KR20220120917A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

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김민섭
성준엽
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체를 포함하는 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리를 감싸는 모듈 프레임; 상기 모듈 프레임에서 개방되어 있는 상기 셀 어셈블리의 전후면을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 모듈 프레임은, 상기 셀 어셈블리의 하부 및 양측면을 덮는 프레임 부재와, 상기 셀 어셈블리의 상부를 덮는 상부 플레이트를 포함하며, 상기 프레임 부재와 결합하는 상기 상부 플레이트의 모서리에는 서로 다른 결합 형태를 갖는 제1 고정부와 제2 고정부가 형성된다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립성 및 생산성이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다.
최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
이러한 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체를 수용하는 모듈 프레임을 포함한다.
도 1은 종래 전지 모듈의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전지 모듈(10)은, 복수의 전지셀이 적층 형성되는 전지셀 적층체를 수용하는 U자형 모듈 프레임(20), 전지셀 적층체의 상측면을 커버하는 상부 플레이트(30) 및 전지셀 적층체의 전후면을 커버하는 엔드 플레이트(40)로 형성될 수 있다. U자형 모듈 프레임(20)은 바닥부 및 양측부(22)로 형성될 수 있다.
이때, 전지 모듈 프레임들의 조립을 위해 용접이 이루어 지는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔드 플레이트(40)와 U자형 모듈 프레임(20), 엔드 플레이트(40)와 상부 플레이트(30) 간의 용접이 이루어짐과 동시에, U자형 모듈 프레임(20)의 양측부(22) 상단과 상부 플레이트(30)의 양측 모서리 간의 용접이 추가로 이루어질 수 있다.
이와 같이 프레임 구조들 간의 용접 라인이 많음으로 인해 용접 공정성의 난이도가 증가한다. 특히 전지셀 적층체에서 적층되어 있는 전지셀의 개수가 종래 대비 많이 늘어나는 대면적 전지 모듈의 경우, 모듈의 구조가 대형화되어 프레임 구조의 공차가 증가함에 따라, 조립 및 용접 난이도가 증가할 수 있다. 그러므로, 대면적 전지 모듈의 경우 용접과 더불어 전지 모듈의 조립성을 향상시킬 구조의 필요성이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 전지 모듈 프레임들 간의 조립성 및 생산성이 개선된 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체를 포함하는 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리를 감싸는 모듈 프레임; 상기 모듈 프레임에서 개방되어 있는 상기 셀 어셈블리의 전후면을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 모듈 프레임은, 상기 셀 어셈블리의 하부 및 양측면을 덮는 프레임 부재와, 상기 셀 어셈블리의 상부를 덮는 상부 플레이트를 포함하며, 상기 프레임 부재와 결합하는 상기 상부 플레이트의 모서리에는 서로 다른 결합 형태를 갖는 제1 고정부와 제2 고정부가 형성된다.
상기 제1 고정부는 용접부이고, 상기 제2 고정부는 후크 형태 또는 스크류 형태일 수 있다.
상기 제2 고정부는 돌출부를 갖고, 상기 돌출부는 상기 프레임 부재에 형성된 홀에 결합되며, 상기 제2 고정부는 상기 상부 플레이트의 모서리에서 서로 이격되어 복수개 형성될 수 있다.
상기 프레임 부재는 상기 셀 어셈블리의 하부를 받치는 바닥부와, 상기 바닥부의 양단부에서 각각 상향 연장된 측면부를 포함하고, 상기 상부 플레이트는, 상기 상부 플레이트의 일 모서리로부터 연장되어 상기 측면부 상단을 덮는 고정용 덮개를 더 포함하고, 상기 돌출부는 상기 고정용 덮개의 단부에 형성될 수 있다.
상기 돌출부는 상기 고정용 덮개의 단부에 접하는 면을 밑면으로 하는 뿔대 형상일 수 있다.
상기 돌출부는 상기 고정용 덮개의 단부에 수직하는 방향에서 바라볼 때 사다리꼴 면을 갖는 사각 뿔대 형상일 수 있다.
상기 돌출부가 상기 고정용 덮개의 단부에 접하는 면인 상기 돌출부의 밑면은 사각형일 수 있다.
상기 홀은 상기 돌출부가 상기 고정용 덮개의 단부에 접하는 면인 상기 돌출부의 밑면과 동일한 크기 및 모양으로 형성되고, 상기 돌출부는 상기 홀에 끼움 결합되어 고정될 수 있다.
상기 상부 플레이트의 모서리에는 홈부가 형성되고, 상기 홈부에 상기 측면부가 삽입될 수 있다.
상기 제2 고정부는 나사 너트부 및 상기 나사 너트부에 고정된 나사부를 포함하고, 상기 제2 고정부는 상기 상부 플레이트의 모서리에서 서로 이격되어 복수개 형성될 수 있다.
상기 프레임 부재는 상기 셀 어셈블리의 하부를 받치는 바닥부와, 상기 바닥부의 양단부에서 각각 상향 연장된 측면부를 포함하고, 상기 상부 플레이트는, 상기 상부 플레이트의 일 모서리로부터 연장되어 상기 측면부 상단을 덮는 고정용 덮개를 더 포함하고, 상기 고정용 덮개와 상기 측면부에는 상기 나사 너트부가 형성되고, 상기 제2 고정부는 상기 고정용 덮개를 통해 상기 측면부와 결합될 수 있다.
상기 나사부는 상기 나사 너트부에 끼움 결합되어 고정될 수 있다.
상기 복수개의 제2 고정부 사이에는 상기 제1 고정부가 형성될 수 있다.
상기 엔드 플레이트와 상기 모듈 프레임 및 상기 엔드 플레이트와 상기 상부 플레이트는 각각 용접으로 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩은 상기 전지 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상부 플레이트의 모서리에 고정부를 형성함으로써 조립성 및 생산성이 개선되는 효과를 제공한다.
특히 전지셀 적층체에서 적층되어 있는 전지셀의 개수가 종래 대비 많이 늘어나는 대면적 전지 모듈의 경우 공차의 증가에 따라 용접 난이도가 증가하므로, 상기 고정부를 형성함으로써 조립성 및 생산성이 향상되는 효과를 제공한다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해도이다.
도 3은 도 2의 전지 모듈이 조립된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 나타낸 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제2 고정부가 체결된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 제2 고정부가 미체결된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제2 고정부를 모듈 프레임의 내부에서 바라본 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제2 고정부의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제2 고정부를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 고정부 및 제2 고정부를 포함하는 전지 모듈에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 전지 모듈을 구성하는 구성 요소들을 결합한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의 전지셀(110)이 적층되어 형성된 전지셀 적층체(120)를 포함하는 셀 어셈블리(120), 상기 셀 어셈블리(120)를 감싸는 모듈 프레임(200), 및 셀 어셈블리(120)의 전후면을 덮는 엔드 플레이트(150)를 포함한다. 또한, 전지 모듈(100)은, 엔드 플레이트(150)와 전지셀 적층체(120) 사이에 위치하는 버스바 프레임(130)을 더 포함한다.
전지셀(110)은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구성될 수 있다. 이러한 전지셀(110)은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 상호 적층되어 전지셀 적층체(120)을 형성하고, 전지셀 적층체(120)를 포함하는 셀 어셈블리(120)를 형성할 수 있다. 이러한 복수개의 전지셀(110)은 각각 전극 조립체, 전지 케이스 및 전극 조립체로부터 돌출된 전극 리드를 포함할 수 있다.
모듈 프레임(200)은 상부면, 전면 및 후면이 개방되어 셀 어셈블리(120)의 하부 및 양측면을 덮는 프레임 부재(300), 셀 어셈블리(120)의 상부를 덮는 상부 플레이트(400)를 포함한다. 다만, 모듈 프레임(200)은 이에 한정된 것이 아니며, L자형 프레임 또는 전후면을 제외하고 셀 어셈블리(120)를 둘러싸는 모노 프레임과 같은 다른 형상의 프레임으로 대체될 수 있다. 모듈 프레임(200)을 통해 모듈 프레임(200)의 내부에 수용된 셀 어셈블리(120)를 물리적으로 보호할 수 있다. 이때, 프레임 부재(300)는 셀 어셈블리(120)의 하부를 받치는 바닥부(300a)와 바닥부(300a)의 양단부에서 각각 상향 연장된 측면부(300b)를 포함할 수 있다.
상부 플레이트(400)는 모듈 프레임(200)의 개방된 상측면을 커버할 수 있다. 엔드 플레이트(150)는 셀 어셈블리(120)의 전후면을 커버할 수 있다. 엔드 플레이트(150)는 상부 플레이트(400)의 전후단 모서리 및 모듈 프레임(200)의 전후단 모서리와 용접을 통해 결합될 수 있다.
엔드 플레이트(150)와 셀 어셈블리(120)의 전후면 사이에는 버스바 프레임(130)이 형성될 수 있다. 버스바 프레임(130)에 장착된 복수의 버스바는 전지셀들로부터 돌출 형성되어 버스바 프레임(130) 상에 장착된 전극 리드들과 접촉될 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지셀 적층체(120)가 기존의 전지 모듈에 비해 상대적으로 많은 전지셀 개수를 포함하는 대면적 모듈을 포함한다. 대면적 모듈의 경우, 전지 모듈의 수평 방향 길이가 상대적으로 길어지게 된다. 여기서, 전지 모듈의 수평 방향의 길이란, 전지셀이 적층된 방향으로의 길이를 의미할 수 있다.
종래에는 모듈 프레임의 양측면 상단과 상부 플레이트 간에 용접을 통해 결합되었으며, 특히 대면적 모듈의 경우 전지 모듈의 구조가 대형화되어 모듈 프레임의 공차가 증가함에 따라, 조립 및 용접 난이도가 증가하여 조립성 및 생산성이 저하되는 문제가 있었다.
이에 본 실시예에 따르면, 상부 플레이트(400)와 프레임 부재(300)의 조립성 및 전지 모듈(100)의 생산성을 향상시키기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 프레임 부재(300)와 결합하는 상부 플레이트(400)의 모서리에는 서로 다른 결합 형태를 갖는 제1 고정부(점선으로 도시)와 제2 고정부(500)가 형성된다. 상기 제1 고정부는 용접부이고, 제2 고정부(500)는 후크 형태 또는 스크류 형태일 수 있다. 이를 통해, 용접만으로 상부 플레이트(400)와 프레임 부재(300)를 조립하는 종래 전지 모듈에 비해, 상부 플레이트(400)의 일모서리에 제2 고정부(500)를 형성하여 상부 플레이트(400)와 프레임 부재(300)를 조립함으로써 조립성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 형성된 제2 고정부에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 도면으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고정부가 체결된 전지 모듈을 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4의 제2 고정부가 미체결된 모습을 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제2 고정부를 모듈 프레임의 내부에서 바라본 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제2 고정부의 측면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 제2 고정부(500)는 돌출부(600)를 갖고, 돌출부(600)는 프레임 부재(300)에 형성된 홀(700)에 결합되며, 제2 고정부(500)는 상부 플레이트(400)의 모서리에서 서로 이격되어 복수개 형성될 수 있다. 제2 고정부(500)의 수는 제한 없이 형성될 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈의 조립성 및 생산성이 향상되는 범위 내에서 형성될 수 있다.
상부 플레이트(400)는 상부 플레이트(400)의 일 모서리로부터 연장되어 측면부(300b) 상단을 덮는 고정용 덮개(650)를 포함하고, 돌출부(600)가 고정용 덮개(600)의 단부에 형성될 수 있다. 고정용 덮개(650) 단부에 형성된 돌출부(600)가 홀(700)에 결합되어 제2 고정부(500)를 형성할 수 있다.
이때, 돌출부(600)는 고정용 덮개(650)의 단부에 접하는 면을 밑면으로 하는 뿔대 형상일 수 있다. 상기 뿔대는 원뿔대 및 각뿔대를 포함할 수 있으며, 각뿔대는 사각뿔대, 삼각뿔대, 오각뿔대 및 다각뿔대를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 다양한 뿔대 형상을 가질 수 있다.
돌출부(600)가 고정용 덮개(650)의 단부에 접하는 상기 면은 상기 뿔대의 형상에 따라 형성될 수 있다. 따라서, 돌출부(600)의 상기 밑면은 원, 타원, 삼각형, 사각형, 오각형 및 다각형일 수 있다.
특히, 본 실시예에서의 돌출부(600)는 고정용 덮개(650)의 단부에 수직하는 방향에서 바라볼 때 사다리꼴 단면을 가질 수 있으며, 상기 사다리꼴 단면을 갖는 사각 뿔대 형상일 수 있다. 또한, 돌출부(600)가 고정용 덮개(650)의 단부에 접하는 면인 돌출부(600)의 밑면은 직사각형일 수 있다. 그러나 이는 돌출부(600) 형상의 일 예를 나타낸 것일 뿐 돌출부(600) 형상은 이에 제한되지 않는다.
돌출부(600)는 프레임 부재(300)에 형성된 홀(700)에 결합되어 고정될 수 있으며, 보다 상세하게는 홀(700)은 프레임 부재(300)의 측면부(300b)에 형성되고, 홀(700)에 돌출부(600)가 결합되어 고정될 수 있다. 따라서, 홀(700)은 돌출부(600)가 고정용 덮개(650)의 단부에 접하는 면인 돌출부(600)의 밑면과 동일한 크기 및 모양으로 형성될 수 있으며, 돌출부(600)는 홀(700)에 끼움 결합되어 고정될 수 있다.
이때, 고정용 덮개(650)는 상부 플레이트(400)의 일 모서리로부터 힌지(도시하지 않음)로 결합되어 측면부(300b) 상단을 덮을 수 있으며, 상기 힌지에 의해, 고정용 덮개(650)는 접히거나 펴질 수 있다. 고정용 덮개(650)가 접히거나 펴짐에 의해 돌출부(600)는 홀(700)에 결합되어 고정될 뿐만 아니라, 필요에 따라서는 돌출부(600)를 홀(700)로부터 분리할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 상부 플레이트(400)의 모서리에 형성되는 홈부(800)를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 고정용 덮개(650)의 단부에 형성된 돌출부(600)는 프레임 부재(300)의 측면부(300b)에 형성된 홀(700)에 끼움 결합되어 고정될 수 있으며, 상기 고정을 견고히 하기 위해 홈부(800)가 추가적으로 형성될 수 있다.
상기 홈부(800)는 상부 플레이트(400)의 모서리에 형성되어, 홀(700)이 형성되는 프레임 부재(300)의 측면부(300b)가 삽입될 수 있다. 홈부(800)에 삽입된 측면부(300b)는 끼움 결합된 돌출부(600) 및 홀(700)의 분리를 방지하여 전지 모듈(100)의 조립성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 제2 고정부(500), 특히 홀(700)에 끼움 결합된 돌출부(600)와 더불어, 홈부(800) 구성에 삽입되는 측면부(300b) 구성을 통해 상부 플레이트(400)와 모듈 프레임(300)의 상호 간의 결합성 및 조립성이 확보될 수 있다.
형성된 복수개의 제2 고정부(500) 사이에는 제1 고정부(점선으로 도시)가 형성될 수 있다. 또한, 엔드 플레이트(150)와 모듈 프레임(300) 및 엔드 플레이트(150)와 상부 플레이트(400)는 각각 용접(점선으로 도시)으로 결합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 고정부(점선으로 도시) 및 제2 고정부(500)가 형성된 전지 모듈은 제1 고정부(점선으로 도시) 및 제2 고정부(500)와 더불어 상기 용접으로 상부 플레이트(400), 모듈 프레임(300) 및 엔드 플레이트(150)를 결합함으로써, 보다 향상된 조립성을 갖는 전지 모듈의 제공이 가능하다.
이하에서는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 고정부 및 제2 고정부를 포함하는 전지 모듈에 대해 설명한다. 상기 설명한 제2 고정부의 내용과 중복되는 내용이 존재하는 바, 상기 설명한 제2 고정부의 내용과 상이한 부분만을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제2 고정부를 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제2 고정부(500)는 스크류 형태일 수 있다. 상기 스크류 형태의 제2 고정부(500)는 나사 너트부(도시하지 않음) 및 상기 나사 너트부에 고정된 나사부(900)를 포함하고, 제2 고정부(500)는 상부 플레이트(400)의 모서리에서 서로 이격되어 복수개 형성될 수 있다.
상부 플레이트는(400)는 상부 플레이트(400)의 일 모서리로부터 연장되어 측면부(300b) 상단을 덮는 고정용 덮개(650)를 더 포함할 수 있다. 이때, 고정용 덮개(650)에는 상기 나사 너트부가 형성될 수 있다. 또한, 상기 나사 너트부는 측면부(300b)에도 형성될 수 있다. 따라서 제2 고정부(500)는 고정용 덮개(650)를 통해 측면부(300b)와 결합될 수 있으며 특히, 나사부(900)는 상기 나사 너트부에 끼움 결합되어 고정될 수 있다.
상기와 같이 형성된 복수개의 제2 고정부(500) 사이에는 제1 고정부(점선으로 도시)가 형성될 수 있다. 또한, 엔드 플레이트(150)와 모듈 프레임(300) 및 엔드 플레이트(150)와 상부 플레이트(400)는 각각 용접(점선으로 도시)으로 결합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 고정부(점선으로 도시) 및 제2 고정부(500)가 형성된 전지 모듈은 제1 고정부(점선으로 도시) 및 제2 고정부(500)와 더불어 상기 용접으로 상부 플레이트(400), 모듈 프레임(300) 및 엔드 플레이트(150)를 결합함으로써, 보다 향상된 조립성을 갖는 전지 모듈의 제공이 가능하다.
앞서 설명한 전지 모듈은 전지팩에 포함될 수 있다. 전지팩은, 본 실시예에 따른 전지 모듈을 하나 이상 모아서 전지의 온도나 전압 등을 관리해주는 전지 관리시스템(Battery Management System; BMS)과 냉각 장치 등을 추가하여 패킹한 구조일 수 있다.
상기 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
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 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
110: 전지셀
120: 셀 어셈블리(전지셀 적층체)
130: 버스바 프레임
150: 엔드 플레이트
200: 모듈 프레임
300: 프레임 부재
300a: 바닥부
300b: 측면부
400: 상부 플레이트
500: 제2 고정부
600: 돌출부
650: 고정용 덮개
700: 홀
800: 홈부
900: 나사부

Claims (15)

  1. 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체를 포함하는 셀 어셈블리;
    상기 셀 어셈블리를 감싸는 모듈 프레임;
    상기 모듈 프레임에서 개방되어 있는 상기 셀 어셈블리의 전후면을 덮는 엔드 플레이트를 포함하고,
    상기 모듈 프레임은, 상기 셀 어셈블리의 하부 및 양측면을 덮는 프레임 부재와, 상기 셀 어셈블리의 상부를 덮는 상부 플레이트를 포함하며,
    상기 프레임 부재와 결합하는 상기 상부 플레이트의 모서리에는 서로 다른 결합 형태를 갖는 제1 고정부와 제2 고정부가 형성되는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 고정부는 용접부이고, 상기 제2 고정부는 후크 형태 또는 스크류 형태인 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 고정부는 돌출부를 갖고, 상기 돌출부는 상기 프레임 부재에 형성된 홀에 결합되며, 상기 제2 고정부는 상기 상부 플레이트의 모서리에서 서로 이격되어 복수개 형성되는 전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 프레임 부재는 상기 셀 어셈블리의 하부를 받치는 바닥부와, 상기 바닥부의 양단부에서 각각 상향 연장된 측면부를 포함하고,
    상기 상부 플레이트는, 상기 상부 플레이트의 일 모서리로부터 연장되어 상기 측면부 상단을 덮는 고정용 덮개를 더 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 고정용 덮개의 단부에 형성되는 전지 모듈.
  5. 제4항에서,
    상기 돌출부는 상기 고정용 덮개의 단부에 접하는 면을 밑면으로 하는 뿔대 형상인 전지 모듈.
  6. 제5항에서,
    상기 돌출부는 상기 고정용 덮개의 단부에 수직하는 방향에서 바라볼 때 사다리꼴 면을 갖는 사각 뿔대 형상인 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 돌출부가 상기 고정용 덮개의 단부에 접하는 면인 상기 돌출부의 밑면은 사각형인 전지 모듈.
  8. 제7항에서,
    상기 홀은 상기 돌출부가 상기 고정용 덮개의 단부에 접하는 면인 상기 돌출부의 밑면과 동일한 크기 및 모양으로 형성되고,
    상기 돌출부는 상기 홀에 끼움 결합되어 고정되는 전지 모듈.
  9. 제8항에서,
    상기 상부 플레이트의 모서리에는 홈부가 형성되고, 상기 홈부에 상기 측면부가 삽입되는 전지 모듈.
  10. 제2항에서,
    상기 제2 고정부는 나사 너트부 및 상기 나사 너트부에 고정된 나사부를 포함하고, 상기 제2 고정부는 상기 상부 플레이트의 모서리에서 서로 이격되어 복수개 형성되는 전지 모듈.
  11. 제10항에서,
    상기 프레임 부재는 상기 셀 어셈블리의 하부를 받치는 바닥부와, 상기 바닥부의 양단부에서 각각 상향 연장된 측면부를 포함하고,
    상기 상부 플레이트는, 상기 상부 플레이트의 일 모서리로부터 연장되어 상기 측면부 상단을 덮는 고정용 덮개를 더 포함하고,
    상기 고정용 덮개와 상기 측면부에는 상기 나사 너트부가 형성되고,
    상기 제2 고정부는 상기 고정용 덮개를 통해 상기 측면부와 결합되는 전지 모듈.
  12. 제11항에서,
    상기 나사부는 상기 나사 너트부에 끼움 결합되어 고정되는 전지 모듈.
  13. 제9항에서,
    상기 복수개의 제2 고정부 사이에는 상기 제1 고정부가 형성되는 전지 모듈.
  14. 제13항에서,
    상기 엔드 플레이트와 상기 모듈 프레임 및 상기 엔드 플레이트와 상기 상부 플레이트는 각각 용접으로 결합되는 전지 모듈.
  15. 제1항의 전지 모듈을 포함하는 전지팩.

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