KR20180092406A - 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩 - Google Patents
면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180092406A KR20180092406A KR1020170018027A KR20170018027A KR20180092406A KR 20180092406 A KR20180092406 A KR 20180092406A KR 1020170018027 A KR1020170018027 A KR 1020170018027A KR 20170018027 A KR20170018027 A KR 20170018027A KR 20180092406 A KR20180092406 A KR 20180092406A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery
- housing
- surface pressure
- cell
- pad
- Prior art date
Links
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
-
- H01M2/1072—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
- H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y02E60/12—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
본 발명은 차량용 배터리 모듈에 관한 것으로서, 더 상세하게는 면압 발생을 최적화하기 위한 패드의 압착 거리를 제어하는 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 면압력을 조정하여 균등한 면압을 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 면압력을 조정하여 균등한 면압을 구현할 수 있다.
Description
본 발명은 차량용 배터리 모듈에 관한 것으로서, 더 상세하게는 면압 발생을 최적화하기 위한 패드의 압착 거리를 제어하는 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩에 대한 것이다.
최근 배터리 고용량화에 따른 고에너지 배터리 팩들이 개발되고 있다. 특히 파우치형 배터리의 경우 사용 시간이 증대할 경우 열화가 진행되면서 두께가 변하여 배터리에 가해지는 압력 즉 면압이 증대된다.
배터리의 면압을 적정한 수준으로 관리할 경우 배터리 수명 증대 효과를 볼 수 있다. 이와 같은 특징을 살리기 위해 배터리간 패드를 적용하여 변하는 셀두께를 보정하고 면합을 균등하게 유지시킨다.
그런데, 배터리 면압 발생용 패드의 압축량이 모듈 및/또는 팩 내에서 균등하지 않아 단일 모듈 및/또는 팩 내에서 배터리의 열화도 차이가 발생하는 문제로 인해 배터리 수명이 단축되는 현상이 발생한다.
도 1은 일반적인 배터리 모듈의 구조를 보여주는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 케이스(130) 내에 다수의 배터리 셀(110)이 적층되고, 이들 배터리 셀(110)사이에 면압을 조정하기 위한 패드(120)가 배치된다. 그러나, 이 경우, 배터리 셀 두께 공차 및/또는 조립 공차에 의해 면압력의 차이가 발생한다. 이러한 차이로 인해 단일 배터리 모듈/팩 내 열화도 차이가 유발되어 배터리의 수명이 저하되는 문제점이 있다.
일반적인 배터리 모듈 및/또는 배터리 팩은 배터리 셀과 패드를 적층한 모듈화된 구조를 적용하고 패드에 압착 거리 및 압력을 조정하는 구조가 없어 단일 배터리 모듈 이나 단일 배터리 팩 내에 배터리 셀에 열화도 차이가 발생한다.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 배터리 면압 발생용 패드의 압축량이 배터리 모듈 및/또는 배터리 팩내에서 균등하지 않아 단일 배터리 모듈 및/또는 배터리 팩 내에 배터리의 열화도 차이가 발생하는 문제로 인해 배터리 수명이 단축되는 현상이 발생하는 것을 개선하고자 면압을 균일하게 쉽게 할 수 있는 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 배터리 셀 두께 공차를 흡수하고 초기 압축량을 균등하게 하는 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 조립이 용이한 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해 단일 배터리 모듈 및/또는 배터리 팩 내에 배터리의 열화도 차이가 발생하는 문제로 인해 배터리 수명이 단축되는 현상이 발생하는 것을 개선하고자 면압을 균일하게 쉽게 할 수 있는 면압이 적용된 배터리 모듈을 제공한다.
상기 배터리 모듈(200)은,
다수의 셀 어셈블리(210)로 이루어지는 면압이 적용된 배터리 모듈(200)로서,
상기 다수의 셀 어셈블리(210)는,
하우징(213);
상기 하우징(213)의 일단 내측에 조립되는 배터리 셀(212);
상기 배터리 셀(212)의 표면이 내면상에 접촉되게 상기 하우징(213)의 상기 일단에 조립되는 냉각 커버(211); 및
상기 하우징(213)의 타단 내측에 조립되는 면압용 패드(214);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 하우징(213)의 내측 가장자리에는 상기 면압용 패드(214)가 특정 두께 이상이 되지 않도록 면착 구조용 단차(301)가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 냉각 커버(211)는 압착하여 상기 하우징(213)에 조립되도록 알루미늄인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하우징(213)은 I자 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하우징(213)은 카트리지 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 면압용 패드(214)는 이미 만들어진 우레탄 플레이트인 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 위에 기술된 다수의 배터리 모듈(200); 상기 다수의 배터리 모듈(200)이 슬라이딩 방식으로 적층되게 지지하는 한 쌍의 레일(611,612); 상기 한 쌍의 레일(611,612)의 양단에 조립되어 상기 다수의 배터리 모듈(200)을 밀착 고정하는 엔드 플레이트(621,622);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 면압력을 조정하여 균등한 면압을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 단일 배터리 모듈/팩 내에 배터리 셀의 열화도를 균등하게 유지하여 수명을 연장할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적인 배터리 모듈의 구조를 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(200)을 구성하는 다수의 셀 어셈블리(210) 및 이 셀 어셈블리(210)에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 셀 어셈블리(210)의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 사이에 면압용 패드(214)가 삽입되는 개념도이다.
도 5는 도 2의 다수의 셀 어셈블리들이 적층 조립된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 다수의 셀 어셈블리들로 구성된 다수의 배터리 모듈(200)로 배터리 팩을 조립하는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 배터리 팩의 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 배터리 팩에서 배터리 모듈과 배터리 모듈 사이에 면압용 패드가 삽입되는 개념도이다.
도 9는 일반적인 면압용 패드 압력 특성 곡선을 보여주는 그래프이다.
도 10은 일반적인 면압을 측정하기 위해 셀두께 변화량에 따른 하중 변화량 곡선을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(200)을 구성하는 다수의 셀 어셈블리(210) 및 이 셀 어셈블리(210)에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 셀 어셈블리(210)의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 사이에 면압용 패드(214)가 삽입되는 개념도이다.
도 5는 도 2의 다수의 셀 어셈블리들이 적층 조립된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 다수의 셀 어셈블리들로 구성된 다수의 배터리 모듈(200)로 배터리 팩을 조립하는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 배터리 팩의 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 배터리 팩에서 배터리 모듈과 배터리 모듈 사이에 면압용 패드가 삽입되는 개념도이다.
도 9는 일반적인 면압용 패드 압력 특성 곡선을 보여주는 그래프이다.
도 10은 일반적인 면압을 측정하기 위해 셀두께 변화량에 따른 하중 변화량 곡선을 보여주는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(200)을 구성하는 다수의 셀 어셈블리(210) 및 이 셀 어셈블리(210)에 대한 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 배터리 모듈(200)은 다수의 셀 어셈블리(210)로 이루어진다. 부연하면, 일반적으로 배터리 모듈(200)은 BMA(Battery Module Assembly)로서 배터리 팩(BPA: Battery Pack Assembly)을 구성하는 최소 단위로 버스바(미도시)를 통하여 직렬 및/또는 병렬로 연결되는 다수의 배터리 셀로 구성될 수 있다.
도 2에서는 3개의 셀 어셈블리(210)로 구성되는 예시를 보여주나, 이에 한정되는 것은 아니며 3개 이상 또는 3개 이하로 구성하는 것도 가능하다. 이러한 셀 어셈블리(210)는, 하우징(213), 상기 하우징(213)의 일단 내측에 조립되는 배터리 셀(212), 상기 배터리 셀(212)의 표면이 내면상에 접촉되게 상기 하우징(213)의 상기 일단에 조립되는 냉각 커버(211), 상기 하우징(213)의 타단 내측에 조립되는 면압용 패드(214) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
일반적으로, 배터리 셀(212)은 원통형 셀(cylindrical cell), 각형 셀(prismatic cell), 파우치형 셀 등으로 설계될 수 있다. 파우치형 셀들은 박막으로 구성된 유연한 커버를 포함하고, 상기 커버 내에는 배터리 셀의 전기적 구성 요소들이 배치되어 있다.
하나의 배터리 셀 내에서 최적의 공간 이용을 구현하기 위해서는 특히 파우치형 셀들이 사용된다. 상기 파우치형 셀들은 또한 높은 용량과 더불어 적은 중량을 특징으로 한다.
일반적으로, 파우치형 셀들은 리튬 2차 배터리 또는 니켈-수소 배터리(Nickel-hydrogen battery)등과 같이, 전해질 용액(electrolytic solution)을 내포할 수도 있다. 또한, 배터리 셀은 니켈 메탈 배터리, 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리 등의 전기 차량용 고전압 배터리가 될 수 있다.
일반적으로 고전압 배터리는 전기 차량을 움직이는 동력원으로 사용하는 배터리로서 100V 이상의 고전압을 말한다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 저전압 배터리도 가능하다. 또한, 이들 다수의 배터리 셀의 셀 리드들이 직렬 또는 병렬의 리드 용접으로 연결된다. 전기 차량의 예로서는 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 전기차(EV: Electric Vehicle), 저속 전기 자동차(NEV: Neighborhood Electric Vehicle), 연료 전지 자동차(FCV: Fuel-Cell Vehicle) 등을 들 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 하우징(213)은 카트리지 구조로서, 배터리 셀(212), 냉각 커버(211) 및 면압용 패드(214)가 하우징(213)에 끼우듯이 조립된다. 물론, 이를 위해서는 하우징(213)의 가장자리 내측에 여러 요철홈이 형성되고, 이러한 요철홈에 정합되도록 냉각 커버(211) 및 배터리 셀(212) 등에도 요철홈이 형성된다.
또한, 냉각 커버(211)는 탄성이 있도록 경질 재료로서 알루미늄이 사용될 수 있다. 또한, 하단에는 단차가 형성되어, 배터리 셀(212)의 하단을 지지하면서 하우징(213)의 하단 내측에 삽입된다. 물론, 정합 및/또는 조립의 정확성을 위해 냉각 커버(211)의 하단에는 삽입홀(211-1)이 형성되고 이러한 삽입홀(211-1)과 정합되기 위해 하우징(213)의 하단 내측에 돌출부(213-1)가 형성될 수 있다.
또한, 면압용 패드(214)는 이미 만들어진 우레탄 플레이트가 될 수 있다. 면압용 패드(214)는 일정한 압력에 압축되었다가 다시 원상태로 복원되는 역할을 수행한다.
도 3은 도 2에 도시된 셀 어셈블리(210)의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 하우징(213), 상기 하우징(213)의 일단 내측에 조립되는 배터리 셀(212), 상기 배터리 셀(212)의 표면이 내면상에 접촉되게 상기 하우징(213)의 상기 일단에 조립되는 냉각 커버(211), 상기 하우징(213)의 타단 내측에 조립되는 면압용 패드(214)가 수밀성있게 조립된다. 특히, 배터리 셀(212)을 하우징(213)에 삽입하고 상대적으로 경질 재료인 냉각 커버(211)를 누르며 조립한다. 따라서, 배터리 셀(212) 두께 및 조립 공차가 면압용 패드(214) 방향으로 누적된다.
특히, 면압용 패드(214)는 하우징(213)과 배터리 셀(212)에 동시에 부착된다. 또한, 하우징(213)의 내측 가장자리에는 상기 면압용 패드(214)가 특정 두께 이상이 되지 않도록 면착 구조용 단차(301)가 형성된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 사이에 면압용 패드(214)가 삽입되는 개념도이다. 도 4를 참조하면, 또한, 상기 하우징(213)은 I자 형상이 될 수 있다. 따라서, 하우징(213)에 일정 두께 이하로 패드를 압착하지 못하도록 한다.
도 5는 도 2의 다수의 셀 어셈블리들이 적층 조립된 상태를 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 면압용 패드(214)가 하우징(213) 내부에 부착되어 있고, 조립 시 하우징(213)간 면착 구조를 취함으로써, 특정 두께 이상 면압용 패드(214)의 압착이 일어나지 않게 된다. 특히 면압용 패드(214)의 좌측단은 배터리 셀(212)의 표면과 밀착되고, 우측단은 다음 셀 어셈블리의 냉각 커버에 밀착된다. 따라서, 배터리 셀(212)에 균일한 면압을 제공할 수 있게 된다. 따라서, 배터리 셀(212)의 열화에 따른 팽창을 균일하게 억제할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 다수의 셀 어셈블리들로 구성된 다수의 배터리 모듈(200)로 배터리 팩을 조립하는 사시도이다. 도 6을 참조하면, 다수의 배터리 모듈(200)을 순차적으로 적층한다. 이를 위해, 다수의 배터리 모듈(200)이 슬라이딩 방식으로 적층되게 지지하는 우측 및 좌측 레일(611,612)이 일정 간격으로 배치되고, 이러한 우측 및 좌측 레일(611,612)의 양단에 조립되어 상기 다수의 배터리 모듈(200)을 밀착 고정하는 우측 및 좌측 엔드 플레이트(621,622)가 구성된다.
부연하면, 배터리 모듈(200)을 하방향으로 이동시켜 우측 및 좌측 레일(611,612)에 놓고 이후, 이를 우측으로 슬라이딩시킨다. 특히, 이 경우, 배터리 모듈(200)은 양단의 전극이 다르게 180도 회전시켜 교대로 적층한다.
도 7은 도 6에 도시된 배터리 팩의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 다수의 배터리 모듈(200)을 고정하기 위해 각 모서리마다 모듈 고정용 구조물(710)을 사용할 수 있다. 이 경우, 모듈 고정용 구조물(710)은 볼트 너트 방식 등이 될 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 배터리 팩에서 배터리 모듈과 배터리 모듈 사이에 면압용 패드가 삽입되는 개념도이다. 도 8을 참조하면, 배터리 모듈이 순차적으로 슬라이딩되어 적층된다.
도 9는 일반적인 면압용 패드 압력 특성 곡선을 보여주는 그래프이다. 도 9를 참조하면, 초기 구간(ⓐ-ⓑ)(910,920)에서 패드 경도에 의한 면압이 발생한다. 즉, 패드가 압착되는 힘을 그대로 전달한다. 면압 제어 구간(ⓑ-ⓒ)(920,930)에서 패드가 압착력을 흡수한다. 즉, 배터리 셀 열화에 의한 두께 변화를 흡수하여 기구물에 전달되는 압력을 저감한다. 압착 한계 구간 (ⓒ-ⓓ)(9320,940)에서 패드의 압착이 과다하여 패드에 가해지는 압력을 저감하지 못하고 그대로 전달한다.
그러나, 본 발명의 일실시에서는 패드가 냉각 커버와 배터리 셀 사이에 삽입되어 있으므로 이러한 전달이 발생하지 않게 된다.
도 10은 일반적인 면압을 측정하기 위해 셀두께 변화량에 따른 하중 변화량 곡선을 보여주는 그래프이다. 도 10을 참조하면, EOL(End Of Line) 면압을 예측하기 위해 두 가지 지그(미도시)를 사용하여 셀두께 변화량을 측정하고 하중 변화량을 예측한다.
200: 배터리 모듈
210: 셀 어셈블리
211: 냉각 커버
212: 배터리 셀
213: 하우징
214: 면압용 패드
611,612: 좌측 및 우측 레일
621,622: 좌측 및 우측 엔드 플레이트
710: 모듈 고정용 구조물
210: 셀 어셈블리
211: 냉각 커버
212: 배터리 셀
213: 하우징
214: 면압용 패드
611,612: 좌측 및 우측 레일
621,622: 좌측 및 우측 엔드 플레이트
710: 모듈 고정용 구조물
Claims (7)
- 다수의 셀 어셈블리(210)로 이루어지는 면압이 적용된 배터리 모듈(200)에 있어서,
상기 다수의 셀 어셈블리(210)는,
하우징(213);
상기 하우징(213)의 일단 내측에 조립되는 배터리 셀(212);
상기 배터리 셀(212)의 표면이 내면상에 접촉되게 상기 하우징(213)의 상기 일단에 조립되는 냉각 커버(211); 및
상기 하우징(213)의 타단 내측에 조립되는 면압용 패드(214);를 포함하는 것을 특징으로 하는 면압이 적용된 배터리 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징(213)의 내측 가장자리에는 상기 면압용 패드(214)가 특정 두께 이상이 되지 않도록 면착 구조용 단차(301)가 형성되는 것을 특징으로 하는 면압이 적용된 배터리 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 냉각 커버(211)는 압착하여 상기 하우징(213)에 조립되도록 알루미늄인 것을 특징으로 하는 면압이 적용된 배터리 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징(213)은 I자 형상인 것을 특징으로 하는 면압이 적용된 배터리 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징(213)은 카트리지 구조인 것을 특징으로 하는 면압이 적용된 배터리 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 면압용 패드(214)는 이미 만들어진 우레탄 플레이트인 것을 특징으로 하는 면압이 적용된 배터리 모듈.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 다수의 배터리 모듈(200);
상기 다수의 배터리 모듈(200)이 슬라이딩 방식으로 적층되게 지지하는 한 쌍의 레일(611,612);
상기 한 쌍의 레일(611,612)의 양단에 조립되어 상기 다수의 배터리 모듈(200)을 밀착 고정하는 엔드 플레이트(621,622);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170018027A KR20180092406A (ko) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170018027A KR20180092406A (ko) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180092406A true KR20180092406A (ko) | 2018-08-20 |
Family
ID=63443208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170018027A KR20180092406A (ko) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180092406A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200303699A1 (en) * | 2020-04-09 | 2020-09-24 | Intel Corporation | Structural battery with pressure housing for portable electronic devices |
| WO2022085976A1 (ko) * | 2020-10-23 | 2022-04-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 가압 패드를 포함하는 전지 셀의 가압 지그 및 이를 이용한 전지 셀의 디가싱 방법 |
| KR20230067153A (ko) * | 2021-11-09 | 2023-05-16 | (주)씨오알엔 | 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리 모듈 |
| US11996574B2 (en) | 2020-11-30 | 2024-05-28 | Sk On Co., Ltd. | Battery sub-packing unit |
| KR20240084772A (ko) | 2022-12-07 | 2024-06-14 | 현대자동차주식회사 | 리튬메탈배터리 시스템 면압 제어를 위한 배터리 패드 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101441207B1 (ko) | 2012-12-27 | 2014-09-17 | 에이치엘그린파워 주식회사 | 열팽창 패드를 이용한 전류 차단 장치 |
| KR101524007B1 (ko) | 2012-09-25 | 2015-05-29 | 주식회사 엘지화학 | 가압 탄성부재를 포함하는 전지모듈 |
-
2017
- 2017-02-09 KR KR1020170018027A patent/KR20180092406A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101524007B1 (ko) | 2012-09-25 | 2015-05-29 | 주식회사 엘지화학 | 가압 탄성부재를 포함하는 전지모듈 |
| KR101441207B1 (ko) | 2012-12-27 | 2014-09-17 | 에이치엘그린파워 주식회사 | 열팽창 패드를 이용한 전류 차단 장치 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200303699A1 (en) * | 2020-04-09 | 2020-09-24 | Intel Corporation | Structural battery with pressure housing for portable electronic devices |
| US11870088B2 (en) * | 2020-04-09 | 2024-01-09 | Intel Corporation | Structural battery with pressure housing for portable electronic devices |
| WO2022085976A1 (ko) * | 2020-10-23 | 2022-04-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 가압 패드를 포함하는 전지 셀의 가압 지그 및 이를 이용한 전지 셀의 디가싱 방법 |
| US11996574B2 (en) | 2020-11-30 | 2024-05-28 | Sk On Co., Ltd. | Battery sub-packing unit |
| KR20230067153A (ko) * | 2021-11-09 | 2023-05-16 | (주)씨오알엔 | 하이브리드형 열관리 시스템이 탑재된 전기자동차용 고출력 배터리 모듈 |
| KR20240084772A (ko) | 2022-12-07 | 2024-06-14 | 현대자동차주식회사 | 리튬메탈배터리 시스템 면압 제어를 위한 배터리 패드 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20180092406A (ko) | 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩 | |
| EP3614453B1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
| KR101827493B1 (ko) | 안전성 및 작동 수명이 향상된 배터리 모듈 | |
| WO2019142645A1 (ja) | 蓄電装置 | |
| KR101806995B1 (ko) | 배터리 팩 | |
| KR101814735B1 (ko) | 배터리 모듈 | |
| EP2735041B1 (en) | Power supply unit for electric vehicle | |
| KR101863431B1 (ko) | 조전지용 스페이서 및 조전지 | |
| CN108140769B (zh) | 弹性板及包括弹性板的电池单元组件 | |
| US10199676B2 (en) | Secondary battery pack comprising movable wall and elastic member | |
| KR102317506B1 (ko) | 배터리 팩 | |
| KR20170013005A (ko) | 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차 | |
| US7862958B2 (en) | Retaining apparatus for electrochemical generator | |
| JP7161673B2 (ja) | 組電池 | |
| JP2022533852A (ja) | バッテリーモジュール、それを含むバッテリーラック及び電力貯蔵装置 | |
| US20230318082A1 (en) | Battery pack and vehicle comprising same | |
| JP2018032581A (ja) | 組電池 | |
| KR20170078381A (ko) | 확장 가능한 적층형 모듈 하우징 및 이를 적용한 배터리 모듈 | |
| EP3644401B1 (en) | Battery module, and battery pack and vehicle comprising same | |
| US20050164077A1 (en) | Pressure producing apparatus for an electrochemical generator | |
| KR101728101B1 (ko) | 이차 전지의 충방전용 지그, 이를 이용한 이차전지용 충방전 장치 및 시스템 및, 이차 전지의 충방전용 지그의 배치 방법 | |
| JP2016143443A (ja) | セルモジュール | |
| KR20190090299A (ko) | 프레임에 형성된 비드를 포함하는 전지모듈 제조방법 및 이에 의해 제조된 전지모듈 | |
| WO2014103746A1 (ja) | 電池モジュール | |
| KR20180016842A (ko) | 만입부가 형성된 지그를 포함하는 전지셀 클램핑 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |