KR20210110046A - 전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리 - Google Patents

전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR20210110046A
KR20210110046A KR1020200025464A KR20200025464A KR20210110046A KR 20210110046 A KR20210110046 A KR 20210110046A KR 1020200025464 A KR1020200025464 A KR 1020200025464A KR 20200025464 A KR20200025464 A KR 20200025464A KR 20210110046 A KR20210110046 A KR 20210110046A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery cell
module assembly
battery
pressure plate
cell module
Prior art date
Application number
KR1020200025464A
Other languages
English (en)
Inventor
박상호
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200025464A priority Critical patent/KR20210110046A/ko
Publication of KR20210110046A publication Critical patent/KR20210110046A/ko

Links

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
    • 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
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • 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
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • 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

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 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 스택, 상기 전지셀 스택을 수용하는 모듈케이스, 상기 전지셀 스택의 적층 방향 양 끝단에 위치하는 엔드 플레이트, 및 상기 전지셀 스택과 상기 엔드 플레이트 사이에 배치되는 가압판들을 포함하고, 상기 엔드 플레이트에 형성된 관통구에는 상기 가압판들 간의 간격을 조절하기 위한 위치조절부재가 결합되어 있는 전지셀 모듈 어셈블리에 대한 것으로서, 복수의 전지셀들 간의 두께 편차를 최소화할 수 있도록 가압판이 부가된 전지셀 모듈 어셈블리에 대한 것이다.

Description

전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리 {Battery Module Assembly with Adjustable Battery Cell Spacing}
본원 발명은 전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리에 대한 것으로서, 구체적으로, 전지셀 모듈 어셈블리 내에 수용되는 전지셀들의 두께 공차를 줄이기 위하여 전지셀 스택과 엔드 플레이트 사이에 가압판이 배치됨으로써 전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리에 대한 것이다.
휴대용 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장시스템과 같은 중대형 장치에도 이차전지가 주요 동력원으로 자리잡고 있다. 특히, 화석연료의 사용에 따른 미세먼지와 환경 오염에 대한 문제가 심각해짐에 따라 자동차 산업에도 하이브리드 자동차나 전기자동차에 대한 관심이 증가하고 있다.
상기 하이브리드 자동차나 전기자동차는 전지팩의 충방전을 통해 차량의 구동력을 얻을 수 있기 때문에, 엔진만을 사용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질의 배출이 거의 없거나 배출량을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 하이브리드 자동차 및 전기자동차에서 가장 핵심 부품들 가운데 하나는 전지팩이며, 상기 전지팩은 다수의 전지셀들이 직렬 연결 및/또는 병렬 연결로 결합되어 출력과 용량을 향상시킨다.
또한, 상기 전지팩은 다수의 전지셀 모듈 어셈블리가 직렬/병렬 연결되어 전지팩을 구성할 수 있다. 구체적으로, 상기 전지셀 모듈 어셈블리에서 전지셀들 간의 전기적인 연결을 위해 카트리지 사이에 전지셀들을 배치한 후, 최외각에 배치한 엔드 플레이트에 숄더 볼트를 통과시켜 전지셀 스택을 고정한다.
상기 전지셀 스택은 복수의 전지셀들이 적층되어 형성되는데, 상기 복수의 전지셀들은 일정한 범위 내에서 두께 공차가 발생한다. 상기 두께 공차의 최대값을 기준으로 전지셀들을 배치하는 경우에는, 전지셀들 사이에 간격이 발생함으로써 전지셀들이 유동될 수 있다. 이와 같은 문제를 방지하기 위하여, 최소 공차를 반영하여 전지셀들을 적층하고 있다.
그러나, 최소 공차를 반영하여 전지셀들을 적층하는 경우에는, 전지셀들이 중첩되도록 배치되는 문제가 있다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 적층되어 있는 단위전지의 최외측에 접하는 체결플레이트, 상기 체결플레이트 사이에 체결되어 단위전지에 체결압을 가하는 연결바와 너트, 상기 체결플레이트와 최외측 단위전지 사이에 개재되는 탄성부재를 포함하는 이차전지 모듈에 대한 것으로서, 이차전지 모듈 조립시 단위전지에 가해지는 체결압력을 용이하게 확인할 수 있으므로 최적의 조건으로 이차전지 모듈을 조립할 수 있다.
그러나, 특허문헌 1은 이차전지 모듈을 구성하는 전지셀들의 두께 공차가 발생하거나 전지셀들이 중첩되도록 배치되는 문제를 해결하지 못하고 있다.
한편, 특허문헌 2는 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체의 일측면 및 타측면에 접하여 상기 전지셀 적층체의 두께 방향으로 압력을 가하는 가압 장치에 대한 것으로서, 전지셀 적층체에 압력이 가해진 상태가 유지됨으로써 충전 및 방전의 반복에 따른 이차전지의 용량 유지율의 감소를 최소화시키면서도, 이차전지의 체적 대비 용량을 높게 유지할 수 있다.
그러나, 특허문헌 2 또한 전지셀 적층체를 구성하는 복수의 전지셀들 간의 두께 편차에 의해 발생하는 문제에 대한 해결방안을 제시하지 못하고 있다.
이와 같이, 전지셀 모듈 어셈블리에서, 복수의 전지셀들을 적층하는 과정에서 상기 복수의 전지셀들의 두께 편차를 고려하면서도 적층된 전지셀들이 중첩되지 않도록 배치할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
한국 공개특허공보 제2006-0060800호 (2006.06.05) 한국 공개특허공보 제2013-0123762호 (2013.11.13)
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전지셀 모듈 어셈블리 내에 배치되는 복수의 전지셀들의 두께 편차에 의해 전지셀들 사이에 간격이 발생하거나, 또는 전지셀들이 중첩되지 않도록 수용되도록, 상기 복수의 전지셀들을 가압하는 가압판을 포함하는 전지셀 모듈 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명에 따른 전지셀 모듈 어셈블리는 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 스택, 상기 전지셀 스택을 수용하는 모듈케이스, 상기 전지셀 스택의 적층 방향 양 끝단에 위치하는 엔드 플레이트, 및 상기 전지셀 스택과 상기 엔드 플레이트 사이에 배치되는 가압판들을 포함하고, 상기 엔드 플레이트에 형성된 관통구에는 상기 가압판들 간의 간격을 조절하기 위한 위치조절부재가 결합되어 있는 구조일 수 있다.
상기 가압판들은 제1가압판 및 제2가압판을 포함하고, 상기 엔드 플레이트는, 상기 제1가압판 및 제2가압판 중 적어도 어느 하나를 가압하기 위한 위치조절부재가 결합될 수 있다.
또한, 상기 위치조절부재는 헤드가 없는 형태의 볼트이고, 상기 볼트의 조임과 풀림에 의해 상기 제1가압판 및 제2가압판 중 적어도 어느 하나가 이동하면서 상기 복수의 전지셀들의 간격을 조절할 수 있다.
상기 가압판은, 상기 위치조절부재에 의해 상기 전지셀 스택 방향으로 이동할 때, 평면 형태가 유지되는 소재로 이루어질 수 있다.
상기 전지셀 스택의 적층 방향에 대해 수직인 평면을 기준으로, 상기 가압판의 평면상 크기는 상기 전지셀의 평면상 크기와 같거나, 더 큰 크기일 수 있다.
또는, 상기 가압판과 상기 위치조절부재는 일체형으로 이루어질 수 있다.
상기 관통구의 외주변에는, 상기 위치조절부재가 결합되어 고정될 수 있도록 지지부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지부의 높이는 상기 위치조절부재의 높이와 같거나 더 긴 형태일 수 있다.
또한, 상기 위치조절부재는, 외측 끝단이 상기 지지부의 외측 끝단보다 돌출되지 않는 범위 내에서 이동하는 형태일 수 있다.
상기 관통구는 2개 이상의 관통구들이 일직선으로 나열되는 형태로 이루어지고, 상기 일직선으로 나열되는 형태는 2행 이상 및 2열 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀 모듈 어셈블리의 제조방법을 제공하는바, 구체적으로, 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 스택을 모듈 케이스에 수납하는 단계, 상기 전지셀 스택의 적층 방향 양측 끝단 각각에 가압판을 배치하는 단계, 상기 가압판의 외측에 엔드 플레이트를 배치한 후 상기 엔드 플레이트를 상기 모듈 케이스에 고정하는 단계, 및 상기 엔드 플레이트에 결합된 위치조절부재를 조절하여 상기 복수의 전지셀들 간의 간격을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치조절부재는 헤드가 없는 형태의 볼트일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀 모듈 어셈블리를 포함하는 전지팩을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따른 전지셀 모듈 어셈블리는 내부에 배치된 가압판들 간의 간격을 조절함으로써, 복수의 전지셀들의 두께 편차에 의해 전지셀들 사이에 간격이 발생하도록 배치되거나, 또는 전지셀들이 중첩되도록 배치되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 가압판들의 간격을 조절하기 위한 위치조절부재로서, 헤드가 없는 형태의 볼트를 사용하기 때문에, 상기 위치조절부재가 엔드 플레이트의 외면 보다 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전지셀 모듈 어셈블리를 조립한 후 전지셀 스택을 구성하는 복수의 전지셀들 간의 간격을 조절할 수 있으므로, 상기 전지셀 스택의 초기 가압력을 임의로 조절할 수 있다.
또한, 종래에 복수의 전지셀들 사이에 개재하여 배치했던 압축 패드를 생략함으로써 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 하나의 실시예에 따른 전지셀 모듈 어셈블리의 전장방향 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 전지셀 모듈 어셈블리의 정면도이다.
도 3은 가압판이 전지셀 스택을 가압하기 전과 후를 나타내는 수직 단면도이다.
도 4는 도 1의 엔드 플레이트의 관통구 외주변에 지지부가 형성된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 5는 위치조절부재가 일체형으로 부가된 가압판의 측면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명으로 한정하지 않는다.
또한, 본원 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다. 본원 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다. 모든 수치 범위는 명확하게 제외한다는 기재가 없는 한, 양 끝의 값과 그 사이의 모든 중간값을 포함한다.
본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
본 발명에 따른 전지셀 모듈 어셈블리는 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 스택, 상기 전지셀 스택을 수용하는 모듈케이스, 상기 전지셀 스택의 적층 방향 양 끝단에 위치하는 엔드 플레이트, 및 상기 전지셀 스택과 상기 엔드 플레이트 사이에 배치되는 가압판들을 포함하고, 상기 엔드 플레이트에 형성된 관통구에는 상기 가압판들 간의 간격을 조절하기 위한 위치조절부재가 결합된 구조일 수 있다.
상기 복수의 전지셀들은 수지층 및 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스에 전극조립체가 수용된 파우치형 전지셀일 수 있으며, 상기 파우치형 전지셀은 양극 리드 및 음극 리드가 상향 돌출된 단방향 전지셀일 수 있다.
또한, 상기 복수의 전지셀들은 전지셀 카트리지에 수용되고, 상기 전지셀을 수용한 전지셀 카트리지가 밀착 배열되는 구조로 구성될 수 있다.
상기 전지셀 스택을 수용하는 모듈케이스의 형태는 특정한 구조로 한정되지 않으며, 사각 기둥 형태의 모노프레임 형태, 탑 프레임과 U-프레임이 결합된 형태, 또는 4개의 측면들이 결합하는 형태일 수 있다.
상기 엔드 플레이트는 상기 전지셀 스택의 적층 방향 양 끝단 각각에 위치하는 한 쌍으로 구성되며, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트는 상기 모듈케이스와 결합한다.
또한, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트에 장볼트(long bolt)를 통과시켜서 상기 전지셀 스택의 부피 팽창을 구속할 수 있다.
상기 복수의 전지셀들은 수많은 단계를 거쳐서 만들어지기 때문에, 각 단계마다 발생할 수 있는 공정 편차에 따라 개별 전지셀들의 두께, 높이 등 규격 상 편차가 발생하게 된다.
일반적으로 전지셀 모듈 어셈블리를 제조할 때는, 상기 편차를 고려하고 있으며, 본 명세서에서 사용하는 '양의 편차'는 평균값을 기준으로 평균값 보다 큰측의 편차를 의미하고, '음의 편차'는 평균값을 기준으로 평균값 보다 작은측의 편차를 의미한다.
구체적으로, 양의 편차를 기준으로 전지셀 두께를 산정하는 경우에는, 실제로 적층된 전지셀 스택에서 전지셀들 간에 이격 공간이 발생하게 된다. 이와 같은 경우, 전지셀들의 유동이 일어날 수 있으므로 상기 이격 공간이 발생하지 않도록 제조할 필요가 있다.
반대로, 상기 전지셀들의 평균 두께에서 음의 편차를 기준으로 전지셀 두께를 산정하는 경우에는, 전지셀들이 중첩되도록 배치된다. 이와 같이 전지셀들이 중첩되도록 배치되는 경우에는 초기 조립 조건부터 전지셀들이 중첩되기 때문에 충방전에 따른 전지셀의 스웰링(swelling)에 대비한 잉여 공간을 확보할 수 없으므로 바람직하지 않다.
이에, 본 발명은, 복수의 전지셀들을 적층할 때 양의 편차를 기준으로 전지셀들을 적층하는 방법을 사용하되, 적층된 전지셀들 간에 이격 공간이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 전지셀 스택과 엔드 플레이트 사이에 가압판을 추가하고, 상기 가압판을 전지셀 스택 방향으로 가압하여 전지셀들 사이에 생기는 이격 공간을 제거하는 구조를 제공한다.
이와 관련하여, 도 1은 하나의 실시예에 따른 전지셀 모듈 어셈블리의 전장방향 수직 단면도이다.
도 1을 참조하면, 전지셀 모듈 어셈블리(100)는 12개의 전지셀(101)들로 구성되는 전지셀 스택(110)이 모듈케이스(120) 내에 수용되어 있으며, 전지셀 스택(110)의 적층 방향 양 끝단에 있는 엔드 플레이트(130)는 모듈케이스(120)와 결합하고 있다.
전지셀 스택(110)과 좌측 엔드 플레이트(130) 사이에는 제1가압판(141)이 배치되고 전지셀 스택(110)과 우측 엔드 플레이트(130) 사이에는 제2가압판(142)이 배치되어 있다. 우측 엔드 플레이트(130)에는 관통구가 형성되어 있고, 상기 관통구에는 가압판들(140) 간의 간격을 조절하여 전지셀 스택(110)에 압력을 인가하기 위한 위치조절부재로서 볼트(131)가 결합되어 있다.
도 1은 우측 엔드 플레이트에만 관통구가 형성되고, 상기 관통구에 볼트가 결합된 구조를 도시하고 있으나, 이와 달리, 좌측 엔드 플레이트에도 상기 관통구 및 볼트와 동일한 구조가 형성될 수 있다.
상기 전지셀 스택을 구성하는 전지셀의 개수는 도 1에 도시된 바와 같이 12개로 한정되는 것은 아니며, 전지셀 모듈 어셈블리의 용량 및 출력량을 고려하여, 직렬 및/또는 병렬 연결된 복수의 전지셀들을 개수에 특별한 제한없이 사용될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀 모듈 어셈블리의 제조방법으로서, 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 스택을 모듈 케이스에 수납하는 단계, 상기 전지셀 스택의 적층 방향 양측 끝단 각각에 가압판을 배치하는 단계, 상기 가압판의 외측에 엔드 플레이트를 배치한 후 상기 엔드 플레이트를 상기 모듈 케이스에 고정하는 단계, 및 상기 엔드 플레이트에 결합된 위치조절부재를 조절하여 상기 복수의 전지셀들 간의 간격을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치조절부재는 헤드가 없는 형태의 볼트일 수 있다.
도 2는 도 1의 전지셀 모듈 어셈블리의 정면도이다.
도 2를 참조하면, 엔드 플레이트(130)에는 6개의 관통구(145)가 형성되어 있고, 각각의 관통구(145)에는 가압판들을 가압하기 위한 위치조절부재로서 볼트(131)가 삽입되어 있다.
볼트(131)는 관통구(145) 내에서 조여지거나 풀리면서 가압판을 가압하는 바, 볼트(131)가 관통구(145) 내로 들어가서 볼트의 내측 끝단(132)이 엔드 플레이트(130)의 내측면에서 가압판 쪽으로 더 돌출되어 가압판을 가압하게 된다. 따라서, 볼트(131)는 헤드가 없는 형태의 무두볼트를 사용하는 것이 바람직하다.
볼트(131)의 외측 방향에는 볼트를 조이거나 풀기 위해 육각렌치가 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 있다.
도 2의 엔드 플레이트에는 6개의 관통구가 2행 및 3열로 형성되어 있으나, 상기 관통구의 개수 및 배치는 이에 한정되지 않으며, 가압판에 대한 가압력이 가압판의 전체 면적에서 균일하게 인가되기 위하여 2행 이상 및 2열 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3은 가압판이 전지셀 스택을 가압하기 전과 후를 나타내는 수직 단면도이다.
도 3을 참조하면, 볼트(131)가 엔드 플레이트(130)에 형성된 관통구(145)를 통과하기 이전에는, 전지셀(101)과 가압판(140) 사이가 떨어진 상태인 반면, 볼트(131)를 조여서 가압판(140)을 전지셀(101) 쪽으로 밀면 전지셀들이 밀착될 수 있는 바, 전지셀들 사이에 형성된 이격 공간을 제거할 수 있다.
이와 같이, 가압판(140) 전체 부분에서 가압력이 인가되는 것이 아니라, 엔드 플레이트 상에 형성된 몇 개의 관통구를 통과하는 볼트에 의해 가압판이 가압되는 점을 고려할 때, 상기 가압판은 볼트에 의해 전지셀 스택 방향으로 이동할 때, 가압판의 평면 형태가 유지되는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 가압판은 아연 강판을 사용할 수 있으며, 볼트에 의해 가압한 부분만 변형되면서 전지셀을 가압하는 것이 아니라, 가압판의 평면이 유지되면서 전체적으로 전지셀 방향으로 이동될 수 있도록 1 mm 내지 5 mm의 두께를 갖는 가압판을 사용할 수 있다.
또한, 상기 가압판이 가압되면서 전지셀 스택의 최외각에 있는 전지셀의 일측면 전체를 가압하기 위하여, 상기 전지셀 스택의 적층 방향에 대해 수직인 평면을 기준으로, 상기 가압판의 평면상 크기는 상기 전지셀의 평면상 크기와 같거나, 더 큰 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 4는 도 1의 엔드 플레이트의 관통구 외주변에 지지부가 형성된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 4를 참조하면, 관통구(145)의 외주변에는, 위치조절부재인 볼트(131)가 결합되어 고정될 수 있도록 지지부(147)가 형성되어 있다. 볼트(131)가 지지부에 수용된 상태에서, 볼트가 지지부 바깥으로 돌출되면 엔드 플레이트의 전체적인 두께가 증가하게 되므로, 전지셀 모듈 어셈블리의 에너지 밀도가 저하될 수 있는 점을 고려할 때, 볼트가 지지부 바깥으로 돌출되지 않도록, 지지부(147)의 높이(h1)는 볼트(131)의 높이(h2)와 같거나 더 긴 형태로 이루어진다.
또한, 볼트(131)의 외측 끝단(133)이 지지부(147)의 외측 끝단보다 돌출되지 않는 범위 내에서 이동하는 것이 바람직하다.
도 5는 위치조절부재가 일체형으로 부가된 가압판의 측면도이다.
도 5를 참조하면, 가압판(240)은 가압판 본체(245) 상에 볼트를 회전시키기 위한 회전축(242)이 부착되어 있으며, 볼트(241)는 회전축(242) 상에 결합된 형태이다. 볼트는 회전축과 결합되어 있으나, 가압판 본체(245)와는 결합되지 않은 상태인 바, 볼트를 육각 렌치 등을 이용하여 회전시킴으로써 가압판(240)의 볼트(241)가 엔드 플레이트의 관통구 상에 배치되도록 조립할 수 있다. 이와 같이 볼트가 회전축에 결합되어 있으나, 가압판 본체와는 결합되지 않은 상태인 바, 복수의 볼트가 일체형으로 형성된 가압판을 사용하더라도 상기 복수의 볼트가 균일한 힘을 인가하기 때문에 가압판과 엔드 플레이트와의 결합을 용이하게 할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 전지셀 모듈 어셈블리를 포함하는 전지팩을 제공하며, 상기 전지팩은 고전압 및 고출력을 필요로 하는 하이브리드 전기자동차, 전기자동차, 전기이륜차, 또는 전력저장장치 등의 에너지원으로 사용될 수 있다.
본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
100: 전지셀 모듈 어셈블리
101: 전지셀
110: 전지셀 스택
120: 모듈케이스
130: 엔드 플레이트
131, 241: 볼트
132: 볼트의 내측 끝단
133: 볼트의 외측 끝단
140, 240: 가압판
141: 제1가압판
142: 제2가압판
145: 관통구
147: 지지부
242: 회전축
245: 가압판 본체
h1: 지지부의 높이
h2: 볼트의 높이

Claims (13)

  1. 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 스택;
    상기 전지셀 스택을 수용하는 모듈케이스;
    상기 전지셀 스택의 적층 방향 양 끝단에 위치하는 엔드 플레이트; 및
    상기 전지셀 스택과 상기 엔드 플레이트 사이에 배치되는 가압판들;
    을 포함하고,
    상기 엔드 플레이트에 형성된 관통구에는 상기 가압판들 간의 간격을 조절하기 위한 위치조절부재가 결합되어 있는 전지셀 모듈 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가압판들은 제1가압판 및 제2가압판을 포함하고,
    상기 엔드 플레이트는, 상기 제1가압판 및 제2가압판 중 적어도 어느 하나를 가압하기 위한 위치조절부재가 결합되어 있는 전지셀 모듈 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 위치조절부재는 헤드가 없는 형태의 볼트이고,
    상기 볼트의 조임과 풀림에 의해 상기 제1가압판 및 제2가압판 중 적어도 어느 하나가 이동하면서 상기 복수의 전지셀들의 간격을 조절하는 전지셀 모듈 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가압판은, 상기 위치조절부재에 의해 상기 전지셀 스택 방향으로 이동할 때, 평면 형태가 유지되는 소재로 이루어진 전지셀 모듈 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 스택의 적층 방향에 대해 수직인 평면을 기준으로, 상기 가압판의 평면상 크기는 상기 전지셀의 평면상 크기와 같거나, 더 큰 크기인 전지셀 모듈 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 가압판과 상기 위치조절부재는 일체형으로 이루어진 전지셀 모듈 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구의 외주변에는, 상기 위치조절부재가 결합되어 고정될 수 있도록 지지부가 형성되어 있는 전지셀 모듈 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 지지부의 높이는 상기 위치조절부재의 높이와 같거나 더 긴 형태인 전지셀 모듈 어셈블리.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 위치조절부재는, 외측 끝단이 상기 지지부의 외측 끝단보다 돌출되지 않는 범위 내에서 이동하는 형태인 전지셀 모듈 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구는 2개 이상의 관통구들이 일직선으로 나열되는 형태로 이루어지고, 상기 일직선으로 나열되는 형태는 2행 이상 및 2열 이상으로 형성되어 있는 전지셀 모듈 어셈블리.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 전지셀 모듈 어셈블리의 제조방법으로서,
    복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 스택을 모듈 케이스에 수납하는 단계;
    상기 전지셀 스택의 적층 방향 양측 끝단 각각에 가압판을 배치하는 단계;
    상기 가압판의 외측에 엔드 플레이트를 배치한 후 상기 엔드 플레이트를 상기 모듈 케이스에 고정하는 단계; 및
    상기 엔드 플레이트에 결합된 위치조절부재를 조절하여 상기 복수의 전지셀들 간의 간격을 조절하는 단계;
    를 포함하는 전지셀 모듈 어셈블리의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 위치조절부재는 헤드가 없는 형태의 볼트인 전지셀 모듈 어셈블리의 제조방법.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 전지셀 모듈 어셈블리를 포함하는 전지팩.
KR1020200025464A 2020-02-28 2020-02-28 전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리 KR20210110046A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200025464A KR20210110046A (ko) 2020-02-28 2020-02-28 전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200025464A KR20210110046A (ko) 2020-02-28 2020-02-28 전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210110046A true KR20210110046A (ko) 2021-09-07

Family

ID=77797517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200025464A KR20210110046A (ko) 2020-02-28 2020-02-28 전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210110046A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115939430A (zh) * 2022-10-11 2023-04-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组调节装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060060800A (ko) 2004-11-30 2006-06-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR20130123762A (ko) 2012-05-03 2013-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지 조립체 및 이에 적용되는 가압 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060060800A (ko) 2004-11-30 2006-06-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR20130123762A (ko) 2012-05-03 2013-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지 조립체 및 이에 적용되는 가압 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115939430A (zh) * 2022-10-11 2023-04-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组调节装置
CN115939430B (zh) * 2022-10-11 2024-02-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组调节装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7625665B2 (en) Secondary battery module and end-plate used in the same
KR101238060B1 (ko) 조전지 및 조전지를 장착한 차량
KR102315847B1 (ko) 용접 불량을 방지할 수 있는 전지팩 프레임을 포함하는 전지팩 및 이를 제조하기 위한 가압 지그
KR102518181B1 (ko) 차량용 배터리팩 구조
EP3706189B1 (en) Battery module and battery pack
WO2014024432A1 (ja) 車両用のバッテリシステム及びバッテリシステムを備える電動車両
KR100629222B1 (ko) 배터리
JP6184959B2 (ja) バッテリシステム及びバッテリシステムを備える車両並びに蓄電装置
KR100669333B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR101181849B1 (ko) 이차 전지 모듈과 이차 전지 모듈의 격벽
US20230112307A1 (en) Battery pack
US10903472B2 (en) Electrode tab coupling member and electrode tab coupling assembly comprising same
EP3883007A1 (en) A battery module, a method for assembling a battery module and a vehicle including a battery pack comprising at least one battery module
CN214706144U (zh) 电池模块夹紧装置以及电池组
JP7083773B2 (ja) 電池モジュール
KR20210110046A (ko) 전지셀의 간격 조절이 가능한 전지셀 모듈 어셈블리
JP2023518373A (ja) 電池、電力消費装置及び電池製造方法
CN219476924U (zh) 电池以及用电装置
JP2008243574A (ja) 加圧ホルダー付き組電池
JP2010257650A (ja) バッテリパック
KR102255495B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
JP2021082407A (ja) 電池モジュール
JP4513451B2 (ja) 組電池
CN115336092B (zh) 电池组和包括该电池组的装置
CN110915020A (zh) 电池模块

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination