KR102523610B1 - Battery pack and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 명세서에 개시된 내용은 내부에 수납되는 셀들의 수납 편의성이 개선되고 컴팩트한 사이즈로 제작 가능한 배터리팩 및 이의 제조방법의 제공에 관한 것이다.
본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따르면, 배터리팩은 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되는 셀, 상기 셀에 부착되어 상기 셀의 위치를 고정시키는 시트, 상기 케이스에 결합되고 상기 셀과 전기적으로 연결되는 BMS 및 상기 케이스의 내부에 주입되고 경화되어 상기 셀 및 시트와 결합되도록 형성되는 몰딩부를 포함한다.Disclosed herein is a battery pack that can be manufactured in a compact size and with improved storage convenience of cells stored therein, and a manufacturing method thereof.
According to one embodiment of the disclosure in this specification, a battery pack includes a case, a cell disposed inside the case, a sheet attached to the cell to fix the position of the cell, and coupled to the case and electrically connected to the cell. A molding part formed to be coupled to the cell and the sheet by being injected and hardened into the connected BMS and the inside of the case.
Description
본 명세서에 개시된 내용은 전력을 저장 및 공급하는 배터리팩에 관한 것이다.The content disclosed in this specification relates to a battery pack that stores and supplies power.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, material described in this section is not prior art to the claims in this application, and it is not admitted that the material described in this section is prior art.
일반적으로, 배터리팩의 카트리지는 배터리팩이나 사용되는 용도 또는 부착되는 공간에 따라 제작되어야 하기 때문에 제작을 위해 금형 제작 등의 높은 제작 비용이 발생된다.In general, since the cartridge of a battery pack must be manufactured according to the battery pack, the purpose of use, or the space to which it is attached, high manufacturing costs such as mold manufacturing are incurred.
또한, 카트리지를 배터리팩의 케이스와 연결하기 위해 볼트 체결 등과 같은 방식의 결합 구조가 필요하기 때문에 별도의 공간이 필요하고, 카트리지 소재의 경우 배터리 셀의 일부분만 커버하기 때문에 화재, 충격 및 방수에 취약한 단점이 있다.In addition, a separate space is required because a coupling structure such as bolting is required to connect the cartridge to the case of the battery pack, and since the cartridge material covers only a part of the battery cell, it is vulnerable to fire, shock and waterproofing. There are downsides.
이와 관련되어 한국 공개특허공보 제10-2020-0025719호는 냉각핀이 구비된 원통 전지용 배터리 팩의 냉각구조를 개시하고 있고, 한국 등록특허공보 제10-1962858호는 무용접 원통형 배터리 팩 장치를 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Publication No. 10-2020-0025719 discloses a cooling structure of a battery pack for a cylindrical battery equipped with a cooling fin, and Korean Patent Registration No. 10-1962858 discloses a non-welding cylindrical battery pack device. are doing
그러나 기존 발명들은 배터리팩 제조과정의 편의성 및 안전성을 개선시키는 기술은 개시하지 않고 있다.However, existing inventions do not disclose technology for improving convenience and safety in the battery pack manufacturing process.
내부에 수납되는 셀들의 수납 편의성이 개선되고 컴팩트한 사이즈로 제작 가능하며, 동시에 안전성을 향상시키는 배터리팩 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a battery pack that improves the storage convenience of cells stored therein, can be manufactured in a compact size, and improves safety at the same time, and a manufacturing method thereof.
또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.In addition, it is not limited to the technical problems as described above, and it is obvious that other technical problems may be derived from the following description.
개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 배터리팩은 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되는 셀, 상기 셀에 부착되어 상기 셀의 위치를 고정시키는 시트, 상기 케이스에 결합되고 상기 셀과 전기적으로 연결되는 BMS 및 상기 케이스의 내부에 주입되고 경화되어 상기 셀 및 시트와 결합되도록 형성되는 몰딩부를 포함한다.According to one embodiment of the disclosed subject matter, a battery pack includes a case, a cell disposed inside the case, a sheet attached to the cell to fix the position of the cell, and a BMS coupled to the case and electrically connected to the cell. and a molding portion formed to be coupled to the cell and the sheet by being injected into the case and cured.
또한, 상기 케이스에 복수의 상기 셀들이 배치되고, 상기 셀들은 동일한 방향에 형성된 각각의 전극들이 격자 형태로 배치되도록 상기 케이스에 수납될 수 있다.In addition, a plurality of cells may be disposed in the case, and the cells may be accommodated in the case such that electrodes formed in the same direction are arranged in a lattice form.
또한, 상기 시트는 상기 셀들의 사이에 해당되는 공간의 개구부와 인접한 위치에 홈이 형성될 수 있다.In addition, the sheet may have grooves formed adjacent to the openings of the spaces corresponding to the cells.
또한, 상기 케이스는 플레이트 형태로 형성되고, 상기 셀 및 BMS의 사이에 배치되어 상기 케이스의 내부공간을 상기 셀 및 BMS 각각이 수납되는 제1 및 제2 공간으로 구획시키는 차단판을 포함할 수 있다.In addition, the case may include a blocking plate formed in a plate shape and disposed between the cell and the BMS to partition the inner space of the case into first and second spaces in which the cell and the BMS are accommodated, respectively. .
개구부가 형성되는 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되는 셀 및 상기 셀과 연결되는 BMS를 포함하는 배터리팩의 제조방법은 상기 셀을 케이스의 내부에 배치하는 셀수납단계, 상기 BMS를 케이스의 내부에 배치하는 BMS수납단계 및 몰딩소재를 상기 케이스의 내부에 주입하는 주입단계를 포함한다.A method for manufacturing a battery pack including a case in which an opening is formed, a cell disposed inside the case, and a BMS connected to the cell includes a cell accommodating step of arranging the cell inside the case, and placing the BMS inside the case. It includes a BMS storage step of arranging and an injection step of injecting a molding material into the case.
또한, 상기 케이스에는 원통형 또는 폴리머 형태의 상기 셀들이 배치되고, 상기 셀들은 동일한 방향으로 형성된 전극들이 격자 형태로 배치되도록 상기 케이스에 수납될 수 있다.In addition, the cylindrical or polymer-shaped cells may be disposed in the case, and the cells may be accommodated in the case such that electrodes formed in the same direction are disposed in a lattice form.
또한, 상기 셀수납단계에서 복수의 상기 셀들의 사이에 해당되는 공간과 연결된 홈이 형성되는 시트가 상기 셀들에 결합된 상태로 상기 케이스에 수납될 수 있다.In addition, in the cell accommodating step, a sheet in which a groove connected to a space corresponding to a plurality of cells is formed may be stored in the case while being coupled to the cells.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 배터리팩은 별도의 카트리지 없이 액화된 몰딩부를 셀들이 수납된 케이스의 내부에 주입시켜 안정적으로 셀들을 케이스의 내부에 고정시키고 컴팩트한 사이즈로 제작 가능한 장점이 있다.According to one embodiment disclosed herein, the battery pack has the advantage of stably fixing the cells to the inside of the case and manufacturing in a compact size by injecting the liquefied molding into the inside of the case in which the cells are accommodated without a separate cartridge. .
또한, 배터리팩은 몰딩부가 케이스의 내부에 주입되는 과정에서 셀들의 사이로 유입되어 셀들 사이의 방진, 방수, 방적, 화재방지, 화재전이 및 충격방지 기능을 개선시키는 장점이 있다.In addition, the battery pack has an advantage of improving dustproof, waterproof, dripproof, fireproof, fire-transition, and shockproof functions between the cells as the molded part is introduced between the cells in the process of being injected into the case.
또한, 몰딩부의 측면에 형성되는 돌출부들은 케이스 내부의 내측돌출부들과 맞물려 몰딩부의 내구성을 개선시키고, 별도의 밀봉 과정없이 몰딩부만으로도 케이스 및 셀들의 밀봉이 가능한 장점이 있다.In addition, the protrusions formed on the side of the molding part engage with the inner protrusions inside the case to improve the durability of the molding part, and the case and the cells can be sealed without a separate sealing process.
아울러, 이와 같은 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.In addition, since the effects of the present invention described as described above are naturally exhibited by the configuration of the described contents regardless of whether the inventor recognizes them, the above-described effects are only a few effects according to the described contents, and all the effects that the inventor grasps or realizes should not be accepted as written.
또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.In addition, the effect of the present invention should be additionally grasped by the overall description of the specification, and even if it is not described in an explicit sentence, those skilled in the art to which the described contents belong will have such an effect through this specification. If the effect can be recognized as such, it should be regarded as the effect described in this specification.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 배터리팩의 사시도.
도 2 및 3은 도 1의 배터리팩의 분해사시도들.
도 4는 도 1의 몰딩부를 다른 각도에서 주시한 사시도.
도 5는 도 1의 I-I'를 따라 배터리팩을 절단한 단면도.
도 6은 도 1의 배터리팩의 제조방법을 나타낸 순서도.1 is a perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present specification;
2 and 3 are exploded perspective views of the battery pack of FIG. 1;
4 is a perspective view of the molding part of FIG. 1 viewed from another angle;
5 is a cross-sectional view of the battery pack taken along line II′ of FIG. 1;
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the battery pack of FIG. 1;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 배터리팩 및 이의 제조방법의 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다, 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다. Hereinafter, operations and effects of a battery pack and a manufacturing method thereof according to a preferred embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, in the following drawings, each component is omitted or schematically illustrated for convenience and clarity, the size of each component does not reflect the actual size, and the same reference numerals refer to the same components throughout the specification. , and reference numerals for the same components in the individual drawings will be omitted.
도 1 내지 5들에 도시된 바와 같이, 배터리팩(100)은 케이스(200), 차단판(210), 커버(250), 셀(300), 제1 측면커넥터(310)들, 제2 측면커넥터(320)들, 제1 시트(340), 제2 시트(360), BMS(400), 제1 커넥터(410), 제2 커넥터(420), 센서부(430), 접속단자(440) 및 몰딩부(500)를 포함한다.1 to 5, the
배터리팩(100)은 배터리 셀을 잡아주는 카트리지(고분자)와 이에 부착되는 BMS로 구성된 기존의 배터리팩과 달리 배터리의 셀들을 홀딩시키는 얇고 제조비용이 낮은 시트와 상기 셀들 및 시트를 케이스의 내부에 고정시키는 몰딩소재로 구성되어 별도의 카트리지가 불필요한 장점이 있다.Unlike conventional battery packs composed of a cartridge (polymer) holding battery cells and a BMS attached thereto, the
또한, 배터리팩(100)은 BMS와 상기 셀들이 서로 분리된 상태로 배치되어 BMS의 문제가 발생시에 몰딩소재의 제거가 불필요하여 정비성이 개선되고, 탄성 및 충격흡수성이 높으며 상기 셀들을 밀봉시키는 몰딩소재에 의해 배터리팩(100)의 방진, 방수, 방적, 화재방지, 화재전이 및 충격방지 기능이 개선된다.In addition, since the
케이스(200)는 내부에서 서로 분리된 제1 및 제2 공간(1, 2)이 상부를 향해 개방되고 전방 또는 후방으로 연장된 사각 용기 형태로 형성되며, 내부의 일측 및 타측 내측면에는 제1 및 제2 공간(1, 2)을 향해 돌출되는 내측돌출부(220)들이 형성된다.The
내측돌출부(220)들 각각은 케이스(200)의 내측면에서 전후방으로 동일한 간격만큼 이격된 일부분들이 제1 및 제2 공간(1, 2)을 향해 축소되며 연장되어 단면이 등변사다리꼴형태이고 상부 또는 하부를 향해 연장되는 기둥 형태로 형성된다.Each of the
차단판(210)은 상부 또는 하부를 향해 연장된 수직판 형태로 형성되고, 양측 테두리가 제1 공간(1)의 전방에서 케이스(200)의 내측면에 탈부착이 가능하도록 결합되어 제1 공간(1) 및 제2 공간(2)을 서로 분리시킨다.The blocking
제1 공간(1)은 제2 공간(2)의 후방에서 제2 공간(2)보다 상대적으로 전방 또는 후방을 향해 연장되는 육면체 형태로 형성되고, 제1 공간(1)의 내부에 단일 또는 복수의 셀(300)들이 배치되며, 단일의 셀(300)이 배치되는 경우 제1 공간(1)의 크기는 제2 공간(2)보다 작아질 수 있다.The
커버(250)는 전방 또는 후방을 향해 연장되고 지면에 수평한 수평 플레이트 형태로 형성되고, 케이스(200)의 상부에 상부홀더(550)를 통해 탈착 또는 부착이 가능하도록 결합되어 제1 및 제2 공간(1, 2)을 밀봉시킨다.The
셀(300)들은 일측 또는 타측을 향해 양극 및 음극이 배치되는 원기둥 형태로 형성되고, 셀(300)들 각각의 외측면은 서로 밀착되면서 배치되며, 적층된 상태의 셀(300)들의 일측 또는 타측에 배치되는 전극들을 측면에서 주시한 경우 상기 전극들은 삼각격자 형태로 배치된다.The
셀(300)들은 제1 공간(1)에 적층되며 배치되기 전에 제1 및 제2 측면커넥터(310, 320)들에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 및 제2 측면커넥터(310, 320)들의 일측 및 타측에 각각 결합되는 제1 시트(340) 및 제2 시트(360)를 통해 블록 형태를 유지하면서 제1 및 제2 측면커넥터(310, 320)들과 결합된다.The
셀(300)들은 양극 및 음극에 해당되는 전극들이 상부 및 하부에 각각 배치되도록 제1 공간(1)에 수납될 수 있고, 셀(300)들의 전극이 상부 및 하부를 향하는 경우, 몰딩부(500)가 케이스(200)로 주입되면 몰딩부(500)의 일부는 셀(300)들 사이에 형성된 공간들로 효과적으로 유입된다.The
도 5에 도시된 바와 같이 단일의 셀유닛은 서로 동일한 수직선상에서 상하부로 3개 적층된 제1 내지 제3 셀(331, 332, 333)들 및 상대적으로 전방에 해당되는 위치에서 서로 동일한 수직선상에 상하부로 2개 적층되면서 후방의 제1 내지 제3 셀(331, 332, 333)들과는 서로 다른 수평선상에 배치되는 2개의 제4 및 제5 셀(334, 335)들로 구성된다. As shown in FIG. 5, a single cell unit is composed of three stacked first to
복수의 상기 셀유닛들은 제1 공간(1)에서 전방 또는 후방을 향해 서로 밀착 배치되어 측면의 전극들이 삼각격자 형태로 배치되고, 제1 내지 제5 셀(331, 332, 333, 334, 335)들로 구성된 상기 셀유닛들 사이에 형성되는 제1 내지 제4 주입공간(336, 337, 338, 339)에는 몰딩부(500)가 주입된다.The plurality of cell units are disposed in close contact with each other toward the front or rear in the
제1 셀(331)은 상기 셀유닛의 후방에 해당되는 수직선상에서 하부에 배치되고, 제2 셀(332)은 제1 셀(331)의 상부에 배치되며, 제3 셀(333)은 제2 셀(332)의 상부에 배치된다.The
제4 셀(334)은 제1 셀(331) 및 제2 셀(332) 사이에 해당되는 수평선상에서 제1 및 제2 셀(331, 332)의 전방에 밀착 배치되고, 제1, 제2 및 제4 셀(331, 332, 334)들 사이에는 일측 또는 타측으로 연장된 삼각 기둥 형태의 제1 주입공간(336)이 형성된다.The
제5 셀(335)은 제4 셀(334)의 상부에서 제2 및 제3 셀(332, 333)들의 사이에 해당되는 수평선상에 배치되고, 제2 셀(332), 제3 셀(333) 및 제5 셀(335) 사이에는 일측 또는 타측으로 연장된 삼각 기둥 형태의 제2 주입공간(337)이 형성된다.The
제2 셀(332), 제4 셀(334) 및 제5 셀(335) 사이에는 제4 주입공간(339)이 형성되고, 제4 주입공간(339)에 주입되는 몰딩부(500)의 일부분은 일측 또는 타측으로 연장되는 삼각 기둥 형태로 형성된다.A
복수의 상기 셀유닛들이 전후방으로 밀착 배치되면서 전방의 셀유닛에 형성된 제2 셀(332)과 후방에 배치되는 셀유닛의 제4 셀(334) 및 제5 셀(335)들의 사이에는 제3 주입공간(338)이 형성된다.As the plurality of cell units are arranged in close contact in the front and rear directions, a third injection process is provided between the
제1 셀(331), 제2 셀(332) 및 후방에 배치되는 제4 셀(334) 사이에는 제1 주입공간(336a)이 형성되고, 제1 주입공간(336a)의 양측에는 제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각에 형성된 제2 측면홈(342)이 형성된다.A
제2 셀(332), 제3 셀(333) 및 후방에 배치되는 제5 셀(335) 사이에는 제2 주입공간(337a)이 형성되고, 제2 주입공간(337a)의 양측에는 제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각에 형성된 제2 측면홈(342)이 형성된다.A
제1 내지 제4 주입공간(336a, 337a, 338, 339)들에는 몰딩부(500)의 일부분이 제1 및 제2 시트(340, 360)들에 형성된 제1 및 제2 측면홈(341, 342)들을 통해 액체 형태로 주입되면서 몰딩부(500)의 일부분이 일측 또는 타측으로 연장된 삼각기둥 형태로 경화된다.In the first to
따라서, 제1 내지 제4 주입공간(336a, 337a, 338, 339)들에 주입된 몰딩부(500)의 일부분은 제1 내지 제5 셀(331, 332, 333, 334, 335)들 사이의 방진, 방수, 방적, 화재방지 및 충격방지 기능을 개선시킨다.Accordingly, portions of the
한편, 제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각에는 제1 및 제2 주입공간(336, 337)들 각각의 측면에 해당되는 일부분이 함몰되어 제2 측면홈(342)과 동일한 형태의 측면홈이 추가로 형성될 수 있다.Meanwhile, a portion corresponding to the side surface of each of the first and
도 2, 3 및 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각은 전방 또는 후방으로 연장되고 셀(300)의 일측 및 타측을 커버하는 수직판 형태로 형성된다.As shown in FIGS. 2, 3 and 5, each of the first and
제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각은 제1 및 제2 측면커넥터(310, 320)들 각각의 일측 및 타측에 면결합되어 셀(300)들의 위치를 고정시키고, 셀(300)들과 제1 및 제2 측면커넥터(310, 320)들을 서로 고정시킨다.Each of the first and
제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각에는 제1 측면홈(341)들과 제2 측면홈(342)들이 전방 또는 후방을 향해 서로 동일한 간격만큼 이격된 상태를 유지하도록 형성된다.In each of the first and
제1 측면홈(341)은 상기 셀유닛들 각각의 일측 및 타측에 해당되는 위치에서 제3 주입공간(338)부터 제4 주입공간(339)까지 연장된 바 형태로 제1 및 제2 시트(340, 360)를 관통하여 형성된다.The
제2 측면홈(342)들 각각은 제1 주입공간(336) 및 제2 주입공간(337)들 각각의 일측 및 타측에 해당되는 제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각의 일부분이 관통되면서 형성된다.Each of the
따라서, 셀(300)들, 제1 측면커넥터(310), 제2 측면커넥터(320), 제1 시트(340) 및 제2 시트(360)가 서로 결합된 상태에서 제1 공간(1)에 배치되고 액체 형태의 몰딩부(500)를 제1 공간(1)에 주입시키면, 몰딩부(500)의 일부분이 제1 및 제2 측면홈(341, 342)들을 통해 제1 내지 제4 주입공간(336, 337, 338, 339)들로 유입된다.Therefore, the
제2 측면홈(342)들은 제1 측면홈(341)의 전방 상부 및 하부에 형성되고, 제1 및 제2 측면홈(341, 342)들은 제1 및 제2 시트(340, 360)들의 측면에서 전방 또는 후방을 향해 서로 동일한 간격만큼 이격된 위치에 형성된다.The
BMS(400)는 차단판(210)의 전방에서 제2 공간(2)에 배치되고, 제1 커넥터(410), 제2 커넥터(420) 및 센서부(430)와 연결되며, BMS(400)의 고장이 발생된 경우 커버(250)를 케이스(200)에서 분리시켜 편리하게 교체시킬 수 있다.The
제2 공간(2)에도 몰딩부(500)가 주입될 수 있고, 차단판(210)이 케이스(200)와 분리된 상태에서 제1 및 제2 공간(1, 2)에 몰딩부(500)가 주입되는 경우 몰딩부(500)가 케이스(200)의 내부에서 일체형으로 배치되어 셀(300)들 및 BMS(400)에 대한 방진, 방수, 방적, 화재방지 및 충격방지 기능이 개선된다. The
제1 커넥터(410)의 일단은 제2 공간(2)에서 BMS(400)와 연결되고, 타단은 차단판(210)의 상부를 지나 제1 공간(1)으로 연장된 후 일측으로 절곡되며 일측을 향해 연장되며, 제1 시트(340)의 일측면을 따라 하부를 향해 절곡 및 연장된 후 타측을 향해 절곡 및 연장되어 셀(300)들 하부에 배치되는 제1 측면커넥터(310)의 일부와 연결된다.One end of the
제2 커넥터(420)의 일단은 제2 공간(2)에서 BMS(400)와 연결되고, 차단판(210)의 상부를 지나 후방을 향해 연장되며 타측을 향해 절곡된 후 제2 시트(360)의 타측면을 따라 하부를 향해 절곡 및 연장되어 셀(300)들 하부에 배치되는 제2 측면커넥터(320)의 일부와 연결된다.One end of the
제1 및 제2 커넥터(410, 420)들은 제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각의 측면을 둘러싸면서 제1 및 제2 측면커넥터(310, 320)들과 각각 결합되므로, 제1 및 제2 시트(340, 360)들을 강하게 셀(300)들의 측면에 고정시킨다.Since the first and
센서부(430)의 일단은 제2 공간(2)에서 BMS(400)와 연결되고 타단은 일단에서 후방을 향해 연장되어 차단판(210)을 지나 셀(300)들의 상부에 배치되며, 셀(300)들의 온도 또는 남은 전력용량을 감지한다.One end of the
접속단자(440)는 제2 공간(2)에서 BMS(400)의 전방에 배치되고, 케이스(200)의 전면을 관통하여 외부에 일부분이 노출되며, 외부의 단자와 연결되어 셀(300)들을 외부기기와 전기적으로 연결시킨다.The
몰딩부(500)는 액체, 졸 또는 젤 형태의 고분자 몰딩제이고, 제1 공간(1) 또는 제2 공간(2)으로 유입되고 경화되면서 케이스(200)의 내부에 배치되며, 탄성력 및 충격흡수기능을 가지고 있어 셀(300)들을 안전하게 고정시킨다.The
몰딩부(500)는 액체, 졸 또는 젤 형태의 고분자 포팅제로 사용될 수 있고, The
도 2 내지 4들에 도시된 바와 같이, 몰딩부(500)는 전방 또는 후방으로 연장된 사각 블럭 형태로 형성되고, 일측 및 타측에는 내측돌출부(220)의 사이에 형성된 홈에 삽입되는 돌출부(510)들이 형성된다.2 to 4, the
돌출부(510)들 각각은 몰딩부(500)의 일측면 및 타측면 일부분이 일측 및 타측으로 축소되며 돌출되어 단면이 등변사다리꼴 형태이고 상하부로 연장된 기둥 형태로 형성된다.Each of the
돌출부(510)들 각각은 내측돌출부(220)들 사이에 삽입되어 케이스(200)의 내측면과 밀착되고, 내측돌출부(220)들과 맞물리면서 케이스(200)와 결합되어 몰딩부(500)가 전방 또는 후방으로 흔들리는 것을 방지하여 셀(300)들을 안전하게 고정시키고 제1 내지 제4 주입공간(336, 337, 338, 339)들로 주입된 몰딩부(500)의 일부분이 흔들림에 의해 파손되는 것이 방지된다.Each of the
따라서, 돌출부(510)들 및 내측돌출부(220)들에 의해 몰딩부(500)의 양측면에 해당되는 부분의 전후방 흔들림이 방지되고, 그로인해 제1 내지 제4 주입공간(336, 337, 338, 339)들로 주입된 몰딩부(500)의 일부분이 흔들림에 의해 파손되는 것이 방지된다.Therefore, forward and backward shaking of the portion corresponding to both sides of the
몰딩부(500)의 하부에는 전방 및 후방을 따라 동일한 간격만큼 이격된 사각형 형태의 접착면(520)들이 형성되고, 접착면(520)들은 셀(300)들이 배치되는 공간을 사이에 두고 이격되어 경화되면서 케이스(200)의 내부 바닥면에 접착된다.In the lower part of the
한편, 배터리팩(100)은 제1 또는 제2 시트(340, 360)가 상부를 향하도록 제1 공간(1)의 내부에 배치될 수 있고, 제1 공간(1)에 몰딩부(500)의 원료인 몰딩소재를 주입시키고 커버(250)를 케이스(200)와 결합시켜 커버(250)의 압력에 의해 몰딩부(500)를 셀(300)들의 사이에 해당되는 공간으로 주입시킬 수 있다.Meanwhile, the
또한, BMS(400) 및 차단판(210)이 케이스(200)의 외부에 배치되고 셀(300)들, 제1 측면커넥터(310), 제2 측면커넥터(320), 제1 시트(340) 및 제2 시트(360)가 제1 공간(1)에 배치되며 커버(250)가 케이스(200) 상부를 밀봉하는 상태인 경우, 접속단자(440)가 삽입되도록 케이스(200)의 전면에 형성되는 통공에 상기 몰딩소재를 주입시키고 상기 통공을 밀봉시켜 몰딩부(500)의 제작이 가능하다.In addition, the
이 경우, 상기 통공을 통해 제1 공간(1)으로 주입되는 상기 몰딩소재는 셀(300)들의 상하부 또는 양측면에 해당되는 공간을 따라 이동하며 제1 공간(1)으로 주입되어 셀(300)들을 둘러싸며 몰딩부(500)의 형태로 경화된다.In this case, the molding material injected into the
또한, 몰딩부(500)의 상부에 형성되는 상부홈(505)은 몰딩부(500)가 제1 공간(1)에서 경화되면서 제1 커넥터(410), 제2 커넥터(420) 및 센서부(430)를 둘러싸는 공간으로, 몰딩부(500)에 의해 제1 커넥터(410), 제2 커넥터(420) 및 센서부(430)가 보호되는 장점이 있다.In addition, the
또한, 제1 및 제2 커넥터(410, 420) 및 센서부(430)가 제1 시트(340), 제2 시트(360) 및 셀(300)들의 위치를 고정시키는 상태에서 제1 커넥터(410), 제2 커넥터(420) 및 센서부(430)가 몰딩부(500)에 의해 커버되는 형태로 제작되므로, 몰딩부(500)의 내부에 인서트된 제1 커넥터(410), 제2 커넥터(420) 및 센서부(430)들에 의해 몰딩부(500)의 형태가 안정적으로 유지되는 장점이 있다.In addition, in a state in which the first and
또한, 상부홀더(550)는 내측돌출부(220)와 교차되면서 케이스(200)의 내측면과 밀착되며 제1 및 제2 공간(1, 2)의 내부로 삽입이 가능하도록 형성되므로, 몰딩소재가 제1 및 제2 공간(1, 2)으로 주입된 상태에서 제1 및 제2 공간(1, 2)의 테두리쪽에 몰린 몰딩소재가 제1 및 제2 공간(1, 2)의 하부까지 이동하도록 밀어주는 밀대 기능을 할 수 있다.In addition, since the
도 6에 도시된 바와 같이, 배터리팩(100)의 제조방법은 셀수납단계(S101), BMS수납단계(S102), 주입단계(S103) 및 밀봉단계(S104)를 포함한다.As shown in FIG. 6 , the manufacturing method of the
셀수납단계(S101)는 서로 결합된 단일 또는 복수의 셀(300)들, 제1 측면커넥터(310), 제2 측면커넥터(320), 제1 시트(340) 및 제2 시트(360)를 케이스(200)의 제1 공간(1)에 배치하는 단계이고, BMS(400)가 케이스(200)의 외부에 설치되는 경우에는 제2 공간(2)에도 셀(300)들이 수납될 수 있다.In the cell receiving step (S101), the single or plurality of
BMS수납단계(S102)는 셀(300)들과 연결된 BMS(400)를 케이스(200)의 제2 공간(2)에 배치하는 단계이고, 제2 공간(2)에는 BMS(400) 대신 셀(300)들이 배치될 수 있다.The BMS receiving step (S102) is a step of arranging the
주입단계(S103)는 몰딩부(500)를 케이스(200)의 제1 공간(1)에 주입하는 단계이고, 제2 공간(2)에도 몰딩부(500)를 주입시켜 배터리팩(100) 자체의 방진, 방적 및 충격흡수기능을 개선시킬 수 있다.The injection step (S103) is a step of injecting the
밀봉단계(S104)는 케이스(200)의 상부 개구부를 커버(250)를 통해 밀봉시키는 단계이고, 제1 및 제2 공간(1, 2)에 몰딩부(500)를 주입하는 경우, 커버(250) 없이 밀봉단계가 마무리될 수 있다.The sealing step (S104) is a step of sealing the upper opening of the
한편, 제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각은 몰딩부(500)가 케이스(200)의 내부로 주입되면서 몰딩부(500)와 일체화 되기 때문에, 테두리 부분은 셀(300)들, 제1 측면커넥터(310) 및 제2 측면커넥터(320)들과 접착되고, 안쪽 부분은 메쉬형태나 복수의 홈들이 격자 형태로 형성된 그물망 형태로 형성될 수 있다.On the other hand, since each of the first and
또한, 주입단계(S103)는 셀수납단계(S101) 및 BMS수납단계(S102)의 전단계에서 제1 공간(1) 또는 제2 공간(2)에 미리 몰딩부(500)를 주입할 수 있고, 이 경우, 셀(300)들의 사이에 해당되는 공간들이 몰딩부(500)가 효과적으로 유입되며, 셀(300)들 및 케이스(200)가 견고하게 결합되는 장점이 있다.In addition, in the injection step (S103), the
또한, 몰딩부(500)는 젤 또는 액화된 우레탄폼, 압출된 젤 또는 액화 실리콘, 젤 또는 액화된 고분자 소재 중 어느 하나가 사용되고, 실리콘 압출소재의 경우 탄성, 내열성, 난연 및 내후성이 우수하여 반영구적으로 사용 가능한 장점이 있어 외부에서 가해지는 진동이 많고 외부온도가 높은 환경에 적합하다.In addition, the
또한, 몰딩부(500)로 우레탄폼이 사용되는 경우, 면재와의 접착성이 개선되어 케이스(200)의 내부에서 제1 시트(340), 제2 시트(360), 셀(300)들 및 케이스(200)의 내측면에 강하게 접착되고, 단열효과가 높아서 온도가 높거나 낮은 지역에서 사용되는 배터리팩(100)에 적합하다.In addition, when urethane foam is used as the
또한, 몰딩부(500)로 내부에 그물 형태의 공간이 형성되는 발포폼이 사용되는 경우, 셀(300)들에 대한 충격흡수기능이 개선되고, 중량이 감소되므로, 배터리팩(100)의 중량 감소가 필수적인 모빌리티나 차량에 효과적이다.In addition, when foam in which a net-shaped space is formed inside is used as the
또한, 제1 및 제2 측면커넥터(310, 320)들은 일측 및 타측에 접착되는 제1 및 제2 시트(340, 360)들 각각에 형성된 제1 및 제2 측면홈(341, 342)들 각각과 동일한 홈이 형성되어 몰딩부(500)가 셀(300)들 사이의 공간으로 효과적으로 유입되도록 통로를 제공할 수 있다. In addition, the first and
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and represent all the technical ideas of the present invention. Since it is not, it should be understood that there may be various equivalents and modifications that can replace them at the time of this application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modified forms derived from equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 배터리팩 200: 케이스
250: 커버 300: 셀
400: BMS 500: 몰딩부
100: battery pack 200: case
250: cover 300: cell
400: BMS 500: molding part
Claims (6)
상기 케이스의 내부에 배치되는 셀;
상기 셀에 부착되어 상기 셀의 위치를 고정시키는 시트;
상기 케이스에 결합되고 상기 셀과 전기적으로 연결되는 BMS; 및
상기 케이스의 내부에 주입되고 경화되어 상기 셀 및 시트와 결합되도록 형성되는 몰딩부;를 포함하고,
상기 케이스는,
상기 셀 및 BMS의 사이에 배치되어 상기 케이스의 내부공간을 상기 셀 및 BMS 각각이 수납되는 제1 및 제2 공간으로 구획시키는 차단판;을 포함하며,
상기 차단판은 상부 또는 하부를 향해 연장된 수직판 형태로 형성되고, 양측 테두리가 제1 공간의 전방에서 케이스의 내측면에 탈부착이 가능하도록 결합되며,
상기 케이스는 전방 또는 후방으로 연장된 사각 용기 형태로 형성되며, 내부에서 서로 분리된 제1 및 제2 공간이 상부를 향해 개방되고, 내부의 일측 및 타측 내측면에는 제1 및 제2 공간을 향해 돌출되는 내측돌출부들이 형성되며,
내측돌출부들 각각은 케이스의 내측면에서 전후방으로 동일한 간격만큼 이격된 일부분들이 제1 및 제2 공간을 향해 축소되며 연장되어 단면이 등변사다리꼴형태이고 상부 또는 하부를 향해 연장되는 기둥 형태로 형성되고,
셀들은 일측 또는 타측을 향해 양극 및 음극이 배치되는 원기둥 형태로 형성되고, 셀들 각각의 외측면은 서로 밀착되면서 배치되며, 적층된 상태의 셀들의 일측 또는 타측에 전극들이 배치되며, 측면에서 주시하는 경우 상기 전극들은 삼각격자 형태로 배치되며,
상기 몰딩부는 측면에 돌출부가 형성되며,
상기 돌출부들 각각은 상기 내측돌출부들 사이에 삽입되어 케이스의 내측면과 밀착되고, 내측돌출부들과 맞물리면서 케이스와 결합되어 몰딩부가 전방 또는 후방으로 흔들리는 것을 방지하여 셀들을 안전하게 고정시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
case;
a cell disposed inside the case;
a sheet attached to the cell to fix the position of the cell;
a BMS coupled to the case and electrically connected to the cell; and
Including; a molding portion formed to be injected into the case and cured to be coupled with the cell and the sheet;
The case is
A blocking plate disposed between the cell and the BMS to partition the inner space of the case into first and second spaces in which the cell and the BMS are respectively accommodated,
The blocking plate is formed in the form of a vertical plate extending upward or downward, and borders on both sides are detachably coupled to the inner surface of the case in front of the first space,
The case is formed in the form of a square container extending forward or backward, and first and second spaces separated from each other inside are open toward the top, and one side and the other inner surface of the inside face toward the first and second spaces. Protruding inner protrusions are formed,
In each of the inner protrusions, portions spaced apart from the inner surface of the case by the same distance in the front and rear are contracted and extended toward the first and second spaces to form an isosceles trapezoidal cross section and a column extending toward the top or bottom,
The cells are formed in a cylindrical shape in which the anode and the cathode are disposed toward one side or the other side, and the outer surfaces of each of the cells are disposed while being in close contact with each other, and electrodes are disposed on one or the other side of the stacked cells. In this case, the electrodes are arranged in a triangular grid,
The molding part is formed with a protrusion on the side,
Each of the protrusions is inserted between the inner protrusions and is in close contact with the inner surface of the case, and is engaged with the inner protrusions to prevent the molding part from shaking forward or backward, thereby securely fixing the cells. battery pack with
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