KR102347755B1 - 배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체 - Google Patents

배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀용 카트리지는, 중공의 프레임 양 측면에 하나 이상의 개구가 형성되는 메인 프레임; 및 상기 중공의 뼈대를 구성하여 배터리 셀의 안착면을 양면으로 형성하면서, 상기 중공의 프레임 양 측면에 형성된 개구와 상기 배터리 셀의 안착면 사이에 냉각 채널을 형성하는 하나 이상의 서브 프레임;을 포함한다.

Description

배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체{CARTRIDGE FOR BATTERY CELL AND BATTERY MODULE ASSEMBLY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체에 관한 것으로, 구체적으로는 카트리지의 양면에 배터리 셀을 안착시키기 위한 안착 공간을 형성하고, 양면 사이에 배터리 셀을 서로 이격시켜 공냉시키는 냉각 채널을 구비함으로써, 배터리 셀의 냉각 성능을 유지하면서 배터리 셀의 절연 성능을 향상시키기 위한, 배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체에 관한 것이다.
전기자동차(Electric Vehicle: EV) 또는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle: HEV)에 적용되는 배터리 모듈 조립체(Battery Module Assembly: BMA)는 복수 개의 배터리 셀이 적층된 셀 모듈 조립체를 결합하는 것에 의해 이루어질 수 있다.
일반적으로, 배터리 모듈 조립체는 셀 모듈 조립체를 하우징하기 위해 셀 모듈 조립체의 양측을 유지시키는 2개의 엔드플레이트(end plate)를 베이스 플레이트에 고정하는 구조를 가진다.
이러한 배터리 모듈 조립체는 다수의 단위 셀들이 직렬 혹은 병렬로 구성되어 있으며, 주행 중 충전/방전을 반복적으로 수행한다. 이와 같이 주행중 충전/방전을 반복 수행하는 동작은 배터리 셀에 열을 발생시키는 요인이 되고 있다.
현재 배터리 모듈 조립체에 적용되고 있는 냉각 방식은 수냉식과 공냉식이 있다. 즉, 수냉식의 경우에는 냉각수가 흐르는 부품 주변에 알루미늄 플레이트를 두고 주변에 배터리 셀을 조립하여 냉각하는 방식이고, 공냉식의 경우에는 배터리 셀을 열전도율이 높은 알루미늄 커버로 고정하고 알루미늄 커버 사이에 일정 공간을 두어 배터리 셀을 냉각하는 방식이다.
이와 같이 알루미늄 재질의 커버를 이용한 냉각 방식은 배터리 셀과 알루미늄 커버의 열전도 계수 차이를 통한 간접 냉각 방식이다. 알루미늄 커버는 배터리 셀의 온도를 일정 수준으로 유지하는 역할을 담당한다.
그런데 최근에는 친환경 자동차의 수요 증가에 따라 상품성 개선 요구가 높이지고 있는 실정이다. 이와 같은 상품성 개선 요구 중 하나는 배터리 모듈 조립체의 절연 성능이다.
배터리 모듈 조립체의 절연을 위해서는 배터리 셀 주변 전도체가 우수한 절연 성능을 구비할 필요가 있는데, 이는 제조 비용이 상승되는 한계가 있다. 따라서, 배터리 모듈 조립체는 전도체의 수량을 최소화하거나 전도체를 없애는 방향으로 절연 성능을 구비할 필요가 있다.
전술한 간접 냉각 방식은 배터리 셀의 주변에 열전도율이 높은 알루미늄을 활용하지만, 알루미늄이 전도체이기 때문에 수분에 취약할 뿐만 아니라, 절연 성능이 빈약하다는 한계가 있다.
이와 같은 이유로, 배터리 모듈 조립체는 냉각 성능을 유지하면서 배터리 셀 주변에 전도체를 제거하여 절연 성능을 향상시킬 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 카트리지의 양면에 배터리 셀을 안착시키기 위한 안착 공간을 형성하고, 양면 사이에 배터리 셀을 서로 이격시켜 공냉시키는 냉각 채널을 구비함으로써, 배터리 셀의 냉각 성능을 유지하면서 배터리 셀의 절연 성능을 향상시키기 위한, 배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 배터리 셀 주변의 전도체를 제거하여 절연 성능을 향상하고, 수분에 영향을 받지 않는 냉각 방식을 제공하기 위한 배터리 셀용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀용 카트리지는, 중공의 프레임 양 측면에 하나 이상의 개구가 형성되는 메인 프레임; 및 상기 중공의 뼈대를 구성하여 배터리 셀의 안착면을 양면으로 형성하면서, 상기 중공의 프레임 양 측면에 형성된 개구와 상기 배터리 셀의 안착면 사이에 냉각 채널을 형성하는 하나 이상의 서브 프레임;을 포함한다.
상기 메인 프레임 및 상기 서브 프레임은, 일체로 사출되어 형성되거나, 각각의 구성으로 마련되어 조립된다.
상기 냉각 채널은, 상기 중공의 프레임 양 측면에 형성된 개구를 관통하는 채널로 상기 서브 프레임에 의해 형성된다.
상기 메인 프레임은, 중공의 프레임 양 측면에 하나 이상의 카트리지 체결부가 형성된다.
상기 카트리지 체결부는, 후크와 후크 걸림턱이 일체형으로 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈 조립체는, 양면에 배터리 셀이 안착되고 양면 사이에 냉각 채널이 형성되는 카트리지가 하나 이상 적층되어 조립되는 배터리 셀 조립체; 상기 배터리 셀 조립체를 상하측에서 서로 결합하여 하우징하기 위한 상부 하우징 및 하부 하우징; 상기 결합된 상부 하우징 및 하부 하우징의 전면에 결합되는 전면 하우징;을 포함한다.
상기 배터리 셀 조립체는, 일면에 배터리 셀의 안착면을 형성하고, 타면에 커버를 형성하는 전/후면 카트리지를 포함하고, 상기 전/후면 카트리지는, 상기 카트리지와 적층되어 조립된다.
본 발명은 카트리지의 양면에 배터리 셀을 안착시키기 위한 안착 공간을 형성하고, 양면 사이에 배터리 셀을 서로 이격시켜 공냉시키는 냉각 채널을 구비함으로써, 배터리 셀의 냉각 성능을 유지하면서 배터리 셀의 절연 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리 셀 주변의 전도체를 제거하여 수분에 영향을 받지 않는 냉각 방식을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 절연 재질의 카트리지를 사출 방식으로 제조하여 제조 비용과 제조 시간을 단축시켜 배터리 모듈 조립체를 생산할 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리 셀이 안착된 카트리지를 적층시켜 클랜치 조립을 통해 체결하여 배터리 셀 조립체를 용이하게 조립할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀용 카트리지에 대한 도면,
도 2는 상기 도 1의 배터리 셀용 카트리지에 배터리 셀이 안착된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 상기 도 1의 배터리 셀용 카트리지의 측면을 나타낸 도면,
도 4a 및 도 4b는 상기 도 1의 배터리 셀용 카트리지를 적층하여 구성하는 배터리 셀 조립체를 나타낸 도면,
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈 조립체의 조립 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀용 카트리지에 대한 도면이고, 도 2는 상기 도 1의 배터리 셀용 카트리지에 배터리 셀이 안착된 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 상기 도 1의 배터리 셀용 카트리지의 측면을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀용 카트리지(이하 "카트리지"라 함, 10)는, 판상 형상으로 구성되고, 절연 재질(예, 플라스틱 재질 등)로 사출되어 형성되는 메인 프레임(11)과 서브 프레임(12)를 포함한다. 여기서, 메인 프레임(11)과 서브 프레임(12)은 일체로 사출되어 형성되거나, 각각의 구성으로 마련되어 조립될 수 있다.
메인 프레임(11)과 서브 프레임(12)은 배터리 셀(21, 22)을 안착시키기 위한 판상형 공간을 양면에 형성하여 배터리 셀(21, 22)을 수납한다. 여기서, 메인 프레임(11)과 서브 프레임(12)은 배터리 셀(21, 22)의 안착 공간이 형성되어 있는 양면 사이에 냉각 채널을 형성하여, 일면에 안착된 배터리 셀(21)과 타면에 안착된 배터리 셀(22)을 냉각시킬 수 있다.
다시 말해, 카트리지(10)는 양면에 배터리 셀(21, 22)을 각각 안착시키기 위한 안착 공간을 형성하고, 양면 사이에 배터리 셀(21, 22)을 서로 이격시켜 공냉시키는 냉각 채널을 형성한다. 즉, 냉각 채널은 중공의 프레임 양 측면에 형성된 개구를 관통하는 채널로 서브 프레임에 의해 형성된다. 이처럼 하나의 카트리지(10)는 '배터리 셀 안착층-냉각 채널층-배터리 셀 안착층'과 같이 3층 구조로 구성된다(도 3 참조).
이하, 카트리지(10)의 메인 프레임(11)과 서브 프레임(12)에 대해 상세히 설명한다.
메인 프레임(11)은 중공의 프레임으로 구성되며, 서브 프레임(12)은 메인 프레임(11)의 중공에 하나 이상의 뼈대를 구성하는 프레임으로 구성된다. 즉, 메인 프레임(11)은 카트리지(10)의 테두리를 형성하고, 하나 이상의 서브 프레임(12)은 카트리지(10)의 테두리 사이를 연결하는 골격을 형성한다. 이와 같이, 하나 이상의 서브 프레임(12)은 메인 프레임(11)의 중공에 뼈대를 형성하여 배터리 셀(20)을 안착시킬 수 있는 안착 공간을 마련한다. 여기서는 메인 프레임(11)이 사각형의 프레임으로 구성되고, 서브 프레임(12)이 바(bar) 형상의 프레임으로 구성된다.
그런데 서브 프레임(12)은 일자(―)형, 물결(∼)형, V자형, 사선(／)형 등과 같이 다양한 형태일 수 있으나, 도 1과 같이 배터리 셀(20)로부터 발생된 열이 외부로 배출하기 용이한 일자형 구조가 바람직하다.
도 2와 같이, 배터리 셀(20)의 전극조립체(20a)와 외장재(20b)의 두께는 차이가 있다. 이를 감안하여 하나 이상의 서브 프레임(12)에 의해 형성되는 배터리 셀(20)의 안착면(S)은 오목하게 형성된다. 즉, 메인 프레임(11)과 서브 프레임(12)의 두께는 배터리 셀(20)의 전극 조립체(20a)와 외장재(20b)의 두께 차이에 따라 조정된다. 여기서, 하나 이상의 서브 프레임(12)에 의해 형성되는 배터리 셀(20)의 안착면(S)은 메인 프레임(11)의 중공에 해당한다. 즉, 메인 프레임(11)의 중공에는 서브 프레임(12)과 냉각 채널이 존재한다.
따라서, 하나 이상의 서브 프레임(12)에 의해 형성되는 배터리 셀(20)의 안착면(S)에는 배터리 셀(20)의 전극조립체(20a)가 배치되고, 메인 프레임(11)에는 전극조립체(20a) 이외에 외장재(20b)의 테두리가 배치된다.
한편, 메인 프레임(11)은 양 측면에 하나 이상의 개구(11a)가 형성된다. 개구(11a)는 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 개구(11a)는 도 3과 같이 직사각형일 수 있으나, 여러 가지 다각형이거나, 타원형, 원형 등일 수 있다. 또한, 개구(11a)는 형성 위치에 따라 개수 또는 크기 등을 자유롭게 변형하여 구성할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(20)의 중심 부분은 많은 열이 발생할 것으로 예상되는데, 이에 따라 개구(11a)는 크기를 넓힐 수 있다.
아울러, 서브 프레임(12)의 양단은 메인 프레임(11)의 양 측면에 개구(11a)가 형성되지 않은 지점에 연결된다. 즉, 메인 프레임(11)의 양 측면에 형성된 개구(11a)는 서브 프레임(12)에 의해 형성되는 냉각 채널에 연결된 입출구 기능을 담당한다. 전술한 바와 같이, 냉각 채널은 메인 프레임(11)의 중공에서 서브 프레임(12)이 없는 영역에 해당한다.
따라서, 외부 공기는 메인 프레임(11)의 양 측면에 형성된 개구(11a)를 통해 인입 또는 인출되어 냉각 채널을 통해 이동한다. 이때, 배터리 셀(20)은 냉각 채널을 통해 인입 또는 인출되는 외부 공기와 열교환을 통해 내부에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수 있다.
메인 프레임(11)의 양 측면에 형성된 개구(11a)와 서브 프레임(12)의 양단은 서로 마주보는 지점에 형성되어 대칭적으로 배치되어 있으나, 설계 변경에 따라 비대칭적으로도 배치될 수도 있다.
또한, 메인 프레임(11)은 양 측면에 하나 이상의 카트리지 체결부(11b)가 형성된다. 카트리지 체결부(11b)는 후크 체결 방식으로 메인 프레임(11)의 양면에 카트리지(10)를 적층할 수 있다.
도 1을 참조하면, 카트리지 체결부(11b)는 일면에 대해 후크가 구비되면, 타면에 대해 후크 걸림턱이 구비된다. 즉, 카트리지 체결부(11b)는 하나의 구성에 후크와 후크 걸림턱이 일체형으로 형성된다.
여기서는 메인 프레임(11)의 양 측면에 각각 4개의 카트리지 체결부(11b)를 형성하고 있으며, 일면 방향에 2개의 후크, 2개의 후크 걸림턱가 형성되면, 그에 따라 타면 방향에 2개의 후크 걸림턱, 2개의 후크가 형성된다. 카트리지 체결부(11b)는 메인 프레임(11)의 양 측면에 배치, 방향 또는 개수 등을 자유롭게 변경하여 적용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 배터리 셀(20)은 전극조립체(20a), 외장재(20b), (-) 단자(20c), (+) 단자(20d)를 포함한다. 여기서, (-) 단자(20c)와 (+) 단자(20d)는 전극조립체(20a)의 양측에 형성되어 있으나, 일측에 형성될 수도 있다. 또한, 외장재(20b)는 메인 프레임(11)의 양 측면에 접하는 모서리가 안착면(S)의 반대 방향으로 둥글게 감겨진다. 외장재(20b)가 둥글게 감겨진 것은 안착면(S)에 배터리 셀(20)이 안착된 후 메인 프레임(11)의 내측에 형성된 고정수단(미도시)에 의해 걸려 외부로 이탈되는 것을 방지하거나, 카트리지(10)를 적층할 때 마주보는 배터리 셀(20)과의 간격을 유지시키는 기능을 담당할 수도 있다.
도 3은 카트리지(10)의 양면에 제1 배터리 셀(21)과 제2 배터리 셀(22)이 안착되는 경우를 나타낸다. 이 경우, 제1 배터리 셀(21)과 제2 배터리 셀(22)은 직렬로 연결된다. 즉, 제1 배터리 셀(21)은 (-) 단자(21c)와 (+) 단자(21d)를 구비하며, 제2 배터리 셀(22)은 (-) 단자(22c)와 (+) 단자(22d)를 구비한다. 이때, 제1 배터리 셀(21)의 (-) 단자(21c)와 제2 배터리 셀(22)의 (+) 단자(22d)를 서로 연결한다.
도 4a 및 도 4b는 상기 도 1의 배터리 셀용 카트리지를 적층하여 구성하는 배터리 셀 조립체를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 8개의 배터리 셀 즉, 제1 내지 제8 배터리 셀(21 내지 28)이 구비된 배터리 셀 조립체(100)를 나타낸다. 이때, 6개의 배터리 셀은 3개의 카트리지(10) 즉, 제1 내지 제3 카트리지(10a 내지 10c)에 안착되며, 나머지 2개의 배터리 셀 각각은 전/후면 카트리지(30a, 30b)에 의해 안착된다.
전/후면 카트리지(30a, 30b)도 메인 프레임(31)과 서브 프레임(32)을 구비한다. 전/후면 카트리지(30a, 30b)는 일면에 배터리 셀 즉, 제1 배터리 셀(21) 또는 제8 배터리 셀(28)이 안착되며, 타면이 외부로 노출된다. 이와 같이, 전/후면 카트리지(30a, 30b)는 일면에 배터리 셀의 안착면을 형성하고, 타면에 커버를 형성한다.
마찬가지로, 메인 프레임(31)의 중공에는 서브 프레임(32)이 뼈대를 구성하여 냉각 채널을 형성한다.
제1 내지 제8 배터리 셀(21 내지 28)은 각각의 (-) 단자와 (+) 단자에 대한 상호 연결을 통해 직렬 또는 병렬로 연결된다. 제1 배터리 셀(21)은 (-) 외부단자(20e)가 연결되고, 제8 배터리 셀(28)은 (+) 외부단자(20f)가 연결된다.
제1 내지 제8 배터리 셀(21 내지 28) 각각은 일면에 냉각 채널이 접촉되므로 발생된 열을 외부로 배출시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 배터리 셀(21)은 전면 카트리지(30a)의 일면에 안착되어 냉각 채널에 접촉된다. 제2 배터리 셀(22)은 제1 카트리지(10a)의 일면에 안착되어 냉각 채널에 접촉된다. 제3 배터리 셀(23)은 제1 카트리지(10a)의 타면에 안착되어 냉각 채널에 접촉된다. 제4 배터리 셀(24)은 제2 카트리지(10b)의 일면에 안착되어 냉각 채널에 접촉된다. 제5 배터리 셀(25)은 제2 카트리지(10b)의 타면에 안착되어 냉각 채널에 접촉된다. 제6 배터리 셀(26)은 제3 카트리지(10c)의 일면에 안착되어 냉각 채널에 접촉된다. 제7 배터리 셀(27)은 제3 카트리지(10c)의 타면에 안착되어 냉각 채널에 접촉된다. 제8 배터리 셀(28)은 후면 카트리지(30b)의 일면에 안착되어 냉각 채널에 접촉된다. 이처럼 냉각 채널은 제1 내지 제8 배터리 셀(21 내지 28)의 안착면과 함께 형성되므로, 제1 내지 제8 배터리 셀(21 내지 28)의 표면에 직접 노출되어 제1 내지 제8 배터리 셀(21 내지 28)의 표면을 공냉시킨다.
아울러, 전면 카트리지(30a), 제1 내지 제3 카트리지(10a 내지 10c), 후면 카트리지(30b)는, 카트리지 체결부(11b)의 상호 체결을 통해 적층된다. 즉, 카트리지 체결부(11b)는 전면 카트리지(30a), 제1 내지 제3 카트리지(10a 내지 10c), 후면 카트리지(30b)를 적층하여 교합시킨 후 조립하는 클랜칭(clenching) 구조를 형성한다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈 조립체의 조립 과정을 나타낸 도면이다.
배터리 모듈 조립체(200)는 배터리 셀 조립체(100)의 하우징 구조로서, 하부 하우징(110), 상부 하우징(120), 전면 하우징(130)을 포함한다.
하부 하우징(110)에는 배터리 셀 조립체(100)의 하부측에 형성된 개구(10a)에 대응되는 하부 하우징 개구(110a)가 형성되며, 마찬가지로, 상부 하우징(120)에는 배터리 셀 조립체(100)의 상부측에 형성된 개구(10a)에 대응되는 상부 하우징 개구(120a)가 형성된다.
여기서, 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)은 후크 체결 방식 또는 탭핑 스크류 결합 방식 등으로 결합될 수 있다.
먼저, 후크 체결 방식은 하부 하우징(110)에 후크 걸림부(미도시)가 형성되고, 상부 하우징(120)에 하부 하우징(110)의 후크 걸림부에 대응하는 후크(미도시)가 형성되어, 후크와 후크 걸림부의 체결에 의해 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)이 결합된다. 후크와 후크 걸림부는 반대로 형성될 수도 있다.
다음으로, 탭핑 스크류 결합 방식은 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)을 조립한 후, 탭핑 스크류(tapping screw)를 상부 하우징(120)의 상단에 삽입하여 체결한다. 여기서는 탭핑 스크류 결합 방식을 이용하여 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)을 조립한다.
전면 하우징(130)은 결합된 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)의 전면에 결합된다. 전면 하우징(130)은 적층된 배터리 셀들에 적용된 단자의 노출을 막기 위한 기능을 수행한다. 전면 하우징(130)의 기능은 하부 하우징(110) 또는 상부 하우징(120)의 설계 변경을 통해 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)의 결합을 통해 구현될 수 있다. 이 경우에, 전면 하우징(130)은 하우징 구조에서 제외될 수 있다.
한편, 배터리 모듈 조립체(200)는 배터리 셀 조립체(100)의 조립이 완료되면, 배터리 셀 조립체(100)를 하부 하우징(110)에 하향 삽입하여 조립하고(도 5b 참고), 하부 하우징(110)에 배터리 셀 조립체(100)가 조립된 후 상부 하우징(120)을 하향 삽입한다(도 5c 참조).
도 5d를 참조하면, 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120) 각각에는 배터리 셀 조립체(100)가 결합할 때, 하부 하우징(110)의 모서리(131a, 131b)와 상부 하우징(120)의 모서리(131c, 131d)에 소정의 간격(132a, 132b)을 형성한다.
여기서는 설명의 편의상 하부 하우징(110)의 우측 모서리(131b)에 배터리 셀 조립체(100) 사이의 간격을 형성하는 경우에 대해 설명한다. 하지만, 이러한 간격은 하부 하우징(110)와 상부 하우징(120)의 모든 모서리에 적용할 수 있다.
하부 하우징(110)의 우측 모서리(131b)에서는 위쪽 모서리 부분(132a)에서는 배터리 셀 조립체(100)와 하부 하우징(110) 사이에 대략 1㎜ 정도의 간격을 형성하여 용이하게 조립할 수 있게 한다.
또한, 하부 하우징(110)의 우측 모서리(131b)에서는 아래쪽 모서리 부분(132b)에서는 배터리 셀 조립체(100)와 하부 하우징(110) 사이에 대략 0.2㎜ 정도의 간격을 형성하여 유동을 방지할 수 있게 한다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10, 10a, 10b, 10c : 카트리지 11 : 메인 프레임
11a : 개구 11b : 카트리지 체결부
12 : 서브 프레임 20, 21, 22 : 배터리 셀
20a : 전극조립체 20b : 외장재
20c : (-) 단자 20d : (+) 단자
20e : (-) 외부단자 20f : (+) 외부단자
30a : 전면 카트리지 30b : 후면 카트리지
100 : 배터리 셀 조립체 110 : 하부 하우징
120 : 상부 하우징 130 : 전면 하우징
200 : 배터리 모듈 조립체

Claims (10)

  1. 중공의 프레임 양 측면에 하나 이상의 개구가 형성되는 메인 프레임과 상기 중공의 뼈대를 구성하여 배터리 셀의 안착면을 양면으로 형성하는 하나 이상의 서브 프레임의 양면에 배터리 셀이 안착되는 카트리지가 하나 이상 적층되어 조립되는 배터리 셀 조립체;
    상기 배터리 셀 조립체를 상하측에서 서로 결합하여 하우징하기 위한 상부 하우징 및 하부 하우징;
    상기 결합된 상부 하우징 및 하부 하우징의 전면에 결합되는 전면 하우징; 및
    일면에 배터리 셀의 안착면을 형성하고, 타면이 외부로 노출되어 커버를 형성하는 전/후면 카트리지를 포함하고,
    상기 서브 프레임의 양면에 배터리 셀을 이격되게 각각 안착시키기 위한 안착공간이 형성되어 배터리 셀을 서로 이격시켜 공냉시키는 냉각 채널을 형성하며,
    상기 중공의 메인 프레임 양 측면에 형성된 상기 복수의 개구가 상기 서브 프레임에 의해 형성되는 상기 냉각 채널에 연결된 입출구 기능을 하도록 되고,
    상기 메인 프레임의 양 측면에 형성된 하나 이상의 개구와 상기 서브 프레임의 양단은 서로 마주보는 지점에 대칭적으로 배열되며,
    상기 메인 프레임의 양 측면에 복수의 카트리지 체결부가 각각 형성되되,
    상기 메인 프레임의 측면 길이방향에서 일면 방향에 위치된 카트리지체결부는 후크 걸림턱이 위쪽에, 후크가 아래쪽에 일체로 형성되고, 타면 방향에 위치된 카트리지체결부는 후크가 위쪽에, 후크걸림턱이 아래쪽에 일체로 형성되며,
    상기 메인 프레임의 양 측면에 접하는 상기 배터리 셀의 외장재의 모서리가 안착면의 반대 방향으로 둥글게 감겨져서 안착된 배터리 셀이 이탈되는 것을 방지하거나, 배터리 셀과의 간격을 유지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나의 카트리지는 상기 배터리 셀 안착공간과 상기 냉각 채널 및 상기 배터리 셀 안착공간의 3층 구조로 형성되는 배터리 모듈 조립체.

  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 프레임과 상기 서브 프레임은,
    일체로 사출되어 형성되거나, 각각의 구성으로 마련되어 조립되는 배터리 모듈 조립체.

  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 채널은,
    상기 중공의 메인 프레임의 상기 개구를 관통하고 상기 서브 프레임에 의해 형성되는 배터리 모듈 조립체.

  6. 삭제
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