KR20130007864A - 전지모듈 케이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전지모듈 케이스에 관한 것으로서, 상세하게는 하나 이상의 전지셀이 조립되어 완성되는 전지모듈의 조립공정에서 다 수개의 전지셀을 별도의 고정부품이나 치공구 없이 고정 및 연결할 수 있도록 조립공정이 단순화되고, 전지셀에서 발열된 열의 방열이 용이한 전지모듈 케이스에 관한 것으로, 본 발명의 제1실시예는 바닥면에서 직립된 벽면으로 둘러쌓고, 상면이 개방되어 내측에 하나 이상의 전지셀이 수용되는 공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징의 벽면중에서 상호 대향된 벽면에 걸치도록 연장되어 상기 하우징의 공간을 하나 이상의 구획으로 분할하도록 상호간에 상기 전지셀의 폭이 수용되는 간격만큼 이격되어 설치되는 하나 이상의 격벽; 및 상기 하나 이상의 격벽에 의하여 구획된 공간으로서 상기 전지셀의 수용되는 하나 이상의 수용부를 포함하고, 상기 전지셀은 양측면이 상기 하우징의 양측면에 밀착되고, 전면과 후면중 적어도 어느 한 면이 상기 격벽에 밀착되어 상기 수용부에 수용되고, 상기 전지셀의 전지탭은 스팟 용접으로 직렬 또는 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

전지모듈 케이스{Battery module case}

본 발명은 전지모듈 케이스에 관한 것으로서, 상세하게는 하나 이상의 전지셀이 조립되어 완성되는 전지모듈의 조립공정에서 다 수개의 전지셀을 별도의 고정부품이나 치공구 없이 고정 및 연결할 수 있도록 조립공정이 단순화되고, 전지셀에서 발열된 열의 방열이 용이한 전지모듈 케이스에 관한 것이다.

일반적으로 1차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 2차 전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 2차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 리튬 2차 전지를 들 수 있다. 이 중에서, 리튬 2차 전지(이하에서는 리튬전지라 총칭한다)는 작동 전압이 2.0~4.2V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되는 추세이다.

이와 같은 리튬전지는 전원이 입출력되는 탭이 형성되는 전지셀과, 상기 셀을 케이싱 하는 케이스로 이루어진다. 여기서 상기 케이스에 수용되는 셀을 전지셀이라는 단위로서 칭하며, 상기 전지셀이 여러 개가 연결되어 하나의 전지모듈을 이룬다.

고출력의 리튬전지는 하이브리드 자동차 등에서 요구되고 있으며, 상기와 같은 전지모듈을 수십에서 수백개를 적층하고, 각각의 전지셀을 직렬 연결하여 고전압을 얻게 된다.

여기서 종래에는 상기와 같은 전지모듈을 이루기 위해서는 다 수개의 전지셀을 직렬로 연결하고, 연결되는 전지셀을 고정시키기 위한 별도의 고정수단을 구비해야만 한다.

즉, 종래에는 연결되는 각각의 전지셀의 양측면에 케이스에 일치되는 형상을 갖고 일방향으로 연장된 탭에 나사와 같은 고정수단으로 연결되어 하나의 전지모듈을 형성하게 되기 때문에 별도의 고정수단으로 서로 분리된 전지셀들을 연결 및 고정하기 때문에 작업이 장시간에 걸쳐 진행되는 문제점이 있었다.

또한 종래에는 전지셀에서 전원이 입출력되는 과정에서 발생되는 고열에 의한 전지셀의 손상이나 화재를 방지하기 위하여 별도의 방열장치를 추가해야되기 때문에 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하나 이상의 전지셀이 연결되는 전지모듈의 조립공정에서 다 수개의 전지셀을 별도의 고정부품이나 치공구 없이 고정 및 연결할 수 있도록 조립공정을 단순화하고, 전지셀에서 발열된 열의 방열이 용이한 전지모듈 케이스를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명의 제1실시예는 바닥면에서 직립된 벽면으로 둘러쌓고, 상면이 개방되어 내측에 하나 이상의 전지셀이 수용되는 공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징의 벽면중에서 상호 대향된 벽면에 걸치도록 연장되어 상기 하우징의 공간을 하나 이상의 구획으로 분할하도록 상호간에 상기 전지셀의 폭이 수용되는 간격만큼 이격되어 설치되는 하나 이상의 격벽; 및 상기 하나 이상의 격벽에 의하여 구획된 공간으로서 상기 전지셀의 수용되는 하나 이상의 수용부를 포함하고, 상기 전지셀은 양측면이 상기 하우징의 양측면에 밀착되고, 전면과 후면중 적어도 어느 한 면이 상기 격벽에 밀착되어 상기 수용부에 수용되고, 상기 전지셀의 전지탭은 스팟 용접으로 직렬 또는 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시예에 있어서, 상기 전지모듈 케이스는 상기 하우징의 벽면에서 하나 이상이 관통형성되어 상기 전지셀에서 발열된 열을 방열시키는 통풍구를 더 포함하고, 상기 통풍구는 상기 수용부와 연통되어 상기 전지셀의 측면이 외측에서 노출될 수 있도록 형성되고, 상기 격벽은 상기 수용부에 인입된 상기 전지셀에서 발열된 열을 방열하도록 관통형성되는 하나 이상의 방열구를 더 포함한다.

본 발명의 제3실시예에 있어서, 상기 격벽은 상면에서 하향 절곡되는 절곡홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 하나의 하우징내에서 다수개의 공간으로 구획하여 각각의 구획된 공간내에 전지셀을 수용하고, 각각의 전지셀의 전지탭을 직렬 또는 병렬로 연결하여 전지모듈을 구성하기 때문에 단순히 하우징내에 전지셀을 삽입하여 전지모듈의 조립이 이루어지기 때문에 작업이 매우 쉽고, 별도의 체결부품이나 치공구가 필요 없기 때문에 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전지모듈 케이스를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전지모듈 케이스의 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 전지모듈 케이스의 사용예를 도시한 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 전지모듈 케이스의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전지모듈 케이스를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 전지모듈 케이스의 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전지모듈 케이스는 상면이 개방되고 직립된 벽면으로 둘러쌓여 내측에서 전지셀이 수용되는 빈공간을 형성하는 하우징(11)과, 상기 하우징(11)의 내측 공간을 다 수개의 구획으로 분할시키는 하나 이상의 격벽(12)과, 상기 하우징(11)의 벽면에서 관통형성되어 내측에 수용되는 전지셀(20)에서 발열된 열을 통풍시키는 통풍구(13)를 포함한다.

상기 하우징(11)은 상면이 개방되고, 바닥면에서 직립된 전면, 후면, 좌측면과 우측면을 포함하는 벽면으로 내측에 하나 이상의 전지셀이 수용되는 공간으로 형성된다. 여기서 상기 하우징(11)은 전지셀(20)이 수용되는 수용부(14)를 내측에 형성하되, 상기 수용부(14)는 상기 격벽(12)에 의해 다 수개로 구획된 공간이다.

상기 격벽(12)은 다 수개가 상호 간에 상기 전지셀(20)의 폭에 비례하는 간격으로 배열되며, 상기 하우징(11)의 벽면중에서 상호 마주보는 벽면에 양쪽이 고정되어 상기 수용부(14)를 형성한다. 이때 상기 격벽(12)은 각각의 수용부(14)에 안착된 전지셀(20)에서 발열된 열을 방열시키기 위하여 관통형성되는 방열구(122)와, 상면에서 하향 절곡되는 절곡홈(121)을 포함한다.

상기 방열구(122)는 각각의 격벽(12)에 하나 이상이 설치되어 상기 격벽(12)을 사이에 두고 양측에 안착된 전지셀(20)에서 발열된 열을 방열시킨다.

상기 절곡홈(121)은 상기 격벽(12)의 상면에서 중앙부 근처에서 하향 절곡형성되며, 이때 절곡되는 바닥면의 높이는 상기 전지셀(20)의 상면과 일치되거나 더 낮게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 전지셀(20)의 인출입이 용이하도록 상기 절곡홈(121)의 바닥면이 더 낮게 형성하면 상기 전지셀(20)의 전면 또는 후면이 노출되기에 작업자가 전지셀(20)의 인출입 할 경우에 용이하다.

또한 상기 절곡홈(121)은 상기 다 수개의 격벽(12)이 모두 일치된 높이에서 형성되기 때문에 각각의 전지셀(20)을 전기적으로 연결할 경우에 사용되는 연결부재(예를 들면, 금속형 도체나 전기선)의 설치 공간을 확보해 줄 수 있다.

상기 방열구(122)는 상기 다 수개의 격벽(12)마다 하나 이상이 설치되어 상기 격벽(12)의 양측의 수용부(14)에 인입되는 전지셀(20)에서 방열된 열을 방열시킨다.

상기 통풍구(13)는 상기 하우징(11)의 전, 후, 좌측면, 우측면을 포함하는 벽면중에서 상호 마주보도록 대향된 벽면중 적어도 하나의 벽면에서 하나 이상이 형성되어 상기 수용부(14)에 안착되는 전지셀(20)에서 방열된 열을 외부로 방열시킬 수 있다. 이대 상기 통풍구(13)는 각각의 수용부(14)를 형성하는 상기 하우징(11)의 벽면에서 형성되어 상기 수용부(14)에 연통될 수 있도록 한다. 따라서 상기 통풍구(13)는 각 수용부(14) 마다 적어도 하나 이상이 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명은 상기 하우징(11)의 벽면(전면, 후면, 좌측면, 우측면을 포함하는 사면)중에서 적어도 어느 하나의 벽면에 하나 이상의 통풍구(13)를 구비하고, 내측에서 상기 다 수개의 격벽(12)마다 방열구(122)를 구비하여 상기 전지셀(20)이 과열됨을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 전지모듈 케이스의 사용예를 도시한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지모듈 케이스(10)는 상기 다 수개의 격벽(12)에 의해 분할된 각각의 수용부(14)에 작업자가 상기 전지셀(20)을 인입시킨다.

즉,작업자는 상기 하우징(11)의 일측에서 타측 또는 그 반대방향에서 최 외측에 형성되는 수용부(14)에 상기 전지셀(20)을 인입한다.

이때 인입된 전지셀(20)은 양측면이 상기 통풍구(13)가 형성되는 상기 하우징(11)의 직립된 벽면중에서 상호 마주보는 양측의 벽면에 측면이 밀착되며, 전면과 후면이 양쪽의 격벽(12)에 밀착된다.

이후에 작업자는 상기 전지모듈 케이스(10)에 상기 전지셀(20)을 모두 인입하면, 커버로 상기 하우징(11)의 상면을 밀폐시킨 뒤에 금속성 도전체를 각 전지탭(21) 사이에 연결하여 상기 전지모듈 케이스(10) 내에 설치된 전지셀(20)을 전기적으로 연결하도록 한다.

또는 도시된 바와 같이 개방된 상태에서 상기 전지셀(20)의 전지탭(21)을 직렬 또는 병렬 연결하여 사용함도 가능하다.

위 실시예중 커버(도시되지 않음)로서 내측을 밀폐하는 경우에는 상기 커버에서 상기 전지탭(21)이 상측으로 노출될 수 있도록 관통된 다 수개의 관통구(도시되지 않음)가 형성되며, 상기 관통구(도시되지 않음)로 인출되는 각각의 전지탭(21) 사이를 전기적으로 통전가능한 금속성 도전체(도시되지 않음)를 스팟용접으로 접착시킨다.

상기 전지탭(21)의 연결과정이나 연결부재는 도시되지는 않았으나 스팟용접과 같은 전지탭(21)간의 연결기술은 일반적으로 동업종에 종사하는 기술자가 사용하는 그 어떠한 방법을 적용할 수 있고, 또한 공지된 기술을 적용하기에 전지탭(21)간의 연결부재(예를 들면, 금속성 도전체)나 연결방법(예를 들면, 스팟용접)에 대한 설명을 생략한다.

위와 같이 본 발명에 따른 전지모듈 케이스는 조립과정에 있어서 별도의 고정수단이나 치공구의 사용없이 사용자가 수작업으로 전지셀(20)을 인입하기 때문에 조립작업이 용이하고 작업시간이 단축될 수 있다.

아울러 상기와 같은 전지모듈이 하이브리드자동차 또는 대용량 모터등에 장착되어 전원을 출력하는 경우에 상기의 통풍구(13)와 방열구(122)에 의하여 내부의 다 수개의 전지셀(20)에서 발열된 열의 배출이 용이하기 때문에 과열에 의한 전지셀(20)의 손상이나 폭발 및 화재의 위험이 방지된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 전지모듈 케이스 11 : 하우징
12 : 격벽 13 : 통풍구
14 : 수용부 121 : 절곡홈
122 : 방열구 20 : 전지셀
21 : 전지탭

Claims (3)

1. 바닥면에서 직립된 벽면으로 둘러쌓고, 상면이 개방되어 내측에 하나 이상의 전지셀이 수용되는 공간을 형성하는 하우징;
   상기 하우징의 벽면중에서 상호 대향된 벽면에 걸치도록 연장되어 상기 하우징의 공간을 하나 이상의 구획으로 분할하도록 상호간에 상기 전지셀의 폭이 수용되는 간격만큼 이격되어 설치되는 하나 이상의 격벽; 및
   상기 하나 이상의 격벽에 의하여 구획된 공간으로서 상기 전지셀의 수용되는 하나 이상의 수용부를 포함하고,
   상기 전지셀은 양측면이 상기 하우징의 양측면에 밀착되고, 전면과 후면중 적어도 어느 한 면이 상기 격벽에 밀착되어 상기 수용부에 수용되고,
   상기 전지셀의 전지탭은 스팟 용접으로 직렬 또는 병렬 연결되는 전지모듈 케이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 전지모듈 케이스는 상기 하우징의 벽면에서 하나 이상이 관통형성되어 상기 전지셀에서 발열된 열을 방열시키는 통풍구를 더 포함하고,
   상기 통풍구는 상기 수용부와 연통되어 상기 전지셀의 측면이 외측에서 노출될 수 있도록 형성되고,
   상기 격벽은 상기 수용부에 인입된 상기 전지셀에서 발열된 열을 방열하도록 관통형성되는 하나 이상의 방열구를 더 포함하는 전지모듈 케이스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 격벽은
   상면에서 하향 절곡되는 절곡홈이 형성되는 전지모듈 케이스.

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