KR20170035218A - Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a battery pack including such a battery module, and an automobile including such a battery pack.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.Secondary batteries having high electrical characteristics such as high energy density and high ease of application according to the product group can be applied not only to portable devices but also to electric vehicles (EVs) or hybrid electric vehicles (HEVs) driven by electric driving sources It is universally applied. Such a secondary battery is not only a primary advantage that the use of fossil fuel can be drastically reduced, but also produces no by-products resulting from the use of energy, and thus is attracting attention as a new energy source for enhancing environmental friendliness and energy efficiency.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Types of secondary batteries widely used today include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel metal hydride batteries, and nickel-zinc batteries. The operating voltage of such a unitary secondary battery cell, that is, the unit battery cell is about 2.5V to 4.2V. Therefore, when a higher output voltage is required, a plurality of battery cells may be connected in series to form a battery pack. In addition, a plurality of battery cells may be connected in parallel according to a charge / discharge capacity required for the battery pack to form a battery pack. Therefore, the number of battery cells included in the battery pack can be variously set according to the required output voltage or the charge / discharge capacity.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 복수 개의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 복수 개의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.Meanwhile, when a plurality of battery cells are connected in series / parallel to constitute a battery pack, a battery module including a plurality of battery cells is first configured, and other components are added using the plurality of battery modules, Is a common method.
종래 배터리 모듈은, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들을 구비하는 배터리 셀 조립체 및 이러한 배터리 셀 조립체의 강성을 확보함과 아울러 배터리 셀 조립체를 지지할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측을 지지하며, 네 가장자리 영역에서 스크류 부재 등과 체결부재를 통해 상기 배터리 셀 조립체와 체결되는 한 쌍의 엔드 플레이트들을 포함한다.A conventional battery module includes a battery cell assembly having a plurality of battery cells stacked one upon the other and a battery cell assembly supporting upper and lower sides of the battery cell assembly to secure rigidity of the battery cell assembly and support the battery cell assembly, And a pair of end plates which are fastened to the battery cell assembly through screw members and the fastening member at four edge regions.
그러나, 종래 배터리 모듈에서는, 이러한 체결이 한 쌍의 엔드 플레이트의 네 가장자리 영역에서 이루어지게 되는 바, 상기 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측의 센터부에 배치되는 한 쌍의 엔드 플레이트에는 별도의 체결 구조가 없어, 이러한 센터부에서의 강성 확보가 어려워 셀 스웰링 등이 발생할 경우, 이 부분에서 엔드 플레이트의 변형이 발생되는 문제가 있다.However, in the conventional battery module, such a fastening is performed in the four edge regions of the pair of end plates, and a pair of end plates disposed in the upper and lower center portions of the battery cell assembly have separate fastening structures There is a problem that deformation of the end plate occurs at this portion when cell swelling or the like occurs due to difficulty in ensuring rigidity at the center portion.
이를 해결하기 위해, 종래 배터리 모듈에서, 배터리 모듈의 강성을 향상시킬 수 있게 이러한 한 쌍의 엔드 플레이트의 센터부 모서리 영역에도 네 가장자리 영역과 같은 체결 구조를 마련하는 방안이 모색되었다.In order to solve this problem, in order to improve the rigidity of the battery module in the conventional battery module, it has been sought to provide a fastening structure such as a four-edge region in the center edge area of the pair of end plates.
그러나, 이처럼 한 쌍의 엔드 플레이트의 센터부 모서리 영역에도 체결 구조를 마련할 경우, 체결 구조로 인한 전체 배터리 모듈의 사이즈가 증가하며, 배터리 셀 용량 확보와는 무관한 사이즈 증대 요인으로만 작용하여, 배터리 모듈의 용적율이 감소하는 문제가 있다. 아울러, 한 쌍의 엔드 플레이트의 센터부에서의 추가적인 체결 구조는 배터리 셀 조립체의 냉각 효율 관점에서도 별다른 이점이 없는 문제가 있다.However, when the fastening structure is provided in the center edge area of the pair of end plates as well, the size of the entire battery module due to the fastening structure is increased, and only the factor of increasing the size regardless of the battery cell capacity is secured, There is a problem that the capacity ratio of the battery module is reduced. Further, the additional fastening structure in the center portion of the pair of end plates has a problem in that there is no advantage in terms of the cooling efficiency of the battery cell assembly.
그러므로, 배터리 모듈의 강성을 향상시키고 냉각 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 나아가 이러한 배터리 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하는 방안의 모색이 요청된다.Therefore, there is a need to search for a battery module capable of improving the rigidity of the battery module and improving the cooling efficiency, and further, a battery pack including such a battery battery module and a vehicle including such a battery pack.
따라서, 본 발명의 목적은 배터리 모듈의 강성을 향상시키고 냉각 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a battery module capable of improving rigidity of a battery module and improving cooling efficiency, a battery pack including such a battery battery module, and an automobile including such a battery pack.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들을 구비하는 배터리 셀 조립체; 상기 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측을 지지하며, 네 가장자리 영역에서 상기 배터리 셀 조립체와 체결되는 한 쌍의 엔드 플레이트들; 및 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들 사이에서 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 지지할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체의 양측에 각각 접촉 배치되는 한 쌍의 사이드 플레이트들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery module including: a battery cell assembly having a plurality of battery cells stacked one upon another; A pair of end plates for supporting upper and lower sides of the battery cell assembly and fastened to the battery cell assembly at four edge regions; And a pair of side plates covering both sides of the battery cell assembly between the pair of end plates and disposed on both sides of the battery cell assembly so as to support both sides of the battery cell assembly, The battery module is characterized in that it includes a battery module.
상기 한 쌍의 엔드 플레이트들 및 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.The pair of end plates and the pair of side plates may be made of aluminum.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들과 용접 결합될 수 있다.The pair of side plates may be welded to the pair of end plates, respectively.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각, 상기 배터리 셀 조립체의 측면을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 측면에 노출되는 상기 복수 개의 배터리 셀들과 접촉되는 본체부; 상기 본체부의 상단으로부터 상기 배터리 셀 조립체의 상측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체의 상측을 지지하는 엔드 플레이트와 용접 결합되는 제1 용접부; 및 상기 본체부의 하단으로부터 상기 배터리 셀 조립체의 하측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체의 하측을 지지하는 엔드 플레이트와 용접 결합되는 제2 용접부;를 포함할 수 있다.Wherein the pair of side plates each comprise a body covering a side surface of the battery cell assembly and contacting the plurality of battery cells exposed on a side surface of the battery cell assembly; A first welding portion bent from an upper end of the body portion to an upper side of the battery cell assembly and welded to an end plate supporting the upper side of the battery cell assembly; And a second welding portion bent from the lower end of the body portion to a lower side of the battery cell assembly and welded to the end plate supporting the lower side of the battery cell assembly.
상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각, 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수용하며, 상기 전극 조립체를 밀봉하기 위한 실링부가 돌출되는 전지 케이스;를 포함하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 상기 전지 케이스들은, 상기 본체부와 본딩 결합될 수 있다.The plurality of battery cells may include an electrode assembly; And a battery case which receives the electrode assembly and in which a sealing portion for sealing the electrode assembly is protruded, wherein the battery cases of the plurality of battery cells are bonded to the body portion.
상기 본딩 결합은, 열 접착제(Thermal Adhesive)를 통해 이루어질 수 있다.The bonding may be performed through a thermal adhesive.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각, 상기 본체부의 내면에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 실링부들을 수용하기 위한 복수 개의 수용 홈들;을 포함할 수 있다.The pair of side plates may include a plurality of receiving grooves provided on an inner surface of the main body for receiving the sealing portions of the plurality of battery cells, respectively.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각, 상기 본체부의 외면에 구비되며, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들의 표면적을 증가시키기 위한 복수 개의 방열 홈들;을 포함할 수 있다.The pair of side plates may include a plurality of heat dissipating grooves provided on an outer surface of the main body to increase the surface area of the pair of side plates.
상기 복수 개의 수용 홈들과 상기 복수 개의 방열 홈들은, 상기 본체부의 상하 방향에서 서로 지그재그 형태로 배치될 수 있다.The plurality of receiving grooves and the plurality of heat dissipating grooves may be arranged in a zigzag form in the vertical direction of the main body portion.
상기 제1 용접부는, 상기 배터리 셀 조립체의 상측에 노출되는 배터리 셀의 상면에 접촉될 수 있다.The first welding portion may contact the upper surface of the battery cell exposed above the battery cell assembly.
상기 제2 용접부는, 상기 배터리 셀 조립체의 하측에 노출되는 배터리 셀의 하면에 접촉될 수 있다.The second welded portion may contact the lower surface of the battery cell exposed under the battery cell assembly.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하기 위한 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.Further, the present invention provides a battery pack comprising: at least one battery module according to the above-described embodiments; And a pack case for packaging the at least one battery module.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.In addition, the present invention provides an automobile including a battery pack according to the above-described embodiment as an automobile.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈의 강성을 향상시키고 냉각 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.According to various embodiments as described above, it is possible to provide a battery module capable of improving the rigidity of the battery module and improving the cooling efficiency, a battery pack including such a battery battery module, and an automobile including such a battery pack.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 평면도이다.
도 4는 도 3의 배터리 모듈의 A-A' 부분의 단면도이다.
도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이다.
도 6은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 사이드 플레이트들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic exploded perspective view of the battery module of FIG.
3 is a plan view of the battery module of FIG.
4 is a cross-sectional view of the AA 'portion of the battery module of FIG. 3;
5 is an enlarged view of a portion B in Fig.
FIG. 6 is a view for explaining side plates according to another embodiment of the battery module of FIG. 1;
7 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.The present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the embodiments described herein are illustrated by way of example for purposes of clarity of understanding and that the present invention may be embodied with various modifications and alterations. Also, for ease of understanding of the invention, the appended drawings are not drawn to scale, but the dimensions of some of the components may be exaggerated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 개략적인 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 평면도이며, 도 4는 도 3의 배터리 모듈의 A-A' 부분의 단면도이며, 도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이다.FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the battery module of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of the battery module of FIG. 1, 3 is a sectional view of the AA 'portion of the battery module of FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion B of FIG.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀 조립체(100), 엔드 플레이트(200) 및 사이드 플레이트(500)를 포함할 수 있다.1 to 5, the
상기 배터리 셀 조립체(100)는, 상기 배터리 모듈(10)의 주요 구성들의 조립체로서, 배터리 셀(110), 셀 카트리지(130) 및 리드 커버(150)를 포함할 수 있다.The
상기 배터리 셀(110)은 파우치 타입으로써, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)은 상호 적층되어 구비될 수 있고, 상기 적층은 수직 방향(Z축 방향), 즉, 상하 방향(Z축 방향)으로 이루어질 수 있다.The
각각의 배터리 셀(110)은, 전극 조립체(112), 전지 케이스(115) 및 전극 리드(118)를 포함할 수 있다.Each
상기 전극 조립체(112)는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 상기 전극 조립체(112)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.The
상기 전지 케이스(115)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있으며, 상기 전극 조립체(112)를 내장한 상태에서 테두리(117)를 열융착하여 상기 전극 조립체(112)를 밀봉할 수 있다. 여기서, 상기 전지 케이스(115)의 상기 테두리(117)는 잘 알려진 실링부(117)로 지칭될 수 있다.The
상기 전극 리드(118)는 한 쌍으로 구비되며, 상기 한 쌍의 전극 리드들(117)은 각각 양극 리드 및 음극 리드로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 전극 리드들(117)은 상기 전지 케이스(115)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양단부에서 각각 상기 전지 케이스(115) 외부로 돌출될 수 있다.The electrode leads 118 may be formed as a pair, and the pair of electrode leads 117 may be formed of a positive electrode lead and a negative electrode lead, respectively. The pair of electrode leads 117 may protrude from the
상기 셀 카트리지(130)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 적층을 용이하게 하기 위한 것으로서, 복수 개로 구비될 수 있다.The
상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)에는 상기 복수 개의 배터리 셀들(110) 중 적어도 하나의 배터리 셀(110)이 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 전극 리드들(118)의 전기적인 연결을 위해 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양단부에서 각각 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 한 쌍의 전극 리드들(118)을 외부로 노출시킬 수 있고, 전후 방향(X축 방향)에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 양측면부를 각각 외부로 노출시킬 수 있다.At least one
그리고, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)의 네 가장자리 영역에는 후술하는 한 쌍의 엔드 플레이트(200)와의 체결을 위한 스크류 부재(300) 등과 같은 체결부재(300)가 관통 체결되는 카트리지 체결 홀(135)이 각각 구비될 수 있다.The four end portions of the plurality of
상기 리드 커버(150)는 한 쌍으로 구비되어, 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 전극 리드들(118)이 돌출되는 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양단부를 커버할 수 있다.The
이러한 상기 리드 커버(150)에는 상기 복수 개의 전극 리드들(118)을 전기적으로 연결하는 버스 바와 상기 버스 바와 전기적으로 연결되며 외부 전원 등과 전기적으로 연결될 수 있는 터미널 등의 전장 부품들이 구비될 수 있다.The
상기 엔드 플레이트(200)는 상기 배터리 셀 조립체(100)를 지지하기 위한 것으로서, 한 쌍으로 구비되어 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측 및 하측을 각각 지지할 수 있다.The
상기 한 쌍의 엔드 플레이트(200)는 상기 배터리 셀 조립체(100)와 네 가장자리 영역에서 스크류 부재(300) 등과 같은 체결부재(300)를 통해 체결될 수 있다. 이를 위해, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트(200)의 네 가장자리 영역에는 상기 체결부재(300)가 각각 관통 체결되는 플레이트 체결 홀(205)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 체결부재들(300)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 배치되는 상기 엔드 플레이트(200)의 상기 플레이트 체결 홀(205), 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 셀 카트리지들(130)의 상기 카트리지 체결홀들(135) 및 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 배치되는 상기 엔드 플레이트(200)의 상기 플레이트 체결 홀(205)에 관통 체결될 수 있다.The pair of
그리고, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)은, 각각, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 배치되는 상기 배터리 셀(110) 및 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 배치되는 상기 배터리 셀(110)에 접촉되게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)은 상기 배터리 셀들(110)의 냉각 효율을 높일 수 있게 높은 열 전도도를 갖는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.The pair of
상기 사이드 플레이트(500)는 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200) 사이에서 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 양측을 지지할 수 있게 한 쌍으로 구비될 수 있다.The
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 양측에 각각 접촉 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 상기 배터리 셀들(110)의 양측면부에 각각 접촉 배치될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 상기 배터리 셀들(110)의 냉각 효율을 높일 수 있게 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)과 같이 높은 열 전도도를 갖는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.The pair of
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)과 접촉 배치되는 알루미늄 재질의 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500) 및 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)을 통해, 실질적으로 상기 배터리 모듈(10)의 네 개의 면에서 상기 배터리 셀들(110)에서 발생할 수 있는 열을 내보낼 수 있어, 상기 배터리 모듈(10)의 냉각 효율을 현저히 개선할 수 있다.Accordingly, in the present embodiment, the pair of
그리고, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 길다란 모서리 영역, 즉, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 길이 방향(Y축 방향)에서의 상기 플레이트 체결 홀들(205) 사이 영역에서 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)과 각각 용접 결합(W)될 수 있다.The pair of
이때, 상기 용접 결합(W)은 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 용접 결합(W)은 레이저 용접 결합일 수 있다. 이에 한정되는 것은 용접 결합 방식은 설계에 따라 초음파 용접 결합 및 저항 용접 결합 등 기타 다양한 용접 결합 방식 중 어느 하나로 이루어지는 것도 가능할 수 있다.At this time, the welding connection W may be formed along the longitudinal direction (Y-axis direction) of the pair of
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 이러한 용접 결합을 통해 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측 및 하측의 센터부 모서리 영역를 커버하면서 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 센터부 모서리 영역과 결합될 수 있는 바, 스크류 부재 등 별도의 체결부재들 및 이를 위한 배터리 셀 조립체(100) 및 엔드 플레이트들(200)의 추가적인 체결 구조 없이도 상기 배터리 셀 조립체(100) 및 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 센터부에서의 강성을 확보할 수 있다.The pair of
이러한 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은, 각각, 본체부(510), 제1 용접부(530), 제2 용접부(550) 및 복수 개의 수용 홈들(570)을 포함할 수 있다.The pair of
상기 본체부(510)는 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 측면을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 측면에 노출되는 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)과 접촉될 수 있다.The
여기서, 상기 본체부(510)는 상기 사이드 플레이트들(500)의 보다 안정적인 지지를 위해 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 전지 케이스(115)들과 본딩 결합될 수 있다.Here, the
이러한 상기 본딩 결합은 열 접착제(Thermal Adhesive, 520)를 통해 이루어질 수 있다. 상기 열 접착제(520)는 높은 열 전도도를 가지며, 상기 배터리 셀들(110)로부터 상기 사이드 플레이트(500)로의 보다 빠른 열 전달을 도모할 수 있다.The bonding may be performed through a thermal adhesive (520). The
상기 제1 용접부(530)는 상기 본체부(510)의 상단으로부터 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측을 지지하는 상기 엔드 플레이트(200)와 상기 용접 결합될 수 있다.The
이러한 상기 제1 용접부(530)는 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 노출되는 상기 배터리 셀(110)의 상면 모서리 영역을 커버할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 노출되는 상기 배터리 셀(110)의 상면에 접촉될 수 있다.The
상기 제2 용접부(550)는 상기 본체부(510)의 하단으로부터 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측을 지지하는 상기 엔드 플레이트(200)와 상기 용접 결합될 수 있다.The
이러한 상기 제2 용접부(530)는 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 노출되는 상기 배터리 셀(110)의 하면 모서리 영역을 커버할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 노출되는 상기 배터리 셀(110)의 하면에 접촉될 수 있다.The
상기 복수 개의 수용 홈들(570)은 상기 본체부(510)의 내면에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 전지 케이스들(115)의 상기 실링부들(117)을 수용할 수 있다.The plurality of receiving
이러한 상기 복수 개의 수용 홈들(570)은 상기 본체부(510)의 상하 방향(Z축 방향)에서 서로 소정 거리 이격되며, 상기 수직 적층되는 각각의 배터리 셀(110)의 상기 전지 케이스(115)의 상기 실링부(117)를 각각 수용할 수 있다.The plurality of receiving
도 6은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 사이드 플레이트들을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining side plates according to another embodiment of the battery module of FIG. 1;
본 실시예에 따른 사이드 플레이트들(600)은 앞선 실시예의 사이드 플레이트들(500)과 유사하므로, 이하, 실시예에서는 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.Since the
도 6을 참조하면, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(600)은, 복수 개의 방열 홈들(690)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the pair of
상기 복수 개의 방열 홈들(690)은 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(600)의 표면적을 증가시키기 위한 것으로서, 본체부(610)의 외면에 구비될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 방열 홈들(690)은 설계에 따라 상기 본체부(610) 뿐만 아니라 상기 제1 용접부 및 제2 용접부에도 구비될 수 있다.The plurality of
상기 복수 개의 방열 홈들(690)은 상기 본체부(610)의 상하 방향(Z축 방향)에서 상기 본체부(610)의 내면에 구비되는 복수 개의 수욤 홈들(670)과 서로 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 이러한 배치를 통해, 상기 복수 개의 방열 홈들(690)은 상기 복수 개의 수용 홈들(670)의 간섭을 받지 않고 상기 본체부(610)에 배치될 수 있다.The plurality of
본 실시예에서는, 상기 복수 개의 방열 홈들(690)을 통해 보다 넓은 표면적을 확보할 수 있는 바, 상기 배터리 모듈(10)의 냉각 효율을 보다 더 증대시킬 수 있다.In this embodiment, a larger surface area can be ensured through the plurality of
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)과 용접 결합되는 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)을 통해, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 센터부에서의 스크류 부재 등의 체결부재 결합을 위한 별도의 체결 구조 없이도 상기 배터리 모듈의 센터부 영역에서의 강성을 향상시킬 수 있다.As described above, the
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 체결부재 결합을 위한 배터리 셀 용량 확보와는 무관한 별도의 추가 체결 구조 등으로 인한 배터리 모듈(10)의 전체 사이즈 증가 없이 상기 배터리 모듈(10)의 강성을 효과적으로 향상시킴과 아울러 이러한 추가 체결 구조 등으로 인한 상기 배터리 모듈(10)의 용적율 감소를 방지할 수 있다.Accordingly, the
아울러, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 알루미늄 재질의 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200) 및 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)을 통해, 상기 배터리 모듈(10)의 외관을 이루는 네 면에서 열 전달을 도모할 수 있어, 상기 배터리 모듈(10)의 냉각 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.In addition, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the battery pack 1 may include at least one
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.The battery pack 1 may be provided in a vehicle as a fuel source for an automobile. By way of example, the battery pack 1 may be provided in an automobile in an electric vehicle, a hybrid vehicle, or any other manner in which the battery pack 1 can be used as a fuel source. In addition, the battery pack 1 may be provided in other devices such as an energy storage system using a secondary battery as well as the automobile, apparatuses, and the like.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.As described above, the battery pack 1 according to the present embodiment and the apparatus, mechanism, and equipment including the battery pack 1 such as the automobile include the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스
100: 배터리 셀 조립체
110: 배터리 셀
112: 전극 조립체
115: 전지 케이스
117: 실링부
118: 전극 리드
130: 셀 카트리지
150: 리드 커버
200: 엔드 플레이트
300: 체결부재
500: 사이드 플레이트
510: 본체부
520: 열 접착제
530: 제1 용접부
550: 제2 용접부
570: 수용 홈
600: 사이드 플레이트
610: 본체부
670: 수용 홈
690: 방열 홈1: Battery pack 10: Battery module
50: pack case 100: battery cell assembly
110: battery cell 112: electrode assembly
115: Battery case 117:
118: electrode lead 130: cell cartridge
150: lead cover 200: end plate
300: fastening member 500: side plate
510: main body 520: thermal adhesive
530: first welding portion 550: second welding portion
570: receiving groove 600: side plate
610: main body part 670: receiving groove
690: heat dissipating groove
Claims (13)
상기 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측을 지지하며, 네 가장자리 영역에서 상기 배터리 셀 조립체와 체결되는 한 쌍의 엔드 플레이트들; 및
상기 한 쌍의 엔드 플레이트들 사이에서 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 지지할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체의 양측에 각각 접촉 배치되는 한 쌍의 사이드 플레이트들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.A battery cell assembly having a plurality of battery cells stacked one upon another;
A pair of end plates for supporting upper and lower sides of the battery cell assembly and fastened to the battery cell assembly at four edge regions; And
And a pair of side plates that cover both sides of the battery cell assembly between the pair of end plates and are respectively disposed on both sides of the battery cell assembly so as to support both sides of the battery cell assembly The battery module comprising:
상기 한 쌍의 엔드 플레이트들 및 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은,
알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
And the pair of end plates and the pair of side plates,
Wherein the battery module is made of aluminum.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각,
상기 한 쌍의 엔드 플레이트들과 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.3. The method of claim 2,
The pair of side plates may have a pair of side plates,
And welded to the pair of end plates.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각,
상기 배터리 셀 조립체의 측면을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 측면에 노출되는 상기 복수 개의 배터리 셀들과 접촉되는 본체부;
상기 본체부의 상단으로부터 상기 배터리 셀 조립체의 상측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체의 상측을 지지하는 엔드 플레이트와 용접 결합되는 제1 용접부; 및
상기 본체부의 하단으로부터 상기 배터리 셀 조립체의 하측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체의 하측을 지지하는 엔드 플레이트와 용접 결합되는 제2 용접부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 3,
The pair of side plates may have a pair of side plates,
A main body covering a side surface of the battery cell assembly and contacting the plurality of battery cells exposed on a side surface of the battery cell assembly;
A first welding portion bent from an upper end of the body portion to an upper side of the battery cell assembly and welded to an end plate supporting the upper side of the battery cell assembly; And
And a second welding portion bent from a lower end of the main body to a lower side of the battery cell assembly and welded to an end plate supporting a lower side of the battery cell assembly.
상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각,
전극 조립체; 및
상기 전극 조립체를 수용하며, 상기 전극 조립체를 밀봉하기 위한 실링부가 돌출되는 전지 케이스;를 포함하며,
상기 복수 개의 배터리 셀들의 상기 전지 케이스들은,
상기 본체부와 본딩 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 3,
Each of the plurality of battery cells includes:
An electrode assembly; And
And a battery case which receives the electrode assembly and in which a sealing portion for sealing the electrode assembly is protruded,
Wherein the battery case of the plurality of battery cells includes:
And the battery module is bonded to the body portion.
상기 본딩 결합은,
열 접착제(Thermal Adhesive)를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.6. The method of claim 5,
In the bonding bonding,
Wherein the battery module is made of a thermosetting adhesive.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각,
상기 본체부의 내면에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 실링부들을 수용하기 위한 복수 개의 수용 홈들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.6. The method of claim 5,
The pair of side plates may have a pair of side plates,
And a plurality of receiving grooves provided on an inner surface of the main body to receive the sealing portions of the plurality of battery cells.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각,
상기 본체부의 외면에 구비되며, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들의 표면적을 증가시키기 위한 복수 개의 방열 홈들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.8. The method of claim 7,
The pair of side plates may have a pair of side plates,
And a plurality of heat dissipating grooves provided on an outer surface of the main body to increase a surface area of the pair of side plates.
상기 복수 개의 수용 홈들과 상기 복수 개의 방열 홈들은,
상기 본체부의 상하 방향에서 서로 지그재그 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of receiving recesses and the plurality of heat dissipating grooves
Wherein the battery module is arranged in a zigzag shape in the vertical direction of the main body part.
상기 제1 용접부는,
상기 배터리 셀 조립체의 상측에 노출되는 배터리 셀의 상면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.5. The method of claim 4,
Wherein the first welding portion
Wherein the battery module is in contact with an upper surface of a battery cell exposed above the battery cell assembly.
상기 제2 용접부는,
상기 배터리 셀 조립체의 하측에 노출되는 배터리 셀의 하면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.5. The method of claim 4,
And the second welding portion
And a lower surface of the battery cell exposed below the battery cell assembly.
상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하기 위한 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.At least one battery module according to claim 1; And
And a pack case for packaging the at least one battery module.
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