KR20160013759A - 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시에는, 장측면이 마주보도록 일 방향을 따라 배치되는 제1 단위 전지와 제2 단위 전지, 및 제1 단위 전지와 제2 단위 전지 사이에 개재되는 제1 스페이서를 포함하고, 제1 스페이서는, 제1 단위 전지의 제1 측면과 대응되는 위치에 형성되고 제1 단위 전지의 하부를 냉각시키는 유체가 유입되는 제1 홀을 구비하는 제1 측벽과, 제1 단위 전지의 하부면과 마주보는 바닥부와, 유체의 이동경로를 제공하기 위하여 바닥부로부터 제1 단위 전지의 하부면을 이격시키는 지지돌기, 및 제1 측벽의 반대편에 위치하고 유체를 배출하는 제2 홀을 구비하는 제2 측벽을 포함하는, 전지 모듈을 제공한다.

Description

전지 모듈{Battery module}
본 발명의 일 실시예는 전지 모듈에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다.
이차 전지가 휴대폰, 노트북 컴퓨터와 같은 소형 전자 장치의 전원으로 사용되는 경우 단일 전지의 형태로 사용될 수 있다. 한편, 이차 전지가 하이브리드 자동차와 같이 운송 수단에 사용됨에 따라, 고출력, 고용량의 전지에 대한 수요에 발맞추어 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 전지 모듈의 형태로 사용되기도 한다.
본 발명의 일 실시예는, 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 장측면이 마주보도록 일 방향을 따라 배치되는 제1 단위 전지와 제2 단위 전지; 및 상기 제1 단위 전지와 상기 제2 단위 전지 사이에 개재되는 제1 스페이서;를 포함하고, 상기 제1 스페이서는, 상기 제1 단위 전지의 제1 측면과 대응되는 위치에 형성되고, 상기 제1 단위 전지의 하부를 냉각시키는 유체가 유입되는 제1 홀을 구비하는 제1 측벽; 상기 제1 단위 전지의 하부면과 마주보는 바닥부; 상기 유체의 이동경로를 제공하기 위하여 상기 바닥부로부터 상기 제1 단위 전지의 하부면을 이격시키는 지지돌기; 및 상기 제1 측벽의 반대편에 위치하고, 상기 유체를 배출하는 제2 홀을 구비하는 제2 측벽;을 포함하는, 전지 모듈을 제공한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀은 상기 제1 단위 전지의 하부면을 지나 상기 제1 스페이서의 하방을 향해 연장될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유체의 이동경로는 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀을 통해 외부로 노출될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 스페이서는, 상기 제1 단위 전지의 상기 제1 측면에 대하여 실질적으로 수직인 상기 단위 전지의 장측면을 향해 돌출된 다수의 돌출부들을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 스페이서는, 상기 돌출부에 의하여 형성된 상기 제1 스페이서와 상기 단위 전지의 상기 장측면 사이의 공간으로 유체가 드나들 수 있도록 형성된 제3 홀 및 제4 홀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 단위 전지를 가운데 두고 상기 제1 스페이서와 마주보도록 배치되는 제2 스페이서를 포함하고, 상기 제1 스페이서는 상기 제2 스페이서와 결합시 홀이 형성되도록 상기 제2 스페이서로부터 멀어지는 방향으로 오목한 제1 홈을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 홈은 상기 제1 스페이서의 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽 중 적어도 어느 하나의 상부에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 스페이서의 상부는 상기 단위 전지의 상기 제1 측면과 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 단위 전지는, 서로 반대의 극성을 가지며 상기 제1 단위 전지의 상부에 형성된 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 스페이서는, 상기 제2 스페이서의 상부에 형성되고 상기 제1 스페이서로부터 멀어지는 방향으로 오목한 제2 홈을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 스페이서와 상기 제2 스페이서 중 어느 하나는 결합돌기를 포함하고 나머지 하나는 상기 결합돌기와 연결되는 결합홈을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀은 상기 제1 스페이서의 하부에 형성되고, 상기 제1 스페이서의 하부와 상기 단위 전지의 상기 제1 측면 사이에는 갭이 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 지지돌기는, 상기 바닥부의 일 측변과 인접하도록 편향될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 전지 모듈의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 스페이서를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 전지 모듈의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 제1,2 스페이서와 단위 전지가 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 단위 전지와 제1 스페이서가 결합된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6은 단위 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 충방전을 수행하는 다수의 단위 전지들(100), 단위 전지들(100) 사이에 개재되는 다수의 스페이서들(200), 및 도시되어 있지는 않지만 단위 전지들(100)과 스페이서들(200)을 수용하는 하우징을 포함할 수 있다.
단위 전지(100)는 리튬 이온 전지와 같은 2차 전지일 수 있으며, 예를 들어, 대략 장방형 형태(prismatic)로 마련될 수 있다. 단위 전지(100)는 서로 반대의 극성을 갖는 제1 전극 단자(141)와 제2 전극 단자(142)를 포함할 수 있다. 제1 전극 단자(141)와 제2 전극 단자(142)는 단위 전지(100)의 상부면(105)에 위치하며, 단위 전지(100)의 상부면(105)로부터 상방을 향해 길게 연장될 수 있다. 제1 전극 단자(141)와 제2 전극 단자(142)는 단위 전지(100)의 내부에 저장된 전력을 외부로 인출하거나, 또는 외부로부터 공급되는 전력을 받아들이기 위한 전기적 접속을 형성할 수 있다.
단위 전지(100)의 내부에는 발전 요소로서, 양극판과 음극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체(미도시)를 포함할 수 있다. 전극 조립체는 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재한 후, 이를 롤 형태로 권취하여 형성할 수 있다. 또 다른 실시예로, 전극 조립체는 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재하여 적층함으로써 형성할 수 있다. 제1 전극 단자(141) 및 제2 전극 단자(142) 중 어느 하나는 양극판과 전기적으로 연결되고 나머지 하나는 음극판과 전기적으로 연결되며, 제1,2 전극 단자(141, 142)를 통해 충전 및 방전이 수행될 수 있다.
다수의 단위 전지들(100)은 일 방향을 따라 배열될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 이웃하는 단위 전지들(100)의 장측면인 제3 측면(103)과 제4 측면(104)이 서로 마주보도록 배열될 수 있다. 일 열로 배열된 다수의 단위 전지들(100)은, 버스바(미도시)와 같은 접속 부재를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 다수의 단위 전지들(100)은 직렬, 병렬, 또는 직병렬 접속될 수 있다.
스페이서(200)는 일 방향을 따라 배열된 다수의 단위 전지들(100) 사이에 개재될 수 있다. 스페이서(200)는 이웃하는 단위 전지들(100) 사이에 위치하여 단위 전지(100)를 수용하면서 냉각을 위한 유체가 드나들 수 있는 이동경로를 제공할 수 있다.
각각의 단위 전지(100) 및 각각의 스페이서(200)는 동일한 형상을 구비할 수 있다. 따라서, 별도의 비용 증가 없이 스페이서(200)와 단위 전지(100)를 교대로 배치하는 작업만으로 전지 모듈의 용량을 다양하게 변화시켜 제조할 수 있다.
도 2는 도 1의 스페이서(200)를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이서(200)는 바닥부(210), 바닥부(210)에 대하여 실질적으로 수직인 제1 측벽(220) 및 제2 측벽(230), 제1,2 측벽(220, 230)에 대하여 실질적으로 수직인 본체(240), 및 지지돌기(250)를 포함할 수 있다.
지지돌기(250)는 바닥부(210) 상에 형성될 수 있다. 지지돌기(250)는 상방을 향하여 소정의 높이를 갖도록 연장될 수 있다. 단위 전지(100)의 하부면이 바닥부(210)와 마주보도록 단위 전지(100)가 스페이서(200)에 수용될 때, 지지돌기(250)는 단위 전지(100)의 하부면을 지지할 수 있다. 단위 전지(100)의 하부면은 지지돌기(250)에 의해 바닥부(210)로부터 소정의 간격 이격될 수 있다.
제1 측벽(220)은 제1 홀(221) 및 제3 홀(222)을 포함하고, 제2 측벽(230)은 제2 홀(231) 및 제4 홀(232)을 포함할 수 있다.
제1 홀(221)과 제2 홀(231)은 각각 제1 측벽의 하부(220b)와 제2 측벽의 하부(230b) 에 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 홀(221)과 제2 홀(231)은 스페이서(200)의 하방을 향해 길게 연장될 수 있다. 제1 홀(221)과 제2 홀(231) 중 어느 하나는 단위 전지(100)의 하부를 냉각시키기 위한 유체(예컨대, 공기)의 유입구가 되고, 나머지 하나는 배출구가 될 수 있다.
제3 홀(222)은 본체(240)와 인접한 제1 측벽(220)의 일 측에 형성될 수 있고, 제4 홀(232)은 본체(240)와 인접한 제2 측벽(230)의 일 측에 형성될 수 있다. 제3 홀(222)과 제4 홀(232)은 본체(240)의 높이 방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 제3 홀(222)과 제4 홀(232) 중 어느 하나는 단위 전지(100)의 측벽을 냉각시키기 위한 유체(예컨대, 공기)의 유입구가 되고, 나머지 하나는 배출구가 될 수 있다.
본체(240)는 돌출부(245)를 포함할 수 있다. 돌출부(245)는 본체(240)의 일 면에 형성될 수 있다. 돌출부(245)에 의하여 본체(240)와 마주보는 단위 전지(100)의 장측면은 본체(240)로부터 소정의 간격 이격될 수 있다.
제1,2 측벽(220, 230)에는 결합돌기(261)가 구비될 수 있다. 결합돌기(261)는 일 방향을 따라 연장되며, 결합돌기(261)의 반대편에는 결합돌기(261)가 삽입될 수 있는 결합홈(262: 도4 참조)이 형성될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 가운데에 단위 전지(100)를 개재한 채로 이웃하는 스페이서들(200a, 200b)이 결합할 때, 이웃하는 스페이서들(200a, 200b) 중 어느 하나의 스페이서(200a)의 결합돌기(261)는 다른 하나의 스페이서(200b)의 결합홈(262)에 삽입될 수 있다.
제1 측벽(220)은 오목한 제1 홈(223)을 포함하고, 제2 측벽(230)은 제2 홈(233)을 포함할 수 있다. 제1,2 홈(223, 233) 각각은 단위 전지(100)의 캡 플레이트와 인접한 영역, 예컨대 제1,2 측벽의 상부(220a, 230b)에 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 전지 모듈의 일부를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 제1,2 스페이서(200a, 200b)와 단위 전지(100)가 결합된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 5는 단위 전지(100)와 제1 스페이서(200a)가 결합된 상태를 나타낸 평면도이고, 도 6은 단위 전지(100)를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 단위 전지(100)를 기준으로 양측에는 제1 스페이서(200a)와 제2 스페이서(200b)가 위치할 수 있다. 단위 전지(100)는 제1,2 스페이서(200a, 200b) 사이에 수용될 수 있다.
단위 전지(100)의 제1,2 측면(101, 102)은 각각 제1 스페이서(200a)의 제1,2 측벽(220, 230)과 마주보고, 단위 전지(100)의 제3 측면(103)은 제1 스페이서(200a)의 본체(240)와 마주보며, 단위 전지(100)의 제4 측면(104)은 제2 스페이서(200b)의 본체(240)와 마주볼 수 있다.
단위 전지(100)의 하부면(106)은 제1 스페이서(200a)의 바닥부(210)와 마주볼 수 있다. 단위 전지(100)의 하부면(106)은 지지돌기(250)에 의하여 제1 스페이서(200a)의 바닥부(210)로부터 소정의 간격 이격될 수 있다. 단위 전지(100)의 하부면(106)과 제1 스페이서(200a)의 바닥부(210) 사이의 공간은 단위 전지(100)의 하부를 냉각시키는 유체의 이동 통로(이하, 하부 유로)가 된다.
하부 유로는 외부와 유체적으로 연결될 수 있다. 제1 스페이서(200a)의 제1,2 측벽(220, 230)에 형성된 제1,2 홀(221, 231)은 제1 스페이서(200a)의 하방을 향해 길게 연장될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1,2 홀(221, 231)의 하단부가 단위 전지(100)의 하부면(106)을 지나 길게 연장될 수 있다. 예컨대, 제1,2 홀(221, 231)의 하단부가 단위 전지(100)의 제1 측면(101)과 하부면(106)이 이루는 변(107: 도 4)을 지나 제1 스페이서(200a)의 하방을 향해 연장되므로 하부 유로는 제1,2 홀(221, 231)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
제1 홀(221) 및 제2 홀(231) 중 어느 하나는 단위 전지(100)의 하부를 냉각시키기 위한 냉각 유체의 유입구가 되고 나머지 하나는 배출구가 될 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 제1 홀(221)이 유입구이고 제2 홀(231)이 배출구인 경우를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
냉각 유체가 하부 유로를 이동할 때, 냉각 유체가 단위 전지(100)의 하부면(106)과 접촉하는 것을 방해하지 않도록 지지돌기(250)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 스페이서(200a)의 바닥부(210)의 일측에 편향되어 형성될 수 있다.
만약, 지지돌기(250)가 제1 스페이서(200a)의 바닥부(210)의 중심에 형성되어 있다면, 지지돌기(250)와 대응되는 위치의 단위 전지(100)의 하부면(106)은 냉각 유체와 접촉할 수 없고, 따라서 단위 전지(100)의 하부면(106)이 골고루 냉각되기 어려워진다.
단위 전지(100)의 제3 측면(103)은 제1 스페이서(200a)의 본체(240)와 마주볼 수 있다. 단위 전지(100)의 제3 측면(103)은 돌출부(245)에 의하여 제1 스페이서(200a)의 본체(240)로부터 소정의 간격 이격될 수 있다. 단위 전지(100)의 제3 측면(103)과 제1 스페이서(200a)의 본체(240) 사이의 공간은 단위 전지(100)의 측면을 냉각시키는 유체의 이동 통로(이하, 사이드 유로)가 된다.
사이드 유로는 외부와 유체적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 스페이서(200a)의 제1,2 측벽(220, 230)에 형성된 제3,4 홀(222, 232) 각각은 본체(240)의 높이 방향을 따라 길게 연장되어 냉각 유체의 유입구와 배출구가 될 수 있다. 제3 홀(222) 및 제4 홀(232) 중 어느 하나는 단위 전지(100)의 측면을 냉각시키기 위한 냉각 유체의 유입구가 되고 나머지 하나는 배출구가 될 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 제3 홀(222)이 유입구이고 제4 홀(232)이 배출구인 경우를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5를 참조하면, 제1 측벽의 하부(220b)는 리브(225)에 의하여 단위 전지(100)의 제1 측면(101)으로부터 이격되어, 제1 측면(101)과 제1 측벽의 하부(220b) 사이에는 갭(g)이 형성될 수 있다. 제2 측벽의 하부(230b)는 리브(235)에 의하여 단위 전지(100)의 제2 측면(102)으로부터 이격되어, 제2 측면(102)과 제2 측벽의 하부(230b) 사이에는 갭(g)이 형성될 수 있다.
제1 측벽의 상부(220a)는 단위 전지(100)의 제1 측면(101)과 직접 접촉할 수 있고, 제2 측벽(230)의 상부(230a)는 단위 전지(100)의 제2 측면(102)과 직접 접촉할 수 있다. 제1,2 측벽의 상부들(220a, 230a)이 단위 전지(100)의 제1,2 측면(101, 102)과 직접 접촉하므로 제1 스페이서(200a)에 수용된 단위 전지(100)의 이동이 억제될 수 있다.
다만, 단위 전지(100)를 냉각시키는 냉각 유체와 단위 전지(100)의 온도 차에 의하여 제1 스페이서(200a)와 단위 전지(100)에 물방울이 맺히는 경우, 단위 전지(100)의 안전성이 크게 저하될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 단위 전지(100)는 상부면이 개방된 케이스(110)와, 케이스(110)에 수용된 전극 조립체(120)와, 케이스(110)의 상부면을 밀봉하는 캡 플레이트(130), 및 캡 플레이트(130)의 외부를 향해 노출된 제1,2 전극 단자(141, 142)를 포함할 수 있다.
케이스(110)는 상부면이 개방된 일체형으로, 케이스(110)의 하부에 물방울이 생기더라도 물방울이 단위 전지(100)의 내부로 침투하기 어렵다. 그러나, 제1 측벽의 상부(220a) 및 제2 측벽의 상부(230a)가 단위 전지(100)와 직접 접촉하는 경우, 제1,2 측벽의 상부(220a, 230a)와 단위 전지(100)의 측면(101, 102) 사이에는 미세한 틈이 형성될 수 있다. 물방울은 모세관 현상에 의하여 미세한 틈을 통해 이동할 수 있다. 케이스(110)의 상부면은 캡 플레이트(130)와 용접이나 가스켓 등을 이용하여 조립되므로 물방울(수분)에 노출되면, 단위 전지(100)는 내부 단락되거나 열화될 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 물방울이 맺히더라도 잘 떨어질 수 있도록 제1 측벽(220)과 제2 측벽(230)은 제1 홈(223)과 제2 홈(233)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 물방울은 캡 플레이트(130)와 케이스(110) 사이를 통해 단위 전지(100)로 침투할 수 있으므로, 제1 홈(223)과 제2 홈(233)은 각각 제1,2 측벽의 상부(220a, 220b)에 형성될 수 있다.
제1 스페이서(200a)에 형성된 제1 홈(223)과 제2 홈(233)은 제2 스페이서(200b)로부터 멀어지는 방향으로 오목한 형상일 수 있다. 제1 스페이서(200a)의 제1,2 측벽(220, 230)에 형성된 제1,2 홈(223, 233)은 각각 제2 스페이서(200b)의 제1,2 측벽(220, 230)과 결합하면서 홀(H)을 형성할 수 있다. 물방울은 제1,2 홈(223, 233)에 의해 형성된 홀(H)에 맺히거나 홀(H)을 통해 전지 모듈(10)의 외부로 떨어질 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에서는 제1 스페이서(200a)의 제1,2 측벽(220, 230)에 제1,2 홈(223, 233)이 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 스페이서(200a)의 제1 홈(223)과 결합하는 제2 스페이서(200b)의 제1 측벽(220)에도 제3 홈(223')이 형성되고, 제1 스페이서(200a)의 제2 홈(233)과 결합하는 제2 스페이서(200b)의 제2 측벽(230)에도 제4 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단위 전지(100)의 양측에 배치된 제1,2 스페이서(200a, 200b)는 단위 전지(100)의 위치를 고정시켜줄 수 있다. 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단위 전지(100)의 양측에 배치된 제1,2 스페이서(200a, 200b)를 통해 단위 전지(100) 하부 및/또는 측면을 냉각시킬 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 단위 전지
200: 스페이서
210: 바닥부
220: 제1 측벽
230: 제2 측벽
240: 본체
250: 지지돌기

Claims (13)

  1. 장측면이 마주보도록 일 방향을 따라 배치되는 제1 단위 전지와 제2 단위 전지; 및
    상기 제1 단위 전지와 상기 제2 단위 전지 사이에 개재되는 제1 스페이서;를 포함하고,
    상기 제1 스페이서는,
    상기 제1 단위 전지의 제1 측면과 대응되는 위치에 형성되고, 상기 제1 단위 전지의 하부를 냉각시키는 유체가 유입되는 제1 홀을 구비하는 제1 측벽;
    상기 제1 단위 전지의 하부면과 마주보는 바닥부;
    상기 유체의 이동경로를 제공하기 위하여 상기 바닥부로부터 상기 제1 단위 전지의 하부면을 이격시키는 지지돌기; 및
    상기 제1 측벽의 반대편에 위치하고, 상기 유체를 배출하는 제2 홀을 구비하는 제2 측벽;을 포함하는, 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 홀 및 상기 제2 홀은 상기 제1 단위 전지의 하부면을 지나 상기 제1 스페이서의 하방을 향해 연장된, 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유체의 이동경로는 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀을 통해 외부로 노출된, 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스페이서는,
    상기 제1 단위 전지의 상기 제1 측면에 대하여 실질적으로 수직인 상기 단위 전지의 장측면을 향해 돌출된 다수의 돌출부들을 포함하는, 전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스페이서는,
    상기 돌출부에 의하여 형성된 상기 제1 스페이서와 상기 단위 전지의 상기 장측면 사이의 공간으로 유체가 드나들 수 있도록 형성된 제3 홀 및 제4 홀을 포함하는, 전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위 전지를 가운데 두고 상기 제1 스페이서와 마주보도록 배치되는 제2 스페이서를 포함하고,
    상기 제1 스페이서는 상기 제2 스페이서와 결합시 홀이 형성되도록 상기 제2 스페이서로부터 멀어지는 방향으로 오목한 제1 홈을 포함하는, 전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 홈은 상기 제1 스페이서의 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽 중 적어도 어느 하나의 상부에 형성된, 전지 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 스페이서의 상부는 상기 단위 전지의 상기 제1 측면과 접촉하는, 전지 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 단위 전지는,
    서로 반대의 극성을 가지며 상기 제1 단위 전지의 상부에 형성된 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자를 포함하는, 전지 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 스페이서는,
    상기 제2 스페이서의 상부에 형성되고 상기 제1 스페이서로부터 멀어지는 방향으로 오목한 제2 홈을 포함하는, 전지 모듈.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1 스페이서와 상기 제2 스페이서 중 어느 하나는 결합돌기를 포함하고 나머지 하나는 상기 결합돌기와 연결되는 결합홈을 포함하는, 전지 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 홀 및 상기 제2 홀은 상기 제1 스페이서의 하부에 형성되고,
    상기 제1 스페이서의 하부와 상기 단위 전지의 상기 제1 측면 사이에는 갭이 형성된, 전지 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 지지돌기는,
    상기 바닥부의 일 측변과 인접하도록 편향된, 전지 모듈.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017204458A1 (ko) * 2016-05-24 2017-11-30 삼성에스디아이(주) 전지 팩
KR20180092063A (ko) * 2017-02-08 2018-08-17 에이치엘그린파워 주식회사 자동차용 배터리 모듈 및 배터리 모듈용 스페이서
KR20200011816A (ko) * 2018-07-25 2020-02-04 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105322113B (zh) * 2014-07-30 2019-09-27 株式会社杰士汤浅国际 蓄电装置
JP6726478B2 (ja) * 2016-02-19 2020-07-22 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置、蓄電装置の製造方法、及び蓄電装置用の隣接部材の製造方法
KR20180056219A (ko) * 2016-11-18 2018-05-28 삼성전자주식회사 스페이서 및 이를 포함하는 배터리 어셈블리
KR102201348B1 (ko) 2017-01-17 2021-01-08 주식회사 엘지화학 배터리 모듈의 제조 방법
KR102207881B1 (ko) 2017-01-17 2021-01-25 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
DE102017206564A1 (de) * 2017-04-19 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Untereinheit eines Batteriemoduls, Batteriemodul mit einer solchen Untereinheit und Verfahren zur Herstellung einer solchen
DE102017217118A1 (de) * 2017-09-26 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100717751B1 (ko) * 2005-12-21 2007-05-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
JP2008166191A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Sanyo Electric Co Ltd 電池パック
KR20110089694A (ko) * 2010-02-01 2011-08-09 에스비리모티브 주식회사 이차 전지 모듈
KR20130107994A (ko) * 2012-03-23 2013-10-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR20150043337A (ko) * 2012-08-16 2015-04-22 주식회사 엘지화학 전지모듈
JP2015096416A (ja) * 2013-10-30 2015-05-21 ヴァレオ クリマジステーメ ゲーエムベーハー ハイブリッドまたは電気自動車のための冷媒分配器、および、冷媒分配器を有する冷媒回路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011065907A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Panasonic Corp 電池モジュール及びその製造方法並びに温度調整システム
US9172068B2 (en) * 2009-10-22 2015-10-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100717751B1 (ko) * 2005-12-21 2007-05-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
JP2008166191A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Sanyo Electric Co Ltd 電池パック
KR20110089694A (ko) * 2010-02-01 2011-08-09 에스비리모티브 주식회사 이차 전지 모듈
KR20130107994A (ko) * 2012-03-23 2013-10-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR20150043337A (ko) * 2012-08-16 2015-04-22 주식회사 엘지화학 전지모듈
JP2015096416A (ja) * 2013-10-30 2015-05-21 ヴァレオ クリマジステーメ ゲーエムベーハー ハイブリッドまたは電気自動車のための冷媒分配器、および、冷媒分配器を有する冷媒回路

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017204458A1 (ko) * 2016-05-24 2017-11-30 삼성에스디아이(주) 전지 팩
KR20190004351A (ko) * 2016-05-24 2019-01-11 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
US11404732B2 (en) 2016-05-24 2022-08-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR20180092063A (ko) * 2017-02-08 2018-08-17 에이치엘그린파워 주식회사 자동차용 배터리 모듈 및 배터리 모듈용 스페이서
KR20200011816A (ko) * 2018-07-25 2020-02-04 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

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