KR20210051541A - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치 - Google Patents

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 복수 개의 배터리 셀 조립체 및 복수 개의 배터리 셀 조립체 사이에 배치되는 판 스프링 유닛을 포함하며, 판 스프링 유닛은, 마주 하는 배터리 셀 조립체와 면 접촉하는 한 쌍의 접촉 플레이트 및 한 쌍의 접촉 플레이트 사이에 배치되며, 각각의 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 복수 개의 탄성 돌출부를 구비하는 판 스프링부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치{BATTERY MODULE, BATTERY RACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM COMPRISING THE BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치에 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 ~ 4.5V이다. 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 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
한편, 배터리 모듈에서, 배터리 셀의 반복적인 충전 및 방전의 부반응으로 내부 전해질이 분해되어 가스가 발생할 수 있다. 이때, 발생한 가스에 의해 배터리 셀의 외형이 변형되는 현상을 셀 스웰링 현상이라고 한다.
종래 배터리 모듈에서, 모듈 케이스의 강성 만으로 셀 스웰링 압력을 제어할 경우, 모듈 케이스 만으로 스웰링 압력을 견뎌야 하기에 효과적인 스웰링 제어가 어려워 모듈 케이스의 변형이나 파손 등이 발생할 수 있으며, 이 경우, 인접한 주변 배터리 모듈로 피해가 이어질 수 있는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해, 모듈 케이스를 두꺼운 금속 재질로 형성하거나 또는 고장력을 갖는 강판 등을 사용하는 경우, 이는 전체 배터리 모듈의 제조 비용을 현저히 상승시키는 문제가 있다.
그러므로, 제조 효율을 개선하고 제품 신뢰성을 확보하면서 셀 스웰링을 제어할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 제조 효율을 개선하고 제품 신뢰성을 확보하면서 셀 스웰링을 제어할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 복수 개의 배터리 셀 조립체; 및 상기 복수 개의 배터리 셀 조립체 사이에 배치되는 적어도 하나의 판 스프링 유닛;을 포함하며, 상기 적어도 하나의 판 스프링 유닛은, 마주 하는 배터리 셀 조립체와 면 접촉하는 한 쌍의 접촉 플레이트; 및 상기 한 쌍의 접촉 플레이트 사이에 배치되며, 각각의 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 복수 개의 탄성 돌출부를 구비하는 판 스프링부재;를 포함하는 것을 특징으로 배터리 모듈을 제공한다.
상기 한 쌍의 접촉 플레이트는, 상호 소정 거리 이격 배치되는 제1 접촉 플레이트 및 제2 접촉 플레이트;를 포함하며, 상기 복수 개의 탄성 돌출부는, 상기 제1 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 복수 개의 제1 돌출부; 및 상기 제2 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 복수 개의 제2 돌출부;를 포함할 수 있다.
상기 판 스프링부재는, 상기 제1 접촉 플레이트와 상기 제2 접촉 플레이트 사이에 배치되는 스프링부재 본체;를 포함하며, 상기 복수 개의 제1 돌출부는, 상기 스프링부재 본체에 형성되며, 상기 스프링부재 본체의 일 방향으로 돌출되며, 상기 복수 개의 제2 돌출부는, 상기 스프링부재 본체에 형성되며, 상기 스프링부재 본체의 상기 일 방향과 반대 방향인 타 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 복수 개의 제1 돌출부는, 상기 스프링부재 본체로부터 연장되며, 소정 각도로 경사지게 형성되는 제1 경사부; 및 상기 제1 경사부로부터 절곡되며, 상기 제1 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 제1 접촉부;를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제2 돌출부는, 상기 스프링부재 본체로부터 연장되며, 소정 각도로 경사지게 형성되는 제2 경사부; 및 상기 제2 경사부로부터 절곡되며, 상기 제2 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 제2 접촉부;를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제1 돌출부는, 복수 개로 구비되며, 상기 스프링부재 본체의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 제1 상부 돌출부; 및 상기 제1 상부 돌출부와 상기 스프링부재 본체의 높이 방향에서 소정 거리 이격 배치되며, 상기 스프링부재 본체의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 제1 하부 돌출부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 상부 돌출부와 상기 제1 하부 돌출부는, 상기 스프링부재 본체의 높이 방향에서 서로 다른 선상에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 제2 돌출부는, 복수 개로 구비되며, 상기 스프링부재 본체의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 제2 상부 돌출부; 및 상기 제2 상부 돌출부와 상기 스프링부재 본체의 높이 방향에서 소정 거리 이격 배치되며, 상기 스프링부재 본체의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 제2 하부 돌출부;를 포함할 수 있다.
상기 제2 상부 돌출부와 상기 제2 하부 돌출부는, 상기 스프링부재 본체의 높이 방향에서 서로 다른 선상에 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 랙으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 수용하는 랙 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 전력 저장 장치로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 제조 효율을 개선하고 제품 신뢰성을 확보하면서 셀 스웰링을 제어할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치를 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 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 판 스프링 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 판 스프링 유닛의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 판 스프링 유닛의 측면도이다.
도 6은 도 5의 판 스프링 유닛의 판 스프링부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 판 스프링부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 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 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀 조립체(100), 모듈 케이스(200) 및 판 스프링 유닛(300)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 조립체(100)는, 복수 개로 구비되며, 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 배터리 셀 조립체(100)는, 각각, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 셀들(150)을 포함할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀 조립체(100)가 복수 개의 배터리 셀(150)을 포함하는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 배터리 셀들(150)은, 상호 전기적으로 연결될 수 있게 상호 적층될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 배터리 셀들(150)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 및 원통형 이차 전지 중 적어도 하나로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(150)이 파우치형 이차 전지로 마련되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 모듈 케이스(200)는, 상기 복수 개의 배터리 셀 조립체(100)를 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 모듈 케이스(200)에는 상기 복수 개의 배터리 셀 조립체(100)를 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 판 스프링 유닛(300)은, 상기 복수 개의 배터리 셀 조립체(100)의 배터리 셀들(150)의 셀 스웰링에 따른 팽창 시, 셀 스웰링을 제어하기 위한 것으로서, 상기 복수 개의 배터리 셀 조립체(100) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 상기 판 스프링 유닛(300)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 판 스프링 유닛(300)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 판 스프링 유닛(300)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 주요부를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 판 스프링 유닛을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 1의 판 스프링 유닛의 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 판 스프링 유닛의 측면도이며, 도 6은 도 5의 판 스프링 유닛의 판 스프링부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 상기 판 스프링 유닛(300)은, 한 쌍의 접촉 플레이트(310, 320) 및 판 스프링부재(330)를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 접촉 플레이트(310, 320)는, 평탄한 플레이트 형상으로서, 상기 배터리 셀 조립체(100)를 마주 보게 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 접촉 플레이트(100)는, 마주 하는 배터리 셀 조립체(100)과 면 접촉할 수 있다. 여기서, 상기 접촉 플레이트(310, 320)는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 셀 스웰링 시, 마주 하는 배터리 셀(110)로 면압을 가하여 배터리 셀들(150)의 두께 팽창을 저지함으로써 상기 배터리 셀 조립체(100)의 배터리 셀들(150) 사이의 가압력 편차를 감소시킬 수 있다.
상기 한 쌍의 접촉 플레이트(310, 320)는 상기 배터리 셀(150)로 효과적으로 면압을 가할 수 있게 마주 보는 배터리 셀(150)의 면적에 대응하는 면적을 가질 수 있다.
이러한 상기 한 쌍의 접촉 플레이트(310, 320)는, 제1 접촉 플레이트(310) 및 제2 접촉 플레이트(320)를 포함할 수 있다. 상기 제1 접촉 플레이트(310) 및 상기 제2 접촉 플레이트(320)는 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 판 스프링부재(330)는, 상기 한 쌍의 접촉 플레이트(310, 320) 사이에 배치되며, 각각의 접촉 플레이트(310, 320)와 탄성 접촉할 수 있다. 구체적으로, 상기 판 스프링부재(330)는, 상기 제1 접촉 플레이트(310)와 상기 제2 접촉 플레이트(320) 사이에 배치되며, 상기 제1 접촉 플레이트(310)와 상기 제2 접촉 플레이트(320) 측에 탄성 가압력을 제공할 수 있다.
이하, 이러한 본 실시예에 따른 상기 판 스프링부재(330)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
이러한 상기 판 스프링부재(330)는, 스프링부재 본체(350) 및 탄성 돌출부(360, 370, 380, 390)를 포함할 수 있다.
상기 스프링부재 본체(350)는, 상기 제1 접촉 플레이트(310)와 상기 제2 접촉 플레이트(320) 사이에 배치될 수 있다.
상기 탄성 돌출부(360, 370, 380, 390)는, 각각의 접촉 플레이트(310, 320), 즉, 상기 제1 접촉 플레이트(310)와 상기 제2 접촉 플레이트(320)와 탄성 접촉할 수 있다.
이러한 상기 탄성 돌출부(360, 370, 380, 390)는, 복수 개의 제1 돌출부(360, 370) 및 복수 개의 제2 돌출부(380, 390)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제1 돌출부(360, 370)은, 상기 스프링부재 본체(350)에 형성되며, 상기 스프링부재 본체(350)의 일 방향으로 돌출될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 제1 돌출부(360, 370)는, 상기 제1 접촉 플레이트(310)와 탄성 접촉할 수 있다.
상기 복수 개의 제1 돌출부(360, 370)는, 상기 스프링부재 본체(350)로부터 연장되며, 소정 각도로 경사지게 형성되는 제1 경사부(362, 372) 및 상기 제1 경사부(362, 372)로부터 절곡되며, 상기 제1 접촉 플레이트(310)와 탄성 접촉하는 제1 접촉부(364, 374)를 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 상기 복수 개의 제1 돌출부(360, 370)는, 제1 상부 돌출부(360) 및 제1 하부 돌출부(370)를 포함할 수 있다.
상기 제1 상부 돌출부(360)는, 복수 개로 구비되며, 상기 스프링부재 본체(350)의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
이러한 상기 제1 상부 돌출부(360)는, 하방으로 소정 각도로 경사지는 복수 개의 제1 상부 경사부(362) 및 상기 복수 개의 제1 상부 경사부(362)로부터 높이 방향을 따라 절곡되며, 상기 제1 접촉 플레이트(310)의 상부와 탄성적으로 면 접촉하는 제1 상부 접촉부(364)를 포함할 수 있다.
상기 제1 하부 돌출부(370)는, 상기 제1 상부 돌출부(360)와 상기 스프링부재 본체(350)의 높이 방향에서 소정 거리 이격 배치되며, 상기 스프링부재 본체(350)의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
이러한 상기 제1 하부 돌출부(370)와 상기 제1 상부 돌출부(360)는, 상기 스프링부재 본체(350)의 높이 방향에서 서로 다른 선상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 탄성 변형 시, 상호 간의 간섭이 최소화될 수 있어, 탄성 변형 효율을 보다 더 증대시킬 수 있다.
상기 제1 하부 돌출부(370)는, 상방으로 소정 각도로 경사지는 복수 개의 제1 하부 경사부(372) 및 상기 복수 개의 제1 하부 경사부(372)로부터 높이 방향을 따라 절곡되며, 상기 제1 접촉 플레이트(310)의 하부와 탄성적으로 면 접촉하는 제1 하부 접촉부(374)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제2 돌출부(380, 390)는, 상기 스프링부재 본체(350)에 형성되며, 상기 스프링부재 본체(350)의 상기 일 방향과 반대 방향인 타 방향으로 돌출될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 제2 돌출부(380, 390)는, 상기 제2 접촉 플레이트(320)와 탄성 접촉할 수 있다.
상기 복수 개의 제2 돌출부(380, 390)는, 상기 스프링부재 본체(350)로부터 연장되며, 소정 각도로 경사지게 형성되는 제2 경사부(382, 392) 및 상기 제2 경사부(382, 392)로부터 절곡되며, 상기 제2 접촉 플레이트(320)와 탄성 접촉하는 제2 접촉부(384, 394)를 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 상기 복수 개의 제2 돌출부(380, 390)는, 제2 상부 돌출부(380) 및 제2 하부 돌출부(390)를 포함할 수 있다.
상기 제2 상부 돌출부(380)는, 복수 개로 구비되며, 상기 스프링부재 본체(350)의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 이러한 상기 제2 상부 돌출부(380)는, 상기 스프링부재 본체(350)의 길이 방향에서, 상기 제1 상부 돌출부(360)와 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
이러한 상기 제2 상부 돌출부(380)는, 하방으로 소정 각도로 경사지는 복수 개의 제2 상부 경사부(382) 및 상기 복수 개의 제2 상부 경사부(382)로부터 높이 방향을 따라 절곡되며, 상기 제2 접촉 플레이트(320)의 상부와 탄성적으로 면 접촉하는 제2 상부 접촉부(384)를 포함할 수 있다.
상기 제2 하부 돌출부(390)는, 상기 제2 상부 돌출부(380)와 상기 스프링부재 본체(350)의 높이 방향에서 소정 거리 이격 배치되며, 상기 스프링부재 본체(350)의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 이러한 상기 제2 하부 돌출부(390)는, 상기 스프링부재 본체(350)의 길이 방향에서, 상기 제1 하부 돌출부(370)와 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
이러한 상기 제2 하부 돌출부(390)와 상기 제2 상부 돌출부(380)는, 상기 스프링부재 본체(350)의 높이 방향에서 서로 다른 선상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 탄성 변형 시, 상호 간의 간섭이 최소화될 수 있어, 탄성 변형 효율을 보다 더 증대시킬 수 있다.
상기 제2 하부 돌출부(390)는, 상방으로 소정 각도로 경사지는 복수 개의 제2 하부 경사부(392) 및 상기 복수 개의 제2 하부 경사부(392)로부터 높이 방향을 따라 절곡되며, 상기 제2 접촉 플레이트(320)의 하부와 탄성적으로 면 접촉하는 제2 하부 접촉부(394)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 판 스프링부재를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 판 스프링부재(335)는, 앞선 실시예에 따른 상기 판 스플링부재(330)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와 차이점을 중심으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 상기 판 스프링부재(335)는, 스프링부재 본체(355) 및 탄성 돌출부(365, 375, 385, 395)를 포함할 수 있다.
상기 스프링부재 본체(355)는, 앞선 실시예의 상기 스프링부재 본체(350)와 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 탄성 돌출부(365, 375, 385, 395)는, 복수 개의 제1 돌출부(365, 375) 및 복수 개의 제2 돌출부(385, 395)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제1 돌출부(365, 375)는, 제1 상부 돌출부(365) 및 제1 하부 돌출부(375)를 포함할 수 있다.
상기 제1 상부 돌출부(365)는, 상방으로 소정 각도로 경사지는 제1 상부 경사부(366) 및 상기 제1 상부 경사부(366)로부터 높이 방향을 따라 절곡되는 제1 상부 접촉부(368)를 포함할 수 있다.
상기 제1 하부 돌출부(375)는, 하방으로 소정 각도로 경사지는 제1 하부 경사부(376) 및 상기 제1 하부 경사부(376)로부터 높이 방향을 따라 절곡되는 제1 상부 접촉부(378)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제2 돌출부(385, 395)는, 제2 상부 돌출부(385) 및 제2 하부 돌출부(395)를 포함할 수 있다.
상기 제2 상부 돌출부(385)는, 상방으로 소정 각도로 경사지는 제2 상부 경사부(386) 및 상기 제2 상부 경사부(386)로부터 높이 방향을 따라 절곡되는 제2 상부 접촉부(388)를 포함할 수 있다.
상기 제2 하부 돌출부(395)는, 하방으로 소정 각도로 경사지는 제2 하부 경사부(396) 및 상기 제2 하부 경사부(396)로부터 높이 방향을 따라 절곡되는 제2 상부 접촉부(398)를 포함할 수 있다.
결국, 본 실시예에 따른 상기 판 스프링부재(335)는, 앞선 실시예의 상기 판 스프링부재(330)와 대비하여, 상기 탄성 돌출부(365, 375, 385, 395)의 형상이 다르게 형성될 수 있다. 한편, 상기 판 스프링부재(330, 335)의 형상은, 상기 배터리 셀 조립체(100) 측으로 면 가압을 통한 균일한 가압력을 제공할 수 있는 기타 다른 형상이나 배치 등도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 판 스프링 유닛(300)을 통해, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 셀 스웰링에 따른 배터리 셀들(150)의 두께 방향에 따른 팽창을 효과적으로 저지할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 판 스프링 유닛(300)을 통해, 상기 배터리 셀들(150) 간의 가압력 편차를 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 판 스프링 유닛(300)을 통해, 상기 배터리 셀 조립체들(100) 측으로 균일한 가압력을 제공할 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 셀 스웰링 시, 상기 판 스프링 유닛(300)의 상기 판 스프링부재(330, 350)의 탄성적으로 압착될 수 있기에, 상기 모듈 케이스(200)의 변형을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 배터리 랙(1)은, 앞선 실시예의 복수 개의 배터리 모듈(10) 및 상기 복수 개의 배터리 모듈(10)을 수용하는 랙 케이스(50)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 배터리 랙(1)은, 앞선 실시예의 배터리 모듈(10)을 포함하기에, 앞선 실시예의 상기 배터리 모듈(10)의 장점을 모두 포함하는 배터리 랙(1)을 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 전력 저장 장치(E)는, 에너지원으로서, 가정용 또는 산업용으로 이용될 수 있다. 이러한 상기 전력 저장 장치(E)는, 앞선 실시예의 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 복수 개의 배터리 랙(1) 및 상기 복수 개의 배터리 랙(1)을 수용하는 랙 컨테이너(C)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 전력 저장 장치(E)는, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(1)을 포함하기에, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(1)의 장점을 모두 포함하는 전력 저장 장치(E)를 제공할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 제조 효율을 개선하고 제품 신뢰성을 확보하면서 셀 스웰링을 제어할 수 있는 배터리 모듈(10), 이러한 배터리 모듈(10)을 포함하는 배터리 랙(1) 및 전력 저장 장치(E)를 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.
E: 전력 저장 장치
C: 랙 컨테이너
1: 배터리 랙
10: 배터리 모듈
50: 랙 케이스
100: 배터리 셀 조립체
150: 배터리 셀
200: 모듈 케이스
300: 판 스프링 유닛
310: 제1 접촉 플레이트
320: 제2 접촉 플레이트
330: 판 스프링부재
335: 판 스프링부재
350: 스프링부재 본체
355: 스프링부재 본체
360: 제1 상부 돌출부
362: 제1 상부 경사부
364: 제1 상부 접촉부
365: 제1 상부 돌출부
366: 제1 상부 경사부
368: 제1 상부 접촉부
370: 제1 하부 돌출부
372: 제1 하부 경사부
374: 제1 하부 접촉부
375: 제1 하부 돌출부
376: 제1 하부 경사부
378: 제1 하부 접촉부
380: 제2 상부 돌출부
382: 제2 상부 경사부
384: 제2 상부 접촉부
385: 제2 상부 돌출부
386: 제2 상부 경사부
388: 제2 상부 접촉부
390: 제2 하부 돌출부
392: 제2 하부 경사부
394: 제2 하부 접촉부
395: 제2 하부 돌출부
396: 제2 하부 경사부
398: 제2 하부 접촉부

Claims (11)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 복수 개의 배터리 셀 조립체; 및
    상기 복수 개의 배터리 셀 조립체 사이에 배치되는 적어도 하나의 판 스프링 유닛;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 판 스프링 유닛은,
    마주 하는 배터리 셀 조립체와 면 접촉하는 한 쌍의 접촉 플레이트; 및
    상기 한 쌍의 접촉 플레이트 사이에 배치되며, 각각의 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 복수 개의 탄성 돌출부를 구비하는 판 스프링부재;를 포함하는 것을 특징으로 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 접촉 플레이트는,
    상호 소정 거리 이격 배치되는 제1 접촉 플레이트 및 제2 접촉 플레이트;를 포함하며,
    상기 복수 개의 탄성 돌출부는,
    상기 제1 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 복수 개의 제1 돌출부; 및
    상기 제2 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 복수 개의 제2 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판 스프링부재는,
    상기 제1 접촉 플레이트와 상기 제2 접촉 플레이트 사이에 배치되는 스프링부재 본체;를 포함하며,
    상기 복수 개의 제1 돌출부는,
    상기 스프링부재 본체에 형성되며, 상기 스프링부재 본체의 일 방향으로 돌출되며,
    상기 복수 개의 제2 돌출부는,
    상기 스프링부재 본체에 형성되며, 상기 스프링부재 본체의 상기 일 방향과 반대 방향인 타 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 돌출부는,
    상기 스프링부재 본체로부터 연장되며, 소정 각도로 경사지게 형성되는 제1 경사부; 및
    상기 제1 경사부로부터 절곡되며, 상기 제1 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 제1 접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 돌출부는,
    상기 스프링부재 본체로부터 연장되며, 소정 각도로 경사지게 형성되는 제2 경사부; 및
    상기 제2 경사부로부터 절곡되며, 상기 제2 접촉 플레이트와 탄성 접촉하는 제2 접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 돌출부는,
    복수 개로 구비되며, 상기 스프링부재 본체의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 제1 상부 돌출부; 및
    상기 제1 상부 돌출부와 상기 스프링부재 본체의 높이 방향에서 소정 거리 이격 배치되며, 상기 스프링부재 본체의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 제1 하부 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 상부 돌출부와 상기 제1 하부 돌출부는,
    상기 스프링부재 본체의 높이 방향에서 서로 다른 선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 돌출부는,
    복수 개로 구비되며, 상기 스프링부재 본체의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 제2 상부 돌출부; 및
    상기 제2 상부 돌출부와 상기 스프링부재 본체의 높이 방향에서 소정 거리 이격 배치되며, 상기 스프링부재 본체의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격 배치되는 제2 하부 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 상부 돌출부와 상기 제2 하부 돌출부는,
    상기 스프링부재 본체의 높이 방향에서 서로 다른 선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 수용하는 랙 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  11. 제10항에 따른 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.
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