KR20230053153A - 내충격성이 우수한 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 면 형상의 안착부가 구비된 전지 모듈에 관한 것으로, 구체적으로 복수개의 배터리 셀(100), 상기 복수개의 배터리 셀(100)을 전기적으로 상면과 하면이 개방된 장방형 구조의 프레임부(100); 상기 프레임부(100)의 일측면을 보호하는 제1 커버(200); 상기 프레임부(100)의 타측면을 보호하는 제2 커버(300); 상기 프레임부(100)에 수용되는 2개의 전지셀(400); 및 상기 2개의 전지셀(400)과 전기적으로 연결되는 BMU(500);을 포함하되, 상기 프레임부(100)는, 2개의 전지셀(400)이 수평하게 서로 마주보면서 수용될 수 있도록 소정 거리 이격된 상태로 사각형 외곽을 갖는 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)이 연결되어 있는 프레임 몸체(110), 및 상기 BMU(500)이 상기 2개의 전지셀(400) 사이에 위치할 수 있도록 상기 프레임 몸체(110) 가운데에 위치하면서 상면이 편평하고 소정 높이 돌출한 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 면 형상의 안착부가 구비된 전지 모듈에 관한 것이다.

Description

내충격성이 우수한 배터리 모듈{A Battery Module Having Excellent Impact Resistance}
본 발명은 내충격성이 우수한 배터리 모듈에 관한 것으로, 구체적으로 프레임에 면상 지지가 가능한 안착부를 형성시킴으로써 용접 품질 향상, 마찰음 감소, 및 프레임의 강성을 높일 수 있는 내충격성이 우수한 배터리 모듈에 관한 것이다.
최근 화석연료의 사용에 따른 대기오염, 에너지 고갈로 인한 대체에너지 개발로 인해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있는 이차전지에 관한 수요가 증가하고 있다. 충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 사용되는 등 일상생활에 밀접하게 사용되고 있다.
현대사회에서 필수불가결하게 사용되고 있는 각종 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있는 이차전지는 모바일 기기의 사용량 증가 및 복잡화, 전기 자동차 등의 개발로 인해 요구되는 용량이 증가되고 있다. 사용자의 수요를 충족시키기 위해 소형 기기에는 다수의 전지셀을 배치하고 있으나, 자동차 등에는 다수개의 전지셀을 전기적으로 연결하는 전지 모듈 또는 이러한 전지 모듈을 다수 구비한 전지 팩이 사용된다.
한편, 디바이스가 노트북일 경우에는 경량화도 중요하지만 충격에 강해야 하고 또 사용시 불필요한 잡음 등이 없어야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 노트북용 배터리 팩의 분해사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 배터리 팩은 한 쌍의 전지셀(10), 전지셀(10)을 수납하는 프레임(20), 프레임(20)의 중앙부에 안착되는 보호회로 모듈(30), 프레임(20)의 상면을 덮는 상면 커버(40), 및 프레임(20)의 하면을 지지하는 하면 커버(50)를 포함하고 있다.
통상 보호회로 모듈과 전지셀의 리드는 스폿 용접(Spot welding)이나 솔더링(Soldering) 등을 통해 연결하는데, 이 과정에서 조금의 진동이나 충격이 있으면 용접부의 단락이 발생할 수 있어 용접부위는 안정적으로 지지된 상태에서 수행되어야 한다.
또 종래기술에 따른 배터리 팩의 경우, 프레임이 선형 중심으로 이루어져 있어 외부 충격시 충분한 강성을 기대하기 어렵다. 게다가 전지셀(10) 사이에 위치하는 보호회로 모듈(30)을 충분히 지지하기 어려운 구조이므로, 노트북 사용시 눌림이나 흔들림 등으로 인한 마찰 소음이 발생할 가능성이 높다는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제2016753호(2019.10.21.공고)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에서는 디바이스에 탑재 시 흔들림이나 눌림 등 외력으로부터 강성을 확보하고 나아가 불필요한 잡음의 발생을 줄일 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 배터리 모듈 조립 시 용접 품질을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상면과 하면이 개방된 장방형 구조의 프레임부(100), 상기 프레임부(100)의 일측면을 보호하는 제1 커버(200), 상기 프레임부(100)의 타측면을 보호하는 제2 커버(300), 상기 프레임부(100)에 수용되는 2개의 전지셀(400) 및 상기 2개의 전지셀(400)과 전기적으로 연결되는 BMU(500)를 포함하되, 상기 프레임부(100)는, 2개의 전지셀(400)이 수평하게 서로 마주보면서 수용될 수 있도록 소정 거리 이격된 상태로 사각형 외곽을 갖는 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)이 연결되어 있는 프레임 몸체(110), 및 상기 BMU(500)가 상기 2개의 전지셀(400) 사이에 위치할 수 있도록 상기 프레임 몸체(110) 가운데에 위치하면서 상면이 편평하고 소정 높이 돌출한 안착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 안착부는 제1 안착부(140) 및 제2 안착부(160)를 포함하되, 제1 안착부(140)는 상기 제1 프레임(111) 일측 인근에 위치하며, 제1-1 안착부(141), 제1-2 안착부(142) 및 제1-3 안착부(143)로 이루어지고, 제2 안착부(160)는 상기 제2 프레임(112) 일측 인근에 위치하며, 제2-1 안착부(161), 제2-2 안착부(162) 및 제2-3 안착부(163)로 이루어지며, 상기 제1-1 안착부(141), 제1-2 안착부(142), 제2-1 안착부(161), 및 제2-2 안착부(162)는 상면의 면적과 높이가 동일하고, 상기 제1-3 안착부(143) 및 제2-3 안착부(163)는 상기 제1-1 안착부(141)와 높이는 동일하지만 상면의 면적이 상대적으로 작은 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 제1-1 안착부(141)와 제2-3 안착부(163), 상기 제1-2 안착부(142)와 제2-2 안착부(162) 및 상기 제1-3 안착부(143)와 제2-1 안착부(161)는 각각 서로 마주 보면서 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 제1 안착부(140)와 제2 안착부(160) 인근에는 상기 BMU(500)을 지지하는 리브(170)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 리브(170)는, 상기 제1-1 안착부(141)와 제2-3 안착부(163)를 연결하는 제1 리브(171), 상기 제1-2 안착부(142)와 제2-2 안착부(162)를 연결하는 제2 리브(172), 및 상기 제1-3 안착부(143)와 제2-1 안착부(161)를 연결하는 제3 리브(173)를 포함하되, 상기 제1 리브(171), 제2 리브(172) 및 제3 리브(173)는 상기 제1-1 안착부(141)와 높이가 동일한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 리브(170)는, 상기 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112) 사이에 위치하며 서로 마주보는 한 쌍의 제4 리브(174)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 제4 리브(174)는 상기 제1 리브(171)와 높이가 동일한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 전지셀(400)은, 상기 제1 프레임(111)에 수용되는 제1-1 리드(412) 및 제1-2 리드(413)를 포함하는 제1 전지셀(410), 및 상기 제2 프레임(112)에 수용되는 제2-1 리드(422) 및 제2-2 리드(423)를 포함하는 제2 전지셀(420)이고, 상기 제1-1 리드(412)는 상기 제1-1 안착부(141), 제1-2 리드(413)는 상기 제1-2 안착부(142), 상기 제2-1 리드(422)는 제2-1 안착부(161), 및 상기 제2-2 리드(423)는 상기 제2-2 안착부(162) 상부에 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 제1-1 리드(412)와 제2-1 리드(422)는 음극이고, 상기 제1-2 리드(413)와 제2-2 리드(423)는 양극인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 제1-1 리드(412), 제2-1 리드(422), 제1-2 리드(413) 및 제2-2 리드(423)는 상기 BMU(500) 상면에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 제1-1 리드(412), 제2-1 리드(422), 제1-2 리드(413) 및 제2-2 리드(423)를 보호하기 위한 보호커버(600)가 상기 BMU(500) 상면에 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 제1 프레임(111) 및/또는 제2 프레임(112)에는 전지셀을 지지하기 위한 바 형상의 보조 플레이트(120)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 제1 프레임(111)에는 일측이 고정된 채 소정 길이 연장된 바 형상의 제1 보조 플레이트(121)가 구비되고, 상기 제2 프레임(112)에는 일측이 고정된 채 소정 길이 연장된 바 형상의 제2 보조 플레이트(122)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 내충격성이 우수한 배터리 모듈에 의하면, 리드들과 BMU가 용접되는 부분의 하방에는 면 지지가 가능한 안착부들이 프레임부에 구비되어 있어, 용접 품질의 균일성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 내충격성이 우수한 배터리 모듈에 의하면, 면 지지가 가능한 안착부들로 인해 리드들과 BMU의 밀착 면적이 증가하고 결과적으로 마찰음 등 잡음이 발생하는 것을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.
게다가 본 발명에 따른 내충격성이 우수한 배터리 모듈에 의하면, 면상 안착부들 및 이들 안착부들을 서로 연결하는 다수개의 리브가 추가로 구비되어 있어 프레임부의 강성을 높일 수 있고, 이는 외부 충격으로부터 배터리 모듈을 한층 안정적으로 보호할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 배터리 팩을 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈을 일측 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈을 타측 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시한 배터리 모듈에서 제1 커버를 분리시킨 사시도이다.
도 5는 프레임 몸체에 수납되는 한 쌍의 파우치 전지셀의 사시도이다.
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 프레임부의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 프레임부에서 안착부를 확대한 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시한 프레임부에 하나의 파우치 전지셀이 안착된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 6에 도시한 프레임부에 하나의 파우치 전지셀과 보호회로 유닛이 장착된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 6에 도시한 프레임부에 두개의 파우치 전지셀과 보호회로 유닛이 장착된 모습을 보여주는 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 내충격성이 우수한 배터리 모듈에 관하여 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다.
본 발명의 배터리 모듈은 노트북에 적용되는 것이 적합하지만 반드시 이에 제한하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈을 일측 방향에서 바라본 사시도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈을 타측 방향에서 바라본 사시도, 그리고 도 4는 도 2에 도시한 배터리 모듈에서 제1 커버를 분리시킨 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈은 프레임부(100), 제1 커버(200), 제2 커버(300), 전지셀(400), BMU(500), 및 보호커버(600)를 포함하여 구성된다.
프레임부(100)는 상면과 하면이 개방되어 있는 대략 장방형 구조로 이루어져 있으며 전지셀(400)을 수납 고정하기 위한 것으로 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제1 커버(200)는 프레임부(100)의 일측면, 즉 도 2 내지 4에서 상면에 장착되며 프레임부(100) 일측면을 모두 커버할 정도의 평판인 것이 바람직하고, 프레임부(100)에 결합 후 쉽게 분리되지 않도록 가장 자리를 따라 다수개의 절곡부(210)가 마련되어 있는 것이 보다 바람직하다.
여기서, 절곡부(210)는 프레임부(100)의 일부를 감쌀 수 있는 형상이라면 특별히 제한하지 않지만, 일 예로 직각으로 2회 절곡된 형상일 경우 프레임부(100)의 측면과 하면 일부를 감쌀 수 있어 별도의 체결수단 없이도 제1 커버(200)가 프레임부(100)에 고정될 수 있다.
제2 커버(300)는 프레임부(100)의 타측면에 위치하며, 프레임부(100) 타측면을 모두 커버할 정도의 크기를 갖는 평판 형상이다.
이와 같이 제1 커버(200)와 제2 커버(300)는 프레임부(100)의 상면과 후면에 위치하기 때문에, 외부 충격으로부터 프레임부(100)에 수납된 전지셀(400)을 보호하고 나아가 외부 이물질이 유입되는 것도 방지할 수 있다.
전지셀(400)은 프레임부(100)에 수납된 후 디바이스(미도시)에 전기를 공급하며 보다 상세한 내용을 후술하기로 한다.
BMU(Battery Management Unit)(500)는 프레임부(100) 가운데에 장착되며, 전지셀(400)과의 전기적 연결을 통해 디바이스(미도시)로 공급되는 전원을 제어하고, 과충전, 과방전 또는 과전류 등을 인식하여 이로 인해 발생될 수 있는 과열 및 폭발을 방지하는 기능을 수행하는데, 이러한 BMU(500)는 공지된 장치에 해당되므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
보호커버(600)는 BMU(500) 상면, 보다 상세하게는 BMU(500)와 연결된 리드 상부에 안착되어 전지셀(400)의 리드를 보호하고, 나아가 BMU(500)와 리드와의 고정력을 더욱 높여 주는 기능을 수행한다. 이러한 보호커버(600)는 리드를 완전히 덮을 수 있을 정도의 외형을 갖는 평판 형상인 것이 바람직하고, 단락 방지를 위해 절연체인 것이 더욱 바람직하다.
도 5는 프레임 몸체에 수납되는 한 쌍의 파우치 전지셀의 사시도, 도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈을 구성하는 프레임부의 사시도 그리고 도 7은 도 6에 도시한 프레임부에서 안착부를 확대한 사시도이다.
먼저 도 5를 참조하여 전지셀(400)에 관해 설명하면, 전지셀(400)은 제1 전지셀(410)과 제2 전지셀(420)로 구성된다.
각 전지셀은 케이스, 셀 조립체 및 리드를 포함한다. 구체적으로, 제1 전지셀(410)은 셀 조립체를 수납하는 제1 케이스(411), 제1-1 리드(412) 및 제1-2 리드(413)을 포함하고, 제2 전지셀(420)은 셀 조립체를 수납하는 제2 케이스(421), 제2-1 리드(422) 및 제2-2 리드(423)을 포함하여 구성된다.
여기서 셀 조립체를 수납하는 제1 케이스(411)와 제2 케이스(421)는 통상적으로 내부층/금속층/외부층의 라미네이트 시트 구조로 이루어져 있다. 내부층은 셀 조립체와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해액성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 이러한 내부층의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.
내부층과 접하고 있는 금속층은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 막막을 사용할 수 있다.
그리고 금속층의 타측면에는 외부층이 구비되며, 이러한 외부층은 전극조립체를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
케이스 내부에 수납되는 셀 조립체는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 셀조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 단위셀들로 구성되는 스택형 셀조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 셀조립체, 또는 단위셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 셀조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
한편, 제1 전지셀(410)의 제1-2 리드(413)와 제2 전지셀(420)의 제2-2 리드(423)는 양극 리드로서 각 케이스의 단변 일측 가운데 부분에서 소정 길이 돌출한 상태로 위치하고, 제1 전지셀(410)의 제1-1 리드(412)와 제2 전지셀(420)의 제2-1 리드(422)는 음극리드로서 단변 일측 가장자리 부근에 위치할 수 있다.
전술한 바와 같이 프레임부(100)는 한 쌍의 전지셀(400) 측면을 감싸 보호하고, 전지셀(400)들 사이에 BMU(500)를 수납한 채로 고정하기 위한 것이다.
이러한 프레임부(100)는 프레임 몸체(110), 보조 플레이트(120), 제1 지지벽(130), 제1 안착부(140), 제2 지지벽(150), 제2 안착부(160), 및 리브(170)를 포함하여 구성된다.
먼저, 프레임 몸체(110)는 사각형 외곽을 갖는 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112), 그리고 이들 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112) 사이에는 제1 안착부(140), 제2 안착부(160) 및 리브(170)가 위치할 수 있도록 소정 거리 이격되어 있는 공간부(S)가 마련되어 있다.
구체적으로 제1 프레임(111)에는 제1 전지셀(410)이 수납되며 따라서 제1 프레임(111)은 제1 전지셀(410)과 외형 및 크기가 서로 대응된다. 또 제2 프레임(112)에는 제2 전지셀(420)이 수납되며 마찬가지로 제2 프레임(112)은 제2 전지셀(420)과 외형 및 크기가 서로 대응된다.
여기서 각 프레임에 수납되는 제1 전지셀(410)과 제2 전지셀(420)은 수평하게 위치하며, 또 전지셀들의 리드들은 BMU(500)에 전기적으로 연결될 수 있도록 서로 마주보면서 배치된다.
한편, 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112) 각각에는 제1 전지셀(410)과 제2 전지셀(420)의 정면 또는 후면 가장자리를 지지할 수 있도록 프레임에서 소정 각도로 절곡 연장된 제1 지지턱(111ㅄ)과 제2 지지턱(112ㅄ)이 구비되는 것이 바람직하다.
보조 플레이트(120)는 제1 보조 플레이트(121)와 제2 보조 플레이트(122)로 구성될 수 있다.
제1 보조 플레이트(121)는 제1 프레임(111)에 일측이 고정된 채 소정 길이 연장된 바 형상이고, 제2 보조 플레이트(122)는 제2 프레임(112)에 일측이 고정된 채 소정 길이 연장된 바 형상일 수 있다. 물론 나머지 일측도 제1 프레임(111)에 고정되어도 무방하다.
이러한 제1 보조 플레이트(121)와 제2 보조 플레이트(122)가 구비될 시, 제1 전지셀(410)과 제2 전지셀(420)을 한층 안정적으로 지지할 수 있다.
비록 도면에서는 제1 보조 플레이트(121) 및 제2 보조 플레이트(122)가 각각 하나씩 구비된 것으로 도시하고 있으나, 이는 필요에 따라 복수개 구비될 수 있음은 자명하고, 또 생략하는 것도 가능하다.
다음은 제1 지지벽(130)과 제2 지지벽(150)에 관해 설명하기로 한다. 통상 파우치형 전지셀은 셀 조립체를 수납하기 위한 포켓부로 인해 전극 리드가 돌출하는 방향은 테라스부, 즉 포켓부의 깊이 또는 높이에 의해 단차가 생긴다. 제1 지지벽(130)과 제2 지지벽(150)은 단차에 해당되는 테라스부를 지지하여 리드가 절곡 내지 변형되는 것을 방지하고 나아가 케이스의 유동을 최소화하기 위한 것이다.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 지지벽(130)은 제1 프레임(111), 제2 지지벽(150)은 제2 프레임(112)에 구비되는데, 이들 제1 지지벽(130)과 제2 지지벽(150)은 공간부(S)와 인접하도록 배치된다.
한편 제1 지지벽(130)과 제2 지지벽(150)은 내부가 비어 있는 사각기둥 모양, 또는 직각으로 절곡한 형상일 수 있다.
이어서 안착부에 관해 설명하기로 한다. 안착부는 제1 전지셀(410)과 제2 전지셀(420)의 리드들, 그리고 BMU(500)가 위치하는 곳, 즉 공간부(S)에 배치된다.
안착부는 제1 안착부(140)와 제2 안착부(160)로 구성되는데, 제1 안착부(140)는 제1 프레임(111) 일측 인근 보다 상세하게는 제1 지지벽(130) 인근에 위치하고, 제2 안착부(160)는 제2 프레임(112) 일측 인근 보다 상세하게는 제2 지지벽(150) 인근에 배치된다.
제1 안착부(140)는 제1-1 안착부(141), 제1-2 안착부(142) 및 제1-3 안착부(143)로 구성되며 이들은 소정 거리 이격되어 위치하고 있다.
여기서, 제1-1 안착부(141), 제1-2 안착부(142) 및 제1-3 안착부(143)는 공간부(S) 바닥에서 동일한 높이로 돌출해 있으며, 상부는 소정 넓이를 갖는 면으로 이루어져 있다.
이들 제1-1 안착부(141) 내지 제1-3 안착부(143)에는 BMU(500)의 일측 가장자리 저면이 안착된 후 밀착하게 되고, 이후 제1 전지셀(410)의 제1-1 리드(412)와 제1-2 리드(413)가 BMU(500) 상면에 위치하여 전기적으로 연결된다.
여기서 BMU(500)와 제1-1 리드(412) 및 제1-2 리드(413)는 용접을 통해 결합하게 되는데, 제1-1 안착부(141)와 제1-2 안착부(142)로 인해 용접 품질의 균일성을 확보할 수 있다. 즉, 제1-1 안착부(141)와 제1-2 안착부(142)가 면으로 이루어져 있기 때문에 용접작업이 용이하면서도 용접불량을 최소화할 수 있다.
또 프레임과 BMU(500)의 밀착 면적이 증가함으로 인해 마찰음이 발생하는 것을 현저하게 줄일 수 있고, 게다가 프레임의 강성을 높일 수 있다는 이점도 있다.
한편 제1-3 안착부(143)는 BMU(500)의 가장 자리 일부를 면 지지하여 마찰음이 발생하는 것을 줄이는 것이 목적이므로, 제1-1 안착부(141)와 제1-2 안착부(142) 보다는 상대적으로 면적이 작은게 바람직하고, 제1-1 안착부(141)와 제1-2 안착부(142)에는 제1-1 리드(412)와 제1-2 리드(413)가 각각 위치하므로, 면적이 동일한 것이 보다 바람직하다.
또 이들 제1-1 안착부(141), 제1-2 안착부(142) 및 제1-3 안착부(143)는 내부가 비어 있는게 배터리 모듈의 전체적인 무게를 줄일 수 있다는 측면에서 유리하다.
계속해서, 제2 안착부(160)는 제2-1 안착부(161), 제2-2 안착부(162) 및 제2-3 안착부(163)로 구성되며 이들은 소정 거리 이격되어 위치하고 있다.
제1 안착부(140)와 동일하게, 제2-1 안착부(161), 제2-2 안착부(162) 및 제2-3 안착부(163)는 공간부(S) 바닥에서 동일한 높이로 돌출하면서, 제2-1 안착부(161)와 제2-2 안착부(162)의 면적은 동일하고, 제2-3 안착부(163)는 이들 보다는 상대적으로 면적이 작은데, 이러한 이유는 제1 안착부(140)에서 상세하게 설명하였으므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
또 제1 안착부(140)와 마찬가지로, 제2-1 안착부(161) 내지 제2-3 안착부(163) 상면에는 BMU(500)의 타측 가장자리 저면이 안착된 후 밀착하게 되고, 이후 제2 전지셀(420)의 제2-1 리드(422)와 제2-2 리드(423)가 BMU(500) 상면에 위치하여 전기적으로 연결된다.
한편 도 7에 도시한 바와 같이, 제1-1 안착부(141)와 제2-3 안착부(163), 제1-2 안착부(142)와 제2-2 안착부(162) 그리고 제1-3 안착부(143)와 제2-1 안착부(161)는 각각 서로 마주 보면서 위치한다.
이어서 리브(170)에 관해 설명하기로 한다. 리브(170)는 공간부(S)에 배치되어 제1 전지셀(410)과 제2 전지셀(420)의 전극 리드들, 그리고 BMU(500)를 지지한다.
이러한 리브(170)는 수직으로 직립한 판상 구조이며 다수개의 리브들, 즉 제1 리브(171), 제2 리브(172), 제3 리브(173) 및 제4 리브(174)로 구성될 수 있다.
여기서, 제1 리브(171)는 제1-1 안착부(141)와 제2-3 안착부(163)를 연결하도록 위치하고, 제2 리브(172)는 제1-2 안착부(142)와 제2-2 안착부(162), 그리고 제3 리브(173)는 제1-3 안착부(143)와 제2-1 안착부(161)를 연결하도록 위치한다.
따라서 이들 리브들에 의해 전극 리드들과 BMU(500)가 지지되므로, 한층 안정감을 부여할 수 있고, 특히 서로 마주 보고 위치하는 안착부들을 서로 연결하는 구조이기 때문에 프레임의 전체적인 강성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
제4 리브(174)는 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)의 사이에 위치하며 서로 마주보는 한 쌍으로 이루어져 있는데, BMU(500)의 일측 가장자리를 지지함으로써 휘거나 처짐을 방지할 수 있다.
한편 제1 리브(171), 제2 리브(172), 제3 리브(173) 및 제4 리브(174)의 높이는 제1-1 안착부(141)와 동일한 것이 좋은데, 이는 전극 리드들과 BMU(500)를 고르게 지지하기 위함이다.
본 발명은 상기 기재된 것 중 어느 하나 이상의 특징을 가지고 있는 전지 모듈이 구비된 디바이스일 수 있고, 디바이스는 노트북, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 플러그-인 하이브리드 전기 자동차 등 일 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
100 : 프레임부
110 : 프레임 몸체
111 : 제1 프레임 111ㅄ: 제1 지지턱
112 : 제2 프레임 112ㅄ: 제2 지지턱
120 : 보조 플레이트
121 : 제1 보조 플레이트 122 : 제2 보조 플레이트
130 : 제1 지지벽
140 : 제1 안착부
141 : 제1-1 안착부 142 : 제1-2 안착부
143 : 제1-3 안착부
150 : 제2 지지벽
160 : 제2 안착부
161 : 제2-1 안착부 162 : 제2-2 안착부
163 : 제2-3 안착부
170 : 리브
171 : 제1 리브 172 : 제2 리브
173 : 제3 리브 174 : 제4 리브
200 : 제1 커버
210 : 절곡부
300 : 제2 커버
400 : 전지셀
410 : 제1 전지셀
411 : 제1 케이스 412 : 제1-1 리드
413 : 제1-2 리드
420 : 제2 전지셀
421 : 제2 케이스 422 : 제2-1 리드
423 : 제2-2 리드
500 : BMU
600 : 보호커버
S : 공간부

Claims (13)

  1. 상면과 하면이 개방된 장방형 구조의 프레임부;
    상기 프레임부의 일측면을 보호하는 제1 커버;
    상기 프레임부의 타측면을 보호하는 제2 커버;
    상기 프레임부에 수용되는 2개의 전지셀; 및
    상기 2개의 전지셀과 전기적으로 연결되는 BMU;를 포함하되,
    상기 프레임부는, 2개의 전지셀이 수평하게 서로 마주보면서 수용될 수 있도록 소정 거리 이격된 상태로 사각형 외곽을 갖는 제1 프레임 및 제2 프레임이 연결되어 있는 프레임 몸체, 및 상기 BMU가 상기 2개의 전지셀 사이에 위치할 수 있도록 상기 프레임 몸체 가운데에 위치하면서 상면이 편평하고 소정 높이 돌출한 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는 제1 안착부 및 제2 안착부를 포함하되,
    제1 안착부는 상기 제1 프레임 일측 인근에 위치하며, 제1-1 안착부, 제1-2 안착부 및 제1-3 안착부로 이루어지고,
    제2 안착부는 상기 제2 프레임 일측 인근에 위치하며, 제2-1 안착부, 제2-2 안착부 및 제2-3 안착부로 이루어지며,
    상기 제1-1 안착부, 제1-2 안착부, 제2-1 안착부, 및 제2-2 안착부는 상면의 면적과 높이가 동일하고,
    상기 제1-3 안착부 및 제2-3 안착부는 상기 제1-1 안착부와 높이는 동일하지만 상면의 면적이 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1-1 안착부와 제2-3 안착부, 상기 제1-2 안착부와 제2-2 안착부 및 상기 제1-3 안착부와 제2-1 안착부는 각각 서로 마주 보면서 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 안착부와 제2 안착부 인근에는 상기 BMU을 지지하는 리브가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리브는, 상기 제1-1 안착부와 제2-3 안착부를 연결하는 제1 리브, 상기 제1-2 안착부와 제2-2 안착부를 연결하는 제2 리브, 및 상기 제1-3 안착부와 제2-1 안착부를 연결하는 제3 리브를 포함하되,
    상기 제1 리브, 제2 리브 및 제3 리브는 상기 제1-1 안착부와 높이가 동일한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리브는, 상기 제1 프레임 및 제2 프레임 사이에 위치하며 서로 마주보는 한 쌍의 제4 리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제4 리브는 상기 제1 리브와 높이가 동일한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 전지셀은, 상기 제1 프레임에 수용되는 제1-1 리드 및 제1-2 리드를 포함하는 제1 전지셀, 및 상기 제2 프레임에 수용되는 제2-1 리드 및 제2-2 리드를 포함하는 제2 전지셀이고,
    상기 제1-1 리드는 상기 제1-1 안착부, 제1-2 리드는 상기 제1-2 안착부, 상기 제2-1 리드는 제2-1 안착부, 및 상기 제2-2 리드는 상기 제2-2 안착부 상부에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1-1 리드와 제2-1 리드는 음극이고, 상기 제1-2 리드와 제2-2 리드는 양극인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1-1 리드, 제2-1 리드, 제1-2 리드 및 제2-2 리드는 상기 BMU 상면에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1-1 리드, 제2-1 리드, 제1-2 리드 및 제2-2 리드를 보호하기 위한 보호커버가 상기 BMU 상면에 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및/또는 제2 프레임에는 전지셀을 지지하기 위한 바 형상의 보조 플레이트가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 프레임에는 일측이 고정된 채 소정 길이 연장된 바 형상의 제1 보조 플레이트가 구비되고,
    상기 제2 프레임에는 일측이 고정된 채 소정 길이 연장된 바 형상의 제2 보조 플레이트가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.


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