KR20170049655A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 배터리셀을 적층되게 조립하여 형성되는 배터리 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module formed by stacking a plurality of battery cells.
대기오염에 대한 관심이 증가하면서 청정 연료를 사용하는 차량 개발을 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있으며, 이러한 노력의 일환으로 개발된 전기자동차는 배터리에서 발생된 전기를 이용하여 주행된다. 전기자동차에 구비되는 배터리는 한정된 용량이나 사이즈 등의 문제로 인해 셀(cell) 단위의 배터리(이하 '배터리셀'이라 함) 복수개를 전기적으로 연결하여 하나의 모듈(module) 형태로 제작하여 사용되고 있다.As interest in air pollution increases, efforts are constantly being made to develop vehicles using clean fuel. Electric vehicles developed as a part of this effort are driven by electricity generated from batteries. A battery included in an electric vehicle is manufactured by forming a module in a form of a module by electrically connecting a plurality of batteries (hereinafter, referred to as 'battery cells') to each other due to problems such as limited capacity and size .
배터리셀 각각에서는 충방전이 거듭될 때마다 열이 발생하게 되는데, 이러한 열을 배터리모듈 내부에서 적절히 냉각시키지 못하면 각 배터리셀의 열화를 초래하게 되고, 배터리모듈의 전체적인 성능 저하가 발생된다. 이러한 문제를 극복하고자 냉각수 등의 열매체를 이용하여 배터리셀을 균일하게 냉각시키는 냉각시스템에 대한 기술 개발이 이루어지고 있다.In each of the battery cells, heat is generated every time the battery pack is repeatedly charged and discharged. If such heat can not be properly cooled in the battery module, deterioration of each battery cell may occur and overall performance of the battery module may deteriorate. In order to overcome such a problem, a cooling system for uniformly cooling a battery cell using a heating medium such as cooling water has been developed.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0042430호(2013.04.26. 공개, 발명의 명칭: 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중·대형 배터리 모듈)에 개시되어 있다. BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0042430 (titled, battery module and middle- and large-sized battery module including the same, disclosed in Mar. 26, 2013).
본 발명의 목적은 복수개의 배터리셀에서 발생되는 열을 효율적으로 제어할 수 있고, 복수개의 배터리셀을 적층되게 결속하여 모듈화함에 있어서 내구성을 확보할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a battery module capable of efficiently controlling heat generated from a plurality of battery cells and ensuring durability by modularizing a plurality of battery cells by stacking them together.
본 발명에 따른 배터리 모듈은: 배터리셀; 내부에 열전달매체가 흐르는 열교환유로를 구비하여 상기 배터리셀과 교대로 배치되고, 열전달매체와의 열교환에 의해 상기 배터리셀의 온도를 조절하는 열제어플레이트; 상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트를 밀착되게 결속하는 결속부; 상기 배터리셀의 셀단자가 통과가능한 통과홀부를 구비하여, 상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트가 적층되어 형성하는 셀적층체에 결합되는 내부커버; 상기 내부커버에 설치되고, 상기 셀단자와 전기적으로 연결되는 버스바; 및 상기 내부커버에 결합되고, 상기 셀단자와 상기 버스바를 커버하는 외부커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery module according to the present invention includes: a battery cell; A heat control plate having a heat exchange channel through which a heat transfer medium flows and alternately disposed with the battery cell and adjusting a temperature of the battery cell by heat exchange with a heat transfer medium; A coupling unit for tightly coupling the battery cell and the thermal control plate; An inner cover having a through hole through which the cell terminal of the battery cell can pass, the inner cover being coupled to a cell stack formed by stacking the battery cell and the thermal control plate; A bus bar provided on the inner cover and electrically connected to the cell terminal; And an outer cover coupled to the inner cover and covering the cell terminal and the bus bar.
또한, 상기 결속부는, 상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트의 가장자리부에 대응되는 브라켓 형상을 가지고 상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트의 사이에 배치되는 브라켓; 및 복수개의 상기 브라켓을 결속시키는 것에 의해 상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트를 밀착되게 결속시키는 결속부재;를 포함하는 것이 바람직하다.The binding unit may include a bracket having a bracket shape corresponding to an edge of the battery cell and the thermal control plate and disposed between the battery cell and the thermal control plate; And a binding member tightly binding the battery cell and the thermal control plate by binding the plurality of brackets.
또한, 상기 내부커버는, 상기 셀적층체에 안착되고, 상기 통과홀부가 형성되는 안착부; 상기 안착부 상에 형성되고, 상기 버스바가 설치되는 버스바설치부; 상기 안착부 상에 상기 브라켓측으로 돌출되게 형성되고, 상기 브라켓에 체결되는 브라켓체결부; 및 상기 안착부 상에 상기 외부커버측으로 돌출되게 형성되고, 상기 외부커버와 체결되는 외부체결부;를 포함하는 것이 바람직하다.The inner cover may include: a seating part which is seated on the cell stack and on which the through hole is formed; A bus bar mounting portion formed on the seating portion and having the bus bar installed therein; A bracket fastening part protruding from the bracket side on the seating part and fastened to the bracket; And an outer coupling part formed on the seating part so as to protrude toward the outer cover and coupled with the outer cover.
또한, 상기 버스바설치부는, 상기 셀단자의 사이에 상기 통과홀부를 가로지르도록 배치되고, 상기 버스바가 안착되는 안착다리부; 및 상기 안착다리부 상에 돌출되게 형성되고, 상기 버스바의 단부가 걸리는 조립턱부;를 포함하는 것이 바람직하다.The bus bar mounting portion may include a mounting leg portion disposed between the cell terminals to cross the through hole portion and on which the bus bar is seated; And an assembling jig which is formed to protrude from the seating leg and which receives an end of the bus bar.
또한, 상기 브라켓은, 브라켓본체부; 상기 브라켓본체부의 일측부에 측방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 열제어플레이트에 형성되는 유입홀부에 연통되게 연결되는 유입유로부; 및 상기 브라켓본체부의 타측부에 측방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 열제어플레이트에 형성되는 배출홀부에 연통되게 연결되는 배출유로부;를 포함하는 것이 바람직하다.The bracket may further include: a bracket body portion; An inflow channel part protruding laterally from one side of the bracket body part and communicating with the inflow hole part formed in the thermal control plate; And a discharge channel portion formed to protrude laterally from the other side of the bracket body portion and connected to the discharge hole portion formed in the thermal control plate.
또한, 상기 브라켓체결부는, 상기 안착부의 일측부에 돌출되게 형성되고, 상기 유입유로부에 걸려 체결되는 제1탄성체결부; 및 상기 안착부의 타측부에 상기 제1탄성체결부와 마주하도록 형성되고, 상기 배출유로부에 걸려 체결되는 제2탄성체결부;를 포함하는 것이 바람직하다.The bracket fastening part may include: a first elastic body part protruding from one side of the seating part and engaged with the inflow channel part; And a second elastic body part formed on the other side of the seat part to face the first elastic body part and engaged with the discharge path part.
또한, 상기 외부체결부는, 상기 안착부 상에 돌출되게 형성되고, 단부에 상기 외부커버에 걸리는 걸림턱부가 형성되는 제1스냅체결부; 및 상기 제1스냅체결부와 이격되게 배치되고, 탄성력에 의해 상기 제1스냅체결부와의 간격이 축소된 상태로 상기 제1스냅체결부와 함께 상기 외부커버를 관통하여 상기 외부커버에 걸리는 제2스냅체결부;를 포함하는 것이 바람직하다.The external fastening portion may include a first snap fastening portion protruding from the seating portion and having a fastening portion formed at an end thereof to be engaged with the external cover; And a second snap-engagement portion that is spaced apart from the first snap-engagement portion and is spaced apart from the first snap-engagement portion by an elastic force, And a second snap engagement portion.
또한, 상기 외부체결부는, 상기 안착부의 가장자리부에 배치되고, 상기 외부커버와 체결되는 둘레체결부; 및 상기 안착부의 중간부에 배치되고, 상기 외부커버와 체결되는 중간체결부;를 포함하는 것이 바람직하다.The outer fastening portion may include a peripheral fastening portion disposed at an edge portion of the seat portion and fastened to the outer cover; And an intermediate member disposed at an intermediate portion of the seat portion and coupled to the outer cover.
또한, 상기 버스바는, 상기 내부커버에 설치되고, 상기 외부커버의 내부에서 복수개의 상기 셀단자와 전기적으로 연결되는 내부버스바; 상기 셀단자와 상기 외부커버 외부의 전자기장치를 전기적으로 연결하는 외접버스바; 및 상기 내부버스바, 상기 외접버스바를 관통하여 상기 내부커버에 체결되는 셀단자고정부재;를 포함하는 것이 바람직하다.The bus bar may include an inner bus bar provided on the inner cover and electrically connected to a plurality of the cell terminals inside the outer cover; A circumscribed bus bar electrically connecting the cell terminal to an electromagnetic device outside the outer cover; And a cell terminal fixing member passing through the inner bus bar and the outer bus bar and being fastened to the inner cover.
또한, 상기 내부버스바는, 상기 내부커버에 안착되는 제1내부버스바; 및 상기 제1내부버스바에 적층되고, 상기 제1내부버스바와의 사이에 상기 셀단자의 단부가 끼워지는 제2내부버스바;를 포함하는 것이 바람직하다.The inner bus bar may include a first inner bus bar seated on the inner cover; And a second internal bus bar stacked on the first internal bus bar and having an end of the cell terminal sandwiched between the first internal bus bar and the first internal bus bar.
또한, 상기 내부버스바는, 직선형으로 연장되게 형성되고, 이웃하는 한 쌍의 상기 셀단자와 연결되는 제1연장부; 상기 제1연장부와 나란하게 배치되고, 상기 셀단자와 이웃하는 다른 한 쌍의 셀단자와 연결되는 제2연장부; 및 상기 제1연장부와 상기 제2연장부를 연결하는 연결부;를 포함하는 것이 바람직하다.The internal bus bar may include a first extending portion formed to extend linearly and connected to a pair of neighboring cell terminals, A second extension disposed in parallel with the first extension and connected to another pair of cell terminals adjacent to the cell terminal; And a connection part connecting the first extension part and the second extension part.
또한, 상기 배터리셀은, 전후방향으로 배열되고, 상기 내부버스바는, 복수개의 상기 배터리셀을 전기적으로 연결하도록 복수개가 전후방향으로 배열되며, 상기 외접버스바는, 최전방의 상기 내부버스바와 연결된 상기 배터리셀과 연결되는 양극버스바; 및 최후방의 상기 내부버스바와 연결된 상기 배터리셀과 연결되는 음극버스바;를 포함하는 것이 바람직하다.The battery cell is arranged in the front-rear direction, and a plurality of the inner bus bars are arranged in the front-rear direction so as to electrically connect the plurality of battery cells, and the outer bus bar is connected to the inner bus bar at the foremost position A positive bus bar connected to the battery cell; And a cathode bus bar connected to the battery cell connected to the inner bus bar of the rearmost chamber.
또한, 상기 외접버스바는, 상기 내부커버에 안착되는 제1외접버스바; 및 상기 제1외접버스바에 적층되고, 상기 제1외접버스바와의 사이에 상기 셀단자의 단부가 끼워지는 제2외접버스바;를 포함하는 것이 바람직하다.Further, the circumscribed bus bar may include: a first circumscribed bus bar seated on the inner cover; And a second external bus bar stacked on the first external bus bar and sandwiching an end of the cell terminal between the first external bus bar and the first external bus bar.
또한, 상기 외접버스바는, 상기 외부커버의 내부에 위치되고, 이웃하는 한 쌍의 상기 셀단자와 연결되는 내부연장부; 및 상기 내부연장부와 연속하여 형성되고, 상기 외부커버의 외부로 연장되어 상기 전자기장치와 전기적으로 연결되는 외부연장부;를 포함하는 것이 바람직하다.The outer bus bar may include an inner extension positioned inside the outer cover and connected to a pair of neighboring cell terminals; And an outer extension formed continuously with the inner extension and extending outside the outer cover to be electrically connected to the electromagnetic device.
또한, 상기 외부커버는, 복수개의 상기 셀단자와 상기 버스바를 커버하는 커버부; 상기 커버부 상에 형성되고, 상기 내부커버에 형성된 외부체결부가 관통하여 체결되는 체결홀부; 및 상기 커버부의 내면부 상에 돌출되게 형성되고, 상기 커버부의 일단부에서 타단부까지 연장되게 형성되는 보강리브부;를 포함하는 것이 바람직하다.The outer cover may include: a cover portion covering a plurality of the cell terminals and the bus bar; A fastening hole portion formed on the cover portion and fastened through an external fastening portion formed on the inner cover; And a reinforcing rib portion protruding from the inner surface of the cover portion and extending from one end to the other end of the cover portion.
본 발명에 따른 배터리 모듈에 의하면, 복수개의 배터리셀과 열전달매체를 교대로 배치하고, 결속부와 모듈커버에 의해 복수개의 배터리셀을 적층되게 결속, 커버하여 모듈화함으로써, 대용량의 배터리를 구현함에 있어서 배터리셀에서 발생되는 열을 효율적으로 제어할 수 있고, 내구성을 확보할 수 있다.In the battery module according to the present invention, a plurality of battery cells and a heat transfer medium are alternately arranged, and a plurality of battery cells are stacked and bundled by a bundling unit and a module cover so as to be modularized. The heat generated in the battery cell can be efficiently controlled and durability can be ensured.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈에서 외부커버를 분리시킨 상태를 도시한 요부 분해사시도이다.
도 3은 도 2 상에서 내부커버를 더 분리시킨 상태를 도시한 요부 분해사시도이다.
도 4는 도 3 상에서 결속부와 모듈연결부재를 더 분리시킨 상태를 도시한 요부 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 셀적층체를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 열제어플레이트를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 브라켓을 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리셀과 버스바의 전기적 연결구조를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리셀의 셀단자를 버스바와 연결하는 조립 과정을 설명하고자 도시한 요부 분해사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 외부커버를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a perspective exploded perspective view showing a state in which the inner cover is further separated in FIG. 2;
Fig. 4 is an exploded perspective view showing a state in which the binding portion and the module connecting member are further separated in Fig. 3;
FIG. 5 is a perspective exploded perspective view schematically showing a cell stack of a battery module according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a perspective exploded perspective view schematically showing a thermal control plate of a battery module according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a perspective exploded perspective view schematically showing a bracket of a battery module according to an embodiment of the present invention. FIG.
8 is a conceptual diagram illustrating an electrical connection structure between a battery cell and a bus bar of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective exploded perspective view illustrating an assembling process of connecting a cell terminal of a battery cell of a battery module according to an embodiment of the present invention to a bus bar.
10 is a perspective view schematically showing an outer cover of a battery module according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 모듈의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, an embodiment of a battery module according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈에서 외부커버를 분리시킨 상태를 도시한 요부 분해사시도이며, 도 3은 도 2 상에서 내부커버를 더 분리시킨 상태를 도시한 요부 분해사시도이다. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention, 3 is a perspective exploded perspective view showing a state in which the inner cover is further separated in Fig.
도 4는 도 3 상에서 결속부와 모듈연결부재를 더 분리시킨 상태를 도시한 요부 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 셀적층체를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 열제어플레이트를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.FIG. 4 is an exploded perspective view showing a state in which the binding portion and the module connecting member are further separated from each other in FIG. 3, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the battery module according to the embodiment of the present invention, And FIG. 6 is a perspective exploded perspective view schematically showing a thermal control plate of a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 브라켓을 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리셀과 버스바의 전기적 연결구조를 설명하고자 도시한 개념도이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리셀의 셀단자를 버스바와 연결하는 조립 과정을 설명하고자 도시한 요부 분해사시도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 외부커버를 개략적으로 도시한 사시도이다.FIG. 7 is an exploded perspective view schematically showing a bracket of a battery module according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a perspective view illustrating an electrical connection structure between a battery cell and a bus bar of a battery module according to an embodiment of the present invention FIG. 9 is a perspective exploded perspective view illustrating an assembling process of connecting a cell terminal of a battery cell of a battery module according to an embodiment of the present invention to a bus bar, and FIG. 10 is a cross- 1 is a perspective view schematically showing an outer cover of a battery module according to an example.
도 1, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈은 배터리셀(10), 열제어플레이트(20), 결속부(30), 모듈커버(40), 모듈연결부재(50)를 포함한다.1 and 5, a battery module according to an embodiment of the present invention includes a
배터리셀(10)은 전체적으로 전면부와 후면부가 평탄한 패널 형상을 가지고, 상부에는 한 쌍의 셀단자(11)가 이격되게 배치된다. 셀단자(11) 중 일측은 양극, 타측은 음극의 기능을 하게 된다.The
열제어플레이트(20)는 내부에 열전달매체가 흐르는 열교환유로(24)를 구비하여 배터리셀(10)과 전후방향으로 교대로 배치된다. 열제어플레이트(20)는 배터리셀(10)과 면접촉될 수 있도록 전면부와 후면부가 평탄한 패널 형상을 가지며, 배터리셀(10)에서 방출된 열은 열제어플레이트(20)로 전도된다. 열제어플레이트(20)는 그 내부의 열교환유로(24)를 통과하는 열전달매체와의 열교환에 의해 온도가 냉각되거나 가온된다. 여기서 열전달매체로는 상변환 물질 (Phase Change Material, PCM)을 적용할 수 있다.The
결속부(30)는 복수개의 배터리셀(10)과 복수개의 열제어플레이트(20)를 상호 밀착되게 결속한다. 모듈커버(40)는 배터리셀(10)과 열제어플레이트(20)가 적층되어 형성하는 셀적층체(1a)를 커버한다. 모듈연결부재(50)는 결속부(30)와 모듈커버(40)에 의해 결속되어 패키지화된 셀적층체(1a), 즉 본 발명에 따른 배터리 모듈을 이웃한 다른 배터리 모듈이나, 배터리 모듈 외부의 유체순환장치와 연통되게 연결하기 위한 유로를 형성한다. 여기서 유체순환장치는 열전달매체를 배터리 모듈로 공급, 순환시키는 장치를 통칭한다.The
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 열제어플레이트(20)는 제1시트(21), 제2시트(22), 접착시트(23)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a
제1시트(10)와 제2시트(20)는 평판 형상을 가지고 상호 나란하게 마주하여 배치된다. 제1시트(10)와 제2시트(20)는 배터리셀(10)에서 발산되는 열을 열교환유로(24)상의 열전달매체로 열전달가능한 금속재를 포함하여 이루어진다. 접착시트(30)는 제1시트(10)와 제2시트(20)를 상호 접착시키는 요소로, 제1시트(10)와 제2시트(20)의 사이에 열교환유로(24)를 형성가능한 두께를 가진다. 예를 들어, 1mm 두께의 접착시트(30)를 적용하면 제1시트(10)와 제2시트(20)의 사이에는 1mm 높이를 가지는 열교환유로(24)가 형성된다.The
열제어플레이트(20) 상에는 열전달매체가 제1시트(10)와 제2시트(22)의 사이에 형성되는 열교환유로(24)로 유입되는 통로를 이루는 유입홀부(25)와, 열교환유로(24) 상의 열전달매체가 열제어플레이트(20)의 외부로 배출되는 통로를 이루는 배출홀부(26)가 형성된다.The
유입홀부(25)와 배출홀부(26)는 열교환유로(24)의 일단부, 타단부에 각각 대응되게 위치되고, 열교환유로(24)와 연통되게 형성된다. 유입홀부(25)를 통과하는 열전달매체의 일부는 열교환유로(24)로 진입되고, 열교환유로(24)를 통과하면서 열제어플레이트(20)와 열교환된 후 배출홀부(26)를 통해 열제어플레이트(20)의 외부로 배출된다.The
도 4, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 결속부(30)는 브라켓(31), 씰링재(32), 결속부재(33)를 포함한다.4 and 5, the binding
브라켓(31)은 배터리셀(10)과 열제어플레이트(20)의 가장자리부에 대응되는 프레임 형상을 가지고 배터리셀(10)과 열제어플레이트(20)의 사이에 배치된다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 브라켓(31)은 제1브라켓(31A)과 제2브라켓(31B)을 포함한다.The
제1브라켓(31A)은 후면부가 배터리셀(10)의 전방부와 접하고, 전면부가 열제어플레이트(20)의 후방부와 접한다. 제2브라켓(31B)은 제1브라켓(31A)과 교대로 배치되며, 후면부가 열제어플레이트(20)의 후방부와 접하고, 전면부가 다른 배터리셀(10)의 후방부와 접한다. 제1브라켓(31A)과 제2브라켓(31B)은, 각각을 별도로 제작, 적용할 필요없이 동일한 구조를 가지는 브라켓(31)을 그 전면부와 후면부가 반전되도록 전후방향으로 뒤집어 교대로 배치함으로써 적용할 수 있다.The rear portion of the first bracket 31A contacts the front portion of the
브라켓(31) 각각은 배터리셀(10)의 두께의 절반과 열제어플레이트(20)의 두께의 절반을 합한 만큼의 두께를 가진다. 이에 따라 복수개의 브라켓(31) 사이에 배터리셀(10)과 열제어플레이트(20)를 교대로 배치시킨 상태에서 복수개의 브라켓(31)을 상호 결속시키면, 배터리셀(10)과 열제어플레이트(20)가 상호 밀착되고, 사각형 프레임 형상을 가지는 브라켓(31) 복수개가 전후방향으로 연속하여 연결되면서 상하부와 좌우측부가 폐쇄된 육면체 박스 형상을 이루게 된다.Each of the
이와 같이 배터리셀(10)과 열제어플레이트(20)의 가장자리부에 대응되는 프레임 형상을 가지고, 배터리셀(10)의 두께의 절반과 열제어플레이트(20)의 두께의 절반을 합한 만큼의 두께를 가지는 복수개의 브라켓(31)을 연속하여 연결시킴으로써, 셀적층체(1a)의 상하부와 좌우측부를 커버하기 위한 별도의 커버부재를 추가로 구비할 필요 없이, 브라켓(31)을 이용해 셀적층체(1a)의 상하부와 좌우측부를 연속하여 커버할 수 있다.The thickness of the
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 브라켓(31)은 브라켓본체부(311), 유입유로부(312), 배출유로부(315), 결속홀부(318)를 포함한다.7, the
브라켓본체부(311)는 배터리셀(10)과 열제어플레이트(20)의 가장자리부에 대응되는 사각형 프레임 형상을 가지고, 배터리셀(10)의 두께의 절반과 열제어플레이트(20)의 두께의 절반을 합한 만큼의 두께를 가진다.The
유입유로부(312)는 브라켓본체부(311)의 우측부 상부에 형성되고, 씰링재(32)를 매개로 하여 열제어플레이트(20)에 형성되는 유입홀부(25)에 연통되게 연결된다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유입유로부(312)는 유입로연결홀부(313)와 유입단턱부(314)를 포함한다.The
유입로연결홀부(313)는 유입홀부(25)에 대응되는 위치에 관통되게 형성된다. 유입단턱부(314)는 유입로연결홀부(313)의 내면부 상에 내향돌출되게 형성되고, 씰링재(32)의 걸림홈부(322)가 걸리는 걸림턱을 형성한다.The inflow path
배출유로부(315)는 브라켓본체부(311)의 좌측부 상부에 형성되고, 씰링재(32)를 매개로 하여 열제어플레이트(20)에 형성되는 배출홀부(26)에 연통되게 연결된다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배출유로부(315)는 배출로연결홀부(316)와 배출단턱부(317)를 포함한다.The discharge
배출로연결홀부(316)는 배출홀부(26)에 대응되는 위치에 관통되게 형성된다. 배출단턱부(317)는 배출로연결홀부(316)의 내면부 상에 내향돌출되게 형성되고, 씰링재(32)의 걸림홈부(322)가 걸리는 걸림턱을 형성한다.The discharge passage
결속홀부(318)는 결속부재(33)가 관통 결합되는 부분으로, 유입유로부(312)와 배출유로부(315), 브라켓본체부(311)의 우측부 하부와, 좌측부 하부 상에 전후방향으로 관통되게 형성된다. 유입유로부(312) 상에 결속홀부(318)를 형성함에 있어서는 유입로연결홀부(313)를 사이에 두고 한 쌍이 이격되게 배치된다. 배출유로부(315) 상에 결속홀부(318)를 형성함에 있어서는 배출로연결홀부(316)를 사이에 두고 한 쌍이 이격되게 배치된다. The
복수개의 브라켓(31)을 전후방향으로 배열한 상태에서, 브라켓(31) 각각에 형성된 복수개의 결속홀부(318)는 함께 전후방향으로 연장되는 직선형 홀부를 이루게 되고, 바(bar) 형상의 결속부재(33)는 복수개의 결속홀부(318)가 이루는 직선형 홀부를 연속하여 관통하도록 조립, 결합된다.A plurality of
씰링재(32)는 복수개의 열제어플레이트(20)를 수밀되게 연결하는 부재로, 브라켓(31)의 유입로연결홀부(313)와 배출로연결홀부(316)에 끼워져 결합된다. 씰링재(32)는 고무, 실리콘 등과 같은 비금속 탄성소재를 포함하여 이루어진다. 복수개의 브라켓(31)을 밀착시킨 상태에서 브라켓(31) 각각에 장착된 씰링재(32)는 복수개의 열제어플레이트(20)의 사이에 열교환유로(24)와 연통되는 유로를 형성하게 된다. 유입로연결홀부(313)에 결합된 씰링재(32)는 유입홀부(25)와 함께 연속된 직선형 유로를 형성하게 되고, 배출로연결홀부(316)에 결합된 씰링재(32)는 배출홀부(26)와 함께 연속된 직선형 유로를 형성하게 된다.The sealing
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 씰링재(32)는 링부(321), 걸림홈부(322), 밀착강화부(323)를 포함한다.7, the sealing
링부(321)는 내부에 열전달매체가 통과할 수 있는 홀부가 형성된 링 형상을 가지고, 유입로연결홀부(313)와 배출로연결홀부(316)에 끼워진다. 걸림홈부(322)는 링부(321)의 외면부 둘레에 함몰되게 형성되고, 유입단턱부(314) 또는 배출단턱부(317)에 끼워져 걸린다. 링부(321)를 유입로연결홀부(313)와 배출로연결홀부(316)에 끼워넣으면 유입단턱부(314) 또는 배출단턱부(317)가 자연히 걸림홈부(322)에 끼워져 걸리게 되고, 임의의 유동이 구속되면서 링부(321)를 유입로연결홀부(313)와 배출로연결홀부(316) 상의 정위치에 신뢰성있게 유지된다.The
밀착강화부(323)는 링부(321) 중 브라켓(31)의 외부로 노출되는 전방부와 후방부 상에 전후방향으로 돌출되게 형성된다. 브라켓(31)의 외부로 돌출되는 밀착강화부(323)를 형성함으로써, 복수개의 브라켓(31)을 밀착시킨 상태에서 씰링재(32)는 열제어플레이트(20)의 전면부 또는 후면부, 이웃한 다른 씰링재(32)와 견고하게 밀착될 수 있고, 이에 따라, 열제어플레이트(20)의 사이에 열전달매체가 유동되는 유로의 수밀성을 안정적으로 확보할 수 있다.The
결속부재(33)는 복수개의 브라켓(31)을 결속시키는 것에 의해 열제어플레이트(20)를 배터리셀(10), 수밀씰링재(32)와 밀착되게 결속시키는 부재이다. 결속부재(33)로는 복수개의 브라켓(31)을 연속하여 관통할 수 있는 핀(pin), 볼트 등을 적용할 수 있다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 결속부재(33)는 제1결속부재(331), 제2결속부재(332), 제3결속부재(333), 제4결속부재(334)를 포함한다. 제1결속부재(331), 제2결속부재(332), 제3결속부재(333), 제4결속부재(334)가 결합되는 상호 이격된 4개소에서 복수개의 브라켓(31)을 견고하게 결속한다.The binding
제1결속부재(331)는 유입유로부(312)를 관통하여 체결된다. 제1결속부재(331)는 유입유로부(312)를 사이에 두고 한 쌍이 배치된다. 이에 따라, 유입유로부(312)에 결합된 씰링재(32)의 전 둘레에 걸쳐 고르게 밀착력을 작용시킬 수 있다.The first binding member 331 passes through the
제1결속부재(331)는 제2유입로연결부재(50B), 전면패널(41), 복수개의 브라켓(31) 각각의 유입유로부(312)에 형성된 결속홀부(318), 브라켓(31) 사이에 배치되는 열제어플레이트(20), 후면패널(42), 제1유입로연결부재(50A)를 연속하여 관통하도록 조립된다.The first binding member 331 includes a second inflow passage connecting member 50B, a
제2결속부재(332)는 배출유로부(315)를 관통하여 체결된다. 제2결속부재(332)는 배출유로부(315)를 사이에 두고 한 쌍이 배치된다. 이에 따라, 배출유로부(315)에 결합된 씰링재(32)의 전 둘레에 걸쳐 고르게 밀착력을 작용시킬 수 있다.The second coupling member 332 penetrates through the
제2결속부재(332)는 제2배출로연결부재(50D), 전면패널(41), 복수개의 브라켓(31) 각각의 배출유로부(315)에 형성된 결속홀부(318), 브라켓(31) 사이에 배치되는 열제어플레이트(20), 후면패널(42), 제1배출로연결부재(50C)를 연속하여 관통하도록 조립된다.The second binding member 332 includes a second discharge path connecting member 50D, a
제1결속부재(311)의 양단부를 제2유입로연결부재(50B), 제1유입로연결부재(50A)에 볼팅, 리벳팅, 걸림, 접합 등의 방법으로 결속시키고, 제2결속부재(332)의 양단부를 제2배출로연결부재(50D), 제1배출로연결부재(50C)에 볼팅, 리벳팅, 걸림, 접합 등의 방법으로 결속시킴으로써, 복수개의 배터리셀(10)와 열제어플레이트(20)를 상호 밀착시킴과 동시에 브라켓(31), 전면패널(41), 후면패널(42)에 의해 셀적층체(1a)를 상하방향, 좌우방향, 전후방향에서 안정되게 커버할 수 있으며, 또한 이와 동시에 외부의 유체순환장치, 다른 배터리 모듈의 유로와 연결될 수 있는 유로접속부를 형성할 수 있다. The both end portions of the first binding
제3결속부재(333)는 브라켓본체부(311)의 우측부 하부를 관통하여 체결된다. 즉, 제3결속부재(333)는 제1결속부재(331)의 하측에 이격되게 배치된다. 제4결속부재(334)는 브라켓본체부(311)의 좌측부 하부를 관통하여 체결된다. 즉, 제4결속부재(334)는 제2결속부재(332)의 하측에 이격되게 배치된다.The third coupling member 333 passes through the lower right portion of the
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 모듈연결부재(50)는 제1유입로연결부재(50A), 제2유입로연결부재(50B), 제1배출로연결부재(50C), 제2배출로연결부재(50D)를 포함한다.4, the
제1유입로연결부재(50A)는 셀적층체(1a)의 후면부의 우측부에 배치되고, 열전달매체가 유입되는 입구를 이룬다. 제2유입로연결부재(50B)는 셀적층체(1a)의 점면부의 우측부에 제1유입로연결부재(50A), 유입홀부(25)와 연속하여 배치된다. 제1결속부재(331)는 제1유입로연결부재(50A)와 제2유입로연결부재(50B)를 관통하여 체결된다. The first inlet connecting member 50A is disposed on the right side of the rear portion of the
제1배출로연결부재(50C)는 셀적층체(1a)의 후면부의 좌측부에 배치되고, 열제어플레이트(20)를 통과한 유체가 배출되는 출구를 이룬다. 제2배출로연결부재(50D)는 셀적층체(1a)의 전면부의 좌측부에 배치되고, 제1배출로연결부재(50C), 배출홀부(26)와 연속하여 배치된다. 제2결속부재(332)는 제1배출로연결부재(50C)와 제2배출로연결부재(50D)를 관통하여 체결된다.The first discharge path connecting member 50C is disposed at the left side of the rear portion of the
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 모듈연결부재(50)는 마감브라켓부(51)와 연결파이프부(52)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a
마감브라켓부(51)는 유입유로부(312)와 배출유로부(315)에 대응되는 너비를 가지는 패널 조각의 형상을 가진다. 연결파이프부(52)는 유입로연결홀부(313)와 배출로연결홀부(316)에 대응되는 위치에 전후방향으로 돌출되게 형성된다. 결속부재(33)는 연결파이프부(52)를 사이에 두고 마감브라켓부(51)를 관통하여 체결된다.The finishing bracket portion 51 has a shape of a panel piece having a width corresponding to the
연결파이프부(52)의 내부에는 열전달매체가 통과할 수 있는 유로가 전후방향으로 개방되게 형성된다. 이에 따라, 결속부재(33)를 이용해 모듈연결부재(50)를 셀적층체(1a)에 밀착되게 결속시킨 상태에서 연결파이프부(52)는 유입로연결홀부(313)와 배출로연결홀부(316)와 연통되게 연결된다. In the interior of the connecting pipe portion 52, a flow path through which the heat transfer medium can pass is opened in the front-rear direction. The connecting pipe portion 52 is connected to the inlet connecting
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 모듈커버(40)는 전면패널(41), 후면패널(42), 내부커버(43), 버스바(44), 외부커버(45)를 포함한다.2 to 4, a
전면패널(41)는 셀적층체(1a)의 전면부를 커버할 수 있는 패널 형상을 가진다. 후면패널(42)은 셀적층체(1a)의 후면부를 커버할 수 있는 패널 형상을 가진다. 결속부재(33)는 전면패널(41), 복수개의 브라켓(31), 브라켓(31) 사이에 배치되는 복수개의 열제어플레이트(20), 후면패널(42)을 연속하여 관통하여 결합된다.The
내부커버(43)는 배터리셀(10)의 셀단자(11)가 통과가능한 통과홀부(431a)를 구비하여, 셀적층체(1a)의 상부에 결합된다. 내부커버(43)는 합성수지재와 같이 전기가 흐를 수 없는 절연소재를 포함하여 이루어진다. 내부커버(43)를 셀적층체(1a)의 상부에 결합시킨 상태에서 셀단자(11)는 내부커버(43)를 관통하여 내부커버(43)의 상측으로 돌출된다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 내부커버(43)는 안착부(431), 버스바설치부(432), 브라켓체결부(435), 외부체결부(436)를 포함한다.The
안착부(431)는 셀적층체(1a)의 상부에 배치되는 복수개의 셀단자(11)를 커버할 수 있을 정도의 너비를 가지고 셀적층체(1a)에 안착된다. 안착부(431)상에는 셀단자(11)가 통과할 수 있는 통과홀부(431a)가 형성된다.The
버스바설치부(432)는 버스바(44)가 안착, 설치되는 부분으로, 안착부(431) 상에 통과홀부(431)를 가로지르도록 형성된다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 버스바설치부(432)는 안착다리부(433)와 조립턱부(434)를 포함한다.The bus
안착다리부(433)는 버스바(44)가 안착되는 부분으로, 셀단자(11)의 사이에 통과홀부(431a)를 좌우방향으로 가로지르도록 배치된다. 조립턱부(434)는 안착다리부(433)에 안착된 버스바(44)의 이동을 구속하는 부분으로, 안착다리부(433) 중 버스바(44)의 단부에 대응되는 위치에 상향 돌출되게 형성된다. 버스바(44)를 조립턱부(434)에 접하여 걸리도록 위치시킴으로써, 버스바(44)를 안착다리부(433) 상의 정위치에 용이하게 위치시킬 수 있다.The
브라켓체결부(435)는 안착부(431)를 브라켓(31)에 결속시키는 부분으로, 안착부(431) 상에 하향 돌출되게 형성된다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 브라켓체결부(435)는 제1탄성체결부(435a)와 제2탄성체결부(435b)를 포함한다.The bracket coupling portion 435 is a portion that binds the
제1탄성체결부(435a)는 안착부(431)의 우측부에 하향 돌출되게 형성된다. 보다 구체적으로 제1탄성체결부(435a)는 안착부(431)의 우측부에서 브라켓본체부(311)의 우측부 상에 우측으로 돌출되게 형성된 유입유로부(312)의 하단부까지 하향 연장되는 연장다리부와, 연장다리부의 하단부에서 좌측으로 돌출되게 형성되는 걸림턱부를 포함한다. 제1탄성체결부(435a)는 유입유로부(312)의 하단부에 걸려 체결된다.The first elastic body part 435a is formed to protrude downward on the right side of the
제2탄성체결부(435b)는 안착부(431)의 좌측부에 제1탄성체결부(435a)와 대칭되게 형성된다. 보다 구체적으로 제2탄성체결부(435b)는 안착부(431)의 좌측부에서 브라켓본체부(311)의 좌측부 상에 좌측으로 돌출도게 형성된 배출유로부(315)의 하단부까지 하향 연장되는 연장다리부와, 연장다리부의 하단부에서 우측으로 돌출되게 형성되는 결림턱부를 포함한다. 제2탄성체결부(435b)는 제1탄성체결부(435a)와 마주한 상태로 배출유로부(315)에 걸려 체결된다.The second elastic body part 435b is formed symmetrically with the first elastic body part 435a on the left side of the
안착부(431)를 셀적층체(1a)에 상부에 안착시키면, 제1탄성체결부(435a)와 제2탄성체결부(435b)가 상호 마주한 상태로 자연히 유입유로부(312)와 배출유로부(315)에 각각 탄성적으로 체결되면서 안착부(431)와 셀적층체(1a)간의 조립이 용이하게 이루어질 수 있다.The first elastic body part 435a and the second elastic body part 435b are naturally opposed to each other so that the
또한, 제1탄성체결부(435a)와 제2탄성체결부(435b)를 유입유로부(312)와 배출유로부(315)부터 이격되게 젖히는 조작을 하는 것에 의해 내부커버(43)를 셀적층체(1a)로부터 용이하게 분리시킬 수 있다. 내부커버(43)에 버스바(44)와 외부커버(45)가 결합된 상태인 경우, 상기와 같이 내부커버(43)를 셀적층체(1a)로부터 분리시키는 것에 의해 버스바(44)와 외부커버(45)를 함께 셀적층체(1a)로부터 용이하게 분리시킬 수 있다.The first cover member 435a and the second cover member 435b are moved away from the
외부체결부(436)는 외부커버(45)를 내부커버(43)에 결속시키기 위한 부분으로, 안착부(431) 상에 외부커버(45)측으로 상향 돌출되게 형성된다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 외부체결부(436)는 둘레체결부(436A)와 중간체결부(436B)를 포함한다. 둘레체결부(436A)는 사각형 패널 형상을 가지는 안착부(431)의 가장자리부에 배치되고, 즉 좌측부와 우측부, 전방부와 후방부에 배치되고 외부커버(45)와 체결된다. 중간체결부(436B)는 안착부(431)의 중간부에 배치되고, 외부커버(45)와 체결된다.The
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 외부체결부(436)는, 즉 둘레체결부(436A)와 중간체결부(436B) 각각은 제1스냅체결부(437)와 제2스냅체결부(438)를 포함한다.9, the
제1스냅체결부(437)는 안착부(431) 상에 상향 돌출되게 형성되고, 상단부에 외부커버(45)에 걸리는 걸림턱부가 형성된다. 제2스냅체결부(438)는 제1스냅체결부(437)와 대칭되는 형상을 가지고 제1스냅체결부(437)와 이격되게 배치된다. 제1스냅체결부(437)와 제2스냅체결부(438)의 상단부 가장자리부는 외부커버(45)의 체결홀부(452)의 하향 이동을 안내하는 테이퍼부가 경사지게 형성된다.The first
이에 따라, 외부커버(45)를 내부커버(43)에 안착시키면, 외부커버(45)에 형성된 체결홀부(452)의 가장자리부와 접하는 제1스냅체결부(437)와 제2스냅체결부(438)의 상부가 제1스냅체결부(437)와 제2스냅체결부(438)의 탄성력에 의해 상호간의 간격이 축소되면서 체결홀부(452)를 관통하게 된다.Accordingly, when the
걸림턱부가 상기와 같이 체결홀부(452)를 통과함과 동시에 제1스냅체결부(437)와 제2스냅체결부(438)는 복원력에 의해 체결홀부(452)의 내면부에 밀착되고, 그 걸림턱부가 체결홀부(452)의 가장자리부의 상면부에 걸린 상태를 유지하게 된다.The first
외부커버(45)를 내부커버(43)의 상부에 안착시키면, 제1스냅체결부(437)와 제2스냅체결부(438)의 탄성력에 의해 상기와 같이 내부커버(43)와 외부커버(45)간의 조립이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 외부커버(45)의 상부로 노출된 제1스냅체결부(437)와 제2스냅체결부(438)의 상부를 상호 근접시키는 조작을 하는 것에 의해 외부커버(45)를 내부커버(43)로부터 용이하게 분리시킬 수 있다.When the
버스바(44)는 복수개의 셀단자(11)와 전원공급장치, 회로기판 등과 같이 배터리 모듈(1)의 외부에 배치되는 전자기장치를 전기적으로 연결시키는 부분으로, 금속재와 같은 전도성 소재를 포함하여 내부커버(43)에 설치된다. 도 8, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 버스바(44)는 내부버스바(441), 외접버스바(445), 셀단자고정부재(448)를 포함한다.The
내부버스바(441)는 외부커버(45)의 내부에서 복수개의 셀단자(11)를 전기적으로 연결한다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 내부버스바(441)는 제1내부버스바(441a)와 제2내부버스바(441b)를 포함한다.The
제1내부버스바(441a)는 납작한 패널 조각 형상을 가지고 내부커버(43)에 안착된다. 제2내부버스바(441b)는 제1내부버스바(441a)와 동일한 형상을 가지고 제1내부버스바(441a)의 상부에 적층된다. 제1내부버스바(441a)와 제2내부버스바(441b)의 사이에는 그 전방과 후방에 위치되는 한 쌍의 셀단자(11)의 단부가 끼워진다.The first
제1내부버스바(441a)의 전방에 위치되는 셀단자(11)의 단부를 후방으로 구부리고, 제1내부버스바(441a)의 후방에 위치되는 셀단자(11)의 단부를 전방으로 구부려 제1내부버스바(441a)에 적층시킨 상태에서, 제2내부버스바(441b)를 그 상측에 적층시킴으로써, 제1내부버스바(441a)와 제2내부버스바(441b)의 사이에 전후측 한 쌍의 셀단자(11)를 구속하게 된다. The end of the
셀단자고정부재(448)는 제2내부버스바(441b), 전후측 한 쌍의 셀단자(11), 제1내부버스바(441a)를 순차적으로 관통하여 버스바설치부(432)에 체결, 고정된다. 상기와 같이 셀단자고정부재(448)로 내부버스바(441)를 버스바설치부(432)에 결속시킨 상태에서, 셀단자(11)는 제1내부버스바(441a)와 제2내부버스바(441b)에 양면부가 밀착된 상태로 내부버스바(441)와 전기적으로 안정되게 연결될 수 있다.The cell
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 내부버스바(441)는 제1연장부(442), 제2연장부(443), 연결부(444)를 포함한다.Referring to FIG. 9, an
제1연장부(442)는 좌우방향으로 연장되는 직선의 형상을 가진다. 제2연장부(443)는 제1연장부(442)의 전방 또는 후방에 제1연장부(442)와 나란하게 배치되다. 연결부(444)는 제1연장부(442)와 제2연장부(443)를 연결한다. 이러한 제1연장부(442), 제2연장부(443), 연결부(444)의 형상에 의해 내부버스바(441)는 전체적으로 U자 형상을 가지게 된다.The first extending
도 8을 참조하면, 내부버스바(441)는 전후방향으로 복수개의 배터리셀(10)을 전기적으로 연결하도록 복수개가 전후방향으로 배열된다. 또한, 내부버스바(441)는 좌측 셀단자(11)에 대응되는 위치에 일렬로 배치되는 좌측열과, 우측 셀단자(11)에 대응되는 위치에 일렬로 배치되는 우측열을 이루도록 배열된다.Referring to FIG. 8, a plurality of
좌측열과 우측열은, 좌측열을 이루는 내부버스바(441)의 제1연장부(442)와 우측열을 이루는 내부버스바(441)의 제2연장부(443)가 동일한 행(行) 상에 위치되도록, 즉 하나의 배터리셀(10)과 접하도록 배치된다. 각각의 제1연장부(442)에는 전후방향으로 이웃하는 한 쌍의 셀단자(11)가 연결된다. 각각의 제2연장부(443)에는 제1연장부(442)와 연결된 한 쌍의 셀단자(11)와 전후방향으로 이웃하는 다른 한 쌍의 셀단자(11)가 연결된다.The left column and the right column show the first
외접버스바(445)는 셀단자(11)와 외부커버(45) 외부의 전자기장치를 전기적으로 연결한다. 외접버스바(445)는 최전방의 내부버스바(441)와 연결된 배터리셀(10)과 연결되는 양극버스바(445A)와, 최후방의 내부버스바(441)와 연결된 배터리셀(10)과 연결되는 음극버스바(445B)를 포함한다.The
도 8을 참조하면, 양극버스바(445A)로 유입된 전류는 양극버스바(445A)와 접속된 한 쌍의 우측 셀단자(11)를 통해 최전방에 위치한 한 쌍의 배터리셀(10)로 유입되고, 해당 배터리셀(10)의 내부를 거쳐 해당 배터리셀(10)의 좌측 셀단자(11)로 흐르게 된다. 다음으로 전류는, 양극버스바(445A)의 좌측에 배치되고, 해당 배터리셀(10)의 좌측 셀단자(11)와 연결된 내부버스바(441)의 제1연장부(442)로 유입되고, 해당 내부버스바(441)의 연결부(444)를 거쳐 제2연장부(443)로 흐르게 된다.8, the current flowing into the positive bus bar 445A flows through a pair of
다음으로 전류는 제2연장부(443)에 연결된 한 쌍의 좌측 셀단자(11)로 유입되고, 해당 배터리셀(10)의 내부를 거쳐 해당 배터리셀(10)의 우측 셀단자(11)로 흐르게 된다. 다음으로 전류는, 최전방에 배치되는 내부버스바(441)의 제2연장부(443)의 우측에 배치되는 내부버스바(441)의 제1연장부(442)로 유입되고, 해당 내부버스바(441)의 연결부(444)를 거쳐 제2연장부(443)로 흐르게 된다. 이러한 과정을 반복적으로 거쳐 전류는 복수개의 배터리셀(10) 전부를 거쳐 음극버스바(445B)까지 도달된다.The current flows into the pair of
도 8, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 외접버스바(445)는 제1외접버스바(445a)와 제2외접버스바(445b)를 포함한다. 제1외접버스바(445a)는 납작한 패널 조각 형상을 가지고 버스바설치부(432)에 안착된다. 제2외접버스바(445b)는 제1외접버스바(445a)와 동일한 형상을 가지고 제1외접버스바(445a)의 상부에 적층된다. 제1외접버스바(445a)와 제2외접버스바(445b)의 사이에는 그 전방과 후방에 위치되는 한 쌍의 셀단자(11)의 단부가 끼워진다.8 and 9, the
제1외접버스바(445a)의 전방에 위치되는 셀단자(11)의 단부를 후방으로 구부리고, 제1외접버스바(445a)의 후방에 위치되는 셀단자(11)의 단부를 전방으로 구부려 제1외접버스바(445a) 적층시킨 상태에서, 제2외접버스바(445b)를 그 상측에 적층시킴으로써, 제1외접버스바(445a)와 제2외접버스바(445b)의 사이에 전후측 한 쌍의 셀단자(11)를 구속하게 된다.The end of the
셀단자고정부재(448)는 제2외접버스바(445b), 전후측 한 쌍의 셀단자(11), 제1외접버스바(445a)를 순차적으로 관통하여 버스바설치부(432)에 체결, 고정된다. 상기와 같이 셀단자고정부재(448)로 외접버스바(445)를 버스바설치부(432)에 결속시킨 상태에서, 셀단자(11)는 제1외접버스바(445a)와 제2외접버스바(445b)에 양면부가 밀착된 상태로 외접버스바(445)와 전기적으로 안정되게 연결될 수 있다.The cell
도 8, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 외접버스바(445)는 내부연장부(446)와 외부연장부(447)를 포함한다.Referring to FIGS. 8 and 9, the
내부연장부(446)는 좌우방향으로 연장되는 직선의 형상을 가지고 외부커버(45)의 내부에 위치된다. 본 발명의 설명에서 외부커버(45)의 내부에 위치된다는 것은, 외부커버(45)에 의해서 커버되는 지점에 위치된다는 것을 의미한다. 외부연장부(447)는 외부커버(45)의 외부로 연장되도록 내부연장부(446)와 연속하여 형성된다.The
내부연장부(446)는 그 전방과 후방에 이웃하여 위치되는 한 쌍의 셀단자(11)와 연결되고, 외부연장부(447)는 외부커버(45)의 외부의 전자기장치와 전기적으로 연결된다. 여기서, 전자기장치는 전자기회로, 전원공급장치, 이웃한 다른 배터리 모듈일 수 있다.The
외부커버(45)는 복수개의 셀단자(11)와, 외부연장부(447)를 제외한 복수개의 버스바(44)를 외부와 절연되게 커버하는 절연커버로, 내부커버(43)의 상부에 결합된다.The
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 외부커버(45)는 커버부(451), 체결홀부(452), 보강리브부(453)를 포함한다.Referring to FIG. 10, the
커버부(451)는 복수개의 셀단자(11)와 버스바(44)를 커버할 수 있는 패널 형상 또는 하부가 개방된 박스 형상을 가진다. 체결홀부(452)는 내부커버(43)에 형성된 외부체결부(436)와 체결되는 부분으로, 커버부(451) 상에 상하방향으로 관통되게 형성된다. 내부커버(43)에 형성된 외부체결부(436)는 체결홀부(452)를 하측으로부터 상측으로 관통하여 그 단부의 걸림턱부가 체결홀부(452)의 가장자리부의 상부에 걸림으로써 체결홀부(452)와의 체결이 이루어지게 된다.The
보강리브부(453)는 패널 형상을 가지는 커버부(451)의 휨강성을 보강하기 위한 것으로, 커버부(451)의 일측면부 상에, 보다 구체적으로는 내부커버(43)와 마주하는 내면부상에 돌출되게 형성된다. 보강리브부(453)는 커버부(451)의 일단부에서 타단부에 이르기까지 복수개가 좌우방향, 전후방향으로 연장되게 형성되고, 좌우방향, 전후방향으로 연장되는 복수개가 상호 교차되는 형상을 이룬다.The reinforcing
이러한 보강리브부(453)의 격자 형상에 의해 커버부(451)의 휨강성을 커버부(451)의 전면에 걸쳐 안정적으로 보강할 수 있다 또한, 보강리브부(453)를 형성함으로써, 내부커버(43)에 결합된 버스바(44)와 커버부(451)간의 직접적인 접촉을 방지하고 중공의 유격을 형성함으로써 커버부(45)에 의한 버스바(44)의 절연을 보다 안정적으로 구현할 수 있다.The lattice shape of the reinforcing
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 배터리 모듈에 의하면, 복수개의 배터리셀(10)과 열전달매체(20)를 교대로 배치하고, 결속부(30)와 모듈커버(40)에 의해 복수개의 배터리셀(10)을 적층되게 결속, 커버하여 모듈화함으로써, 대용량의 배터리를 구현함에 있어서 배터리셀(10)에서 발생되는 열을 효율적으로 제어할 수 있고, 내구성을 확보할 수 있다.A plurality of
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.
1a : 셀적층체
10 : 배터리셀
11 : 셀단자
20 : 열제어플레이트
21 : 제1시트
22 : 제2시트
23 : 접착시트
24 : 열교환유로
25 : 유입홀부
26 : 배출홀부
30 : 결속부
31 : 브라켓
31A : 제1브라켓
31B : 제2브라켓
32 : 씰링재
33 : 결속부재
40 : 모듈커버
41 : 전면패널
42 : 후면패널
43 : 내부커버
44 : 버스바
45 : 외부커버
50 : 모듈연결부재
50A : 제1유입로연결부재
50B : 제2유입로연결부재
50C : 제1배출로연결부재
50D : 제2배출로연결부재
51 : 마감브라켓부
52 : 연결파이프부
311 : 브라켓본체부
312 : 유입유로부
313 : 유입로연결홀부
314 : 유입단턱부
315 : 배출유로부
316 : 배출로연결홀부
317 : 배출단턱부
318 : 결속홀부
321 : 링부
322 : 걸림홈부
323 : 밀착강화부
331 : 제1결속부재
332 : 제2결속부재
333 : 제3결속부재
334 : 제4결속부재
431 : 안착부
431a : 통과홀부
432 : 버스바설치부
433 : 안착다리부
434 : 조립턱부
435 : 브라켓체결부
435a : 제1탄성체결부
435b : 제2탄성체결부
436 : 외부체결부
436A : 둘레체결부
436B : 중간체결부
437 : 제1스냅체결부
438 : 제2스냅체결부
441 : 내부버스바
441a : 제1내부버스바
441b : 제2내부버스바
442 : 제1연장부
443 : 제2연장부
444 : 연결부
445 : 외접버스바
445A : 양극버스바
445a : 제1외접버스바
445B : 음극버스바
445b : 제2외접버스바
446 : 내부연장부
447 : 외부연장부
448 : 셀단자고정부재
451 : 커버부
452 : 체결홀부
453 : 보강리브부1a: Cell laminate 10: Battery cell
11: cell terminal 20: thermal control plate
21: first sheet 22: second sheet
23: adhesive sheet 24: heat exchange channel
25: inflow hole portion 26: discharge hole portion
30: coupling portion 31: bracket
31A: first bracket 31B: second bracket
32: Sealing material 33:
40: Module cover 41: Front panel
42: rear panel 43: inner cover
44: bus bar 45: outer cover
50: a module connecting member 50A: a first inflow path connecting member
50B: second inlet connecting member 50C: first outlet connecting member
50D: second discharge path connecting member 51: finishing bracket part
52: connecting pipe part 311: bracket body part
312: Inflow channel portion 313: Inflow channel connection hole portion
314: Inflow end jaw 315:
316: connection to discharge outlet hole 317: outlet end jaw
318: tying hole portion 321:
322: latching groove portion 323:
331: first binding member 332: second binding member
333: third binding member 334: fourth binding member
431:
432: bus bar mounting portion 433:
434: assembly jaw portion 435: bracket fastening portion
435a: first elastic body part 435b: second elastic body part
436:
436B: Intermediate assembly 437: First snap fit
438: Second snap fitting part 441: Inner bus bar
441a: first
442: first extension part 443: second extension part
444: connection 445: external bus bar
445A:
445B:
446: inner extension part 447: outer extension part
448: Cell terminal fixing member 451: Cover part
452: fastening hole portion 453: reinforcing rib portion
Claims (15)
내부에 열전달매체가 흐르는 열교환유로를 구비하여 상기 배터리셀과 교대로 배치되고, 열전달매체와의 열교환에 의해 상기 배터리셀의 온도를 조절하는 열제어플레이트;
상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트를 밀착되게 결속하는 결속부;
상기 배터리셀의 셀단자가 통과가능한 통과홀부를 구비하여, 상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트가 적층되어 형성하는 셀적층체에 결합되는 내부커버;
상기 내부커버에 설치되고, 상기 셀단자와 전기적으로 연결되는 버스바; 및
상기 내부커버에 결합되고, 상기 셀단자와 상기 버스바를 커버하는 외부커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
A battery cell;
A heat control plate having a heat exchange channel through which a heat transfer medium flows and alternately disposed with the battery cell and adjusting a temperature of the battery cell by heat exchange with a heat transfer medium;
A coupling unit for tightly coupling the battery cell and the thermal control plate;
An inner cover having a through hole through which the cell terminal of the battery cell can pass, the inner cover being coupled to a cell stack formed by stacking the battery cell and the thermal control plate;
A bus bar provided on the inner cover and electrically connected to the cell terminal; And
And an outer cover coupled to the inner cover and covering the cell terminal and the bus bar.
상기 결속부는,
상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트의 가장자리부에 대응되는 브라켓 형상을 가지고 상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트의 사이에 배치되는 브라켓; 및
복수개의 상기 브라켓을 결속시키는 것에 의해 상기 배터리셀과 상기 열제어플레이트를 밀착되게 결속시키는 결속부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
The binding portion
A bracket disposed between the battery cell and the thermal control plate and having a bracket shape corresponding to an edge of the battery cell and the thermal control plate; And
And a binding member tightly connecting the battery cell and the thermal control plate by binding the plurality of brackets.
상기 내부커버는,
상기 셀적층체에 안착되고, 상기 통과홀부가 형성되는 안착부;
상기 안착부 상에 형성되고, 상기 버스바가 설치되는 버스바설치부;
상기 안착부 상에 상기 브라켓측으로 돌출되게 형성되고, 상기 브라켓에 체결되는 브라켓체결부; 및
상기 안착부 상에 상기 외부커버측으로 돌출되게 형성되고, 상기 외부커버와 체결되는 외부체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
3. The method of claim 2,
The inner cover
A seating part which is seated on the cell stack body and in which the through hole part is formed;
A bus bar mounting portion formed on the seating portion and having the bus bar installed therein;
A bracket fastening part protruding from the bracket side on the seating part and fastened to the bracket; And
And an external coupling part formed on the seating part to protrude toward the outer cover and to be coupled to the outer cover.
상기 버스바설치부는,
상기 셀단자의 사이에 상기 통과홀부를 가로지르도록 배치되고, 상기 버스바가 안착되는 안착다리부; 및
상기 안착다리부 상에 돌출되게 형성되고, 상기 버스바의 단부가 걸리는 조립턱부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method of claim 3,
The bus bar installation part
A seating leg disposed between the cell terminals to cross the through hole and on which the bus bar is seated; And
And a mounting jig which is formed to protrude from the seating leg portion and to which an end of the bus bar is caught.
상기 브라켓은,
브라켓본체부;
상기 브라켓본체부의 일측부에 측방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 열제어플레이트에 형성되는 유입홀부에 연통되게 연결되는 유입유로부; 및
상기 브라켓본체부의 타측부에 측방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 열제어플레이트에 형성되는 배출홀부에 연통되게 연결되는 배출유로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method of claim 3,
The bracket
A bracket body portion;
An inflow channel part protruding laterally from one side of the bracket body part and communicating with the inflow hole part formed in the thermal control plate; And
And a discharge channel portion formed to protrude laterally from the other side portion of the bracket body portion and connected to a discharge hole portion formed in the thermal control plate.
상기 브라켓체결부는,
상기 안착부의 일측부에 돌출되게 형성되고, 상기 유입유로부에 걸려 체결되는 제1탄성체결부; 및
상기 안착부의 타측부에 상기 제1탄성체결부와 마주하도록 형성되고, 상기 배출유로부에 걸려 체결되는 제2탄성체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
6. The method of claim 5,
The bracket fastening portion
A first elastic body part protruding from one side of the seating part and engaged with the inflow channel part; And
And a second elastic body part formed to face the first elastic body part on the other side of the seating part and engaged with the discharge channel part.
상기 외부체결부는,
상기 안착부 상에 돌출되게 형성되고, 단부에 상기 외부커버에 걸리는 걸림턱부가 형성되는 제1스냅체결부; 및
상기 제1스냅체결부와 이격되게 배치되고, 탄성력에 의해 상기 제1스냅체결부와의 간격이 축소된 상태로 상기 제1스냅체결부와 함께 상기 외부커버를 관통하여 상기 외부커버에 걸리는 제2스냅체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method of claim 3,
The external fastening portion
A first snap coupling part protruding from the seating part and having an engagement protrusion formed on an end of the first snap coupling part; And
And a second snap-engagement portion that is spaced apart from the first snap-engagement portion and is spaced apart from the first snap-engagement portion by an elastic force, And a snap fastening portion.
상기 외부체결부는,
상기 안착부의 가장자리부에 배치되고, 상기 외부커버와 체결되는 둘레체결부; 및
상기 안착부의 중간부에 배치되고, 상기 외부커버와 체결되는 중간체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
8. The method according to claim 3 or 7,
The external fastening portion
A peripheral fastening portion disposed at an edge portion of the seat portion and fastened to the outer cover; And
And an intermediate member disposed at an intermediate portion of the seat portion and coupled with the outer cover.
상기 버스바는,
상기 내부커버에 설치되고, 상기 외부커버의 내부에서 복수개의 상기 셀단자와 전기적으로 연결되는 내부버스바;
상기 셀단자와 상기 외부커버 외부의 전자기장치를 전기적으로 연결하는 외접버스바; 및
상기 내부버스바, 상기 외접버스바를 관통하여 상기 내부커버에 체결되는 셀단자고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein,
An inner bus bar installed in the inner cover and electrically connected to the plurality of cell terminals inside the outer cover;
A circumscribed bus bar electrically connecting the cell terminal to an electromagnetic device outside the outer cover; And
And a cell terminal fixing member which penetrates through the inner bus bar and the outer bus bar and is fastened to the inner cover.
상기 내부버스바는,
상기 내부커버에 안착되는 제1내부버스바; 및
상기 제1내부버스바에 적층되고, 상기 제1내부버스바와의 사이에 상기 셀단자의 단부가 끼워지는 제2내부버스바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
10. The method of claim 9,
The internal bus bar
A first inner bus bar seated on the inner cover; And
And a second internal bus bar stacked on the first internal bus bar and having an end of the cell terminal sandwiched between the first internal bus bar and the second internal bus bar.
상기 내부버스바는,
직선형으로 연장되게 형성되고, 이웃하는 한 쌍의 상기 셀단자와 연결되는 제1연장부;
상기 제1연장부와 나란하게 배치되고, 상기 셀단자와 이웃하는 다른 한 쌍의 셀단자와 연결되는 제2연장부; 및
상기 제1연장부와 상기 제2연장부를 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
11. The method according to claim 9 or 10,
The internal bus bar
A first extension formed to extend linearly and connected to a pair of neighboring cell terminals;
A second extension disposed in parallel with the first extension and connected to another pair of cell terminals adjacent to the cell terminal; And
And a connection part connecting the first extension part and the second extension part.
상기 배터리셀은, 전후방향으로 배열되고,
상기 내부버스바는, 복수개의 상기 배터리셀을 전기적으로 연결하도록 복수개가 전후방향으로 배열되며,
상기 외접버스바는,
최전방의 상기 내부버스바와 연결된 상기 배터리셀과 연결되는 양극버스바; 및
최후방의 상기 내부버스바와 연결된 상기 배터리셀과 연결되는 음극버스바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
10. The method of claim 9,
Wherein the battery cells are arranged in the front-rear direction,
Wherein a plurality of the internal bus bars are arranged in the front-rear direction so as to electrically connect the plurality of battery cells,
Wherein the external bus bar comprises:
A positive bus bar connected to the battery cell connected to the inner bus bar at the foremost side; And
And a cathode bus bar connected to the battery cell connected to the inner bus bar of the rearmost chamber.
상기 외접버스바는,
상기 내부커버에 안착되는 제1외접버스바; 및
상기 제1외접버스바에 적층되고, 상기 제1외접버스바와의 사이에 상기 셀단자의 단부가 끼워지는 제2외접버스바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
10. The method of claim 9,
Wherein the external bus bar comprises:
A first outer bus bar seated on the inner cover; And
And a second external bus bar stacked on the first external bus bar and sandwiching an end of the cell terminal between the first external bus bar and the first external bus bar.
상기 외접버스바는,
상기 외부커버의 내부에 위치되고, 이웃하는 한 쌍의 상기 셀단자와 연결되는 내부연장부; 및
상기 내부연장부와 연속하여 형성되고, 상기 외부커버의 외부로 연장되어 상기 전자기장치와 전기적으로 연결되는 외부연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
14. The method according to any one of claims 9, 12 and 13,
Wherein the external bus bar comprises:
An inner extension positioned inside the outer cover and connected to a pair of neighboring cell terminals; And
And an outer extension formed continuously with the inner extension and extending to the outside of the outer cover to be electrically connected to the electromagnetic device.
상기 외부커버는,
복수개의 상기 셀단자와 상기 버스바를 커버하는 커버부;
상기 커버부 상에 형성되고, 상기 내부커버에 형성된 외부체결부가 관통하여 체결되는 체결홀부; 및
상기 커버부의 내면부 상에 돌출되게 형성되고, 상기 커버부의 일단부에서 타단부까지 연장되게 형성되는 보강리브부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The outer cover
A cover portion covering a plurality of the cell terminals and the bus bar;
A fastening hole portion formed on the cover portion and fastened through an external fastening portion formed on the inner cover; And
And a reinforcing rib portion protruding from the inner surface of the cover portion and extending from one end of the cover portion to the other end of the cover portion.
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102240921B1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-04-15 | (주)엔씨이노션 | Battery pack |
WO2022260408A1 (en) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery module, and battery pack and vehicle including same |
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2015
- 2015-10-27 KR KR1020150149175A patent/KR20170049655A/en unknown
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