KR102490613B1 - Submodule for high voltage battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조립공수를 줄여 고전압 배터리 서브모듈의 중량과 원가 및 제작공정을 줄일 수 있는 고전압 배터리 서브모듈에 관한 것으로서, 상기 고전압 배터리 시스템으로 공급할 전원을 저장하는 고전압 배터리 셀이 일방향으로부터 타방향로 적층된 배터리팩; 상기 배터리팩의 외형을 이루도록 상기 배터리팩의 일면 및 타면에 장착되고, 상기 배터리팩을 지지하는 엔드플레이트; 상기 배터리팩의 상부에 배치되어 상기 배터리팩의 상부를 밀폐시키는 상부프레임; 상기 배터리팩의 하부에 배치되어 상기 배터리팩의 발열을 냉각시키는 냉각부;를 포함하고, 상기 냉각부는, 상면이 상기 배터리팩의 하면에 상호 면접촉되고, 내부에 냉각수가 유동하는 냉각블럭; 및 상기 냉각블럭의 양측면으로부터 상방향으로 연장되어 상기 배터리팩의 양측면에 고정되는 사이드브라켓;을 포함한다.The present invention relates to a high-voltage battery sub-module capable of reducing the weight, cost, and manufacturing process of the high-voltage battery sub-module by reducing assembly man-hours, wherein high-voltage battery cells storing power to be supplied to the high-voltage battery system are stacked from one direction to another. battery pack; End plates mounted on one surface and the other surface of the battery pack to form the outer shape of the battery pack and supporting the battery pack; an upper frame disposed on top of the battery pack to seal the top of the battery pack; and a cooling unit disposed below the battery pack to cool heat generated from the battery pack, wherein the cooling unit includes: a cooling block having an upper surface in mutual surface contact with a lower surface of the battery pack and cooling water flowing therein; and side brackets extending upward from both side surfaces of the cooling block and fixed to both side surfaces of the battery pack.

Figure 112018016054313-pat00001
Figure 112018016054313-pat00001

Description

고전압 배터리 서브모듈{SUBMODULE FOR HIGH VOLTAGE BATTERY}High voltage battery sub module {SUBMODULE FOR HIGH VOLTAGE BATTERY}

본 발명은 고전압 배터리 서브모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조립공수를 줄여 고전압 배터리 서브모듈의 중량과 원가 및 제작공정을 줄일 수 있는 고전압 배터리 서브모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a high-voltage battery sub-module, and more particularly, to a high-voltage battery sub-module capable of reducing the weight, cost, and manufacturing process of the high-voltage battery sub-module by reducing assembly man-hours.

일반적으로, 하이브리드 자동차와 연료전지 자동차 그리고 전기 자동차는 모두 전기모터에 의해 구동되는 것으로서, 전기모터에 구동전력을 제공하는 고전압 배터리가 필수적으로 장착된다.In general, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and electric vehicles are all driven by an electric motor, and a high-voltage battery providing driving power to the electric motor is essentially installed.

고전압 배터리는 차량 운행 중에 충전과 방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하도록 구성되어 있다.The high-voltage battery is configured to supply necessary power while repeatedly charging and discharging during vehicle operation.

상기와 같은 고전압 배터리는 통상적으로 다수개의 배터리팩으로 구성된다.The high voltage battery as described above is typically composed of a plurality of battery packs.

그리고, 다수개의 각 배터리팩은 다수개의 고전압 배터리 서브모듈로 구성되고, 다수개의 각 서브모듈은 한 쌍의 배터리 셀로 구성된다.Further, each of the plurality of battery packs is composed of a plurality of high voltage battery submodules, and each of the plurality of submodules is composed of a pair of battery cells.

이렇게 다수개로 구성된 고전압 배터리 셀은 통상적으로 상부와 하부를 각각 지지하는 상부하우징 및 하부하우징에 의해 결합된다.High-voltage battery cells composed of a plurality of such cells are typically coupled by an upper housing and a lower housing supporting upper and lower portions, respectively.

이때, 다수개의 고전압 배터리 셀은 상호 면대면으로 적층 되도록 하부하우징에 삽입되고, 고전압 배터리 셀의 상부에 상부하우징을 배치하여 조립함으로써, 고전압 배터리 서브모듈이 된다.At this time, a plurality of high voltage battery cells are inserted into the lower housing so as to be stacked face to face, and the upper housing is disposed and assembled on top of the high voltage battery cells to form a high voltage battery submodule.

이러한 고전압 배터리 셀은 다양한 형태로 제조할 수 있으며, 특히 다양한 형태의 고전압 배터리 셀 중 최근 널리 사용되고 있는 파우치형(POUCHED TYPE)고전압 배터리 셀의 경우 유연성을 갖는 알루미늄 라미네이트 시트를 외장부재로 사용한다.These high-voltage battery cells can be manufactured in various types, and in particular, in the case of a pouch-type high-voltage battery cell that is widely used among various types of high-voltage battery cells, an aluminum laminate sheet having flexibility is used as an exterior member.

이로 인해, 파우치형 고전압 배터리 셀은 쉽게 휘어짐이 가능한 형태를 갖는다.Due to this, the pouch-type high voltage battery cell has a shape capable of being easily bent.

이러한 파우치형 고전압 배터리 셀은 중량이 작고 제조비용이 낮다는 등의 장점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Such a pouch-type high-voltage battery cell has recently attracted a lot of attention due to advantages such as small weight and low manufacturing cost.

한편, 통상적으로 고전압 배터리 서브모듈은 적층된 다수개의 배터리 셀 사이에 냉각 플레이트가 각각 배치되어 배터리팩을 이루고, 배터리팩의 냉각 플레이트 하단부에는 냉각수가 흐르는 냉각부재를 접촉시켜 배터리팩을 냉각시키는 방식을 적용하고 있다.On the other hand, in general, in a high voltage battery submodule, a cooling plate is disposed between a plurality of stacked battery cells to form a battery pack, and a cooling member through which cooling water flows is brought into contact with a lower part of the cooling plate of the battery pack to cool the battery pack. are applying

여기서, 냉각 플레이트와 냉각부재 상호 균일하게 면접촉시키기 위해 배터리팩과 냉각부재를 상호 볼트 등과 같은 고정부재를 통해 조립하였다.Here, the battery pack and the cooling member are assembled through a fixing member such as a mutual bolt in order to uniformly contact the surface of the cooling plate and the cooling member.

이러한 볼트조립방식은 배터리팩과 냉각부재의 견고한 조립을 위해 많은 양의 고정부재를 사용하고 있다.This bolt assembly method uses a large amount of fixing members to firmly assemble the battery pack and the cooling member.

이로 인해, 상기 부품들을 조립하기 위한 조립공정이 늘어나고, 상기 조립공정이 늘어나면서 고전압 배터리 서브모듈을 제작하기 위한 시간 또한 늘어나게 되는 문제가 있었다.As a result, there is a problem in that assembling processes for assembling the components increase, and as the assembling processes increase, time for manufacturing the high voltage battery submodule also increases.

본 발명은 상기와 같은 설정을 감안하여 제안된 것으로서, 고전압 배터리 서브모듈을 조립하기 위한 고정부재의 개수를 줄여 원가 및 중량을 감소시킬 수 있고, 조립공정이 줄어들어 제품의 조립시간을 단축시킬 수 있는 고전압 배터리 서브모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of the above settings, and it is possible to reduce cost and weight by reducing the number of fixing members for assembling a high voltage battery submodule, and to shorten the assembly time of a product by reducing the assembly process. Its purpose is to provide a high voltage battery submodule.

본 발명의 일실시예에 의한 고전압 배터리 서브모듈은, 상기 고전압 배터리 시스템으로 공급할 전원을 저장하는 고전압 배터리 셀이 일방향으로부터 타방향로 적층된 다수개의 배터리팩; 상기 배터리팩의 외형을 이루도록 상기 배터리팩의 일면 및 타면에 장착되고, 상기 배터리팩을 지지하는 엔드플레이트; 상기 배터리팩의 상부에 배치되어 상기 배터리팩의 상부를 밀폐시키는 상부프레임; 상기 배터리팩의 하부에 배치되어 상기 배터리팩의 발열을 냉각시키는 냉각부;를 포함하고, 상기 냉각부는, 상면이 상기 배터리팩의 하면에 상호 면접촉되고, 내부에 냉각수가 유동하는 냉각블럭; 및 상기 냉각블럭의 양측면으로부터 상방향으로 연장되어 상기 배터리팩의 양측면에 고정되는 사이드브라켓;을 포함한다.A high voltage battery submodule according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery packs in which high voltage battery cells storing power to be supplied to the high voltage battery system are stacked from one direction to another; End plates mounted on one surface and the other surface of the battery pack to form the outer shape of the battery pack and supporting the battery pack; an upper frame disposed on top of the battery pack to seal the top of the battery pack; and a cooling unit disposed below the battery pack to cool heat generated from the battery pack, wherein the cooling unit includes: a cooling block having an upper surface in mutual surface contact with a lower surface of the battery pack and cooling water flowing therein; and side brackets extending upward from both side surfaces of the cooling block and fixed to both side surfaces of the battery pack.

상기 배터리팩은 하부 양측면으로부터 외측방향으로 연장되어 외측면이 상기 사이드브라켓의 내측면에 각각 접하는 고정돌기;를 포함하고, 상기 사이드브라켓은, 상기 고정돌기의 상면과 겹쳐지는 영역에 상기 고정돌기의 상면으로 절곡되는 제1결합부;를 포함한다. The battery pack includes fixing protrusions extending outward from both side surfaces of the lower portion and having outer surfaces in contact with inner surfaces of the side brackets, respectively. It includes; a first coupling portion that is bent to the upper surface.

상기 상부프레임의 일방향으로부터 타방향까지의 길이는, 적층된 다수개의 상기 배터리팩과 상기 배터리팩의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트를 포함한 길이와 동일하고, 상기 상부프레임의 일단 및 타단에서 상기 엔드플레이트의 상면과 겹쳐지는 영역에 고정부재가 수직방향으로 관통하여 상기 상부플레임이 상기 엔드플레이트의 상면에 고정된다.The length of the upper frame from one direction to the other is the same as the length including the plurality of stacked battery packs and the end plates mounted on one side and the other side of the battery pack, respectively, and at one end and the other end of the upper frame The upper frame is fixed to the upper surface of the end plate by vertically penetrating a fixing member in a region overlapping the upper surface of the end plate.

상기 사이드브라켓은, 일방향으로부터 타방향까지의 길이가 다수개의 상기 배터리팩과 상기 배터리팩의 일면과 타면에 각각 장착된 상기 엔드플레이트를 포함한 길이보다 길고, 일면과 타면에 상기 엔드플레이트의 외측면으로 각각 절곡되는 제2결합부;를 포함한다.In the side bracket, the length from one direction to the other direction is longer than the length including the plurality of battery packs and the end plates mounted on one side and the other side of the battery pack, respectively, and the side bracket extends to the outer surface of the end plate on one side and the other side. It includes; a second coupling portion that is bent, respectively.

상기 제2결합부에는 고정부재가 수평방향으로 관통하여 상기 사이드브라켓이상기 엔드플레이트의 외측면에 고정된다.A fixing member passes through the second coupling part in a horizontal direction so that the side bracket is fixed to the outer surface of the end plate.

본 발명에 따른 고전압 서브모듈은 엔플레이트에 의해 배터리팩를 이루는 고전압 배터리 셀들의 면압 상태를 견고하게 유지할 수 있고, 고전압 배터리 셀들 중 일방향과 타방향의 최외각애 각각 배치된 고전압 배터리 셀이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 아울러, 배터리팩의 일면 및 타면에 가해지는 외력으로부터 배터리팩을 용이하게 보호할 수 있으며, 이로 인해 상부프레임은 배터리팩의 상면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 배터리팩의 상면에 가해지는 외력으로부터 배터리팩을 용이하게 보호할 수 있는 효과가 있다.The high-voltage sub-module according to the present invention can firmly maintain the surface pressure state of the high-voltage battery cells constituting the battery pack by means of an en-plate, and among the high-voltage battery cells, the high-voltage battery cells disposed on the outermost edges in one direction and the other direction are exposed to the outside. In addition, it is possible to easily protect the battery pack from external forces applied to one side and the other side of the battery pack, so that the upper frame can prevent the upper surface of the battery pack from being exposed to the outside, There is an effect of easily protecting the battery pack from an external force applied to the upper surface of the battery pack.

또한, 상부프레임에서 일단과 타단의 엔드플레이트와 겹쳐지는 영역에 고정부재가 수직방향으로 관통하여 엔드플레이트의 상면에 고정됨으로써, 상부프레임은 배터리팩에 배치된 상태에서 상기 엔드플레이트에 견고하게 고정될 수 있는 효과가 있다.In addition, a fixing member vertically penetrates through an area overlapping end plates of one end and the other end of the upper frame and is fixed to the upper surface of the end plate, so that the upper frame can be firmly fixed to the end plate in a state disposed in the battery pack. There are possible effects.

아울러, 냉각블럭의 일단방향으로부터 타단방향까지의 길이가 배터리팩의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트를 포함한 길이와 동일한 길이로 형성되고, 내부에 냉각수가 유동할 수 있는 유로가 형성되고, 상면이 배터리팩의 하면에 상호 면접촉함으로써, 냉각블럭의 유로에 냉각수가 유동하게 되면 냉각블럭은 배터리팩의 발열을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the length from one end direction to the other end of the cooling block is formed to the same length as the length including end plates mounted on one side and the other side of the battery pack, and a flow path through which cooling water can flow is formed therein, When the cooling water flows in the flow path of the cooling block by making surface contact with the lower surface of the battery pack, the cooling block has an effect of efficiently cooling the heat generated by the battery pack.

그리고, 사이드브라켓이 냉각블럭의 양측면으로부터 배터리팩이 배치된 상방향으로 연장되고, 일방향으로부터 타방향까지의 길이는, 배터리팩의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트를 포함한 길이보다 길게 형성되며, 배터리팩의 양측면을 감쌈과 동시에 배터리팩의 양측면에 고정됨으로써, 사이드브라켓은 냉각블럭을 배터리팩에 견고하게 고정시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the side bracket extends from both sides of the cooling block in an upward direction where the battery pack is disposed, and the length from one direction to the other direction is longer than the length including the end plate mounted on one side and the other side of the battery pack, By wrapping both sides of the battery pack and fixing to both sides of the battery pack at the same time, the side bracket has an effect of firmly fixing the cooling block to the battery pack.

또한, 제1결합부가 배터리팩의 양측면으로부터 외측방향으로 연장된 고정돌기의 상면으로 절곡되어 고정돌기를 고정함으로써, 제1결합부는 배터리팩이 냉각부로부터 상방향으로 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, by fixing the fixing protrusion by bending the first coupling portion to the upper surface of the fixing protrusion extending outward from both side surfaces of the battery pack, the first coupling portion can effectively prevent the battery pack from being separated upward from the cooling unit. It works.

아울러, 사이드브라켓의 제1결합부가 단순히 고정돌기의 상면으로 절곡됨으로써, 배터리팩과 냉각부를 조립하기 위한 조립공정이 줄어들고, 상기 조립공정이 줄어들면서 고전압 배터리 서브모듈의 제작시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the first coupling part of the side bracket is simply bent to the upper surface of the fixing protrusion, the assembly process for assembling the battery pack and the cooling unit is reduced, and as the assembly process is reduced, the manufacturing time of the high voltage battery submodule can be reduced. there is

아울러, 제2결합부가 배터리팩의 일면 및 타단에 각각 장착된 엔드플레이트의 외측면으로 절곡되고, 절곡된 제2결합부에 고정부재가 수평방향으로 관통되며, 제2결합부를 관통한 고정부재는 엔드플레이트의 외측면에 고정됨으로써, 제2결합부는 배터리팩이 냉각부로부터 일방향 및 타방향으로 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the second coupling portion is bent to the outer surface of the end plate mounted on one side and the other end of the battery pack, the fixing member passes through the bent second coupling portion in the horizontal direction, and the fixing member penetrating the second coupling portion By being fixed to the outer surface of the end plate, the second coupling part has an effect of effectively preventing the battery pack from being separated from the cooling part in one direction and the other direction.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고전압 배터리 서브모듈을 나타낸 분해사시도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고전압 배터리 서브모듈의 조립과정을 나타낸 조립순서도.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리팩과 냉각부의 결합구조를 나타낸 개략도.1 is an exploded perspective view illustrating a high voltage battery submodule according to an embodiment of the present invention;
2 to 4 are assembly flow charts illustrating an assembly process of a high voltage battery submodule according to an embodiment of the present invention.
5 to 6 are schematic views showing a coupling structure of a battery pack and a cooling unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is defined by the description of the claims. Meanwhile, terms used in this specification are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" or "comprising" means the presence or absence of one or more other elements, steps, operations and/or elements other than the recited elements, steps, operations and/or elements; do not rule out additions.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고전압 배터리 서브모듈을 나타낸 분해사시도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고전압 배터리 서브모듈의 조립과정을 나타낸 조립순서도이며, 도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리팩과 냉각부의 결합구조를 나타낸 개략도이다.1 is an exploded perspective view showing a high voltage battery submodule according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 4 are assembly flow charts showing an assembly process of the high voltage battery submodule according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 6 is a schematic view showing a coupling structure of a battery pack and a cooling unit according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 고전압 배터리 시스템에 설치되는 고전압 배터리 서브모듈은 배터리팩(100)과, 엔드플레이트(200)와, 상부프레임(300) 및 냉각부(400)를 포함한다.1 to 6, the high voltage battery submodule installed in the high voltage battery system according to the present embodiment includes a battery pack 100, an end plate 200, an upper frame 300, and a cooling unit 400. includes

배터리팩(100)은 고전압 배터리 시스템으로 공급할 전원을 저장하는 것으로서, 구체적으로 고전압 배터리 시스템으로 공급할 전원을 저장하는 다수개가 일방향으로부터 타방향로 적층된다.The battery pack 100 stores power to be supplied to the high voltage battery system, and specifically, a plurality of batteries storing power to be supplied to the high voltage battery system are stacked from one direction to the other.

이러한 배터리팩(100)은 양측면에 냉각부(400)가 결합될 수 있도록 고정돌기(110)가 형성되어 있다.Fixing protrusions 110 are formed on both sides of the battery pack 100 so that the cooling unit 400 can be coupled thereto.

한편, 고전압 배터리 셀은 다양한 형상으로 제조될 수 있는 바, 본 발명의 실시예에서는 파우치형으로 형성됨이 바람직하다.On the other hand, since the high voltage battery cell can be manufactured in various shapes, it is preferable to form a pouch in the embodiment of the present invention.

파우치형은 그 형상을 비교적 자유롭게 형성할 수 있고 그 무게가 가벼워서 다수의 고전압 배터리 셀을 구성해야 하는 차량용 배터리에 주로 사용된다.The pouch type can be formed relatively freely and is light in weight, so it is mainly used for vehicle batteries that need to constitute a plurality of high voltage battery cells.

고전압 배터리 셀은 파우치형으로 형성됨으로써, 배터리팩(100)의 중량을 감소시킬 수 있다.Since the high voltage battery cell is formed in a pouch shape, the weight of the battery pack 100 can be reduced.

엔드플레이트(200)는 배터리팩(100)의 외형을 이루도록 하는 것으로서, 바람직하게는 한 쌍으로 이루어져 배터리팩(100)의 일면과 타면에 각각 장착된다.The end plate 200 forms the outer shape of the battery pack 100, and is preferably formed as a pair and mounted on one side and the other side of the battery pack 100, respectively.

이러한 엔플레이트에 의해 배터리팩(100)를 이루는 고전압 배터리 셀들의 면압 상태를 견고하게 유지할 수 있고, 고전압 배터리 셀들 중 일방향과 타방향의 최외각애 각각 배치된 고전압 배터리 셀이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 아울러, 배터리팩(100)의 일면 및 타면에 가해지는 외력으로부터 배터리팩(100)을 용이하게 보호할 수 있다.The surface pressure state of the high-voltage battery cells constituting the battery pack 100 can be firmly maintained by such an en-plate, and the high-voltage battery cells disposed on the outermost edges in one direction and the other direction among the high-voltage battery cells are prevented from being exposed to the outside. In addition, the battery pack 100 can be easily protected from an external force applied to one side and the other side of the battery pack 100 .

상부프레임(300)은 배터리팩(100)의 상부에 배치되는 것으로서, 배터리팩(100)의 상부를 밀폐시킨다.The upper frame 300 is disposed on top of the battery pack 100 and seals the top of the battery pack 100 .

따라서, 상부프레임(300)은 배터리팩(100)의 상면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 아울러, 배터리팩(100)의 상면에 가해지는 외력으로부터 배터리팩(100)을 용이하게 보호할 수 있다.Therefore, the upper frame 300 can prevent the upper surface of the battery pack 100 from being exposed to the outside, and can easily protect the battery pack 100 from an external force applied to the upper surface of the battery pack 100. can

이러한 상부프레임(300)은 일방향으로부터 타방향까지의 길이가 다수개의 배터리팩(100)과 배터리팩(100)의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트(200)를 포함한 길이와 동일하다.The length of the upper frame 300 from one direction to the other is equal to the length including the plurality of battery packs 100 and the end plates 200 mounted on one side and the other side of the battery pack 100, respectively.

또한, 상부프레임(300)은 일단과 타단의 엔드플레이트(200)와 겹쳐지는 영역에 고정부재가 관통되어 엔드플레이트(200)의 상면에 고정된다.In addition, the upper frame 300 is fixed to the upper surface of the end plate 200 by passing a fixing member through an area overlapping the end plate 200 at one end and the other end.

이로 인해, 상부프레임(300)은 배터리팩(100)에 배치된 상태에서 상기 엔드플레이트(200)에 견고하게 고정될 수 있다.Due to this, the upper frame 300 can be firmly fixed to the end plate 200 while being disposed on the battery pack 100 .

냉각부(400)는 배터리팩(100)의 하부에 배치된 것으로서, 배터리팩(100)의 발열을 냉각시킨다.The cooling unit 400 is disposed below the battery pack 100 and cools heat generated from the battery pack 100 .

이러한 냉각부(400)는 냉각블럭(410) 및 사이드브라켓(420)을 포함한다.The cooling unit 400 includes a cooling block 410 and a side bracket 420.

냉각블럭(410)은 일단방향으로부터 타단방향까지의 길이가 다수개의 배터리팩(100)과 배터리팩(100)의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트(200)를 포함한 길이와 동일한 길이로 형성된 것으로서, 내부에 냉각수가 유동할 수 있는 유로가 형성되고, 상면이 배터리팩(100)의 하면에 상호 면접촉된다.The cooling block 410 has a length from one end to the other end including the plurality of battery packs 100 and the end plate 200 mounted on one side and the other side of the battery pack 100, respectively. , A flow path through which cooling water can flow is formed therein, and the upper surface is in surface contact with the lower surface of the battery pack 100 .

따라서, 냉각블럭(410)의 유로에 냉각수가 유동하게 되면 냉각블럭(410)은 배터리팩(100)의 발열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.Therefore, when cooling water flows in the passage of the cooling block 410, the cooling block 410 can efficiently cool the heat generated from the battery pack 100.

사이드브라켓(420)은 냉각블럭(410)의 양측면으로부터 배터리팩(100)이 배치된 상방향으로 연장된 것으로서, 일방향으로부터 타방향까지의 길이는, 다수개의 배터리팩(100)과 배터리팩(100)의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트(200)를 포함한 길이보다 길게 형성되고, 배터리팩(100)의 양측면을 감쌈과 동시에 배터리팩(100)의 양측면에 고정된다.The side bracket 420 extends from both sides of the cooling block 410 in an upward direction where the battery pack 100 is disposed, and the length from one direction to the other is a plurality of battery packs 100 and a battery pack 100. ) is formed longer than the length including the end plate 200 mounted on one side and the other side, respectively, and is fixed to both sides of the battery pack 100 while wrapping both sides of the battery pack 100.

이로 인해 사이드브라켓(420)은 냉각블럭(410)을 배터리팩(100)에 견고하게 고정시킬 수 있다.Due to this, the side bracket 420 can firmly fix the cooling block 410 to the battery pack 100 .

한편, 배터리팩(100)의 고정돌기(110)는 배터리팩(100)의 하부 양측면으로부터 외측방향으로 연장되어 외측면이 사이드브라켓(420)의 내측면에 각각 접한다.Meanwhile, the fixing protrusions 110 of the battery pack 100 extend outward from both side surfaces of the bottom of the battery pack 100 so that the outer surfaces come into contact with the inner surfaces of the side brackets 420, respectively.

즉, 냉각블럭(410)의 양측면에 배치된 한 쌍의 사이드브라켓(420)의 폭은 배터리팩(100)의 양측면으로부터 외측방향으로 연장된 고정돌기(110)의 외측면 폭과 동일한 폭으로 이루어진다.That is, the width of the pair of side brackets 420 disposed on both sides of the cooling block 410 is the same as the width of the outer surface of the fixing protrusion 110 extending outward from both side surfaces of the battery pack 100. .

이러한 사이드브라켓(420)은 제1결합부(421)와 제2결합부(422)를 포함한다.This side bracket 420 includes a first coupling portion 421 and a second coupling portion 422.

제1결합부(421)는 도 6에 도시된 바와 같이 냉각부(400)가 배터리팩(100)의 양측면에 고정되도록하는 것으로서, 고정돌기(110)의 상면과 겹쳐지는 영역에 형성된다.As shown in FIG. 6 , the first coupling part 421 fixes the cooling part 400 to both side surfaces of the battery pack 100 and is formed in an area overlapping the upper surface of the fixing protrusion 110 .

그리고, 제1결합부(421)는 배터리팩(100)의 양측면으로부터 외측방향으로 연장된 고정돌기(110)의 상면으로 절곡되어 고정돌기(110)를 고정한다.Also, the first coupling part 421 is bent to the upper surface of the fixing protrusion 110 extending outward from both side surfaces of the battery pack 100 to fix the fixing protrusion 110 .

이로 인해 제1결합부(421)는 배터리팩(100)이 냉각부(400)로부터 상방향으로 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.Accordingly, the first coupling part 421 can effectively prevent the battery pack 100 from being separated from the cooling part 400 in an upward direction.

특히, 배터리팩과 냉각부재를 견고하게 조립하기 위해 많은 양의 고정부재를 사용하였던 종래와 달리 본 발명의 고전압 배터리 서브모듈은 사이드브라켓(420)의 제1결합부(421)가 단순히 고정돌기(110)의 상면으로 절곡됨으로써, 배터리팩(100)과 냉각부(400)를 조립하기 위한 조립공정이 줄어들고, 상기 조립공정이 줄어들면서 고전압 배터리 서브모듈의 제작시간을 감소시킬 수 있다.In particular, unlike the prior art in which a large amount of fixing members were used to firmly assemble the battery pack and the cooling member, in the high voltage battery submodule of the present invention, the first coupling part 421 of the side bracket 420 is simply a fixing protrusion ( By bending the upper surface of 110), the assembly process for assembling the battery pack 100 and the cooling unit 400 is reduced, and as the assembly process is reduced, the manufacturing time of the high voltage battery submodule can be reduced.

제2결합부(422)는 냉각부(400)가 배터리팩(100)의 일단 및 타단에 고정되도록하는 것으로서, 사이드브라켓(420)의 일단 및 타단으로부터 각각 외측방향으로 연장되어 형성된다.The second coupling part 422 fixes the cooling part 400 to one end and the other end of the battery pack 100, and extends outwardly from one end and the other end of the side bracket 420, respectively.

그리고, 제2결합부(422)는 배터리팩(100)의 일면 및 타단에 각각 장착된 엔드플레이트(200)의 외측면으로 절곡되고, 절곡된 제2결합부(422)에 고정부재가 수평방향으로 관통된다.In addition, the second coupling portion 422 is bent to the outer surface of the end plate 200 mounted on one side and the other end of the battery pack 100, and the fixing member is attached to the bent second coupling portion 422 in the horizontal direction. penetrated into

이어서, 제2결합부(422)를 관통한 고정부재는 엔드플레이트(200)의 외측면에 고정된다.Subsequently, the fixing member passing through the second coupling part 422 is fixed to the outer surface of the end plate 200 .

이로 인해 제2결합부(422)는 배터리팩(100)이 냉각부(400)로부터 일방향 및 타방향으로 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. Accordingly, the second coupling part 422 can effectively prevent the battery pack 100 from being separated from the cooling part 400 in one direction and the other direction.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 고전압 배터리 서브모듈은 엔플레이트에 의해 배터리팩(100)를 이루는 고전압 배터리 셀들의 면압 상태를 견고하게 유지할 수 있고, 고전압 배터리 셀들 중 일방향과 타방향의 최외각애 각각 배치된 고전압 배터리 셀이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 아울러, 배터리팩(100)의 일면 및 타면에 가해지는 외력으로부터 배터리팩(100)을 용이하게 보호할 수 있으며, 이로 인해 상부프레임(300)은 배터리팩(100)의 상면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 배터리팩(100)의 상면에 가해지는 외력으로부터 배터리팩(100)을 용이하게 보호할 수 있다.As described above, the high voltage battery submodule according to the present invention can firmly maintain the surface pressure state of the high voltage battery cells constituting the battery pack 100 by the enplate, and the outermost edge of the high voltage battery cells in one direction and the other direction It is possible to prevent each of the disposed high-voltage battery cells from being exposed to the outside, and in addition, it is possible to easily protect the battery pack 100 from an external force applied to one side and the other side of the battery pack 100, thereby forming an upper frame 300 can prevent the upper surface of the battery pack 100 from being exposed to the outside, and can easily protect the battery pack 100 from an external force applied to the upper surface of the battery pack 100 .

또한, 상부프레임(300)에서 일단과 타단의 엔드플레이트(200)와 겹쳐지는 영역에 고정부재가 수직방향으로 관통되어 엔드플레이트(200)의 상면에 고정됨으로써, 상부프레임(300)은 배터리팩(100)에 배치된 상태에서 상기 엔드플레이트(200)에 견고하게 고정될 수 있다.In addition, a fixing member is vertically penetrated in an area overlapping the end plate 200 at one end and the other end of the upper frame 300 and is fixed to the upper surface of the end plate 200, so that the upper frame 300 is a battery pack ( 100), it can be firmly fixed to the end plate 200.

아울러, 냉각블럭(410)의 일단방향으로부터 타단방향까지의 길이가 다수개의 배터리팩(100)과 배터리팩(100)의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트(200)를 포함한 길이와 동일한 길이로 형성되고, 내부에 냉각수가 유동할 수 있는 유로가 형성되고, 상면이 배터리팩(100)의 하면에 상호 면접촉함으로써, 냉각블럭(410)의 유로에 냉각수가 유동하게 되면 냉각블럭(410)은 배터리팩(100)의 발열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.In addition, the length from one end direction to the other end direction of the cooling block 410 is the same as the length including the plurality of battery packs 100 and the end plate 200 mounted on one side and the other side of the battery pack 100, respectively. formed, and a flow path through which cooling water can flow is formed inside, and when the cooling water flows in the flow path of the cooling block 410 by surface contact between the upper surface and the lower surface of the battery pack 100, the cooling block 410 Heat generated from the battery pack 100 can be efficiently cooled.

그리고, 사이드브라켓(420)이 냉각블럭(410)의 양측면으로부터 배터리팩(100)이 배치된 상방향으로 연장되고, 일방향으로부터 타방향까지의 길이는, 다수개의 배터리팩(100)과 배터리팩(100)의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트(200)를 포함한 길이보다 길게 형성되며, 배터리팩(100)의 양측면을 감쌈과 동시에 배터리팩(100)의 양측면에 고정됨으로써, 사이드브라켓(420)은 냉각블럭(410)을 배터리팩(100)에 견고하게 고정시킬 수 있다.In addition, the side bracket 420 extends from both sides of the cooling block 410 in an upward direction where the battery pack 100 is disposed, and the length from one direction to the other direction is a plurality of battery packs 100 and battery packs ( 100) is formed longer than the length including the end plate 200 mounted on one side and the other side, and is fixed to both sides of the battery pack 100 while wrapping both sides of the battery pack 100, so that the side bracket 420 The cooling block 410 may be firmly fixed to the battery pack 100 .

또한, 제1결합부(421)가 배터리팩(100)의 양측면으로부터 외측방향으로 연장된 고정돌기(110)의 상면으로 절곡되어 고정돌기(110)를 고정함으로써, 제1결합부(421)는 배터리팩(100)이 냉각부(400)로부터 상방향으로 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, the first coupling portion 421 is bent to the upper surface of the fixing protrusion 110 extending outward from both side surfaces of the battery pack 100 to fix the fixing protrusion 110, so that the first coupling portion 421 It is possible to effectively prevent the battery pack 100 from being separated from the cooling unit 400 in an upward direction.

아울러, 사이드브라켓(420)의 제1결합부(421)가 단순히 고정돌기(110)의 상면으로 절곡됨으로써, 배터리팩(100)과 냉각부(400)를 조립하기 위한 조립공정이 줄어들고, 상기 조립공정이 줄어들면서 고전압 배터리 서브모듈의 제작시간을 감소시킬 수 있다.In addition, since the first coupling part 421 of the side bracket 420 is simply bent toward the upper surface of the fixing protrusion 110, the assembly process for assembling the battery pack 100 and the cooling unit 400 is reduced, and the assembling process is reduced. As the process is reduced, the manufacturing time of the high voltage battery submodule may be reduced.

아울러, 제2결합부(422)가 배터리팩(100)의 일면 및 타단에 각각 장착된 엔드플레이트(200)의 외측면으로 절곡되고, 절곡된 제2결합부(422)에 고정부재가 수평방향으로 관통되며, 제2결합부(422)를 관통한 고정부재는 엔드플레이트(200)의 외측면에 고정됨으로써, 제2결합부(422)는 배터리팩(100)이 냉각부(400)로부터 일방향 및 타방향으로 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. In addition, the second coupling portion 422 is bent to the outer surface of the end plate 200 mounted on one side and the other end of the battery pack 100, and the fixing member is attached to the bent second coupling portion 422 in the horizontal direction. , and the fixing member passing through the second coupling portion 422 is fixed to the outer surface of the end plate 200, so that the second coupling portion 422 allows the battery pack 100 to move away from the cooling unit 400 in one direction. And it is possible to effectively prevent separation in the other direction.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the technical idea of the present invention.

100: 배터리팩 110: 고정돌기
200: 엔드플레이트 300: 상부프레임
400: 냉각부 410: 냉각블럭
420: 사이드브라켓 421: 제1결합부
422: 제2결합부100: battery pack 110: fixing protrusion
200: end plate 300: upper frame
400: cooling unit 410: cooling block
420: side bracket 421: first coupling part
422: second coupling part

Claims (5)

고전압 배터리 시스템에 설치되는 고전압 배터리 서브모듈에 있어서,
상기 고전압 배터리 시스템으로 공급할 전원을 저장하는 고전압 배터리 셀이 일방향으로부터 타방향로 적층된 다수개의 배터리팩;
상기 배터리팩의 외형을 이루도록 상기 배터리팩의 일면 및 타면에 장착되고, 상기 배터리팩을 지지하는 엔드플레이트;
상기 배터리팩의 상부에 배치되어 상기 배터리팩의 상부를 밀폐시키는 상부프레임;
상기 배터리팩의 하부에 배치되어 상기 배터리팩의 발열을 냉각시키는 냉각부;를 포함하고,
상기 냉각부는,
상면이 상기 배터리팩의 하면에 상호 면접촉되고, 내부에 냉각수가 유동하는 냉각블럭; 및
상기 냉각블럭의 양측면으로부터 상방향으로 연장되어 상기 배터리팩의 양측면에 고정되는 사이드브라켓;을 포함하고,
상기 배터리팩은
하부 양측면으로부터 외측방향으로 연장되어 외측면이 상기 사이드브라켓의 내측면에 각각 접하는 고정돌기;를 포함하고,
상기 사이드브라켓은,
상기 고정돌기의 상면과 겹쳐지는 영역에 상기 고정돌기의 상면으로 절곡되는 제1결합부;를 포함하는 것
인 고전압 배터리 서브모듈.
In the high voltage battery submodule installed in the high voltage battery system,
a plurality of battery packs in which high voltage battery cells storing power to be supplied to the high voltage battery system are stacked from one direction to the other;
End plates mounted on one surface and the other surface of the battery pack to form an outer shape of the battery pack and supporting the battery pack;
an upper frame disposed on top of the battery pack to seal the top of the battery pack;
A cooling unit disposed below the battery pack to cool heat generated from the battery pack;
the cooling unit,
a cooling block having an upper surface in surface contact with a lower surface of the battery pack and cooling water flowing therein; and
Including; side brackets extending upward from both side surfaces of the cooling block and fixed to both side surfaces of the battery pack,
The battery pack
A fixing protrusion extending outward from both sides of the lower side and having an outer surface in contact with an inner surface of the side bracket, respectively;
The side bracket,
To include; a first coupling portion bent to the upper surface of the fixing protrusion in an area overlapping the upper surface of the fixing protrusion;
phosphorus high voltage battery submodule.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상부프레임의 일방향으로부터 타방향까지의 길이는, 적층된 다수개의 상기 배터리팩과 상기 배터리팩의 일면과 타면에 각각 장착된 엔드플레이트를 포함한 길이와 동일하고,
상기 상부프레임의 일단 및 타단에서 상기 엔드플레이트의 상면과 겹쳐지는 영역에 고정부재가 수직방향으로 관통하여 상기 상부프레임이 상기 엔드플레이트의 상면에 고정되는 것
인 고전압 배터리 서브모듈.
According to claim 1,
The length of the upper frame from one direction to the other is the same as the length including the plurality of stacked battery packs and end plates respectively mounted on one side and the other side of the battery pack,
The upper frame is fixed to the upper surface of the end plate by vertically penetrating a fixing member in an area overlapping the upper surface of the end plate at one end and the other end of the upper frame.
phosphorus high voltage battery submodule.
 제1항에 있어서,
상기 사이드브라켓은,
일방향으로부터 타방향까지의 길이가 다수개의 상기 배터리팩과 상기 배터리팩의 일면과 타면에 각각 장착된 상기 엔드플레이트를 포함한 길이보다 길고, 일단과 타단에 상기 엔드플레이트의 외측면으로 각각 절곡되는 제2결합부;를 포함하는 것
인 고전압 배터리 서브모듈.
According to claim 1,
The side bracket,
A second length from one direction to the other direction is longer than the length including the plurality of battery packs and the end plate mounted on one side and the other side of the battery pack, respectively, and bent to the outer surface of the end plate at one end and the other end. including a coupling part;
phosphorus high voltage battery submodule.
 제4항에 있어서,
상기 제2결합부에는 고정부재가 수평방향으로 관통하여 상기 사이드브라켓이 상기 엔드플레이트의 외측면에 고정되는 것
인 고전압 배터리 서브모듈.
According to claim 4,
A fixing member passes through the second coupling part in a horizontal direction so that the side bracket is fixed to the outer surface of the end plate.
phosphorus high voltage battery submodule.
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