KR20220100657A - 배터리 모듈, 배터리 팩 및 장치 - Google Patents

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Abstract

에너지 저장 디바이스의 기술 분야에 관한 것이고, 특히 장치（D）, 배터리 팩（M） 및 배터리 모듈（A）에 관한 것이며, 해당 배터리 모듈（A）은 배터리 셀（1） 및 절연판（2）을 포함하고, 여기서, 절연판（2）은 본체부（21） 및 제1 돌기부（22）를 포함하며, 제1 돌기부（22）는 측벽（221） 및 상부벽（222）을 가지고, 양자는 둘러쌓여 수용 챔버를 형성하며, 전극 단자（11）의 적어도 일부를 수용 챔버에 삽입하고, 상부벽（222）이 전극 단자（11）의 일부를 커버하여, 용접 시 발생하는 금속 미립자 또는 다른 이물질이 각 배터리 셀（1） 사이로 유입되는 리스크를 줄이고, 나아가서 배터리 모듈（A）의 청결 난이도를 낮추며, 배터리 모듈（A）의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다.

Description

배터리 모듈, 배터리 팩 및 장치
본 출원의 실시 형태는 에너지 저장 디바이스의 기술 분야에 관한 것이고, 특히 배터리 모듈, 배터리 팩 및 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 12월 31일자로 중국지적재산국에 제출한 출원번호가 201922494988.2이고, 발명의 명칭이 "배터리 모듈, 배터리 팩 및 장치"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하고, 그 모든 내용은 원용을 통해 본 출원에 결합된다.
배터리 모듈은 복수의 배터리 셀을 포함하고, 배터리 셀은 전극 단자를 포함하며, 각 전극 단자 사이는 커넥터를 통해 연결됨으로써, 복수의 배터리 셀을 연결하는바, 통상적으로 커넥터와 전극 단자는 용접 방식을 통해 연결된다.
용접 과정에서 발생되는 금속 미립자가 각 배터리 셀 사이에 흩어져 떨어질 수 있는데, 청결이 매우 어려울뿐만 아니라, 금속 미립자로 인해 인접한 배터리 셀이 단로되기 쉽고, 나아가 위험이 발생할 수 있다.
본 출원은 배터리 모듈, 배터리 팩 및 장치를 제공하였고, 해당 배터리 모듈은 금속 미립자 및 다른 이물질이 각 배터리 셀 사이로 유입되는 가능성을 줄이고, 배터리 모듈의 청결 난이도를 낮추는 동시에 배터리 모듈의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예는
전극 단자를 포함하는 배터리 셀 및
배터리 셀의 상단부에 설치되고, 본체부 및 본체부에 비해 돌출되는 제1 돌기부를 포함하는 절연체를 포함하고;
제1 돌기부가 본체부에 연결되는 측벽 및 측벽 상단부에 연결되는 상부벽을 포함하고, 측벽 및 상부벽은 둘러쌓여 수용 챔버를 형성하도록 배치되며, 전극 단자의 적어도 일부가 수용 챔버에 안치되고, 상부벽이 일부 전극 단자를 커버하는 배터리 모듈을 제공한다.
따라서, 통상적인 배터리 모듈의 절연판에 비해, 절연판은 각 배터리 셀을 차폐할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 돌기부를 통해 전극 단자의 일부를 커버할 수도 있어, 금속 미립자가 각 배터리 셀 사이로 유입되는 리스크를 줄이고, 나아가서 배터리 모듈의 청결 난이도를 낮추며, 배터리 모듈의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다.
하나의 가능한 설계에서, 상부벽에 관통홀이 마련되어 있고, 관통홀은 수용 챔버까지 관통되며, 전극 단자의 일부가 관통홀에서 노출된다.
하나의 가능한 설계에서, 전극 단자는 베이스부 및 베이스부에서 돌출되는 제1 연결부를 포함하고, 상부벽은 적어도 일부의 베이스부를 커버하며, 제1 연결부는 관통홀에서 노출된다.
하나의 가능한 설계에서, 절연판의 두께 방향을 따라, 제1 연결부의 상부 표면은 상부벽의 상부 표면보다 낮지 않다.
하나의 가능한 설계에서, 배터리 모듈은 커넥터를 더 포함하고, 커넥터는 절연판이 배터리 셀에서 떨어진 일측에 위치하며;
커넥터는 관통홀에서 노출된 전극 단자의 일부를 연결하는데 사용된다.
하나의 가능한 설계에서, 커넥터는 관통홀을 커버한다.
하나의 가능한 설계에서, 본체부에 수용홈이 마련되어 있고, 제1 돌기부는 수용홈의 저벽에 마련된다.
하나의 가능한 설계에서, 본체부에는 저벽에 연결되는 복수의 제2 돌기부가 마련되어 있고, 제2 돌기부는 제1 돌기부의 외주에 위치하며, 제2 돌기부와 제1 돌기부의 돌출 방향이 서로 같다.
하나의 가능한 설계에서, 절연판은 턴업부를 포함하고, 턴업부는 본체부의 외주에 마련된다.
턴업부의 연장 방향은 제1 돌기부의 돌출 방향과 서로 같다.
본 출원의 제2 양태는 케이스 바디 및 상술한 배터리 모듈을 포함하고, 배터리 모듈이 케이스 바디 내에 수용되는 배터리 팩을 제공한다.
본 출원의 제3 양태는 상술한 배터리 팩을 포함하고, 배터리 팩은 전기 에너지를 공급하는데 사용되는 장치를 제공한다.
본 출원에 있어서, 절연판에 제1 돌기부가 마련되어 있고, 제1 돌기부는 측벽 및 상부벽을 포함할 수 있으며, 양자는 둘러쌓여 수용 챔버를 형성하고, 통상적인 배터리 모듈의 절연판에 비해, 절연판은 각 배터리 셀을 차폐할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 돌기부를 통해 전극 단자의 일부를 커버할 수도 있어, 금속 미립자가 각 배터리 셀 사이로 유입되는 리스크를 줄이고, 나아가서 배터리 모듈의 청결 난이도를 낮추며, 배터리 모듈의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다.
상술한 일반적인 설명 및 후술하는 세부 설명은 예시적인 것에 불과하고, 본 출원을 한정하고자 하는 것이 아니다.
통상적인 배터리 모듈의 절연판에 비해, 절연판은 각 배터리 셀을 차폐할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 돌기부를 통해 전극 단자의 일부를 커버할 수도 있어, 금속 미립자가 각 배터리 셀 사이로 유입되는 리스크를 줄이고, 나아가서 배터리 모듈의 청결 난이도를 낮추며, 배터리 모듈의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다.
본 출원의 실시예 또는 종래 기술의 기술 방안을 더욱 명백하게 설명하기 위해, 이하 실시예 또는 종래 기술의 설명에 필요한 첨부 도면을 간단히 설명하도록 한다. 이하 설명되는 첨부 도면은 본 출원의 일부 실시예에 불과하고, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어서, 창조적인 노동을 들이지 않는 전제하에서 이러한 첨부 도면을 기반으로 다른 첨부 도면을 얻을 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 실시예에서 제공하는 장치의 구조 개략도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에서 제공하는 배터리 팩의 구조 개략도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에서 제공하는 절연판 및 배터리 셀 배열 구조의 구조 개략도이다.
도 4는 도 3 중 Ⅰ 위치의 부분 확대도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에서 제공하는 절연판을 배터리 셀 배열 구조에 장착한 구조 개략도 이다.
도 6은 도 5 중 Ⅱ 위치의 부분 확대도이다.
도 7은 본 출원의 실시예에서 제공하는 배터리 셀 배열 구조의 구조 개략도이다.
도 8은 도 7 중 Ⅲ 위치의 부분 확대도이다.
도 9는 본 출원의 실시예에서 제공하는 배터리 모듈의 구조 개략도이다.
도 10은 도 9 중 Ⅳ 위치의 부분 확대도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에서 제공하는 커넥터의 구조 개략도이다.
도 12는 본 출원의 실시예에서 제공하는 절연판의 평면도이다.
도 13은 본 출원의 실시예에서 제공하는 절연판의 구조 개략도이다.
도 14는 도 13 중 Ⅴ 위치의 부분 확대도이다.
도 15는 도 13 중 Ⅵ 위치의 부분 확대도이다.
도 16은 도 13 중 Ⅶ 위치의 부분 확대도이다.
본 출원의 기술 방안의 이해를 돕기 위해, 이하 첨부 도면에 결부하여 본 출원의 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
설명하는 실시예는 단지 본 출원의 일부 실시예에 불과하고, 전부의 실시예 아닌 것은 명백하다. 본 출원의 실시예를 기반으로, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 창조적인 노동을 들이지 않고 얻을 수 있는 모든 다른 실시예는 모두 본 출원의 청구 범위에 속한다.
본 출원의 실시예에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이고, 본 출원을 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 출원의 실시예 및 특허청구범위에서 사용하는 단수 형태의 "한가지", "상기" 및 "해당"은 문맥상에서 명백하게 다른 의미를 나타내지 않는 한 복수의 형태를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "및/또는"은 단지 관련 대상의 관련 관계를 설명하고자 하는 것에 불과하고, 세가지 관계가 존재할 수 있음을 나타낸다. 예를 들어 A 및/또는 B는 A가 단독적으로 존재하거나, A 및 B가 동시에 존재하거나, B가 단독으로 존재하는 세가지 경우를 나타낼 수 있다. 또한 본 명세서에서 문자 부호 "/"는 일반적으로 전후 관련 대상이 일종의 "또는"의 관계인 것을 나타낸다.
본 출원의 설명에 있어서, 따로 명백하게 규정하거나 한정하지 않는 한 용어 "제1" "제2"는 단지 설명을 위한 것이고, 상대적 중요성을 지시하거나 암시하는 것으로 이해해서는 아니되며; 따로 명백하게 규정하거나 설명하지 않는 한 용어 "복수"는 두 개 이상을 가르키며, 두 개를 포함하며; 용어 "연결", "고정" 등은 모두 넓은 의미로 해석할 수 있고, 예를 들어 "연결"은 고정 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결 또는 일체 연결 또는 전기적 연결일 수도 있으며; 직접 연결일 수 있고, 중간 매개체를 거친 상호 연결일 수도 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원에서의 상술한 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
유의해야 할 점은 본 출원의 실시예에서 설명하는 "상", "하", "좌", "우" 등 방위를 가르키는 용어는 첨부 도면에서 보여주는 각도로 설명한 것이고, 본 출원의 실시예를 한정하고자 하는 것으로 이해해서는 아니된다. 그 외, 문맥적으로, 하나의 소자가 다른 소자 "위" 또는 "아래"에 연결된다고 기재되었을 경우, 이는 다른 소자 "위" 또는 "아래"에 직접 연결될 수 있을 뿐만 아니라, 중간 소자를 통해 다른 소자 "위" 또는 "아래"에 간접적으로 연결될 수도 있다.
본 출원의 실시예는 배터리 셀을 전원으로 사용하는 장치, 배터리 팩, 배터리 모듈을 제공하고, 여기서, 배터리 셀을 전원으로 사용하는 장치는 차량, 선박, 소형 비행기, 에너지 저장 전력 박스 등 장치를 포함하고, 하나의 가능한 설계에서, 해당 장치는 동력원을 포함할 수 있고, 해당 동력원은 구동력을 제공하는데 사용되며, 해당 동력원은 장치에 전기 에너지를 공급하는 배터리 모듈 또는 배터리 팩으로 배치될 수 있다. 여기서, 해당 장치의 구동력은 전부 전기 에너지일 수 있고, 전기 에너지와 다른 에너지원(예를 들어 역학적 에너지)를 포함할 수도 있으며, 해당 동력원은 배터리 모듈（또는 배터리 팩）일 수 있고, 해당 동력원은 배터리 모듈（또는 배터리 팩） 및 엔진 등일 수도 있다. 따라서, 배터리 셀을 전원으로 사용하는 장치는 모두 본 출원의 청구 범위 내에 속한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 차량을 예를 들어, 본 출원의 실시예 중의 차량은 신에너지 자동차일 수 있고, 해당 신에너지 자동차는 순수 전기자동차일 수 있으며, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 확장 자동차 등일 수 있다. 여기서, 해당 차량은 배터리 팩(M) 및 차량 본체를 포함할 수 있고, 해당 배터리 팩(M)은 차량 본체에 설치되며, 해당 차량 본체에는 구동 모터가 더 설치되어 있고, 구동 모터는 배터리 팩(M)에 전기적으로 연결되어, 배터리 팩(M)에서 전기 에너지를 공급하고, 구동 모터가 전동 기구를 통해 차량 본체의 휠에 연결됨으로써, 차량의 주행을 구동한다. 구체적으로, 해당 배터리 팩(M)은 차량 본체의 저부에 수평으로 설치될 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 배터리 팩(M)은 케이스 바디(M1) 및 배터리 모듈(A)을 포함하고, 여기서, 케이스 바디(M1)는 챔버(M2)를 구비하고, 배터리 모듈(A)은 챔버(M2) 내에 수용되며, 배터리 모듈(A)의 수량은 하나 또는 복수일 수 있고, 복수의 배터리 모듈(A)는 수용 챔버 내에 배열 배치된다. 케이스 바디(M1)의 유형은 한정하지 않고, 틀형의 케이스 바디, 판형 케이스 바디 또는 박스형의 케이스 바디 등일 수 있다. 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 해당 케이스 바디(M1)는 배터리 모듈(A)을 수용하는 하부 케이스 바디 및 하부 케이스 바디와 맞물리는 상부 케이스 바디를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 해당 배터리 모듈(A)은 복수의 배터리 셀(1)을 포함하고, 여기서, 복수의 배터리 셀(1)은 길이 방향(X)을 따라 서로 쌓여져, 배터리 셀 배열 구조(A1)를 형성한다.
배터리 셀(1)은 전극 단자(11)를 포함하고, 전극 단자(11)는 전기 에너지를 출력하는데 사용되며, 각 배터리 셀(1)은 모두 양극 전극 단자 및 음극 전극 단자를 포함하고, 배터리 모듈(A)에서, 복수의 배터리 셀(1) 사이는 전기적으로 연결되며, 구체적으로 직렬 연결 및/또는 병렬 연결 등 연결 방식을 사용할 수 있고, 배터리 셀(1) 사이는 커넥터(3)를 통해 연결되며, 예를 들어, 복수의 배터리 셀(1)이 직렬 연결 시, 하나의 배터리 셀(1)의 양극 전극 단자 및 다른 하나의 배터리 셀(1)의 음극 전극 단자는 커넥터(3)를 통해 연결된다.
통상적으로, 커넥터(3)는 양극 전극 단자 및 음극 전극 단자에 용접되고, 용접 과정에서 금속 미립자가 발생할 수 있으며, 이러한 금속 미립자는 배터리 모듈(A)의 각 위치 예를 들어, 각 배터리 셀(1) 사이 및 전극 단자(11)와 커넥터(3) 사이에 흩어 떨어져, 금속 미립자로 인한 인접한 배터리 셀(1)의 단로 및 금속 미립자로 인한 전극 단자(11)와 커넥터(3) 사이의 단로를 초래함으로써, 배터리 모듈(A)의 충방전 과정에 영향을 미친다. 따라서, 커넥터(3)와 전극 단자(11)를 용접한 후, 배터리 모듈(A) 내의 금속 미립자를 제거하도록 배터리 모듈(A)를 청결해야 하고, 이로써 배터리 모듈(A)의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다.
통상적으로, 커넥터(3)와 전극 단자(11)의 용접 완료 후, 배터리 모듈(A)를 뒤집어흡착, 세척하는 등 공정을 통해 청결함으로써, 배터리 모듈(A) 내의 금속 미립자를 제거할 수 있다. 그러나, 각 배터리 셀(1)을 먼저 배터리 팩(M)의 케이스 바디(M1) 내에 고정（구체적으로 접착 방식으로 고정）시킨 후, 커넥터(3)와 전극 단자(11)를 용접 시, 배터리 팩(M) 전체에 대해서만 청결할 수 있고, 배터리 팩(M)에 대한 흡착 청결이 어려워, 배터리 팩(M)에 금속 미립자가 잔류하는 피스크가 존재한다.
일부 실시예에 있어서, 통상적인 배터리 모듈(A)은 절연판을 더 포함할 수 있고, 해당 절연판은 각 배터리 셀(1)의 전극 단자(11) 상부에 커버되며, 커넥터(3)는 절연판의 상부에 위치하고, 해당 절연판에 전극 단자(11)가 통과하기 위한 관통홀이 마련되어 있으며, 해당 관통홀과 전극 단자(11) 사이에 비교적 큰 간극이 존재함으로써, 해당 관통홀을 통과하는 전극 단자(11)와 커넥터(3)를 용접한다. 해당 방안에서, 절연판의 관통홀 위치도 금속 미립자가 흩어 떨어지기 쉬운 위치이고, 청결이 어렵다.
해당 기술 과제를 해결하기 위해, 도 3~도 6에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 실시예는 배터리 모듈(A)을 제공하고, 해당 배터리 모듈(A)은 배터리 셀(1) 및 절연판(2)을 포함할 수 있으며, 각 배터리 셀(1)은 길이 방향(X)을 따라 서로 쌓여져서, 배터리 셀 배열 구조(A1)를 형성하고, 배터리 셀(1)은 전극 단자(11)를 구비하며, 절연판(2)은 배터리 셀(1)의 상단부에 설치되고, 절연판(2)은 본체부(21)를 포함할 수 있고, 본체부(21)는 그 자체에 비해 돌출되는 제1 돌기부(22)를 구비한다.
구체적으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 돌기부(22)는 측벽(221) 및 상부벽(222)을 포함할 수 있고, 상부벽(222)은 측벽(221)를 통해 본체부(21)에 연결되며, 양자는 둘려쌓여 수용 챔버를 형성하고, 절연판(2)이 배터리 셀 배열 구조(A1)에 연결 시, 전극 단자(11)의 적어도 일부는 해당 수용 챔버에 위치하며, 제1 돌기부(22)의 상부벽(222)은 전극 단자(11)의 일부를 커버한다.
본 출원의 실시예에서 제공하는 배터리 모듈(A)에 있어서, 배터리 셀(1)의 상단부에 절연판(2)을 설치함으로써, 각 배터리 셀(1)을 차폐할 수 있어, 금속 미립자 및 다른 이물질이 각 배터리 셀(1) 사이로 유입되는 리스크를 줄이고, 배터리 모듈(A)의 청결 난이도를 낮추며, 해당 절연판(2)은 각 배터리 셀(1) 및 다른 금속 부재에 대해 절연 작용을 할 수 있음으로써, 배터리 셀(1)의 신뢰성를 향상시킨다. 일부 실시예에 있어서, 절연판(2)은 제1 돌기부(22)를 통해 전극 단자(11)의 일부를 커버하여, 금속 미립자 및 다른 이물질이 절연판(2)을 거쳐 인접한 배터리 셀(1) 사이로 유입되는 리스크를 줄이고, 금속 미립자가 해당 제1 돌기부(22)에 떨어질 경우, 해당 제1 돌기부(22)의 측벽(221)을 통해 절연판(2)에 미끌어 떨어질 수 있으며, 이로써 금속 미립자가 배터리 모듈(A) 내부에 유입되는 리스크를 더욱 줄이고, 금속 미립자 및 다른 이물질이 절연판(2)의 표면에만 부착되도록 하며, 용접 완료 후 배터리 모듈(A)에 대해 청결 시, 절연판(2)이 배터리 셀(1)에서 떨어진 일측의 표면만 청결하면 되기에, 각 배터리 셀(1) 사이의 위치를 청결할 필요가 없고, 이로써 배터리 모듈(A)의 청결 난이도를 낮추고, 배터리 모듈(A)의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다.
하나의 가능한 설계에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 돌기부(22)의 상부벽(222)에 관통홀(222a)을 마련할 수 있고, 관통홀(222a)은 상부벽(222)을 관통하며, 수용 챔버에 연통된다, 전극 단자(11)의 일부는 관통홀(222a)을 따라 밖으로 뻗을 수 있고, 다시 말해서 전극 단자(11)의 일부는 관통홀(222a)에서 노출되며, 해당 전극 단자(11)는 커넥터(3)에 연결되는데 사용될 수 있고, 양자는 구체적으로 용접 방식으로 연결됨으로써, 배터리 셀(1)의 전기적으로 연결을 실현한다.
본 실시예에 있어서, 전극 단자(11)의 일부가 제1 돌기부(22)의 관통홀(222a)을 따라 밖으로 뻗을 시, 전극 단자(11)와 커넥터(3)의 용접을 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 양자의 용접 전, 해당 관통홀(222a)을 통해 전극 단자(11)가 관통홀(222a)로부터 뻗은 부분을 통해 포지셔닝을 진행할 수 도 있음으로써, 커넥터(3)의 포지셔닝 정확도를 향상시키고, 나아가 커넥터(3)와 전극 단자(11) 사이의 연결의 안정성을 향상시킨다.
구체적으로, 해당 전극 단자(11)가 관통홀(222a)을 통해 밖으로 뻗은 부분의 측벽은 관통홀(222a)의 측벽에 당접할 수 있고, 다시 말해서, 해당 전극 단자(11)와 관통홀(222a)의 측벽 사이는 간극이 존재하지 않거나 간극이 비교적 작음으로써, 금속 미립자 또는 다른 이물질이 배터리 모듈(A) 내부에 떨어지는 리스크를 더욱 줄일 수 있다.
하나의 가능한 설계에서, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 전극 단자(11)는 베이스부(111) 및 제1 연결부(112)를 포함할 수 있고, 제1 연결부(112)는 베이스부(111)에 비해 돌출되며, 절연판(2)이 배터리 셀 배열 구조(A1)에 연결 시, 제1 연결부(112)는 관통홀(222a)을 따라 밖으로 뻗고, 제1 돌기부(22)의 상부벽(222)은 베이스부(111)의 적어도 일부를 커버한다.
본 실시예에 있어서, 절연판(2)이 배터리 셀 배열 구조(A1)에 연결 시, 전극 단자(11)의 제1 연결부(112)가 대응되는 관통홀(222a)을 통해 밖으로 뻗어, 각 베이스부(111) 및 관통홀(222a)의 측벽을 통해 절연판(2) 및 배터리 셀 배열 구조(A1)에 대해 포지셔닝할 수 있음으로써, 절연판(2)과 배터리 셀 배열 구조(A1)의 위치 정확도를 향상시키고, 양자의 연결 신뢰성을 향상시킨다. 일부 실시예에 있어서, 절연판(2)의 제1 돌기부(22)의 상부벽(222)이 대응되는 전극 단자(11)의 베이스부(111)의 적어도 일부를 커버 시, 전극 단자(11)와 절연판(2)의 관통홀(222a) 사이에 간극이 존재하는 리스크를 더욱 줄일 수 있음으로써, 금속 미립자 또는 다른 이물질이 수용 챔버에 유입되는 리스크를 줄이고, 금속 미립자 또는 다른 이물질이 배터리 모듈(A) 내부에 유입되는 리스크를 줄인다.
구체적으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 하나의 가능한 설계에서, 절연판(2)의 두께 방향을 따라, 제1 연결부(112)의 상부 표면은 상부벽(222)의 상부 표면보다 낮지 않고, 다시 말해서 제1 연결부(112)는 상부벽(222)와 일치하거나 상부벽(222)보다 돌출되며, 이러한 설계를 통해 전극 단자(11)가 제1 연결부(112)를 통해 커넥터(3)에 연결되는데 편이할 수 있고, 동시에 커넥터(3)와 연결 시 커넥터(3) 및 전극 단자(11)에 대해 포지셔닝하는데 편이하다.
다른 한편, 도 9에 나타낸 바와 같이, 커넥터(3)는 절연판(2)이 배터리 셀(1)에서 떨어진 일측에 위치하고, 관통홀(222a)에서 노출되는 전극 단자(11)의 일부에 연결됨으로써, 커넥터(3)와 전극 단자(11)를 용접하는데 편이하고, 커넥터(3)와 전극 단자(11)의 용접 위치는 절연판(2)이 배터리 셀(1)에서 떨어진 일측에 위치하기에, 용접 시 발생하는 금속 미립자가 각 배터리 셀(1) 사이에 떨어지는 리스크를 더욱 줄일 수 있고, 배터리 모듈(A)의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다.
구체적으로, 도 10에 나타낸 바와 같이, 커넥터(3)와 전극 단자(11) 용접 후, 해당 커넥터(3)가 관통홀(222a)을 커버할 수 있고, 전극 단자(11)의 제1 연결부(112)의 위치에 편차가 발생할 경우, 커넥터(3)가 여전히 제1 연결부(112)에 용접될 수 있도록 하여, 전극 단자(11)의 위치가 미리 설정 위치에서 벗어나 커넥터(3)를 대응되는 전극 단자(11)에 용접할 수 없는 리스크를 줄이고, 나아가서 커넥터(3)와 전극 단자(11) 사이의 연결 안정성을 향상시키고, 동시에, 커넥터(3)가 관통홀(222a)을 커버하기에, 커넥터(3)와 전극 단자(11) 사이의 접촉 면적이 상대적으로 크도록 함으로써, 양자 사이의 연결 안정성을 더욱 향상시키고, 전극 단자(11)와 커넥터(3) 사이의 과전류 면적을 증가시킬 수 있어, 커넥터(3) 및 전극 단자(11)의 온도가 과도하게 높은 리스크를 줄인다.
더욱 구체적으로, 도 11에 나타낸 바와 같이, 커넥터(3)는 함몰부(31) 및 적어도 두 개의 제2 연결부(32)를 포함할 수 있고, 각 제2 연결부(32)는 각각 함몰부(31)의 상대 양측에 위치하며, 제2 연결부(32) 및 함몰부(31)는 일체로 성형될 수 있고, 함몰부(31)는 절연판(2)의 방향을 향해 함몰되며, 각 제2 연결부(32)는 전극 단자(11)의 제1 연결부(112)에 연결되는데 사용되고, 연결 시, 함몰부(31)는 커넥터(3)와 연결되는 두 전극 단자(11) 사이에 위치할 수 있어, 커넥터(3)에 대해 포지셔닝하는데 편이하고, 커넥터(3)의 위치로 인해 발생하는 오차로 인해 커넥터(3)를 대응되는 전극 단자(11)에 연결할 수 없는 리스크를 줄인다. 일부 실시예에 있어서, 각 제2 연결부(32)의 면적은 상부벽(222)의 관통홀(222a)의 면적보다 크고, 커넥터(3)는 제2 연결부(32)를 통해 각 관통홀(222a)을 커버할 수 있다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 하나의 가능한 설계에서, 절연판(2)의 본체부(21)에 수용홈(211)을 마련할 수 있고, 구체적으로, 본체부(21)에 함몰 영역을 마련하고, 해당 함몰 영역은 전극 단자(11)의 방향을 향해 함몰되어, 해당 함몰 영역으로 수용홈(211)을 형성하고, 제1 돌기부(22)는 수용홈(211)의 저벽(211a)에 위치한다.
본 실시예에 있어서, 용접 시 발생하는 금속 미립자는 제1 돌기부(22)의 측벽(221)에서 수용홈(211) 내에 미끌어 떨어지기에, 해당 수용홈(211)은 커넥터(3)와 전극 단자(11) 용접 시 발생하는 금속 미립자를 수집하는데 사용되며, 용접 종료 후 배터리 모듈(A)에 대해 청결 시, 수용홈(211)만 청결하면 된다.
구체적으로, 도 13 및 14에 나타낸 바와 같이, 하나의 가능한 설계에서, 본체부(21)는 복수의 제2 돌기부(24)를 구비하고, 각 제2 돌기부(24)는 수용홈(211)의 저벽(211a)에 마련되며, 제1 돌기부(22)의 외주에 위치하고, 제2 돌기부(24)의 돌출 방향이 제1 돌기부(22)의 돌출 방향과 서로 같으며, 다시 말해서 배터리 셀(1)에서 떨어진 방향을 따라 돌출된다. 커넥터(3)와 전극 단자(11) 용접 과정에서 발생하는 금속 미립자는 용접 위치에서 멀어지는 방향으로 운동할 수 있고, 금속 미립자가 운동하는 과정에서 제2 돌기부(24)에 부딪칠 경우, 제2 돌기부(24)의 작용하에 튕겨 수용홈(211)에 미끌어 떨어져, 수용홈(211)을 통해 용접 시 발생하는 금속 미립자를 수집할 수 있음으로써, 금속 미립자의 수집 및 청결을 실현하는데 편이하다.
더욱 구체적으로, 제2 돌기부(24)를 통해 수용홈(211)을 서로 다른 수집 영역으로 나누고, 각 수집 영역에 각각 제1 돌기부(22)가 마련되어 있으며, 제1 돌기부(22)의 수량은 하나 또는 복수일 수 있고, 동일 커넥터(3)를 통해 연결되는 전극 단자(11)는 동일 수집 영역에 위치할 수 있음으로써, 용접 시 발생하는 금속 미립자가 용접 위치 근처의 수집 영역 내에 떨어지도록 하여, 청결에 더욱 편이하다.
상술한 실시예에 있어서, 제2 돌기부(24)는 용접 시 발생하는 금속 미립자를 수집하는 작용 외에, 커넥터(3)에 대해 포지셔닝하는데 사용될 수도 있고, 커넥터(3) 용접 시, 커넥터(3)가 인접한 제2 돌기부(24) 사이에 위치하도록 하고, 해당 커넥터(3)가 그 양측에 위치한 제2 돌기부(24)와 당접하도록 함으로써, 제2 돌기부(24)를 통해 커넥터(3)에 대해 포지셔닝하고, 커넥터(3)의 포지셔닝 정확도를 향상시키며, 커넥터(3)로 하여금 절연판(2)의 관통홀(222a)을 커버할 수 있도록 하고, 커넥터(3)와 전극 단자(11)의 연결 신뢰성을 향상시킨다.
하나의 가능한 설계에서, 도 15에 나타낸 바와 같이, 절연판(2)은 제3 돌기부(25)를 구비할 수 있고, 제3 돌기부(25)는 본체부(21)에 마련되며, 그 돌출 방향은 제1 돌기부(22) 및 제2 돌기부(24)와 서로 같고, 다시 말해서 배터리 셀(1)에서 떨어진 방향을 향해 돌출되며, 제3 돌기부(25)에 보강 구조를 마련할 수 있고, 보강 구조는 돌기 또는 보강립 등 통상적인 보강 구조일 수 있고, 이로써 절연판(2)의 구조 강도 및 사용 수명을 향상시킨다.
그 외, 제3 돌기부(25)는 제2 돌기부(24)와 둘러쌓여 수집 영역을 형성하여, 용접 시 발생하는 금속 미립자을 수집하는데 편이하고, 동시에 제3 돌기부(25)는 대피 영역을 더 포함할 수도 있으며, 대피 영역의 설치 위치는 실제 상황에 따라 선택될 수 있다. 하나의 가능한 설계에서, 대피 영역은 플래시블 회로판（Flexible Printed Circuit, FPC）의 단자를 피하기 위해 사용되고, 나아가서 절연판(2)의 구조에 대해 최적화하여, 사용 과정에서 절연판(2)이 다른 부재와 간섭이 발생하는 리스크를 줄인다.
하나의 가능한 설계에서, 도 16에 나타낸 바와 같이, 절연판(2)은 턴업부(23)를 포함할 수 있고, 턴업부(23)는 본체부(21)의 외주에 마련되며, 연장 방향은 제1 돌기부(22)의 돌출 방향과 서로 같고, 다시 말해서 배터리 셀(1)에서 떨어진 방향을 향해 연장된다. 하나의 가능한 설계에서, 턴업부(23)는 둘러쌓여 수용홈(211)을 형성하는데 사용될 수 있고, 용접 시 발생하는 금속 미립자가 턴업부(23)에 부딪힐 경우, 해당 턴업부(23)의 작용하에, 금속 미립자는 튕겨나 수용홈(211) 내에 들어올 수 있음으로써, 금속 미립자의 수집 및 청결을 실현하는데 편이하다.
상술한 각 실시예에 따른 배터리 모듈(A)에 기초하여, 본 출원은 배터리 모듈(A)의 조립 방법을 더 제공하고, 해당 배터리 모듈(A)은 배터리 셀(1), 절연판(2) 및 커넥터(3)를 포함하며, 여기서, 절연판(2)에 제1 돌기부(22)가 마련되어 있고, 제1 돌기부(22)는 서로 연결되는 측벽(221) 및 상부벽(222)를 구비하며, 상부벽(222) 및 측벽(221)은 둘러쌓여 수용 챔버를 형성하고, 상부벽(222)에 관통홀(222a)이 마련되어 있으며, 관통홀(222a)은 수용 챔버에 연통된다. 조립 방법은 이하와 같이 설명한다.
S1: 복수의 배터리 셀(1)를 서로 쌓아 배터리 셀 배열 구조(A1)를 이룬다.
S2: 높이 방향(Z)을 따라, 절연판(2)을 배터리 셀 배열 구조(A1)의 상단부에 배치하여, 배터리 셀(1)의 전극 단자(11)의 일부가 관통홀(222a)에서 노출되도록 하고, 제1 돌기부(22)의 상부벽(222)이 전극 단자(11)의 적어도 일부를 커버한다.
S3: 커넥터(3)를 관통홀(222a)에서 노출되는 전극 단자(11)의일부에 연결한다.
본 실시예에 있어서, 절연판(2)이 배터리 셀 배열 구조(A1)에 연결 시, 우선 전극 단자(11)의 일부가 절연판(2)의 관통홀(222a)에서 노출되도록 하고, 절연판(2)의 제1 돌기부(22)가 전극 단자(11)의 적어도 일부를 커버하도록 함으로써, 절연판(2)과 전극 단자(11) 사이에 간격이 발생하는 가능성을 줄일 수 있고, 그 후 커넥터(3)와 관통홀(222a)에서 노출되는 전극 단자(11)의 일부를 용접함으로써, 용접 시 발생하는 금속 미립자가 절연판(2)과 전극 단자(11) 사이의 간극을 거쳐 배터리 셀(1) 사이로 유입되는 리스크를 줄일 수 있고, 이로써 배터리 모듈(A)의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다. 동시에 , 용접 시 발생하는 금속 미립자는 배터리 모듈(A)의 표면에만 머물러 있기에, 청결에 편이하다.
구체적으로, 절연판(2)은 수용홈(211)을 구비하고, 커넥터(3)를 관통홀(222a)에서 노출되는 전극 단자(11)의 일부에 연결하기 전에, 단계 S3는 이하에 기재된 단계를 더 포함할 수 있다.
S31: 커넥터(3)를 대응되는 수용홈(211) 내에 걸림 연결한다.
이러한 설계는 커넥터(3)와 전극 단자(11) 연결 시 커넥터(3)에 대해 포지셔닝하는데 편이하여, 커넥터(3)와 전극 단자(11) 사이의 상대 위치의 정확도를 향상시키고, 나아가서 커넥터(3)와 전극 단자(11) 사이의 연결의 안정성을 향상시킨다.
더욱 구체적으로, 절연판(2)을 배터리 셀 배열 구조(A1)의 상단부에 배치하기 전에, 단계 S1은 이하 설명하는 단계를 더 포함할 수 있다.
S11: 적어도 일부의 배터리 셀(1)의 상단부 및/또는 절연판(2)의 저부에 접착제를 도포하여, 절연판(2)과 배터리 셀 배열 구조(A1)가 접착될 수 있도록 한다.
배터리 셀(1) 및 절연판(2) 사이에 접착제를 도포하여, 배터리 셀 배열 구조(A1)가절연판(2)에 고정 연결되도록 하여, 양자 사이의 연결의 안정성을 향상시킴으로써, 배터리 셀 배열 구조(A1)와 절연판(2) 사이의 상대적 운동으로 인해 양자 사이에 간극이 발생하는 리스크를 줄이고, 이로써 금속 미립자가 양자의 간극을 따라 배터리 모듈(A) 내부에 유입되는 리스크를 줄이고, 배터리 모듈(A)의 안전성 및 안정성을 향상시킨다.
이상 설명은 본 출원의 일부 실시예에 불과하고, 본 출원을 한정하고자 하는 것이아니며, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어서, 본 출원은 각종 변경 또는 변화를 진행할 수 있다. 본 출원의 취지 및 원칙 내에서 실시한 모든 수정, 동등한 대체, 개선 등은 모두 본 출원의 청구 범위 내에 속할 것이다.
A: 배터리 모듈
A1: 배터리 셀 배열 구조
M: 배터리 팩
M1: 케이스 바디
M2: 챔버
D: 장치
1: 배터리 셀
11: 전극 단자
111: 베이스부
112: 제1 연결부
2: 절연판
21: 본체부
211: 수용홈
211a: 저벽
22-제1 돌기부
221: 측벽
222: 상부벽
222a: 관통홀
23: 턴업부
24: 제2 돌기부
25: 제3 돌기부
3: 커넥터
31: 함몰부
32: 제2 연결부
첨부 도면은 명세서에 합병되어 명세서의 일부를 구성하고, 본 출원의 실시예를 보여주며, 명세서와 결부되어 본 출원의 원리를 해석하는데 사용된다.

Claims (11)

  1. 전극 단자（11）을 포함하는 배터리 셀（1） 및
    상기 배터리 셀（1）의 상단부에 설치되고, 본체부（21） 및 상기 본체부（21）에 비해 돌출되는 제1 돌기부（22）를 포함하는 절연판（2）를 포함하고;
    상기 제1 돌기부（22）가 상기 본체부（21）에 연결되는 측벽（221） 및 상기 측벽（221）의 상단부에 연결되는 상부벽（222）을 포함하고, 상기 측벽（221） 및 상기 상부벽（222）은 둘러쌓여 수용 챔버를 형성하도록 배치되며, 상기 전극 단자（11）의 적어도 일부가 상기 수용 챔버에 안치되며, 상기 상부벽（222）가 일부 상기 전극 단자（11）를 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부벽（222）에 관통홀（222a）이 마련되어 있고, 상기 관통홀（222a）은 상기 수용 챔버까지 관통하며, 상기 전극 단자（11）의 일부가 상기 관통홀（222a）에서 노출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극 단자（11）는 베이스부（111） 및 상기 베이스부（111）에서 돌출되는 제1 연결부（112）를 포함하고, 상기 상부벽（222）이 적어도 일부의 상기 베이스부（111）를 커버하며, 상기 제1 연결부（112）가 상기 관통홀（222a）에서 노출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연판（2）의 두께 방향（Z）을 따라, 상기 제1 연결부（112）의 상부 표면이 상기 상부벽（222）의 상부 표면보다 낮지 않은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  5. 제2항 내지 제4항 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 모듈（A）는 커넥터（3）를 더 포함하고, 상기 커넥터（3）가 상기 절연판（2）이 상기 배터리 셀（1）에서 떨어진 일측에 위치하며;
    상기 커넥터（3）는 상기 관통홀（222a）에서 노출되는 상기 전극 단자（11）의 일부를 커버하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커넥터（3）가 상기 관통홀（222a）을 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부（21）에 수용홈（211）이 마련되어 있고, 상기 제1 돌기부（22）가 상기 수용홈（211）의 저벽（211a）에 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 본체부（21）에는 상기 저벽（211a）에 연결되는 복수의 제2 돌기부（24）가 마련되어 있고, 상기 제2 돌기부（24）가 상기 제1 돌기부（22） 외주에 위차하고, 상기 제2 돌기부（24）와 상기 제1 돌기부（22）의 돌출 방향이 서로 같은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연판（2）은 턴업부（23）를 포함하고, 상기 턴업부（23）가 상기 본체부（21）의 외주에 마련되며;
    상기 턴업부（23）의 연장 방향은 상기 제1 돌기부（22）의 돌출 방향과 같은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈（A）.
  10. 케이스 바디（M1） 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈（A）을 포함하고, 상기 배터리 모듈（A）이 상기 케이스 바디（M1） 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩（M）.
  11. 제10항에 따른 배터리 팩（M）을 포함하고, 상기 배터리 팩（M）은 전기 에너지를 공급하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 장치（D）.
KR1020227020005A 2019-12-31 2020-09-29 배터리 모듈, 배터리 팩 및 장치 KR102523486B1 (ko)

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