KR20190074759A - 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 제1 배터리 셀 조립체, 제1 배터리 셀 조립체와 소정 거리 이격되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 제2 배터리 셀 조립체, 제2 배터리 셀 조립체와 제1 배터리 셀 조립체를 통합적으로 지지하는 바텀 플레이트 및 바텀 플레이트의 상측에 배치되며, 제1 배터리 셀 조립체와 제2 배터리 셀 조립체를 통합적으로 커버하는 탑 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK AND VEHICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 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 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.6V이다. 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. 여기서, 배터리 모듈이나 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀들은 일반적으로 용이하게 상호 적층할 수 있는 이점을 갖는 파우치형 이차 전지로 구비된다.
종래 배터리 팩은, 이러한 복수 개의 배터리 모듈들 및 복수 개의 배터리 모듈들이 장착되는 팩 트레이를 포함하여 구성된다. 여기서, 각각의 배터리 모듈은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 단일의 배터리 셀 조립체를 포함하여 구성된다.
여기서, 요구되는 용량이 커질 경우, 배터리 셀 조립체의 개수도 늘어나게 되는데, 배터리 셀 조립체의 개수가 늘어날 경우, 배터리 모듈의 개수도 늘어나게 된다. 늘어나는 배터리 셀 조립체의 개수에 따라, 배터리 모듈이나 배터리 팩의 조립 공정 시 조립 시간도 함께 늘어나며, 조립 구조도 복잡하게 되는데, 대용량의 경우, 조립 공정 효율 측면에서 간단한 구조를 가지며 조립 시간을 줄일 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
아울러, 이러한 대용량의 배터리 팩 구성 시 구조적 강성을 확보하며, 에너지 밀도를 높일 수 있는 방안도 함께 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 조립 공정 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하기 위한 것이다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 보다 간단한 구조로 강성을 보강할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 제1 배터리 셀 조립체; 상기 제1 배터리 셀 조립체와 소정 거리 이격되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 제2 배터리 셀 조립체; 상기 제2 배터리 셀 조립체와 상기 제1 배터리 셀 조립체를 통합적으로 지지하는 바텀 플레이트; 및 상기 바텀 플레이트의 상측에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체를 통합적으로 커버하는 탑 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 배터리 모듈은, 상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체 사이에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체와 체결되는 연결 브릿지;를 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 제1 배터리 셀 조립체의 일단부 및 상기 제2 배터리 셀 조립체의 일단부에 각각 연결되며, 상기 연결 브릿지의 반대편에 배치되는 엣지 브릿지;를 포함할 수 있다.
상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체에는, 각각, 상기 탑 플레이트와 상기 바텀 플레이트 사이에 배치되며, 상기 연결 브릿지 및 상기 엣지 브릿지와 체결되는 사이드 플레이트;가 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈이 안착되는 팩 트레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
상기 적어도 하나의 배터리 모듈은, 상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체 사이에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체와 체결되는 연결 브릿지;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 배터리 모듈은, 상기 제1 배터리 셀 조립체의 일단부 및 상기 제2 배터리 셀 조립체의 일단부에 각각 연결되며, 상기 연결 브릿지의 반대편에 배치되는 엣지 브릿지;를 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들은, 상기 팩 트레이의 좌우 방향을 따라 안착될 수 있다.
상기 배터리 팩은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 마주 하는 두 개의 연결 브릿지들 상호 간 및 상기 팩 트레이와 상기 연결 브릿지 상호 간을 고정하는 연결 브릿지 고정유닛들;을 포함할 수 있다.
상기 연결 브릿지 고정유닛들은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 마주 하는 두 개의 연결 브릿지들 상호 간을 고정하는 제1 연결 브릿지 고정유닛들; 및 상기 팩 트레이의 일단부에 배치되는 배터리 모듈의 연결 브릿지와 상기 팩 트레이 및 상기 팩 트레이의 타단부에 배치되는 배터리 모듈의 연결 브릿지와 상기 팩 트레이를 각각 연결하는 제2 연결 브릿지 고정유닛들;을 포함할 수 있다.
상기 배터리 팩은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 엣지 브릿지들과 상기 팩 트레이를 연결하는 엣지 브릿지 고정유닛들;을 포함할 수 있다.
상기 엣지 브릿지 고정유닛들은, 상기 제1 배터리 셀 조립체의 일단부에 연결되는 엣지 브릿지들과 상기 팩 트레이를 연결하는 제1 엣지 브릿지 고정유닛; 및 상기 제2 배터리 셀 조립체의 일단부에 연결되는 엣지 브릿지들과 상기 팩 트레이를 연결하는 제2 엣지 브릿지 고정유닛;을 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공할 수 있다.
그리고, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 조립 공정 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 보다 간단한 구조로 강성을 보강할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 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 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 모듈의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 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 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 배터리 모듈의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차 등의 자동차와 같은 차량의 에너지원으로 장착될 수 있으며, 제1 배터리 셀 조립체(100), 제2 배터리 셀 조립체(200), 바텀 플레이트(300), 탑 플레이트(400), 연결 브릿지(500) 및 엣지 브릿지(600)를 포함할 수 있다.
상기 제1 배터리 셀 조립체(100)는, 배터리 셀(110) 및 사이드 플레이트(130)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(110)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(110)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다. 이러한 상기 배터리 셀(110)은 이차 전지로 마련될 수 있으며, 예로써, 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있다.
상기 사이드 플레이트(130)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 좌우 양측을 커버할 수 있다. 이러한 상기 사이드 플레이트(130)는 후술하는 탑 플레이트(400)와 바텀 플레이트(300) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 상기 사이드 플레이트(130)는 후술하는 연결 브릿지(500)와 엣지 브릿지(600)와 스크류부재(S) 등으로 체결될 수 있다. 이를 위해, 상기 사이드 플레이트(130)에는, 복수 개의 브릿지 체결홀(135)이 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 브릿지 체결홀(135)은 상기 사이드 플레이트(130)의 전후 양단부에 각각 마련될 수 있다. 상기 사이드 플레이트(130)의 전후 양단부 중 어느 일방에 구비되는 복수 개의 브릿지 체결홀(135)은 후술하는 연결 브릿지(500)와 스크류 체결되며, 다른 일방에 구비되는 복수 개의 브릿지 체결홀(135)은 엣지 브릿지(600)와 스크류 체결될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 브릿지 체결홀(135)을 통해 상기 연결 브릿지(500)와 상기 엣지 브릿지(600)와 연결되는 상기 사이드 플레이트(130)는 상기 배터리 모듈(10)이나 후술하는 배터리 팩(1)의 외부 충격 시 충격 등을 완충시키는 크러쉬 빔으로 기능할 수 있다.
상기 제2 배터리 셀 조립체(200)는, 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)과 소정 거리 이격되게 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)의 후방에 배치될 수 있다. 이러한 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)는, 배터리 셀(210) 및 사이드 플레이트(230)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(210)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(210)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다. 이러한 상기 배터리 셀(210)은 이차 전지로 마련될 수 있으며, 예로써, 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있다.
상기 사이드 플레이트(230)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(210)의 좌우 양측을 커버할 수 있다. 이러한 상기 사이드 플레이트(230)는 후술하는 탑 플레이트(400)와 바텀 플레이트(300) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 상기 사이드 플레이트(230)는 후술하는 연결 브릿지(500)와 엣지 브릿지(600)와 스크류부재(S) 등으로 체결될 수 있다. 이를 위해, 상기 사이드 플레이트(130)에는, 복수 개의 브릿지 체결홀(235)이 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 브릿지 체결홀(235)은 상기 사이드 플레이트(230)의 전후 양단부에 각각 마련될 수 있다. 상기 사이드 플레이트(230)의 전후 양단부 중 어느 일방에 구비되는 복수 개의 브릿지 체결홀(235)은 후술하는 연결 브릿지(500)와 스크류 체결되며, 다른 일방에 구비되는 복수 개의 브릿지 체결홀(235)은 엣지 브릿지(600)와 스크류 체결될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 브릿지 체결홀(235)을 통해 상기 연결 브릿지(500)와 상기 엣지 브릿지(600)와 연결되는 상기 사이드 플레이트(230)는 상기 배터리 모듈(10)이나 후술하는 배터리 팩(1)의 외부 충격 시 충격 등을 완충시키는 크러쉬 빔으로 기능할 수 있다.
상기 바텀 플레이트(300)는, 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)와 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)의 하측에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)와 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)를 통합적으로 지지할 수 있다.
상기 탑 플레이트(400)는 상기 바텀 플레이트(300)의 상측에서 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)와 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)의 상측에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)와 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)를 통합적으로 커버할 수 있다.
상기 연결 브릿지(500)는 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)와 상기 제2 배터리 셀 조립체(200) 사이에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)와 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)와 스크류부재(S)를 통해 체결될 수 있다.
이러한 상기 연결 브릿지(500)는 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)와 상기 제2 배터리 셀 조립체(200) 사이에서 상기 배터리 모듈(10)이나 후술하는 배터리 팩(1)의 외부 충격 시 충격 등을 완충시키는 크러쉬 빔으로 기능할 수 있다.
이러한 상기 연결 브릿지(500)에는, 조립체 연결홀(510) 및 모듈 고정홀(530)이 구비될 수 있다.
상기 조립체 연결홀(510)은, 상기 연결 브릿지(500)의 좌우 양단부에 구비되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)에 체결된 스크류부재들(S) 및 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)에 체결된 스크류부재들(S)이 체결될 수 있다.
상기 모듈 고정홀(530)은 상기 연결 브릿지(500)의 높이 방향을 따라 구비되며, 후술하는 연결 브릿지 고정유닛(50)이 체결될 수 있다.
상기 엣지 브릿지(600)는, 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)의 일단부 및 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)의 일단부에 각각 연결되며, 상기 연결 브릿지(500)의 반대편에 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 엣지 브릿지(600)는 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)의 상기 사이드 플레이트(130)에 연결되며, 상기 제2 배터리 셀 조립체(100)의 상기 사이드 플레이트(230)에 연결될 수 있다.
이러한 상기 엣지 브릿지(600)는 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)의 일방 및 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)의 일방에서 상기 배터리 모듈(10)이나 후술하는 배터리 팩(1)의 외부 충격 시 충격 등을 완충시키는 크러쉬 빔으로 기능할 수 있다.
이러한 상기 엣지 브릿지(600)에는, 조립체 연결홀(610) 및 모듈 고정홀(630)이 구비될 수 있다.
상기 조립체 연결홀(610)은, 상기 엣지 브릿지(600)의 좌우 양단부에 구비되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)에 체결된 스크류부재들(S) 또는 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)에 체결된 스크류부재들(S)이 체결될 수 있다.
상기 모듈 고정홀(630)은 상기 엣지 브릿지(600)의 높이 방향을 따라 구비되며, 후술하는 엣지 브릿지 고정유닛(70)이 체결될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 두 개의 배터리 셀 조립체(100, 200)를 통합적으로 커버하는 상기 바텀 플레이트(300) 및 상기 탑 플레이트(400)를 통해, 각각의 배터리 셀 조립체를 별도의 모듈로 형성하지 않고, 복수 개의 배터리 셀 조립체(100, 200)를 하나의 단일 모듈로 마련될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 하나의 배터리 모듈로도 복수 개의 배터리 셀 조립체들을 패키징할 수 있기에, 요구되는 에너지 용량에 따라 배터리 셀 조립체의 개수가 늘어나더라도 제조되는 배터리 모듈(10)의 개수를 줄일 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈(10)의 제조 시간, 또한, 함께 줄일 수 있으며, 통합적으로 배터리 셀 조립체들(100, 200)을 커버하는 상기 바텀 플레이트(300) 및 상기 탑 플레이트(400)를 통해 상기 배터리 모듈(10)의 구조도 단순화시켜 조립 구조 또한 단순화시킬 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 대용량의 배터리 모듈 제조 시 조립 공정 효율 측면에서 간단한 구조를 가지며 조립 시간을 줄일 수 있는 배터리 모듈(10)을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 배터리 팩(1)은, 상기 배터리 모듈(10), 팩 트레이(30), 연결 브릿지 고정유닛들(50) 및 엣지 브릿지 고정유닛들(70)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈(10)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)은 후술하는 팩 트레이(30) 내에서 후술하는 팩 트레이(30)의 좌우 방향을 따라 안착될 수 있다.
상기 팩 트레이(30)는 상기 자동차 등의 차량에 장착되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)을 내부에 안착시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 팩 트레이(30)에는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
이러한 상기 팩 트레이(30)에는, 고정유닛 체결홀(35)이 구비될 수 있다.
상기 고정유닛 체결홀(35)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 고정유닛 체결홀들(35)은 상기 팩 트레이(30)의 테두리를 따라 마련될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 고정유닛 체결홀들(35)은 후술하는 연결 브릿지 고정유닛들(50) 및 엣지 브릿지 고정유닛들(70)과 체결될 수 있다.
상기 연결 브릿지 고정유닛들(50)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 마주 하는 두 개의 연결 브릿지들(500, 도 3 및 도 7 참조) 상호 간 및 상기 팩 트레이(30)와 상기 연결 브릿지(500, 도 3 및 도 8 참조) 상호 간을 고정할 수 있다.
이러한 상기 연결 브릿지 고정유닛들(50)은, 제1 연결 브릿지 고정유닛(52) 및 제2 연결 브릿지 고정유닛(56)을 포함할 수 있다.
상기 제1 연결 브릿지 고정유닛(52)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 마주 하는 두 개의 연결 브릿지들(500, 도 3 및 도 7 참조) 상호 간을 고정할 수 있다.
상기 제2 연결 브릿지 고정유닛(56)은, 상기 팩 트레이(30)의 일단부에 배치되는 배터리 모듈(10)의 연결 브릿지(500, 도 3 및 도 8 참조)와 상기 팩 트레이(30) 및 상기 팩 트레이(30)의 타단부에 배치되는 배터리 모듈(10)의 연결 브릿지(500, 도 3 및 도 8 참조)와 상기 팩 트레이(30)를 각각 연결할 수 있다.
상기 엣지 브릿지 고정유닛들(70)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 엣지 브릿지들(600, 도 2 참조)과 상기 팩 트레이(30)를 연결할 수 있다.
이러한 상기 엣지 브릿지 고정유닛들(70)은, 제1 엣지 브릿지 고정유닛(72) 및 제2 엣지 브릿지 고정유닛(76)을 포함할 수 있다.
상기 제1 엣지 브릿지 고정유닛(72)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)의 일단부에 연결되는 엣지 브릿지들(600, 도 2 참조)과 상기 팩 트레이(30)를 연결할 수 있다.
상기 제2 엣지 브릿지 고정유닛(76)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)의 일단부에 연결되는 엣지 브릿지들(600, 도 2 참조)과 상기 팩 트레이(30)를 연결할 수 있다.
이하에서는, 이러한 상기 배터리 팩(1)의 조립 공정에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 배터리 팩의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 먼저, 배터리 팩(1)의 조립 공정 시 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 팩 트레이(10) 내부에 안착될 수 있다. 이때, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 팩 트레이(10)의 좌우 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 팩 트레이(10) 내에 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)이 모두 안착되며, 상기 연결 브릿지 고정유닛들(50) 및 상기 엣지 브릿지 고정유닛들(70)을 통해 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10) 상호 간 및 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)과 상기 팩 트레이(30)를 연결시켜 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)을 상기 팩 트레이(30) 내에 고정시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 연결 브릿지 고정유닛들(50) 중 상기 제1 연결 브릿지 고정유닛들(52)은 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10) 중 마주 하는 배터리 모듈들(10)의 연결 브릿지들(500)의 모듈 고정홀(530)에 체결되어 마주 하는 배터리 모듈들(10)을 고정시킬 수 있다.
상기 연결 브릿지 고정유닛들(50) 중 상기 제2 연결 브릿지 고정유닛들(56)은 상기 팩 트레이(30)에 인접하게 배치되는 배터리 모듈들(10)의 연결 브릿지들(500)의 모듈 고정홀(530)과 상기 팩 트레이(30)의 상기 고정유닛 체결홀(35)에 체결되어 상기 배터리 모듈들(10)을 상기 팩 트레이(30)에 고정시킬 수 있다.
여기서, 상기 연결 브릿지 고정유닛들(50)을 통해 상호 연결되는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 연결 브릿지들(500, 도 3 및 도 4 참조)은 상호 통합적으로 연결되어 상기 배터리 팩(1)의 좌우 방향에서 구조적 강성을 증대시킴과 아울러 외부 충격 시 충격 등을 완충시킬 수 있는 크러쉬 빔으로 기능할 수 있다.
그리고, 상기 엣지 브릿지 고정유닛들(70)의 상기 제1 엣지 브릿지 고정유닛(72)은, 상기 배터리 팩(10)의 전방 및 양측 일부에서, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 제1 배터리 셀 조립체(100)의 일단부에 연결되는 엣지 브릿지들(600, 도 2 참조)과 상기 팩 트레이(30)의 상기 고정유닛 체결홀들(35)에 체결되어 상기 배터리 모듈들(10)을 상기 팩 트레이(30)에 고정시킬 수 있다.
상기 엣지 브릿지 고정유닛들(70) 중 상기 제2 엣지 브릿지 고정유닛(76)은, 상기 배터리 팩(10)의 후방 및 양측 일부에서, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 제2 배터리 셀 조립체(200)의 일단부에 연결되는 엣지 브릿지들(600, 도 2 참조)과 상기 팩 트레이(30)의 상기 고정유닛 체결홀들(35)에 체결되어 상기 배터리 모듈들(10)을 상기 팩 트레이(30)에 고정시킬 수 있다.
여기서, 상기 엣지 브릿지 고정유닛들(70)을 통해 상호 연결되는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 엣지 브릿지들(600, 도 2 및 도 4 참조)은 상호 통합적으로 연결되어 상기 배터리 팩(1)의 좌우 방향에서 구조적 강성을 증대시킴과 아울러 외부 충격 시 충격 등을 완충시킬 수 있는 크러쉬 빔으로 기능할 수 있다.
한편, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(10)의 상기 사이드 플레이트들(130, 230, 도 3 및 도 4 참조)은 상호 통합적으로 연결되어 상기 배터리 팩(1)의 전후 방향에서 구조적 강성을 증대시킴과 아울러 외부 충격 시 충격 등을 완충시킬 수 있는 크러쉬 빔으로 기능할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 배터리 모듈(10) 및 이를 포함하는 배터리 팩(1) 및 자동차를 제공할 수 있다.
그리고, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 조립 공정 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈(10) 및 이를 포함하는 배터리 팩(1) 및 자동차를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 보다 간단한 구조로 강성을 보강할 수 있는 배터리 모듈(10) 및 이를 포함하는 배터리 팩(1) 및 자동차를 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.
1: 배터리 팩 10: 배터리 모듈
30: 팩 트레이 50: 연결 브릿지 고정유닛
52: 제1 연결 브릿지 고정유닛 56: 제2 연결 브릿지 고정유닛
70: 엣지 브릿지 고정유닛 72: 제1 엣지 브릿지 고정유닛
76: 제2 엣지 브릿지 고정유닛 100: 제1 배터리 셀 조립체
110: 배터리 셀 130: 사이드 플레이트
135: 브릿지 체결홀 200: 제2 배터리 셀 조립체
210: 배터리 셀 230: 사이드 플레이트
235: 브릿지 체결홀 300: 바텀 플레이트
400: 탑 플레이트 500: 연결 브릿지
510: 조립체 연결홀 530: 모듈 고정홀
600: 엣지 브릿지 610: 조립체 연결홀
630: 모듈 고정홀

Claims (13)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 제1 배터리 셀 조립체;
    상기 제1 배터리 셀 조립체와 소정 거리 이격되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 제2 배터리 셀 조립체;
    상기 제2 배터리 셀 조립체와 상기 제1 배터리 셀 조립체를 통합적으로 지지하는 바텀 플레이트; 및
    상기 바텀 플레이트의 상측에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체를 통합적으로 커버하는 탑 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체 사이에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체와 체결되는 연결 브릿지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 배터리 셀 조립체의 일단부 및 상기 제2 배터리 셀 조립체의 일단부에 각각 연결되며, 상기 연결 브릿지의 반대편에 배치되는 엣지 브릿지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체에는, 각각,
    상기 탑 플레이트와 상기 바텀 플레이트 사이에 배치되며, 상기 연결 브릿지 및 상기 엣지 브릿지와 체결되는 사이드 플레이트;가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈이 안착되는 팩 트레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈은,
    상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체 사이에 배치되며, 상기 제1 배터리 셀 조립체와 상기 제2 배터리 셀 조립체와 체결되는 연결 브릿지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈은,
    상기 제1 배터리 셀 조립체의 일단부 및 상기 제2 배터리 셀 조립체의 일단부에 각각 연결되며, 상기 연결 브릿지의 반대편에 배치되는 엣지 브릿지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    복수 개로 구비되며,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들은,
    상기 팩 트레이의 좌우 방향을 따라 안착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 마주 하는 두 개의 연결 브릿지들 상호 간 및 상기 팩 트레이와 상기 연결 브릿지 상호 간을 고정하는 연결 브릿지 고정유닛들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연결 브릿지 고정유닛들은,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 마주 하는 두 개의 연결 브릿지들 상호 간을 고정하는 제1 연결 브릿지 고정유닛들; 및
    상기 팩 트레이의 일단부에 배치되는 배터리 모듈의 연결 브릿지와 상기 팩 트레이 및 상기 팩 트레이의 타단부에 배치되는 배터리 모듈의 연결 브릿지와 상기 팩 트레이를 각각 연결하는 제2 연결 브릿지 고정유닛들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 엣지 브릿지들과 상기 팩 트레이를 연결하는 엣지 브릿지 고정유닛들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 엣지 브릿지 고정유닛들은,
    상기 제1 배터리 셀 조립체의 일단부에 연결되는 엣지 브릿지들과 상기 팩 트레이를 연결하는 제1 엣지 브릿지 고정유닛; 및
    상기 제2 배터리 셀 조립체의 일단부에 연결되는 엣지 브릿지들과 상기 팩 트레이를 연결하는 제2 엣지 브릿지 고정유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제5항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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