KR20220070960A - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 - Google Patents

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 Download PDF

Info

Publication number
KR20220070960A
KR20220070960A KR1020200158075A KR20200158075A KR20220070960A KR 20220070960 A KR20220070960 A KR 20220070960A KR 1020200158075 A KR1020200158075 A KR 1020200158075A KR 20200158075 A KR20200158075 A KR 20200158075A KR 20220070960 A KR20220070960 A KR 20220070960A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
disposed
battery module
cell assembly
contact
Prior art date
Application number
KR1020200158075A
Other languages
English (en)
Inventor
김세호
정상윤
이정훈
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 KR1020200158075A priority Critical patent/KR20220070960A/ko
Priority to CN202180044290.8A priority patent/CN115917853A/zh
Priority to EP21895047.5A priority patent/EP4207452A4/en
Priority to JP2022578931A priority patent/JP2023530513A/ja
Priority to US18/011,470 priority patent/US20230282923A1/en
Priority to PCT/KR2021/016675 priority patent/WO2022108279A1/ko
Publication of KR20220070960A publication Critical patent/KR20220070960A/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
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • 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
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • 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
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • 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
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • 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
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • 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
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • 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
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • 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
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • 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
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • 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
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • 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)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 조립체, 배터리 셀 조립체의 하측을 지지하는 베이스 플레이트, 베이스 플레이트와 이격 배치되며, 배터리 셀 조립체의 상측을 커버하는 커버 플레이트 및 커버 플레이트와 배터리 셀 조립체 사이에 배치되는 탄성 비드유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK COMPRISING THE BATTERY MODULE AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 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.
종래 배터리 모듈의 경우, 배터리 셀의 수명 등의 성능 향상을 위해, ㅌ그정 범위 내의 가압력을 배터리 셀에 인가하는 것이 중요하다. 아울러, 배터리 셀의 팽창, 즉, 셀 스웰링 시 이를 제어하는 것도 중요하다.
이에 따라, 배터리 셀의 성능을 향상시키며 셀 스웰링을 효과적으로 제어할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 셀의 성능을 향상시키며 셀 스웰링을 효과적으로 제어할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 조립체; 상기 배터리 셀 조립체의 하측을 지지하는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 이격 배치되며, 상기 배터리 셀 조립체의 상측을 커버하는 커버 플레이트; 및 상기 커버 플레이트와 상기 배터리 셀 조립체 사이에 배치되는 탄성 비드유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 배터리 모듈은, 상기 복수 개의 배터리 셀 사이에 배치되는 적어도 하나의 압축 패드;를 포함할 수 있다.
상기 탄성 비드유닛은, 상기 배터리 셀 조립체와 접촉 배치되는 접촉 플레이트; 및 상기 접촉 플레이트와 상기 커버 플레이트 사이에 배치되는 탄성 변형부;를 포함할 수 있다.
상기 탄성 변형부는, 상기 접촉 플레이트와 적어도 부분적으로 접촉 배치되는 제1 탄성부재; 및 상기 제1 탄성부재와 적어도 부분적으로 접촉 배치되며, 상기 커버 플레이트와 적어도 부분적으로 접촉 배치되는 제2 탄성부재;를 포함할 수 있다.
상기 제1 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재는, 요철 형상으로 구비되며, 볼록부와 오목부가 번갈아 배치될 수 있다.
상기 제1 탄성부재의 볼록부는, 상기 제2 탄성부재의 볼록부와 접촉 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 압축 패드는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 높이 방향에서 상기 복수 개의 배터리 셀들의 가운데에 배치될 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 커버하며, 상기 베이스 플레이트와 상기 커버 플레이트와 연결되는 한 쌍의 사이드 빔;을 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀의 성능을 향상시키며 셀 스웰링을 효과적으로 제어할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 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 탄성 비드 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 탄성 비드 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 배터리 모듈의 셀 스웰링 제어 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 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), 베이스 플레이트(200), 커버 플레이트(300) 및 탄성 비드 유닛(400)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 조립체(100)는, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀(105)을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀(105)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 복수 개의 배터리 셀(105)이 파우치형 이차 전지인 것으로 한정하여 설명한다.
상기 베이스 플레이트(200)는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측을 지지할 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 플레이트(200)는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측을 지지할 수 있는 형상 및 크기를 가질 수 있다.
이러한 상기 베이스 플레이트(200)에는, 후술하는 사이드 빔(600)과의 체결을 위한 빔 체결부(205)가 구비될 수 있다.
상기 커버 플레이트(300)는, 상기 베이스 플레이트(200)와 이격 배치되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측을 커버할 수 있다. 이에 따라, 상기 커버 플레이트(300)는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측을 지지할 수 있는 형상 및 크기를 가질 수 있다.
이러한 상기 커버 플레이트(300)에는, 후술하는 사이드 빔(600)과의 체결을 위한 빔 체결부(305)가 구비될 수 있다.
상기 탄성 비드 유닛(400)은, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 배터리 셀들(105)의 셀 스웰링을 제어하기 위한 것으로서, 상기 커버 플레이트(300)와 상기 배터리 셀 조립체(100) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 탄성 비드 유닛(400)은, 상기 커버 플레이트(300)와 상기 배터리 셀 조립체(100)의 최상단의 배터리 셀(105) 사이에 배치될 수 있다.
이하에서는, 이러한 상기 탄성 비드 유닛(400)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 탄성 비드 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 탄성 비드 유닛(400)은, 접촉 플레이트(410) 및 탄성 변형부(430)를 포함할 수 있다.
상기 접촉 플레이트(410)는, 대략 평평한 플레이트 형상으로서, 상기 배터리 셀 조립체(100)와 접촉 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 접촉 플레이트(410)는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 최상단의 배터리 셀(105)에 접촉 배치될 수 있다.
상기 탄성 변형부(430)는, 상기 접촉 플레이트(410)와 상기 커버 플레이트(300) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 상기 탄성 변형부(430)는, 제1 탄성부재(431) 및 제2 탄성부재(435)를 포함할 수 있다.
상기 제1 탄성부재(431)는, 상기 접촉 플레이트(410)와 적어도 부분적으로 접촉 배치될 수 있다. 이러한 상기 제1 탄성부재(431)는, 요철 형상으로 구비되며, 볼록부(433)와 오목부(434)가 번갈아 배치될 수 있다. 상기 제1 탄성부재(431)의 볼록부(433)는, 후술하는 제2 탄성부재(435)의 볼록부(437)과 탄성적으로 접촉 배치될 수 있다.
상기 제2 탄성부재(435)는, 상기 제1 탄성부재(431)와 적어도 부분적으로 접촉 배치되며, 상기 커버 플레이트(300)와 적어도 부분적으로 접촉 배치될 수 있다.
이러한 상기 제2 탄성부재(435)는, 요철 형상으로 구비되며, 볼록부(437)와 오목부(438)가 번갈아 배치될 수 있다. 상기 제2 탄성부재(435)의 볼록부(437)는, 상기 제1 탄성부재(431)의 볼록부(433)과 탄성적으로 접촉 배치될 수 있다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 탄성 비드 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 탄성 비드 유닛(405)은, 접촉 플레이트(410) 및 탄성 변형부(440)를 포함할 수 있다.
상기 접촉 플레이트(410)는, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 탄성 변형부(440)는, 앞선 실시예와 달리, 하나의 부재로 구비될 수 있다. 이러한 상기 탄성 변형부(440)는 앞선 실시예의 상기 커버 플레이트(300)와 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 상기 탄성 변형부(440)는 요철 형상으로 구비되며, 볼록부와 오목부가 번갈아 배치될 수 있다.
이처럼, 상기 탄성 변형부(440)는, 앞선 실시예의 상기 탄성 변형부(430)와 같이 복수 개의 탄성부재(431, 435)로 구비되거나 또는 본 실시예와 같이, 단일의 부재로 마련되는 것도 가능할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)은, 압축 패드(500) 및 사이드 빔(600)을 포함할 수 있다.
상기 압축 패드(500)는, 소정의 탄성을 갖는 탄성 재질로 구비되며, 상기 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 복수 개의 배터리 셀(105) 사이에 배치될 수 있다.
상기 압축 패드(500)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(105)의 높이 방향에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(105)의 가운데에 배치될 수 있다. 이러한 상기 압축 패드(500)는, 상기 베이스 플레이트(200)와 상기 커버 플레이트(300) 사이에서 상기 배터리 셀 조립체(100)의 수명 향상 등을 위해 상기 배터리 셀들(105) 측으로의 소정의 가압력을 제공할 수 있다.
상기 사이드 빔(600)은, 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 사이드 빔(600)은, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 양측을 커버하며, 상기 베이스 플레이트(200)와 상기 커버 플레이트(300)와 연결될 수 있다.
이러한 상기 한 쌍의 사이드 빔(600)은, 각각, 빔 볼트(610) 및 빔 너트(630)를 포함할 수 있다.
상기 빔 볼트(610)는, 소정 길이로 형성되며, 상기 베이스 플레이트(200)의 빔 체결부(205) 및 상기 커버 플레이트(300)의 빔 체결부(305)에 관통 체결될 수 있다.
상기 빔 너트(630)는, 상기 빔 볼트(610)와 체결되어 상기 빔 볼트(610)를 상기 베이스 플레이트(200)와 상기 커버 플레이트(300) 사이에서 안정적으로 고정시킬 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)의 셀 스웰링 제어 매커니즘에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 4는 도 1의 배터리 모듈의 셀 스웰링 제어 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)의 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 배터리 셀들(105)의 팽창 등에 따른 셀 스웰링 현상이 발생할 수 있다. 이때, 상기 셀 스웰링에 따라, 상기 베이스 플레이트(200) 또는 상기 커버 플레이트(300)의 파단 등이 파손이 생길 경우, 더 큰 위험이 초래할 수 있는 문제가 있다.
본 실시예의 경우, 이러한 셀 스웰링 시 상기 탄성 비드 유닛(400)을 통해, 상기 배터리 셀들(105)의 팽창 방향에서, 이를 완충시킬 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 탄성 비드 유닛(400)을 통해, 상기 셀 스웰링 현상 시, 상기 베이스 플레이트(200) 및 상기 커버 플레이트(300) 측으로 가해지는 압력을 최소화할 수 있다.
다시 말해, 본 실시예에서는, 상기 셀 스웰링 시, 상기 탄성 비드 유닛(400)을 통해, 상기 배터리 셀들(105)의 가압력을 흡수하여, 상기 베이스 플레이트(200) 및 상기 커버 플레이트(300)의 파단 등의 파손 위험을 최소화할 수 있다.
결국, 본 실시예에서는, 상기 탄성 비드 유닛(400)을 통해, 상기 배터리 셀들(105)의 비가역적 변형에 해당하는 셀 스웰링을 제어할 수 있다. 아울러, 본 실시예에서는, 상기 압축 패드(500)의 압축력과 반발력을 통해, 상기 배터리 셀들(105)의 가역적 변형을 제어할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 탄성 비드 유닛(400) 및 상기 압축 패드(500)를 통해, 상기 배터리 셀들(105)의 가역적 변형 및 비가역적 변형 모두에서 상기 배터리 셀들(105)을 보다 더 효율적으로 제어할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는, 상기 탄성 비드 유닛(400) 및 상기 압축 패드(500)를 통해, 상기 배터리 셀들(105)의 성능을 향상시킴과 아울러 상기 배터리 셀들(105)의 셀 스웰링 시 상기 베이스 플레이트(200) 및 상기 커버 플레이트(300)의 파손 위험을 현저히 낮출 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 배터리 모듈(20)은, 앞선 실시예의 상기 배터리 모듈(10)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 5를 참조하면, 상기 배터리 모듈(20)은, 배터리 셀 조립체(100), 베이스 플레이트(200), 커버 플레이트(300), 탄성 비드 유닛(400), 사이드 빔(600) 및 한 쌍의 압축 패드(700)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 조립체(100)는, 복수 개의 배터리 셀(105)을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀(105)은, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 베이스 플레이트(200), 상기 커버 플레이트(300) 및 상기 탄성 비드 유닛(400)은, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 사이드 빔(600)은, 빔 볼트(610) 및 빔 너트(630)를 포함할 수 있다.
상기 빔 볼트(610) 및 상기 빔 너트(630)는, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 한 쌍의 압축 패드(700)는, 상기 배터리 셀들(105)의 높이 방향을 상호 적층되게 구비될 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 압축 패드(700)가 복수 개로 구비되는 바, 상기 압축 패드(700)의 압축력 및 반발력을 보다 더 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10)(20) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)(20)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차(V)에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차(V)에 구비될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차(V) 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)(20)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)(20)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차(V) 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀(105)의 성능을 향상시키며 셀 스웰링을 효과적으로 제어할 수 있는 배터리 모듈(10, 20), 이러한 배터리 모듈(10, 20)을 포함하는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 포함하는 자동차(V)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.
V: 자동차
1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
20: 배터리 모듈
50: 팩 케이스
100: 배터리 셀 조립체
105: 배터리 셀
200: 베이스 플레이트
300: 커버 플레이트
400: 탄성 비드 유닛
410: 접촉 플레이트
430: 탄성 변형부
431: 제1 탄성부재
433: 볼록부
434: 오목부
435: 제2 탄성부재
437: 볼록부
438: 오목부
440: 탄성 변형부
500: 압축 패드
600: 사이드 빔
610: 빔 볼트
630: 빔 너트

Claims (10)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 조립체;
    상기 배터리 셀 조립체의 하측을 지지하는 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트와 이격 배치되며, 상기 배터리 셀 조립체의 상측을 커버하는 커버 플레이트; 및
    상기 커버 플레이트와 상기 배터리 셀 조립체 사이에 배치되는 탄성 비드유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀 사이에 배치되는 적어도 하나의 압축 패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 비드유닛은,
    상기 배터리 셀 조립체와 접촉 배치되는 접촉 플레이트; 및
    상기 접촉 플레이트와 상기 커버 플레이트 사이에 배치되는 탄성 변형부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성 변형부는,
    상기 접촉 플레이트와 적어도 부분적으로 접촉 배치되는 제1 탄성부재; 및
    상기 제1 탄성부재와 적어도 부분적으로 접촉 배치되며, 상기 커버 플레이트와 적어도 부분적으로 접촉 배치되는 제2 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재는,
    요철 형상으로 구비되며, 볼록부와 오목부가 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 탄성부재의 볼록부는,
    상기 제2 탄성부재의 볼록부와 접촉 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 압축 패드는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 높이 방향에서 상기 복수 개의 배터리 셀들의 가운데에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀 조립체의 양측을 커버하며, 상기 베이스 플레이트와 상기 커버 플레이트와 연결되는 한 쌍의 사이드 빔;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
KR1020200158075A 2020-11-23 2020-11-23 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 KR20220070960A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200158075A KR20220070960A (ko) 2020-11-23 2020-11-23 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
CN202180044290.8A CN115917853A (zh) 2020-11-23 2021-11-15 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆
EP21895047.5A EP4207452A4 (en) 2020-11-23 2021-11-15 BATTERY MODULE, BATTERY PACK INCLUDING A BATTERY MODULE, AND VEHICLE INCLUDING A BATTERY PACK
JP2022578931A JP2023530513A (ja) 2020-11-23 2021-11-15 バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及びそのバッテリーパックを含む自動車
US18/011,470 US20230282923A1 (en) 2020-11-23 2021-11-15 Battery module, battery pack including battery module, and vehicle including battery pack
PCT/KR2021/016675 WO2022108279A1 (ko) 2020-11-23 2021-11-15 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200158075A KR20220070960A (ko) 2020-11-23 2020-11-23 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220070960A true KR20220070960A (ko) 2022-05-31

Family

ID=81709369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200158075A KR20220070960A (ko) 2020-11-23 2020-11-23 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230282923A1 (ko)
EP (1) EP4207452A4 (ko)
JP (1) JP2023530513A (ko)
KR (1) KR20220070960A (ko)
CN (1) CN115917853A (ko)
WO (1) WO2022108279A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102618649B1 (ko) * 2023-07-12 2023-12-27 한광현 배터리 셀 적층체에 압력을 가하는 장치를 포함하는배터리 모듈과 이를 구비한 배터리 팩

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240291017A1 (en) * 2023-02-24 2024-08-29 Saft America Battery and battery with spring plate

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130123762A (ko) * 2012-05-03 2013-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지 조립체 및 이에 적용되는 가압 장치
KR102094445B1 (ko) * 2015-07-27 2020-03-27 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차
JP6614012B2 (ja) * 2016-04-26 2019-12-04 トヨタ自動車株式会社 車両のバッテリ搭載構造
KR102018301B1 (ko) * 2016-09-01 2019-09-04 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 그 제조 방법
KR20180036863A (ko) * 2016-09-30 2018-04-10 현대자동차주식회사 배터리 유닛
KR102088477B1 (ko) * 2017-05-16 2020-03-12 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
WO2019003772A1 (ja) * 2017-06-26 2019-01-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電装置
KR102446450B1 (ko) * 2018-08-23 2022-09-21 주식회사 엘지에너지솔루션 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
KR102618649B1 (ko) * 2023-07-12 2023-12-27 한광현 배터리 셀 적층체에 압력을 가하는 장치를 포함하는배터리 모듈과 이를 구비한 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
EP4207452A1 (en) 2023-07-05
CN115917853A (zh) 2023-04-04
US20230282923A1 (en) 2023-09-07
WO2022108279A1 (ko) 2022-05-27
EP4207452A4 (en) 2024-03-27
JP2023530513A (ja) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102330872B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 팩을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102094445B1 (ko) 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102250204B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
US20230282923A1 (en) Battery module, battery pack including battery module, and vehicle including battery pack
JP7439134B2 (ja) バッテリーモジュール、それを含むバッテリーラック及び電力貯蔵装置
KR20220042840A (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
JP7507880B2 (ja) バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック、及び自動車
CN111834564A (zh) 电池模块
KR20220101475A (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
JP7353504B2 (ja) バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及びそのバッテリーパックを含む自動車
EP3644401B1 (en) Battery module, and battery pack and vehicle comprising same
KR102329342B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102255495B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
US20230216124A1 (en) Battery Pack Having Improved Coupling Structure, And Vehicle Including Same
KR20180020641A (ko) 이차 전지
US20230216130A1 (en) Secondary battery module and method for manufacturing the same
KR20210051541A (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
JP2022554001A (ja) 定荷重ばねを含む電池モジュールおよびそれを含む電池パック

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination