KR20140144945A - 배터리 모듈 - Google Patents

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KR20140144945A KR1020130067189A KR20130067189A KR20140144945A KR 20140144945 A KR20140144945 A KR 20140144945A KR 1020130067189 A KR1020130067189 A KR 1020130067189A KR 20130067189 A KR20130067189 A KR 20130067189A KR 20140144945 A KR20140144945 A KR 20140144945A
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강기영
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엘지전자 주식회사
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Abstract

단위전지의 부풀음(Swelling) 현상이 방지되는 배터리 모듈이 제공된다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈은, 단위전지가 내부에 배치되는 제1 배터리 팩과, 상기 제1 배터리 팩의 일측에 나란하게 배치되고 단위전지가 내부에 배치되는 제2 배터리 팩과, 상기 제1 배터리 팩의 일면에 배치되는 제1 엔드 플레이트와, 상기 제1 엔드 플레이트와의 사이에 상기 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩이 배치될 수 있도록 상기 제2 배터리 팩의 일면에 배치되는 제2 엔드 플레이트와, 상기 제1 엔드 플레이트에 일단이 결합되고, 상기 제2 엔드 플레이트에 타단이 결합되어, 상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트를 가압하는 가압부재를 포함한다.

Description

배터리 모듈{BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자동차에 설치되는 배터리 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린, 경유 등의 화석 연료를 사용하는 차량의 가장 큰 문제점 중의 하나는 대기오염을 유발한다는 점이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 차량의 동력원을 충방전이 가능한 이차전지로 사용하는 기술이 관심을 끌고 있다. 따라서, 배터리 만으로 운행될 수 있는 전기자동차(EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차전지는 주로 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지가 주로 사용되고 있지만, 최근에는 리튬 이온전지 등의 사용도 시도되고 있다.
EV, HEV 등의 동력원으로 사용되기 위해서는 고출력 대용량이 요구되므로, 다수의 소형 이차전지(단위전지)들을 직렬 및/또는 병렬로 연결한 구조의 중대형 배터리 모듈이 사용되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 단위전지의 부풀음(Swelling) 현상이 방지되는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈은, 단위전지가 내부에 배치되는 제1 배터리 팩과, 상기 제1 배터리 팩의 일측에 나란하게 배치되고 단위전지가 내부에 배치되는 제2 배터리 팩과, 상기 제1 배터리 팩의 일면에 배치되는 제1 엔드 플레이트와, 상기 제1 엔드 플레이트와의 사이에 상기 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩이 배치될 수 있도록 상기 제2 배터리 팩의 일면에 배치되는 제2 엔드 플레이트와, 상기 제1 엔드 플레이트에 일단이 결합되고, 상기 제2 엔드 플레이트에 타단이 결합되어, 상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트를 가압하는 가압부재를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 가압부재의 일단이 제1 배터리 팩의 일면에 배치된 제1 엔드 플레이트에 결합되고, 상기 가압부재의 타단이 제2 배터리 팩의 일면에 배치된 제2 엔드 플레이트에 결합되어, 상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트를 가압하기 때문에, 상기 제1 배터리 팩의 내부에 배치된 단위전지와 상기 제2 배터리 팩의 내부에 배치된 단위전지의 부풀음(Swelling) 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈을 나타내는 결합 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈을 나타내는 분해 사시도,
도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 배터리 팩을 나타내는 분해 사시도,
도 5는 배터리 팩의 일부 결합 사시도,
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 클립을 나타내는 사시도,
도 7은 배터리 팩의 결합 상태를 나타내는 평단면도,
도 8은 배터리 팩의 결합 상태를 나타내는 측단면도,
도 9는 도 4에 도시된 단위전지를 나타내는 사시도,
도 10은 도 9에 도시된 단위전지의 측면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈을 나타내는 결합 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈을 나타내는 분해 사시도, 도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈(1000)은, 단위전지(20)가 내부에 배치되는 제1 배터리 팩(100)과, 제1 배터리 팩(100)의 일측에 나란하게 배치되고 단위전지(20)가 내부에 배치되는 제2 배터리 팩(200)과, 제1 배터리 팩(100)의 일면에 배치되는 제1 엔드 플레이트(300)와, 제1 엔드 플레이트(300)와의 사이에 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)이 배치될 수 있도록, 제2 배터리 팩(200)의 일면에 배치되는 제2 엔드 플레이트(400)와, 제1 엔드 플레이트(300)에 일단이 결합되고 제2 엔드 플레이트(400)에 타단이 결합되어, 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)를 가압하는 가압부재(500)를 포함한다.
제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)은 복수의 단위전지(20)가 내부에 배치되는 동일한 구조로 형성된다.
제1 배터리 팩(100)은 단위전지(20)를 감싸는 제1 배터리 하우징(120,140)을 포함한다. 제1 배터리 하우징(120,140)은 가격 대비 방열 성능이 우수한 알루미늄 재질로 형성됨이 바람직하다.
제1 배터리 하우징(120,140)은 내부에 배치된 단위전지(20)의 일면이 노출될 수 있도록 적어도 일면이 개구된다.
제1 엔드 플레이트(300)는 제1 배터리 하우징(120,140)의 개구된 일면에 배치되어, 제1 배터리 하우징(120,140)의 개구를 가린다.
제1 엔드 플레이트(300)는 제1 배터리 하우징(120,140)의 개구된 일면에 결합되어, 제1 배터리 하우징(120,140)의 개구를 통해 노출되는 단위전지(20)의 일면과 접촉된다. 따라서, 단위전지(20)에서 생성된 열은 제1 엔드 플레이트(300)를 통해 외부로 방열된다. 제1 엔드 플레이트(300)는 가격 대비 방열 성능이 우수한 알루미늄 재질로 형성됨이 바람직하다.
제2 배터리 팩(200)도 단위전지(20)를 감싸는 제2 배터리 하우징(220,240)을 포함한다. 제2 배터리 하우징(220,240)도 제1 배터리 하우징(120,140)과 동일하게 가격 대비 방열 성능이 우수한 알루미늄 재질로 형성됨이 바람직하다.
도시되지는 않았으나, 제2 배터리 하우징(220,240)도 제1 배터리 하우징(120,140)과 동일한 형상으로 형성된다. 즉, 제2 배터리 하우징(220,240)에도 내부에 배치되는 단위전지(20)의 일면이 노출될 수 있도록 적어도 일면이 개구된다.
제2 엔드 플레이트(400)는 제2 배터리 하우징(220,240)의 개구된 일면에 배치되어, 제2 배터리 하우징(220,240)의 개구를 가린다.
제2 엔드 플레이트(400)는 제2 배터리 하우징(220,240)의 개구된 일면에 결합되어, 제2 배터리 하우징(220,240)의 개구를 통해 노출되는 단위전지(20)의 일면과 접촉된다. 따라서, 단위전지(20)에서 생성된 열은 제2 엔드 플레이트(400)를 통해 외부로 방열된다. 제2 엔드 플레이트(400)도 제1 엔드 플레이트(300)와 동일하게 가격 대비 방열 성능이 우수한 알루미늄 재질로 형성됨이 바람직하다.
제1 배터리 하우징(120,140)은 제1 엔드 플레이트(300)가 결합되는 일면뿐만 아니라, 타면과 동일하게 개방된다. 또한, 제2 배터리 하우징(220,240)도 제2 엔드 플레이트(400)가 결합되는 일면뿐만 아니라, 타면도 동일하게 개방된다. 제1 배터리 하우징(120,140) 및 제2 배터리 하우징(220,240)은 개방된 타면들끼리 접촉되도록, 서로 나란하게 배치된다.
제1 배터리 팩(100) 내에 배치되는 단위전지(20)는, 복수로 구비되어 양면이 좌우로 배치되고, 제2 배터리 팩(200) 내에 배치되는 단위전지(20)도, 복수로 구비되어 양면이 좌우로 배치된다.
단위전지(20)는 충전 및 방전이 되풀이되는 과정에서 양면이 팽창되는 부풀음(Swelling) 현상이 발생될 우려가 있다. 본 실시예에서는 복수의 단위전지(20)의 양면이 좌우로 배치되기 때문에, 좌우 방향으로 부풀음 현상이 발생될 우려가 있다. 가압부재(500)는 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)를 가압하여서, 복수의 단위전지(20)의 부풀음 현상을 방지한다.
가압부재(500)는 일단이 제1 엔드 플레이트(300)의 상단에 결합되고, 타단은 제2 엔드 플레이트(400)의 상단에 결합된다. 또한, 가압부재(500)는 양단을 제외한 가운데가 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)의 상측에 배치된다.
가압부재(500)에는 가운데에 양단을 당기는 탄성력 발생부(550)가 형성된다. 탄성력 발생부(550)는 가압부재(500)가 복수번 절곡되어 형성된다. 가압부재(500)의 가운데에 탄성력 발생부(550)가 형성됨으로써, 가압부재(500)는 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)의 상측을 지속적으로 가압할 수 있게 된다.
제1 배터리 팩(100), 제2 배터리 팩(200), 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)의 하측에는 히트싱크(600)가 배치된다. 히트싱크(600)는 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)의 하단에 결합된다. 즉, 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)는, 상단이 가압부재(500)에 결합되고, 하단은 히트싱크(600)에 결합된다.
히트싱크(600)는 내부에 냉각수가 흐른다. 히트싱크(600)는 내부에 흐르는 냉각수를 통해 단위전지(20)에서 생성된 열을 수랭식으로 냉각한다.
히트싱크(600)에는, 냉각수가 유입되는 유입관(610)과, 냉각수가 배출되는 배출관(620)이 돌출 형성된다. 히트싱크(600)는 유입관(610) 및 배출관(620)이 형성된 로우어 플레이트(630)와, 로우어 플레이트(630)의 상측에 결합되어 로우어 플레이트(630)로 유입된 냉각수를 실링하는 어퍼 플레이트(640)를 포함한다.
제1 배터리 팩(100), 제2 배터리 팩(200), 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)의 하측에는 서멀패드(700)가 더 배치된다.
서멀패드(700)는 제1 배터리 팩(100), 제2 배터리 팩(200), 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)와, 히트싱크(600) 사이에 배치된다.
서멀패드(700)는 제1 배터리 팩(100), 제2 배터리 팩(200), 제1 엔드 플레이트(300) 및 제2 엔드 플레이트(400)의 열을, 히트싱크(600)로 전달하여서, 단위전지(20)에서 생성된 열이 히트싱크(600)를 흐르는 냉각수에 의해 냉각될 수 있도록 한다. 서멀패드(700)는 열전달 성능이 우수해질 수 있도록 특수하게 제작된 고무재질일 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 배터리 팩(100,200)을 나타내는 분해 사시도, 도 5는 배터리 팩의 일부 결합 사시도, 도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 클립을 나타내는 사시도, 도 7은 배터리 팩의 결합 상태를 나타내는 평단면도, 도 8은 배터리 팩의 결합 상태를 나타내는 측단면도이다. 제1 배터리 팩(100) 및 제2 배터리 팩(200)이 동일한 구조로 형성되는 바, 여기서는 제1 배터리 팩(100)만을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 2와, 도 4 내지 도 8을 참조하면, 제1 배터리 팩(100)은 외측을 구성하는 제1 배터리 하우징(120,140)과, 제1 배터리 하우징(120,140)의 내부에 배치되어 전류를 생성하는 복수의 단위전지(Cell;20)와, 복수의 단위전지(20)가 생성한 전류를 출력하기 위해 복수의 단위전지(20)와 각각 연결되어 제1 배터리 하우징(120,140)의 외측에 배치되는 출력단자(25,26)와, 출력단자(25,26)를 제1 배터리 하우징(120,140)에 결합하는 클립(32,34) 및 체결부재(42,44)를 포함한다.
제1 배터리 하우징(120,140)은 상측에 배치되는 상부 하우징(120)과, 상부 하우징(120)의 하측에 스크류(1)를 통해 결합되는 하부 하우징(140)을 포함한다.
단위전지(20)는 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지 또는 리튬 이온(Li-ion) 전지로서 전류를 생성한다. 단위전지(20)는 복수로 구비되어 제1 배터리 하우징(120,140) 내에 수직으로 세워져서 좌우로 적층되어 배치된다. 복수의 단위전지(20)들은 둘레는 서로 이격 배치되고, 둘레를 제외한 가운데는 서로 밀착된 상태로 배치된다.
제1 배터리 하우징(120,140)의 내측면에는 복수의 단위전지(20)가 하나씩 삽입되는 슬롯(14a)이 복수 형성된다. 복수의 슬롯(14a)들 사이에는 절연돌기(14b)가 내측으로 돌출 형성된다. 각각의 단위전지(20)의 둘레가 슬롯(14a)에 삽입됨으로써, 복수의 단위전지(20)들 둘레 사이에 절연돌기(14b)가 삽입 배치되기 때문에, 복수의 단위전지(20)들은 절연돌기(14b)에 의해 둘레가 서로 절연된다.
상부 하우징(120) 및 하부 하우징(140)의 내측은 서로 동일한 구조로 형성된다. 즉, 슬롯(14a) 및 절연돌기(14b)는 상부 하우징(120) 및 하부 하우징(140)의 내측에 각각 형성되어, 상부 하우징(120) 및 하부 하우징(140)이 결합되는 경우, 단위전지(20)의 둘레가 슬롯(14a)에 삽입되고, 서로 이웃하여 배치되는 단위전지(20)들 사이에는 절연돌기(14b)가 삽입 배치된다.
제1 배터리 하우징(120,140)에는 단위전지(20)의 출력단자(25,26)가 관통하는 슬릿(14c)이 형성된다. 슬릿(14c)은 출력단자(25,26)와 대응되는 개수로 형성된다. 슬릿(14c)은 상부 하우징(120) 및 하부 하우징(140)에 각각 형성된다.
하부 하우징(140)에 형성된 슬릿(14c)에 출력단자(25,26)의 하부가 삽입된 후, 상부 하우징(120)이 하부 하우징(140)에 결합되면, 상부 하우징(120)에 형성된 슬릿(14c)에 출력단자(25,26)의 상부가 삽입됨으로써, 출력단자(25,26)의 일부분은 배터리 하우징(12,14)의 내부에 배치되어 단위전지(20)와 연결되고, 출력단자(25,26)의 나머지 부분은 슬릿(14c)을 관통하여 제1 배터리 하우징(120,140)의 외측에 배치된다.
제1 배터리 하우징(120,140)에는 하부 하우징(140)에 클립(32,34)이 삽입되는 클립 삽입용 홀(14d)이 형성된다. 또한, 제1 배터리 하우징(120,140)에는 클립 삽입용 홀(14d)을 통해 클립(32,34)의 삽입을 쉽게 하기 위해, 외측에 내측으로 함입된 오목부(14e)가 형성된다. 오목부(14e)는 클립 삽입용 홀(14d)의 하측에서 연장되어 형성됨이 바람직하다. 오목부(14e)는 두 개의 슬릿(14c) 사이와 대응되는 폭으로 형성된다.
클립(32,34)은 양면이 마주보도록 가운데가 절곡되어, 양단이 서로 벌어져서 배치된다. 클립(32,34)은 가운데 절곡된 부분에 의해 양단이 서로 오므라드는 탄성력을 가지게 된다. 즉, 클립(32,34)은 양면이 마주보도록 가운데가 절곡된 절곡부(32a)와, 절곡부(32a)의 일단에서 연장된 외측부(32b)와, 절곡부(32a)의 타단에서 연장되어 외측부(32b)와 마주보고 배치되는 내측부(32c)를 포함한다.
클립 삽입용 홀(14e)을 통해 클립(32,34)의 내측부(32c) 일단을 제1 배터리 하우징(120,140)의 외측에서 내부로 삽입함으로써, 클립(32,34)은 일단이 제1 배터리 하우징(120,140)의 내부에 배치되고, 타단은 제1 배터리 하우징(120,140)의 외측에 배치된다. 따라서, 클립(32,34)의 가운데인 절곡부(32a)는 하측을 향하게 되고, 서로 벌어진 양단은 상측을 향하게 된다. 그리고, 클립(32,34)의 내측부(32c)는 제1 배터리 하우징(120,140)의 내측면에 밀착되고, 클립(32,34)의 외측부(32b)는 제1 배터리 하우징(120,140)의 외측에서 출력단자(25,26)와 밀착되기 때문에, 클립(32,34)의 양면 사이에 출력단자(25,26) 및 제1 배터리 하우징(120,140)이 배치되며, 체결부재(42,44)가 클립(32,34), 출력단자(25,26) 및 제1 배터리 하우징(120,140)을 관통하여 체결함으로써, 단위전지(20)의 출력단자(25,26)는 제1 배터리 하우징(120,140)에 고정될 수 있다.
또한, 클립(32,34)의 내측부(32c)의 끝단은, 외측부(32b)로부터 벌어지는 방향으로 절곡되며, 그 절곡된 내측부(32c)의 끝단 내면에는 제1 배터리 하우징(120,140)의 내측면에 걸림되는 걸림돌기(32d)가 형성된다.
걸림돌기(32d)는 클립(32,34)이 제1 배터리 하우징(120,140)으로부터 탈거되는 방향을 향해 돌출 형성되어서, 클립(32,34)을 제1 배터리 하우징(120,140)에 조립 또는 분해시, 클립(32,34)이 제1 배터리 하우징(120,140)으로부터 미끄러지는 것을 방지하여 자중에 의해 탈거되지 않도록 한다.
한편, 제1 배터리 하우징(120,140)에는 상부 하우징(120)에 단위전지(20)의 전압을 특정하기 위한 장치의 커넥터(미도시)가 장착되는 커넥터 장착부(12a)가 형성된다. 커넥터 장착부(12a)에는 상기 커넥터가 삽입 장착되는 커넥터 삽입홀(12b)이 형성된다.
또한, 커넥터 삽입홀(12b) 내에는 저항 측정용 돌기(52)가 배치된다. 상기 커넥터를 커넥터 삽입홀(12b)에 삽입하면, 상기 커넥터는 저항 측정용 돌기(52)와 연결된다.
저항 측정용 돌기(52)는 연결부재(50)에 형성된다. 여기서, 연결부재(50)는 두 개의 단위전지(20)에 연결된 출력단자(25,26)들을 연결하여, 단위전지(20) 두 개를 전기적(직렬 또는 병렬)로 연결하기 위한 부재이다.
각각의 출력단자(25,26)에는 체결홀(25e)이 두 개씩 형성되고, 체결부재(42,44)도 체결홀(25e)의 개수에 대응되어 두 개씩 구비된다.
하나의 출력단자(25)를 제1 배터리 하우징(120,140)에 결합하기 위해서는, 체결부재(42) 두 개와, 클립(32) 하나가 소요된다.
클립(32,34)에도 체결홀(32e)이 형성되고, 연결부재(50)에도 체결홀(50e)이 형성되며, 제1 배터리 하우징(120,140)에도 체결홀(12e)이 형성된다. 체결부재(42,44)는 제1 배터리 하우징(120,140)의 외측에서 체결홀들(32e)(50e)(25e)(12e)을 차례로 관통하여서, 클립(32,34), 출력단자(25,26), 연결부재(50) 및 제1 배터리 하우징(120,140)을 체결한다.
한편, 복수의 단위전지(20)에는 각각 출력단자(25,26)가 연결되는 데, 연결부재(50)는 두 개의 단위전지(20)에 각각 연결된 출력단자(25,26)들을 직렬 또는 병렬로 연결함으로써, 제1 배터리 팩(100)이 요구되는 전류량을 출력할 수 있도록 한다. 이하, 설명의 이해를 위해 출력단자(25,26)는, 복수의 단위전지(20) 중 어느 하나의 단위전지(20)에 연결되는 것을 제1 출력단자(25)라하고, 상기 어느 하나의 단위전지(20)와 이웃하여 배치되는 단위전지(20)에 연결되는 것을 제2 출력단자(26)라 하여 설명하기로 한다.
연결부재(50)는, 제1 출력단자(25) 및 제2 출력단자(26)를 직렬 또는 병렬로 연결한다. 연결부재(50)는 클립(32,34)의 양면 사이에 배치되어 체결부재(42,44)에 의해 체결될 수 있다.
연결부재(50)는 제1 배터리 하우징(120,140)의 외측에 배치된다. 연결부재(50)의 일단은 제1 배터리 하우징(120,140) 및 제1 출력단자(25) 사이로 삽입 배치되고, 연결부재(50)의 타단은 제1 배터리 하우징(120,140) 및 제2 출력단자(26) 사이로 삽입 배치된다.
클립(32,34)은 하나로 구비되어, 외측부(32b)가 제1 출력단자(25) 및 제2 출력단자(26)의 외측에 배치되고, 내측부(32c)는 제1 배터리 하우징(120,140)의 내측에 배치될 수도 있겠으나, 본 실시예에서는 두 개의 클립(32,34)으로 구비된다.
즉, 클립(32,34)은, 양면 사이에 제1 출력단자(25)와 연결부재(50)와 배터리 하우징(12,14)이 배치되는 제1 클립(32)과, 양면 사이에 제2 출력단자(26)와 연결부재(50)와 제1 배터리 하우징(120,140)이 배치되는 제2 클립(34)을 포함한다.
또한, 체결부재(42,44)는, 제1 클립(32)과 제1 출력단자(25)와 연결부재(50)와 제1 배터리 하우징(120,140)을 관통하여 체결하는 제1 체결부재(42)와, 제2 클립(34)과 제2 출력단자(26)와 연결부재(50)와 제1 배터리 하우징(120,140)을 관통하여 체결하는 제2 체결부재(44)를 포함한다.
도 9는 도 4에 도시된 단위전지를 나타내는 사시도, 도 10은 도 9에 도시된 단위전지의 측면도이다.
도 4, 도 9 및 도 10을 참조하면, 단위전지(20)는 제1 단위전지(21)와 제2 단위전지(22)가 밀착 결합되어 하나의 세트로 이루어진다. 다만, 제1 배터리 팩(100)의 필요한 출력 전류량에 따라 단위전지(20)는 다양한 개수로 변경될 수 있다.
제1 단위전지(21) 및 제2 단위전지(22)는 출력단자(25,26)에 의해 전기적(직렬 또는 병렬)로 연결될 수 있다. 본 실시예에서 제1 단위전지(21) 및 제2 단위전지(22)는 출력단자(25,26)에 의해 병렬로 연결된다. 즉, 제1 단위전지(21)의 양극(+) 및 제2 단위전지(22)의 양극(+)을 출력단자(25)를 통해 병렬로 연결하고, 제1 단위전지(21)의 음극(-) 및 제2 단위전지(22)의 음극(-)을 출력단자(26)를 통해 병렬로 연결한다.
이와 같이 병렬로 연결된 단위전지(20)는, 제1 배터리 하우징(120,140)에 조립될 때, 출력단자(25,26)를 제1 배터리 하우징(120,140)의 일측에 나란하게 배치한 후, 출력단자(25,26)를 연결부재(50)를 통해 직렬로 연결할 수 있다. 다만, 제1 배터리 팩(100)의 필요한 출력 전류량에 따라 연결 구조 병렬로 변경하거나, 직렬 및 병렬 조합으로 변경할 수 있다.
출력단자(25,26)는, 배터리 하우징(12,14) 내에 배치되어 제1 단위전지(21) 및 제2 단위전지(22)를 연결하고 배터리 하우징(12,14)에 형성된 슬릿(14c)에 삽입되는 단위전지 연결부(25a)와, 단위전지 연결부(25a)로부터 절곡되어 배터리 하우징(12,14)의 외측에 배치되며 체결홀(25e)이 형성되어 배터리 하우징(12,14)에 체결되는 하우징 체결부(25b)를 포함한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
20: 단위전지 100: 제1 배터리 팩
120,140: 제1 배터리 하우징 200: 제2 배터리 팩
220,240: 제2 배터리 하우징 300: 제1 엔드 플레이트
400: 제2 엔드 플레이트 500: 가압부재
550: 탄성력 발생부 600: 히트싱크
700: 서멀패드 1000: 배터리 모듈

Claims (9)

  1. 단위전지가 내부에 배치되는 제1 배터리 팩;
    상기 제1 배터리 팩의 일측에 나란하게 배치되고, 단위전지가 내부에 배치되는 제2 배터리 팩;
    상기 제1 배터리 팩의 일면에 배치되는 제1 엔드 플레이트;
    상기 제1 엔드 플레이트와의 사이에, 상기 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩이 배치될 수 있도록, 상기 제2 배터리 팩의 일면에 배치되는 제2 엔드 플레이트; 및
    상기 제1 엔드 플레이트에 일단이 결합되고, 상기 제2 엔드 플레이트에 타단이 결합되어, 상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트를 가압하는 가압부재;를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배터리 팩은, 내부에 배치된 상기 단위전지의 일면이 노출될 수 있도록 적어도 일면이 개구된 제1 배터리 하우징을 포함하고,
    상기 제1 엔드 플레이트는 상기 제1 배터리 하우징의 개구된 일면에 배치되어, 상기 제1 배터리 하우징의 개구를 가리며,
    상기 제2 배터리 팩은, 내부에 배치되는 상기 단위전지의 일면이 노출될 수 있도록 적어도 일면이 개구된 제2 배터리 하우징을 포함하고,
    상기 제2 엔드 플레이트는 상기 제2 배터리 하우징의 개구된 일면에 배치되어, 상기 제2 배터리 하우징의 개구를 가리는 배터리 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압부재에는 가운데에 양단을 당기는 탄성력 발생부가 형성된 배터리 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 탄성력 발생부는 상기 가압부재가 절곡되어 형성된 배터리 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압부재는, 상기 일단이 상기 제1 엔드 플레이트의 상단에 결합되고, 상기 타단은 상기 제2 엔드 플레이트의 상단에 결합되며, 가운데는 상기 제1 배터리 팩 및 제2 배터리 팩의 상측에 배치되는 배터리 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배터리 팩, 제2 배터리 팩, 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트의 하측에서 상기 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트에 결합되고, 내부에는 냉각수가 흐르는 히트싱크;를 더 포함하는 배터리 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 히트싱크에는, 냉각수가 유입되는 유입관과, 냉각수가 배출되는 배출관이 돌출 형성되는 배터리 모듈.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 배터리 팩, 제2 배터리 팩, 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트와, 상기 히트싱크 사이에 배치되어, 상기 제1 배터리 팩, 제2 배터리 팩, 제1 엔드 플레이트 및 제2 엔드 플레이트의 열을, 상기 히트싱크로 전달하는 서멀패드;를 더 포함하는 배터리 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배터리 팩 내에 배치되는 상기 단위전지는, 복수로 구비되어 양면이 좌우로 배치되고,
    상기 제2 배터리 팩 내에 배치되는 상기 단위전지는, 복수로 구비되어 양면이 좌우로 배치되는 배터리 모듈.
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