), 하우징 커버(151,152)를 볼트 너트 방식을 이용하여 조립 체결한다.
또한, 전면 커버(161)를 조립하기 전에 버스바(180)를 체결 조립한다.
또한, 전면 커버(161)가 조립된 후에는 퓨즈 박스(170)를 전면 커버(161)에 체결 조립한다. 물론, 전면 커버(161)에 미리 퓨즈 박스(170)를 체결한 후 전면 커버(161)를 체결하는 방식도 가능하다.
100: 배터리 하우징
111,112: 배터리 셀
120: 셀 장착 조립체
131,132: 하우징 조립체
141,142: 이너 하우징 패널
151,152: 하우징 커버
161: 전면 커버
162: 후면 커버
170: 퓨즈 박스
180: 버스바
190-1,190-2,190-3,190-4: 볼트

Claims (15)

  1. 냉각 공간과 벤팅 공간이 분리되도록 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 셀 장착 조립체;
    상기 셀 장착 조립체의 앞뒤로 적층되며 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 한 쌍으로 이루어지는 다수의 중간 하우징 조립체;
    상기 한 쌍의 중간 하우징 조립체 사이 앞뒤로 적층되는 한 쌍으로 이루어지는 다수의 이너 하우징 패널;
    상기 한 쌍의 이너 하우징 패널의 앞뒤로 적층되며 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 한 쌍의 하우징 커버;
    상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 다수의 이너 하우징 패널 및 한 쌍의 하우징 커버가 결합된 상태에서 후면에 조립되는 후면 커버; 및
    상기 후면 커버와 쌍으로서 전면에 조립되는 전면 커버;를 포함하며,
    상기 다수의 이너 하우징 패널은 센싱 와이어가 결합된 상태로 적층되고,
    상기 다수의 이너 하우징 패널은,
    상기 센싱 와이어를 고정하는 다수의 고정부; 및
    상기 센싱 와이어의 끝단을 용접 고정하는 용접부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 후면 커버에는 상기 벤팅 공간의 내부 가스를 배출하는 배출홀이 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 중간 하우징 조립체의 일측면상에 상기 벤팅 공간의 내부 가스 또는 수분을 배출하기 위해 외부 호스와 연결되는 배출관이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전면 커버에는 상기 배출관이 돌출되도록 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 후면 커버 또는 전면 커버에는 내측에 밀봉 물질층이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 밀봉 물질층은 폴리우레탄 발포체인 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 하우징 커버는 볼트 너트 방식에 의해 조립 체결되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 장착 조립체와 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이 또는 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이에 각각 조립되는 다수의 배터리 셀은 버스바에 의해 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 하우징 커버는,
    하우징 커버 프레임; 및
    상기 하우징 커버 프레임에 핫스템핑 공법으로 고정되는 하우징 커버 패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 중간 하우징 조립체는,
    중간 하우징 조립체 프레임; 및
    상기 중간 하우징 조립체 프레임의 앞뒤로 적층되며 핫스템핑 공법으로 고정되는 한 쌍의 중간 하우징 조립체 커버 패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조의 배터리 하우징.
  13. 냉각 공간과 벤팅 공간이 분리되도록 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 셀 장착 조립체를 준비하는 단계;
    한 쌍으로 이루어지는 다수의 중간 하우징 조립체를 상기 셀 장착 조립체의 앞뒤로 적층하는 단계;
    상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이에 앞뒤로 한 쌍으로 이루어지는 다수의 이너 하우징 패널을 적층하는 단계;
    상기 다수의 이너 하우징 패널의 앞뒤로 양면에 밀봉 물질층이 형성되는 한 쌍의 하우징 커버를 적층하는 단계 ;
    상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 다수의 이너 하우징 패널 및 한 쌍의 하우징 커버가 결합된 상태에서 후면에 후면 커버를 조립하는 단계; 및
    상기 후면 커버와 쌍으로서 전면 커버를 전면에 조립하는 단계;를 포함하며,
    상기 다수의 이너 하우징 패널은 센싱 와이어가 결합된 상태로 적층되고,
    상기 다수의 이너 하우징 패널은,
    상기 센싱 와이어를 고정하는 다수의 고정부; 및
    상기 센싱 와이어의 끝단을 용접 고정하는 용접부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 셀 장착 조립체와 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이 또는 상기 다수의 중간 하우징 조립체 사이에 각각 다수의 배터리 셀은 적층하는 단계; 및
    상기 다수의 배터리 셀을 버스바를 이용하여 서로 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 셀 장착 조립체, 다수의 중간 하우징 조립체, 및 하우징 커버를 볼트 너트 방식을 이용하여 조립 체결하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법.





KR1020140194052A 2014-12-30 2014-12-30 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법 KR102289582B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140194052A KR102289582B1 (ko) 2014-12-30 2014-12-30 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140194052A KR102289582B1 (ko) 2014-12-30 2014-12-30 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160081015A KR20160081015A (ko) 2016-07-08
KR102289582B1 true KR102289582B1 (ko) 2021-08-13

Family

ID=56503322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140194052A KR102289582B1 (ko) 2014-12-30 2014-12-30 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102289582B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10367238B2 (en) * 2016-08-05 2019-07-30 Ford Global Technologies, Llc Space efficient battery pack designs
DE102019128924A1 (de) * 2019-10-25 2021-04-29 Audi Ag Batteriemodul für eine Hochvoltbatterie sowie Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Batteriemoduls

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014109243A1 (ja) 2013-01-11 2014-07-17 フタバ産業株式会社 バッテリーケース

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015686A1 (de) 2009-03-31 2010-10-07 Li-Tec Battery Gmbh Batteriegehäuse mit Dichtplatte
KR101867374B1 (ko) 2010-08-30 2018-06-14 에리 파워 가부시키가이샤 전극 단자를 구비한 배터리 덮개, 전극 단자를 구비한 배터리 덮개 제조 방법 및 실링된 배터리
KR101866355B1 (ko) * 2011-03-25 2018-06-12 에스케이이노베이션 주식회사 파우치형 이차전지의 가스배출장치
KR20140000770A (ko) * 2012-06-25 2014-01-06 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지용 배터리 모듈
KR101936572B1 (ko) * 2012-07-26 2019-01-09 에스케이이노베이션 주식회사 밀폐형 배터리 모듈
KR102008967B1 (ko) * 2012-10-24 2019-08-08 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 팩

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014109243A1 (ja) 2013-01-11 2014-07-17 フタバ産業株式会社 バッテリーケース

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160081015A (ko) 2016-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6692917B2 (ja) バッテリーモジュール、このバッテリーモジュールを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車
JP6414952B2 (ja) バッテリパック
EP3067959B1 (en) Battery pack including bushing for connecting end plate
JP6109314B2 (ja) バスバーアセンブリを含む電池モジュール及びそれを含む電池パック
KR102396361B1 (ko) 배터리 팩
US9324981B2 (en) Cell frame for extended range electric vehicle battery module
US10446818B2 (en) Power source device
US20120247107A1 (en) Battery module and method incorporating exterior casing and liner
KR102444124B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP6743664B2 (ja) 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
KR102201167B1 (ko) 수납부들 간의 연결부위에 만입부가 형성된 구조의 전지셀
KR102235650B1 (ko) 이차 전지 모듈 및 이를 포함하는 이차 전지 팩
JP6334725B2 (ja) レセプタクル構造の電圧センシング部材を含む電池モジュール
US20160149197A1 (en) Current breaking structure of battery system
US10211436B2 (en) Multiple piece battery cell isolator
KR20170062845A (ko) 구성이 간소화된 단위모듈을 포함하고 있는 전지모듈
KR102144920B1 (ko) 힌지 구조로 결합된 외장 부재를 포함하는 전지모듈
US20180301668A1 (en) An apparatus comprising battery cells and a method of assembling
JP6594307B2 (ja) 取外し可能な複数のセルを有するモジュール、モジュールを備えるバッテリ、およびバッテリを備える車
KR102411156B1 (ko) 확장 가능한 적층형 모듈 하우징 및 이를 적용한 배터리 모듈
WO2014010419A1 (ja) 組電池
KR102056366B1 (ko) 전지팩의 셀 모듈 및 그 조립 방법
WO2014049652A1 (ja) 電池モジュール
KR102289582B1 (ko) 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법
KR102386201B1 (ko) 이차 전지 모듈 및 이를 포함하는 이차 전지 팩

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant