KR102317274B1 - 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

배터리 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀이 적층되는 배터리 셀 적층체; 배터리 셀 적층체가 삽입되는 블록부재; 블록부재를 감싸며, 블록부재에 삽입된 배터리 셀 적층체를 지지하여 고정하는 지지부재; 및 지지부재가 결합된 블록부재가 수납되는 하우징을 포함한다.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은, 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 셀이 수납되는 카트리지가 불필요한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 종래 이차 전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전 및 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 리튬 이차 전지가 많이 사용되고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터 및 전해질로 이루어지며, 양극 활물질과 음극 활물질을 어떤 것을 사용하느냐에 따라 리튬 이차 전지(Lithium Ion Battery, LIB), 리튬 폴리머 전지(Polymer Lithium Ion Battery, PLIB) 등으로 나누어진다. 통상, 이들 리튬 이차 전지의 전극은 알루미늄 또는 구리 시트(sheet), 메시(mesh), 필름(film), 호일(foil) 등의 집전체에 양극 또는 음극 활물질을 도포한 후 건조시킴으로써 형성된다.
이차 전지는 배터리 셀이 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류될 수 있다.
일반적으로, 파우치형의 배터리 셀의 경우 배터리 셀의 보호를 위해 배터리 셀이 카트리지에 수납되어 보호되며, 배터리 셀이 수납된 복수의 카트리지들이 적층되어 카트리지 조립체를 형성할 수 있다. 그리고, 카트리지 조립체가 케이스에 수용되어 배터리 모듈을 구성한다.
하지만, 종래 기술에서, 카트리지 조립체는 배터리 셀을 수납하기 위한 카트리지가 다수 필요하므로 카트리지를 각각 제작해야 하고, 또한 각각의 배터리 셀을 카트리지에 수납해야 하므로 이를 위한 작업 공정에 작업시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 제조 비용이 높다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 공개번호 제10-2017-0053110호(공개일자:2017년05월15일)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 카트리지를 제거하여 부품 생산 비용을 절감할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
또한, 제작 공정의 단순화를 통해 작업시간이 감소하고 제작 과정의 불량률이 감소할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리 셀이 적층되는 배터리 셀 적층체; 상기 배터리 셀 적층체가 삽입되는 블록부재; 상기 블록부재를 감싸며, 상기 블록부재에 삽입된 배터리 셀 적층체를 지지하여 고정하는 지지부재; 및 상기 지지부재가 결합된 상기 블록부재가 수납되는 하우징을 포함하는 배터리 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 블록부재는, 복수의 상기 배터리 셀 적층체가 삽입될 수 있도록 상기 블록부재의 내부 공간을 구획하는 복수의 격벽을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 블록부재는, 상기 배터리 셀 적층체를 보호하기 위해 상기 복수의 격벽 각각의 양측 단부에 결합되는 보호벽체를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보호벽체는 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 증가하도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 지지부재는 상기 블록부재를 감싸도록 상기 블록부재의 형상에 대응되는 형상으로 형성되며, 내부에 중공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 셀 적층체의 유동방지를 위해, 상기 지지부재의 단부에는 상기 하우징의 내벽에 접촉되는 유동방지부재가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 유동방지부재는, 상기 지지부재의 일측 단부에서 상기 하우징의 미리 설정된 방향을 향하도록 형성된 제1 돌출부; 및 상기 지지부재의 일측 단부에서 상기 제1 돌출부와 다른 방향을 향하도록 형성된 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징 내측에는 후크돌기가 형성되며, 상기 지지부재는 상기 후크돌기에 체결될 수 있도록 형성된 체결부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 후크돌기는 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 증가하여 하측에서 돌출되는 돌기부를 포함하며, 상기 체결부가 상기 돌기부에 접촉되어 체결될 수 있다.
또한, 상기 체결부는, 상기 지지부재의 벽면을 기준으로 상기 지지부재의 벽면으로부터 경사지게 연장되는 경사연장부; 및 상기 경사연장부의 단부에서 상기 경사연장부와 다른 각도를 가지도록 상측으로 연장되어 상기 돌기부에 접촉되는 접촉연장부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있고, 또한, 상기 배터리 모듈을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 카트리지를 제거하고 배터리 셀들을 하나의 블록부재에 수납하여 지지부재가 배터리 셀 적층체를 지지하여 고정하므로, 개별 카트리지 생간에 필요한 부품 생산 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리 셀들 각각을 개별 카트리지에 수납하지 않고 배터리 셀 적층체를 간단하게 블록부재에 삽입할 수 있으므로, 제작 공정이 단순화되어 작업시간이 감소하고 제작 과정의 불량률이 감소할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체와, 블록부재와, 지지부재의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체가 블록부재 삽입된 모습의 사시도이다.
도 3은 도 2에서 지지부재가 블록부재를 감싸고 있는 모습의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체와, 블록부재와, 지지부재가 결합된 후 하우징으로부터 분리된 분리사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체와, 블록부재와, 지지부재가 하우징에 결합된 모습의 평면도이다.
도 6은 도 5의 A 부분의 확대도이다.
도 7은 도 5의 측단면도이다.
도 8은 도 7의 B 부분의 확대도이다.
도 9는 도 8에서 하우징 내측의 후크돌기와, 지지부재의 체결부가 분리된 모습의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체의 분리 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체와, 블록부재와, 지지부재의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체가 블록부재 삽입된 모습의 사시도이며, 도 3은 도 2에서 지지부재가 블록부재를 감싸고 있는 모습의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체와, 블록부재와, 지지부재가 결합된 후 하우징으로부터 분리된 분리사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체와, 블록부재와, 지지부재가 하우징에 결합된 모습의 평면도이고, 도 6은 도 5의 A 부분의 확대도이며, 도 7은 도 5의 측단면도이고, 도 8은 도 7의 B 부분의 확대도이며, 도 9는 도 8에서 하우징 내측의 후크돌기와, 지지부재의 체결부가 분리된 모습의 단면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배터리 셀 적층체의 분리 사시도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀 적층체(100)와, 블록부재(200)와, 지지부재(300)와, 하우징(400)을 포함한다.
배터리 셀 적층체(100)는 복수의 배터리 셀(110)이 적층되도록 구성될 수 있다(도 10 참조). 우선, 배터리 셀(110)에 대해 설명한다. 배터리 셀(110)은 다양한 구조를 가질 수 있으며, 또한, 복수의 배터리 셀(110)은 다양한 방식으로 적층될 수 있다. 배터리 셀(110)은 양극판-세퍼레이터-음극판의 순서로 배열되는 단위 셀(Unit Cell), 또는 양극판-세퍼레이터-음극판-세퍼레이터-양극판-세퍼레이터-음극판의 순서로 배열된 바이 셀(Bi-Cell)을 전지 용량에 맞게 형성된 구조로 제작될 수 있다. 배터리 셀(110)에는 전극 리드(111)가 구비될 수 있다. 전극 리드(111)는 외부로 노출되어 외부 기기에 연결되는 일종의 단자로서 전도성 재질이 사용될 수 있다. 전극 리드(111)는 양극 전극 리드와 음극 전극 리드를 포함할 수 있다. 양극 전극 리드와 음극 전극 리드는 배터리 셀(110)의 길이 방향에 대해 서로 반대 방향에 배치될 수도 있고, 또는 양극 전극 리드와 음극 전극 리드가 배터리 셀(110)의 길이 방향에 대해 서로 동일한 방향에 위치될 수도 있다.
배터리 셀 적층체(100)는, 배터리 셀(110)을 수납하는 카트리지가 구비된 종래 기술과 달리 카트리지가 불필요하다. 도 10을 참조하면, 복수의 배터리 셀(110)은 양면 테이프와 같은 접착제(120)에 의해 서로 결합되며, 양측 끝부분에 배치된 배터리 셀(110)에는 셀 패드(130)가 결합될 수 있다. 여기서, 배터리 셀(110)을 결합하는 접착제(120)는 양면 테이프에 한정되는 것은 아니며 보다 다양할 수 있다. 한편, 배터리 셀 적층체(100)는 다양한 개수의 배터리 셀(110)이 결합되어 적층될 수 있지만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 도 10에서와 같이 3개의 배터리 셀(110)이 결합되어 적층된 형태가 1개의 배터리 셀 적층체(100)를 구성하는 경우를 중심으로 설명한다. 다만, 배터리 셀(110)의 개수가 3개에 한정되는 것은 아니다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 셀 적층체(100)는 블록부재(200)에 삽입된다. 즉, 개별 배터리 셀(110)이 카트리지에 결합되지 않고, 복수의 배터리 셀(110)들이 접착제(120) 등에 의해 서로 결합된 상태에서 블록부재(200)에 삽입된다. 이에 의해 카트리지를 제거할 수 있다.
블록부재(200)에는 배터리 셀 적층체(100)가 삽입되어 보호된다. 블록부재(200)에는 복수의 격벽(210)이 형성될 수 있다. 복수의 격벽(210)은 복수의 배터리 셀 적층체(100)가 각각 삽입될 수 있도록 블록부재(200)의 내부 공간을 구획한다. 도 1을 참조하면, 블록부재(200)는 양측 단부에 각각 배치된 한 쌍의 제1 격벽(211)과, 한 쌍의 제1 격벽(211) 사이에 배치된 제2 격벽(212)을 포함할 수 있다. 어느 하나의 격벽(210)과, 어느 하나의 격벽(210)에 이웃하는 다른 하나의 격벽(210) 사이 내부 공간에, 3개의 배터리 셀(110)이 결합되어 적층된 1개의 배터리 셀 적층체(100)가 삽입될 수 있다. 즉, 도 1을 참조하면, 한 쌍의 제1 격벽(211) 사이에 3개의 제2 격벽(212)이 배치되어 4개의 공간을 형성하며, 4개의 공간 각각에는 4개의 배터리 셀 적층체(100)가 각각 삽입될 수 있다. 즉, 도 1의 경우 12개의 배터리 셀(110)들이 3개씩 각각 결합되어 4개의 배터리 셀 적층체(100)를 구성하고 있고, 여기서, 4개의 배터리 셀 적층체(100)가 모두 결합된 것처럼 도시되어 있지만, 4개의 배터리 셀 적층체(100)는 각각 분리되어 있으므로, 블록부재(200)의 복수의 격벽(210)에 의해 형성된 4개의 내부 공간에 각각 삽입될 수 있다. 한편, 격벽(210)은 플레이트 형상으로 형성될 수 있고, 플레이트 형상의 격벽(210)의 양측 단부에 보호벽체(220)가 결합될 수 있다. 보호벽체(220)는 격벽(210)의 양측 단부에 결합되어 격벽(210) 사이의 내부 공간에 삽입된 배터리 셀 적층체(100)를 보호한다. 여기서, 보호벽체(220)는 도 1 및 도 2에서와 같이 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 증가하도록 마련될 수 있다. 이와 같이, 보호벽체(220)가 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 증가하도록 마련되면 배터리 셀 적층체(100)를 격벽(210) 사이의 공간에 용이하게 삽입할 수 있을뿐만 아니라 보호벽체(220)의 강성이 확보되어 파손방지가 가능하다. 즉, 격벽(210)의 양측 단부에 보호벽체(220)가 결합되면 격벽(210) 사이의 공간에 배터리 셀 적층체(100)를 삽입할때, 보호벽체(220)와 배터리 셀 적층체(100) 사이에 간섭이 발생할 수 있으며, 이 경우 배터리 셀 적층체(100)의 삽입이 어려워질 수 있다. 이를 위해 보호벽체(220)의 상측의 폭을 줄이게 되면 보호벽체(220)의 상측 부분 사이의 공간을 통해 작업자가 블록부재(200) 내로 손을 넣어서 양측의 격벽(210)을 벌린 후 배터리 셀 적층체(100)를 삽입하면, 배터리 셀 적층체(100)와 보호벽체(220) 사이에 발생될 수 있는 간섭을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 셀 적층체(100)와 격벽(210) 사이에 발생될 수 있는 간섭도 방지할 수 있다. 따라서, 배터리 셀 적층체(100)를 격벽(210) 사이의 내부 공간에 용이하게 삽입할 수 있다. 하지만, 배터리 셀 적층체(100)의 삽입을 용이하게 하기 위해 보호벽체(220)의 하측 부분에서도 보호벽체(220)의 폭을 좁게하면 보호벽체(220)의 강성이 감소하여 보호벽체(220)가 파손될 염려가 있으므로 이를 방지하기 위해 보호벽체(220)의 하측 부분의 폭은 보호벽체(220)의 상측 부분의 폭보다 크게 형성한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 보호벽체(220)가 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 증가하도록 마련되며, 보호벽체(220) 사이에는 대략 'V'자 형상의 공간이 형성된다. 다만, 보호벽체(220) 사이의 공간의 형상이 'V'자에 한정되는 것은 아니다.
지지부재(300)는 블록부재(200)를 감싸며, 블록부재(200)에 삽입된 배터리 셀 적층체(100)를 지지하여 고정한다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 지지부재(300)는 블록부재(200)를 감싸도록 블록부재(200)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되고 내부에 중공(310)이 형성될 수 있다. 즉, 배터리 셀 적층체(100)를 블록부재(200)에 삽입 후 지지부재(300)가 블록부재(200)를 감싸며, 지지부재(300)에 의해 감싸진 블록부재(200)가 하우징(400)에 수납되어 후술하는 유동방지부재(320)에 의해 고정되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 카트리지도 불필요할 뿐만 아니라 배터리 셀(110)을 고정하기 위한 볼트와 너트 등의 체결부재도 불필요하다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 지지부재(300)에는 배터리 셀 적층체(100)의 유동을 방지하는 유동방지부재(320)가 형성될 수 있다. 즉, 유동방지부재(320)는 배터리 셀 적층체(100)의 유동을 방지하여 체결부재없이 배터리 셀 적층체(100)가 하우징(400) 내부에 고정될 수 있도록 지지부재(300)의 단부에 형성되어 하우징(400)의 내벽에 접촉된다. 유동방지부재(320)는 제1 돌출부(321)와, 제2 돌출부(322)를 포함할 수 있다. 제1 돌출부(321)는 지지부재(300)의 일측 단부에서 하우징(400)의 미리 설정된 방향을 향하도록 형성되고, 제2 돌출부(322)는 지지부재(300)의 일측 단부에서 제1 돌출부(321)와 다른 방향을 향하도록 형성된다. 여기서, 도 5를 참조하면, 하우징(400)이 육면체 형상으로 형성되어 하나의 단면이 사각형인 경우, 제1 돌출부(321)와 제2 돌출부(322)는 서로 수직한 방향을 각각 향하도록 형성될 수 있다. 즉, 도 6에서와 같이, 지지부재(300)의 일측 단부의 제1 돌출부(321)가 하우징(400)의 일측에 접촉되어 지지되고, 지지부재(300)의 일측 단부의 제2 돌출부(322)가 하우징(400)의 일측으로부터 이웃하게 연장된 하우징(400)의 타측에 접촉되어 지지되며, 도 5에서와 같이 지지부재(300)의 4개의 단부 각각에 제1 돌출부(321)와 제2 돌출부(322)가 형성되어 하우징(400) 내측의 8개 부분에 접촉되어 지지되므로 지지부재(300)는 유동이 방지되며, 또한 지지부재(300)에 둘러싸여 있는 블록부재(200)와, 블록부재(200)에 삽입된 배터리 셀 적층체(100) 역시 유동이 방지된다. 이에 의해, 볼트와 너트 같은 체결부재가 없어도 배터리 셀 적층체(100)가 하우징(400)에 결합되어 고정될 수 있다. 여기서, 하우징(400) 내측에는 제1 돌출부(321) 또는 제2 돌출부(322)가 결합될 수 있는 홈이 형성될 수 있다.
지지부재(300)에는, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 하우징(400) 내측에 형성된 후크돌기(410)에 체결될 수 있는 체결부(330)가 형성될 수 있다. 여기서, 후크돌기(410)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 증가하여 하측에서 돌출되는 돌기부(411)를 포함할 수 있다. 후크돌기(410)는 측면에서 바라보면 대략 삼각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 다만, 후크돌기(410)의 단면 형상이 삼각형에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 체결부(330)는 후크돌기(410)의 돌기부(411)에 접촉되어 체결된다. 여기서, 체결부(330)는 탄성을 가지는 재질로 마련되는 것이 바람직하다. 체결부(330)는 경사연장부(331)와, 접촉연장부(332)를 포함할 수 있다. 도 3 및 도 8을 참조하면, 경사연장부(331)는 지지부재(300)의 벽면을 기준으로 지지부재의 벽면으로부터 경사지게 연장되고, 접촉연장부(332)는 경사연장부(331)의 단부에서 경사연장부(331)와 다른 각도를 가지도록 상측으로 연장되어 돌기부(411)에 접촉된다. 여기서, 지지부재(300)가 하우징(400) 내측에서 고정될 수 있도록, 체결부(330)의 접촉연장부(332)가 후크돌기(410)의 돌기부(411)에 접촉되어 체결된다. 그리고, 도 9에서와 같이, 체결부(330)의 탄성 변형에 의해 체결부(330)의 접촉연장부(332)가 후크돌기(410)의 돌기부(411)로부터 접촉 해제되는 경우 지지부재(300)가 결합된 블록부재(200)를 하우징(400)으로부터 분리시킬 수 있다.
하우징(400)은 소정의 공간이 형성되며 지지부재(300)가 결합된 블록부재(200)가 수납된다. 하우징(400)의 내측에는 후크돌기(410)가 형성될 수 있으며, 지지부재(300)의 체결부(330)가 후크돌기(410)에 체결될 수 있다. 그리고, 하우징(400) 내벽에는 지지부재(300)의 유동방지부재(320)가 접촉될 수 있다. 하우징(400)에는 커버(500)가 결합될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
복수의 배터리 셀(110)이 적층되어 배터리 셀 적층체(100)를 구성하고, 복수의 배터리 셀 적층체(100) 각각이 블록부재(200)에 삽입된다. 여기서, 각각의 배터리 셀 적층체(100)는 블록부재(200)의 복수의 격벽(210) 사이에 형성된 내부 공간에 삽입된다. 이에 의해, 종래 기술에서 필요했던 카트리지를 제거할 수 있으며, 개별 카트리지 생간에 필요한 부품 생산 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 배터리 셀(110)들 각각을 개별 카트리지에 수납하지 않고 배터리 셀 적층체(100)를 간단하게 블록부재(200)에 삽입할 수 있으므로, 제작 공정이 단순화되어 작업시간이 감소하고 제작 과정의 불량률이 감소할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 지지부재(300)가 블록부재(200)를 감싸게 되면 배터리 셀 적층체(100)는 블록부재(200)와 지지부재(300)에 의해 보호됨과 함께 지지된다. 그리고, 지지부재(300)에 형성된 유동방지부재(320)가 하우징(400) 내측에 접촉되어 배터리 셀 적층체(100)가 삽입된 블록부재(200)의 유동을 방지하며, 지지부재(300)의 체결부(330)가 하우징(400) 내측에 형성된 후크돌기(410)에 결합된다. 이에 의해, 볼트와 너트 등의 체결부재가 없더라도 배터리 셀 적층체(100)가 하우징(400) 내부에 고정될 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(미도시)은, 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. 즉, 하나의 배터리 팩(미도시)에 하나의 배터리 모듈(10)이 포함된, 1모듈1팩도 가능하다. 또한, 상기 배터리 팩(미도시)은, 이러한 배터리 모듈(10) 이외에, 이러한 배터리 모듈(10)을 수납하기 위한 케이스, 배터리 모듈(10)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(미도시)는 전술한 배터리 모듈(10) 또는 배터리 팩(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 배터리 팩(미도시)에는 상기 배터리 모듈(10)이 포함될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 상기 자동차(미도시), 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 사용하도록 마련되는 소정의 자동차(미도시)에 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 배터리 모듈 100 : 배터리 셀 적층체
110 : 배터리 셀 120 : 접착제
130 : 셀 패드 111 : 전극 리드
200 : 블록부재 210 : 격벽
211 : 제1 격벽 212 : 제2 격벽
220 : 보호벽체 300 : 지지부재
310 : 중공 320 : 유동방지부재
321 : 제1 돌출부 322 : 제2 돌출부
330 : 체결부 331 : 경사연장부
332 : 접촉연장부 400 : 하우징
410 : 후크돌기 411 : 돌기부
500 : 커버

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 셀이 적층되는 배터리 셀 적층체;
    상기 배터리 셀 적층체가 삽입되는 블록부재;
    상기 블록부재를 감싸며, 상기 블록부재에 삽입된 배터리 셀 적층체를 지지하여 고정하는 지지부재; 및
    상기 지지부재가 결합된 상기 블록부재가 수납되는 하우징을 포함하며,
    상기 배터리 셀 적층체의 유동방지를 위해, 상기 지지부재의 단부에는 상기 하우징의 내벽에 접촉되는 유동방지부재가 형성되고,
    상기 유동방지부재는,
    상기 지지부재의 일측 단부에서 상기 하우징의 미리 설정된 방향을 향하도록 형성된 제1 돌출부; 및
    상기 지지부재의 일측 단부에서 상기 제1 돌출부와 다른 방향을 향하도록 형성된 제2 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블록부재는, 복수의 상기 배터리 셀 적층체가 삽입될 수 있도록 상기 블록부재의 내부 공간을 구획하는 복수의 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 블록부재는, 상기 배터리 셀 적층체를 보호하기 위해 상기 복수의 격벽 각각의 양측 단부에 결합되는 보호벽체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호벽체는 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 증가하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 블록부재를 감싸도록 상기 블록부재의 형상에 대응되는 형상으로 형성되며, 내부에 중공이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내측에는 후크돌기가 형성되며,
    상기 지지부재는 상기 후크돌기에 체결될 수 있도록 형성된 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 후크돌기는 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 증가하여 하측에서 돌출되는 돌기부를 포함하며, 상기 체결부가 상기 돌기부에 접촉되어 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 체결부는,
    상기 지지부재의 벽면을 기준으로 상기 지지부재의 벽면으로부터 경사지게 연장되는 경사연장부; 및
    상기 경사연장부의 단부에서 상기 경사연장부와 다른 각도를 가지도록 상측으로 연장되어 상기 돌기부에 접촉되는 접촉연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제1항 내지 제5항 및 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  12. 제1항 내지 제5항 및 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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