KR20170090725A

KR20170090725A - 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Info

Publication number: KR20170090725A
Application number: KR1020160011420A
Authority: KR
Inventors: 권유나; 김성곤; 김태혁; 노태환
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-08
Also published as: KR102089646B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 복수 개의 배터리 셀들을 포함하며, 복수 개의 배터리 셀들을 냉각시키기 위한 냉매 유로가 형성되는 냉각 배관을 구비하는 적어도 하나의 배터리 모듈, 적어도 하나의 배터리 모듈을 수용하는 팩 케이스, 팩 케이스에 관통 장착되며, 팩 케이스 외부로부터 냉매 유로로 냉매를 공급하고 냉매 유로로부터 냉매를 팩 케이스 외부로 배출하기 위한 냉매 유출입 배관 및 냉매 유출입 배관과 냉각 배관을 연결하며, 리지드 재질의 연결 파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{BATTERY PACK AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}

본 발명은 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.

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.

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.

한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.

종래 배터리 팩은, 일반적으로, 전기 자동차 등의 자동차에 장착되는 팩 케이스 및 팩 케이스 내부에 구비되는 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하여 구성된다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈에는 배터리 셀들을 냉각시키기 위한 냉각 배관을 구비할 수 있고, 배터리 팩에는 이러한 냉각 배관으로 냉매를 공급하고 배출할 수 있게 팩 케이스에 관통 장착되는 냉매 유출입 배관 및 냉매 유출입 배관과 냉각 배관을 연결하는 연결 파이프를 더 구비할 수 있다.

이러한 종래 배터리 팩에서, 냉매 유출입 배관과 냉각 배관을 연결하는 연결 파이프는 나일론 튜브 등의 플렉서블한 재질의 고무 호스로 구비되어 팩 케이스 내에 장착된다.

그러나, 종래 배터리 팩에서는 팩 케이스 내의 냉매 유출입 배관과 냉각 배관 사이에서 고무 호스의 구부러짐 등으로 팩 케이스 내에서 연결 파이프 장착을 위한 상당한 공간이 요구되어, 팩 케이스의 부피가 커지는 문제가 있다.

또한, 종래 배터리 팩에서는 고무 호스인 연결 파이프가 팩 케이스 내에서 여러 번 구부러질 수 있고, 이러한 구부러짐 등으로 연결 파이프가 막힐 수 있어 배터리 모듈로의 냉매 유출입 효율이 저하되는 문제가 있다.

아울러, 종래 배터리 팩에서는 팩 케이스 내에서 여러 번 구부러져 배치되는 연결 파이프의 고정을 위한 추가 고정 구조나 냉매 유출입 배관 및 냉각 배관을 연결하는 고무 호스인 연결 파이프의 양단을 연결하기 위한 별도의 추가 고정 구조 등이 요구되는 바, 연결 파이프의 조립 구조가 복잡하며, 추가 고정 구조 등으로 인해 배터리 팩의 제조 비용이 상승되는 문제가 있다.

더불어, 종래 배터리 팩에서는 외부 충격 시, 구부러진 연결 파이프 부분에서 고무 호스가 찢어지는 등 연결 파이프의 파손이 발생될 수 있는 문제가 있다.

그러므로, 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에서 전술한 문제점들을 해결할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.

따라서, 본 발명의 목적은 배터리 모듈로의 냉매 유출입 효율을 증대시키고, 연결 파이프의 조립성을 개선하며, 외부 충격 시 연결 파이프의 파손을 방지할 수 있는 보다 더 슬림한 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 복수 개의 배터리 셀들을 포함하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들을 냉각시키기 위한 냉매 유로가 형성되는 냉각 배관을 구비하는 적어도 하나의 배터리 모듈; 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 수용하는 팩 케이스; 상기 팩 케이스에 관통 장착되며, 상기 팩 케이스 외부로부터 상기 냉매 유로로 냉매를 공급하고 상기 냉매 유로로부터 상기 냉매를 상기 팩 케이스 외부로 배출하기 위한 냉매 유출입 배관; 및 상기 냉매 유출입 배관과 상기 냉각 배관을 연결하며, 리지드 재질의 연결 파이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.

상기 연결 파이프는, 상기 냉각 배관의 단부 및 상기 냉매 유출입 배관의 단부와 각각 소정 간극을 갖도록 상기 냉각 배관 및 상기 냉매 유출입 배관에 각각 내삽 또는 외삽될 수 있다.

상기 연결 파이프의 일단은, 삽입 방향에서 상기 냉각 배관의 단부와 소정 간극을 갖게 배치되며, 상기 연결 파이프의 타단은, 삽입 방향에서 상기 냉매 유출입 배관의 단부와 소정 간극을 갖게 배치될 수 있다.

상기 연결 파이프는, 상기 냉각 배관에 내삽되며, 상기 냉매 유출입 배관에 외삽될 수 있다.

상기 연결 파이프는, 상기 냉각 배관에 내삽되는 냉각 배관 장착부; 상기 냉매 유출입 배관에 외삽되는 냉매 유출입 배관 장착부; 및 상기 냉각 배관 장착부와 상기 냉매 유출입 배관 장착부를 연결하는 연결부;를 포함할 수 있다.

상기 냉매 유출입 배관 장착부 및 상기 연결부는, 상기 냉각 배관 장착부에 대해 동일한 경사각을 갖게 배치될 수 있다.

상기 냉각 배관은, 상기 냉각 배관 장착부가 삽입되며, 상기 냉매 유로의 내경보다 큰 내경을 갖는 파이프 연결부;를 포함하며, 상기 냉각 배관 장착부는, 상기 파이프 연결부에 삽입되며, 삽입 방향에서 상기 파이프 연결부의 내벽과 소정 간극을 갖게 배치되는 삽입부; 및 상기 삽입부와 상기 연결부 사이에서 상기 삽입부의 둘레 방향을 따라 돌출되며, 상기 파이프 연결부의 단부와 소정 간극을 갖게 배치되는 돌출부;를 포함할 수 있다.

상기 팩 케이스에는, 상기 파이프 연결부로부터 상기 냉각 배관 장착부의 이탈을 방지할 수 있게 상기 삽입 방향의 반대 방향으로의 상기 냉각 배관 장착부의 슬라이딩 시 상기 돌출부가 걸림되는 이탈 방지 스토퍼가 구비될 수 있다.

상기 파이프 연결부와 상기 삽입부 사이에는 적어도 하나의 실링부재가 장착될 수 있다.

상기 냉매 유출입 배관은, 상기 팩 케이스에 관통 장착되며, 상기 팩 케이스 외부의 냉매 장치로부터 냉매를 공급받거나 상기 냉매 장치로 상기 냉매를 내보내기 위한 배관 본체; 상기 팩 케이스 내에서 상기 배관 본체로부터 돌출되어 상기 냉매 유출입 배관 장착부에 삽입되며, 삽입 방향에서 상기 냉매 유출입 배관 장착부의 내벽과 소정 간극을 갖게 배치되는 배관 삽입부; 및 상기 배관 삽입부와 상기 배관 본체 사이에서 상기 배관 삽입부의 둘레 방향을 따라 돌출되며, 상기 냉매 유출입 배관 장착부의 단부와 소정 간극을 갖게 배치되는 배관 돌출부;를 포함할 수 있다.

상기 냉매 유출입 배관 장착부와 상기 배관 삽입부 사이에는 적어도 하나의 실링부재가 장착될 수 있다.

상기 냉매 유출입 배관은, 상기 팩 케이스 외부로부터 상기 냉매 유로로 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급 배관; 및 상기 냉매 유로로부터 상기 냉매를 상기 팩 케이스 외부로 배출하기 위한 냉매 배출 배관;을 포함하며, 상기 연결 파이프는, 상기 냉매 공급 배관과 상기 냉각 배관을 연결하는 제1 파이프; 및 상기 냉매 배출 배관과 상기 냉각 배관을 연결하는 제2 파이프;를 포함할 수 있다.

상기 연결 파이프는, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈로의 냉매 유출입 효율을 증대시키고, 연결 파이프의 조립성을 개선하며, 외부 충격 시 연결 파이프의 파손을 방지할 수 있는 보다 더 슬림한 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.

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 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩에서 팩 케이스를 제외한 배터리 팩의 사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 팩의 배면도이다.
도 4는 도 1의 배터리 팩의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 A 부분의 단면도이다.
도 6은 도 4의 B 부분의 단면도이다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 팩에서 팩 케이스를 제외한 배터리 팩의 사시도이며, 도 3은 도 2의 배터리 팩의 배면도이며, 도 4는 도 1의 배터리 팩의 주요부를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 4의 A 부분의 단면도이며, 도 6은 도 4의 B 부분의 단면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 배터리 팩(10)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(10)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(10)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식의 다양한 자동차에 구비될 수 있다.

또한, 상기 배터리 팩(10)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지로서의 배터리 셀을 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.

이러한 상기 배터리 팩(10)은, 팩 케이스(100), 배터리 모듈(200), 냉매 유출입 배관(300) 및 연결 파이프(500)를 포함할 수 있다.

상기 팩 케이스(100)는 후술하는 복수 개의 배터리 모듈들(200) 및 상기 배터리 팩(10)을 이루는 각종 전장 부품이나 기타 부품 등을 수용할 수 있다. 이러한 상기 팩 케이스(100)는 상기 자동차, 전력 저장 장치 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에 장착될 수 있다.

이러한 상기 팩 케이스(100)는 이탈 방지 스토퍼(150)를 포함할 수 있다.

상기 이탈 방지 스토퍼(150)는 상기 팩 케이스(100)의 내벽에 구비될 수 있다. 이러한 상기 이탈 방지 스토퍼(150)에는 후술하는 냉각 배관(250)의 파이프 연결부(255)로부터 후술하는 연결 파이프(500)의 냉각 배관 장착부(550)의 이탈을 방지할 수 있게 냉각 배관 장착부(550)의 삽입 방향의 반대 방향으로의 슬라이딩 시 후술하는 냉각 배관 장착부(550)의 돌출부(556)가 걸림될 수 있다.

상기 배터리 모듈(200)은 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 팩 케이스(100) 내에 패키징될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 복수 개의 배터리 모듈들(200)이 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 배터리 모듈들(200)은, 각각, 배터리 셀 어셈블리(210) 및 냉각 배관(250)을 포함할 수 있다.

상기 배터리 셀 어셈블리(210)는 상기 배터리 모듈(200)의 주요한 구성요소로서, 배터리 셀(212) 및 셀 카트리지(216)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 셀(212)은 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있고, 파우치형 이차 전지로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 파우치형 이차 전지로서, 복수 개의 배터리 셀들(212)이 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 배터리 셀들(212)은, 각각, 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스 및 상기 전극 조립체와 연결되며 상기 전지 케이스 밖으로 돌출되는 한 쌍의 전극 리드를 포함할 수 있다.

상기 셀 카트리지(216)는 적어도 하나의 배터리 셀(212)을 홀딩하여 그 유동을 방지하며, 상호 적층 가능하도록 구성되어 상기 복수 개의 배터리 셀들(212)의 조립을 가이드할 수 있다.

이러한 상기 셀 카트리지(216)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(212)의 조립을 가이드 할 수 있게 복수 개로 구비되어 전후 방향(X축 방향)을 따라 상호 적층될 수 있다.

상기 냉각 배관(250)은 상기 배터리 셀 어셈블리(210)의 상기 복수 개의 배터리 셀들(212)을 냉각시키기 위한 것으로서, 상기 배터리 셀 어셈블리(210)의 저부에 장착될 수 있다.

상기 냉각 배관(250)에는 상기 복수 개의 배터리 셀들(212)을 냉각시킬 수 있게 냉매의 순환 유로를 형성하는 냉매 유로(C)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 후술하는 냉매 유출입 배관(300)을 통해 공급된 냉매는 상기 냉매 유로(C)를 따라 순환하여 상기 냉매 유출입 배관(300)을 통해 배출될 수 있다.

이러한 상기 냉각 배관(250)은 파이프 연결부(255)를 포함할 수 있다.

상기 파이프 연결부(255)는 상기 냉각 배관(250)의 단부에 마련되며, 후술하는 연결 파이프(500)와 연결될 수 있다. 이러한 상기 파이프 연결부(255)는 상기 냉매 유로(C)의 내경보다 큰 내경을 가질 수 있고, 상기 냉매의 순환을 위해 한 쌍으로 구비되어 상기 제1 파이프(510) 및 상기 제2 파이프(520)에 각각 연결될 수 있다.

상기 한 쌍의 파이프 연결부들(255)에는, 각각, 상기 연결 파이프(500)의 냉각 배관 장착부(550)가 삽입될 수 있다. 여기서, 각각의 파이프 연결부들(255)의 내벽은 상기 냉각 배관 장착부(550)의 삽입 방향에서 상기 냉각 배관 장착부(550)와 소정 간극(G1)을 갖게 배치될 수 있다.

상기 냉매 유출입 배관(300)은 상기 팩 케이스(100) 외부의 냉매 장치 등으로부터 상기 냉각 배관(250)의 상기 냉매 유로(C)로 냉매를 공급하고, 상기 냉각 배관(250)의 상기 냉매 유로(C)로부터 상기 냉매를 상기 팩 케이스(100) 외부의 상기 냉매 장치 등으로 배출하기 위한 것으로, 상기 팩 케이스(100)에 관통 장착될 수 있다.

이러한 상기 냉매 유출입 배관(300)은, 냉매 공급 배관(310) 및 냉매 배출 배관(320)을 포함할 수 있다.

상기 냉매 공급 배관(310)은 상기 팩 케이스(100) 외부의 냉각 장치 등으로부터 상기 냉각 배관(250)의 상기 냉매 유로(C)로 냉매를 공급하기 위한 것으로서, 상기 냉매 장치 등과 연결되며, 상기 팩 케이스(100)에 관통 장착될 수 있다.

상기 냉매 배출 배관(320)은 상기 냉각 배관(250)의 상기 냉매 유로(C)로부터 상기 냉매를 상기 팩 케이스(100) 외부의 냉매 장치 등으로 배출하기 위한 것으로서, 상기 냉각 장치 등과 연결되며, 상기 팩 케이스(100)에 관통 장착될 수 있다.

이러한 상기 냉매 배출 배관(320) 및 상기 냉매 공급 배관(310)은, 각각, 상기 냉매 유출입 배관(300)으로서, 배관 본체(350), 배관 삽입부(370) 및 배관 돌출부(390)를 포함할 수 있다.

상기 배관 본체(350)는 상기 팩 케이스(100) 외부의 상기 냉매 장치로부터 냉매를 공급받거나 상기 냉매 장치로 상기 냉매를 내보내기 위한 것으로서, 상기 팩 케이스(100)에 관통 장착될 수 있다.

상기 배관 삽입부(370)는 상기 팩 케이스(100) 내에서 상기 배관 본체(350)로부터 돌출되며, 후술하는 연결 파이프(500)의 냉매 유출입 배관 장착부(570)에 삽입될 수 있다. 이러한 상기 배관 삽입부(370)는 삽입 방향에서 후술하는 냉매 유출입 배관 장착부(570)의 내벽과 소정 간극(G2)을 갖게 배치될 수 있다.

상기 배관 돌출부(390)는 상기 배관 삽입부(370)와 상기 배관 본체(350) 사이에서 상기 배관 삽입부(370)의 둘레 방향을 따라 돌출되며, 상기 냉매 유출입 배관 장착부(570)의 단부와 소정 간극(G2)을 갖게 배치될 수 있다.

상기 연결 파이프(500)는 상기 팩 케이스(100) 내에서 상기 냉매 유출입 배관(300)과 상기 냉각 배관(250)을 연결할 수 있다. 이러한 상기 연결 파이프(500)는, 제1 파이프(510) 및 제2 파이프(520)를 포함할 수 있다.

상기 제1 파이프(510)는 상기 팩 케이스(100) 내에서 상기 냉매 공급 배관(310)과 상기 냉각 배관(250)을 연결하며, 상기 제2 파이프(520)는 상기 팩 케이스(100) 내에서 상기 냉매 배출 배관(320)과 상기 냉각 배관(250)을 연결할 수 있다.

이러한 상기 제2 파이프(520) 및 상기 제1 파이프(510)는, 각각, 상기 연결 파이프(500)로서, 리지드 재질로 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 연결 파이프들(500)은 플라스틱 재질로 구비될 수 있다.

이에 따라, 상기 한 쌍의 연결 파이프들(500)은 소정의 강성을 확보할 수 있어, 외부 충격 등의 발생에 따른 상기 연결 파이프(500)로의 충격 전달 시 종래 고무 재질일 때 발생되었던 찢어짐 등의 파손을 방지할 수 있다.

아울러, 본 실시예에서는 상기 리지드 재질의 상기 연결 파이프(500)를 통해 종래 고무 호스인 연결 파이프의 구부러짐 등으로 인한 연결 파이프의 막힘 등의 문제가 발생되지 않는 바, 상기 냉매의 유출입 효율 저하를 방지할 수 있다.

계속해서 살펴 보면, 각각의 연결 파이프(500)는, 상기 냉각 배관(250)의 단부(255), 구체적으로, 상기 냉각 배관(250)의 상기 파이프 연결부(255) 및 상기 냉매 유출입 배관(300)의 단부(370), 구체적으로, 상기 냉매 유출입 배관(300)의 상기 배관 삽입부(370)과 각각 소정 간극(G1, G2)을 갖도록 상기 냉각 배관(250) 및 상기 냉매 유출입 배관(300)에 각각 내삽 또는 외삽될 수 있다.

구체적으로, 상기 각각의 연결 파이프(500)의 일단(550)은 삽입 방향에서 상기 냉각 배관(250)의 단부(255), 구체적으로, 상기 냉각 배관(250)의 상기 파이프 연결부(255)와 소정 간극(G1)을 갖게 배치되며, 상기 연결 파이프(500)의 타단(570)은 삽입 방향에서 상기 냉매 유출입 배관(300)의 단부(370)와 소정 간극(G2)을 갖게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 각각의 연결 파이프(500)의 일단(550)은 상기 냉각 단부(250)의 상기 파이프 연결부(255)에 내삽되며, 상기 각각의 연결 파이프(500)의 타단(570)은 상기 냉매 유출입 배관(300)의 상기 배관 삽입부(370)에 외삽될 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 한 쌍의 연결 파이프들(500)은 상기 냉각 배관(250) 및 상기 냉매 유출입 배관(300)과 내삽 또는 외삽을 통해 장착되는 바, 종래 고무 호스 연결 구조에서의 별도의 추가 고정 구조 없이 상기 냉각 배관(250) 및 상기 냉매 유출입 배관(300)에 연결될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 상기 한 쌍의 연결 파이프들(500)의 조립을 간단히 수행할 수 있어, 상기 연결 파이프들(500)의 조립성을 개선할 수 있고 추가 고정 구조 생략을 통해 상기 배터리 팩(10)의 제조 비용을 절감할 수 있다.

각각의 연결 파이프(500)의 구성을 더 자세히 살펴 보면, 각각의 연결 파이프(500)는, 냉각 배관 장착부(550), 냉매 유출입 배관 장착부(570) 및 연결부(590)를 포함할 수 있다.

상기 냉각 배관 장착부(550)는 상기 냉각 배관(250)의 상기 파이프 연결부(255)에 내삽될 수 있다. 여기서, 상기 냉각 배관 장착부(550)는 삽입 방향에서 상기 파이프 연결부(255)의 내벽과 소정 간극(G1)을 갖게 배치될 수 있다.

이러한 상기 냉각 배관 장착부(550)는, 삽입부(552) 및 돌출부(556)를 포함할 수 있다.

상기 삽입부(552)는 상기 파이프 연결부(255)에 내삽될 수 있게 삽입되며, 삽입 방향에서 상기 파이프 연결부(255)의 내벽과 소정 간극(G1)을 갖게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 삽입부(552)와 상기 파이프 연결부(255) 사이에는 상기 냉매의 유출을 방지할 수 있게 적어도 하나의 실링부재(S)가 장착될 수 있다. 상기 적어도 하나의 실링부재(S)는 오링으로 구비될 수 있다.

상기 돌출부(556)는 상기 삽입부(552)와 후술하는 연결부(590) 사이에서 상기 삽입부(552)의 둘레 방향을 따라 돌출되며, 상기 파이프 연결부(255)의 단부와 소정 간극(G1)을 갖게 배치될 수 있다.

이러한 상기 돌출부(556)는 앞서 살펴 본 바와 같이 상기 냉각 배관 장착부(550)의 삽입 후 이탈을 방지할 수 있게 상기 팩 케이스(100)의 상기 이탈 방지 스토퍼(150)에 걸림될 수 있다.

상기 냉매 유출입 배관 장착부(570)는 상기 냉매 유출입 배관(300)의 상기 배관 삽입부(370)에 외삽되며, 삽입 방향에서 상기 배관 삽입부(370)의 단부와 소정 간극(G2)을 갖게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 냉매 유출입 배관 장착부(570)와 상기 배관 삽입부(370) 사이에는 상기 냉매의 유출을 방지할 수 있게 적어도 하나의 실링부재(S)가 장착될 수 있다. 상기 적어도 하나의 실링부재(S)는 오링으로 구비될 수 있다.

이처럼, 본 실시예에서는 상기 한 쌍의 연결 파이프들(500)의 삽입 장착 시 각각 상기 냉각 배관(250)의 단부(255) 및 상기 냉매 유출입 배관(300)의 단부(370)와 삽입 방향에서 소정 간극(G1, G2)을 이루는 이격 구간을 형성할 수 있다.

상기 이격 구간은 상기 배터리 팩(10)의 외부 충격 등으로 인한 상기 연결 파이프들(500)로의 충격 전달 시, 연결 파이프들(500)로 전해지는 충격을 완충시킬 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 상기 외부 충격 시, 상기 연결 파이프들(500)의 단부(550, 570)에서 발생될 수 있는 파손 등의 위험을 최소화시킬 수 있다.

상기 연결부(590)는 상기 냉각 배관 장착부(550)와 상기 냉매 유출입 배관 장착부(570)를 연결할 수 있다. 이러한 상기 연결부(590)는 상기 냉각 배관 장착부(550)에 대해 소정 각도(θ)로 경사지게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 연결부(590) 뿐만 아니라 상기 냉매 유출입 배관 장착부(570) 또한 상기 냉각 배관 장착부(550)에 대해 소정 각도(θ)로 경사지게 형성될 수 있다.

즉, 상기 연결부(590) 및 상기 냉매 유출입 배관 장착부(570)는 상기 냉각 배관 장착부(550)에 대해 동일한 경사각(θ)을 갖게 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 한 쌍의 연결 파이프들(500)은 상기 팩 케이스(100) 내에서 한 번만 절곡되어 배치될 수 있다.

그러므로, 본 실시예에서는 종래 고무 호스의 구부러짐 등을 반영한 상당한 공간의 연결 파이프 장착 공간을 줄일 수 있어, 상기 팩 케이스(100)를 보다 더 슬림하게 구현할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)은 보다 더 슬림한 구조의 배터리 팩(10)을 제공할 수 있다.

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.

10: 배터리 팩 100: 팩 케이스
150: 이탈 방지 스토퍼 200: 배터리 모듈
210: 배터리 셀 어셈블리 212: 배터리 셀
216: 셀 카트리지 250: 냉각 배관
255: 파이프 연결부 300: 냉매 유출입 배관
310: 냉매 공급 배관 320: 냉매 배출 배관
350: 배관 본체 370: 배관 삽입부
390: 배관 돌출부 500: 연결 파이프
510: 제1 파이프 520: 제2 파이프
550: 냉각 배관 장착부 552: 삽입부
556: 돌출부 570: 냉매 유출입 배관 장착부
590: 연결부

Claims

복수 개의 배터리 셀들을 포함하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들을 냉각시키기 위한 냉매 유로가 형성되는 냉각 배관을 구비하는 적어도 하나의 배터리 모듈;
상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 수용하는 팩 케이스;
상기 팩 케이스에 관통 장착되며, 상기 팩 케이스 외부로부터 상기 냉매 유로로 냉매를 공급하고 상기 냉매 유로로부터 상기 냉매를 상기 팩 케이스 외부로 배출하기 위한 냉매 유출입 배관; 및
상기 냉매 유출입 배관과 상기 냉각 배관을 연결하며, 리지드 재질의 연결 파이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 연결 파이프는,
상기 냉각 배관의 단부 및 상기 냉매 유출입 배관의 단부와 각각 소정 간극을 갖도록 상기 냉각 배관 및 상기 냉매 유출입 배관에 각각 내삽 또는 외삽되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 연결 파이프의 일단은,
삽입 방향에서 상기 냉각 배관의 단부와 소정 간극을 갖게 배치되며,
상기 연결 파이프의 타단은,
삽입 방향에서 상기 냉매 유출입 배관의 단부와 소정 간극을 갖게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 연결 파이프는,
상기 냉각 배관에 내삽되며, 상기 냉매 유출입 배관에 외삽되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제4항에 있어서,
상기 연결 파이프는,
상기 냉각 배관에 내삽되는 냉각 배관 장착부;
상기 냉매 유출입 배관에 외삽되는 냉매 유출입 배관 장착부; 및
상기 냉각 배관 장착부와 상기 냉매 유출입 배관 장착부를 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 냉매 유출입 배관 장착부 및 상기 연결부는,
상기 냉각 배관 장착부에 대해 동일한 경사각을 갖게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 냉각 배관은,
상기 냉각 배관 장착부가 삽입되며, 상기 냉매 유로의 내경보다 큰 내경을 갖는 파이프 연결부;를 포함하며,
상기 냉각 배관 장착부는,
상기 파이프 연결부에 삽입되며, 삽입 방향에서 상기 파이프 연결부의 내벽과 소정 간극을 갖게 배치되는 삽입부; 및
상기 삽입부와 상기 연결부 사이에서 상기 삽입부의 둘레 방향을 따라 돌출되며, 상기 파이프 연결부의 단부와 소정 간극을 갖게 배치되는 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제7항에 있어서,
상기 팩 케이스에는,
상기 파이프 연결부로부터 상기 냉각 배관 장착부의 이탈을 방지할 수 있게 상기 삽입 방향의 반대 방향으로의 상기 냉각 배관 장착부의 슬라이딩 시 상기 돌출부가 걸림되는 이탈 방지 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제7항에 있어서,
상기 파이프 연결부와 상기 삽입부 사이에는 적어도 하나의 실링부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 냉매 유출입 배관은,
상기 팩 케이스에 관통 장착되며, 상기 팩 케이스 외부의 냉매 장치로부터 냉매를 공급받거나 상기 냉매 장치로 상기 냉매를 내보내기 위한 배관 본체;
상기 팩 케이스 내에서 상기 배관 본체로부터 돌출되어 상기 냉매 유출입 배관 장착부에 삽입되며, 삽입 방향에서 상기 냉매 유출입 배관 장착부의 내벽과 소정 간극을 갖게 배치되는 배관 삽입부; 및
상기 배관 삽입부와 상기 배관 본체 사이에서 상기 배관 삽입부의 둘레 방향을 따라 돌출되며, 상기 냉매 유출입 배관 장착부의 단부와 소정 간극을 갖게 배치되는 배관 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제10항에 있어서,
상기 냉매 유출입 배관 장착부와 상기 배관 삽입부 사이에는 적어도 하나의 실링부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 냉매 유출입 배관은,
상기 팩 케이스 외부로부터 상기 냉매 유로로 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급 배관; 및
상기 냉매 유로로부터 상기 냉매를 상기 팩 케이스 외부로 배출하기 위한 냉매 배출 배관;을 포함하며,
상기 연결 파이프는,
상기 냉매 공급 배관과 상기 냉각 배관을 연결하는 제1 파이프; 및
상기 냉매 배출 배관과 상기 냉각 배관을 연결하는 제2 파이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 연결 파이프는,
플라스틱 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.