KR20130120386A - 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20130120386A
KR20130120386A KR20130041347A KR20130041347A KR20130120386A KR 20130120386 A KR20130120386 A KR 20130120386A KR 20130041347 A KR20130041347 A KR 20130041347A KR 20130041347 A KR20130041347 A KR 20130041347A KR 20130120386 A KR20130120386 A KR 20130120386A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery cell
battery
refrigerant
flange portion
barrier
Prior art date
Application number
KR20130041347A
Other languages
English (en)
Inventor
김명철
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사, 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Publication of KR20130120386A publication Critical patent/KR20130120386A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 적어도 두 개의 배터리 셀을 수용하도록 형성된 격벽을 포함하는 배리어; 및 상기 격벽 내에 각각 수용되며, 단자부가 구비된 캡 플레이트 및 기체가 배출되는 벤트부를 구비하는 적어도 두 개의 상기 배터리 셀;을 포함하는 배터리 모듈 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈 {BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리 모듈이 개발되고 있으며, 상기한 고출력 배터리 모듈은 고전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성한다.
통상, 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀로 이루어질 수 있다. 그러나, 기존의 복수개의 배터리 셀은 공간적으로 효율적으로 배열되지 못하여 배터리 셀 사이에 불필요한 간격이 넓게 존재하여 배터리 셀의 수납 효율이 저하되는 문제가 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 신규한 구조의 배리어를 구비한 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 배터리 셀의 수납 효율이 향상된 배터리 모듈을 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 복수의 배터리 셀 및 본체와 본체의 일측에서 돌출된 격벽을 구비한 배리어를 포함하되, 상기 복수의 배터리 셀에서 인접하여 위치한 제1 배터리 셀 그룹이 상기 본체의 일측에 배치되고 상기 격벽은 상기 인접하는 제1 배터리 셀 그룹 사이에서 연장된 배터리 모듈을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀에서 인접하는 제2배터리 셀 그룹이 상기 제1배터리 셀 그룹이 위치하는 일측의 반대측 본체내에 배치된다.
본 발명에서 상기 배리어는 상기 본체의 둘레에 연장되어 형성되고 상기 제1배터리 셀 그룹과 제2배터리 셀 그룹 각각의 외측면을 적어도 부분적으로 커버하는 적어도 하나의 플랜지부를 포함한다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 플랜지부는 적어도 하나의 냉매홀을 구비하여 냉매유로를 형성한다.
본 발명에서 상기 배리어는 상기 본체의 일측과 반대측인 타측면의 적어도 하나에 복수의 돌출부가 구비되고, 상기 복수의 돌출부는 일정간격으로 이격되어 상기 돌출부 사이로 냉매유로를 형성한다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 플랜지부는 둘레의 일측에 제1플랜지부와 상기 일측의 반대측인 타측에 제2플랜지부를 구비하고,
상기 적어도 하나의 제1냉매홀은 상기 돌출부 사이의 일정간격과 대응되도록 상기 제1플랜지부에 서로 이격되어 복수개 형성되고,
상기 적어도 하나의 제2냉매홀은 상기 돌출부 사이의 일정간격과 대응되도록 상기 제1플랜지부에 서로 이격되어 복수개 형성된다.
본 발명에서 상기 격벽에 적어도 하나의 냉매홀이 구비되어 냉매유로를 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1배터리 셀 그룹은 단자부와 벤트부를 포함하고,
상기 적어도 하나의 플랜지부는 상기 단자부와 벤트부의 각각에 대응되는 위치에 형성된 단자홀과 벤트홀을 포함한다.
본 발명에서 상기 제1 배터리 셀 그룹의 어느 하나의 배터리셀의 단자부와 벤트부는 상기 제1배터리 셀 그룹의 다른 하나의 배터리 셀의 단자부와 벤트부와 상호 동일한 또는 반대의 방향을 향하여 대면한다.
본 발명에서 상기 복수의 배터리 셀을 고정하는 하우징을 더 포함하되, 상기 하우징은 상기 복수의 배터리 셀의 양단에 위치하는 한쌍의 엔드 플레이트;
상기 엔드 플레이트를 서로 연결하는 적어도 하나의 브라켓 및
상기 한쌍의 엔드 플레이트의 어느 하나의 엔드 플레이트와 배리어 사이에 위치하는 엔드 배리어를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 제1방향에서 서로 이격된 상태에서 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀 및 배리어를 포함하되,
상기 배리어는 복수의 배터리 셀의 인접하는 배터리 셀 사이에 위치하는 본체와
제1방향에서 본체로부터 돌출되고 인접 배터리 셀 중에서 제1 배터리 셀의 제1측면을 적어도 부분적으로 커버하는 제1플랜지부를 구비하고,
상기 제1플랜지부는 적어도 하나의 제1냉매홀을 포함하여 냉매유로를 형성하고 상기 냉매유로는 상기 본체와 상기 제1배터리 셀 사이에 위치하는 배터리 모듈을 제공한다.
본 발명에서 상기 배리어는 제1방향에서 본체로부터 돌출되고, 상기 제1배터리 셀의 제1측면과 반대되는 제2측면을 부분적으로 커버하는 제2플랜지부를 더 포함하되, 적어도 하나의 제2냉매홀을 구비하여 냉매유로를 형성한다.
본 발명에서 상기 배리어는 제1방향에서 본체의 일측으로부터 돌출된 복수의 돌출부를 더 포함하여 제1방향과 반대되는 방향에서 마주하는 제1배터리 셀의 표면과 접촉되며, 상기 냉매유로는 본체의 일측과 제1배터리 셀의 표면 사이에 위치된다.
본 발명에서 상기 복수의 돌출부는 일정간격으로 서로 이격되고 상기 냉매유로는 상기 돌출부 사이에 형성된다.
본 발명에서 상기 제1냉매홀은 일정간격으로 대응되는 제1플랜지부에서 서로 이격되어 형성된 복수의 제1냉매홀을 포함하고,
상기 제2냉매홀은 일정간격으로 대응되는 제2플랜지부에서 서로 이격되어 형성된 복수의 제2냉매홀을 포함한다.
본 발명에서 상기 냉매유로는 제1배터리 셀의 표면과 접촉된다.
본 발명에서 상기 제1플랜지부는 인접 배터리 셀의 제2배터리 셀의 일측을 부분적으로 커버하는 영역을 포함하고,
상기 제1플랜지부의 상기 영역은 적어도 하나의 냉매홀을 구비하되, 상기 냉매홀은 또 다른 냉매유로를 형성하며 상기 또 다른 냉매유로가 상기 본체와 제2배터리 셀 사이에 위치된다.
본 발명에서 제 상기 제1배터리 셀로부터 이격된 추가 배터리 셀을 더 포함하되, 상기 배리어는 제1방향에서 본체로부터 돌출되고 제1배터리 셀과 추가 배터리 셀 사이에 위치된 격벽을 포함한다.
본 발명에서 상기 격벽은 적어도 하나의 냉매홀을 포함하여 냉매유로를 형성한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 신규한 격벽이 형성된 구조의 배리어를 구비한 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 생산비가 절감되고 공정효율이 향상된 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도.
도 2는 도 1의 일부분의 분해사시도.
도 3은 도 2의 일부분의 결합사시도.
도 4는 본 발명의 도 1의 배터리 모듈에 따른 배리어를 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도.
도 6은 도 1의 일부분의 분해사시도.
도 7은 도 2의 일부분의 결합사시도.
도 8은 본 발명의 도 5의 배터리 모듈에 따른 배리어를 설명하기 위한 사시도.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
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 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부분의 분해사시도이며, 도 3은 도 2의 일부분의 결합사시도이고, 도 4는 도 1의 실시예에 따른 배리어를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈(1)은 적어도 두 개의 배터리 셀(10)을 수용하도록 형성된 격벽(121)을 포함하는 배리어(120); 및 상기 격벽(121) 내에 각각 수용되며, 단자부(11, 12)가 구비된 캡 플레이트(14) 및 기체가 배출되는 벤트부(13)를 구비하는 적어도 두 개의 상기 배터리 셀(10);을 포함한다.
본 실시예에서 복수의 베터리 셀중에서 인접하여 위치한 두개의 배터리 셀(10)을 제1베터리 셀 그룹으로 하고, 반대측의 인접하여 위치한 두개의 베터리 셀(10)을 제2배터리 셀 그룹으로 볼 수 있다. 이 경우 상기 제1배터리 셀 그룹이 배리어 본체(125)읠 일측에 배치되고, 제2배터리 셀 그룹이 배리어 본체(125)의 반대측에 배치된다.
여기서, 배리어(120)는 배터리 셀(10)의 장측면과 대면하는 배리어 본체(125) 및 배리어 본체(125)의 외곽 혹은 둘레를 둘러싸도록 형성되며, 격벽(121)과 함께 베터리 셀(10)을 수용하는 제1 플랜지부 내지 제4 플랜지부(122a, 122b, 123a, 123b)를 더 포함한다.
제1 플랜지부(122a) 및 제2 플랜지부(122b)는 각각 이웃한 배터리 셀(10)의 캡 플레이트(14)를 덮고 있으며, 제3 플랜지부(123a)와 제4 플랜지부(123b)는 제1 플랜지부(122a) 및 제2 플랜지부(122b)의 사이에 구비되어 베터리 셀(10)의 적어도 일측면을 부분적으로 커버 또는 덮고 있다.
여기서, 제1 플랜지부(122a)와 제2 플랜지부(122b)에는 각각 단자부(11, 12)에 대응하는 단자홀(H1) 및 벤트부(13)에 대응하는 벤트홀(H2)이 형성된다.
또한, 배리어(120)에는 배리어 본체(125) 상에 구비되며 베터리 셀(10)과 배리어(120)가 일정 간격으로 이격되도록 하는 복수개의 돌출부(125a)가 더 구비된다. 여기서, 복수개의 돌출부(125a)는 인접하는 돌출부(125a)들이 일정 간격(F, 도 4 참조)으로 이격되도록 배열된다.
한편, 배터리 모듈(1)의 중간에 위치한 배리어(120a)는 베터리 셀(10)을 배리어 본체(125)의 양방향에서 수용할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(1)의 양끝단에 위치한 배리어(120b)는 배리어 본체(125)의 일방향에서 수용할 수도 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 제3 플랜지부(123a)와 제4 플랜지부(123b)에는 각각 제1 냉매홀(124a) 및 제2 냉매홀(124b)이 형성된다. 여기서, 제1 냉매홀(124a) 및 제2 냉매홀(124b)은 인접하는 돌출부(125a)들 사이에 형성된 일정 간격(F)에 대응하게 형성되어 배터리 셀(10)을 냉각하는 냉매의 유로가 된다.본 발명에서 격벽에 추가의 냉매홀을 형성 가능하다.
배터리 셀(10)은 충방전이 진행될 수록, 극판들 및 전해액의 부산물로 기체가 발생할 수 있으며, 이러한 기체는 벤트부(13)를 통하여 배출될 수 있다.
배터리 셀(10)은 개구 영역을 구비하는 전지 케이스와 상기 개구 영역을 밀폐하는 캡 플레이트(14)를 포함할 수 있다. 상기 전지 케이스는 양극판 및 음극판과, 이들 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체와 전해액을 수용한다. 상기 캡 플레이트(14)의 양끝단에는 양극판과 연결되는 제1 단자부(11), 음극판과 연결되는 제2 단자부(12)가 외부로 돌출된 형태로 구비되어 있다. 상기 전극 조립체를 구성하는 양극판 및 음극판은 전해액과 반응하여 에너지를 발생하고, 상기 에너지는 제1 단자부(11) 및 제2 단자부(12)를 통하여 외부로 전달된다.
또한, 캡 플레이트(14)의 제1 단자부(11) 및 제2 단자부(12) 사이에 구비된 벤트부(13)는 배터리 셀(10)의 내부에서 발생하는 기체의 압력이 소정 이상일 경우, 기체가 배터리 셀(10)로부터 배출되는 통로의 역할을 할 수 있다. 따라서, 벤트부(13)는 배터리 셀(10)이 내압에 의하여 파손되는 것을 방지한다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 이웃한 배터리 셀(10)의 단측면들 중 단자부(11, 12)가 형성된 측면과 대향하는 바닥면은 격벽(121)을 매개로 마주보도록 배치된다. 즉, 복수개가 하나의 배리어(120)의 격벽(121)을 사이에 두고 각각 수용된다. 이때, 배터리 셀(10)의 바닥면이 서로 대면하도록 나란하게 정렬된다. 이에 따라, 불필요한 배터리 셀(10) 간의 간격을 최소화할 수 있어 좁은 공간에 배터리 셀(10)을 효율적으로 수납할 수있다.
본 실시예에서는 제1배터리 셀 그룹의 어느 하나의 배터리 셀의 단자부와 벤트부가 제1배터리 셀 그룹의 다른 하나의 배터리 셀의 단자부와 벤트부가 서로 반대의 방향을 향하고 있고 바닥면이 서로 마주하는 배치를 갖고 있다.
본 발명의 제2실시예인 도 5내지 도 8의 경우에는 제1배터리 셀 그룹의 두개의 배터리 셀의 단자부와 벤트부가 각각 같은 방향을 향하고 있는 점에서 차이가 있다. 상기 복수개의 배터리 셀(10)의 중심부에는 벤트부(13)가 구비되어 있으며, 상기 벤트부(13)는 정렬된 배터리 셀(10)에 따라 대략 일선상으로 배치된다. 이웃한 두 배터리 셀(10)의 양극단자부(11) 및 음극단자부(12)는 금속으로 형성된 버스바(bus-bar)(15)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 버스바(15)는 너트(16) 등의 부재로 상기 양극단자부(11) 및 음극단자부(12)에 고정될 수 있다.
한편, 배터리 모듈(1)에는 배터리 셀(10) 및 배리어(120)를 수용하는 하우징(110)이 더 구비될 수 있는데, 하우징(110)은 배터리 셀(10)을 수용하며, 일방향으로 서로 공간적으로 이격되도록 구비되는 한 쌍의 엔드 플레이트(111) 및 상기 한 쌍의 엔드 플레이트(111)를 연결하는 사이드 브라켓(bracket)(112, 113)일 수 있다.
한쌍의 엔드 플레이트(111)는 최외각 배터리 셀(10)과 각각 면접촉하도록 구비되어, 복수개의 배터리 셀(10)을 내측으로 가압한다. 또한, 사이드 브라켓(112)은 한쌍의 엔드 플레이트(111)의 일단 및 타단에 연결되어 상기 복수개의 배터리 셀(10)의 양측면을 지지할 수 있다. 본 발명에서 상기 한쌍의 엔드 플레이트의 어느 하나의 엔드 플레이트와 배리어 사이에는 별도의 엔드 배리어가 위치할 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이고, 도 6은 도 1의 일부분의 분해사시도이며, 도 7은 도 2의 일부분의 결합사시도이고, 도 8은 도 5의 실시예에 따른 배리어를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈(2)은 적어도 두 개의 배터리 셀(10)을 수용하도록 형성된 격벽(221)을 포함하는 배리어(220); 및 상기 격벽(221) 내에 각각 수용되며, 단자부(11, 12)가 구비된 캡 플레이트(14) 및 기체가 배출되는 벤트부(13)를 구비하는 적어도 두 개의 상기 배터리 셀(10);을 포함한다.
여기서, 배리어(220)는 배터리 셀(10)의 장측면과 대면하는 배리어 본체(225) 및 배리어 본체(225)의 외곽을 둘러싸도록 형성되며, 격벽(221)과 함께 베터리 셀(10)을 수용하는 제1 플랜지부 내지 제4 플랜지부(222a, 222b, 223a, 223b)를 더 포함한다.
제1 플랜지부(222a)는 이웃한 복수개의 캡 플레이트를 덮고 있으며, 제2 플랜지부(222b)는 제1 플랜지부(222a)와 대향하게 위치한다. 또한, 제3 플랜지부(223a)와 제4 플랜지부(223b)는 제1 플랜지부(222a)와 제2 플랜지부(222b) 사이에 구비되어 베터리 셀(10)의 적어도 일측면을 덮고 있다.
여기서, 제3 플랜지부(223a)와 제4 제4 플랜지부(223b)에는 각각 단자부(11, 12)에 대응하는 단자홀(H1) 및 벤트부(13)에 대응하는 벤트홀(H2)이 형성된다.
또한, 배리어(220)에는 배리어 본체(225) 상에 구비되며 베터리 셀(10)과 배리어(220)가 일정 간격으로 이격되도록 하는 복수개의 돌출부(225a)가 더 구비된다. 여기서, 복수개의 돌출부(225a)는 인접하는 돌출부(225a)들이 일정 간격(F, 도 8 참조)으로 이격되도록 배열된다.
한편, 배터리 모듈(2)의 중간에 위치한 배리어(220a)는 베터리 셀(10)을 배리어 본체(225)의 양방향에서 수용할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(2)의 양끝단에 위치한 배리어(220b)는 배리어 본체(225)의 일방향에서 수용할 수도 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 제3 플랜지부(223a)와 제4 플랜지부(223b)에는 각각 제1 냉매홀(224a) 및 제2 냉매홀(224b)이 형성된다. 여기서, 제1 냉매홀(224a) 및 제2 냉매홀(224b)은 인접하는 돌출부(225a)들 사이에 형성된 일정 간격(F)에 대응하게 형성되어 배터리 셀(10)을 냉각하는 냉매의 유로가 된다. 본 발명에서 격벽에 추가의 냉매홀을 형성 가능하다. 배터리 셀(10)은 충방전이 진행될 수록, 극판들 및 전해액의 부산물로 기체가 발생할 수 있으며, 이러한 기체는 벤트부(13)를 통하여 배출될 수 있다.
배터리 셀(10)은 개구 영역을 구비하는 전지 케이스와 상기 개구 영역을 밀폐하는 캡 플레이트(14)를 포함할 수 있다. 상기 전지 케이스는 양극판 및 음극판과, 이들 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체와 전해액을 수용한다. 상기 캡 플레이트(14)의 양끝단에는 양극판과 연결되는 제1 단자부(11), 음극판과 연결되는 제2 단자부(12)가 외부로 돌출된 형태로 구비되어 있다. 상기 전극 조립체를 구성하는 양극판 및 음극판은 전해액과 반응하여 에너지를 발생하고, 상기 에너지는 제1 단자부(11) 및 제2 단자부(12)를 통하여 외부로 전달된다.
또한, 캡 플레이트(14)의 제1 단자부(11) 및 제2 단자부(12) 사이에 구비된 벤트부(13)는 배터리 셀(10)의 내부에서 발생하는 기체의 압력이 소정 이상일 경우, 기체가 배터리 셀(10)로부터 배출되는 통로의 역할을 할 수 있다. 따라서, 벤트부(13)는 배터리 셀(10)이 내압에 의하여 파손되는 것을 방지한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 이웃한 배터리 셀(10)의 단측면들 중 단자부(11, 12)가 형성된 측면과 바닥면 사이에 구비되는 단측면은 격벽(221)을 매개로 마주보도록 배치된다. 즉, 복수개가 하나의 배리어(220)의 격벽(221)을 사이에 두고 각각 수용된다. 이때, 배터리 셀(10)의 적어도 하나의 단측면이 서로 대면하도록 나란하게 정렬된다. 이에 따라, 불필요한 배터리 셀(10) 간의 간격을 최소화할 수 있어 좁은 공간에 배터리 셀(10)을 효율적으로 수납할 수있다.
상기 복수개의 배터리 셀(10)의 중심부에는 벤트부(13)가 구비되어 있으며, 상기 벤트부(13)는 정렬된 배터리 셀(10)에 따라 대략 일선상으로 배치된다. 이웃한 두 배터리 셀(10)의 양극단자부(11) 및 음극단자부(12)는 금속으로 형성된 버스바(bus-bar)(15)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 버스바(15)는 너트(16) 등의 부재로 상기 양극단자부(11) 및 음극단자부(12)에 고정될 수 있다.
한편, 배터리 모듈(1)에는 배터리 셀(10) 및 배리어(220)를 수용하는 하우징(210)이 더 구비될 수 있는데, 하우징(210)은 배터리 셀(10)을 수용하며, 일방향으로 서로 공간적으로 이격되도록 구비되는 한 쌍의 엔드 플레이트(211) 및 상기 한 쌍의 엔드 플레이트(211)를 연결하는 사이드 브라켓(bracket)(212, 213) 및 바텀 브라켓(214)일 수 있다.
한쌍의 엔드 플레이트(211)는 최외각 배터리 셀(10)과 각각 면접촉하도록 구비되어, 복수개의 배터리 셀(10)을 내측으로 가압한다. 또한, 사이드 브라켓(212)은 한쌍의 엔드 플레이트(211)의 일단 및 타단에 연결되어 상기 복수개의 배터리 셀(10)의 양측면을 지지할 수 있으며, 바텀 브라켓(214)은 복수개의 배터리 셀(10)의 바닥면을 지지할 수 있다.
1, 2: 배터리 모듈 10: 배터리 셀
11, 12: 단자부 13: 벤트부
14: 캡 플레이트 15: 버스바
16: 너트 110, 210: 하우징
111, 211: 엔드 플레이트 112, 113, 212, 213: 사이드 브라켓
214: 바텀 브라켓 121, 221: 격벽
122a, 122b, 123a, 123b 122a, 222b, 223a, 223b: 플랜지부
125, 225: 배리어 본체 125a, 225a: 돌출부

Claims (19)

  1. 복수의 배터리 셀 및 본체와 본체의 일측에서 돌출된 격벽을 구비한 배리어를 포함하되, 상기 복수의 배터리 셀에서 인접하여 위치한 제1 배터리 셀 그룹이 상기 본체의 일측에 배치되고 상기 격벽은 상기 인접하는 제1 배터리 셀 그룹 사이에서 연장된 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀에서 인접하는 제2배터리 셀 그룹이 상기 제1배터리 셀 그룹이 위치하는 일측의 반대측 본체내에 배치된 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배리어는 상기 본체의 둘레에 연장되어 형성되고 상기 제1배터리 셀 그룹과 제2배터리 셀 그룹 각각의 외측면을 적어도 부분적으로 커버하는 적어도 하나의 플랜지부를 포함한 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플랜지부는 적어도 하나의 냉매홀을 구비하여 냉매유로를 형성하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배리어는 상기 본체의 일측과 반대측인 타측면의 적어도 하나에 복수의 돌출부가 구비되고,
    상기 복수의 돌출부는 일정간격으로 이격되어 상기 돌출부 사이로 냉매유로를 형성하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플랜지부는 둘레의 일측에 제1플랜지부와 상기 일측의 반대측인 타측에 제2플랜지부를 구비하고,
    상기 적어도 하나의 제1냉매홀은 상기 돌출부 사이의 일정간격과 대응되도록 상기 제1플랜지부에 서로 이격되어 복수개 형성되고,
    상기 적어도 하나의 제2냉매홀은 상기 돌출부 사이의 일정간격과 대응되도록 상기 제1플랜지부에 서로 이격되어 복수개 형성되는 배터리 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 격벽에 적어도 하나의 냉매홀이 구비되어 냉매유로를 형성하는 배터리 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1배터리 셀 그룹은 단자부와 벤트부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 플랜지부는 상기 단자부와 벤트부의 각각에 대응되는 위치에 형성된 단자홀과 벤트홀을 포함하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 배터리 셀 그룹의 어느 하나의 배터리셀의 단자부와 벤트부는 상기 제1배터리 셀 그룹의 다른 하나의 배터리 셀의 단자부와 벤트부와 상호 동일한 또는 반대의 방향을 향하여 대면하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀을 고정하는 하우징을 더 포함하되, 상기 하우징은 상기 복수의 배터리 셀의 양단에 위치하는 한쌍의 엔드 플레이트;
    상기 엔드 플레이트를 서로 연결하는 적어도 하나의 브라켓 및
    상기 한쌍의 엔드 플레이트의 어느 하나의 엔드 플레이트와 배리어 사이에 위치하는 엔드 배리어를 포함하는 배터리 모듈.
  11. 제1방향에서 서로 이격된 상태에서 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀 및 배리어를 포함하되,
    상기 배리어는 복수의 배터리 셀의 인접하는 배터리 셀 사이에 위치하는 본체와
    제1방향에서 본체로부터 돌출되고 인접 배터리 셀 중에서 제1 배터리 셀의 제1측면을 적어도 부분적으로 커버하는 제1플랜지부를 구비하고,
    상기 제1플랜지부는 적어도 하나의 제1냉매홀을 포함하여 냉매유로를 형성하고 상기 냉매유로는 상기 본체와 상기 제1배터리 셀 사이에 위치하는 배터리 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배리어는 제1방향에서 본체로부터 돌출되고, 상기 제1배터리 셀의 제1측면과 반대되는 제2측면을 부분적으로 커버하는 제2플랜지부를 더 포함하되,
    상기 제2플랜지부는 제1플랜지부에서 이격되고 적어도 하나의 제2냉매홀을 구비하여 냉매유로를 형성하는 배터리 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배리어는 제1방향에서 본체의 일측으로부터 돌출된 복수의 돌출부를 더 포함하여 제1방향과 반대되는 방향에서 마주하는 제1배터리 셀의 표면과 접촉되며,
    상기 냉매유로는 본체의 일측과 제1배터리 셀의 표면 사이에 위치되는 배터리 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부는 일정간격으로 서로 이격되고 상기 냉매유로는 상기 돌출부 사이에 형성되는 배터리 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1냉매홀은 일정간격으로 대응되는 제1플랜지부에서 서로 이격되어 형성된 복수의 제1냉매홀을 포함하고,
    상기 제2냉매홀은 일정간격으로 대응되는 제2플랜지부에서 서로 이격되어 형성된 복수의 제2냉매홀을 포함하는 배터리 모듈.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 냉매유로는 제1배터리 셀의 표면과 접촉되는 배터리 모듈.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1플랜지부는 인접 배터리 셀의 제2배터리 셀의 일측을 부분적으로 커버하는 영역을 포함하고,
    상기 제1플랜지부의 상기 영역은 적어도 하나의 냉매홀을 구비하되, 상기 냉매홀은 또 다른 냉매유로를 형성하며 상기 또 다른 냉매유로가 상기 본체와 제2배터리 셀 사이에 위치되는 배터리 모듈.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제1배터리 셀로부터 이격된 추가 배터리 셀을 더 포함하되, 상기 배리어는 제1방향에서 본체로부터 돌출되고 제1배터리 셀과 추가 배터리 셀 사이에 위치된 격벽을 포함하는 배터리 모듈.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 격벽은 적어도 하나의 냉매홀을 포함하여 냉매유로를 형성하는 배터리 모듈.
KR20130041347A 2012-04-25 2013-04-16 배터리 모듈 KR20130120386A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261638298P 2012-04-25 2012-04-25
US61/638,298 2012-04-25
US13/801,831 US9166260B2 (en) 2012-04-25 2013-03-13 Battery module
US13/801,831 2013-03-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130120386A true KR20130120386A (ko) 2013-11-04

Family

ID=48095706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130041347A KR20130120386A (ko) 2012-04-25 2013-04-16 배터리 모듈

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9166260B2 (ko)
EP (1) EP2658008B1 (ko)
KR (1) KR20130120386A (ko)
CN (1) CN103378319B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150094030A (ko) * 2014-02-10 2015-08-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
WO2023121102A1 (ko) * 2021-12-24 2023-06-29 주식회사 엘지에너지솔루션 안전성이 강화된 배터리 어셈블리
WO2024019400A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014047376A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-27 Enerdel, Inc. Self-contained battery cell packaging for flexible arrangements and thermal management
US9457743B2 (en) 2013-09-06 2016-10-04 Johnson Controls Technology Company Battery terminal post system and method of manufacture
US10468647B2 (en) * 2013-11-26 2019-11-05 Envision Aesc Japan Ltd. Battery pack
KR20150115250A (ko) 2014-04-03 2015-10-14 주식회사 엘지화학 내부 텐션-바를 포함하는 배터리 팩
US10581039B2 (en) * 2015-04-17 2020-03-03 Ford Global Technologies, Llc Traction battery assembly
KR101780037B1 (ko) * 2015-04-22 2017-09-19 주식회사 엘지화학 배터리 셀 냉각장치 및 이를 포함하는 배터리 모듈
FR3048129B1 (fr) 2016-02-18 2020-04-17 Saft Systeme de compensation du gonflement d'elements electrochimiques
DE102017207188A1 (de) * 2017-04-28 2018-10-31 Robert Bosch Gmbh Batterie mit einer Mehrzahl an Batteriezellen
KR102270234B1 (ko) * 2017-12-12 2021-06-25 주식회사 엘지에너지솔루션 크로스 빔을 내장한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
US11024913B2 (en) 2018-01-31 2021-06-01 Ford Global Technologies, Llc Battery module with tension member resisting deflection
CN111009629B (zh) * 2019-11-18 2022-02-08 比亚迪股份有限公司 一种电池包和电动车
KR20210077410A (ko) * 2019-12-17 2021-06-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
DE102021102523A1 (de) 2020-02-07 2021-08-12 Sk Innovation Co., Ltd. Batteriepack-untereinheit und batteriemodul enthaltend diese
WO2023000234A1 (zh) * 2021-07-21 2023-01-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
WO2023128394A1 (ko) * 2021-12-27 2023-07-06 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 유닛 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN217158519U (zh) * 2022-04-14 2022-08-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池和用电设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3546023A (en) * 1966-12-29 1970-12-08 Douglas V Halter Storage battery with transparent top and baffled holes between cells
JP2002298806A (ja) * 2001-03-29 2002-10-11 Tdk Corp 電池トレイ、電池の製造方法及び２次電池の製造方法
JP4701652B2 (ja) * 2004-08-02 2011-06-15 トヨタ自動車株式会社 組電池
KR100658677B1 (ko) 2004-12-07 2006-12-15 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈과 전지 모듈의 격벽
WO2006087962A1 (ja) 2005-02-18 2006-08-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 組電池
KR100648697B1 (ko) 2005-03-11 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
JP4887944B2 (ja) 2006-07-04 2012-02-29 トヨタ自動車株式会社 蓄電モジュールの製造装置および蓄電モジュールの製造方法
JP4508221B2 (ja) 2007-08-27 2010-07-21 豊田合成株式会社 組電池装置
JP2011034775A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Sanyo Electric Co Ltd 組電池の冷却構造、及び、バッテリーシステム
KR101136310B1 (ko) * 2010-06-07 2012-04-19 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
US9960463B2 (en) 2011-05-05 2018-05-01 Flagship Enterprise Center, Inc. Close-coupled dry battery system for hybrid and electric vehicles

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150094030A (ko) * 2014-02-10 2015-08-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
WO2023121102A1 (ko) * 2021-12-24 2023-06-29 주식회사 엘지에너지솔루션 안전성이 강화된 배터리 어셈블리
WO2024019400A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

Also Published As

Publication number Publication date
CN103378319B (zh) 2017-03-01
US20130288099A1 (en) 2013-10-31
EP2658008B1 (en) 2018-10-10
US9166260B2 (en) 2015-10-20
CN103378319A (zh) 2013-10-30
EP2658008A1 (en) 2013-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130120386A (ko) 배터리 모듈
KR101292988B1 (ko) 배터리 모듈
KR101282519B1 (ko) 배터리 모듈
KR101271883B1 (ko) 배터리 모듈
KR101749191B1 (ko) 배터리 모듈
US8927136B2 (en) Battery cover insulator system for fluid communication with battery vents
KR101219226B1 (ko) 배터리 팩
KR102507879B1 (ko) 이차 전지 모듈
US9761849B2 (en) Battery module
KR101261736B1 (ko) 배터리 팩
EP2482361B1 (en) Battery pack
US9112202B2 (en) Battery module
US20160036029A1 (en) Power source pack
KR100717751B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR101252949B1 (ko) 배터리 모듈
KR20130022593A (ko) 연결부재를 가지는 전지 모듈
US20120121950A1 (en) Battery module
KR20140140795A (ko) 배터리 모듈
KR20130061375A (ko) 배터리 모듈
US9356326B2 (en) Top cover and battery pack having the same
KR20140123757A (ko) 배터리 팩
US9553287B2 (en) Battery pack
KR20100072828A (ko) 이차 전지 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment