KR102341404B1 - Battery module - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 제1 방향을 따라 여러 개가 나란히 배치되는 복수개의 배터리 셀과, 복수개의 배터리 셀 각각의 사이에 배치되는 중간부재를 포함하고, 중간부재는, 복수개의 배터리 셀과 맞닿는 측면에 형성되는 관통홀과, 복수개의 배터리 셀과 맞닿지 않는 상면 또는 하면에 형성되는 설치홀을 포함하는 프레임과, 설치홀을 통해 프레임의 내부로 삽입 또는 반출됨으로써 프레임에 탈부착 가능하도록 설치되는 팽창억제판을 포함하는 배터리 모듈을 개시한다.An embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells arranged side by side in a first direction, and an intermediate member disposed between each of the plurality of battery cells, wherein the intermediate member is a side surface in contact with the plurality of battery cells A frame including a through-hole formed in a through hole and an installation hole formed on an upper or lower surface that does not come into contact with a plurality of battery cells, and expansion inhibition installed so as to be detachably attached to the frame by being inserted or taken out into the frame through the installation hole Disclosed is a battery module including a plate.
Description
본 발명의 실시예들은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 셀의 팽창을 억제하고, 또한 배터리 셀에서 발생하는 열을 흡수할 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a battery module, and more particularly, to a battery module capable of suppressing the expansion of a battery cell and absorbing heat generated from the battery cell.
통상적으로 배터리 셀은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 그 형태를 변화시켜 사용할 수 있다.In general, a battery cell is used as an energy source for mobile devices, electric vehicles, hybrid vehicles, electricity, etc., and can be used by changing the shape according to the type of external device to which it is applied.
예컨대, 휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 배터리 셀의 출력과 용량으로도 소정시간 동안 작동이 가능하다. 하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량을 높일 수 있도록 배터리 셀을 전기적으로 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성할 수 있다.For example, a small mobile device such as a mobile phone can operate for a predetermined time even with the output and capacity of a single battery cell. However, when long-time, high-power driving is required, such as an electric vehicle or hybrid vehicle that consumes a lot of power, a large-capacity battery module may be configured by electrically connecting battery cells to increase output and capacity.
이와 같은 배터리 모듈은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력 전압이나 출력 전류를 조절할 수 있다. 또한, 이러한 배터리 모듈을 전기적으로 복수개 연결함으로써 배터리 팩을 구성할 수도 있다.Such a battery module may control an output voltage or an output current according to the number of built-in battery cells. In addition, a battery pack may be configured by electrically connecting a plurality of such battery modules.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-mentioned background art is technical information that the inventor possessed for the derivation of the embodiments of the present invention or acquired in the process of derivation, and it cannot be said that it is necessarily known technology disclosed to the general public prior to the filing of the embodiments of the present invention. none.
본 발명의 실시예들은 배터리 셀의 팽창을 억제하고, 또한 배터리 셀에서 발생하는 열을 흡수할 수 있는 배터리 모듈을 제공한다.SUMMARY Embodiments of the present invention provide a battery module capable of suppressing expansion of a battery cell and absorbing heat generated from the battery cell.
본 발명의 일 실시예는 제1 방향을 따라 여러 개가 나란히 배치되는 복수개의 배터리 셀과, 복수개의 배터리 셀 각각의 사이에 배치되는 중간부재를 포함하고, 중간부재는, 복수개의 배터리 셀과 맞닿는 측면에 형성되는 관통홀과, 복수개의 배터리 셀과 맞닿지 않는 상면 또는 하면에 형성되는 설치홀을 포함하는 프레임과, 설치홀을 통해 프레임의 내부로 삽입 또는 반출됨으로써 프레임에 탈부착 가능하도록 설치되는 팽창억제판을 포함하는 배터리 모듈을 개시한다.An embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells arranged side by side in a first direction, and an intermediate member disposed between each of the plurality of battery cells, wherein the intermediate member is a side surface in contact with the plurality of battery cells A frame including a through-hole formed in a through hole and an installation hole formed on an upper or lower surface that does not come into contact with a plurality of battery cells, and expansion inhibition installed so as to be detachably attached to the frame by being inserted or taken out into the frame through the installation hole Disclosed is a battery module including a plate.
본 실시예에 있어서, 팽창억제판은 소정의 탄성력을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, the expansion-inhibiting plate may be characterized in that it has a predetermined elastic force.
본 실시예에 있어서, 팽창억제판은 복수개의 개구홀을 포함할 수 있다.In this embodiment, the expansion inhibiting plate may include a plurality of opening holes.
본 실시예에 있어서, 팽창억제판은 복수개의 배터리 셀이 폭발할 경우 복수개의 배터리 셀에서 순간적으로 방출되는 열을 흡수하는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, the expansion suppression plate may be characterized in that when the plurality of battery cells explode, it absorbs heat instantaneously emitted from the plurality of battery cells.
본 실시예에 있어서, 팽창억제판은 제1 방향을 따라 복수개의 배터리 셀이 팽창하는 경우, 복수개의 배터리 셀과 함께 제1 방향으로 인장 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, when the plurality of battery cells expand along the first direction, the expansion inhibiting plate may be stretchable together with the plurality of battery cells in the first direction.
본 실시예에 있어서, 팽창억제판은 제1 방향을 따라 복수개의 배터리 셀이 팽창하는 경우, 복수개의 배터리 셀이 팽창하는 방향과 반대되는 방향으로 복수개의 배터리 셀에 소정의 복원력을 가하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present embodiment, when the plurality of battery cells expand in the first direction, the expansion inhibiting plate applies a predetermined restoring force to the plurality of battery cells in a direction opposite to the direction in which the plurality of battery cells expand. can do.
본 실시예에 있어서, 설치홀은 제1 방향을 따라 복수개가 형성되고, 팽창억제판은 복수개가 구비되되, 팽창억제판의 개수는 복수개의 설치홀의 개수에 대응할 수 있다.In this embodiment, a plurality of installation holes are formed along the first direction, and a plurality of expansion inhibiting plates are provided, and the number of expansion inhibiting plates may correspond to the number of the plurality of installation holes.
본 실시예에 있어서, 중간부재는, 관통홀을 중심으로 설치홀과 대향하는 프레임의 상면 또는 하면에 형성되어 팽창억제판을 수용하는 설치홈을 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the intermediate member may further include an installation groove formed on the upper surface or the lower surface of the frame opposite to the installation hole with respect to the through hole to accommodate the expansion inhibiting plate.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명의 실시예들에 따른 배터리 모듈에 의하면, 배터리 셀들 사이에 팽창억제판을 구비하는 중간부재를 개재함으로써 배터리 셀의 팽창을 억제할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.According to the battery module according to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a battery module capable of suppressing the expansion of the battery cell by interposing an intermediate member having an expansion inhibiting plate between the battery cells.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 모듈에 의하면, 팽창억제판에 개구홀을 형성함으로써 배터리 셀에서 발생하는 열을 흡수할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.In addition, according to the battery module according to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a battery module capable of absorbing heat generated in the battery cell by forming an opening hole in the expansion limiting plate.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 모듈을 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈을 조립하여 나타내는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 중간부재를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 4a는 도 3a의 A-A를 절개한 모습을 나타내는 절개 측면도이다.
도 4b는 도 3b의 중간부재를 측면에서 바라본 모습을 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 3의 중간부재를 상측에서 바라본 모습을 나타내는 상면도이다.
도 6은 도 3의 중간부재를 조립하여 나타내는 측면도이다.
도 7a는 도 1에 도시된 복수개의 배터리 셀 사이에 중간부재가 없는 경우, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀에 가해지는 압력을 시각적으로 묘사하는 개념도이다.
도 7b는 도 1에 도시된 복수개의 배터리 셀 사이에 격벽이 개재된 경우, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀에 가해지는 압력을 시각적으로 묘사하는 개념도이다.
도 7c는 도 1에 도시된 복수개의 배터리 셀 사이에 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 중간부재에 팽창억제판이 두 개 개재된 경우, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀에 가해지는 압력을 시각적으로 묘사하는 개념도이다.
도 7d는 도 1에 도시된 복수개의 배터리 셀 사이에 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 중간부재에 팽창억제판이 네 개 개재된 경우, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀에 가해지는 압력을 시각적으로 묘사하는 개념도이다.1 is an exploded perspective view showing an exploded battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an assembly of the battery module of FIG. 1 ;
3A and 3B are exploded perspective views illustrating the intermediate member shown in FIG. 1 by disassembling it.
4A is a cut-away side view showing a state taken along line AA of FIG. 3A.
Figure 4b is a side view showing a state in which the intermediate member of Figure 3b viewed from the side.
FIG. 5 is a top view showing a state in which the intermediate member of FIG. 3 is viewed from the upper side.
Figure 6 is a side view showing the assembly of the intermediate member of Figure 3;
7A is a conceptual diagram visually depicting the pressure applied to the battery cells when the battery cells are expanded when there is no intermediate member between the plurality of battery cells shown in FIG. 1 .
FIG. 7B is a conceptual diagram visually depicting a pressure applied to a battery cell when the battery cell is expanded when a barrier rib is interposed between the plurality of battery cells illustrated in FIG. 1 .
FIG. 7c is a diagram illustrating the pressure applied to the battery cells when the battery cells are expanded when two expansion-inhibiting plates are interposed between the plurality of battery cells shown in FIG. 1 in the intermediate member according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a conceptual diagram that visually depicts
FIG. 7D is a diagram showing the pressure applied to the battery cells when the battery cells are expanded when four expansion-inhibiting plates are interposed between the plurality of battery cells shown in FIG. 1 in the intermediate member according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a conceptual diagram that visually depicts
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense. Also, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and do not preclude the possibility that one or more other features or components will be added.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, in the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 모듈을 분해하여 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 모듈을 조립하여 나타내는 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing the battery module according to an embodiment of the present invention is disassembled, and FIG. 2 is a perspective view showing the battery module of FIG. 1 assembled.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 모듈(100)은 복수개의 배터리 셀(110)과, 각각의 배터리 셀(110)들 사이에 개재되는 중간부재(120)와, 하우징(130) 및 절연부재(140)를 포함할 수 있다.1 and 2 , the
배터리 셀(110)은 제1 방향을 따라 여러 개가 나란히 배치될 수 있다. 상세히, 도면에 도시하지는 않았으나, 배터리 셀(110)은 세퍼레이터(미도시)를 사이에 두고, 이의 양측에 양극판(미도시)과 음극판(미도시)이 배치되는 전극조립체(미도시)를 내부에 구비하여, 기설정된 양의 전력을 충전 및 방전시키는 통상적인 배터리 구조일 수 있다. 그리고, 각 배터리 셀(110)의 일면에는 제1 단자(111)와 제2 단가(112)가 일정한 간격을 유지한 상태로 돌출 형성될 수 있다.A plurality of
도면에 도시되지는 않았으나, 어느 하나의 배터리 셀(110)의 제1 단자(111)와 제2 단자(112)는 인접하는 다른 배터리 셀(110)의 제1 단자(111)와 제2 단자(112)와 버스바(미도시)를 매개로 전기적으로 연결될 수 잇다. 여기서, 제1 단자(111)와 제2 단자(112)는 각각 양극 또는 음극의 극성을 가질 수 있다.Although not shown in the drawing, the
이와 같이, 버스바를 통해 서로 전기적으로 연결되는 복수개의 제1 단자(111)와 복수개의 제2 단자(112)는 하나의 양극 단자(미도시) 및 음극 단자(미도시)일 수 있으며, 도면에 도시되지는 않았으나 사이드 하우징(130s)과 엔드 하우징(130e)과 함께 배터리 셀(110)을 둘러싸는 커버 하우징(미도시)의 외부로 노출될 수 있다.In this way, the plurality of
또한, 배터리 모듈(100)은 배터리 셀(110)과 마찬가지로 복수개가 구비되어 여러 개가 하나의 배터리 팩(미도시)으로 구성될 수 있으며, 이러한 경우 각각의 배터리 셀(110)들에 구비된 양극 단자와 음극 단자들 또한 버스바(미도시)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the
중간부재(120)는 복수개의 배터리 셀(110)들 각각의 사이에 배치되며, 배터리 셀(110)이 충전 및 방전을 거듭하면서 발생하는 스웰링(swelling) 현상(이하 "팽창")을 억제 및 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 중간부재(120)의 구체적인 구조에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 자세하게 후술하기로 한다.The
하우징(130)은 복수개의 배터리 셀(110)과, 배터리 셀(110)들 사이에 개재된 중간부재(120)를 둘러싸 고정할 수 있다. 상세히, 하우징(130)은 배터리 셀(110)의 넓은 면과 대면하는 한 쌍의 엔드 하우징(130e)과, 엔드 하우징(130e)에 연결되어 배터리 셀(110)의 측면과 대면하는 한 쌍의 사이드 하우징(130s)과, 도면에 도시하지는 않았으나 배터리 셀(110)의 상측과 대면하는 커버 하우징(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 엔드 하우징(130e), 사이드 하우징(130s) 및 커버 하우징은 복수개의 배터리 셀(110)과 중간부재(120)를 하나의 배터리 모듈(100)로써 고정하기 위한 것으로, 이들의 형상은 배터리 모듈(100)의 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있다.The
절연부재(140)는 배터리 셀(110)과 하우징(130) 사이에 개재되어 배터리 셀(110)에서 발생하는 열이 하우징(130)으로 전도되는 것을 억제하고, 또한 배터리 셀(110)과 하우징(130) 사이를 전기적으로 절연하는 기능을 수행한다. 도면에는 절연부재(140)가 배터리 셀(110)의 넓은 영역 측에 배치되어 배터리 셀(110)과 엔드 하우징(130e) 사이에 개재되는 것으로 묘사되어 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 배터리 셀(110)의 좁은 영역, 즉 배터리 셀(110)의 측면과 사이드 하우징(130s) 사이에도 개재될 수 있음은 물론이다.The insulating
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 중간부재(120)에 대해 더 자세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 중간부재를 분해하여 나타내는 분해 사시도이고, 도 4a는 도 3a의 A-A를 절개한 모습을 나타내는 절개 측면도이며, 도 4b는 도 3b의 중간부재를 측면에서 바라본 모습을 나타내는 측면도이고, 도 5는 도 3의 중간부재를 상측에서 바라본 모습을 나타내는 상면도이며, 도 6은 도 3의 중간부재를 조립하여 나타내는 측면도이다.3A and 3B are exploded perspective views showing the intermediate member shown in FIG. 1 by disassembling, FIG. 4A is a cutaway side view showing a state taken along line AA of FIG. 3A, and FIG. 4B is a side view of the intermediate member shown in FIG. 3B It is a side view showing the state, FIG. 5 is a top view showing the state seen from the upper side of the intermediate member of FIG. 3 , and FIG. 6 is a side view showing the assembly of the intermediate member of FIG. 3 .
도 3a, 도 3b, 도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 6을 참조하면, 중간부재(120)는 복수개의 배터리 셀(110)과 맞닿는 측면에 형성되는 관통홀(122)과, 복수개의 배터리 셀(110)과 맞닿지 않는 상면 또는 하면에 형성되는 설치홀(123)을 포함하는 프레임(121)(도 3a 및 도 4a 참조)과, 설치홀(123)을 통해 프레임(121)의 내부로 삽입 또는 반출됨으로써 프레임(121)에 탈부착 가능하도록 설치되는 팽창억제판(125)(도 3b 및 도 4b 참조)을 포함할 수 있다.3A, 3B, 4A, 4B, 5 and 6 , the
프레임(121)은 액자 형태의 구성요소로써 중공 형상으로 구비될 수 있다. 여기서, 중공에 해당하는 관통홀(122)은 배터리 셀(110)이 제1 방향을 따라 팽창할 경우 인접하는 다른 배터리 셀(110)과의 충돌을 방지할 수 있는 자유 공간을 제공할 수 있다.The
즉, 제1 방향을 기준으로 프레임(121)의 두께(t)는 곧 관통홀(122)으로 마련되는 배터리 셀(110)의 팽창 자유 공간일 수 있다. 물론, 배터리 셀(110)의 팽창 정도가 지나쳐 관통홀(122)에 의해 마련되는 자유 공간으로는 서로 인접하는 배터리 셀(110)들의 접촉을 방지하는 데 모자를 수도 있으나, 어느 일정한 수준까지는 배터리 셀(110)의 팽창에도 불구하고 서로 인접하는 배터리 셀(110)들이 서로 접촉하지 않고 제1 방향을 따라 팽창할 수 있는 공간을 마련할 수 있다는 점에서 프레임(121)의 두께(t)는 어느 특정한 값에 한정되는 것은 아니다.That is, the thickness t of the
한편, 상술한 바와 같이, 프레임(121)의 상면 또는 하면에는 팽창억제판(125)이 삽입 또는 반출될 수 있는 설치홀(123)이 형성될 수 있다. 또한, 프레임(121)의 상면 또는 하면에는 설치홀(123)을 통해 팽창억제판(125)이 삽입될 경우 팽창억제판(125)을 수용하여 팽창억제판(125)이 프레임(121)에 고정될 수 있도록 소정 공간을 제공하는 설치홈(124)이 형성될 수 있다.Meanwhile, as described above, an
예컨대, 도 3에 나타난 바와 같이 설치홀(123)이 프레임(121)의 상면에 형성된 경우, 설치홈(124)은 프레임(121)의 하면에 형성될 수 있다(물론, 그 반대로도 가능하다). 즉, 설치홀(123)과 설치홈(124)은 관통홀(122)을 중심으로 서로 대향하도록 프레임(120)의 상면 또는 하면에 설치될 수 있다.For example, when the
팽창억제판(125)은 프레임(121)에 형성된 설치홀(123)을 통해 프레임(121)의 내부로 삽입 또는 반출되는 방식을 통해 프레임(121)에 탈부착 가능하도록 설치될 수 있다. 상세히, 팽창억제판(125)은 도 3에 나타난 바와 같이 두 개가 구비될 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다.The
즉, 팽창억제판(125)은 배터리 셀(110)의 열 특성에 따라 세 개 또는 네 개도 구비될 수 있으며, 한 개도 구비될 수 있다. 이러한 팽창억제판(125)의 개수는 프레임(121)에 형성된 설치홀(123)의 개수에 대응할 수 있다. 즉, 설치홀(123)은 프레임(121)에 하나 이상 형성될 수 있으며, 이러한 설치홀(123)의 개수에 따라 설치홀(123)에 삽입 또는 반출되는 팽창억제판(125)의 개수도 결정될 수 있다.That is, three or four expansion-inhibiting
더 구체적으로 설명하면, 팽창억제판(125)은 소정의 탄성력을 갖는 소재를 포함할 수 있다. 즉, 팽창억제판(125)은 제1 방향을 따라 복수개의 배터리 셀(110)이 팽창하는 경우, 복수개의 배터리 셀(110)과 함께 제1 방향으로 인장 가능할 수 있다. 또한, 팽창억제판(125)은 제1 방향을 따라 복수개의 배터리 셀(110)이 팽창하는 경우, 복수개의 배터리 셀(110)이 팽창하는 방향과 반대되는 방향으로 복수개의 배터리 셀(110)에 소정의 복원력을 가할 수 있다.More specifically, the expansion-inhibiting
또한, 팽창억제판(125)은 복수개의 개구홀(125h)을 포함할 수 있다. 즉, 팽창억제판(125)은 일종의 메쉬 플레이트(mesh plate)일 수 있다. 팽창억제판(125)에 형성된 이러한 개구홀(125h)들은 배터리 셀(110)에서 발생하는 열이 배터리 셀(110)들 사이에서 갇히는 트랩(trap) 현상을 방지할 수 있으며, 나아가 배터리 셀(110)이 폭발할 경우 순간적으로 열을 흡수하는 흡열 안전장치의 역할을 수행할 수도 있다.Also, the
한편, 팽창억제판(125)은 고정판(126)에 부착되어 고정된 형태로 프레임(121)에 설치될 수 있으며, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 팽창억제판(125)이 복수개 형성된 경우 각각의 팽창억제판(125)은 서로 소정 간격 이격된 상태로 고정판(126)에 설치될 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나 복수개의 팽창억제판(125)은 고정판(126) 없이 별개로 구비되어, 하나의 팽창 억제판(125)이 하나의 설치홀(123)을 통해 프레임(121)에 설치되는 방식으로 복수개의 팽창억제판(125)이 복수개의 설치홀(123)을 통해 프레임(121)에 설치될 수도 있다.On the other hand, the
이하, 도 7a 내지 도 7d를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 중간부재(120)가 배터리 셀(110)들 사이에 개재된 경우, 배터리 셀(110)의 팽창에 따라 배터리 셀(110)에 인가되는 압력(pressure) 분포를 살펴보기로 한다.Hereinafter, when the
먼저, 도 7a 내지 도 7d의 좌측 상단에 도시된 수치의 단위는 MPa로써, 배터리 셀(110)의 x, y 및 z축의 전 방향(isotropic)에 걸쳐 일정한 응력(stress)을 인가한 경우 배터리 셀(110)에서 감지되는 압력 수치를 나타낸다. 이하에서는, 도 7a 내지 도 7d에 도시된 수치들에 대해서는 서로에 대한 상대 값으로 가정하여 설명하기로 한다.First, the unit of the numerical value shown in the upper left of FIGS. 7A to 7D is MPa, and when a constant stress is applied across the x, y, and z axes of the
도 7a는 도 1에 도시된 복수개의 배터리 셀 사이에 중간부재가 없는 경우, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀에 가해지는 압력을 시각적으로 묘사하는 개념도이다.FIG. 7A is a conceptual diagram visually depicting pressure applied to the battery cells when the battery cells are expanded when there is no intermediate member between the plurality of battery cells shown in FIG. 1 .
즉, 도 7a는 배터리 셀(110)들이 서로 직접적으로 접촉하는 경우, 배터리 셀(110)의 팽창에 의해 배터리 셀(110)에 인가되는 압력을 나타낸다. 도 7a를 참조하면, 배터리 셀(110)들이 서로 직접적으로 접촉하는 경우에는 배터리 셀(110)의 중앙 부분에 가장 큰 압력이 가해지는 것을 확인할 수 있다.That is, FIG. 7A shows the pressure applied to the
도 7b는 도 1에 도시된 복수개의 배터리 셀 사이에 격벽이 개재된 경우, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀에 가해지는 압력을 시각적으로 묘사하는 개념도이다.FIG. 7B is a conceptual diagram visually depicting pressure applied to a battery cell when the battery cell is expanded when a barrier rib is interposed between the plurality of battery cells illustrated in FIG. 1 .
여기서, "격벽"이란, 본 발명의 일 실시예와 같이 팽창억제판(125)을 구비하는 중간부재(120)가 아니라, 일반적인 세라믹 재질의 격벽(미도시)을 의미한다.Here, the term “bulk wall” refers to a partition wall (not shown) made of a general ceramic material, rather than the
도 7c는 도 1에 도시된 복수개의 배터리 셀 사이에 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 중간부재에 팽창억제판이 두 개 개재된 경우, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀에 가해지는 압력을 시각적으로 묘사하는 개념도이다.7c is a case in which two expansion-inhibiting plates are interposed between the plurality of battery cells shown in FIG. 1 in the intermediate member according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the pressure applied to the battery cells when the battery cells are expanded; is a conceptual diagram that visually depicts
그리고, 도 7d는 도 1에 도시된 복수개의 배터리 셀 사이에 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 중간부재에 팽창억제판이 네 개 개재된 경우, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 셀에 가해지는 압력을 시각적으로 묘사하는 개념도이다.And, FIG. 7D is a case in which four expansion inhibiting plates are interposed between the plurality of battery cells shown in FIG. 1 in the intermediate member according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, applied to the battery cells when the battery cells are expanded. It is a conceptual diagram that visually depicts the loss of pressure.
도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 배터리 셀(110)들이 서로 직접적으로 접촉하는 경우에는 도 7a에 도시된 바와 같이 배터리 셀(110)의 중앙 부위의 전체에 걸쳐 가장 높은 수준의 압력이 인가되는 것을 확인할 수 있다. 반면, 배터리 셀(110)들 사이에 격벽이나, 본 발명의 일 실시예에 따른 중간부재(120)가 개재될 경우에는 배터리 셀(110)들에 인가되는 압력이 상당히 완화되는 것을 도 7b 내지 도 7d를 통해 확인할 수 있다.7A to 7D , when the
구체적으로, 격벽이나 중간부재(120)가 배터리 셀(110)들 사이에 개재되지 않은 경우(도 7a 참조)를 기준으로, 배터리 셀(110)들 사이에 격벽이 개재될 경우(도 7b 참조)에는 약 9%(1.449에서 1.312)의 압력 완화 효과가 기대되고, 배터리 셀(110)들 사이에 두 개의 팽창억제판(125)이 구비된 중간부재(120)가 개재될 경우(도 7c 참조)에는 약 11%(1.449에서 1.292)의 압력 완화 효과가 기대되며, 배터리 셀(110)들 사이에 네 개의 팽창억제판(125)이 구비된 중간부재(120)가 개재될 경우(도 7d 참조)에는 약 14%(1.449에서 1.247)의 압력 완화 효과가 기대된다.Specifically, when the barrier ribs or the
상기 데이터를 참조하면, 배터리 셀(110)들 사이에 복수개의 팽창억제판(125)이 설치된 중간부재(120)를 개재할 경우, 중간부재(120)에 설치되는 팽창억제판(125)의 개수에 따라 배터리 셀(110)의 팽창에 따라 배터리 셀(110)들에 가해지는 압력이 10% 이상 완화될 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to the data, when the
물론, 중간부재(120)에 설치되는 팽창억제판(125)의 개수는 배터리 모듈(100)의 크기나 용량과 와 같은 배터리 모듈(100) 자체의 물리적/전기적인 특성에 따라 배토리 모듈(100)의 설계 시 다양하게 선택될 수 있음은 물론이다.Of course, the number of
또한, 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 셀(110)들 사이에 중간부재(120)를 개재할 경우 배터리 셀(110)에 인가되는 압력을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 셀(110)에서 발생하는 열을 흡수 하는 효과도 기대할 수 있으며, 특히 배터리 셀(110)이 폭발하는 비상 상황에서 1차적으로 순간적인 배터리 셀(110)의 폭발열을 흡수할 수 있으므로, 배터리 모듈(100)의 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.In addition, as described above, when the
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As such, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and variations of the embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 배터리 모듈 122: 관통홀
110: 배터리 셀 123: 설치홀
111: 제1 단자 124: 설치홈
112: 제2 단자 125: 팽창억제판
120: 중간부재 126: 고정판
121: 프레임 130: 하우징100: battery module 122: through hole
110: battery cell 123: installation hole
111: first terminal 124: installation groove
112: second terminal 125: expansion suppression plate
120: intermediate member 126: fixing plate
121: frame 130: housing
Claims (8)
상기 복수개의 배터리 셀 각각의 사이에 배치되는 중간부재;를 포함하고,
상기 중간부재는,
상기 복수개의 배터리 셀과 맞닿는 측면에 형성되는 관통홀과, 상기 복수개의 배터리 셀과 맞닿지 않는 상면 또는 하면에 형성되는 설치홀을 포함하는 프레임과,
상기 설치홀을 통해 상기 프레임의 내부로 삽입 또는 반출됨으로써 상기 프레임에 탈부착 가능하도록 설치되는 팽창억제판을 포함하며,
상기 팽창억제판은 복수개의 개구홀을 포함하는, 배터리 모듈.a plurality of battery cells arranged side by side in a first direction; and
Including; an intermediate member disposed between each of the plurality of battery cells;
The intermediate member is
a frame including a through hole formed in a side surface in contact with the plurality of battery cells and an installation hole formed in an upper surface or a lower surface not in contact with the plurality of battery cells;
and an expansion restraining plate installed to be detachably attached to the frame by being inserted or taken out of the frame through the installation hole,
The expansion-inhibiting plate includes a plurality of opening holes, the battery module.
상기 팽창억제판은 소정의 탄성력을 갖는 것을 특징으로 하는, 배터리 모듈.According to claim 1,
The expansion-inhibiting plate is characterized in that it has a predetermined elastic force, the battery module.
상기 팽창억제판은 상기 복수개의 배터리 셀이 폭발할 경우 상기 복수개의 배터리 셀에서 순간적으로 방출되는 열을 흡수하는 것을 특징으로 하는, 배터리 모듈.According to claim 1,
The expansion inhibiting plate is characterized in that when the plurality of battery cells explode, it characterized in that for absorbing the heat emitted instantaneously from the plurality of battery cells, the battery module.
상기 팽창억제판은 상기 제1 방향을 따라 상기 복수개의 배터리 셀이 팽창하는 경우, 상기 복수개의 배터리 셀과 함께 상기 제1 방향으로 인장 가능한 것을 특징으로 하는, 배터리 모듈.According to claim 1,
When the plurality of battery cells expand in the first direction, the expansion suppression plate is stretchable together with the plurality of battery cells in the first direction, the battery module.
상기 팽창억제판은 상기 제1 방향을 따라 상기 복수개의 배터리 셀이 팽창하는 경우, 상기 복수개의 배터리 셀이 팽창하는 방향과 반대되는 방향으로 상기 복수개의 배터리 셀에 소정의 복원력을 가하는 것을 특징으로 하는, 배터리 모듈.According to claim 1,
When the plurality of battery cells expand in the first direction, the expansion suppression plate applies a predetermined restoring force to the plurality of battery cells in a direction opposite to the direction in which the plurality of battery cells expand , battery module.
상기 설치홀은 상기 제1 방향을 따라 복수개가 형성되고,
상기 팽창억제판은 복수개가 구비되되, 상기 팽창억제판의 개수는 상기 복수개의 설치홀의 개수에 대응하는, 배터리 모듈.According to claim 1,
A plurality of the installation holes are formed along the first direction,
The expansion inhibiting plate is provided with a plurality of, the number of the expansion inhibiting plate corresponding to the number of the plurality of installation holes, the battery module.
상기 중간부재는,
상기 관통홀을 중심으로 상기 설치홀과 대향하는 상기 프레임의 상면 또는 하면에 형성되어 상기 팽창억제판을 수용하는 설치홈을 더 포함하는, 배터리 모듈.According to claim 1,
The intermediate member is
The battery module further comprising an installation groove formed on an upper surface or a lower surface of the frame opposite to the installation hole with respect to the through hole to accommodate the expansion inhibiting plate.
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