KR102661155B1

KR102661155B1 - 배터리 모듈

Info

Publication number: KR102661155B1
Application number: KR1020220141797A
Authority: KR
Inventors: 김호연; 안상태; 윤화규; 이강우; 최영선; 한정우
Original assignee: 에스케이온 주식회사
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2024-04-26
Also published as: KR20240051777A

Abstract

복수의 배터리 셀들이 적층된 셀 적층체를 각각 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈; 상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 사이에 배치되는 중앙벽;을 포함하며, 상기 중앙벽은 상기 제1 서브 모듈에 대향하는 제1 중앙벽 및 상기 제2 서브 모듈에 대향하는 제2 중앙벽을 포함하고, 상기 제1 중앙벽과 상기 제2 중앙벽은 제1 축을 기준으로 회전 대칭되도록 배치되는 배터리 모듈을 제공한다.

Description

배터리 모듈{Battery module}

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.

종래에는, 셀 적층체와 버스바 프레임이 결합된 복수의 서브 모듈을 길이 방향으로 나란히 배치시켜 롱 모듈을 제조하고자 하는 경우에 있어서, 각각의 서브 모듈을 제조하는 과정이 개별적으로 수행되었다.

즉, 하나의 서브 모듈을 제조하는 공정을 수행한 후, 이와 다르게 구성된 서브 모듈에 대해서도 제조하는 과정을 수행하여 복수의 서브 모듈을 완성한 후, 서브 모듈들을 하우징의 내부에 길이 방향으로 나란히 배치시킨 상태로 조립/용접하는 방식을 수행하였다.

그러나, 이러한 종래의 공정에 따르는 경우, 서로 다른 구조를 갖는 각각의 서브 모듈을 제조해야 하므로, 배터리 모듈의 제조 과정이 복잡해지는 문제가 있다.

본 발명의 적어도 일부의 실시예는, 동일한 서브 모듈이 포함되어 제작 공정이 간소화된 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 적어도 일부의 실시예는, 중앙벽이 사이드 커버와 연결되어 기계적 강성이 향상된 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 적어도 일부의 실시예는, 서브 모듈과 중앙벽이 결합하여 인접한 서브 모듈로 열이 전파되는 것을 방지할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 복수의 배터리 셀들이 적층된 셀 적층체를 각각 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈; 상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 사이에 배치되는 중앙벽;을 포함하며, 상기 중앙벽은 상기 제1 서브 모듈에 대향하는 제1 중앙벽 및 상기 제2 서브 모듈에 대향하는 제2 중앙벽을 포함하고, 상기 제1 중앙벽과 상기 제2 중앙벽은 제1 축을 기준으로 회전 대칭되도록 배치되는 배터리 모듈을 제공한다.

일 실시예에서, 상기 제1 중앙벽은 상기 제1 서브 모듈에 결합하고, 상기 제2 중앙벽은 상기 제2 서브 모듈에 결합할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈은 동일한 구조를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 중앙벽과 상기 제2 중앙벽은 동일한 구조를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 배터리 모듈은 상기 제1 서브 모듈을 보호하는 사이드 커버;를 추가로 포함하고, 상기 중앙벽은 상기 사이드 커버와 결합할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 중앙벽은 제1 체결홈을 포함하고, 상기 중앙벽은 체결부재와 상기 제1 체결홈을 통해 상기 사이드 커버와 결합할 수 있다.

일 실시예에서, 배터리 모듈은 상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈의 상부를 커버하는 상부 커버; 및 상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈의 하부를 커버하는 하부 커버;를 추가로 포함하고, 상기 중앙벽은 상기 상부 커버와 상기 하부 커버와 결합할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 중앙벽은 제2 체결홈을 포함하며, 상기 중앙벽은 체결부재와 상기 제2 체결홈을 통해 상기 상부 커버 및 상기 하부 커버와 결합할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 중앙벽은 일면에 형성되는 가이드홈과 가이드돌기를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가이드홈과 상기 가이드돌기는 상기 중앙벽의 중앙을 지나는 중앙선을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 중앙벽의 상기 가이드홈은 상기 제2 중앙벽의 상기 가이드돌기와 접촉하고, 상기 제1 중앙벽의 상기 가이드돌기는 상기 제2 중앙벽의 상기 가이드홈과 접촉할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 중앙벽은 일면에 복수의 홈부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 홈부는 상기 중앙벽의 일면에서 내측으로 들어갈수록 확장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 중앙벽의 상기 복수의 홈부는, 상기 제1 중앙벽에서 상기 제1 서브 모듈을 바라보는 방향으로 형성되고, 상기 제2 중앙벽의 상기 복수의 홈부는, 상기 제2 중앙벽에서 상기 제2 서브 모듈을 바라보는 방향으로 형성될 수 있다.

본 발명의 적어도 일부의 실시예는, 동일한 서브 모듈이 포함되어 제작 공정이 간소화될 수 있다.

본 발명의 적어도 일부의 실시예는, 중앙벽이 사이드 커버와 연결되어 기계적 강성이 향상될 수 있다.

본 발명의 적어도 일부의 실시예는, 서브 모듈과 중앙벽이 결합하여 인접한 서브 모듈로 열이 전파되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 서브 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙벽의 분해 사시도이다.
도 5a는 도 4에 도시된 중앙벽이 결합된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 중앙벽의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙벽의 분해 사시도이다.
도 7a는 도 6에 도시된 중앙벽이 결합된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 중앙벽의 평면도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 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 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하의 설명에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "구성하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 이하의 설명에서 상측, 상부, 하측, 하부, 측면, 전면, 후면 등의 표현은 도면에 도시된 방향을 기준으로 표현한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성 요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며, 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안될 것이다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성 요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한 해석되어서는 안된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 모듈의 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 서브 모듈의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(1)은 중앙벽(500)을 포함하는 서브 모듈(10), 서브 모듈(10)을 덮는 상부 커버(20)와 하부 커버(30)를 포함할 수 있다.

서브 모듈(10)은 제1 서브 모듈(11)과 제2 서브 모듈(12)을 포함할 수 있으며, 제1 서브 모듈(11)과 제2 서브 모듈(12)은 중앙벽(500)을 사이에 두고 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 서브 모듈(11)과 제2 서브 모듈(12)은 동일한 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 서브 모듈(11)과 제2 서브 모듈(12)은 동일한 구성요소(예컨대, 셀 어셈블리 또는 보호커버)를 포함하고, 동일한 제작 과정을 거쳐서 제작될 수 있다. 예컨대, 제2 서브 모듈(12)은 제1 서브 모듈(11)을 제1 방향(Z 방향)을 축으로 180°회전한 상태가 될 수 있다. 즉 제1 서브 모듈(11)과 제2 서브 모듈(12)은 제1 축(Z축)을 기준으로 회전 대칭되도록 배치될 수 있다. 제1 서브 모듈(11)과 제2 서브 모듈(12)은 제1 방향(Z 방향)에 수직한 제2 방향(X 방향)을 따라 마주보도록 배치될 수 있다.

서브 모듈(10)은 중앙벽(500)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 서브 모듈(11)은 제1 중앙벽(510)을 포함하고, 제2 서브 모듈(12)은 제2 중앙벽(520)을 포함할 수 있다. 제1 중앙벽(510) 및 제2 중앙벽(520)은 제1 서브 모듈(11)과 제2 서브 모듈(12) 사이에 배치될 수 있다. 중앙벽(500)은 인접한 서브 모듈(10) 사이의 열전파를 차단할 수 있다.

중앙벽(500)은 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)을 포함할 수 있다. 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)은 동일한 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)은 동일한 구성요소를 포함할 수 있고, 동일한 제작 과정을 거쳐서 제작될 수 있다. 예컨대, 제1 중앙벽과 제2 중앙벽은 동일하게 일면에 복수의 홈부가 형성될 수 있다. 서브 모듈(10)과 마찬가지로, 제2 중앙벽(520)은 제1 중앙벽(510)을 제1 방향(Z 방향)을 축으로 180°회전한 상태가 될 수 있다. 즉, 제1 중앙벽과 제2 중앙벽은 제1 축(Z축)을 기준으로 회전 대칭되도록 배치될 수 있다.

배터리 모듈(1)은 서브 모듈(10)의 상부에 배치되는 상부 커버(20)와 하부에 배치되는 하부 커버(30)를 포함할 수 있다. 일 예로, 하나의 상부 커버(20)는 복수의 서브 모듈(10)의 상부면을 커버하도록 배치될 수 있고, 하나의 하부 커버(30)는 복수의 서브 모듈(10)의 하부면을 커버하도록 배치될 수 있다.

배터리 모듈(10)은 서브 모듈(10)을 덮는 하우징을 포함할 수 있다. 예컨대, 하우징은 서브 모듈(10)의 상부, 하부 및 측면을 모두 보호할 수 있다. 도 1에는 상부 커버 및 하부 커버만 도시되어 있으나, 하우징은 측면 커버를 추가로 구비하여 서브 모듈을 덮도록 배치될 수 있다.

상부 커버(20)는 개구부(21)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 개구부(21)로 인해 센싱 단자(310)는 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 상부 커버(20)가 복수의 서브 모듈(10)의 상부를 덮더라도, 개구부(21)를 통해 센싱 단자(310)가 상측(예컨대, Z 방향)으로 노출되어 외부 회로와 연결될 수 있다.

하부 커버(30)와 복수의 서브 모듈(10) 사이에는 열전도부재가 배치될 수 있다. 열전도부재의 일면은 서브 모듈(10)과 접촉하고, 타면은 하부 커버(30)와 접촉할 수 있다. 열전도부재는 열 전도성 접착제(Thermal adhesive)를 포함할 수 있다.

하부 커버(30)에는 히트 싱크(40)가 배치될 수 있다. 히트 싱크(40)에는 냉각 유로가 형성될 수 있다. 일 예로, 하나의 히트 싱크(40)는 복수의 서브 모듈(10)을 모두 커버하도록 형성될 수 있다. 다만, 히트 싱크(40)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니고, 복수 개 마련되어 각각 하나의 서브 모듈(10)과 대응되도록 구성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 서브 모듈(10)은 복수의 배터리 셀(111)이 제3 방향(Y 방향)으로 적층된 셀 어셈블리(100), 셀 어셈블리(100)를 보호하는 보호 커버(400) 및 중앙벽(500)을 포함할 수 있다. 보호 커버(400)는 복수의 배터리 셀(111)을 외부의 충격 등으로부터 보호할 수 있다.

셀 어셈블리(100)는 제3 방향(Y 방향)으로 적층된 배터리 셀(111)들을 포함하는 셀 적층체(110), 셀 적층체(110)와 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리(120) 및 버스바 어셈블리(120)에 결합되는 절연 커버(130)를 포함할 수 있다.

셀 적층체(110)는 적어도 하나 이상의 배터리 셀(111)을 포함할 수 있다. 셀 적층체(110)에 포함되는 복수의 배터리 셀(111)은, 파우치형(Pouch-type) 배터리 셀(111)일 수 있다. 배터리 셀(111)은 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하거나 또는 외부로부터 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 저장할 수 있다. 다만, 배터리 셀(111)은 파우치형 배터리 셀에 한정되지 않으며, 각형 배터리 셀 또는 원통형 배터리 셀이 될 수도 있다.

버스바 어셈블리(120)는 셀 어셈블리(100)에 수용되는 배터리 셀(111)들을 전기적으로 연결시킬 수 있고, 외부로 연결되는 단자부(121)를 포함할 수 있다. 예컨대, 버스바 어셈블리(120)는 셀 적층체(110)과 연결되도록 복수 개 배치될 수 있으며, 셀 적층체(110)의 일 측면과 마주보는 타 측면에 모두 구비될 수 있다. 버스바 어셈블리(120)는 셀 적층체(110)의 일 측면에 배치될 수 있고, 단자부(121)는 상판부재(200)의 일 측면에 연결될 수 있다. 단자부(121)는 양극 단자 및 음극 단자를 포함할 수 있고, 각각 이격되어 배치될 수 있다.

셀 어셈블리(100)는 버스바 어셈블리(120)에 결합되는 절연 커버(130)를 포함할 수 있다. 절연 커버(130)는 버스바 어셈블리(120)와 연결되어, 버스바 어셈블리(120)과 엔드 커버(410)가 전기적으로 연결되는 것을 차단할 수 있다.

서브 모듈(10)은 셀 어셈블리(100)와 연결되며, 셀 어셈블리(100)의 상부에 배치되는 상판부재(200)를 포함할 수 있다. 상판부재(200)에는 센싱 모듈(300)이 배치될 수 있다.

중앙벽(500)에 배치되는 상판부재(200)의 일 측에는 센싱 단자(320)가 배치될 수 있고, 중앙벽(500)이 배치되는 않는 상판부재(200)의 타 측에는 단자부(121)가 연결될 수 있다.

센싱 모듈(300)은 셀 어셈블리(100)에 포함되는 배터리 셀(111)들의 전기적, 열적 상태를 감지할 수 있다. 센싱 모듈(300)은 셀 어셈블리(100)의 상부에 배치될 수 있고, 복수의 배터리 셀(111)들과 연결될 수 있다.

센싱 모듈(300)은 센싱 단자(310) 및 센싱 회로(320)를 포함할 수 있다.

센싱 회로(320)는 복수의 배터리 셀(111)들의 전기적, 열적 상태를 감지하기 위한 회로를 형성한다. 예컨대, 센싱 회로(320)는 버스바 어셈블리(120)에 연결될 수 있고, 배터리 셀(111)들과 전기적으로 연결될 수 있다.

센싱 단자(310)는 센싱 회로(320)와 연결되며, 외부와 연결될 수 있다. 예컨대, 배터리 모듈(1)에서, 센싱 단자(310)는 상부 커버(20)와 연결될 수 있다. 센싱 단자(310)는 단자부(121)가 연결되는 상판부재(200)의 일 측면과 마주보는 상판부재(200)의 타 측면에 배치될 수 있다.

서브 모듈(10)은 셀 어셈블리(100)와 결합하는 보호 커버(400)를 포함할 수 있다.

보호 커버(400)는 셀 어셈블리(100)의 일 측을 커버하는 복수의 엔드 커버(410) 및 복수의 사이드 커버(420)를 포함할 수 있다. 셀 어셈블리(100)의 하부는 보호 커버(400)에 덮이지 않고 히트 싱크(40)와 직접 접촉할 수 있다. 따라서 셀 어셈블리(100)는 히트 싱크(40)와 직접 접촉하여, 배터리 모듈의 냉각 효율이 향상될 수 있다.

엔드 커버(410)는 서브 모듈(10)에서 버스바 어셈블리(120)가 배치된 쪽에 배치되어, 서브 모듈(10)을 커버할 수 있다. 엔드 커버(410)는 복수 개 구비되어, 양 측으로 배치될 수 있고, 절연 커버(130)와 연결될 수 있다. 예컨대, 서브 모듈(10)의 일 측면에는 엔드 커버(410), 절연 커버(130), 버스바 어셈블리(120) 그리고 셀 적층체(110)가 순차적으로 배치될 수 있다. 즉, 엔드 커버(410)는 서브 모듈(10)의 양단에 배치될 수 있고, 셀 어셈블리(100)를 외부로부터 보호할 수 있다.

사이드 커버(420)는 셀 어셈블리(100)의 측면을 외부로부터 보호할 수 있다. 예컨대, 사이드 커버(420)는 셀 어셈블리(100)의 측면에 배치될 수 있고, 적층된 배터리 셀(111)의 셀 바디부와 대향하도록 배치될 수 있다.

서브 모듈(10)은 셀 어셈블리(100)와 결합하는 중앙벽(500)을 포함할 수 있다.

중앙벽(500)은 서브 모듈(10)에서 센싱 모듈(300)이 배치된 쪽에 배치되어, 서브 모듈(10)을 커버할 수 있다. 예컨대, 중앙벽(500)은 서브 모듈의 일 측에만 구비될 수 있고, 셀 어셈블리(100)를 외부로부터 보호할 수 있다.

중앙벽(500)은 사이드 커버(420)와 결합할 수 있다. 예컨대, 체결 부재(600)가 중앙벽(500)과 사이드 커버(420)를 결합시킬 수 있다. 중앙벽(500)과 사이드 커버(420)는 각각 체결 부재(600)에 대응되도록 제1 체결홈(540)을 포함할 수 있다. 제1 체결홈(540)은 복수 개 구비될 수 있다. 중앙벽(500)과 사이드 커버(420)는 체결 부재(600)에 의해서 고정될 수 있고, 이에 따라 서브 모듈(10)의 기계적 강성이 향상될 수 있고, 구조적 안정성을 가질 수 있다.

종래의 서브 모듈의 경우, 서브 모듈을 제작하는 과정에서 사이드 커버가 고정되지 않는 문제점이 있었고, 이에 따라 외부에서 힘을 가해 사이드 커버를 고정시켜 사용해왔다. 본 발명의 실시예들의 배터리 모듈(1)에 따르면, 사이드 커버(420)와 중앙벽(500)이 결합하여 사이드 커버(420)가 고정될 수 있으므로, 생산 과정에서 편의성을 확보할 수 있다.

또한, 종래의 배터리 모듈의 경우, 배터리 모듈에 포함되는 서브 모듈들은 상이한 구조를 가지고 있어, 각각의 서브 모듈들을 개별적으로 제작해야 했으나, 실시예들의 배터리 모듈(1)에 따르면, 동일한 서브 모듈(10)을 반복적으로 제작하여, 이를 연결할 수 있다. 또한 후술할 중앙벽(500)에 따르면, 중앙벽(500)도 동일한 구조의 중앙벽(500)을 반복적으로 제작하여 서브 모듈(10)에 결합시킬 수 있다. 따라서, 중앙벽(500)에 연결된 서브 모듈(10)을 연결하여 배터리 모듈(1)을 생산할 수 있고, 배터리 모듈(1)의 제작 공정을 간소화할 수 있다.

중앙벽(500)은 인접한 서브 모듈(10) 간의 열 전파 차단 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 서브 모듈(10)에서 발생하는 열이 인접한 서브 모듈(10)로 전파되는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 중앙벽(500)은 열전도도가 낮은 부재로 이루어질 수 있다. 인접한 서브 모듈(10)을 사이에 두고 열전도도가 낮은 중앙벽(500)이 배치함으로써, 서브 모듈(10)에서 방출된 열이 인접한 서브 모듈(10)로 열 전도되는 것이 방지할 수 있다. 또한, 후술하겠지만 중앙벽(500)에는 홈부가 형성될 수 있고, 이로 인해 중앙벽(500) 내부에 공간이 형성될 수 있다. 따라서, 중앙벽(500)의 내부 공간은 열 전파를 차단하는 단열 기능을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙벽의 분해 사시도이다. 도 5a는 도 4에 도시된 중앙벽이 결합된 상태를 도시하는 사시도이다. 도 5b는 도 5a에 도시된 중앙벽의 평면도이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙벽의 분해 사시도이다. 도 7a는 도 6에 도시된 중앙벽이 결합된 상태를 도시하는 사시도이다. 도 7b는 도 7a에 도시된 중앙벽의 평면도이다.

도 4 내지 도 7b을 참고하면, 본 발명의 실시예들에 따른 중앙벽(500)은 제3 방향(Y 방향)으로 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 중앙벽(500)은 복수의 홈부(530)를 포함할 수 있고, 서로 결합할 수 있도록 가이드홈(560)과 가이드돌기(570)를 포함할 수 있다.

중앙벽(500)은 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)을 포함할 수 있다. 제1 중앙벽(510)은 제2 중앙벽(520)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)은 제1 축을 기준으로 180°회전한 상태가 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)을 동일하게 제작하여 동일한 구조를 갖는 서브 모듈(10)에 결합시킬 수 있고, 배터리 모듈(1)의 제작 공정이 간소화될 수 있다.

제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)은 각각 일면에 가이드홈(560)과 가이드돌기(570)를 포함할 수 있다. 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)이 접촉하면서, 가이드홈(560)과 가이드돌기(570)가 형성된 일면끼리 접촉할 수 있다.

홈부(530)가 형성된 일면과 마주보는 타면에 가이드돌기(570)와 가이드홈(560)이 형성될 수 있다. 가이드홈(560)과 가이드돌기(570)는 중앙벽(500)의 길이 방향(예컨대, 제3 방향(Y 방향))의 중앙선(C)을 기준으로 대칭되도록 형성될 수 있다. 따라서, 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)이 결합할 때, 제1 중앙벽(510)의 가이드홈(560)과 제2 중앙벽(520)의 가이드돌기(570)가 서로 접촉하고, 제1 중앙벽(510)의 가이드돌기(570)와 제2 중앙벽(520)의 가이드홈(560)이 서로 접촉할 수 있다. 가이드돌기(570)와 가이드홈(560)은 서로 대응될 수 있고, 배터리 모듈(1)에서, 제1 중앙벽(510)과 제2 중앙벽(520)은 맞닿을 수 있다. 따라서, 중앙벽(500) 사이의 공간이 존재하지 않게 되므로 배터리 모듈(1)에서 공간의 효율성을 확보할 수 있다.

가이드돌기(570)는 관통홀(571)을 포함할 수 있다. 관통홀(571)은 제1 방향(Z 방향)으로 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 관통홀(571)이 형성됨에 따라, 가이드돌기(570)는 내부에 빈 공간이 형성될 수 있다. 따라서, 중앙벽(500)의 내부에 빈 공간이 형성될 수 있고, 중앙벽(500)을 포함한 배터리 모듈(1)의 무게를 감소시킬 수 있다.

도 4, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙벽(500a)이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 중앙벽(500)은 일면에 복수의 홈부(530)를 포함할 수 있다. 중앙벽(500)의 일면에는 복수의 홈부(530)가 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 홈부(530)는 제1 방향(Z 방향)으로 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 복수의 홈부(530)가 형성된 중앙벽(500a)의 일면은 서브 모듈(10)을 바라보는 방향으로 배치될 수 있다. 예컨대, 도 1을 참조하면, 제1 중앙벽(510)의 홈부(530)는 제1 중앙벽(510)에서 제1 서브 모듈(11)을 바라보는 방향으로 형성될 수 있고, 제2 중앙벽(520)의 홈부(530)는 제2 중앙벽(520)에서 제2 서브 모듈(12)을 바라보는 방향으로 형성될 수 있다. 서브 모듈(10)의 배터리 셀(111)에서는 열 또는 가스가 발생할 수 있고, 중앙벽(500)으로 열 또는 가스가 전파될 수 있다. 이 때, 중앙벽(500a)의 홈부(530)는 벤트 홀(vent hole)과 유사하게 기능할 수 있고, 서브 모듈(10)에서 방출된 열 또는 가스는 홈부(530)를 따라 제1 방향(Z 방향) 양단으로 이동할 수 있다. 제1 방향(Z 방향) 양단으로 전파된 열은 하부 커버(30)에 배치된 히트 싱크(40)로 이동하여 쿨링될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 중앙벽(500a)은, 사이드 커버(420)와 결합하기 위한 제1 체결홈(540)을 포함할 수 있다. 즉, 중앙벽(500a)은 사이드 커버(420)와 연결될 수 있고, 제1 체결홈(540)에는 체결 부재(600)가 결합될 수 있다. 따라서, 사이드 커버(420)를 고정하기 위해 외부에서 힘을 가하지 않고도 사이드 커버(420)가 고정될 수 있다. 제1 체결홈(540)은 홈부(530)가 형성된 일 측면과 이웃한 측면에 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 체결홈(540)은 제3 방향(Y 방향)을 따라 길이를 갖도록 형성될 수 있다.

중앙벽(500a)은 상부 커버(20) 및 하부 커버(30)와 결합하기 위한 제2 체결홈(550)을 포함할 수 있다. 제2 체결홈(550)은 상부 커버(20) 및 하부 커버(30)와 연결될 수 있으며, 체결 부재(600)를 통해 체결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)에서, 상부 커버(20)와 하부 커버(30)는 중앙벽(500a)과 결합하여 고정될 수 있다. 제2 체결 홈은 홈부(530)가 형성된 일 측면과 이웃한 측면에 형성될 수 있으며, 제1 체결홈(540)이 형성된 측면과 다른 측면에 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 체결홈(550)은 제1 방향(Z 방향)을 따라 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 도 5b를 참조하면, 제2 체결홈(550)은 복수 개 구비될 수 있다.

도 6, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙벽(500b)이다.

본 발명의 다른 실시예의 중앙벽(500b)에서, 홈부(530)는 중앙벽(500b)의 일 측 표면에서 내측으로 들어갈수록 홈부(530)가 확장되는 구조로 형성될 수 있다. 내측의 홈부(530)가 확장됨에 따라, 중앙벽(500b)으로 이동한 열 또는 가스가 홈부(530)에 수용되기 용이할 수 있다. 따라서 수용된 열 또는 가스는 홈부(530)를 타고 제1 방향(Z 방향)으로 이동 가능하다.

본 발명의 다른 실시예의 중앙벽(500b)에서, 홈부(530)가 확장되어, 중앙벽(500) 내부에는 빈 공간이 추가적으로 형성될 수 있다. 따라서, 중앙벽(500b)의 무게가 감소할 수 있고, 중앙벽(500b)을 포함한 배터리 모듈(1)의 무게를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예의 중앙벽(500b)은 본 발명의 일 실시예의 중앙벽(500a)과 같이 제1 체결홈(540)과 제2 체결홈(550)을 포함할 수 있고, 가이드돌기(570)와 가이드홈(560)을 포함할 수 있다. 중앙벽(500b)의 가이드돌기(570)과 가이드홈(560)은 중앙벽(500)의 길이 방향(예컨대, 제3 방향(Y 방향))의 중앙선(C)을 기준으로 대칭되도록 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

예를 들어, 전술한 실시예에서 일부의 구성요소를 삭제하여 실시될 수 있고, 각 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수도 있다.

1: 배터리 모듈
10: 서브 모듈
20: 상부 커버
30: 하부 커버
100: 셀 어셈블리
110: 셀 적층체
300: 센싱 모듈
400: 보호 커버
420: 사이드 커버
500: 중앙벽
530: 홈부
540: 제1 체결홈
550: 제2 체결홈
560: 가이드홈
570: 가이드돌기

Claims

복수의 배터리 셀들이 적층된 셀 적층체를 각각 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈;
상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 사이에 배치되는 중앙벽;
을 포함하며,
상기 중앙벽은 상기 제1 서브 모듈에 대향하는 제1 중앙벽 및 상기 제2 서브 모듈에 대향하는 제2 중앙벽을 포함하고,
상기 제1 중앙벽은 일면에 제1 방향으로 빈 공간을 갖도록 형성된 복수의 제1 홈부를 포함하고,
상기 제2 중앙벽은 일면에 상기 제1 방향으로 빈 공간을 갖도록 형성된 복수의 제2 홈부를 포함하고,
상기 제1 방향은 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈이 배치되는 방향에 수직한 방향인 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 중앙벽은 상기 제1 서브 모듈에 결합하고,
상기 제2 중앙벽은 상기 제2 서브 모듈에 결합하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈은 동일한 구조를 갖는 배터리 모듈.
제3항에 있어서,
상기 제1 중앙벽과 상기 제2 중앙벽은 동일한 구조를 갖는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 서브 모듈을 보호하는 사이드 커버;를 추가로 포함하고,
상기 중앙벽은 상기 사이드 커버와 결합하는 배터리 모듈.
제5항에 있어서,
상기 중앙벽은 제1 체결홈을 포함하고,
상기 중앙벽은 체결부재와 상기 제1 체결홈을 통해 상기 사이드 커버와 결합하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈의 상부를 커버하는 상부 커버; 및
상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈의 하부를 커버하는 하부 커버;
를 추가로 포함하며,
상기 중앙벽은 상기 상부 커버와 상기 하부 커버와 결합되는 배터리 모듈.
제7항에 있어서,
상기 중앙벽은 제2 체결홈을 포함하며,
상기 중앙벽은 체결부재와 상기 제2 체결홈을 통해 상기 상부 커버 및 상기 하부 커버와 결합하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 중앙벽은 일면에 형성되는 가이드홈과 가이드돌기를 포함하는 배터리 모듈.
제9항에 있어서,
상기 가이드홈과 상기 가이드돌기는 상기 중앙벽의 중앙을 지나는 중앙선을 기준으로 대칭되게 배치되는 배터리 모듈.
제9항에 있어서,
상기 제1 중앙벽의 상기 가이드홈은 상기 제2 중앙벽의 상기 가이드돌기와 접촉하고,
상기 제1 중앙벽의 상기 가이드돌기는 상기 제2 중앙벽의 상기 가이드홈과 접촉하는 배터리 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 홈부는 상기 제1 중앙벽의 일면에서 내측으로 들어갈수록 확장되며,
상기 복수의 제2 홈부는 상기 제2 중앙벽의 일면에서 내측으로 들어갈수록 확장되는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 홈부는 상기 제1 중앙벽에서 상기 제1 서브 모듈을 바라보는 방향으로 형성되고,
상기 제2 홈부는 상기 제2 중앙벽에서 상기 제2 서브 모듈을 바라보는 방향으로 형성되는 배터리 모듈.