KR102549931B1 - 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 음극탭과 양극탭이 구분되는 다수의 전극 셀(1)을 제조하는 전극셀 제조단계(S100); 상기 다수의 전극 셀(1)을 적재하여 전극셀모듈(2)을 구성하는 전극셀 모듈구성단계(S200); 상기 다수의 전극셀모듈(2)을 적재하여 2차전지(3)를 구성하는 2차전지 구성단계(S300); 상기 다수의 2차전지(3)를 적재하여 2차전지모듈(4)을 구성하는 2차전지모듈 구성단계(S400); 상기 2차전지모듈(4)을 수용하기 위한 케이스(5)를 제조하는 케이스 구성단계(S500); 상기 케이스(5)의 내부에 상기 다수의 2차전지모듈을 삽입시켜 고정하여 배터리 어셈블리(6)를 구성하는 배터리 어셈블리 구성단계(S600); 를 포함하고, 상기 케이스 구성단계(S500)는, 상부에 다수의 2차전지모듈(4) 하부가 각각 안착되어 고정되도록 구획부(110)가 형성되는 하판(100)을 구성하고, 상기 하판(100)의 상부에 구성되어, 내부에 수용되는 각각의 2차전지모듈(4)을 고정하는 고정수단(210)을 구비하는 중판(200)을 구성하며, 상기 중판(200)의 상부에 구성되어 하부에 상기 하판(100)의 구획부(110)와 대응되는 위치에 배치되어 하판(100)에 안착된 다수의 2차전지모듈(4)의 상부를 고정하기 위한 고정부(310)가 형성되고, 내부에 상기 2차전지모듈(4)의 충전 및 방전을 제어하는 제어모듈(320)을 포함하는 상판(300)으로 구성되어, 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 다수의 2차전지모듈을 케이스에 삽입시키되, 탄성부재에 의한 자체적인 고정력과 더불어, 운반 등 발생할 수 있는 외부요인으로 기타 충격으로부터 충격을 완화시켜줌으로 배터리를 안정적으로 보호하여 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 배터리 케이스에 의해 배터리의 현재 충/방전상태 확인 및 그 상태를 실시간으로 연결된 휴대기기 또는 기타 기기를 통해 모니터링이 가능하여 배터리에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 유용한 발명이다.
Description
본 발명은 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차전지모듈를 케이스 내부에 수용시켜 고정할 시, 고정수단의 자체적인 고정력과 더불어, 외부충격으로부터 안정적인 고정 및 충격을 완화시킬 수 있도록 함과 아울러, 2차전지의 충/방전 등의 현재상황을 실시간으로 모니터링이 가능한 기술이다.
통상적으로 2차전지는 충전 및 방전이 가능한 하나 이상의 전기화학 셀로 구성된 배터리로, 2차 전지는 배전 네트워크를 안정화하기 위해 연결된 버튼 셀에서 메가와트 시스템에 이르기까지 다양한 모양과 크기로 생산되며 납산(lead acid), 니켈 카드뮴(NiCd), 니켈 수소(NiMH), 리튬 이온(Li-ion), 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 등 여러 가지 전극 재료와 전해질의 조합으로 구성된다.
이러한 2차 전지의 경우 일반적으로는 일회용 배터리보다 초기 비용이 많이 들지만 교체하기 전 여러 번 충전 할 수 있음으로 총 소요 비용과 환경 영향이 훨씬 적은 것이 장점이 있어, 전기차에 적용되어 사용되고 있다.
한편, 이러한 이차전지는, 다수의 셀을 합쳐서 셀팩을 형성하고, 상기 셀팩을 다시 합쳐서 이차전지를 만든 후, 그 이차전지를 합쳐서 배터리모듈로 형성하고, 상기 배터리모듈을 합쳐서 배터리팩으로 구성하여, 최종적으로 차량용 배터리로 사용되고 있으며, 상기 배터리팩을 제조하는 다양한 방법을 제시하고 있다.
우선 종래의 기술들을 살펴보면,
등록번호 10-2113654호(특) 준비된 전극조립체를 케이스에 수용하는 전극조립체 수용단계; 상기 전극조립체가 수용된 케이스의 개구를 통해 전해액을 주입하여 상기 전극조립체에 함침시키는 전해액 1차 함침단계; 상기 전극조립체와 전해액이 수용된 케이스의 개구를 실링하여 전지셀을 완성하는 케이스 실링단계; 상기 완성된 하나 이상의 전지셀을 적재함에 적재하는 전지셀 적재단계; 상기 전지셀이 적재된 적재함을 가압챔버에 삽입하는 적재함 삽입단계; 및 상기 가압챔버에 공기를 주입하여 공기압력을 상승시키는 한편, 상승한 공기압력이 적재함에 적재된 하나 이상의 전지셀을 직접 가압하여 변형시킴에 따라 상기 전지셀에 수용된 전해액이 전극조립체 내부까지 침투하면서 함침되는 전해액 2차 함침단계를 포함하고, 상기 적재함의 벽면에는 복수의 전지셀이 세워진 상태로 배치되면, 상호 대응하는 전지셀끼리 밀착되지 않게 이격시키는 격벽이 형성되고, 상기 격벽은 수직방향 길이가 상기 전지셀의 수직방향 길이 보다 작게 형성되면서 전지셀의 수직방향 중앙에 배치되며, 상기 적재함의 바닥면에는 복수의 관통홀이 형성되되, 상기 관통홀은 상호 대응하는 전지셀 사이에 위치한 적재함의 바닥면에 형성되면서 공기 압력이 적재함 바닥면에 위치한 전지셀을 가압하여 변형시키고, 상기 전해액 2차 함침단계 후, 상기 적재함에 적재된 복수개의 전지셀을 동시에 충전과 방전을 수행하여 복수개의 전지셀을 동시에 활성화시키는 활성화단계을 더 포함하는 전지셀 제조방법에 관한 기술이다.
등록번호 10-0515421호(특) 리튬 2차 전지의 제조에 있어서, 양극/음극 활물질 및 집전체를 포함하는 전지셀을 준비하는 단계(단계 1); 상기 전지셀을 전지 포장 팩에 수납하는 단계(단계 2); 상기 전지 포장 팩에 CO2 분위기 하에서 전해액을 주입하는 단계(단계 3); 상기 단계 3의 전지 포장 팩을 CO2 분위기 하에서 실링하는 단계(단계 4); 및 상기 단계 4의 결과물을 충방전하는 단계(단계 5)를 포함하는 리튬 2차 전지의 제조방법에 관한 기술이다.
등록번호 10-1523588호(특) 복수의 2차 전지 셀; 상기 복수의 2차 전지 셀을 내부에 수용하여 보호하는 전지 박스; 상기 복수의 2차 전지셀의 충전 및 방전을 제어하는 콘트롤러(controller); 및, 상기 콘트롤러를 내부에 수용하여 보호하고, 상기 전지 박스의 상단 또는 하단에 고정 결합된 콘트롤러 박스;를 구비하고, 상기 콘트롤러 박스는, 회로 기판이 고정 탑재되는 회로 기판 수용부를 각각 구비하고 복수 층으로 적층된 복수의 회로 기판 데크(deck)를 구비하고, 상기 콘트롤러는 미리 지정된 기능을 수행하도록 회로가 형성된 복수의 회로 기판을 구비하여 이루어지며, 상기 복수의 회로 기판은 상기 복수의 회로 기판 데크에 분산 수용되는 2차 전지 어셈블리에 관한 기술이다.
상기한 종래기술들은, 2차전지 모듈 및 배터리 어셈블리에 관한 기술들로, 단순히 2차전지모듈에 특화된 기술을 설명하고 있으며, 2차전지모듈을 감싸며 고정하는 케이스(전지박스)에 관련해서 단순히 2차전지모듈을 수용하고 고정하는 역할만을 수행하되, 볼트를 체결 시 별도의 도구를 이용하여야 하는 한편, 운반 등 외부요인으로 인한 충격이 발생할 시, 충격완화가 불가능하여 파손 또는 훼손될 수 있는 문제점을 갖고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출해낸 것으로, 배터리 어셈블리를 제조할 시, 2차전지 모듈을 케이스 내부에 넣을 때 별도의 도구를 이용하여 않고 2차전지 모듈을 견고히 고정시킬 수 있음과 아울러, 운반 및 기타 외부요인으로 충격이 발생할 시 그 충격을 완화하여 2차전지모듈로 전달되지 않아 안전성을 확보할 수가 있도록 함과 아울러, 배터리 어셈블리를 최종사용 전 그 상태를 확인할 수가 있어, 신뢰성을 확보할 수가 있는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법에 주안점을 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.
이에 본 발명은, 음극탭과 양극탭이 구분되는 다수의 전극 셀(1)을 제조하는 전극셀 제조단계(S100); 상기 다수의 전극 셀(1)을 적재하여 전극셀모듈(2)을 구성하는 전극셀 모듈구성단계(S200); 다수의 상기 전극셀모듈(2)을 적재하여 2차전지(3)를 구성하는 2차전지 구성단계(S300); 다수의 상기 2차전지(3)를 적재하여 2차전지모듈(4)을 구성하는 2차전지모듈 구성단계(S400); 다수의 상기 2차전지모듈(4)을 수용하기 위한 케이스(5)를 제조하는 케이스 구성단계(S500); 상기 케이스(5)의 내부에 상기 다수의 2차전지모듈을 삽입시켜 고정하여 배터리 어셈블리(6)를 구성하는 배터리 어셈블리 구성단계(S600); 를 포함하고, 상기 케이스 구성단계(S500)는, 상부에 다수의 2차전지모듈(4) 하부가 각각 안착되어 고정되도록 구획부(110)가 형성되는 하판(100)을 구성하고, 상기 하판(100)의 상부에 구성되어, 내부에 수용되는 각각의 2차전지모듈(4)을 고정하는 고정수단(210)을 구비하는 중판(200)을 구성하며, 상기 중판(200)의 상부에 구성되어 하부에 상기 하판(100)의 구획부(110)와 대응되는 위치에 배치되어 하판(100)에 안착된 다수의 2차전지모듈(4)의 상부를 고정하기 위한 고정부(310)가 형성되고, 내부에 상기 2차전지모듈(4)의 충전 및 방전을 제어하는 제어모듈(320)을 포함하는 상판(300)으로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 중판(200)의 고정수단(210)은, 상기 중판(200)의 내측에 일정간격 이격되게 다수개가 배치 구성되며 그 사이에 상기 2차전지모듈(4)이 각각 구성되어 2차전지모듈(4)의 측면을 고정하도록 구성되고, 상기 고정수단(210)은 고정형고정수단(211)과 유동형고정수단(213)으로 각각 구성되며, 상기 유동형고정수단(213)은 상기 중판(200)과 선택적으로 결합 및 분리되게 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 중판(200)의 서로 마주하는 내측면에 일정간격 이격되는 각각의 홈부(201)가 형성되고, 상기 각각의 홈부(201) 내측에 수평방향으로 축(202)이 형성되며, 상기 축(202)이 형성된 홈부(201)의 타측에 탄성부재(203)가 형성되고, 상기 각각의 홈부(201)에 상기 유동형고정수단(213)의 일측이 삽입되되 끝부가 상기 축(202)에 끼워져, 상기 유동형고정수단(213) 사이에 2차전지삽입공간(205)이 형성되며, 상기 홈부(201)에 삽입되어 축(202)에 끼워진 유동형고정수단(213)의 일측이 상기 탄성부재(203)에 의해 축(202) 방향으로 밀림되도록 구성되어, 상기 2차전지삽입공간(205)에 2차전지모듈(4)을 삽입 시, 각각의 유동형고정수단(213)이 서로 마주하는 반대방향으로 벌어진 후, 상기 탄성부재(203)의 밀림성질로 인해 유동형고정수단(213)을 축(202) 방향으로 재차 가압하여 2차전지모듈(4)의 측면을 고정하도록 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 홈부(201)는 상하길이방향으로 길게 형성되고, 상기 축(202)은 홈부(201)에 하부방향으로 일정간격 이격되게 두 개 이상으로 형성되며, 상기 유동형고정수단(213)의 끝부분은 상기 축(202)의 개수와 대응되게 끼워지도록 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 중판(200)에는, 상기 2차전지삽입공간(205)에 각각의 2차전지모듈(4)이 삽입된 후, 그 사이에 별도의 고정부재(230)가 각각 삽입 구성되고, 상기 고정부재(230)의 외측에 탄성력을 갖는 패드(231)가 부착 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 배터리 어셈블리 구성단계(S600) 후, 상기 케이스(5)의 외측에 별도의 탄성케이스(8)로 감싸 고정하는 탄성케이스 구성단계(S700)를 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 케이스(5)의 외측에는 2개 이상의 슬라이드부(5a)가 형성되고, 상기 탄성케이스(8)의 내측에는 상기 슬라이드부(5a)가 슬라이딩 결합되는 슬라이드홀(8a)이 형성되며, 상기 슬라이드홀(8a)에는, 수평방향으로 설치되는 다수의 탄성부재(8c)와 상기 탄성부재(8c)의 끝단에 연결되는 밀림바(8d)가 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 슬라이드홀(8a)는, 평면상 “Ｔ”자 형상으로 형성되되, 상기 슬라이드부(5a)의 외형보다 더 크게 형성되어 탄성부재(8c)와 밀림바(8d)가 각각 위치되는 제1슬라이드홀(8a-1)와, 상기 슬라이드부(5a)의 외형과 동일 또는 조금 더 크게 형성되되 상기 제1슬라이드홀(8a-1)보다 작게 형성되어 슬라이드부(5a)가 삽입되는 제2슬라이드홀(8a-2)로 구분되게 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 상판(300)에는, 케이스(5)에 삽입되어 고정된 2차전지모듈(4)의 충/방전상태 여부를 일정주기 또는 실시간으로 체크할 수 있는 전지모듈체킹부(330)와, 상기 전지모듈체킹부(330)로부터 체킹된 정보를 연결된 하나 이상의 휴대기기로 전송하는 전송부(340)가 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 전지모듈체킹부(330)는, 배터리의 현재 온도를 체크하기 위한 온도체크부(331)와, 상기 배터리의 충/방전상태를 체크하는 충/방전체크부(333)로 구성되고, 상기 전송부(340)는, 상기 온도체크부(331) 및 충/방전체크부(333)에 의해 체킹된 정보를 연결된 하나 이상의 휴대기기로 전송하는 제1전송부(341)와, 상기 온도체크부(331) 및 충/방전체크부(333)에 의해 체킹된 정보를 연결된 자동차의 MCU로 전송하는 제2전송부(343)로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명의 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법에 의하면, 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 다수의 2차전지모듈을 케이스에 삽입시키되, 탄성부재에 의한 자체적인 고정력과 더불어, 운반 등 발생할 수 있는 외부요인으로 기타 충격으로부터 충격을 완화시켜줌으로 배터리를 안정적으로 보호하여 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 배터리 케이스에 의해 배터리의 현재 충/방전상태 확인 및 그 상태를 실시간으로 연결된 휴대기기 또는 기타 기기를 통해 모니터링이 가능하여 배터리에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 순서도
도 2는 본 발명의 전극셀 구성단계의 바람직 예를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 전극셀모듈 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 전극셀모듈 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 2차전지 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 2차전지 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 케이스 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 8은 본 발명의 배터리 어셈블리 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 케이스의 바람직한 실시 예를 나타내는 평면도
도 10은 도 9의 a-a와 케이스의 평단면도를 나타내는 도면
도 11은 도 9의 a-a와 케이스의 평단면도를 나타내는 도면
도 12는 도 10과 11의 a와 b의 바람직한 실시 예를 나타내는 확대도
도 13은 본 발명의 배터리 어셈블리의 다른 실시 예를 나타내는 도면
도 14는 본 발명의 배터리 어셈블리와 탄성케이스가 결합 상태를 나타내는 도면도 15는 본 발명의 탄성케이스 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 16은 본 발명의 탄성케이스의 바람직한 실시 예를 나타내는 사시도
도 17은 본 발명의 도 16의 b-b의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 18은 본 발명의 상판의 상부와 하부의 형상을 나타내기 위한 사시도
도 19는 본 발명의 상판의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 전극셀 구성단계의 바람직 예를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 전극셀모듈 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 전극셀모듈 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 2차전지 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 2차전지 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 케이스 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 8은 본 발명의 배터리 어셈블리 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 케이스의 바람직한 실시 예를 나타내는 평면도
도 10은 도 9의 a-a와 케이스의 평단면도를 나타내는 도면
도 11은 도 9의 a-a와 케이스의 평단면도를 나타내는 도면
도 12는 도 10과 11의 a와 b의 바람직한 실시 예를 나타내는 확대도
도 13은 본 발명의 배터리 어셈블리의 다른 실시 예를 나타내는 도면
도 14는 본 발명의 배터리 어셈블리와 탄성케이스가 결합 상태를 나타내는 도면도 15는 본 발명의 탄성케이스 구성단계의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 16은 본 발명의 탄성케이스의 바람직한 실시 예를 나타내는 사시도
도 17은 본 발명의 도 16의 b-b의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 18은 본 발명의 상판의 상부와 하부의 형상을 나타내기 위한 사시도
도 19는 본 발명의 상판의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
본 발명은 2차전지모듈를 케이스 내부에 수용시켜 고정할 시, 고정수단의 자체적인 고정력과 더불어, 외부충격으로부터 안정적인 고정 및 충격을 완화시킬 수 있도록 함과 아울러, 2차전지의 충/방전 등의 현재상황을 실시간으로 모니터링이 가능한 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법을 제공한다.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대하여 도 1 내지 도 19를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명의 배터리 어셈블리 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 전극셀 구성단계(S100), 전극셀모듈 구성단계(S200), 2차전지 구성단계(S300), 2차전지모듈 구성단계(S400), 케이스 구성단계(S500), 배터리 어셈블리 구성단계(S600)를 포함하여 이루어진다.
상기 전극셀 제조단계(S100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 음극탭과 양극탭이 구분되게 구성되는 전극셀을 제조하는 것으로, 통상적으로 전극셀 제조방법인 전극을 구비된 케이스 등에 넣은 후, 전해액 함침, 케이스 실링 등의 단계를 거쳐 구성된다.
상기 전극셀모듈 구성단계(S200)는, 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 전극 셀(1)을 적재하여 전극셀모듈(2)을 구성하는 것으로, 상기 다수의 전극셀(1)을 적재할 수 있는 수용공간이 마련되는 케이스가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 케이스에는 전기적으로 연결되는 통상의 구조가 적용된다.
상기 2차전지 구성단계(S300)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 상기 전극셀모듈(2)을 적재하여 2차전지(3)를 구성한다.
상기 2차전지모듈 구성단계(S400)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 2차전지(3)를 적재하여 2차전지모듈(4)을 구성한다.
상기 케이스 구성단계(S500)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 2차전지모듈(4)을 수용하기 위한 케이스(5)를 제조하는 단계이다.
상기 배터리 어셈블리 구성단계(S600)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(5)의 내부에 상기 다수의 2차전지모듈을 삽입시켜 고정하여 배터리 어셈블리(6)를 구성한다.
이때, 상기 케이스 구성단계(S500)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부에 다수의 2차전지모듈(4) 하부가 각각 안착되어 고정되도록 구획부(110)가 형성되는 하판(100)을 구성하고, 상기 하판(100)의 상부에 구성되어, 내부에 수용되는 각각의 2차전지모듈(4)을 고정하는 고정수단(210)을 구비하는 중판(200)을 구성하며, 도 18, 19에 도시된 바와 같이, 상기 중판(200)의 상부에 구성되어 하부에 상기 하판(100)의 구획부(110)와 대응되는 위치에 배치되어 하판(100)에 안착된 다수의 2차전지모듈(4)의 상부를 고정하기 위한 고정부(310)가 형성되고, 내부에 상기 2차전지모듈(4)의 충전 및 방전을 제어하는 제어모듈(320)을 포함하는 상판(300)으로 구성된다.
한편, 상기 중판(200)의 고정수단(210)은, 상기 중판(200)의 내측에 일정간격 이격되게 다수개가 배치 구성되며 그 사이에 상기 2차전지모듈(4)이 각각 구성되어 2차전지모듈(4)의 측면을 고정하도록 구성되고, 상기 고정수단(210)은 고정형고정수단(211)과 유동형고정수단(213)으로 각각 구성되며, 상기 유동형고정수단(213)은 상기 중판(200)과 선택적으로 결합 및 분리되게 구성된다.
상기 고정형고정수단(211)은 상기 중판(200)과 일체로 형성되어 완전히 고정된 형태로 형성되고, 상기 유동형고정수단(213)의 사이에 배치 구성된다.
상기 유동형고정수단(213)와 중판(200)의 결합구조의 경우 도 7, 9, 10, 11에 도시된 바와 같이, 상기 중판(200)의 서로 마주하는 내측면에 일정간격 이격되는 각각의 홈부(201)가 형성되고, 상기 각각의 홈부(201) 내측에 수평방향으로 축(202)이 형성되며, 상기 축(202)이 형성된 홈부(201)의 타측에 탄성부재(203)가 형성되고, 상기 각각의 홈부(201)에 상기 유동형고정수단(213)의 일측이 삽입되되 끝부가 상기 축(202)에 끼워져, 상기 유동형고정수단(213) 사이에 2차전지삽입공간(205)이 형성되며, 상기 홈부(201)에 삽입되어 축(202)에 끼워진 유동형고정수단(213)의 일측이 상기 탄성부재(203)에 의해 축(202) 방향으로 밀림되도록 구성된다.
상기한 구조를 통해 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 2차전지삽입공간(205)에 2차전지모듈(4)을 삽입 시, 각각의 유동형고정수단(213)이 서로 마주하는 반대방향으로 벌어진 후, 상기 탄성부재(203)의 밀림성질로 인해 유동형고정수단(213)을 축(202) 방향으로 재차 가압하여 2차전지모듈(4)의 측면을 고정하도록 구성된다.
이러한 결합구조를 통해 2차전지모듈(4)이 삽입되어 고정된 상태에서 운반 및 차량에 장착하여 사용 중, 기타 외부요인으로 인해 충격이 발생한다고 하더라도 충격을 완화시켜 줌으로써, 안정성을 확보할 수가 있다.
한편, 도 10, 11에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(201)는 상하길이방향으로 길게 형성되고, 상기 축(202)은 홈부(201)에 하부방향으로 일정간격 이격되게 두 개 이상으로 형성되며, 상기 유동형고정수단(213)의 끝부분은 상기 축(202)의 개수와 대응되게 끼워지도록 구성되어, 상기 유동형고정수단(213)에 축(202)에 끼워지는 부분이 두 개 이상으로 끼워짐에 따라 내구성을 확보할 수가 있어, 장기간 사용이 가능한 효과가 있다.
또한, 상기 중판(200)에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 2차전지삽입공간(205)에 각각의 2차전지모듈(4)이 삽입된 후, 그 사이에 별도의 고정부재(230)가 각각 삽입 구성되고, 상기 고정부재(230)의 외측에 탄성력을 갖는 패드(231)가 부착 구성된다.
다시 말해, 상기 2차전지모듈(4)이 2차전지모듈삽입공간(205)에 삽입되면 3개의 측면은 상기 고정수단(210)에 의해 고정되고, 다른 하나의 측면이 상기 고정부재(230)에 의해 고정되게 된다.
이때, 상기 패드(231)의 경우 우레탄 등과 같은 탄성력을 갖는 재질로 구성되어 충격 등을 흡수시켜 충격을 완화할 수가 있다.
여기서, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 어셈블리 구성단계(S600) 후, 상기 케이스(5)의 외측에 별도의 탄성케이스(8)로 감싸 고정하는 탄성케이스 구성단계(S700)를 더 포함된다.
상기 탄성케이스(8)의 경우 배터리 어셈블리의 외측을 한 번 더 감싸면서 보호하는 역할을 수행함으로써 전체적인 내구성을 더욱 높일 수가 있다.
한편, 상기 케이스(5)와 탄성케이스(8)의 결합구조는, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(5)의 외측에는 2개 이상의 슬라이드부(5a)가 형성되고, 상기 탄성케이스(8)의 내측에는 상기 슬라이드부(5a)가 슬라이딩 결합되는 슬라이드홀(8a)이 형성된다.
상기 슬라이드홀(8a)에는, 도 17에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 설치되는 다수의 탄성부재(8c)와 상기 탄성부재(8c)의 끝단에 연결되는 밀림바(8d)가 구성되어, 상기 케이스(5)의 슬라이드부(5a)가 슬라이드홀(8a)에 삽입됨과 동시에 밀림바(8d)가 탄성부재(8c)측 방향으로 밀림되되, 상기 탄성부재(8c)의 밀림 성질에 의해 상기 슬라이드부(5a)를 가압하도록 구성된다.
이러한 구조에 의해 케이스(5)가 탄성케이스(8)에 결합된 후 흔들림, 충격 등이 발생할 시 상기 케이스(5)를 보호할 수가 있으며, 상기 탄성구조에 의해 충격을 흡수할 수가 있다.
여기서, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이드홀(8a)는, 평면상 “Ｔ”자 형상으로 형성되되, 상기 슬라이드부(5a)의 외형보다 더 크게 형성되어 탄성부재(8c)와 밀림바(8d)가 각각 위치되는 제1슬라이드홀(8a-1)와, 상기 슬라이드부(5a)의 외형과 동일 또는 조금 더 크게 형성되되 상기 제1슬라이드홀(8a-1)보다 작게 형성되어 슬라이드부(5a)가 삽입되는 제2슬라이드홀(8a-2)로 구분되게 형성된다.
이때, 상기 제1슬라이드홀(8a-1)과 제2슬라이드홀(8a-2)이 연장되는 부분에는 자연스레 걸림턱(도면부호없음)이 형성되는데, 상기 걸림턱은 밀림바(8d)가 탄성부재(8c)에 의해 항상 밀림되되, 상기 걸림턱까지만 밀림된 후 더 이상 밀림되지 않도록 하기 위한 구성이고, 상기 밀림바(8d)가 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 제1슬라이드홀(8a-1)이 제2슬라이드홀(8a-2)보다 크게 형성되는 이유는, 상기 밀림바(8d)의 좌우폭이 상기 슬라이드부(5a)좌우 폭보다 더 크게 형성되어, 밀림 시 안정적인 밀림이 될 수 있도록 하기 위함이고, 상기 제2슬라이드홀(8a-2)이 제1슬라이드홀(8a-1)보다 작은 이유는 슬라이드부(5a)가 슬리이딩 결합 시 흔들리지 않고 최대한 고정될 수 있도록 하기 위한 구조이다.
다시 말해, 상기 슬라이드홀(8a)는 밀림바(8d)의 안정적인 유동과 더불어 내구성을 확보할 수 있도록 하면서도 슬라이드부(5a)의 견고한 고정이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 상판(300)에는, 케이스(5)에 삽입되어 고정된 2차전지모듈(4)의 충/방전상태 여부를 일정주기 또는 실시간으로 체크할 수 있는 전지모듈체킹부(330)와, 상기 전지모듈체킹부(330)로부터 체킹된 정보를 연결된 하나 이상의 휴대기기로 전송하는 전송부(340)가 구성되어, 배터리 어셈블리의 상태를 확인할 수 있도록 하여 발생할 수 있는 사안들에 대한 즉각적인 대응이 가능하고, 상기 전송부(340)를 통해 휴대기기로 확인할 수가 있어 편리성을 부여할 수가 있다.
이때, 상기 전지모듈체킹부(330)는 기타 장비 또는 휴대기기의 어플리케이션과 연동될 수 있도록 구성되는데, 상기 기타장비를 연결하여 사용할 수도 있고, 상기 어플리케이션과 연동하여 사용을 위해 별도의 통신모듈(미도시)가 구성되고, 상기 전지모듈체킹부(330)가 체킹된 정보를 통신모듈(미도시)에 의해 전송부(340)가 전송하도록 구성된다.
또한, 상기 전지모듈체킹부(330)는, 도 19에 도시된 바와 같이, 배터리의 현재 온도를 체크하기 위한 온도체크부(331)와, 상기 배터리의 충/방전상태를 체크하는 충/방전체크부(333)로 구성되고, 상기 전송부(340)는, 상기 온도체크부(331) 및 충/방전체크부(333)에 의해 체킹된 정보를 연결된 하나 이상의 휴대기기로 전송하는 제1전송부(341)와, 상기 온도체크부(331) 및 충/방전체크부(333)에 의해 체킹된 정보를 연결된 자동차의 MCU로 전송하는 제2전송부(343)로 구성되어, 전송부(340)의 작동이 독립적으로 이루어져, 과부하를 방지할 수가 있으며 신속 정확하게 작동이 이루어질 수가 있다.
본 발명의 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법에 의하면, 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 다수의 2차전지모듈을 케이스에 삽입시키되, 탄성부재에 의한 자체적인 고정력과 더불어, 운반 등 발생할 수 있는 외부요인으로 기타 충격으로부터 충격을 완화시켜줌으로 배터리를 안정적으로 보호하여 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 배터리 케이스에 의해 배터리의 현재 충/방전상태 확인 및 그 상태를 실시간으로 연결된 휴대기기 또는 기타 기기를 통해 모니터링이 가능하여 배터리에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 유용한 발명이다.
1 : 전극셀 2 : 전극셀모듈 3 : 2차전지
4 : 2차전지모듈 5 : 케이스 5a : 슬라이드부
6 : 배터리 어셈블리 8 : 탄성케이스 8a : 슬라이드홀
8a-1 : 제1슬라이드홀 8a-2 : 제2슬라이드홀
8c : 탄성부재 8d : 밀림바
100 : 하판 110 : 구획부
200 : 중판 201 : 홈부 202 : 축
203: 탄성부재 205: 2차전지삽입공간
210 : 고정수단 211 : 고정형고정수단
213 : 유동형고정수단 230 : 고정부재 231 : 패드
300 : 상판 310 : 고정부 320 : 제어모듈
330 : 전지모듈체킹부
331 : 온도체크부 333 : 충/방전체크부
340 : 전송부 341 : 제1전송부 343 : 제2전송부
S100 : 전극셀 제조단계 S200 : 전극셀모듈 구성단계
S300 : 2차전지 구성단계 S400 : 2차전지모듈 구성단계
S500 : 케이스 구성단계 S600 : 배터리 어셈블리 구성단계
4 : 2차전지모듈 5 : 케이스 5a : 슬라이드부
6 : 배터리 어셈블리 8 : 탄성케이스 8a : 슬라이드홀
8a-1 : 제1슬라이드홀 8a-2 : 제2슬라이드홀
8c : 탄성부재 8d : 밀림바
100 : 하판 110 : 구획부
200 : 중판 201 : 홈부 202 : 축
203: 탄성부재 205: 2차전지삽입공간
210 : 고정수단 211 : 고정형고정수단
213 : 유동형고정수단 230 : 고정부재 231 : 패드
300 : 상판 310 : 고정부 320 : 제어모듈
330 : 전지모듈체킹부
331 : 온도체크부 333 : 충/방전체크부
340 : 전송부 341 : 제1전송부 343 : 제2전송부
S100 : 전극셀 제조단계 S200 : 전극셀모듈 구성단계
S300 : 2차전지 구성단계 S400 : 2차전지모듈 구성단계
S500 : 케이스 구성단계 S600 : 배터리 어셈블리 구성단계
Claims (11)
- 음극탭과 양극탭이 구분되는 다수의 전극 셀(1)을 제조하는 전극셀 제조단계(S100);
다수의 상기 전극 셀(1)을 적재하여 전극셀모듈(2)을 구성하는 전극셀 모듈구성단계(S200);
다수의 상기 전극셀모듈(2)을 적재하여 2차전지(3)를 구성하는 2차전지 구성단계(S300);
다수의 상기 2차전지(3)를 적재하여 2차전지모듈(4)을 구성하는 2차전지모듈 구성단계(S400);
다수의 상기 2차전지모듈(4)을 수용하기 위한 케이스(5)를 제조하는 케이스 구성단계(S500);
상기 케이스(5)의 내부에 상기 다수의 2차전지모듈을 삽입시켜 고정하여 배터리 어셈블리(6)를 구성하는 배터리 어셈블리 구성단계(S600); 를 포함하고,
상기 케이스 구성단계(S500)는,
상부에 다수의 2차전지모듈(4) 하부가 각각 안착되어 고정되도록 구획부(110)가 형성되는 하판(100)을 구성하고,
상기 하판(100)의 상부에 구성되어, 내부에 수용되는 각각의 2차전지모듈(4)을 고정하는 고정수단(210)을 구비하는 중판(200)을 구성하며,
상기 중판(200)의 상부에 구성되어 하부에 상기 하판(100)의 구획부(110)와 대응되는 위치에 배치되어 하판(100)에 안착된 다수의 2차전지모듈(4)의 상부를 고정하기 위한 고정부(310)가 형성되고, 내부에 상기 2차전지모듈(4)의 충전 및 방전을 제어하는 제어모듈(320)을 포함하는 상판(300)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 중판(200)의 고정수단(210)은,
상기 중판(200)의 내측에 일정간격 이격되게 다수개가 배치 구성되며 그 사이에 상기 2차전지모듈(4)이 각각 구성되어 2차전지모듈(4)의 측면을 고정하도록 구성되고,
상기 고정수단(210)은 고정형고정수단(211)과 유동형고정수단(213)으로 각각 구성되며, 상기 유동형고정수단(213)은 상기 중판(200)과 선택적으로 결합 및 분리되게 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 2항에 있어서,
상기 중판(200)의 서로 마주하는 내측면에 일정간격 이격되는 각각의 홈부(201)가 형성되고,
상기 각각의 홈부(201) 내측에 수평방향으로 축(202)이 형성되며,
상기 축(202)이 형성된 홈부(201)의 타측에 탄성부재(203)가 형성되고,
상기 각각의 홈부(201)에 상기 유동형고정수단(213)의 일측이 삽입되되 끝부가 상기 축(202)에 끼워져, 상기 유동형고정수단(213) 사이에 2차전지삽입공간(205)이 형성되며,
상기 홈부(201)에 삽입되어 축(202)에 끼워진 유동형고정수단(213)의 일측이 상기 탄성부재(203)에 의해 축(202) 방향으로 밀림되도록 구성되어,
상기 2차전지삽입공간(205)에 2차전지모듈(4)을 삽입 시, 각각의 유동형고정수단(213)이 서로 마주하는 반대방향으로 벌어진 후,
상기 탄성부재(203)의 밀림성질로 인해 유동형고정수단(213)을 축(202) 방향으로 재차 가압하여 2차전지모듈(4)의 측면을 고정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 3항에 있어서,
상기 홈부(201)는 상하길이방향으로 길게 형성되고,
상기 축(202)은 홈부(201)에 하부방향으로 일정간격 이격되게 두 개 이상으로 형성되며,
상기 유동형고정수단(213)의 끝부분은 상기 축(202)의 개수와 대응되게 끼워지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 3항에 있어서,
상기 중판(200)에는,
상기 2차전지삽입공간(205)에 각각의 2차전지모듈(4)이 삽입된 후, 그 사이에 별도의 고정부재(230)가 각각 삽입 구성되고,
상기 고정부재(230)의 외측에 탄성력을 갖는 패드(231)가 부착 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 배터리 어셈블리 구성단계(S600) 후,
상기 케이스(5)의 외측에 별도의 탄성케이스(8)로 감싸 고정하는 탄성케이스 구성단계(S700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 케이스(5)의 외측에는 2개 이상의 슬라이드부(5a)가 형성되고,
상기 탄성케이스(8)의 내측에는 상기 슬라이드부(5a)가 슬라이딩 결합되는 슬라이드홀(8a)이 형성되며,
상기 슬라이드홀(8a)에는,
수평방향으로 설치되는 다수의 탄성부재(8c)와 상기 탄성부재(8c)의 끝단에 연결되는 밀림바(8d)가 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 7항에 있어서,
상기 슬라이드홀(8a)는,
평면상 “Ｔ”자 형상으로 형성되되,
상기 슬라이드부(5a)의 외형보다 더 크게 형성되어 탄성부재(8c)와 밀림바(8d)가 각각 위치되는 제1슬라이드홀(8a-1)와,
상기 슬라이드부(5a)의 외형과 동일 또는 조금 더 크게 형성되되 상기 제1슬라이드홀(8a-1)보다 작게 형성되어 슬라이드부(5a)가 삽입되는 제2슬라이드홀(8a-2)로 구분되게 형성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 상판(300)에는
케이스(5)에 삽입되어 고정된 2차전지모듈(4)의 충/방전상태 여부를 일정주기 또는 실시간으로 체크할 수 있는 전지모듈체킹부(330)와,
상기 전지모듈체킹부(330)로부터 체킹된 정보를 연결된 하나 이상의 휴대기기로 전송하는 전송부(340)가 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 전지모듈체킹부(330)는,
배터리의 현재 온도를 체크하기 위한 온도체크부(331)와, 상기 배터리의 충/방전상태를 체크하는 충/방전체크부(333)로 구성되고,
상기 전송부(340)는,
상기 온도체크부(331) 및 충/방전체크부(333)에 의해 체킹된 정보를 연결된 하나 이상의 휴대기기로 전송하는 제1전송부(341)와, 상기 온도체크부(331) 및 충/방전체크부(333)에 의해 체킹된 정보를 연결된 자동차의 MCU로 전송하는 제2전송부(343)로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 제조방법.
- 제 1항의 배터리 어셈블리 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230034983A KR102549931B1 (ko) | 2023-03-17 | 2023-03-17 | 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020230034983A KR102549931B1 (ko) | 2023-03-17 | 2023-03-17 | 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102549931B1 true KR102549931B1 (ko) | 2023-06-29 |
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ID=86945962
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| KR1020230034983A KR102549931B1 (ko) | 2023-03-17 | 2023-03-17 | 2차전지의 고정력을 향상시킨 전기차용 배터리 어셈블리 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR102549931B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200320243Y1 (ko) * | 2003-04-14 | 2003-07-16 | 김행운 | 차량용 베터리 완충 고정장치 |
| KR101523588B1 (ko) * | 2014-05-08 | 2015-05-28 | 안동대학교 산학협력단 | ２차 전지 어셈블리 |
| KR20210041950A (ko) * | 2019-10-08 | 2021-04-16 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 |
| KR20210139003A (ko) * | 2020-05-13 | 2021-11-22 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 배터리 모듈 케이스 및 이를 포함한 배터리 모듈 |
| KR20230026954A (ko) * | 2021-08-18 | 2023-02-27 | 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 | 배터리 장치 |
-
2023
- 2023-03-17 KR KR1020230034983A patent/KR102549931B1/ko active IP Right Grant
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