KR20170098583A - 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 등의 구조물에 장착되는 배터리 팩은, 적어도 하나의 배터리 모듈, 적어도 하나의 배터리 모듈을 지지하는 케이스 트레이와 케이스 트레이와 결합되어 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 케이스 커버를 포함하는 팩 케이스 및 팩 케이스 내부로의 수분이나 이물질 등의 침투를 방지할 수 있게 케이스 트레이와 케이스 커버 사이에 배치되는 실링 개스킷을 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, 적어도 하나의 배터리 모듈 및 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하는 팩 케이스를 포함하여 구성된다. 팩 케이스는 적어도 하나의 배터리 모듈을 지지하는 케이스 트레이 및 케이스 트레이와 적어도 하나의 체결부재를 통해 결합되어 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 케이스 커버를 포함하여 구성된다.

여기서, 적어도 하나의 체결부재를 통한 결합은 케이스 트레이와 케이스 커버의 테두리에서 이루어진다. 그리고, 이러한 종래 배터리 팩은 자동차 등의 구조물의 연료원으로써, 자동차 등의 구조물에 장착된다.

이를 위해, 팩 케이스는, 예로써, 자동차의 차체와 적어도 하나의 체결부재를 통해 스크류 결합되어 자동차에 장착된다. 이때, 자동차의 차체와 스크류 결합되는 적어도 하나의 체결부재는 팩 케이스의 케이스 트레이와 케이스 커버를 관통하여 결합된다. 정리하면, 팩 케이스에는 케이스 트레이와 케이스 커버의 결합을 위한 적어도 하나의 체결부재 및 자동차의 차체와의 결합을 위한 적어도 하나의 체결부재가 모두 관통 체결된다.

종래 배터리 팩에서는 이들 양 체결부재들 사이의 간섭을 방지할 수 있게 어느 하나의 적어도 하나의 체결부재가 다른 하나의 적어도 하나의 체결부재보다 팩 케이스의 테두리 둘레 방향에서 더 바깥쪽에서 결합된다.

이에 따라, 종래 배터리 팩에서는 팩 케이스의 테두리에서 이들 양 체결부재들의 결합을 위한 공간을 확보해야만 하는 바, 팩 케이스의 테두리 사이즈가 커질 수 밖에 없는 문제가 있다. 이는 최근의 슬림화 트렌드를 저해하는 중요한 인자로 작용하게 된다.

한편, 자동차에 장착되는 배터리 팩의 경우, 팩 케이스 내부로 수분이나 이물질 등이 침투될 경우, 팩 케이스 내부의 적어도 하나의 배터리 모듈의 파손이나 발화 등이 발생될 수 있다. 이는 자동차 등의 화재나 폭발 등으로 이어질 수 있기에, 최근 들어 배터리 팩에서는 팩 케이스 내부로의 수분이나 이물질 등의 침투를 방지할 수 있는 수밀 구조 구현이 중요한 이슈로 대두되고 있다.

그러므로, 최근의 슬림화 트렌드에 따른 보다 더 슬림한 구조로 자동차 등의 구조물에 장착될 수 있으며, 보다 더 견고한 수밀 구조를 구현할 수 있는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.

따라서, 본 발명의 목적은 최근의 슬림화 트렌드에 따른 보다 슬림한 구조로 자동차 등의 구조물에 장착될 수 있으며, 보다 더 견고한 수밀 구조를 구현할 수 있는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 자동차 등의 구조물에 장착되는 배터리 팩으로서, 적어도 하나의 배터리 모듈; 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 지지하는 케이스 트레이와 상기 케이스 트레이와 결합되어 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 케이스 커버를 포함하는 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스 내부로의 수분이나 이물질 등의 침투를 방지할 수 있게 상기 케이스 트레이와 상기 케이스 커버 사이에 배치되는 실링 개스킷;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.

상기 실링 개스킷은, 상기 케이스 트레이의 테두리 및 상기 케이스 커버의 테두리 사이에 배치될 수 있다.

상기 실링 개스킷은, 상기 케이스 트레이와 상기 케이스 커버를 결합시키는 적어도 하나의 제1 체결부재를 관통시키는 적어도 하나의 제1 체결홀; 및 상기 팩 케이스와 상기 자동차 등의 구조물을 결합시키는 적어도 하나의 제2 체결부재를 관통시키는 적어도 하나의 제2 체결홀;을 포함할 수 있다.

상기 실링 개스킷은, 상기 케이스 트레이의 테두리 및 상기 케이스 커버의 테두리에 대응되게 형성되는 개스킷 밴드; 상기 개스킷 밴드에 구비되며, 상기 적어도 하나의 제1 체결홀이 형성되는 제1 체결부; 및 상기 개스킷 밴드에 구비되며, 상기 적어도 하나의 제2 체결홀이 형성되는 제2 체결부;를 포함할 수 있다.

상기 실링 개스킷은, 상기 실링 개스킷의 외주면에 형성되며, 상기 적어도 하나의 제1 체결부재 및 상기 적어도 하나의 제2 체결부재의 결합 시 탄성 변형 가능한 탄성 비드부;를 포함할 수 있다.

상기 탄성 비드부는, 상기 개스킷 밴드의 외주면에 형성되는 밴드 비드; 상기 제1 체결부의 외주면에 형성되는 제1 체결 비드; 및 상기 제2 체결부의 외주면에 형성되는 제2 체결 비드;를 포함할 수 있다.

상기 밴드 비드는, 상기 개스킷 밴드의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.

상기 제1 체결 비드는, 상기 적어도 하나의 제1 체결홀의 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다.

상기 제2 체결 비드는, 상기 적어도 하나의 제2 체결홀의 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 제1 체결부재는, 상기 적어도 하나의 제1 체결홀에 관통 체결되는 체결 바디; 및 상기 체결 바디와 연결되며, 상기 케이스 트레이 및 상기 케이스 커버 중 적어도 하나에 지지되는 체결 헤드;를 포함하며, 상기 제1 체결부의 테두리는, 상기 체결 헤드의 테두리에 대응되는 크기를 가질 수 있다.

상기 제1 체결부재는, 복수 개로 구비되며, 상기 제1 체결부는, 상기 복수 개의 제1 체결부재들의 개수에 대응되게 구비될 수 있다.

상기 적어도 하나의 제2 체결부재는, 상기 적어도 하나의 제2 체결홀에 관통 체결되는 체결 바디; 및 상기 체결 바디와 연결되며, 상기 케이스 커버 및 상기 자동차 등의 구조물 중 적어도 하나에 지지되는 체결 헤드;를 포함하며, 상기 제2 체결부의 테두리는, 상기 체결 헤드의 테두리에 대응되는 크기를 가질 수 있다.

상기 제2 체결부재는, 복수 개로 구비되며, 상기 제2 체결부는, 상기 복수 개의 제2 체결부재들의 개수에 대응되게 구비될 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, 최근의 슬림화 트렌드에 따른 보다 슬림한 구조로 자동차 등의 구조물에 장착될 수 있으며, 보다 더 견고한 수밀 구조를 구현할 수 있는 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 팩의 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 팩의 실링 개스킷의 사시도이다.
도 4는 도 3의 실링 개스킷의 평면도이다.
도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다.
도 6 내지 도 8은 도 1의 배터리 팩의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.

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 팩의 사시도이며, 도 2는 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 배터리 팩의 실링 개스킷의 사시도이며, 도 4는 도 3의 실링 개스킷의 평면도이며, 도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 배터리 팩(10)은, 자동차(V)의 연료원으로써, 자동차(V)에 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 자동차(V)에 구비될 수 있다.

또한, 상기 배터리 팩(10)은 상기 자동차(V) 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. 이하, 본 실시예에서는 상기 자동차(V)에 구비되는 배터리 팩(10)인 것으로 한정하여 설명한다.

이러한 상기 배터리 팩(10)은, 배터리 모듈(100), 팩 케이스(200), 제1 체결부재(300), 제2 체결부재(400) 및 실링 개스킷(500)을 포함할 수 있다.

상기 배터리 모듈(100)은 복수 개의 배터리 셀들의 적층체로 이루어질 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각, 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있다. 상기 파우치형 이차 전지는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

이러한 상기 배터리 모듈(100)은 복수 개로 구비되어, 상호 적층될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 배터리 팩(10)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 적층될 수 있고, 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 팩 케이스(200)는 상기 배터리 팩(10)의 외관을 형성하며, 후술하는 제2 체결부재(400)를 통해 상기 자동차(V)에 장착될 수 있다. 이러한 상기 팩 케이스(200)는, 케이스 트레이(210) 및 케이스 커버(250)를 포함할 수 있다.

상기 케이스 트레이(210)는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100) 및 상기 배터리 팩(10)을 구성하는 각종 전장 부품 등의 구성 요소들을 지지하며, 상기 자동차(V)의 차체 등에 장착될 수 있다.

이러한 상기 케이스 트레이(210)는, 제1 트레이 홀(212) 및 제2 트레이 홀(216)을 포함할 수 있다.

상기 제1 트레이 홀(212)은 상기 케이스 트레이(210)의 테두리에 구비될 수 있다. 이러한 상기 제1 트레이 홀(212)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 제1 트레이 홀들(212)은 상기 케이스 트레이(210)의 테두리를 따라 서로 소정 거리 이격 배치될 수 있다.

이러한 상기 복수 개의 제1 트레이 홀들(212)에는 상기 케이스 트레이(210)와 후술하는 케이스 커버(250)의 결합 시, 후술하는 복수 개의 제1 체결부재들(300)이 관통 체결될 수 있다.

상기 제2 트레이 홀(216)은 상기 케이스 트레이(210)의 테두리에 구비될 수 있다. 이러한 상기 제2 트레이 홀(216)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 케이스 트레이(210)의 테두리를 따라 서로 소정 거리 이격 배치될 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 제2 트레이 홀들(216)은 상기 케이스 트레이(210)의 테두리 상에서 상기 복수 개의 제1 트레이 홀들(212)과 동일 선상을 따라 배치될 수 있다.

이러한 상기 복수 개의 제2 트레이 홀들(216)에는 상기 자동차(V)와 상기 팩 케이스(200)의 결합 시, 후술하는 복수 개의 제2 체결부재들(400)이 관통 체결될 수 있다.

상기 케이스 커버(250)는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100) 및 상기 배터리 팩(10)을 구성하는 각종 전장 부품 등을 커버하며, 상기 케이스 트레이(210)와 결합되어 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100) 및 상기 배터리 팩(10)을 구성하는 각종 전장 부품 등의 구성 요소들을 패키징할 수 있다.

이러한 상기 케이스 커버(250)는, 제1 커버 홀(252) 및 제2 커버 홀(256)을 포함할 수 있다.

상기 제1 커버 홀(252)은 상기 케이스 커버(250)의 테두리에 구비될 수 있다. 이러한 상기 제1 커버 홀(252)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 제1 커버 홀들(252)은 상기 케이스 커버(250)의 테두리를 따라 서로 소정 이격 배치될 수 있다.

이러한 상기 복수 개의 제2 커버 홀들(252)에는 상기 케이스 트레이(210)와 상기 케이스 커버(250)의 결합 시, 후술하는 복수 개의 제1 체결부재들(300)이 관통 체결될 수 있다.

상기 제2 커버 홀(256)은 상기 케이스 커버(250)의 테두리에 구비될 수 있다. 이러한 상기 제2 커버 홀(256)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 케이스 커버(250)의 테두리를 따라 서로 소정 거리 이격 배치될 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 제2 커버 홀들(256)은 상기 케이스 커버(250)의 테두리 상에서 상기 복수 개의 제1 커버 홀들(252)과 동일 선상을 따라 배치될 수 있다.

이러한 상기 복수 개의 제2 커버 홀들(256)에는 상기 자동차(V)와 상기 팩 케이스(200)의 결합 시, 후술하는 복수 개의 제2 체결부재들(400)이 관통 체결될 수 있다.

상기 제1 체결부재(300)는 상기 케이스 트레이(210)와 상기 케이스 커버(250)를 결합시키기 위한 것으로서, 스크류 부재 등으로 구비될 수 있다. 이러한 상기 제1 체결부재(300)는 상기 케이스 트레이(210)와 상기 케이스 커버(250)의 결합 안정성을 높일 수 있게 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 복수 개의 제1 체결부재들(300)은, 상기 케이스 커버(250)의 상측(+Z축 방향)에서 상기 케이스 커버(250), 후술하는 실링 개스킷(500) 및 상기 케이스 트레이(210) 순으로 관통 체결되거나 또는 상기 케이스 트레이(210)의 하측(-Z축 방향)에서 상기 케이스 트레이(210), 후술하는 실링 개스킷(500) 및 상기 케이스 커버(250) 순으로 관통 체결될 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 케이스 커버(250)의 상측(+Z축 방향)에서 관통 체결되는 것으로 한정하여 설명한다.

이러한 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300)은, 각각, 체결 바디(310) 및 체결 헤드(350)를 포함할 수 있다.

상기 체결 바디(310)는 상기 케이스 트레이(210)의 상기 제1 트레이 홀(212), 상기 케이스 커버(250)의 상기 제1 커버 홀(252) 및 후술하는 실링 개스킷(500)의 제1 체결홀(540)에 관통 체결될 수 있다.

구체적으로, 상기 체결 바디(310)는 상기 케이스 커버(250)의 상기 제1 커버 홀(252), 후술하는 실링 개스킷(500)의 제1 체결홀(540) 및 상기 케이스 트레이(210)의 상기 제1 트레이 홀(212) 순으로 관통 체결될 수 있다.

상기 체결 헤드(350)는 상기 체결 바디(310)와 연결되며, 상기 케이스 트레이(210) 및 상기 케이스 커버(250) 중 적어도 하나에 지지될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300)이 상기 상기 케이스 커버(250)의 상측(+Z축 방향)에서 관통 체결되는 바, 상기 체결 헤드(350)가 상기 케이스 커버(250)에 지지될 수 있다.

상기 제2 체결부재(400)는 팩 케이스(200)를 상기 자동차(V)에 결합시키기 위한 것으로서, 스크류 부재 등으로 구비될 수 있다. 이러한 상기 제2 체결부재(400)는 상기 자동차(V)와 상기 팩 케이스(200)의 결합 안정성을 높일 수 있게 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)은, 상기 케이스 커버(250)의 상측(+Z축 방향)에서 상기 케이스 커버(250), 후술하는 실링 개스킷(500), 상기 케이스 트레이(210) 및 상기 자동차(V)의 차체 순으로 관통 체결되거나 또는 상기 케이스 트레이(210)의 하측(-Z축 방향)에서 상기 자동차(V)의 차체, 상기 케이스 트레이(210), 후술하는 실링 개스킷(500) 및 상기 케이스 커버(250) 순으로 관통 체결될 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 케이스 트레이(210)의 하측(-Z축 방향)에서 관통 체결되는 것으로 한정하여 설명한다.

이러한 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)은, 각각, 체결 바디(410) 및 체결 헤드(450)를 포함할 수 있다.

상기 체결 바디(410)는 상기 자동차(V)의 차체, 상기 케이스 트레이(210)의 제2 트레이 홀(216), 상기 케이스 커버(250)의 상기 제2 커버 홀(256) 및 후술하는 실링 개스킷(500)의 제2 체결홀(560)에 관통 체결될 수 있다.

구체적으로, 상기 체결 바디(410)는 상기 자동차(V)의 차체, 상기 케이스 트레이(210)의 제2 트레이 홀(216), 후술하는 실링 개스킷(500)의 제2 체결홀(560) 및 상기 케이스 커버(250)의 상기 제2 커버 홀(256) 순으로 관통 체결될 수 있다. 상기 체결 바디(410)는 이와 같은 관통 체결 후 결합 안정성을 보다 더 높일 수 있게 결합 너트(N) 등과 연결될 수도 있다.

상기 체결 헤드(450)는 상기 체결 바디(410)와 연결되며, 상기 자동차(V)의 차체 및 상기 케이스 커버(250) 중 적어도 하나에 지지될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)이 상기 케이스 트레이(210)의 하측(-Z축 방향)에서 관통 체결되는 바, 상기 체결 헤드(450)가 상기 자동차(V)의 차체에 지지될 수 있다.

상기 실링 개스킷(500)은 상기 팩 케이스(200) 내부로의 수분이나 이물질 등의 침투를 방지할 수 있게 상기 케이스 트레이(210)와 상기 케이스 커버(250) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 실링 개스킷(500)는 상기 배터리 팩(10)의 수밀 구조를 구현할 수 있다.

구체적으로, 상기 실링 개스킷(500)은 상기 케이스 트레이(210)의 테두리 및 상기 케이스 커버(250)의 테두리 사이에 배치되어, 상기 케이스 트레이(210)와 상기 케이스 커버(250)의 결합 시, 상기 케이스 트레이(210)와 상기 케이스 커버(250)와 함께 결합되어 고정될 수 있다.

이러한 상기 실링 개스킷(500)은, 개스킷 밴드(510), 제1 체결부(530), 제1 체결홀(540), 제2 체결부(550), 제2 체결홀(560) 및 탄성 비드부(570)를 포함할 수 있다.

상기 개스킷 밴드(510)는 상기 케이스 트레이(210)의 테두리 및 상기 케이스 커버(250)의 테두리 사이에 배치되며, 상기 케이스 트레이(210)의 테두리 및 상기 케이스 커버(250)의 테두리에 대응되게 형성될 수 있다.

상기 제1 체결부(530)는 상기 제1 체결부재(300)와의 체결을 위한 것으로서, 상기 개스킷 밴드(510)에 구비될 수 있다. 상기 제1 체결부(530)는 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300)의 개수에 대응되게 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 복수 개의 제1 체결부들(530)의 테두리는, 각각, 상기 제1 체결부재(300)의 상기 체결 헤드(350)의 테두리에 대응되는 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 예로써, 상기 복수 개의 제1 체결부들(530)의 직경(D1)은 상기 제1 체결부재(300)의 상기 체결 헤드(350)의 직경에 대응되는 크기를 가질 수 있다.

이에 따라, 상기 복수 개의 제1 체결부들(530)은 후술하는 제1 체결홀(540)로 인한 상기 제1 체결부재(300) 결합 부분에서의 상기 실링 개스킷(500)의 밀봉력 저하를 방지할 수 있어, 상기 개스킷 밴드(510) 부분과 같은 밀봉력을 구현할 수 있다.

상기 제1 체결홀(540)은 상기 제1 체결부(530)에 형성되며, 상기 케이스 트레이(210)와 상기 케이스 커버(250)를 결합시키기 위한 각각의 제1 체결부재(300)를 관통시킬 수 있다. 이러한 상기 제1 체결홀(540)은 상기 제1 체결부재(300)의 결합 안정성을 확보할 수 있게 상기 제1 체결부재(300)의 관통 시 상기 제1 트레이 홀(212)의 상부를 함께 관통시킬 수 있다.

상기 제2 체결부(550)는 상기 제2 체결부재(400)와의 체결을 위한 것으로서, 상기 개스킷 밴드(510)에 구비될 수 있다. 상기 제2 체결부(550)는 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)의 개수에 대응되게 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 복수 개의 제2 체결부들(550)의 테두리는, 각각, 상기 제2 체결부재(400)의 상기 체결 헤드(450)의 테두리에 대응되는 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 예로써, 상기 복수 개의 제2 체결부들(530)의 직경(D2)은 상기 제2 체결부재(400)의 상기 체결 헤드(450)의 직경에 대응되는 크기를 가질 수 있다.

이에 따라, 상기 복수 개의 제2 체결부들(550)은 후술하는 제2 체결홀(560)로 인한 상기 제2 체결부재(400) 결합 부분에서의 상기 실링 개스킷(500)의 밀봉력 저하를 방지할 수 있어, 상기 개스킷 밴드(510) 부분과 같은 밀봉력을 구현할 수 있다.

상기 제2 체결홀(560)은 상기 제2 체결부(550)에 형성되며, 상기 팩 케이스(200)와 상기 자동차(V)의 차체를 결합시키기 위한 각각의 제2 체결부재들(400)을 관통시킬 수 있다. 이러한 상기 제2 체결홀(560)은 상기 개스킷 밴드(510)를 따라 상기 제1 체결홀(540)과 동일 선상에 배치될 수 있다.

상기 탄성 비드부(570)는 상기 실링 개스킷(500)의 외주면에 형성되며, 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300) 및 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)의 결합 시, 탄성 변형 가능하게 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300) 및 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)의 결합 시, 상기 실링 개스킷(500)은 상기 케이스 트레이(210)와 상기 케이스 커버(250)에 의해 가압될 수 있다. 이때, 상기 케이스 트레이(210)의 테두리 표면이나 상기 케이스 커버(250)의 테두리 표면이 불균일할 경우, 밀착되는 상기 실링 개스킷(500) 사이에서 소정의 틈이 발생할 수 있다. 이는 수밀 구조 저하를 야기할 수 있게 되는데, 상기 탄성 비드부(570)는 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300) 및 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)의 결합 시, 탄성 변형되면서 상기 케이스 트레이(210)의 테두리 표면이나 상기 케이스 커버(250)의 테두리 표면으로의 상기 실링 개스킷(500)의 균일한 면 접촉을 가이드 할 수 있다.

이러한 상기 탄성 비드부(570)는, 밴드 비드(572), 제1 체결 비드(574) 및 제2 체결 비드(576)를 포함할 수 있다.

상기 밴드 비드(572)는 상기 개스킷 밴드(510)의 외주면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 밴드 비드(572)는 상기 개스킷 밴드(510)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있으며, 직선이나 사선 형태의 다수의 볼록부와 오목부를 갖는 형상 및 엠보싱 형상 등으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 체결 비드(574)는 상기 제1 체결부(530)의 외주면에 형성되며, 상기 제1 체결홀(540)의 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다. 이러한 상기 제1 체결 비드(574)는 원형의 다수의 볼록부와 오목부를 갖는 형상 및 엠보싱 형상 등으로 이루어질 수 있다.

상기 제2 체결 비드(576)는 상기 제2 체결부(550)의 외주면에 형성되며, 상기 제2 체결홀(560)의 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다. 이러한 상기 제2 체결 비드(576), 또한, 원형의 다수의 볼록부와 오목부를 갖는 형상 및 엠보싱 형상 등으로 이루어질 수 있다.

이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)의 조립 공정에 대해 자세히 설명한다.

도 6 내지 도 8은 도 1의 배터리 팩의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 배터리 팩(10)에서, 제조자 등은 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300)을 통해 상기 케이스 커버(250), 상기 실링 개스킷(500) 및 상기 케이스 트레이(210)를 결합시켜 상기 팩 케이스(200) 내부를 실링하면서 패키징할 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300)은, 각각, 상기 케이스 커버(250)의 상기 제1 커버 홀(252), 상기 실링 개스킷(500)의 상기 제1 체결홀(540) 및 상기 케이스 트레이(210)의 상기 제1 트레이 홀(212)에 관통 체결될 수 있다.

구체적으로, 각각의 제1 체결부재(300)에서, 상기 체결 바디(310)는 상기 케이스 커버(250)의 상기 제1 커버 홀(252), 상기 실링 개스킷(500)의 상기 제1 체결홀(540) 및 상기 케이스 트레이(210)의 상기 제1 트레이 홀(212) 순으로 관통 체결되며, 상기 체결 헤드(350)는 상기 케이스 커버(250)의 상면에 지지될 수 있다.

그리고, 제조자 등은 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)을 통해 상기 배터리 팩(10)의 상기 팩 케이스(200)를 상기 자동차(V)의 차체에 장착시킬 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)은, 각각, 상기 자동차(V)의 차체에 마련된 부재 장착홀(h), 상기 케이스 트레이(210)의 상기 제2 트레이 홀(216), 상기 실링 개스킷(500)의 상기 제2 체결홀(560) 및 상기 케이스 커버(250)의 상기 제2 커버 홀(256)에 관통 체결된 후 추가적으로 상기 결합 너트(N)와 체결될 수 있다.

구체적으로, 각각의 제2 체결부재(400)에서, 상기 체결 바디(410)는 상기 자동차(V)의 차체에 마련된 부재 장착홀(h), 상기 케이스 트레이(210)의 상기 제2 트레이 홀(216), 상기 실링 개스킷(500)의 상기 제2 체결홀(560) 및 상기 케이스 커버(250)의 상기 제2 커버 홀(256) 순으로 관통 체결된 후 상기 결합 너트(N)에 체결될 수 있고, 상기 체결 헤드(450)는 상기 자동차(V)의 차체의 저면에 지지될 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)은, 이상과 같은 구조를 통해 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300) 및 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400)이 상기 팩 케이스(200)의 테두리에서 동일 선상을 따라 체결되는 바, 팩 케이스(200)의 테두리 사이즈 증가를 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)은 상기 실링 개스킷(500)을 통해 보다 견고한 수밀 구조를 구현할 수 있다. 아울러, 상기 실링 개스킷(500)은 상기 복수 개의 제1 체결부재들(300) 및 상기 복수 개의 제2 체결부재들(400) 모두를 동일 선상에서 관통시킬 수 있는 상기 체결홀들(540, 560)을 구비하는 바, 상기 팩 케이스(200)의 테두리 사이즈에 영향을 미치지 않을 수 있다.

만약, 상기 배터리 팩(10)의 상기 실링 개스킷(500)이 어느 하나의 체결부재들(300 또는 400)만을 관통시킨다면 나머지 하나의 체결부재들(300 또는 400)의 관통을 위해 상기 팩 케이스(200)의 테두리 사이즈가 보다 더 더 넓어져야 하는데, 본 실시예에서는 상기와 같은 실링 개스킷(500)의 구조를 통해 이러한 문제가 해결될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)은 최근의 슬림화 트렌드에 따른 보다 슬림한 구조로 상기 자동차 등의 구조물(V)에 장착될 수 있으며, 보다 더 견고한 수밀 구조를 구현할 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: 배터리 모듈
200: 팩 케이스 210: 케이스 트레이
212: 제1 트레이 홀 216: 제2 트레이 홀
250: 케이스 커버 252: 제1 커버 홀
256: 제2 커버 홀 300: 제1 체결부재
310: 체결 바디 350: 체결 헤드
400: 제2 체결부재 410: 체결 바디
450: 체결 헤드 500: 실링 개스킷
510: 개스킷 밴드 530: 제1 체결부
540: 제1 체결홀 550: 제2 체결부
560: 제2 체결홀 570: 탄성 비드부
572: 밴드 비드 574: 제1 체결 비드
576: 제2 체결 비드

Claims (14)

1. 자동차 등의 구조물에 장착되는 배터리 팩에 있어서,
   적어도 하나의 배터리 모듈;
   상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 지지하는 케이스 트레이와 상기 케이스 트레이와 결합되어 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 케이스 커버를 포함하는 팩 케이스; 및
   상기 팩 케이스 내부로의 수분이나 이물질 등의 침투를 방지할 수 있게 상기 케이스 트레이와 상기 케이스 커버 사이에 배치되는 실링 개스킷;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
2. 제1항에 있어서,
   상기 실링 개스킷은,
   상기 케이스 트레이의 테두리 및 상기 케이스 커버의 테두리 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
3. 제2항에 있어서,
   상기 실링 개스킷은,
   상기 케이스 트레이와 상기 케이스 커버를 결합시키는 적어도 하나의 제1 체결부재를 관통시키는 적어도 하나의 제1 체결홀; 및
   상기 팩 케이스와 상기 자동차 등의 구조물을 결합시키는 적어도 하나의 제2 체결부재를 관통시키는 적어도 하나의 제2 체결홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제3항에 있어서,
   상기 실링 개스킷은,
   상기 케이스 트레이의 테두리 및 상기 케이스 커버의 테두리에 대응되게 형성되는 개스킷 밴드;
   상기 개스킷 밴드에 구비되며, 상기 적어도 하나의 제1 체결홀이 형성되는 제1 체결부; 및
   상기 개스킷 밴드에 구비되며, 상기 적어도 하나의 제2 체결홀이 형성되는 제2 체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 제4항에 있어서,
   상기 실링 개스킷은,
   상기 실링 개스킷의 외주면에 형성되며, 상기 적어도 하나의 제1 체결부재 및 상기 적어도 하나의 제2 체결부재의 결합 시 탄성 변형 가능한 탄성 비드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
6. 제5항에 있어서,
   상기 탄성 비드부는,
   상기 개스킷 밴드의 외주면에 형성되는 밴드 비드;
   상기 제1 체결부의 외주면에 형성되는 제1 체결 비드; 및
   상기 제2 체결부의 외주면에 형성되는 제2 체결 비드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
7. 제6항에 있어서,
   상기 밴드 비드는,
   상기 개스킷 밴드의 길이 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1 체결 비드는,
   상기 적어도 하나의 제1 체결홀의 둘레 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
9. 제6항에 있어서,
   상기 제2 체결 비드는,
   상기 적어도 하나의 제2 체결홀의 둘레 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
10. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 체결부재는,
    상기 적어도 하나의 제1 체결홀에 관통 체결되는 체결 바디; 및
    상기 체결 바디와 연결되며, 상기 케이스 트레이 및 상기 케이스 커버 중 적어도 하나에 지지되는 체결 헤드;를 포함하며,
    상기 제1 체결부의 테두리는,
    상기 체결 헤드의 테두리에 대응되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
11. 제4항에 있어서,
    상기 제1 체결부재는,
    복수 개로 구비되며,
    상기 제1 체결부는,
    상기 복수 개의 제1 체결부재들의 개수에 대응되게 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
12. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 체결부재는,
    상기 적어도 하나의 제2 체결홀에 관통 체결되는 체결 바디; 및
    상기 체결 바디와 연결되며, 상기 케이스 커버 및 상기 자동차 등의 구조물 중 적어도 하나에 지지되는 체결 헤드;를 포함하며,
    상기 제2 체결부의 테두리는,
    상기 체결 헤드의 테두리에 대응되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
13. 제4항에 있어서,
    상기 제2 체결부재는,
    복수 개로 구비되며,
    상기 제2 체결부는,
    상기 복수 개의 제2 체결부재들의 개수에 대응되게 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
14. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.

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