KR20230060813A - 캡조립체의 측면 배치 구조 - Google Patents

캡조립체의 측면 배치 구조 Download PDF

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KR20230060813A
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이성환
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Abstract

본 발명은 다수의 배터리셀을 포함하여 구성되는 배터리팩의 외측에 구비된 케이스(5)의 좌측 및 우측에 결합되는 것으로, 일면에 양극이 돌출 형성되어, 상기 케이스(5)의 좌측에 고정 결합되는 양극부 캡조립체(20) 및 일면에 음극이 돌출 형성되어, 상기 케이스(5)의 우측에 고정 결합되는 음극부 캡조립체(30)를 포함하고, 상기 양극부 캡조립체(20)는 하면 양측에 상부 결합홀(21a)이 각각 함몰 형성되는 터미널 플레이트(21), 상기 터미널 플레이트(21)의 하부에 구비되고, 상면 중앙에 상기 터미널 플레이트(21)의 하부가 안착되는 상부 안착부(22a)가 함몰 형성되는 컨덕터(22), 상기 케이스(5)와 용접 결합되어, 상기 케이스(5)의 내측을 보호하기 위한 제1 캡플레이트(23) 및 상기 제1 캡플레이트(23)의 하부에 구비되고, 하면에 장착부(24b)가 함몰 형성되는 인슐레이터(24)를 포함하고, 상기 제1 캡플레이트(23)는 상면 중앙에 상기 컨덕터(22)의 하부가 안착되는 하부 안착부(23a)가 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조{Side structure of battery pack for automotive secondary battery}
본 발명은 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 자동차용 이차전지에 다수 포함되는 배터리셀로부터 발생하는 에너지의 효율을 증대시키기 위하여, 좌우 방향의 배터리셀의 개수를 3개에서 1개로 감소시킴으로써, 배터리셀 간의 간격으로 인해 발생하는 손실 영역을 감소시킬 수 있는 위한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조에 관한 것이다.
미래의 산업의 변화는 전동화(Electrification) 및 무선화(Cordless)가 핵심으로, 모든 사물이 이차전지(Lithium Polymer Batteries)를 이용하여 이동하는 시대가 개막하고 있다. 구체적으로, 이차전지의 적용 영역은 무선가전, 로봇, 드론, 에너지저장장치, 전기차, 전기선박 등 지속적으로 확대되고 있다.
이차전지는 친환경 글로벌 트렌드를 충족시킬 수 있는 지속 가능한 성장의 핵심수단으로, 세계 각국의 수요 증가로 인해 이차전지 시장은 급속히 성장할 전망이다. IHS Markit에 따르면, 2025년에는 이차전지가 메모리반도체보다 더 큰 시장으로 성장할 것으로 전망된다.
또한, SNE 리서치에 따르면, 글로벌 이차전지의 시장규모는 전기차 보급의 확대에 힘입어, 2020년 461억불에서 2030년 3,517억불로 향후 10년간 8배 이상 성장할 전망이다.
또한, 전체 이차전지 시장 중 전기차용 이차전지의 비중은 2020년년 65.9%에서 2030년 86.6%로 증가할 전망이다. 특히, 전기차용 이차전지는 2020년 304억불에서 2030년 3,047억불로 향후 10년간 10배 이상 성장할 전망이다.
도 1은 기존의 캡 조립체, 케이스 및 배터리셀의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 기존의 전기자동차용 이차전지에서는 배터리셀 간의 간격이 좌우 방향으로 이격되게 형성되어 있어, 상기 배터리셀 간의 간격에서 손실(Loss) 영역이 발생함으로 인해, 배터리셀로부터 발생하는 에너지의 효율이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.
도 1을 참조하면, 기존의 전기자동차용 이차전지에서는 캡 조립체의 상부의 좌측 및 우측에 각각 양극 및 응극이 형성되고, 상기 캡 조립체의 하부에 배터리 셀이 배치된다. 그리고, 상기 캡 조립체가 구비된 배터리셀은 운전자의 발 하부에 배치되어, 상기 배터리팩이 차지하는 공간의 크기가 증가하는 문제점이 있었다.
KR 10-1212552 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 자동차용 이차전지에 다수 포함되는 배터리셀로부터 발생하는 에너지의 효율을 증대시키기 위하여, 좌우 방향의 배터리셀의 개수를 3개에서 1개로 감소시킴으로써, 배터리셀 간의 간격으로 인해 발생하는 손실 영역을 감소시킬 수 있는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 양극이 돌출 형성된 양극부 캡조립체 및 음극이 형성된 음극부 캡조립체를 각각 배터리팩 케이스의 상부가 아닌 배터리팩 케이스의 좌측면 및 우측면에 배치함으로써, 배터리팩이 차지하는 공간의 높이를 감소시켜, 자동차의 구조 설계에 효율적으로 반영할 수 있고, 배터리의 용량을 증대시켜, 배터리 셀의 구조를 안정화시킬 수 있는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적인 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)는 다수의 배터리셀을 포함하여 구성되는 배터리팩의 외측에 구비된 케이스(5)의 좌측 및 우측에 결합되는 것으로, 상기 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)는 일면에 양극이 돌출 형성되어, 상기 케이스(5)의 좌측에 고정 결합되는 양극부 캡조립체(20) 및 일면에 음극이 돌출 형성되어, 상기 케이스(5)의 우측에 고정 결합되는 음극부 캡조립체(30)를 포함하고, 상기 양극부 캡조립체(20)는 하면 양측에 상부 결합홀(21a)이 각각 함몰 형성되는 터미널 플레이트(21), 상기 터미널 플레이트(21)의 하부에 구비되고, 상면 중앙에 상기 터미널 플레이트(21)의 하부가 안착되는 상부 안착부(22a)가 함몰 형성되는 컨덕터(22), 상기 케이스(5)와 용접 결합되어, 상기 케이스(5)의 내측을 보호하기 위한 제1 캡플레이트(23) 및 상기 제1 캡플레이트(23)의 하부에 구비되고, 하면에 장착부(24b)가 함몰 형성되는 인슐레이터(24)를 포함하고, 상기 제1 캡플레이트(23)는 상면 중앙에 상기 컨덕터(22)의 하부가 안착되는 하부 안착부(23a)가 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 안착부(22a)는 상면 양측에 상기 상부 결합홀(21a)에 고정 결합되는 상부 돌출부(22b)가 각각 돌출 형성되고, 상기 컨덕터(22)는 하면 양측에 하부 돌출부(22c)가 각각 돌출 형성되고, 상기 하부 안착부(23a)는 상면 양측에 상기 하부 돌출부(22c)가 고정 결합되는 하부 결합홀(23b)이 각각 함몰 형성되고, 상기 제1 캡플레이트(23)는 하면 양측에 상부 돌기부(23c)가 각각 함몰 형성되고, 상기 인슐레이터(24)는 상면 양측에 상기 상부 돌기부(23c)에 대응하는 삽입홀(24a)이 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 터미널 플레이트(21)는 상면 중앙에 제1 관통홀(21b)이 관통 형성되고, 상기 상부 안착부(22a)는 상면 중앙에 상기 제1 관통홀(21b)보다 직경이 큰 제2 관통홀(22d)이 관통 형성되고, 상기 제1 캡플레이트(23)는 상면 중앙에 상기 제2 관통홀(22d)과 직경이 동일한 제3 관통홀(23d)이 관통 형성되고, 상기 인슐레이터(24)는 상면 중앙에 상기 제3 관통홀(23d)과 직경이 동일한 제4 관통홀(24c)이 관통 형성되고, 상기 양극부 캡조립체(20)는 상기 제2 관통홀(22d), 제3 관통홀(23d) 및 제4 관통홀(24c)에 밀착 결합되고, 상면 중앙에 상부 관통공(25a)이 관통 형성되는 실가스켓(25), 상부가 상기 제1 관통홀(21b)에 코킹 및 용접 결합되어, 상기 터미널 플레이트(21)와 직렬로 연결되는 리벳 터미널(26) 및 상기 리벳 터미널(26)의 하부에 코킹 및 용접 결합되어, 상기 리벳 터미널(26)과 직렬로 연결되는 양극전류 집전체(27)를 포함하고, 상기 리벳 터미널(26)은 상부가 상기 제1 관통홀(21b) 및 상부 관통공(25a)에 관통 삽입되고, 상기 양극전류 집전체(27)는 상기 장착부(24b)에 안착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실가스켓(25)은 하부에 베이스부(25b)가 원주 방향으로 돌출 형성되고, 상기 리벳 터미널(26)은 중력의 반대 방향으로 돌출 형성되어, 상기 제1 관통홀(21b) 및 상부 관통공(25a)에 고정 결합되는 상부 바디부(26a), 상기 상부 바디부(26a)의 하부에 구비되어, 원주 방향으로 돌출 형성되는 테두리부(26b) 및 상기 테두리부(26b)의 하부에 구비되어, 중력 방향으로 돌출 형성되는 하부 바디부(26c)를 포함하고, 상기 양극전류 집전체(27)는 상면 중앙에 상기 하부 바디부(26c)가 고정 결합되는 하부 관통공(27a)이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 캡플레이트(23)는 상면 일측에 고정홀(23e)이 관통 형성되고, 상면 타측에 상부 삽입공(23f)이 관통 형성되고, 상기 상부 삽입공(23f)의 하부에 상기 케이스(5)의 내측에 수용된 상기 다수의 배터리셀에 전해액을 주입하기 위한 하부 삽입공(23g)이 관통 형성되고, 상기 양극부 캡조립체(20)는 상기 고정홀(23e)에 고정 결합되는 벤트(28), 상기 하부 삽입공(23g)에 고정 결합되어, 상기 하부 삽입공(23)을 통해 상기 전해액이 외부로 유출되지 않도록 상기 하부 삽입공(23)을 실링하는 실볼(29) 및 상기 실볼(29)이 외측으로 이탈하지 않도록, 상기 상부 삽입공(23f)에 고정 결합되는 실볼 커버(29a)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 벤트(28)는 상면에 상기 케이스(5) 내부의 가스가 배출될 수 있도록 다수의 통공(28a)이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조는 배터리팩에서 좌우 방향의 배터리셀의 개수를 3개에서 1개로 감소시킴으로써, 배터리셀 간의 간격으로 인해 발생하는 손실 영역을 감소시킬 수 있어, 배터리셀로부터 발생하는 에너지의 효율을 획기적으로 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조는 양극이 돌출 형성된 양극부 캡조립체 및 음극이 형성된 음극부 캡조립체를 각각 배터리팩 케이스의 상부가 아닌 배터리팩 케이스의 좌측면 및 우측면에 배치함으로써, 자동차에서 배터리팩이 차지하는 공간의 높이를 감소시켜, 자동차의 구조 설계에 효율적으로 반영할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조는 배터리의 용량을 증대시킬 수 있어, 배터리 셀의 구조를 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기존의 캡 조립체, 케이스 및 배터리셀의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조의 배치도이다.
도 3은 도 2에 도시된 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조의 구성도이다.
도 4는 양극부 캡조립체의 조립도이다.
도 5는 도 4에 도시된 양극부 캡조립체의 분해도이다.
도 6은 터미널 플레이트, 컨덕터, 제1 캡플레이트 및 인슐레이터에 대한 분해도이다.
도 7은 실가스켓, 리벳 터미널 및 양극전류 집전체의 분해도이다.
도 8은 캡플레이트, 실볼 및 실볼 커버의 분해도이다.
도 9는 음극부 캡조립체의 조립도이다.
도 10은 도 9에 도시된 음극부 캡조립체의 분해도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 권리범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)의 배치도이고, 도 3은 도 2에 도시된 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)의 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)는 다수의 배터리셀을 포함하여 구성되는 배터리팩 케이스(5)의 좌측 및 우측에 결합된다.
본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)는 양극부 캡조립체(20) 및 음극부 캡조립체(30)를 포함하여 구성된다.
먼저, 양극부 캡조립체(20)는 일면에 양극이 돌출 형성되어, 배터리팩 케이스(5)의 좌측에 고정 결합된다.
그리고, 음극부 캡조립체(30)는 일면에 음극이 돌출 형성되어, 배터리팩 케이스(5)의 우측에 고정 결합된다.
도 4는 양극부 캡조립체(20)의 조립도이고, 도 5는 도 4에 도시된 양극부 캡조립체(20)의 분해도이고, 도 6은 터미널 플레이트(21), 컨덕터(22), 제1 캡플레이트(23) 및 인슐레이터(24)에 대한 분해도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 양극부 캡조립체(20)는 터미널 플레이트(21), 컨덕터(22), 제1 캡플레이트(23) 및 인슐레이터(24)를 포함하여 구성된다.
먼저, 터미널 플레이트(21)의 하면 양측에는 상부 결합홀(21a)이 각각 함몰 형성된다.
이때, 터미널 플레이트(21)는 소정의 높이를 갖는 직육면체의 형상으로 형성된다. 그리고, 터미널 플레이트(21)는 전기 전도도가 높은 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 컨덕터(22)는 터미널 플레이트(21)의 하부에 구비되고, 컨덕터(22)의 상면 중앙에는 터미널 플레이트(21)의 하부가 안착되는 상부 안착부(22a)가 함몰 형성된다.
이때, 컨덕터(22)는 소정의 높이를 갖는 직육면체의 형상으로 형성된다. 그리고, 컨덕터(22)는 전기 전도도를 갖지 않는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상부 안착부(22a)는 소정의 높이를 갖는 직육면체의 형상으로 형성되고, 상부 안착부(22a)의 가로 및 세로는 터미널 플레이트(21)의 하부가 삽입될 수 있도록, 터미널 플레이트(21)의 가로 및 세로보다 각각 크게 형성된다.
그리고, 제1 캡플레이트(23)는 컨덕터(22)의 하부에 구비되고, 케이스(5)와 용접 결합되어, 케이스(5)의 내측을 보호하는 역할을 한다. 이때, 제1 캡플레이트(23)는 소정의 두께를 갖는 사각판재의 형상으로 좌우 방향으로 길게 형성된다. 그리고, 제1 캡플레이트(23)는 알루미늄 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 제1 캡플레이트(23)의 상면 중앙에는 컨덕터(22)의 하부가 안착되는 하부 안착부(23a)가 함몰 형성된다. 이때, 하부 안착부(23a)는 소정의 높이를 갖는 직육면체의 형상으로 형성되고, 하부 안착부(23a)의 가로 및 세로는 컨덕터(22)의 하부가 삽입될 수 있도록, 컨덕터(22)의 가로 및 세로보다 각각 크게 형성된다.
그리고, 인슐레이터(24)는 제1 캡플레이트(23)의 하면에 구비되고, 인슐레이터(24)의 하면에는 장착부(24b)가 함몰 형성된다.
이때, 인슐레이터(24)는 소정의 높이를 갖는 직사각형의 형상으로 형성된다. 그리고, 인슐레이터(24)는 플라스틱 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상부 안착부(22a)의 상면 양측에는 터미널 플레이트(21)의 상부 결합홀(21a)에 고정 결합되는 상부 돌출부(22b)가 각각 돌출 형성된다.
그리고, 컨덕터(22)의 하면 양측에는 하부 돌출부(22c)가 각각 돌출 형성된다.
그리고, 하부 안착부(23a)의 상면 양측에는 컨덕터(22)의 하부 돌출부(22c)가 고정 결합되는 하부 결합홀(23b)이 각각 함몰 형성된다.
그리고, 제1 캡플레이트(23)의 하면 양측에는 상부 돌기부(23c)가 각각 함몰 형성된다.
그리고, 인슐레이터(24)의 상면 양측에는 제1 캡플레이트(23)의 상부 돌기부(23c)에 대응하는 삽입홀(24a)이 함몰 형성된다. 이때, 삽입홀(24a)은 하부로 갈수록 직경이 커지는 원추형의 형상으로 형성된다.
도 6을 참조하면, 터미널 플레이트(21)의 상면 중앙에는 제1 관통홀(21b)이 관통 형성된다.
그리고, 컨덕터(22)의 상부 안착부(22a)의 상면 중앙에는 제1 관통홀(21b)보다 직경이 큰 제2 관통홀(22d)이 관통 형성된다.
그리고, 제1 캡플레이트(23)의 상면 중앙에는 제2 관통홀(22d)과 직경이 동일한 제3 관통홀(23d)이 관통 형성된다.
그리고, 인슐레이터(24)의 상면 중앙에는 제3 관통홀(23d)과 직경이 동일한 제4 관통홀(24c)이 관통 형성된다.
도 7은 실가스켓(25), 리벳 터미널(26) 및 양극전류 집전체(27)의 분해도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 양극부 캡조립체(20)는 실가스켓(25), 리벳 터미널(26) 및 양극전류 집전체(27)을 더 포함하여 구성된다.
먼저, 실가스켓(25)(seal gasket)은 컨덕터(22)의 제2 관통홀(22d), 제1 캡플레이트(23)의 제3 관통홀(23d) 및 인슐레이터(24)의 제4 관통홀(24c)에 밀착 결합된다. 이때, 실가스켓(25)은 리벳 터미널(26)의 내부를 이동하는 전류가 외부로 유출되지 않도록 실링하는 역할을 한다. 그리고, 실가스켓(25)는 전기 전도도를 갖지 않는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 실가스켓(25)의 상면 중앙에는 상부 관통공(25a)이 관통 형성된다.
그리고, 리벳 터미널(26)은 터미널 플레이트(21)의 제1 관통홀(21b)에 코킹 및 용접 결합되어, 터미널 플레이트(21)와 직렬로 연결된다. 이때, 리벳 터미널(26)은 니켈로 얇게 도금 처리된 구리 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 리벳 터미널(26)의 상부는 실가스켓(25)의 상부 관통공(25a) 및 터미널 플레이트(21)의 관통홀(21b)에 관통 삽입된 후, 터미널 플레이트(21)의 제1 관통홀(21b)에 코킹 및 용접 결합된다.
그리고, 양극전류 집전체(27)는 리벳 터미널(26)의 하부에 코킹 및 용접 결합되어, 리벳 터미널(26)과 직렬로 연결된다. 이때, 양극전류 집전체(27)는 소정의 두께를 갖는 사각판재의 형상으로 좌우 방향으로 길게 형성된다. 그리고, 양극전류 집전체(27)는 전기 전도도가 높은 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 양극전류 집전체(27)로 집전된 전류는 리벳 터미널(26)을 통과하여, 터미널 플레이트(21)로 이동한다.
그리고, 실가스켓(25)의 하부에는 베이스부(25b)가 원주 방향으로 돌출 형성된다.
그리고, 리벳 터미널(26)은 상부 바디부(26a), 테두리부(26b) 및 하부 바디부(26c)를 더 포함하여 구성된다.
먼저, 상부 바디부(26a)는 중력의 반대 방향으로 돌출 형성되어, 터미널 플레이트(21)의 제1 관통홀(21b) 및 실가스켓(25)의 상부 관통공(25a)에 고정 결합된다. 이때, 상부 바디부(26a)는 소정의 높이를 갖는 원기둥의 형상으로 형성된다.
그리고, 테두리부(26b)는 상부 바디부(26a)의 하부에 구비되어, 원주 방향으로 돌출 형성된다.
그리고, 하부 바디부(26c)는 테두리부(26b)의 하부에 구비되어, 중력 방향으로 돌출 형성된다. 이때, 하부 바디부(26c)는 소정의 높이를 갖는 원기둥의 형상으로 형성된다.
이때, 하부 바디부(26c)의 직경은 상부 바디부(26a)의 직경보다 크게 형성되고, 하부 바디부(26c)의 높이는 상부 바디부(26a)의 높이보다 작게 형성된다.
그리고, 양극전류 집전체(27)의 상면 중앙에는 리벳 터미널(26)의 하부 바디부(26c)가 고정 결합되는 하부 관통공(27a)이 관통 형성된다.
도 8은 제1 캡플레이트(23), 실볼(29) 및 실볼 커버(29a)의 분해도이다.
도 8을 참조하면, 제1 캡플레이트(23)의 상면 일측에는 고정홀(23e)이 관통 형성된다.
그리고, 제1 캡플레이트(23)의 상면 타측에는 상부 삽입공(23f)이 관통 형성된다. 그리고, 상부 삽입공(23f)의 하부에는 케이스(5)의 내측에 수용된 다수의 배터리셀에 전해액을 주입하기 위한 하부 삽입공(23g)이 관통 형성된다. 이때, 하부 삽입공(23g)의 직경은 상부 삽입공(23f)보다 직경보다 작게 형성된다.
그리고, 양극부 캡조립체(20)는 벤트(28), 실볼(29) 및 실볼 커버(29a)를 더 포함하여 구성된다.
먼저, 벤트(28)는 제1 캡플레이트(23)의 고정홀(23e)에 고정 결합된다. 이때, 벤트(28)는 소정의 두께를 갖는 판재의 형상으로 형성된다.
그리고, 벤트(28)의 상면에는 배터리셀의 안정성을 향상시키기 위해 배터리팩 케이스(5) 내부의 가스가 배출될 수 있도록 다수의 통공(28a)이 관통 형성된다.
그리고, 실볼(29)(seal ball)은 제1 캡플레이트(23)의 하부 삽입공(23g)에 삽입 결합되어, 하부 삽입공(23)을 통해 전해액이 외부로 유출되지 않도록 하부 삽입공(23)을 실링하는 역할을 한다. 이때, 실볼(29)은 소정의 직경을 갖는 구의 형상으로 형성된다.
그리고, 실볼 커버(29a)는 실볼(29)이 외측으로 이탈하지 않도록, 제1 캡플레이트(23)의 상부 삽입공(23f)에 고정 결합된다. 이때, 실볼 커버(29a)는 소정의 두께를 갖는 원판의 형상으로 형성된다.
도 9는 음극부 캡조립체(30)의 조립도이고, 도 10은 도 9에 도시된 음극부 캡조립체(30)의 분해도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 음극부 캡조립체(30)는 제2 캡플레이트(31)를 포함하여 구성된다.
제2 캡플레이트(31)는 제1 캡플레이트(23)와 달리, 고정홀(23e), 상부 삽입공(23f) 및 하부 삽입공(23g)이 형성되지 않는다. 다시 말해서, 제2 캡플레이트(31)는 제1 캡플레이트(23)에서 고정홀(23e), 상부 삽입공(23f) 및 하부 삽입공(23g)이 제거된 형상과 동일하게 형성된다.
그리고, 음극부 캡조립체(30)는 양극부 캡조립체(20)에 포함되는 벤트(28), 실볼(29) 및 실볼 커버(29a)를 포함하지 않는다.
본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)는 배터리팩에서 좌우 방향의 배터리셀의 개수를 3개에서 1개로 감소시킴으로써, 배터리셀 간의 간격으로 인해 발생하는 손실 영역을 감소시킬 수 있어, 배터리셀로부터 발생하는 에너지의 효율을 획기적으로 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)는 양극이 돌출 형성된 양극부 캡조립체(20) 및 음극이 형성된 음극부 캡조립체(30)를 각각 배터리팩 케이스(5)의 상부가 아닌 배터리팩 케이스(5)의 좌측면 및 우측면에 배치함으로써, 자동차에서 배터리팩이 차지하는 공간의 높이를 감소시켜, 자동차의 구조 설계에 효율적으로 반영할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)는 배터리의 용량을 증대시킬 수 있어, 배터리 셀의 구조를 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명은 자동차 이차전지용 배터리팩 측면 구조를 제공하고자 하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시예는 단지 하나의 실시예에 불과하고, 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허 청구범위를 기준으로 하되, 다양하게 존재할 수 있는 균등한 실시예에도 미친다 할 것이다.
5: 케이스 10: 배터리팩의 측면 구조
20: 양극부 캡조립체 21: 터미널 플레이트
21a: 상부 결합홀 21b: 제1 관통홀
22: 컨덕터 22a: 상부안착부
22b: 상부 돌출부 22c: 하부 돌출부
22d: 제2 관통홀 23: 제1 캡플레이트
23a: 하부 안착부 23b: 하부 결합홀
23c: 상부 돌기부 23d: 제3 관통홀
23e: 고정홀 23f: 상부 삽입공
23g: 하부 삽입공 24: 인슐레이터
24a: 삽입홀 24b: 장착부
24c: 제4 관통홀 25: 실가스켓
25a: 상부 관통공 25b: 베이스부
26: 리벳 터미널 26a: 상부 바디부
26b: 테두리부 26c: 하부 바디부
27: 양극전류 집전체 27a: 하부 관통공
28: 벤트 28a: 통공
29: 실볼 29a: 실볼 커버
30: 음극부 캡조립체 31: 제2 캡플레이트

Claims (6)

  1. 다수의 배터리셀을 포함하여 구성되는 배터리팩의 외측에 구비된 케이스(5)의 좌측 및 우측에 결합되는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)에 있어서,
    상기 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조(10)는
    일면에 양극이 돌출 형성되어, 상기 케이스(5)의 좌측에 고정 결합되는 양극부 캡조립체(20); 및
    일면에 음극이 돌출 형성되어, 상기 케이스(5)의 우측에 고정 결합되는 음극부 캡조립체(30);를 포함하고,
    상기 양극부 캡조립체(20)는
    하면 양측에 상부 결합홀(21a)이 각각 함몰 형성되는 터미널 플레이트(21);
    상기 터미널 플레이트(21)의 하부에 구비되고, 상면 중앙에 상기 터미널 플레이트(21)의 하부가 안착되는 상부 안착부(22a)가 함몰 형성되는 컨덕터(22);
    상기 케이스(5)와 용접 결합되어, 상기 케이스(5)의 내측을 보호하기 위한 제1 캡플레이트(23); 및
    상기 제1 캡플레이트(23)의 하부에 구비되고, 하면에 장착부(24b)가 함몰 형성되는 인슐레이터(24);를 포함하고,
    상기 제1 캡플레이트(23)는
    상면 중앙에 상기 컨덕터(22)의 하부가 안착되는 하부 안착부(23a)가 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 안착부(22a)는
    상면 양측에 상기 상부 결합홀(21a)에 고정 결합되는 상부 돌출부(22b)가 각각 돌출 형성되고,
    상기 컨덕터(22)는
    하면 양측에 하부 돌출부(22c)가 각각 돌출 형성되고,
    상기 하부 안착부(23a)는
    상면 양측에 상기 하부 돌출부(22c)가 고정 결합되는 하부 결합홀(23b)이 각각 함몰 형성되고,
    상기 제1 캡플레이트(23)는
    하면 양측에 상부 돌기부(23c)가 각각 함몰 형성되고,
    상기 인슐레이터(24)는
    상면 양측에 상기 상부 돌기부(23c)에 대응하는 삽입홀(24a)이 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 터미널 플레이트(21)는
    상면 중앙에 제1 관통홀(21b)이 관통 형성되고,
    상기 상부 안착부(22a)는
    상면 중앙에 상기 제1 관통홀(21b)보다 직경이 큰 제2 관통홀(22d)이 관통 형성되고,
    상기 제1 캡플레이트(23)는
    상면 중앙에 상기 제2 관통홀(22d)과 직경이 동일한 제3 관통홀(23d)이 관통 형성되고,
    상기 인슐레이터(24)는
    상면 중앙에 상기 제3 관통홀(23d)과 직경이 동일한 제4 관통홀(24c)이 관통 형성되고,
    상기 양극부 캡조립체(20)는
    상기 제2 관통홀(22d), 제3 관통홀(23d) 및 제4 관통홀(24c)에 밀착 결합되고, 상면 중앙에 상부 관통공(25a)이 관통 형성되는 실가스켓(25);
    상부가 상기 제1 관통홀(21b)에 코킹 및 용접 결합되어, 상기 터미널 플레이트(21)와 직렬로 연결되는 리벳 터미널(26); 및
    상기 리벳 터미널(26)의 하부에 코킹 및 용접 결합되어, 상기 리벳 터미널(26)과 직렬로 연결되는 양극전류 집전체(27);를 포함하고,
    상기 리벳 터미널(26)은
    상부가 상기 제1 관통홀(21b) 및 상부 관통공(25a)에 관통 삽입되고,
    상기 양극전류 집전체(27)는
    상기 장착부(24b)에 안착되는 것을 특징으로 하는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 실가스켓(25)은
    하부에 베이스부(25b)가 원주 방향으로 돌출 형성되고,
    상기 리벳 터미널(26)은
    중력의 반대 방향으로 돌출 형성되어, 상기 제1 관통홀(21b) 및 상부 관통공(25a)에 고정 결합되는 상부 바디부(26a);
    상기 상부 바디부(26a)의 하부에 구비되어, 원주 방향으로 돌출 형성되는 테두리부(26b); 및
    상기 테두리부(26b)의 하부에 구비되어, 중력 방향으로 돌출 형성되는 하부 바디부(26c);를 포함하고,
    상기 양극전류 집전체(27)는
    상면 중앙에 상기 하부 바디부(26c)가 고정 결합되는 하부 관통공(27a)이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 캡플레이트(23)는
    상면 일측에 고정홀(23e)이 관통 형성되고, 상면 타측에 상부 삽입공(23f)이 관통 형성되고, 상기 상부 삽입공(23f)의 하부에 상기 케이스(5)의 내측에 수용된 상기 다수의 배터리셀에 전해액을 주입하기 위한 하부 삽입공(23g)이 관통 형성되고,
    상기 양극부 캡조립체(20)는
    상기 고정홀(23e)에 고정 결합되는 벤트(28);
    상기 하부 삽입공(23g)에 고정 결합되어, 상기 하부 삽입공(23)을 통해 상기 전해액이 외부로 유출되지 않도록 상기 하부 삽입공(23)을 실링하는 실볼(29); 및
    상기 실볼(29)이 외측으로 이탈하지 않도록, 상기 상부 삽입공(23f)에 고정 결합되는 실볼 커버(29a);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 벤트(28)는
    상면에 상기 케이스(5) 내부의 가스가 배출될 수 있도록 다수의 통공(28a)이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 이차전지용 배터리팩의 측면 구조.
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