KR20150011480A

KR20150011480A - 배터리 모듈 고정구조

Info

Publication number: KR20150011480A
Application number: KR1020130086442A
Authority: KR
Inventors: 임해규
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2015-02-02
Also published as: KR101491282B1

Abstract

본 발명은 밴드형 홀더를 이용하여 셀 하우징 조립체를 결합시킴으로써 배터리 셀 하우징의 안정적인 고정성을 확보함과 동시에 품질문제를 개선할 수 있는 배터리 모듈 고정구조로서, 배터리 단위 셀 하우징이 스택형 방식으로 복수개 적층되어 형성된 셀 하우징 조립체; 및 상기 적층된 상태의 셀 하우징 조립체의 측면상에 결합되는 밴드형 홀더; 를 포함하고, 상기 단위 셀 하우징은, 셀 하우징 프레임에 단위 셀이 결합된 구성으로 되고, 상기 밴드형 홀더는, 양측단에 홀더 고정용 걸림턱이 형성된 구성으로 된다.

Description

배터리 모듈 고정구조{BATTERY MODULE FIXING STRUCTURE}

본 발명은 배터리 모듈 고정구조에 관한 것으로, 보다 상세히는 밴드형 홀더를 이용하여 셀 하우징 조립체를 결합시킴으로써 배터리 셀 하우징의 안정적인 고정성을 확보함과 동시에 품질문제를 개선할 수 있는 배터리 모듈 고정구조에 관한 것이다.

최근, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 화석 연료를 사용하던 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로도 주목받고 있다.

자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 시스템이 사용되며 점차적으로 요구되는 출력량 또는 에너지 밀도가 높아짐에 따라 중대형 이차 전지에 포함되는 단위 모듈의 수는 점차 증가하게 될 것이다.

또한, 전기 자동차, plug-in 및 hybrid 자동차 등의 전원으로 사용되는 중대형의 리튬 이차전지의 팩 설계 시, 기존 배터리와 같이 높은 출력만을 요구하는 것이 아니라, 높은 에너지 또한 요구되기 때문에 갈수록 상기와 같은 중대형의 배터리는 고용량 고출력화 되어야 한다. 이를 위해서는 한정된 스페이스에 큰 용량의 전지가 탑재되어야 하기 때문에 셀이 커지거나, 많은 수의 단위 셀들을 하나의 리튬이차전지 내에 패키징하여 사용해야 하는바, 하나의 배터리에 점차 포함되는 단위셀의 수가 늘어나거나 셀의 크기가 매우 커지게 된다. 이 경우 그 패키징 공정이 복잡해지는 것은 물론 패키징의 두께 등도 늘어나게 되어 결과적으로 제조 공정상의 어려움과 성능감소 및 효율적 공간을 사용해야 하는 패키징의 효과가 저하되는 문제 등이 발생할 우려가 있다.

종래의 배터리 모듈 조립구조 예에 있어서는, 셀모듈 조립 형태에 따라 주로 셀 끼움 방식과 스택형 방식이 적용되고 있으나, 이러한 방식에 있어서는 스큐류 혹은 볼트를 이용하여 지지 또는 고정하고 있으며, 이 경우 스크류 체결 각도에 따른 스크류의 부러짐 및 하우징 크랙 등의 문제가 발생하게 될 소지가 있다.

KR

10-2013-0016054

A

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하이브리드 및 전기 자동차 등의 전원으로 이용되는 배터리 모듈을 스택형 방식으로 구성할 시, 셀 하우징을 지지하기 위한 방안으로 밴드형 홀더를 이용하여 조립함에 의해 안정적인 고정성을 확보함과 동시에 품질문제를 개선할 수 있는 배터리 모듈 고정구조를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 모듈 고정구조는, 배터리 단위 셀 하우징이 스택형 방식으로 복수개 적층되어 형성된 셀 하우징 조립체; 및 상기 적층된 상태의 셀 하우징 조립체의 측면상에 결합되는 밴드형 홀더; 를 포함하고, 상기 단위 셀 하우징은, 셀 하우징 프레임에 단위 셀이 결합된 구성으로 되고, 상기 밴드형 홀더는, 양측단에 홀더 고정용 걸림턱이 형성된 구성으로 된다.

본 발명의 상기 셀 하우징 조립체는 측면부상에 밴드형 홀더가 삽입 결합되는 걸림턱 삽입홈이 형성되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밴드형 홀더는, 양단에 형성된 홀더 고정용 걸림턱의 일측은 셀 하우징상에 회전이 가능하게 조립되도록 고정바 형태로 형성할 수도 있다.

상기 밴드형 홀더의 고정바는 상기 셀 하우징에 결합되는 위치에 인서트 사출성형으로 형성되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밴드형 홀더의 고정바는 셀 하우징 조립체의 최하부에 위치한 셀 하우징의 측면에 결합되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 배터리 셀 하우징의 결합을 위해 종래 스크류를 적용하여 체결시 스크류 체결 각도에 따른 스크류의 부러짐 및 셀 하우징의 크랙 발생 등을 방지하여 제작품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 고정부에서의 장,탈착이 용이하며 고정 상태를 외관으로도 파악이 가능한 장점이 있다.

나아가, 스택형 고정 지지방식으로 확장이 용이하고, 조립 공정의 단순화로 인건비 절감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 밴드형 홀더를 이용하여 다수의 셀 하우징을 조립하는 과정을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따라 가 조립된 상태의 셀 하우징 조립체에 밴드형 홀더를 결합시키는 과정을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 밴드형 홀더와 셀 하우징 조립체상에 형성된 밴드형 홀더 삽입홀의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 셀 하우징 조립체에 있어서, 셀의 과충전에 의한 스웰링 현상 시 밴드형 홀더의 지지 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 밴드형 홀더의 고정방식을 도시한 도면임.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 고정구조의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 밴드형 홀더를 이용하여 다수의 셀 하우징을 조립하는 과정을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따라 가 조립된 상태의 셀 하우징 조립체에 밴드형 홀더를 결합시키는 과정을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 밴드형 홀더와 셀 하우징 조립체상에 형성된 밴드형 홀더 삽입홀의 구조를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 배터리 모듈 조립구조는, 배터리 단위 셀 하우징(10)이 스택형 방식으로 복수개 적층되어 형성된 셀 하우징 조립체(30); 및 상기 적층된 상태의 셀 하우징 조립체(30)의 측면상에 결합되는 밴드형 홀더(50); 를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기한 구성에서, 단위 셀 하우징(10)은, 도 1의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 셀 하우징 프레임에 단위 셀이 결합된 구성으로 이루어지고, 상기 밴드형 홀더(50)는, 양측단에 홀더 고정용 걸림턱(도 3의 51,53)이 형성되어, 가 조립된 상태의 셀 하우징 조립체(30)의 양측면상에 끼움 결합이 이루어질 수 있도록 형성된다.

완성된 상태의 셀 하우징 조립체(70)는 도 1의 (e) 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가 조립 상태의 셀 하우징 조립체(30)의 양측면상에 본 발명의 상기 밴드형 홀드(50)가 끼움 결합되고, 밴드형 홀드(50)가 결합되지 않은 셀 하우징 조립체(30)의 양측면의 단부에 별도의 보조 커버(60)가 결합된 구조를 이룬다.

본 발명의 밴드형 홀더(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체의 양단에 홀더 고정용 걸림턱(51,53)이 각각 형성되며, 상기 양단의 각 걸림턱(51,53)은 동일 형상 또는 다른 형상으로 형성될 수 있다. 이때 상기 걸림턱(51,53)은 셀 하우징 조립체(30 또는 70)에 끼움 결합될 시 결합 후 이탈되지 않도록 상호 대응하는 끼움 결합구조를 갖도록 한다. 예컨대, 밴드형 홀드(50)가 결합되는 셀 하우징 조립체(30 또는 70)의 양측면상에는 밴드형 홀드(50)가 삽입되는 삽입홈(40)이 형성되고, 상기 삽입홈(40)의 양단부(41,43)는 밴드형 홀드(50)의 양측단의 홀더 고정용 걸림턱(51,53)이 결합되는 걸림턱 삽입홈(41,43)이 각각 형성된다.

상기한 밴드형 홀드(50)를 이용한 배터리 모듈 고정 구조에 있어서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 셀의 과충전에 의한 스웰링 현상으로 압력 상승이 발생하더라도 밴드형 홀드(50)의 걸림턱(51,53)의 지지력과 장력으로 고정 지지 상태가 유지된다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 밴드형 홀더의 고정방식을 도시한 도면이다.

도시된 예에서와 같이, 본 발명의 밴드형 홀드(70)는 일측이 셀 하우징상에 회전이 가능하게 조립되는 고정바(71) 형태로 구성될 수 있다. 이 경우 밴드형 홀더(70)의 고정바(71)는 상기 셀 하우징에 결합되는 위치에 인서트 사출성형으로 형성되게 할 수 있다.

또한, 이러한 방식의 밴드형 홀더(70)를 적용할 경우, 밴드형 홀드의 고정바(71)는 결합되는 셀 하우징 조립체(30 또는 50)의 최하부에 위치한 셀 하우징의 측면에 결합되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

한편, 셀 하우징 조립체(30 또는 70)에 결합되는 단위 셀 하우징(10)은 3 개 내지 6개로 하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 모듈 고정구조는 밴드형 홀더를 이용하여 셀 하우징 조립체를 결합시킴으로써 배터리 셀 하우징의 안정적인 고정성을 확보함과 동시에 품질문제를 개선할 수 있게 된다.

10 : 단위 셀 하우징 30, 70 : 셀 하우징 조립체
50,70 : 밴드형 홀드 51,53 : 홀더 고정용 걸림턱
71 : 고정바

Claims

배터리 단위 셀 하우징이 스택형 방식으로 복수개 적층되어 형성된 셀 하우징 조립체; 및
상기 적층된 상태의 셀 하우징 조립체의 측면상에 결합되는 밴드형 홀더; 를 포함하고,
상기 단위 셀 하우징은, 셀 하우징 프레임에 단위 셀이 결합된 구성으로 되고,
상기 밴드형 홀더는, 양측단에 홀더 고정용 걸림턱이 형성된 배터리 모듈 고정구조.
청구항 1에 있어서,
상기 셀 하우징 조립체는 측면부상에 밴드형 홀더가 삽입 결합되는 걸림턱 삽입홈이 형성된 배터리 모듈 고정구조.
청구항 1에 있어서,
상기 밴드형 홀더의 양단에 형성된 홀더 고정용 걸림턱의 일측은 셀 하우징상에 회전이 가능하게 조립되도록 고정바로 형태로 형성된 배터리 모듈 고정구조.
청구항 3에 있어서,
상기 밴드형 홀더의 고정바는 상기 셀 하우징에 결합되는 위치에 인서트 사출성형으로 형성되는 배터리 모듈 고정구조.
청구항 3에 있어서,
상기 밴드형 홀더의 고정바는 셀 하우징 조립체의 최하부에 위치한 셀 하우징의 측면에 결합되도록 구성된 배터리 모듈 고정구조.