KR20210139003A - Battery module case and battery module having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복수의 배터리 셀들이 케이스의 내부에 삽입되어 수용되는 배터리 모듈 케이스 및 이를 포함한 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module case in which a plurality of battery cells are inserted and accommodated in the case, and a battery module including the same.
일반적으로 리튬 이차 전지는 소형 모바일 장치뿐 아니라 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 널리 이용되고 있다. 이러한 리튬 이차 전지는 용량 및 출력을 높이기 위해 적층이 쉽고 무게가 가벼운 파우치형 이차 전지를 복수개 연결하여 사용한다.In general, lithium secondary batteries are widely used not only in small mobile devices but also in mid-to-large devices such as automobiles and power storage devices. These lithium secondary batteries are used by connecting a plurality of pouch-type secondary batteries, which are easy to stack and light in weight, in order to increase capacity and output.
그러나 파우치형 이차 전지와 같은 배터리 셀을 복수개 적층시켜 배터리 모듈을 구성할 때에는, 다수의 배터리 셀을 적층한 후 케이스의 내부에 적층된 배터리 셀들을 삽입하여 케이스의 내부에 배터리 셀들이 수용되어 있는 형태로 배터리 모듈이 구성된다.However, when a battery module is constructed by stacking a plurality of battery cells, such as a pouch-type secondary battery, after stacking a plurality of battery cells, the stacked battery cells are inserted into the case to accommodate the battery cells inside the case. The battery module is composed of
이때, 적층된 배터리 셀들은 케이스의 내부에서 적층된 방향으로 가압되지 않은 상태가 되어 즉, 케이스의 내부에 배터리 셀들을 조립 시 초기 면압이 가해지지 않는 상태가 된다.At this time, the stacked battery cells are not pressurized in the stacking direction inside the case, that is, when assembling the battery cells inside the case, the initial surface pressure is not applied.
이에 따라 배터리 셀들의 충방전 시 배터리 셀의 내부에서 발생하는 가스로 인해 배터리 셀들이 부풀어올라, 배터리 셀의 내부에 적층된 상태로 구비된 전극들 사이가 들떠서 배터리 모듈의 충방전 사이클에 성능 저하를 가져올 수 있는 문제점이 있다.Accordingly, when the battery cells are charged and discharged, the battery cells swell due to the gas generated inside the battery cells, and the electrodes provided in the stacked state inside the battery cells are excited, thereby reducing performance in the charge/discharge cycle of the battery module. There are problems that can bring.
이를 보완하기 위해 적층되는 배터리 셀들 사이에 탄성 패드 등을 삽입하는 경우가 있는데, 이는 제품의 조립 공수를 증가시키고 제조 원가를 상승시키며 조립성을 악화시키는 요인이 될 수 있다.To compensate for this, an elastic pad or the like is sometimes inserted between stacked battery cells, which may increase the number of assembling man-hours of the product, increase the manufacturing cost, and deteriorate assembling property.
본 발명은 복수의 배터리 셀들이 케이스의 내부에 삽입되어 수용된 상태에서 배터리 셀들이 적층된 방향으로 가압되어 배터리 셀들에 적절한 초기 면압을 줄 수 있는 배터리 모듈 케이스 및 이를 포함한 배터리 모듈을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery module case and a battery module including the same, in which a plurality of battery cells are pressed in a stacked direction in a state in which the battery cells are inserted and accommodated in the case to give an appropriate initial surface pressure to the battery cells.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스는, 바닥벽 및 상기 바닥벽의 대향하는 두 모서리로부터 상부 방향으로 구비된 한 쌍의 측벽을 포함하는 케이스; 및 상기 케이스 내부에서 탄성부재를 매개로 각 측벽에 결합된 한 쌍의 가압부재를 포함하며, 상기 탄성부재의 일단은 상기 측벽과 접촉하고 타단은 상기 가압부재와 접촉하며, 상기 한 쌍의 가압부재 간 이격 거리는 상기 바닥벽으로부터 상부 방향으로 갈수록 점차 증가하도록 배치될 수 있다.In order to achieve the above object, the battery module case according to the present invention includes: a case including a bottom wall and a pair of side walls provided in an upward direction from two opposite corners of the bottom wall; and a pair of pressing members coupled to each sidewall via an elastic member inside the case, wherein one end of the elastic member is in contact with the sidewall and the other end is in contact with the pressing member, and the pair of pressing members The spacing distance may be arranged to gradually increase from the bottom wall toward an upper direction.
또한, 상기 케이스의 한 쌍의 측벽에 각각 결합된 탄성부재는 복수로 구성되며 상하 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.In addition, a plurality of elastic members respectively coupled to a pair of sidewalls of the case may be disposed to be spaced apart from each other in the vertical direction.
또한, 상대적으로 하측에 배치된 탄성부재의 탄성계수보다 상측에 배치된 탄성부재의 탄성계수가 더 크게 형성될 수 있다.In addition, the elastic modulus of the elastic member disposed on the upper side may be formed to be larger than the elastic modulus of the elastic member disposed on the lower side relatively.
또한, 상기 탄성부재는 압축 코일스프링 또는 판스프링일 수 있다.In addition, the elastic member may be a compression coil spring or a plate spring.
또한, 상기 케이스는, 상기 케이스의 측벽과 인접한 가압부재의 사이에 각각 배치되되 인접한 가압부재와 이격되어 배치되고, 상하 방향으로 적어도 일부가 가압부재의 범위 내에 위치하여 상기 케이스에 결합된 한 쌍의 하측 지지부를 더 포함할 수 있다.In addition, the case is disposed between the side wall of the case and the adjacent pressing member, respectively, disposed spaced apart from the adjacent pressing member, and at least a part of the case is positioned within the range of the pressing member in the vertical direction and coupled to the case. It may further include a lower support.
또한, 상기 한 쌍의 하측 지지부는 하단이 케이스의 바닥벽에 결합되며 상기 바닥벽에서 상부 방향으로 연장 형성될 수 있다.In addition, the lower end of the pair of lower support portions may be coupled to the bottom wall of the case and extend upwardly from the bottom wall.
또한, 상기 케이스의 상측에 결합된 상부 커버를 더 포함하며, 상기 상부 커버는 상기 케이스의 한 쌍의 하측 지지부에 대응되는 위치에 하부 방향으로 한 쌍의 상측 지지부가 돌출 형성되고, 상하 방향으로 적어도 일부가 가압부재의 범위 내에 위치할 수 있다.In addition, it further includes an upper cover coupled to the upper side of the case, wherein the upper cover has a pair of upper support portions protruding downward at a position corresponding to the pair of lower support portions of the case, and at least in the vertical direction. Some may be located within the range of the pressing member.
그리고 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기 배터리 모듈 케이스; 및 상기 배터리 모듈 케이스의 케이스 내부에 수용되되 상기 한 쌍의 가압부재 사이에 삽입되어 탄성부재들이 압축되며, 상기 한 쌍의 가압부재가 서로 마주보는 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀; 을 포함할 수 있다.And the battery module according to the present invention, the battery module case; and a plurality of battery cells accommodated in the case of the battery module case and inserted between the pair of pressing members to compress the elastic members, and stacked in a direction in which the pair of pressing members face each other; may include.
또한, 상기 한 쌍의 가압부재는 각각 인접한 케이스의 측벽으로부터 이격될 수 있다.In addition, the pair of pressing members may be spaced apart from the side walls of each adjacent case.
그리고 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기 배터리 모듈 케이스; 및 상기 배터리 모듈 케이스의 케이스 내부에 수용되되 상기 한 쌍의 가압부재 사이에 삽입되어 탄성부재들이 압축되며, 상기 한 쌍의 가압부재가 서로 마주보는 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀; 을 포함하고, 상기 한 쌍의 가압부재는 각각 인접한 케이스의 측벽으로부터 이격되어 있으며, 상기 한 쌍의 가압부재는 각각 인접한 하측 지지부 및 상측 지지부로부터 이격될 수 있다.And the battery module according to the present invention, the battery module case; and a plurality of battery cells accommodated in the case of the battery module case and inserted between the pair of pressing members to compress the elastic members, and stacked in a direction in which the pair of pressing members face each other; Including, wherein the pair of pressing members are spaced apart from the sidewalls of the adjacent cases, respectively, the pair of pressing members may be spaced apart from the adjacent lower support and upper support, respectively.
또한, 충방전에 의한 상기 복수의 배터리 셀의 팽창 시 상기 한 쌍의 가압부재는 각각 인접한 하측 지지부 및 상측 지지부에 접촉되어 받쳐질 수 있다.In addition, when the plurality of battery cells are expanded by charging and discharging, the pair of pressing members may contact and support the adjacent lower and upper support parts, respectively.
본 발명의 배터리 모듈 케이스 및 이를 포함한 배터리 모듈은 배터리 셀들을 적층하여 케이스의 내부에 삽입함과 동시에 배터리 셀들에 적절한 면압을 줄 수 있어 배터리 셀들의 사이클 성능을 향상시킬 수 있다.The battery module case of the present invention and the battery module including the same can improve the cycle performance of the battery cells by stacking the battery cells and inserting the battery cells into the case and at the same time providing an appropriate surface pressure to the battery cells.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스 및 이를 포함한 배터리 모듈은, 복수의 배터리 모듈을 적층한 상태로 케이스의 내부에 삽입하기 용이하다.In addition, the battery module case and the battery module including the same according to the present invention are easily inserted into the case in a stacked state of a plurality of battery modules.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스 및 이를 포함한 배터리 모듈은 구조적인 강성이 강화되어 내구성이 향상되며, 배터리 셀의 스웰링 발생 시 케이스의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.In addition, the battery module case and the battery module including the same according to the present invention have improved durability by strengthening structural rigidity, and can prevent deformation and damage of the case when swelling of the battery cells occurs.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스 및 이를 포함한 배터리 모듈은 케이스의 내부에 수용된 배터리 셀들에 면압을 주기 위한 패드 등의 추가 보조물이 불필요한 장점이 있다.In addition, the battery module case and the battery module including the same according to the present invention have the advantage that no additional auxiliary materials such as a pad for applying a surface pressure to the battery cells accommodated in the case are unnecessary.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 케이스에 적층된 복수의 배터리 셀을 삽입하기 전 상태를 나타낸 정면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 케이스의 내부에 적층된 복수의 셀들이 삽입되어, 배터리 셀들이 적층된 방향으로 가압된 상태의 배터리 모듈을 나타낸 정면도 및 상측 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스의 탄성부재가 압축 코일스프링인 실시예 및 판스프링인 실시예를 각각 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 케이스의 상부에 결합된 커버를 더 포함한 배터리 모듈을 나타낸 정면도이다.
도 7은 도 6에서 배터리 셀들이 적층된 방향으로 팽창되었을 때 하측 지지부 및 상측 지지부에 가압부재가 받쳐진 상태를 나타낸 정면도이다.
도 8은 종래의 기술 대비 본 발명에 따른 배터리 모듈의 충방전 사이클 횟수에 따른 배터리 모듈의 보유 용량을 비교 실험한 그래프이다.1 is a front view showing a state before inserting a plurality of battery cells stacked in a battery module case according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are a front view and a top plan view showing a battery module in a state in which a plurality of cells stacked inside the battery module case according to an embodiment of the present invention are inserted, and the battery cells are pressed in the stacking direction. .
4 and 5 are front views respectively showing an embodiment in which the elastic member of the battery module case according to the present invention is a compression coil spring and an embodiment in which the plate spring is a compression coil spring.
6 is a front view showing the battery module further including a cover coupled to the upper portion of the case in the battery module according to an embodiment of the present invention.
7 is a front view illustrating a state in which the pressing member is supported on the lower support part and the upper support part when the battery cells are expanded in the stacking direction in FIG. 6 .
8 is a graph comparing and experimenting with the storage capacity of the battery module according to the number of charge/discharge cycles of the battery module according to the present invention compared to the prior art.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. The following detailed description is merely exemplary, and only shows preferred embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 케이스에 적층된 복수의 배터리 셀을 삽입하기 전 상태를 나타낸 정면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 케이스의 내부에 적층된 복수의 셀들이 삽입되어, 배터리 셀들이 적층된 방향으로 가압된 상태의 배터리 모듈을 나타낸 정면도 및 상측 평면도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스의 탄성부재가 압축 코일스프링인 실시예 및 판스프링인 실시예를 각각 나타낸 정면도이다.1 is a front view illustrating a state before inserting a plurality of battery cells stacked in a battery module case according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are the interior of the battery module case according to an embodiment of the present invention It is a front view and a top plan view showing the battery module in a state in which a plurality of cells stacked in the battery cell are inserted and pressed in the stacking direction, and FIGS. 4 and 5 are the elastic members of the battery module case according to the present invention are compressed. It is a front view respectively showing the embodiment which is a coil spring and the embodiment which is a plate spring.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스는 크게 케이스(100), 탄성부재(200) 및 가압부재(300)로 구성될 수 있다.As shown, the battery module case according to the present invention may be largely composed of a
케이스(100)는 바닥벽(110) 및 한 쌍의 측벽(120)으로 구성될 수 있다. 바닥벽(110)은 두께보다 가로 및 세로 길이가 긴 평판 형태로 형성될 수 있고, 바닥벽(110)은 폭방향 및 길이방향이 이루는 평면과 나란하게 배치될 수 있다. 한 쌍의 측벽(120)은 각각 두께보다 가로 및 세로 길이가 긴 평판 형태로 형성될 수 있고, 측벽(120)은 높이방향 및 길이방향이 이루는 평면과 나란하게 배치될 수 있다. 도면에서 폭방향은 좌우 방향이고, 길이방향은 전후 방향이며, 높이방향은 상하 방향이 될 수 있다. 즉, 폭방향과 길이방향은 서로 수직이며, 높이방향은 폭방향 및 길이방향에 모두 수직인 방향이 될 수 있다. 그리고 한 쌍의 측벽(120)은 폭방향으로 바닥벽(110)의 양측에 배치되어 한 쌍의 측벽(120)이 서로 이격되어 마주보는 형태로 배치될 수 있다. 일례로 바닥벽(110)의 대향하는 두 모서리로부터 높이방향 상부 방향으로 한 쌍의 측벽(120)이 구비되며, 한 쌍의 측벽(120)은 바닥벽(110)에 결합될 수 있다. 또한, 한 쌍의 측벽(120)은 일례로 수지 재질을 이용한 사출성형을 통해 바닥벽(110)과 일체로 형성될 수 있으며, 바닥벽(110)의 폭방향 양측 단부에서 상측으로 한 쌍의 측벽(120)이 연장 형성된 형태로 바닥벽(110)과 한 쌍의 측벽(120)이 일체로 형성될 수 있다. 또는 한 쌍의 측벽(120)은 바닥벽(110)과는 별도로 형성된 후 한 쌍의 측벽(120)이 바닥벽(110)에 결합되어 고정된 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 케이스(100)는 바닥벽(110)과 한 쌍의 측벽(120) 이외에, 바닥벽(110)과 한 쌍의 측벽(120)에 의해 형성된 길이방향 양쪽 측면의 개방된 부분에 결합되어 개방된 부분을 막는 형태로 사이드 커버가 결합될 수도 있다.The
탄성부재(200)는 일단이 측벽(120)과 접촉되어 결합되고 타단이 가압부재(300)와 접촉되어 결합될 수 있다. 그리고 탄성부재(200)는 외력이 작용하여 가압부재(300)가 측벽(120)에 근접하는 방향으로 이동될 때 가압부재(300)를 원래의 위치로 복원시키려는 탄성을 갖는 재질 또는 구조로 형성될 수 있다. 그리고 탄성부재(200)는 한 쌍측 측벽(120)에 각각 복수의 탄성부재(200)가 배치될 수 있으며, 하나의 측벽(120)에서 높이방향 상하로 이격되어 탄성부재(200)가 배치될 수 있다. 이때, 상대적으로 높이방향 상측에 배치된 탄성부재(200)의 길이보다 하측에 배치된 탄성부재(200)의 길이가 더 길게 형성될 수 있으며, 하측에 배치된 탄성부재(200)의 탄성계수보다 상측에 배치된 탄성부재(200)의 탄성계수가 더 크게 형성될 수 있다. 또한, 복수의 탄성부재(200)가 길이방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 탄성부재(200)는 일례로 도 4와 같이 압축 코일스프링(201)이 될 수 있으며, 압축 코일스프링(201)은 측벽(120)의 내측면 즉, 한 쌍의 측벽(120)이 서로 마주보는 면에 일측이 결합되어 고정되고 타측은 측벽(120)에 대해 수직인 방향으로 케이스(100)의 내부 공간을 향해 연장된 형태로 형성될 수 있다. 또는 탄성부재(200)는 도 5와 같이 판스프링(202)이 될 수 있으며, 판스프링(202)은 단면이 곡선 형태로 형성되어 볼록한쪽이 가압부재(300)를 향하도록 배치될 수 있다. 그리고 판스프링(202)은 높이방향 양단이 측벽(120)에 접촉하여 결합되고, 볼록한 부분이 가압부재(300)에 접촉되어 결합될 수 있다. 이외에도 탄성부재는 다양하게 형성될 수 있다.The
가압부재(300)는 두께보다 가로 및 세로 길이가 긴 평판 형태로 형성될 수 있고, 가압부재(300)는 한 쌍으로 구성되어 케이스(100)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 그리고 가압부재(300)는 하나의 측벽(120)에서 이격되어 하나의 가압부재(300)가 배치될 수 있으며, 한 쌍의 가압부재(300)는 폭방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 한 쌍의 가압부재(300)는 탄성부재(200)를 매개로 각각 인접한 측벽(120)에 결합될 수 있으며, 가압부재(300)는 탄성부재(200)들의 타단에 결합될 수 있다. 또한, 한 쌍의 가압부재(300)는 높이방향으로 바닥벽(110)에서부터 상부 방향으로 갈수록 폭방향으로 둘 사이의 이격된 거리가 점점 증가하도록 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 가압부재(300)는 각각 인접한 측벽(120)과의 폭방향으로 이격된 거리가 높이방향 하측에서 상측으로 갈수록 좁아지는 형태로 배치될 수 있다.The
그리고 배터리 셀(400)은 두께에 비해 가로 및 세로 길이가 긴 장방형의 평판 형태로 형성될 수 있으며, 도시되지는 않았으나 배터리 셀(400)은 일례로 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 교번 배치되는 형태로 두께방향으로 적층된 전극 조립체가 파우치 외장재의 내부에 수용되어 밀봉된 형태로 형성될 수 있으며, 파우치 외장재의 내부에는 전해질이 채워져 있을 수 있다. 또한, 배터리 셀(400)은 양극판들과 음극판들에 연결된 전극탭들이 파우치 외장재의 외부로 인출되어 있을 수 있으며, 일례로 전극탭들은 배터리 셀(400)의 길이방향 양측면에서 인출된 형태로 형성될 수 있다.In addition, the
그리하여 폭방향으로 복수의 배터리 셀(400)을 적층한 상태에서 상기한 바와 같은 본 발명의 배터리 모듈 케이스의 상측에서 한 쌍의 가압부재(300) 사이로 배터리 셀(400) 적층체를 삽입하여 조립할 때, 한 쌍의 가압부재(300)의 상부쪽의 이격된 거리가 배터리 셀(400) 적층체의 전체 폭보다 넓게 형성되기 때문에 배터리 셀(400) 적층체를 한 쌍의 가압부재(300) 사이로 삽입하는 것이 매우 용이할 수 있다. 그리고 배터리 셀(400) 적층체가 한 쌍의 가압부재(300) 사이로 삽입되어 가압부재(300)가 폭방향 바깥쪽으로 밀리기 시작하면, 탄성부재(200)들이 압축되면서 가압부재(300)가 측벽(120)과 나란하게 수직인 방향으로 세워진 형태로 회전되면서 폭방향 바깥쪽으로 밀리게 된다. 즉, 본 발명의 배터리 모듈은 배터리 모듈 케이스의 케이스 내부에 복수의 배터리 셀(400)이 적층된 형태로 수용되되 한 쌍의 가압부재(300) 사이에 삽입되어 탄성부재(200)들이 압축된 상태이며, 탄성부재(200)들의 탄성력에 의해 한 쌍의 가압부재(300)가 배터리 셀(400) 적층체를 폭방향으로 밀어 가압하는 상태로 유지될 수 있다. 이에 따라 배터리 셀(400)들을 적층하여 배터리 모듈 케이스에 삽입하여 조립함과 동시에 배터리 셀(400)들에 적절한 면압을 줄 수 있어, 배터리 모듈의 충방전 사이클 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 높이방향으로 상측에 위치하는 탄성부재(200)와 하측에 위치하는 탄성부재(200)의 탄성계수 차이에 의해 가압부재(300)가 배터리 셀(400)들을 균일한 압력으로 가압할 수 있어 배터리 셀들의 충방전 성능 저하를 방지할 수 있다.Thus, when assembling by inserting the
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스는 케이스(100)에 결합된 한 쌍의 하측 지지부(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 하측 지지부(130)는 일례로 케이스(100)의 바닥벽(110) 상면에서 높이방향 상측으로 돌출된 형태로 형성될 수 있으며, 하측 지지부(130)의 상단 높이는 가압부재(300)의 하단보다 높게 형성되어 높이방향으로 하측 지지부(130)의 적어도 일부가 가압부재(300)의 높이 범위 내에 위치하도록 배치될 수 있다. 그리고 하측 지지부(130)는 서로 인접한 측벽(120)과 가압부재(300)의 사이에 각각 배치되어 하측 지지부(130)가 한 쌍이 구비될 수 있다. 또한, 하측 지지부(130)는 높이보다 길이가 길게 길이방향으로 연장되어 가압부재(300)의 길이에 대응되는 길이로 형성될 수 있으며, 하측 지지부(130)는 길이방향을 따라 연속되어 형성된 형태를 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 단속적으로 형성된 형태 등 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 하측 지지부(130)는 인접한 측벽(120)과 가압부재(300)의 사이에 배치될 수 있으며, 하측 지지부(130)는 인접한 측벽(120) 및 가압부재(300)로부터 이격되어 배치될 수 있다.In addition, the battery module case according to the present invention may be configured to further include a pair of
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 케이스의 상부에 결합된 커버를 더 포함한 배터리 모듈을 나타낸 정면도이다.6 is a front view showing the battery module further including a cover coupled to the upper portion of the case in the battery module according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 모듈 케이스 및 배터리 모듈은 높이방향으로 케이스(100)의 상측에 결합된 상부 커버(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 본 발명의 배터리 모듈은 케이스(100)의 내부에 배터리 셀(400) 적층체를 삽입하여 조립한 후 케이스(100)의 상측에 상부 커버(500)를 결합하여 케이스(100)의 개방된 상측을 덮어 막을 수 있다. 그리고 상부 커버(500)는 하면에서 높이방향 하측으로 돌출된 형태로 한 쌍의 상측 지지부(510)가 형성될 수 있으며, 상부 커버(500)가 케이스(100)에 결합된 상태에서 한 쌍의 상측 지지부(510)의 하단 높이는 가압부재(300)의 상단보다 낮게 형성되어 높이방향으로 상측 지지부(510)의 적어도 일부가 가압부재(300)의 높이 범위 내에 위치하도록 배치될 수 있다. 그리고 상측 지지부(510)는 서로 인접한 측벽(120)과 가압부재(300)의 사이에 각각 배치될 수 있다. 또한, 상측 지지부(510)는 상기한 하측 지지부(130)와 같이 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 상측 지지부(510)는 인접한 측벽(120)과 가압부재(300)의 사이에 배치될 수 있으며, 상측 지지부(510)는 인접한 측벽(120) 및 가압부재(300)로부터 이격되어 배치될 수 있다.As shown, the battery module case and the battery module according to the present invention may be configured to further include an
그리하여 가압부재(300)가 폭방향 바깥쪽으로 밀려나갈 때 하측 지지부(130) 및 상측 지지부(510)에 의해 가압부재(300)가 받쳐져서, 특정한 위치 이상으로 가압부재(300)가 폭방향 바깥쪽으로 밀려나가지 않을 수 있다. 즉, 하측 지지부(130) 및 상측 지지부(510)는 가압부재(300)가 폭방향 바깥쪽으로 이동되는 범위를 제한하는 스토퍼나 리미터와 같은 역할을 할 수 있다.Thus, when the
도 7은 도 6에서 배터리 셀들이 적층된 방향으로 팽창되었을 때 하측 지지부 및 상측 지지부에 가압부재가 받쳐진 상태를 나타낸 정면도이다.7 is a front view illustrating a state in which the pressing member is supported on the lower support part and the upper support part when the battery cells are expanded in the stacking direction in FIG. 6 .
도시된 바와 같이, 본 발명의 배터리 모듈 케이스의 상측에서 한 쌍의 가압부재(300) 사이에 배터리 셀(400) 적층체가 삽입되고 상부 커버(500)를 케이스(100)에 결합하여 본 발명의 배터리 모듈이 조립된 상태에서, 배터리 셀(400)들이 충방전에 의한 배터리 셀(400) 내부에서 가스 발생 시 폭방향으로 배터리 셀(400) 적층체가 팽창되는데, 이때 한 쌍의 가압부재(300)가 폭방향 바깥쪽으로 밀려 나가다가 하측 지지부(130) 및 상측 지지부(510)에 가압부재(300)가 접촉되어 받쳐져서 폭방향 바깥쪽으로 가압부재(300)가 더 이상 밀리지 않을 수 있다.As shown, the
그리하여 본 발명의 배터리 모듈은 충방전 시 배터리 셀(400)들의 팽창에 의해 가압부재(300)에 작용하는 반력이 탄성부재(200)들과 하측 지지부(130) 및 상측 지지부(510)로 분산되어 케이스(100)의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.Thus, in the battery module of the present invention, the reaction force acting on the
도 8은 종래의 기술 대비 본 발명에 따른 배터리 모듈의 충방전 사이클 횟수에 따른 배터리 모듈의 보유 용량을 비교 실험한 그래프이다.8 is a graph illustrating a comparison experiment of the holding capacity of the battery module according to the number of charge/discharge cycles of the battery module according to the present invention compared to the prior art.
여기에서 종래 기술은 배터리 모듈의 케이스 내부에 구비되어 적층된 배터리 셀들을 적층된 방향으로 가압하지 않은 경우이며, 도시된 바와 같이 종래의 배터리 모듈은 충방전 사이클을 반복하다가 100회 이상 넘어가면서 배터리 모듈의 보유 용량이 급격하게 저하되었다. 반면 본 발명의 배터리 모듈은 충방전 사이클의 반복하더라도 배터리 모듈의 보유 용량이 일정하게 저하되는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 배터리 모듈은 종래 기술에 비해 충방전 사이클 성능을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 배터리 모듈의 수명을 연장시킬 수 있다.Here, the prior art is a case in which the battery cells that are provided inside the case of the battery module are not pressurized in the stacking direction, and as shown, the conventional battery module repeats the charge/discharge cycle while repeating the charge/discharge cycle more than 100 times. of the holding capacity decreased sharply. On the other hand, in the battery module of the present invention, it can be seen that the holding capacity of the battery module is constantly reduced even when the charge/discharge cycle is repeated. That is, the battery module of the present invention can improve the charge/discharge cycle performance compared to the prior art, thereby extending the lifespan of the battery module.
이상에서는 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서도 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In the foregoing, the present invention has been described and illustrated based on preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, but the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as such. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 케이스
110 : 바닥벽
120 : 측벽
130 : 하측 지지부
200 : 탄성부재
201 : 압축 코일스프링
202 : 판스프링
300 : 가압부재
400 : 배터리 셀
500 : 상부 커버
510 : 상측 지지부100: case 110: bottom wall
120: side wall 130: lower support part
200: elastic member
201: compression coil spring 202: leaf spring
300: pressing member
400: battery cell
500: upper cover 510: upper support part
Claims (11)
상기 케이스 내부에서 탄성부재를 매개로 각 측벽에 결합된 한 쌍의 가압부재를 포함하며,
상기 탄성부재의 일단은 상기 측벽과 접촉하고 타단은 상기 가압부재와 접촉하며,
상기 한 쌍의 가압부재 간 이격 거리는 상기 바닥벽으로부터 상부 방향으로 갈수록 점차 증가하는, 배터리 모듈 케이스.
a case including a bottom wall and a pair of side walls provided upwardly from two opposite corners of the bottom wall; and
A pair of pressing members coupled to each side wall via an elastic member in the inside of the case,
One end of the elastic member is in contact with the side wall and the other end is in contact with the pressing member,
The distance between the pair of pressing members gradually increases from the bottom wall toward the upper direction, the battery module case.
상기 케이스의 한 쌍의 측벽에 각각 결합된 탄성부재는 복수로 구성되며 상하 방향으로 이격되어 배치된 배터리 모듈 케이스.
According to claim 1,
A battery module case comprising a plurality of elastic members respectively coupled to a pair of sidewalls of the case and spaced apart from each other in the vertical direction.
상대적으로 하측에 배치된 탄성부재의 탄성계수보다 상측에 배치된 탄성부재의 탄성계수가 더 크게 형성된 배터리 모듈 케이스.
3. The method of claim 2,
A battery module case in which the elastic modulus of the elastic member disposed on the upper side is larger than the elastic modulus of the elastic member disposed on the lower side relatively.
상기 탄성부재는 압축 코일스프링 또는 판스프링인 배터리 모듈 케이스.
3. The method of claim 2,
The elastic member is a compression coil spring or a plate spring battery module case.
상기 케이스는,
상기 케이스의 측벽과 인접한 가압부재의 사이에 각각 배치되되 인접한 가압부재와 이격되어 배치되고, 상하 방향으로 적어도 일부가 가압부재의 범위 내에 위치하여 상기 케이스에 결합된 한 쌍의 하측 지지부를 더 포함하는 배터리 모듈 케이스.
According to claim 1,
The case is
Doedoe respectively disposed between the side wall of the case and the adjacent pressing member, and disposed spaced apart from the adjacent pressing member, at least a part of the lower support portion is positioned within the range of the pressing member in the vertical direction further comprising a pair of lower support parts coupled to the case battery module case.
상기 한 쌍의 하측 지지부는 하단이 케이스의 바닥벽에 결합되며 상기 바닥벽에서 상부 방향으로 연장 형성된 배터리 모듈 케이스.
6. The method of claim 5,
A battery module case having a lower end of the pair of lower support portions coupled to a bottom wall of the case and extending upwardly from the bottom wall.
상기 케이스의 상측에 결합된 상부 커버를 더 포함하며,
상기 상부 커버는 상기 케이스의 한 쌍의 하측 지지부에 대응되는 위치에 하부 방향으로 한 쌍의 상측 지지부가 돌출 형성되고, 상하 방향으로 적어도 일부가 가압부재의 범위 내에 위치하는 배터리 모듈 케이스.
6. The method of claim 5,
Further comprising an upper cover coupled to the upper side of the case,
The upper cover has a pair of upper support portions protruding downward at positions corresponding to the pair of lower support portions of the case, and at least a portion of the upper cover is located within the range of the pressing member in the vertical direction.
상기 배터리 모듈 케이스의 케이스 내부에 수용되되 상기 한 쌍의 가압부재 사이에 삽입되어 탄성부재들이 압축되며, 상기 한 쌍의 가압부재가 서로 마주보는 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀;
을 포함하는 배터리 모듈.
The battery module case of any one of claims 1 to 6; and
a plurality of battery cells accommodated in the case of the battery module case and inserted between the pair of pressing members to compress the elastic members, and stacked in a direction in which the pair of pressing members face each other;
A battery module comprising a.
상기 한 쌍의 가압부재는 각각 인접한 케이스의 측벽으로부터 이격되어 있는 배터리 모듈.
9. The method of claim 8,
The pair of pressing members are respectively spaced apart from the sidewalls of the adjacent case battery module.
상기 배터리 모듈 케이스의 케이스 내부에 수용되되 상기 한 쌍의 가압부재 사이에 삽입되어 탄성부재들이 압축되며, 상기 한 쌍의 가압부재가 서로 마주보는 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀; 을 포함하고,
상기 한 쌍의 가압부재는 각각 인접한 케이스의 측벽으로부터 이격되어 있으며, 상기 한 쌍의 가압부재는 각각 인접한 하측 지지부 및 상측 지지부로부터 이격되어 있는 배터리 모듈.
The battery module case of claim 7; and
a plurality of battery cells accommodated in the case of the battery module case and inserted between the pair of pressing members to compress the elastic members, and stacked in a direction in which the pair of pressing members face each other; including,
The pair of pressing members are spaced apart from the sidewalls of the adjacent case, respectively, and the pair of pressing members are spaced apart from the adjacent lower support part and the upper support part, respectively.
충방전에 의한 상기 복수의 배터리 셀의 팽창 시 상기 한 쌍의 가압부재는 각각 인접한 하측 지지부 및 상측 지지부에 접촉되어 받쳐지는 배터리 모듈.11. The method of claim 10,
When the plurality of battery cells are expanded by charging and discharging, the pair of pressing members are respectively in contact with and support the adjacent lower support part and the upper support part.
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KR102549931B1 (en) * | 2023-03-17 | 2023-06-29 | 이태옥 | Battery assembly for electric vehicles with improved fixing power of secondary batteries and its manufacturing method |
KR20230096663A (en) * | 2021-12-23 | 2023-06-30 | 비나텍주식회사 | Electrical energy storage cell module assembly to prevent gap between electrical energy storage cells |
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US20190198952A1 (en) | 2017-12-26 | 2019-06-27 | Sk Innovation Co., Ltd. | Battery module and manufacturing method thereof |
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- 2020-05-13 KR KR1020200057210A patent/KR20210139003A/en active Search and Examination
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