KR20210037453A - 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩 - Google Patents

전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩 Download PDF

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KR20210037453A KR1020190120104A KR20190120104A KR20210037453A KR 20210037453 A KR20210037453 A KR 20210037453A KR 1020190120104 A KR1020190120104 A KR 1020190120104A KR 20190120104 A KR20190120104 A KR 20190120104A KR 20210037453 A KR20210037453 A KR 20210037453A
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Abstract

본 발명은 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임, 및 상기 모듈 프레임에서 상기 전지셀 적층체가 노출된 부분을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 모듈 프레임의 측면부 가장자리에는 상기 엔드 플레이트가 안착되어 있는 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부의 단부에는 상기 엔드 플레이트와 상기 모듈 프레임을 결합하는 후크가 형성되어 있다.

Description

전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩{BATTERY MODULE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND BATTERY PACK}
본 발명은 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전지 모듈 구성품 사이의 조립성을 개선하는 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의해 구동하는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치 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.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.
중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 한편, 전지 모듈은, 셀 적층체를 외부 충격, 열 또는 진동으로부터 보호하기 위해, 전면과 후면이 개방되어 전지셀 적층체를 내부 공간에 수납하는 프레임 부재를 포함할 수 있다.
도 1은 종래의 모듈 프레임을 갖는 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참고하면, 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 형성된 전지셀 적층체를 덮도록 전면과 후면이 개방된 모듈 프레임(10) 및 모듈 프레임(10)의 전면과 후면을 덮는 엔드 플레이트(20)를 포함할 수 있다. 모듈 프레임(10)은 U자형의 프레임(10a)과 U자형 프레임(10a)의 개방된 상부를 덮는 상부 플레이트(10b)를 포함할 수 있다. 엔드 플레이트(20)는 모듈 프레임(10)의 일측을 덮는 전면 플레이트(20a)와 모듈 프레임(10)의 다른 일측을 덮는 후면 플레이트(20b)를 포함할 수 있다.
이러한 전지 모듈을 형성하기 위해, 상기 전지셀 적층체가 모듈 프레임(10) 내부에 장착된 상태에서, 모듈 프레임(10)과 엔드 플레이트(20)를 정렬한 후, 모듈 프레임(10)의 개방된 전면 및 후면을 정의하는 모서리에 전면 플레이트(20a)와 후면 플레이트(20b)를 결합할 수 있다. 이때, 결합을 위해 용접 등을 할 수 있는데, 도 1에 도시한 바와 같이 총 10군데의 용접부가 형성될 수 있다. 용접부가 증가할수록 공정 시간이 늘고 공정 비용이 증가하는 문제가 있다.
상기에서는 U자형의 모듈 프레임을 기준으로 설명하였으나, 전면과 후면만 개방되고 4면이 일체로 연결되는 형태의 모노 프레임의 경우에도 동일한 문제가 발생할 수 있다. 이때, 상기 모노 프레임에서는, U자형 모듈 프레임에서 U자형 프레임과 상부 플레이트의 용접부 2군데를 제외한 총 8군데의 용접부가 형성될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전지 모듈 구성품 사이의 조립성을 개선하는 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임, 및 상기 모듈 프레임에서 상기 전지셀 적층체가 노출된 부분을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 모듈 프레임의 측면부 가장자리에는 상기 엔드 플레이트가 안착되어 있는 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부의 단부에는 상기 엔드 플레이트와 상기 모듈 프레임을 결합하는 후크가 형성되어 있다.
상기 엔드 플레이트와 상기 모듈 프레임의 경계선을 따라 용접부가 형성되고, 상기 용접부는 상기 함몰부가 형성된 상기 모듈 프레임의 모서리와 교차하는 상기 모듈 프레임의 모서리에 형성될 수 있다.
상기 모듈 프레임은 상기 전지셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 U자형 프레임, 및 상기 개방된 U자형 프레임 상부에서 상기 전지셀 적층체를 덮는 상부 플레이트를 포함하고, 상기 U자형 프레임은 바닥부 및 서로 마주보는 2개의 측면부를 포함할 수 있다.
상기 함몰부는 상기 U자형 프레임의 측면부에 형성될 수 있다.
상기 엔드 플레이트의 양측에 상기 모듈 프레임의 측면부를 향해 뻗어 있는 조립부가 형성되고, 상기 조립부에는 가이드 리브(guide rib)가 형성될 수 있다.
상기 함몰부에는 상기 모듈 프레임의 측면부에서 상기 전지셀 적층체가 장착된 내부 공간으로 함몰되는 슬라이딩부가 형성되어 있고, 상기 가이드 리브는 상기 슬라이딩부에 삽입될 수 있다.
상기 조립부에는 상기 후크가 걸리는 장착부가 형성되며, 상기 장착부는 함몰된 구조를 가질 수 있다.
상기 전지셀 적층체와 상기 엔드 플레이트 사이에 버스바 프레임이 형성될수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩은 상기에서 설명한 전지 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은 모듈 프레임 내부에 전지셀 적층체를 장착하는 단계, 및 상기 모듈 프레임에서 상기 전지셀 적층체가 노출된 부분을 덮도록 엔드 플레이트를 상기모듈 프레임에 결합하는 단계를 포함하고, 상기 엔드 플레이트를 상기 모듈 프레임에 결합하는 단계는 상기 모듈 프레임에 형성된 함몰부를 따라 상기 엔드 플레이트를 슬라이딩 하는 단계, 상기 함몰부의 일단에 형성된 후크가 상기 엔드 플레이트에 걸리는 단계, 및 상기 함몰부가 형성된 상기 모듈 프레임의 모서리와 교차하는 상기 모듈 프레임의 모서리와 상기 엔드 플레이트의 결합부를 용접하는 단계를 포함한다.
상기 모듈 프레임은 상기 전지셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 U자형 프레임, 및 상기 개방된 U자형 프레임 상부에서 상기 전지셀 적층체를 덮는 상부 플레이트를 포함하고, 상기 전지셀 적층체는 상기 U자형 프레임의 바닥부에 수직한 방향을 따라 이동하면서 상기 U자형 프레임의 바닥부에 장착될 수 있다.
상기 함몰부는 상기 U자형 프레임의 측면부에 형성되고, 상기 엔드 플레이트는 상기 U자형 프레임의 바닥부에 수직한 방향을 따라 슬라이딩할 수 있다.
상기 함몰부의 일단에 형성된 후크가 상기 엔드 플레이트에 걸리는 단계는, 상기 엔드 플레이트에 형성되고 함몰 구조를 갖는 장착부가 상기 후크에 걸릴 수 있다.
상기 모듈 프레임에 형성된 함몰부를 따라 상기 엔드 플레이트를 슬라이딩 하는 단계는, 상기 엔드 플레이트의 양측에 형성된 가이드 리브가 상기 함몰부를 따라 이동하는 단계를 포함하고, 상기 함몰부에는 상기 모듈 프레임의 측면부에서 상기 전지셀 적층체가 장착된 내부 공간으로 함몰되는 슬라이딩부가 형성되어 있고, 상기 가이드 리브가 상기 슬라이딩부를 따라 이동할 수 있다.
실시예들에 따르면, 전지 모듈 구성품 사이의 조립 방식을 변경함으로써 종래 기술 대비하여 조립성을 높임과 동시에 구성품 사이의 용접부를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 용접에 따른 불량률을 줄이고, 공정 시간과 공정 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 모듈 프레임을 갖는 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 나타내는 부분 확대도이다.
도 4는 도 3의 P부분과 Q부분을 확대하여 나타내는 부분 확대도이다.
도 5는 도 4의 P 부분에 대응하는 엔드 플레이트의 부분 확대도이다.
도 6은 도 4의 Q 부분에 대응하는 엔드 플레이트의 부분 확대도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 엔드 플레이트의 저면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀을 포함하는 전지셀 적층체(120), 모듈 프레임(110), 및 전지셀 적층체(120)의 전면과 후면에 각각 위치하는 엔드 플레이트(210)를 포함한다. 모듈 프레임(110)은 상부면, 전면 및 후면이 개방된 U자형 프레임(110a)과, 전지셀 적층체(120)의 상부를 덮는 상부 플레이트(110b)를 포함한다. 엔드 플레이트(210)는 모듈 프레임(110)의 일측을 덮는 전면 엔드 플레이트(210a)와 모듈 프레임(110)의 다른 일측을 덮는 후면 엔드 플레이트(210b)를 포함할 수 있다. 전지셀 적층체(120)는 일방향으로 적층된 복수의 전지셀을 포함하고, 복수의 전지셀은 도 2에 도시한 바와 같이 X축 방향으로 적층될 수 있다. 상기 전지셀로부터 연장되는 전극 리드는 Y축 방향으로 돌출될 수 있다.
도시하지 않았으나, 전지셀 적층체(120)의 전면과 전면 엔드 플레이트(210a) 사이 및 전지셀 적층체(120)의 후면과 후면 엔드 플레이트(210b) 사이에는, 전지셀 적층체(120)와 연결되는 버스바 프레임(130)이 위치하고, 버스바 프레임(130)과 엔드 플레이트(210) 사이에 절연 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 엔드 플레이트(210)와 모듈 프레임(110) 사이의 결합부는 총 6 내지 8군데 형성될 수 있다. 이 중에서 용접에 의한 결합부는 2 내지 4군데일 수 있고, 나머지 4군데는 U자형 프레임(110a)의 측면부에 슬라이딩-후크 방식의 체결 구조에 의해 결합될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 7을 참고하여 본 실시예에 따른 슬라이딩-후크 방식의 체결 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 나타내는 부분 확대도이다. 도 4는 도 3의 P부분과 Q부분을 확대하여 나타내는 부분 확대도이다. 도 5는 도 4의 P 부분에 대응하는 엔드 플레이트의 부분 확대도이다. 도 6은 도 4의 Q 부분에 대응하는 엔드 플레이트의 부분 확대도이다. 도 7은 본 실시예에 따른 엔드 플레이트의 저면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 모듈 프레임(110)의 측면부 가장자리에는 함몰부(140)가 형성되어 있다. 함몰부(140)는 전지셀 적층체(120)가 장착된 모듈 프레임(110)의 내부 공간을 향해 함몰되어 있고, 모듈 프레임(110)의 측면부 가장자리의 일측으로부터 다른 일측을 향해 길게 뻗어 있다. 본 실시예에 따른 모듈 프레임(110)은 상부면, 전면 및 후면이 개방된 U자형 프레임(110a)과, 전지셀 적층체(120)의 상부를 덮는 상부 플레이트(110b)를 포함하는데, U자형 프레임(110a)은 바닥부 및 서로 마주보는 2개의 측면부를 포함한다. 함몰부(140)는 U자형 프레임(110a)의 측면부 가장자리에 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 전면 엔드 플레이트(210a)는 함몰부(140)를 따라 슬라이딩하여 U자형 프레임(110a)과 조립될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 함몰부(140)는 U자형 프레임(110a)의 측면부에서 X축 방향을 따라 돌출될 수 있다. 함몰부(140)는 U자형 프레임(110a)의 측면부 기준으로 전지셀 적층체(120)가 위치하는 방향으로는 돌출된 모양일 수 있으나, 모듈 프레임(110) 외부에서 볼때는 함몰된 모양일 수 있다.
도 4를 참고하면, 함몰부(140)에는 함몰부(140)를 기준으로 모듈 프레임(110)의 내부 공간으로 더 돌출된 슬라이딩부(141)가 형성되어 있다. 슬라이딩부(141)는 U자형 프레임(110a)의 측면부에 형성될 수 있다. 함몰부(140)의 단부에는 도 2의 엔드 플레이트(210)와 모듈 프레임(110)을 결합하는 후크(142)가 형성되어 있다. 후크(142)는 함몰부(140)의 면을 기준으로 모듈 프레임(110) 외부로 살짝 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 도 4(A) 및 도 4(B)는 각각 서로 마주보는 U자형 프레임(110a)의 측면부 각각의 가장자리에 형성되어 있는 함몰부(140)를 나타내고, 이들 함몰부(140) 각각에 형성된 후크(142)는 X축 방향을 따라 서로 반대 방향으로 돌출되어 있다.
도 2를 다시 참조하면, 도 4의 함몰부(140)가 형성된 엔드 플레이트(210)의 모서리와 교차하는 모듈 프레임의 모서리가 용접에 의한 결합부가 될 수 있다. 용접에 의한 결합부는, 엔드 플레이트(210)와 모듈 프레임(110)이 도 2에 도시된 화살표를 따라 이동하여 조립 및 정렬이 되면, 엔드 플레이트(210)와 모듈 프레임(110)의 경계선을 따라 용접이 되어 용접부(WP)가 형성될 수 있다.
상기에서는 전면 엔드 플레이트(210a)가 함몰부(140)를 따라 슬라이딩하여 U자형 프레임(110a)과 조립되는 것을 설명하였으나, 후면 엔드 플레이트(210b) 역시 전면 엔드 플레이트(210a)와 동일한 방법으로 조립 구조를 가질 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 엔드 플레이트(210)의 일측에 모듈 프레임(110)의 측면부를 향해 뻗어 있는 조립부(215)가 형성될 수 있다. 조립부(215)에는 가이드 리브(guide rib; 215p)가 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 함몰부(140)에는 모듈 프레임(110)의 측면부에서 전지셀 적층체(120)가 장착된 내부 공간으로 함몰되는 슬라이딩부(141)가 형성되어 있고, 가이드 리브(215p)는 슬라이딩부(141)에 삽입될 수 있다. 조립부(215)에는 후크(142)가 걸리는 장착부(215d)가 형성되며, 장착부(215d)는 함몰된 구조를 가질 수 있다.
도 6을 참고하면, 엔드 플레이트(210)의 다른 일측에 모듈 프레임(110)의 측면부를 향해 뻗어 있는 조립부(215)가 형성되고, 도 5에서 설명한 엔드 플레이트(210)의 일측에 형성된 조립부(215)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
도 6의 Q' 부분은 도 4(A)의 Q부분에 대응하고, 도 5의 P'부분은 도 4(B)의 P부분에 대응하며, 본 실시예에 따르면 모듈 프레임(110)의 측면부 양측 가장자리에서 엔드 플레이트(210)가 슬라이딩-후크 방식으로 체결된 구조를 가짐으로써, 조립성을 높임과 동시에 구성품 사이의 용접부를 감소시킬 수 있다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 엔드 플레이트(210)를 하부에서 위로 보았을 때의 모습을 나타내고, 엔드 플레이트(210) 양측에 Y축 방향으로 뻗어 있는 조립부(215)가 형성되고, Y축 방향은 도 2의 모듈 프레임(110)의 측면부를 향해 뻗는 방향을 가리킨다. 서로 마주보는 조립부(215)에는 서로 마주보는 X축 방향으로 돌출된 가이드 리브(215p)가 형성되어 있다.
이상에서는 모듈 프레임(110)이 U자형 프레임(110a)과 상부 플레이트(110b)를 포함하는 경우를 기준으로 설명하였으나, 변형 실시예로 모듈 프레임(110)이 모노 프레임으로 형성된 경우에도 앞에서 설명한 슬라이딩-후크 방식의 체결 구조를 적용함으로써 조립성을 높임과 동시에 구성품 사이의 용접부를 감소시킬 수 있다. 모노 프레임이란, 전지셀 적층체(120)의 전면과 후면을 제외하고 4개의 면을 덮고 있고, 모노 프레임 내부로 전지셀 적층체(120)를 삽입하기 위해서 수평 조립이 필요한 형태의 프레임을 의미할 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 7을 다시 참고하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은 모듈 프레임(110) 내부에 전지셀 적층체(120)를 장착하는 단계를 포함한다. 전지셀 적층체(120)를 Z축 방향을 따라 이동하면서 상부가 개방된 U자형 프레임(110a)의 바닥부에 장착할 수 있다. Z축 방향은, 상부가 개방된 U자형 프레임(110a)의 바닥부에 수직한 방향일 수 있다. 이때, 전지셀 적층체(120)는 U자형 프레임(110a)의 2개의 측면부로 덮일 수 있다. 이후, 개방된 U자형 프레임(110a) 상부에서 전지셀 적층체(120)를 덮도록 상부 플레이트(110b)를 장착할 수 있다. 상부 플레이트(110b)를 장착하는 단계는 이후 설명하는 것처럼 엔드 플레이트(210)를 모듈 프레임(110)의 측면부에 슬라이딩하여 조립 및 정렬한 이후에 수행할 수도 있다.
이후 본 실시예에 따른 전지 모듈 제조 방법은, 모듈 프레임(110)에서 전지셀 적층체(120)가 노출된 부분을 덮도록 엔드 플레이트(210)를 모듈 프레임(110)에 결합하는 단계를 포함한다. 이때, 엔드 플레이트(210)를 모듈 프레임(110)에 결합하는 단계는, 모듈 프레임(110)에 형성된 함몰부(140)를 따라 엔드 플레이트(210)를 슬라이딩 하는 단계, 함몰부(140)의 일단에 형성된 후크(142)가 엔드 플레이트(210)에 걸리는 단계, 및 함몰부(140)가 형성된 모듈 프레임(110)의 모서리와 교차하는 모듈 프레임(110)의 모서리와 엔드 플레이트(210)의 결합부를 용접하는 단계를 포함한다.
함몰부(140)는 U자형 프레임(110a)의 측면부에 형성되고, 엔드 플레이트(210)는 U자형 프레임(110a)의 바닥부에 수직한 방향을 따라 슬라이딩할 수 있다. 함몰부(140)의 일단에 형성된 후크(142)가 엔드 플레이트(210)에 걸리는 단계는, 엔드 플레이트(210)에 형성되고 함몰 구조를 갖는 장착부(215d)가 후크(142)에 걸릴 수 있다.
모듈 프레임(110)에 형성된 함몰부(140)를 따라 엔드 플레이트(210)를 슬라이딩 하는 단계는, 엔드 플레이트(210)의 측면에 형성된 가이드 리브(215p)가 함몰부(140)를 따라 이동하는 단계를 포함하고, 함몰부(140)에는 모듈 프레임(110)의 측면부에서 전지셀 적층체(120)가 장착된 내부 공간으로 함몰되는 슬라이딩부(141)가 형성되어 있고, 가이드 리브(215p)가 슬라이딩부(141)를 따라 이동할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지팩을 형성할 수 있다.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 모듈 프레임
140: 함몰부
141: 슬라이딩부
142: 후크
210: 엔드 플레이트
215: 조립부
215p: 가이드 리브
215d: 장착부
WP: 용접부

Claims (14)

  1. 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체,
    상기 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임, 및
    상기 모듈 프레임에서 상기 전지셀 적층체가 노출된 부분을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고,
    상기 모듈 프레임의 측면부 가장자리에는 상기 엔드 플레이트가 안착되어 있는 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부의 단부에는 상기 엔드 플레이트와 상기 모듈 프레임을 결합하는 후크가 형성되어 있는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 엔드 플레이트와 상기 모듈 프레임의 경계선을 따라 용접부가 형성되고, 상기 용접부는 상기 함몰부가 형성된 상기 모듈 프레임의 모서리와 교차하는 상기 모듈 프레임의 모서리에 형성되는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 모듈 프레임은 상기 전지셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 U자형 프레임, 및 상기 개방된 U자형 프레임 상부에서 상기 전지셀 적층체를 덮는 상부 플레이트를 포함하고,
    상기 U자형 프레임은 바닥부 및 서로 마주보는 2개의 측면부를 포함하는 전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 함몰부는 상기 U자형 프레임의 측면부에 형성되는 전지 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 엔드 플레이트의 양측에 상기 모듈 프레임의 측면부를 향해 뻗어 있는 조립부가 형성되고,
    상기 조립부에는 가이드 리브(guide rib)가 형성되어 있는 전지 모듈.
  6. 제5항에서,
    상기 함몰부에는 상기 모듈 프레임의 측면부에서 상기 전지셀 적층체가 장착된 내부 공간으로 함몰되는 슬라이딩부가 형성되어 있고, 상기 가이드 리브는 상기 슬라이딩부에 삽입되어 있는 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 조립부에는 상기 후크가 걸리는 장착부가 형성되며, 상기 장착부는 함몰된 구조를 갖는 전지 모듈.
  8. 제1항에서,
    상기 전지셀 적층체와 상기 엔드 플레이트 사이에 버스바 프레임이 형성되어 있는 전지 모듈.
  9. 모듈 프레임 내부에 전지셀 적층체를 장착하는 단계, 및
    상기 모듈 프레임에서 상기 전지셀 적층체가 노출된 부분을 덮도록 엔드 플레이트를 상기모듈 프레임에 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 엔드 플레이트를 상기 모듈 프레임에 결합하는 단계는
    상기 모듈 프레임에 형성된 함몰부를 따라 상기 엔드 플레이트를 슬라이딩 하는 단계,
    상기 함몰부의 일단에 형성된 후크가 상기 엔드 플레이트에 걸리는 단계, 및
    상기 함몰부가 형성된 상기 모듈 프레임의 모서리와 교차하는 상기 모듈 프레임의 모서리와 상기 엔드 플레이트의 결합부를 용접하는 단계를 포함하는 전지 모듈 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 모듈 프레임은 상기 전지셀 적층체를 수용하고 상부가 개방된 U자형 프레임, 및 상기 개방된 U자형 프레임 상부에서 상기 전지셀 적층체를 덮는 상부 플레이트를 포함하고,
    상기 전지셀 적층체는 상기 U자형 프레임의 바닥부에 수직한 방향을 따라 이동하면서 상기 U자형 프레임의 바닥부에 장착되는 전지 모듈 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 함몰부는 상기 U자형 프레임의 측면부에 형성되고, 상기 엔드 플레이트는 상기 U자형 프레임의 바닥부에 수직한 방향을 따라 슬라이딩하는 전지 모듈 제조 방법.
  12. 제9항에서,
    상기 함몰부의 일단에 형성된 후크가 상기 엔드 플레이트에 걸리는 단계는, 상기 엔드 플레이트에 형성되고 함몰 구조를 갖는 장착부가 상기 후크에 걸리는 전지 모듈 제조 방법.
  13. 제9항에서,
    상기 모듈 프레임에 형성된 함몰부를 따라 상기 엔드 플레이트를 슬라이딩 하는 단계는, 상기 엔드 플레이트의 측면에 형성된 가이드 리브가 상기 함몰부를 따라 이동하는 단계를 포함하고,
    상기 함몰부에는 상기 모듈 프레임의 측면부에서 상기 전지셀 적층체가 장착된 내부 공간으로 함몰되는 슬라이딩부가 형성되어 있고, 상기 가이드 리브가 상기 슬라이딩부를 따라 이동하는 전지 모듈 제조 방법.
  14. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지팩.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023121369A1 (ko) * 2021-12-24 2023-06-29 주식회사 엘지에너지솔루션 개선된 안전성과 조립성을 갖는 배터리 모듈

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