KR20220013226A - 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈 및 배터리모듈 제작방법 - Google Patents

더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈 및 배터리모듈 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈 및 배터리모듈 제작방법에 관한 것으로, 복수의 이차전지 셀을 수용하는 배터리모듈, 상부커버 및 케이스 부품의 끝단부가 더블픽싱 구조로 형성되어 배터리셀이 수용되는 모듈하우징의 끝단부에 형성되는 요입부 및 모듈하우징과 결합되는 상부커버 등의 배터리 모듈 결합을 위한 부품의 끝단부에 형성되는 삽입부가 서로 끼움 결합하되, 요입부 내부에는 본드를 도포하고, 배터리 모듈 외측은 용접을 통해 배터리모듈 각 부품을 고정하여 부재 간 높은 결합강도를 가지는 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈 및 배터리모듈 제작방법에 관한 것이다.

Description

더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈 및 배터리모듈 제작방법 {Battery module with double fixing structure and manufacturing method thereof}
본 발명은 배터리모듈 및 배터리모듈 제작방법에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 용접시 높은 결합강도를 갖는 구조를 포함하는 배터리모듈과 이를 제작하기 위한 제작방법에 관한 것이다.
이차전지 배터리셀은 양극과 음극, 세퍼레이터 및 전해질로 이루어진 전극조립체를 외장재로 감싼 형태로 형성된다. 단일의 이차전지 배터리셀은 소형 전자기기의 구동에는 적합하지만, 전기자동차 및 가전제품과 같은 중, 대형의 전자기기의 구동에 요구되는 전류를 제공하기에는 에너지용량에 한계가 있어 중, 대형 전자기기에는 복수의 배터리셀을 한 곳에 수용하는 배터리 모듈 또는 복수의 배터리 모듈을 수용한 배터리 팩을 사용한다.
일반적으로 배터리 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 복수개의 배터리셀(1), 모듈하우징(2) 상부커버(3)를 포함하고, 사용되는 전자기기의 특성 및 설계에 따라 전면커버(4) 및 후면커버(5)를 더 포함한다. 여기서 모듈하우징(2)은 복수개의 배터리셀(1)을 수용하되, 모듈하우징(2)과 상부커버(3), 전면커버(4) 및 후면커버(5)가 복수의 배터리셀(1)을 감싸는 형태로 조립되며, 이후 모듈하우징(2)과 상부커버(3), 전면커버(4) 및 후면커버(5)의 결합을 위해 레이저용접 등으로 용접 접합된다.
그러나 배터리 모듈의 각 부품을 용접으로 접합하는 경우에 주변 환경과 용접 조건에 따라 불량이 발생할 수 있고, 배터리 모듈에 냉각홀 등과 같은 부재가 형성되는 경우에는 부재 주변으로 용접 강도가 떨어지는 문제가 발생된다. 또한, 양산 라인에서 용접 품질을 정확히 판단하기 위해서 CT, X-ray 및 초음파 탐지 등과 같은 장비를 사용하게 되어, 검사 장비의 수, 검사 시간, 검사 비용 등이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 용접시 배터리모듈의 외관을 구성하는 구성요소 간 결합력을 향상시킬 수 있는 구조를 제시하여 용접공정에서 발생하는 불량을 줄이고, 검사장비의 축소로 비용절감 및 더블픽싱 구조에서 제공하는 결합력으로 배터리 모듈 사용 중 안정성을 높이는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈은 양극과 음극, 세퍼레이터 및 전해질이 포함되어 형성된 복수개의 배터리셀; 상기 복수개의 배터리셀을 수용하는 공간이 형성된 모듈하우징; 상기 모듈하우징의 상부에 배치되어 상기 모듈하우징의 단부와 결합되는 상부커버; 상기 모듈하우징 전면에 배치되는 전면커버; 및 상기 모듈하우징 후면에 배치되는 후면커버;를 포함하고, 상기 모듈하우징의 단부는 상기 상부커버, 상기 전면커버 및 상기 후면커버 중 적어도 어느 하나의 단부를 수용하는 요입부가 형성되고, 상기 상부커버, 상기 전면커버 및 상기 후면커버 중 적어도 어느 하나의 단부는 상기 요입부에 삽입되는 삽입부가 형성되어, 상기 요입부와 상기 삽입부가 서로 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 요입부는 상측으로 돌출되되 상기 모듈하우징 외측에 배치된 제 1돌출부, 상측으로 돌출되되 상기 모듈하우징 내측에 배치된 제 2돌출부 및 상기 제 1돌출부 및 상기 제 2돌출부의 하측을 연결하는 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 요입부는 상기 제 1돌출부 높이가 상기 제 2돌출부 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 삽입부는 상기 제 1돌출부의 상면과 면접하는 마운트부 및 상기 제 1돌출부 및 상기 제 2돌출부 사이에 삽입되되, 상기 제 1돌출부, 상기 제 2돌출부 및 상기 바닥부 중 적어도 하나와 면접하는 삽입돌기부를 포함한다.
더 나아가, 상기 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈은 상기 제 1돌출부 및 상기 마운트부가 면접하는 위치는 용접으로 결합하고, 상기 요입부에는 접착제가 도포되어 상기 바닥부 및 상기 삽입돌기부의 결합이 본드결합인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 삽입부는, 상기 제 1돌출부 및 상기 제 2돌출부 사이에 삽입되는 삽입돌기부와, 상기 제1 돌출부에 대향하는 마운트부를 포함하고, 상기 삽입돌기부의 길이가 상기 제1돌출부의 길이보다 짧게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 삽입부는 상기 제 1돌출부 및 상기 제 2돌출부 사이에 삽입되어, 상기 바닥부와 면접하는 삽입돌기부를 포함하되, 상기 삽입돌기부의 끝단이 경사형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 삽입돌기부의 끝단은, 모듈하우징의 외측으로 기울어진 경사형 또는, 양측으로 기울어진 경사형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기된 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈을 제작하는 본 발명의 배터리모듈 제작방법은, 복수의 배터리셀을 모듈하우징에 수용하는 배터리수용단계; 상기 모듈하우징 끝단에 형성되는 요입부에 접착제를 도포하는 접착제도포단계; 상기 모듈하우징 끝단에 형성된 요입부와 상부커버, 전면커버 및 후면커버 중 적어도 하나의 끝단에 형성된 삽입부를 서로 맞닿도록 조립하는 모듈조립단계; 및 상기 요입부 및 상기 삽입부가 접하는 상기 모듈하우징 외측을 용접하는 모듈용접단계;를 포함한다.
이와 같은 해결 수단을 통해, 본 발명에 따른 배터리모듈은 용접시 구성부품 간 결합강도를 높일 수 있고, 생산라인에서 배터리모듈의 용접품질을 위해 수행되던 검사공정을 줄일 수 있어 생산시간 및 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 배터리모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 요입부를 나타낸 확대단면도이다.
도 4는 본 발명의 삽입부를 나타낸 확대단면도이다.
도 5는 본 발명의 배터리모듈 조립 단계를 나타내는 개념도이다.
도 6은 모듈하우징과 상부커버의 결합 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 모듈하우징과 상부커버의 결합 관계의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리모듈 제작방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 더블픽싱 구조를 이용한 배터리모듈의 사시도로서, 도 2를 참조하면 본 발명의 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈(1000)은 복수개의 배터리셀(1)을 모듈하우징(2)에 수용한 후 복수개의 배터리셀(1)을 보호하기 위한 전면커버(4) 및 후면커버(5) 등을 모듈하우징(2)과 결합 후 상부커버(3)가 조립된다. 이때 본 발명의 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈(1000)은 요입부(100) 및 삽입부(200)를 포함하여 형성된다.
상기 요입부(100)는 모듈하우징(2)의 상부커버(3), 전면커버(4) 및 후면커버(5)와 결합되는 각 모서리 끝단부가 일부 함몰되는 형상으로 형성되어 상부커버(3), 전면커버(4) 및 후면커버(5)의 끝단부 모서리에 형성된 삽입부를 3면에서 감싸는 역할을 한다. 따라서 상기 요입부(100)가 상부커버(3), 전면커버(4) 및 후면커버(5)의 끝단부 모서리를 3면에서 감싸며 형성하는 공간에 본드와 같은 접착제를 도포하여 배터리모듈 조립 중 모듈하우징(2)과 조립되는 구성요소들을 일시적으로 고정하는 역할 및 용접 이후 배터리모듈에 추가적인 결합력을 제공하는 효과가 있다. 상기 요입부(100)의 세부 형상은 도 3에서 후술한다.
상기 삽입부(200)는 상기 상부커버(3), 상기 전면커버(4) 및 상기 후면커버(5)의 끝단부의 일부가 돌출되는 형상으로 요입부(100)와 결합되어 상기 삽입부(200)의 돌출된 형상이 요입부(100)에 의해 상기 삽입부(200)의 돌출된 부분의 양 측면 및 하부면이 3면 밀폐된다. 따라서 배터리모듈 조립과정에서 상기 삽입부(200)가 내부에 접착제가 도포된 요입부(100)에 삽입되어 일시적으로 고정되고, 배터리모듈 구성요소 간 결합력을 제공하도록 배터리모듈 외측에서 상기 삽입부(200) 및 요입부(100)가 형성하는 경계를 용접한다. 상기 삽입부(200)의 세부 형상은 도 4에서 후술한다.
도 3은 본 발명의 요입부의 단면을 확대한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈(1000)은 모듈하우징(2)의 끝단부에 요입부(100)가 형성된다. 도 3에 도시된 부분은 도 2에 도시된 A-A'단면 중 모듈하우징(2)에 형성된 요입부(100) 부분을 확대한 것이다. 요입부(100)는 제 1돌출부(110), 제 2돌출부(120) 및 바닥부(130)를 포함하여 형성되고, 각 부에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 제 1돌출부(110)는 모듈하우징(2)의 끝단부에서 상측으로 돌출되되, 모듈하우징(2) 외측에 배치되는 것으로 삽입부(200)와 접하는 역할을 한다. 이때 삽입부(200)와 접하는 상기 제 1돌출부(110)의 위치에 용접공정을 수행한다.
상기 제 2돌출부(120)는 모듈하우징(2)의 끝단부에서 상측으로 돌출되되, 모듈 하우징(2) 내측에 배치되는 것으로 제 1돌출부와 함께 삽입부(200)가 삽입되는 공간을 형성하는 역할을 한다. 추가적으로 상기 제 2돌출부(120)는 삽입부(200)의 내측 상면과 접하는 위치까지 연장될 수도 있다.
상기 바닥부(130)는 제 1돌출부(110) 및 제 2돌출부(120)의 하측면을 연결하는 역할을 한다. 따라서 제 1돌출부(110) 및 제 2돌출부(120) 사이에 공간이 형성되어 삽입부(200)의 돌출된 형상이 삽입되며 배터리모듈 조립 전 상기 바닥부(130)에 본드를 도포 후 상부커버(3) 등과 같은 배터리모듈 부품을 조립한다. 이후 배터리모듈의 추가적인 결합력을 제공하는 용접공정 수행 시 진동 등에 의해 발생되는 용접부위의 불량을 현저히 줄일 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 삽입부의 단면을 확대한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈(1000)은 모듈하우징(2)과 결합되는 부품인 상부커버(3), 전면커버(4) 및 후면커버(5) 등의 끝단부에 삽입부(200)가 형성된다. 도 4에 도시된 부분은 도 2에 도시된 B-B'단면 중 상부커버(3)에 형성된 삽입부(200) 부분을 확대한 것이다. 삽입부(200)는 마운트부(210), 삽입돌기부(220)를 포함한다. 각 부에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.
마운트부(210)는 상부커버(3)의 모서리 끝단부에서 단차를 갖고 내측으로 형성되어, 도 3에 표시된 제 1돌출부(110)의 상면 및 내측면과 면접촉하도록 형성된다. 삽입돌기부(220)는 요입부(100) 즉, 제 1돌출부(110) 및 제 2돌출부(120)가 형성하는 공간으로 삽입되어 제 1돌출부(110), 제 2돌출부(120) 및 바닥부(130)와 3면에서 면접촉될 수 있다. 따라서 상기 삽입돌기부(220)의 삽입 전 바닥부(130)에 본드를 도포하면 상기 삽입돌기부(220)가 요입부(100)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 본딩이 용접 부위에서 일정 간격 이격되어 이루어지므로, 용접의 영향을 받지 않게 된다.
도 5는 본 발명의 배터리모듈 조립 단계를 나타내는 개념도이다. 우선 도 5(a)에 도시된 바와 같이 모듈하우징(2)에 형성된 요입부(100) 상에 본드(B) 등의 접착제를 도포한다. 이때 본드(B)는 제 1돌출부(110) 및 제 2돌출부(120)가 형성하는 공간 내부 바닥부(130)상에 도포되고, 도포되는 양은 바닥부(130)와 삽입부(200)가 접촉될 양을 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 삽입되는 삽입부(200)의 압력에 의해 본드(B)가 제 1돌출부(110) 및 제 2돌출부(120)의 하측 일부영역까지 유입되도록 본드(B)의 양을 추가적으로 조절할 수도 있다. 또한 도 5(a)에 도시된 모듈하우징(2)은 복수의 배터리셀이 수용된 상태이거나 수용과 함께 본드(B)가 도포될 수도 있다.
이후 도 5(b)에 도시된 바와 같이 상부커버(3)등과 같은 모듈하우징(2)의 개방영역을 덮는 배터리모듈 조립부재들에 형성된 삽입부(200)를 요입부(100)와 정렬한다. 이후 요입부(100) 위치에 삽입부(200)를 삽입함으로써 배터리모듈이 조립되며 요입부(100)에 도포된 본드에 의해 1차 고정된다.
마지막으로 도 5(c)에 도시된 바와 같이 상부커버(3) 등이 모듈하우징(2)과 본드(B)에 의해 1차 고정된 상태에서 레이저모듈(L) 등의 용접장비를 통해 배터리모듈의 외측에서 삽입부(200) 및 요입부(100)가 접하는 부위를 용접한다. 따라서 배터리모듈 외측에 용접부(W)가 형성된다. 추가적으로 용접부(W)의 가공균일도, 정밀도를 위해 추가적인 연마공정 등이 수행될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 모듈하우징(2)과 상부커버(3)의 결합 관계를 설명하기 위한 개념도로서, 도 6을 참조하면, 상부커버(3)의 삽입돌기부(220)의 돌출 길이를 L1이라 하고, 상부커버(3)의 마운트부(210)에 대향하는 모듈하우징(2)의 제 1돌출부(110)의 돌출 길이를 L2라고 할 때, L1이 L2 보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 삽입돌기부(220)의 돌출 길이가 제 1돌출부(110)의 돌출 길이보다 짧게 형성되면, 상부커버(3)가 모듈하우징(2)에 결합될 때 상부커버(3)의 삽입돌기부(220)의 끝단과 요입부(100) 사이에 갭(d1)이 형성되고, 삽입돌기부(220)의 끝단과 요입부(100) 사이에 형성된 갭(d1)에 충분한 양의 접착제가 도포될 수 있으며, 충분히 도포된 접착제 때문에 상부커버(3)와 모듈하우징(2)이 더욱 강하게 결합될 수 있다.
한편, 상부커버(3)의 삽입돌기부(220)의 끝단과 요입부(100)의 바닥부(130) 사이에 도포되는 접착제의 두께를 고려하여 제1돌출부(110) 끝단과 상부커버(3)의 마운트부(210) 사이에 갭이 형성되지 않도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 도포되는 접착제의 양이 많은 경우 삽입돌기부(220)의 돌출 길이 L1을 모듈하우징(2)의 제 1돌출부(110)의 돌출 길이 L2 보다 짧게 하여 도포된 접착제의 두께 때문에 모듈 하우징(2)의 제1돌출부(110) 끝단과 상부커버(3)의 마운트부(210) 사이에 갭이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 모듈하우징(2)의 제 1돌출부(110)의 길이가 제 2돌출부(120)의 길이보다 길게 형성되어, 제 1돌출부(110)와 제 2돌출부(120) 사이에 일정한 거리(d2)가 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 상부커버(3)의 조립시 상부커버(3)의 삽입돌기부(220)가 제 2돌출부(120)에 의해 가이드되어 요입부(100)로 쉽게 안내될 수 있다.
도 7은 모듈하우징(2)과 상부커버(3)의 결합 관계의 변형예를 나타낸 것으로서, 도 7을 참조하면, 상부커버(3)의 삽입돌기부(220)의 끝단은 경사형으로 형성될 수 있다. 일례로 도 7의 (a)에서와 같이 한쪽으로 경사진 형태(221a)를 갖거나, (b)에서와 같이 양쪽으로 경사진 형태(221b)를 가질 수 있다. 한쪽으로 경사진 형태(221a)를 갖는 경우 용접부 방향의 변의 길이를 좀 더 길게 형성함으로써, 용접시 밀림을 방지하여 보다 안정적인 용접이 가능하다. 또는 비틀림을 방지할 수 있어 안정적인 용접이 가능하고 또한 삽입돌기부(220)의 끝단이 경사형으로 형성됨에 따라 접착면이 넓어져 접착 효과를 증대시킬 수 있으며, 용접시 상부커버(3)가 밀리거나 비틀어지는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리모듈 제작방법을 나타낸 순서도로서, 도 8을 참조하면, 본 발명의 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈(1000)을 제조하는 방법은 배터리수용단계(S100), 접착제도포단계(S200), 모듈조립단계(S300) 및 모듈용접단계(S400)를 포함한다.
상기 배터리수용단계(S100)는 모듈하우징(2)에 복수의 배터리셀(1)을 수용하는 단계이다.
이후, 상기 접착제도포단계(S200)는 모듈하우징(2)의 끝단부 즉 요입부(100)에 본드(B)등의 접착제를 도포하는 단계로 제 1돌출부(110) 및 제 2돌출부(120) 사이를 연결하는 바닥부상에 본드(B)등의 접착제를 사용자가 적정량 설정하여 도포한다.
이후, 상기 모듈조립단계(S300)는 상부커버(3), 전면커버(4) 및 후면커버(5) 등에 형성된 삽입부(200)를 상기 접착제도포단계(S200)에서 접착제가 도포된 모듈하우징(2)의 요입부(100)에 삽입하여 1차 고정한다.
마지막으로, 상기 모듈용접단계(S400)는 상기 모듈조립단계(S300)에서 접착제에 의해 고정된 요입부(100) 및 삽입부(200)가 접촉되는 배터리모듈의 외측부분 즉, 용접부를 용접장비로 용접하여 2차 고정하는 단계이다. 이때 상기 모듈용접단계(S400)에 용접은 레이저용접인 것을 포함할 수 있다. 추가적으로 상기 모듈용접단계(S400) 이후 용접부의 품질을 위해 용접부에 추가용접 또는 연마공정 등을 포함할 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 배터리모듈
100 : 요입부
110 : 제 1돌출부 120 : 제 2돌출부
130 : 바닥부
200 : 삽입부
210 : 마운트부 220 : 삽입돌기부
1 : 복수개의 배터리셀 2 : 모듈하우징
3 : 상부커버 4 : 전면커버
5 : 후면커버 B : 접착제
W : 용접부

Claims (9)

  1. 양극과 음극, 세퍼레이터 및 전해질이 포함되어 형성된 복수개의 배터리셀;
    상기 복수개의 배터리셀을 수용하는 공간이 형성된 모듈하우징;
    상기 모듈하우징의 상부에 배치되어 상기 모듈하우징의 양측 단부와 결합되는 상부커버;
    상기 모듈하우징 전면에 배치되는 전면커버; 및
    상기 모듈하우징 후면에 배치되는 후면커버;를 포함하는 배터리모듈에 있어서 ,
    상기 모듈하우징의 단부는 상기 상부커버, 상기 전면커버 및 상기 후면커버 중 적어도 어느 하나의 단부를 수용하는 요입부가 형성되고,
    상기 상부커버, 상기 전면커버 및 상기 후면커버 중 적어도 어느 하나의 단부는 상기 요입부에 삽입되는 삽입부가 형성되어, 상기 요입부와 상기 삽입부가 서로 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는, 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈.

  2. 제 1항에 있어서, 상기 요입부는
    상측으로 돌출되되 상기 모듈하우징 외측에 배치된 제 1돌출부,
    상측으로 돌출되되 상기 모듈하우징 내측에 배치된 제 2돌출부 및
    상기 제 1돌출부 및 상기 제 2돌출부의 하측을 연결하는 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 요입부는
    상기 제 1돌출부 높이가 상기 제 2돌출부 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는, 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 삽입부는
    상기 제 1돌출부의 상면 과 면접하는 마운트부 및
    상기 제 1돌출부 및 상기 제 2돌출부 사이에 삽입되되, 상기 제 1돌출부, 상기 제 2돌출부 및 상기 바닥부 중 적어도 하나와 면접하는 삽입돌기부를 포함하는, 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1돌출부 및 상기 마운트부가 면접하는 위치는 용접으로 결합하고,
    상기 요입부에는 접착제가 도포되어 상기 바닥부 및 상기 삽입돌기부의 결합이 본드결합인 것을 특징으로 하는, 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 삽입부는,
    상기 제 1돌출부 및 상기 제 2돌출부 사이에 삽입되는 삽입돌기부와,
    상기 제1 돌출부에 대향하는 마운트부를 포함하고,
    상기 삽입돌기부의 길이가 상기 제1돌출부의 길이보다 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는, 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 제 1돌출부 및 상기 제 2돌출부 사이에 삽입되어, 상기 바닥부와 면접하는 삽입돌기부를 포함하되,
    상기 삽입돌기부의 끝단이 경사형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 삽입돌기부의 끝단은, 모듈하우징의 외측으로 기울어진 경사형 또는, 양측으로 기울어진 경사형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 더블픽싱 구조를 갖는 배터리모듈을 제작하는 배터리모듈 제작방법에 있어서,
    복수의 배터리셀을 모듈하우징에 수용하는 배터리수용단계;
    상기 모듈하우징 끝단에 형성되는 요입부에 접착제를 도포하는 접착제도포단계;
    상기 모듈하우징 끝단에 형성된 요입부와 상부커버, 전면커버 및 후면커버 중 적어도 하나의 끝단에 형성된 삽입부를 서로 맞닿도록 조립하는 모듈조립단계; 및
    상기 요입부 및 상기 삽입부가 접하는 상기 모듈하우징 외측을 용접하는 모듈용접단계;
    를 포함하는 배터리모듈 제작방법
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024063371A1 (ko) * 2022-09-19 2024-03-28 엘에스머트리얼즈 주식회사 에너지 저장장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240073552A (ko) * 2022-11-18 2024-05-27 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN115719850A (zh) * 2022-11-29 2023-02-28 厦门新能达科技有限公司 壳体组件、电池及用电装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5968442A (en) * 1996-08-08 1999-10-19 Tohoku Munekata Co., Ltd. Method for thermally connecting two molded products with a resistance heating element
US7999507B2 (en) * 2007-12-10 2011-08-16 Illinois Tool Works Inc. Power tool having mating battery terminals
CN101821874B (zh) * 2008-12-16 2012-12-05 丰田自动车株式会社 密封型电池
KR101939832B1 (ko) * 2015-09-23 2019-01-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 배터리 모듈용 케이싱 제조 방법
KR102089645B1 (ko) * 2016-02-12 2020-03-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024063371A1 (ko) * 2022-09-19 2024-03-28 엘에스머트리얼즈 주식회사 에너지 저장장치

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