KR102443098B1 - 모듈 하우징을 포함한 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 조립 공정을 단순화하며 에너지 밀도를 높인 모듈 하우징을 구비한 배터리 모듈을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 이차전지를 구비하고, 전단부, 후단부, 상측부, 하측부, 좌측부, 및 우측부를 가진 전지 어셈블리; 및 상기 전지 어셈블리의 좌측에 위치하며 양단이 우측으로 절곡된 플레이트 형상으로 구성되어 절곡된 부분이 상기 전지 어셈블리의 상측부 및 하측부 각각에 위치하는 제1 프레임, 및 상기 전지 어셈블리의 우측에 위치하며 양단이 좌측으로 절곡된 플레이트 형상으로 구성되어 상기 절곡된 부분이 상기 전지 어셈블리의 상측부 및 하측부 각각에 위치하고 상기 제1 프레임의 절곡된 부분과 결합된 제2 프레임을 구비한 모듈 하우징을 포함하는 한다.

Description

모듈 하우징을 포함한 배터리 모듈{Battery Module Having Module Housing}
본 발명은 제1 프레임 및 제2 프레임을 구비한 모듈 하우징을 포함한 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립 공정을 단순화하며 에너지 밀도를 높인 모듈 하우징을 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 파우치 외장재를 구비한다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차전지가 많이 이용된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 이차전지를 구비한 배터리 모듈을 복수개 집합시킨 구조의 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
또한, 종래기술의 배터리 모듈은, 일반적으로 내장된 복수의 이차전지를 보호하거나 적층 고정하기 위해서 플라스틱 재질의 카트리지를 복수개 구비하는 것이 일반적이었다.
그러나, 플라스틱 소재의 카트리지는, 스틸 소재에 비해 기계적 강성이 떨어져 배터리 모듈에 외부 충격이 발생할 경우, 내부 구성들의 쉽게 손상이 발생될 수 있다. 더욱이, 열전도성이 낮은 카트리지를 복수개 구비한 배터리 모듈은, 방열 효율이 크게 떨어져, 배터리 모듈의 냉각을 어렵게 만드는 요인이 되었다.
더욱이, 이러한 복수의 카트리지는, 조립해야할 객체가 많아 전지 어셈블리를 제조하는데 많은 조립 시간이 투여되므로, 제조 비용을 크게 증가시키는 요소가 될 수 있었다. 더욱이, 복수의 카트리지의 부피는, 커다란 부분을 차지하여 배터리 모듈의 에너지 밀도가 낮아지게 하는 요인이 되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 조립 공정을 단순화하며 에너지 밀도를 높인 모듈 하우징을 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은,
복수의 이차전지를 구비하고, 전단부, 후단부, 상측부, 하측부, 좌측부, 및 우측부를 가진 전지 어셈블리; 및
상기 전지 어셈블리의 좌측에 위치하며 양단이 우측으로 절곡된 플레이트 형상으로 구성되어 절곡된 부분이 상기 전지 어셈블리의 상측부 및 하측부 각각에 위치하는 제1 프레임, 및 상기 전지 어셈블리의 우측에 위치하며 양단이 좌측으로 절곡된 플레이트 형상으로 구성되어 상기 절곡된 부분이 상기 전지 어셈블리의 상측부 및 하측부 각각에 위치하고 상기 제1 프레임의 절곡된 부분과 결합된 제2 프레임을 구비한 모듈 하우징을 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 제1 프레임의 절곡된 부분과 상기 제2 프레임의 절곡된 부분 각각의 단부가 서로 중첩될 수 있다.
그리고, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 서로 중첩된 일부위에는, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 움직임을 서로 구속하는 암수 결합 구조가 형성된 암수 결합부가 구비될 수 있다.
나아가, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 서로 중첩된 일부위에는, 서로 용접 결합된 용접 결합부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 암수 결합부에는, 상기 암수 결합 구조에 끼워지도록 구성된 고정 클립이 부가될 수 있다.
더욱이, 상기 암수 결합부는, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 암수 결합 구조에 천공된 고정홀, 및 상기 고정홀에 관통 삽입되는 고정 볼트를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임 중 어느 하나 이상은, 상기 전지 어셈블리와 대면하는 내측면에 상기 복수의 이차전지의 일측부를 가압하도록 내부 방향으로 돌출된 가이드 돌기가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임 중 어느 하나 이상의 내측면에는, 상기 복수의 이차전지와 접합 고정되도록 열전도성 접착제가 부가될 수 있다.
또한, 상기 제1 프레임 또는 제2 프레임의 내측에는, 내측 상부에서 내측 하부로 연장된 내벽이 형성될 수 있다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 적어도 둘 이상의 배터리 모듈을 포함한다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈에 모듈 하우징에 제1 프레임 및 제2 프레임에 서로의 움직임을 구속하는 억지 끼움 방식의 암수 결합 구조를 구비한 암수 결합부를 형성시킴으로써, 제1 프레임 및 제2 프레임을 내측 방향으로 서로 이동시켜 간단히 서로 가압 체결할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈의 제조방법이 단순화시킬 수 있어, 제조 효율을 크게 높일 수 있는 이점이 있다.
더불어, 본 발명의 배터리 모듈은, 종래기술과 달리, 복수의 이차전지에 구비된 카트리지의 사용을 생략함으로써, 제조 공정의 소요 시간을 단축하고, 배터리 모듈의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 용접 가이드 라인은, 작업자의 용접 공정을 도울 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 두께가 얇은 모듈 하우징의 일부위는 보다 빠르게 용접 결합부를 형성시킬 수 있으므로, 제조 공정의 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다. 더욱이, 암수 결합 구조와 더불어, 용접 결합부를 별도로 형성시킴으로써, 제1 프레임과 제2 프레임 간의 결합력을 한층 높일 수 있다.
그리고, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 암수 결합부에, 밀착 고정부 및 삽입부가 구비된 고정 클립을 별도로 부가 시킴으로써, 암수 결합부의 암수 결합 구조의 전후 방향 및 좌우 방향의 이동을 구속시킬 수 있는 바, 암수 결합 구조가 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 암수 결합부의 암수 결합 구조를 보다 견고히 결합을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 암수 결합부에 고정홀 및 고정 볼트를 구비함으로써, 암수 결합부의 암수 결합 구조의 상하 방향 및 좌우 방향의 이동을 더욱 강하게 구속할 수 있는 바, 암수 결합 구조가 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 제1 프레임 및 제2 프레임 중 어느 하나 이상의 내측면에 가이드 돌기를 형성시킴으로써, 전지 어셈블리의 복수의 이차전지의 적층 배열된 형태를 효과적으로 유지할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈의 이동 중 발생되는 충격에 의한 이차전지의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
나아가, 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 제1 프레임 또는 제2 프레임의 내측에 내벽을 형성시킴으로써, 전지 어셈블리의 충방전에 따른 팽창 수축으로 인해 제1 프레임 또는 제2 프레임이 상하 방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 파우치형 이차전지를 개략적으로 나타내는 일 측면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 분리하여 개략적으로 나타내는 분리 정면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는, 도 1의 배터리 모듈의 A영역을 확대하여 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제1 프레임 및 제2 프레임의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제1 프레임 및 제2 프레임의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 고정 클립을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 15는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 둘 이상의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩에 대해 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 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 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 파우치형 이차전지를 개략적으로 나타내는 일 측면도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 분리하여 개략적으로 나타내는 분리 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은, 전지 어셈블리(210), 모듈 하우징(220), 및 버스바 어셈블리(250)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 전지 어셈블리(210)는, 전극 리드(111)가 구비된 복수의 이차전지를 구비할 수 있다. 여기서, 이차전지(100)는, 파우치형 이차전지(100)일 수 있다. 특히, 이러한 파우치형 이차전지(100)는, 전극 조립체(도시하지 않음), 전해액(도시하지 않음) 및 파우치(120)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 파우치(120)는, 오목한 형태의 수납부(115)가 형성되어 있는 좌측 파우치와 우측 파우치의 2개의 파우치로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수납부(115)에 전극 조립체 및 전해액이 수납될 수 있다. 그리고, 각각의 파우치는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하며, 파우치(120)의 테두리 부위에는 내부 접착층이 서로 유착됨으로써, 실링부가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 파우치(120)의 양극 리드(111a) 및 음극 리드(111b)가 형성된 양단부 각각에 테라스부(S)가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체의 양극판에는 양극 탭이 구비되며, 하나 이상의 양극 탭이 양극 리드(111a)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 양극 리드(111a)는, 일단이 상기 양극 탭에 연결되고 타단이 파우치(120)의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차전지(100)의 전극 단자, 예를 들면, 이차전지(100)의 양극 단자로서 기능할 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체의 음극판에는 음극 탭이 구비되며, 하나 이상의 음극 탭이 음극 리드(111b)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 음극 리드(111b)는, 일단이 상기 음극 탭에 연결되고 타단이 파우치의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차전지(100)의 전극 단자, 예를 들면 이차전지(100)의 음극 단자로서 기능할 수 있다.
더욱이, 상기 양극 리드(111a)와 상기 음극 리드(111b)는, 이차전지(100)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향의 양단부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 양극 리드(111a)는 상기 이차전지(100)의 중심을 기준으로 일단부에 구비될 수 있다. 또한, 상기 음극 리드(111b)는 이차전지(100)의 중심을 기준으로 타단부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각 이차전지(100)는 양극 리드(111a)와 음극 리드(111b)가 전방과 후방으로 돌출되게 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 이차전지(100)에서, 양극 리드(111a)와 음극 리드(111b) 간의 간섭이 없게 되어, 전극 리드(111)의 면적을 넓힐 수 있다.
또한, 상기 양극 리드(111a) 및 상기 음극 리드(111b)는, 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 양극 리드(111a) 및 상기 음극 리드(111b)는, 넓은 면이 좌측과 우측을 향하도록 세워진 상태로 수평 방향으로 돌출될 수 있다.
이때, 각각의 파우치형 이차전지(100)는, F 방향(도 1에 도시함)으로 바라봤을 때, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 각각 위치하고, 상부와 하부, 전방 및 후방에는 실링부가 위치하도록 대략 지면에 수직하게 세워지는 형태로 배치될 수 있다. 다시 말해, 각 이차전지(100)는, 상하 방향으로 세워진 형태로 구성될 수 있다. 한편, 본 명세서에서는, 특별한 설명이 없는 한, 상하전후좌우 방향에 대하여, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 한다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)에는, 앞서 설명한 파우치형 이차전지(100)로만 한정되는 것은 아니고 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차전지(100)가 채용될 수 있다.
한편, 상기 전지 어셈블리(210)는, F 방향에서 바라볼 경우, 전단부(220a), 후단부(220b), 상측부(220c), 하측부(220d), 좌측부(220e), 및 우측부(220f)를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 전지 어셈블리(210)의 전단부(220a) 및 후단부(220b)에는, 전후 방향으로 돌출된 전극 리드(111)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 전지 어셈블리(210)의 상측부(220c), 하측부(220d), 좌측부(220e), 및 우측부(220f)에는 복수의 이차전지(100)의 실링부가 위치될 수 있다.
그리고, 상기 전지 어셈블리(210)는, 복수의 이차전지(100)들이 일 방향(좌우 방향)으로 적층 되게 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전지 어셈블리(210)는, 복수의 파우치형 이차전지(100)가 좌우 방향으로 나란하게 상호 적층된 형태로 구성될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
다시 도 1 및 도 3과 함께, 도 4를 참조하면, 상기 모듈 하우징(220)은, 제1 프레임(221) 및 제2 프레임(226)을 구비할 수 있다. 여기서, 도 3 및 도 4는, 상기 모듈 하우징(220)의 제1 프레임(221) 및 제2 프레임(226)의 결합 과정을 나타내었다. 이때, 제1 프레임(221) 및 제2 프레임(226)은, 전기 절연성의 물질로 도금된 스틸 소재 또는 스테인리스 소재를 구비할 수 있다. 즉, 스틸 또는 스테인리스 소재는, 열 전도도가 우수하기 때문에, 전지 어셈블리(210)에서 발생된 열을 효과적으로 방출할 수 있다. 나아가, 상기 스틸 또는 스테인리스 소재는, 기계적 강성이 뛰어나므로, 배터리 모듈(200)에 외부 충격으로 인한 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 프레임(221)은, 일면이 측면보다 상대적으로 넓은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 프레임(221)은, F 방향으로 바라볼 경우, 상기 전지 어셈블리(210)의 좌측에 위치할 수 있다. 더욱이, 상기 제1 프레임(221)은, 플레이트의 양단이 우측으로 절곡된 부분(221t)을 가질 수 있다. 그리고, 상기 절곡된 부분(221t)이 상기 전지 어셈블리(210)의 상측부(220c) 및 하측부(220d) 각각에 위치하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(221)은, 양단이 우측으로 절곡된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 프레임(221)의 좌측부는, 상기 전지 어셈블리(210)의 좌측부(220e)와 밀착하여 위치될 수 있다. 더욱이, 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 양단 부분(221t)은, 상기 전지 어셈블리(210)의 상측부(220c) 및 하측부(220d)를 감싸도록 위치될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 프레임(226)은, 일면이 측면보다 상대적으로 넓은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 프레임(226)의 우측부는, 상기 전지 어셈블리(210)의 우측에 위치할 수 있다. 더욱이, 상기 제2 프레임(226)은, 플레이트의 양단이 좌측으로 절곡된 부분(226t)을 가질 수 있다. 그리고, 상기 절곡된 부분(226t)이 상기 전지 어셈블리(210)의 상측부(220c) 및 하측부(220d) 각각에 위치하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 제2 프레임(226)의 상기 절곡된 부분(226t)이 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분(221t)과 결합될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 프레임(226)은, 양단이 좌측으로 절곡된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 프레임(226)은, 상기 전지 어셈블리(210)의 우측부(220f)와 밀착하여 위치될 수 있다. 더욱이, 상기 제2 프레임(226)의 절곡된 양단 부분(226t)은, 상기 전지 어셈블리(210)의 상측부(220c) 및 하측부(220d)를 감싸도록 위치될 수 있다.
또한, 상기 모듈 하우징(220)은, 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분(221t)과 상기 제2 프레임(226)의 절곡된 부분(226t) 각각의 단부가 서로 중첩되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 양 단부는, 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분(221t)이 상기 제2 프레임(226)의 절곡된 부분(226t)의 외측을 감싸도록 서로 중첩될 수 있다.
그리고, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 각각 양 단부(절곡된 부분(221t, 226t)는, 상하 방향의 폭이 서로 다를 수 있다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(221)의 양 단부의 상하 방향의 사이 폭은, 상기 제2 프레임(226)의 양 단부의 상하 방향의 사이 폭 보다 클 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 각각 양 단부(221t, 226t)를 상하 방향의 폭이 서로 다르도록 형성시킴으로써, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 양 단부(221t, 226t)가 서로 가압 체결되도록 할 수 있다.
더불어, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 종래기술과 달리, 카트리지의 사용을 생략함으로써, 제조 공정의 소요 시간을 단축하고, 배터리 모듈(200)의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)은, 서로 결합되는 과정에서, 상기 전지 어셈블리(210)의 좌측면(210e) 및 우측면(210f)을 내측 방향으로 가압하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(221)의 플레이트 형상의 좌측부 및 상기 제2 프레임(226)의 우측부는, 상기 전지 어셈블리(210)의 좌측면(210e) 및 우측면(210f)을 내측 방향으로 가압하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 전지 어셈블리(210)의 충방전에 따른 팽창을 저지할 수 있도록, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)을 구비함으로써, 전지 어셈블리(210)의 충방전 중, 발생되는 부 반응을 줄일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 5는, 도 1의 배터리 모듈의 A영역을 확대하여 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
다시 도 4와 함께 도 5를 참조하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 서로 중첩된 일부위에는, 암수 결합부(223)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 암수 결합부(223)는, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 움직임을 서로 구속하는 암수 결합 구조(223b)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분에는, 외측으로 돌출 압연된 제1 볼록 구조(221b)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 볼록 구조(221b)는, 일측에 일방향으로 개방된 개구(H1)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분에는, 외측으로 돌출 압연된 제1 볼록 구조(221b)가 3개 형성될 수 있다. 나아가, 상기 제1 볼록 구조(221b)는, 우측에 우 방향으로 개방된 개구(H1)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 제2 프레임(226)의 절곡된 부분(226t)에는, 외측으로 돌출 압연된 제2 볼록 구조(226b)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 볼록 구조(226b)는, 상기 제1 볼록 구조(221b)의 내면의 크기와 유사(동일)하거나, 조금 크게 형성될 수 있다. 나아가, 상기 제2 볼록 구조(226b)는 상기 제1 볼록 구조(221b)의 개구(H1)에 상부가 삽입된 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 프레임(226)의 절곡된 부분(226t)에는, 외측으로 돌출 압연된 제2 볼록 구조(226b)가 3개 형성될 수 있다. 나아가, 상기 제2 볼록 구조(226b)는, 상기 제1 볼록 구조(221b)의 내부에 삽입될 수 있도록 상기 제1 볼록 구조(221b)의 내면의 크기와 유사(동일)하거나, 조금 크게 형성될 수 있다.
나아가, 상기 제1 볼록 구조(221b)와 상기 제2 볼록 구조(226b)가 서로 결합하여 암수 결합 구조(223b)를 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)에 서로의 움직임을 구속하는 억지 끼움 방식의 암수 결합 구조(223b)를 구비한 암수 결합부(223)를 형성시킴으로써, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)을 내측 방향으로 서로 이동시켜 간단히 서로 가압 체결할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(200)의 제조방법이 단순화시킬 수 있어, 제조 효율을 크게 높일 수 있는 이점이 있다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제1 프레임 및 제2 프레임의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 서로 중첩된 일부위에는, 서로 용접 결합된 용접 결합부(225)가 구비될 수 있다.
예를 들면, 상기 용접 결합부(225)에는, 효율적인 용접 공정을 위해 용접 가이드 라인(225L)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 용접 가이드 라인(225L)은, 상기 모듈 하우징(220)의 제1 프레임(221) 및 제2 프레임(226) 각각의 절곡된 부분들(221t, 226t)이 나머지 부분 보다 얇은 두께를 가지고, 선형으로 연속적으로 연장된 형태일 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 용접 가이드 라인(225L)은, 작업자의 용접 공정을 도울 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 두께가 얇은 모듈 하우징(220)의 일부위는 보다 빠르게 상기 용접 결합부(225)를 형성시킬 수 있으므로, 제조 공정의 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제1 프레임 및 제2 프레임의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 용접 결합부(225)에는 복수의 슬릿(225s)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 슬릿(225s)은, 상기 제1 프레임(221)의 외주부에서 내부 방향(좌 방향)으로 연장된 형태일 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분(221t)에는, 외주부에서 좌 방향으로 연장된 4개의 슬릿(225s)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 서로 중첩된 절곡된 부분(221t)에 저항 용접을 수행할 경우, 상기 제1 프레임(221)에 형성된 슬릿(225s)에 의해 부가된 전류가 용접 부위에 집중될 수 있어, 용접 공정의 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있고, 접합 신뢰도를 높일 수 있다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 고정 클립을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다. 그리고, 도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 암수 결합부(223)에는, 고정 클립(230A)이 부가될 수 있다. 구체적으로, 상기 고정 클립(230A)은, 상기 제1 볼록 구조(221b) 및 제2 볼록 구조(226b) 결합된 암수 결합 구조(223b)의 외측면을 감싸도록 밀착 고정부(231)가 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 밀착 고정부(231)는, 상기 제1 프레임(221)의 제1 볼록 구조(221b)의 상부를 덮도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 밀착 고정부(231)는, 제1 절곡 구조(231a) 및 제2 절곡 구조(231b)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 절곡 구조(231a)는, F 방향에서 바라 볼 경우, 상기 고정 클립(230A)의 일측에 형성되고 상기 제1 프레임(221)의 암수 결합부(223)에 구비된 제1 볼록 구조(221b)의 좌측면을 감싸도록 내부 방향으로 절곡된 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 절곡 구조(231b)는, 상기 고정 클립(230A)의 타측에 형성되고 상기 제2 프레임(226)의 암수 결합부(223)에 구비된 제1 볼록 구조(221b)의 우측면을 감싸도록 내부 방향으로 절곡된 형상을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 암수 결합부(223)에, 밀착 고정부(231)가 구비된 고정 클립(230A)을 별도로 부가 시킴으로써, 상기 암수 결합부(223)의 암수 결합 구조(223b)의 전후 방향의 이동을 구속시킬 수 있는 바, 암수 결합 구조(223b)가 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 암수 결합부(223)의 암수 결합 구조(223b)를 보다 견고히 결합을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 고정 클립(230A)은, 상기 밀착 고정부(231)의 제2 절곡 구조(231b)의 절곡된 단부에는 일부위가 상기 암수 결합 구조(223b)에 끼워지도록 수평 방향(H)으로 절곡된 삽입부(235)가 형성될 수 있다. 나아가, 상기 삽입부(235)는, 상기 제1 프레임(221)의 제1 볼록 구조(221b)에 형성된 개구(H1)와 제2 프레임(226)의 제2 볼록 구조(226b)에 형성된 개구(H2)에 삽입되도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 삽입부(235)는, 상기 제1 볼록 구조(221b) 및 상기 제2 볼록 구조(226b) 각각의 개구들(H1, H2)에 삽입되도록 상기 밀착 고정부(231)의 제2 절곡 구조(231b)의 단부로부터 좌측 방향으로 절곡된 부위를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 삽입부(235)가 형성된 고정 클립(230A)을 구비함으로써, 상기 암수 결합부(223)의 암수 결합 구조(223b)의 상하 방향의 이동을 구속할 수 있는 바, 암수 결합 구조(223b)가 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 암수 결합부(230)의 암수 결합 구조(223b)를 보다 견고히 결합을 유지시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 고정 클립(230A)의 설치 방법은 단순히 삽입하는 것으로 간편하게 완료될 수 있어, 설치가 효율적이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 10을 참조하면, 도 5의 암수 결합부(223)와 달리, 도 10의 암수 결합부(223B)는, 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분(221t)에 제1 볼록 구조(221b)가 형성되지 않고, 상하 방향으로 천공된 개방부(H5)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 프레임(221)의 개방부(H5)에는, 상기 제2 프레임(226)의 제2 볼록 구조(226b)의 상부가 삽입되도록 구성될 수 있다.
또한, 도 10의 암수 결합부(223)에는, 도 8의 고정 클립(230A)과 다른 형태의 고정 클립(230B)이 부가될 수 있다. 도 8의 고정 클립(230A)과 비교하여, 도 10의 고정 클립(230B)은, 상기 밀착 고정부(231)의 제2 절곡 구조(231b)가 일측으로 좀더 연장된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 고정 클립(230B)의 밀착 고정부(231)는, 제2 절곡 구조(231b)가 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분(221t)의 상면에 일부위가 위치하도록 연장 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 밀착 고정부(231)의 제1 절곡 구조(231a)는, 상기 제2 프레임(226)의 제2 볼록 구조(226b)의 외측면을 감싸도록 절곡된 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 암수 결합부(223B)에는 고정 클립(230B)이 상기 제2 프레임(226)의 제2 볼록 구조(226b)의 개구(H2)에 삽입부(235)의 일부가 삽입되어 고정될 수 있다. 그리고, 상기 고정 클립(230B)의 밀착 고정부(231)는, 제2 절곡 구조(231b)가 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분(221t)의 상면에 일부위가 위치하도록 좌우 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 암수 결합부(223)가 다른 형태의 고정 클립(230B)을 구비함으로써, 상기 암수 결합부(223)의 암수 결합 구조(223b)의 상하 방향 및 좌우 방향의 이동을 구속할 수 있는 바, 암수 결합 구조(223b)가 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 암수 결합부(223)의 암수 결합 구조(223b)를 보다 견고히 결합을 유지시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 고정 클립(230B)의 설치 방법은 단순히 삽입하는 것으로 간편하게 완료될 수 있어, 설치가 효율적이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 11을 참조하면, 도 5의 암수 결합부(223)와 마찬가지로, 도 11의 제1 프레임(221) 및 제2 프레임(226)에는, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 움직임을 서로 구속하도록 암수 결합 구조(223b)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 프레임(221)의 절곡된 부분(221t)에는, 외측으로 돌출 압연된 제1 볼록 구조(221b)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 프레임(226)의 절곡된 부분(226t)에는, 외측으로 돌출 압연된 제2 볼록 구조(226b)가 형성될 수 있다.
더불어, 도 11의 암수 결합부(223)는, 도 5의 암수 결합부(223)와 비교할 때, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226)의 암수 결합 구조(223b)에 천공된 고정홀(223h), 및 상기 고정홀(223h)에 관통 삽입되는 고정 볼트(223t)를 더 구비할 수 있다.
예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 하나의 암수 결합부(223)의 제1 볼록 구조(221b) 및 제2 볼록 구조(226b) 각각에는 상하 방향으로 천공된 고정홀(223h)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 고정홀(223h)에는 고정 볼트(223t)가 관통 삽입되어 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 암수 결합부(223)에 고정홀(223h) 및 고정 볼트(223t)를 구비함으로써, 상기 암수 결합부(223)의 암수 결합 구조(223b)의 상하 방향 및 좌우 방향의 이동을 더욱 강하게 구속할 수 있는 바, 암수 결합 구조(223b)가 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 12는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226) 중 어느 하나 이상은, 상기 복수의 이차전지(100)의 적층 배열된 형태를 효과적으로 유지할 수 있도록 가이드 돌기(227)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 가이드 돌기(227)는, 상기 전지 어셈블리(210)와 대면하는 내측면에 상기 복수의 이차전지(100)의 일측부를 가압하도록 내부 방향으로 돌출된 형태일 수 있다.
예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 하우징(220)의 제2 프레임(226)의 절곡된 부분(226t)의 내측 상면 및 내측 하면에는, 상기 복수의 이차전지(100)의 일측부(상측부 또는 하측부)를 가압하도록 내부 방향으로 돌출된 형태의 가이드 돌기(227)가 복수개 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226) 중 어느 하나 이상의 내측면에 가이드 돌기(227)를 형성시킴으로써, 상기 전지 어셈블리(210)의 상기 복수의 이차전지(100)의 적층 배열된 형태를 효과적으로 유지할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(200)의 이동 중 발생되는 충격에 의한 이차전지(100)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226) 중 어느 하나 이상의 내측면에는, 상기 복수의 이차전지(100)와 접합 고정되도록 열전도성 접착제(240)가 부가될 수 있다. 구체적으로, 상기 열전도성 접착제(240)는, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226) 중 어느 하나 이상의 내측면과 상기 전지 어셈블리(210)의 상측면(220c), 하측면(220d), 좌측면(220e), 및 우측면(220f) 중 어느 하나 이상과 접합되도록 부가될 수 있다.
예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제2 프레임(226)의 절곡된 부분(226t)의 내측 상면 및 내측 하면에 전지 어셈블리(210)의 상측면(220c) 및 하측면(220d)과 간극이 없도록 열전도성 접착제(240)가 부가될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226) 중 어느 하나 이상의 내측면에 열전도성 접착제(240)를 부가 시킴으로써, 상기 전지 어셈블리(210)와 상기 제1 프레임(221) 및 상기 제2 프레임(226) 간의 간극을 메꿀 수 있어, 간극에 형성된 공기로 인한 배터리 모듈(200)의 방열 효율의 감소를 방지할 수 있다. 더욱이, 상기 열전도성 접착제(240)는, 상기 전지 어셈블리(210)의 충방전에 따른 팽창 수축으로 인해 상기 모듈 하우징(220)의 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과도 발휘할 수 있다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 14를 참조하면, 상기 제1 프레임(221) 또는 제2 프레임(226)의 내측에는, 내측 상부에서 내측 하부로 연장된 내벽(229)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 내벽(229)은, 상기 제1 프레임(221) 또는 제2 프레임(226)의 일부위가 연장된 형태일 수 있다. 즉, 상기 내벽(229)은, 상기 제1 프레임(221) 또는 제2 프레임(226)과 동일 소재로 이루어질 수 있고, 일체형으로 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제2 프레임(226)의 내측에는, 내측 상부(226i)에서 내측 하부(226f)로 연장된 내벽(229)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 내벽(229)은, 상기 복수의 이차전지(100)의 사이에 개재되도록 위치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 프레임(221) 또는 제2 프레임(226)의 내측에 내벽(229)을 형성시킴으로써, 상기 전지 어셈블리(210)의 충방전에 따른 팽창 수축으로 인해 상기 제1 프레임(221) 또는 제2 프레임(226)이 상하 방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 다시 도 1을 참조하면, 상기 버스바 어셈블리(250)는, 버스바 플레이트(251) 및 버스바 프레임(255)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 버스바 프레임(255)은, 상기 버스바 플레이트(251)를 전면에 탑재하여 고정하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 버스바 프레임(255)은, 상기 전지 어셈블리(210)의 전극 리드(111)와 상기 버스바 플레이트(251)가 적절한 위치에서 서로 접촉될 수 있도록 상기 버스바 플레이트(251)를 위치시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 버스바 프레임(255)은, 전기 절연성의 소재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전기 절연성의 소재는 플라스틱일 수 있다.
또한, 상기 버스바 프레임(255)은, 상기 이차전지(100)의 본체 전방과 상기 버스바 플레이트(251)의 후방 사이에 위치될 수 있다. 즉, 상기 버스바 프레임(255)은, 상기 전지 어셈블리(210)의 전극 리드(111)가 관통되는 관통구(H3)가 형성되거나, 또는 상기 전극 리드(111)가 상기 버스바 프레임(255)의 측부를 지나쳐 전방으로 돌출되도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(200)은 전방 및 후방 각각에 위치한 2개 버스바 프레임(255)을 구비하고 있다. 또한, 상기 전방에 위치한 버스바 프레임(255)은, 상기 전지 어셈블리(210)의 이차전지(100)의 본체 전방과 상기 버스바 플레이트(251)의 후방 사이에 위치되며, 상기 버스바 플레이트(251)를 전면에 탑재하고 있다. 더욱이, 상기 후방에 위치한 버스바 프레임(255)은, 상기 전지 어셈블리(210)의 이차전지(100)의 본체 후방과 상기 버스바 플레이트(도시하지 않음)의 전방 사이에 위치되며, 상기 버스바 플레이트(251)를 후면에 탑재하고 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 버스바 프레임(255)은, 전기 절연성 소재로 이루어져 있어, 상기 버스바 플레이트(251)와 상기 이차전지(100) 간의 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 버스바 프레임(255) 전면에 상기 버스바 플레이트(251)를 고정함으로써, 상기 버스바 플레이트(251)와 상기 전극 리드(111) 간의 전기적 접속을 손쉽게 이룰 수 있도록 형성되어 있다.
구체적으로, 상기 버스바 플레이트(251)는, 상기 전지 어셈블리(210)의 전극 리드(111) 중 둘 이상이 접촉되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 버스바 플레이트(251)는 2개 이상의 이차전지(100)를 전기적으로 서로 병렬 및/또는 직렬로 연결하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 버스바 플레이트(251)는, 전기 전도성의 소재를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 전기 전도성의 소재는 전도성이 높은 금속일 수 있고, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 니켈, 금일 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 봐와 같이, 2개의 버스바 프레임(255) 각각에는 2개의 버스바 플레이트(251)가 외측에 탑재될 수 있다. 그리고, 4개의 버스바 플레이트(251)는, 6개의 이차전지(100)를 전기적으로 병렬 및 직렬로 복합적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 도 1에서와 같이, 1개의 버스바 플레이트(251)에는 3개의 양극 리드(111a) 또는 3개의 음극 리드(111b)가 접촉될 수 있다.
도 15는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 둘 이상의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩에 대해 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 배터리 팩(300)은, 상기 배터리 모듈(200)을 복수개 구비할 수 있다. 또한, 상기 복수의 배터리 모듈(200)은 일방향으로 적층되어 배치될 수 있다. 이러한 복수의 배터리 모듈(200)은, 별도의 버스바(도시하지 않음)를 사용해 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다.
그리고, 이러한 배터리 팩(300)은, 배터리 모듈(200) 이외에, 전지 어셈블리(210)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(도시하지 않음, Battery Management System), 전류 센서(도시하지 않음), 퓨즈(도시하지 않음) 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리 모듈(200)을 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 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.
200: 배터리 모듈
100: 이차전지 210: 전지 어셈블리
220: 모듈 하우징 220a, 220b, 220c, 220d, 220e, 220f: 전단부, 후단부, 상측부, 하측부, 좌측부, 우측부
221, 226: 제1 프레임, 제2 프레임
250: 버스바 어셈블리
223: 암수 결합부 225: 용접 결합부
230A, 230B: 고정 클립 223h, 223t: 고정홀, 고정 볼트
227: 가이드 돌기 240: 열전도성 접착제
229: 내벽 300: 배터리 팩

Claims (11)

  1. 복수의 이차전지를 구비하고, 전단부, 후단부, 상측부, 하측부, 좌측부, 및 우측부를 가진 전지 어셈블리; 및
    상기 전지 어셈블리의 좌측에 위치하며 양단이 우측으로 절곡된 플레이트 형상으로 구성되어 절곡된 부분이 상기 전지 어셈블리의 상측부 및 하측부 각각에 위치하는 제1 프레임, 및 상기 전지 어셈블리의 우측에 위치하며 양단이 좌측으로 절곡된 플레이트 형상으로 구성되어 상기 절곡된 부분이 상기 전지 어셈블리의 상측부 및 하측부 각각에 위치하고 상기 제1 프레임의 절곡된 부분과 결합된 제2 프레임을 구비한 모듈 하우징을 포함하고,
    상기 제1 프레임 또는 제2 프레임의 내측에는, 내측 상부에서 내측 하부로 연장된 내벽이 형성되고,
    상기 내벽은, 상기 제1 프레임 또는 제2 프레임의 일부위가 연장된 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임의 절곡된 부분과 상기 제2 프레임의 절곡된 부분 각각의 단부가 서로 중첩된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 서로 중첩된 일부위에는, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 움직임을 서로 구속하는 암수 결합 구조가 형성된 암수 결합부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 서로 중첩된 일부위에는, 서로 용접 결합된 용접 결합부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 암수 결합부에는, 상기 암수 결합 구조에 끼워지도록 구성된 고정 클립이 부가된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 암수 결합부는, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임의 암수 결합 구조에 천공된 고정홀, 및 상기 고정홀에 관통 삽입되는 고정 볼트를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임 중 어느 하나 이상은, 상기 전지 어셈블리와 대면하는 내측면에 상기 복수의 이차전지의 일측부를 가압하도록 내부 방향으로 돌출된 가이드 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임 중 어느 하나 이상의 내측면에는, 상기 복수의 이차전지와 접합 고정되도록 열전도성 접착제가 부가된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 따른 상기 배터리 모듈을 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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