KR20230063248A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세히는 상부 프레임의 저면에 사이드 프레임의 상단부가 적어도 부분적으로 삽입되는 결합홈부를 형성하여, 용접 레이저가 내부로 침투되는 것을 차단함과 동시에 레이저 용접을 수행하기 위한 가조립 상태를 효과적으로 유지할 수 있고, 별도의 결합수단을 추가함이 없이 외부 압력 및 외부 압력에 의해서 상부 프레임과 사이드 프레임 사이의 접합부가 벌어지거나 파손되는 것이 효과적으로 방지될 수 있는 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, and more particularly, to form a coupling groove into which an upper end of a side frame is at least partially inserted into a bottom surface of an upper frame to prevent a welding laser from penetrating into the inside and to perform laser welding at the same time. The present invention relates to a battery module capable of effectively maintaining a pre-assembled state for the purpose and effectively preventing a junction between an upper frame and a side frame from being cracked or damaged due to external pressure and external pressure without adding a separate coupling means.
환경에 대한 높아진 관심으로, 전세계적으로 탄소배출을 줄이기 위한 노력이 확산되고 있다. 탄소배출을 줄이기 위해 종래에 화석연료를 연소하여 동력을 얻는 연소엔진을 구비하는 자동차의 생산량은 지속적으로 줄어들고, 반면에 전기를 이용하여 동력을 얻는 전기자동차의 생산량은 지속적으로 늘어나고 있다.With heightened interest in the environment, efforts to reduce carbon emissions are spreading worldwide. In order to reduce carbon emissions, production of conventional vehicles equipped with combustion engines powered by burning fossil fuels is continuously decreasing, while production of electric vehicles powered by electricity is continuously increasing.
이러한 전기자동차에 장착되어 전기를 저장하는 수단인 이차 전지에 대한 수요가 지속적으로 늘어나고 있다. 한편, 스마트폰, 테블릿PC 등 개인 모바일 기기의 사용이 일상화된 상황에서 모바일 기기에 전기를 공급하는 이차 전지의 수요도 지속적으로 증가하고 있다.Demand for a secondary battery, which is a means of storing electricity mounted on such an electric vehicle, is continuously increasing. On the other hand, in a situation where the use of personal mobile devices such as smart phones and tablet PCs has become commonplace, the demand for secondary batteries that supply electricity to mobile devices is also continuously increasing.
이러한 이차 전지의 수요증가로 인해, 이차 전지에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다.Due to such an increase in demand for secondary batteries, research and development on secondary batteries are being actively conducted.
이 때, 이차 전지의 용량 및 효율을 향상시키기 위해 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.At this time, in order to improve the capacity and efficiency of the secondary battery, there is an increasing demand for a battery pack having a multi-module structure in which battery modules in which a plurality of secondary batteries are connected in series/parallel are assembled.
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 일반적으로 적용되고 있다.When a battery pack is configured by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module composed of at least one battery cell is configured, and other components are added using the at least one battery module to configure the battery pack. method is generally applied.
이러한 하나의 전지 모듈 내부를 보호하는 프레임을 구성함에 있어서, 부품의 품질이 향상되고, 공간 활용이 증대될 수 있는 U-프레임 구조로 형성된 전지 모듈이 개발되었다.In constructing a frame that protects the inside of one battery module, a battery module formed of a U-frame structure capable of improving the quality of parts and increasing space utilization has been developed.
이러한 U-프레임 구조를 갖는 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 바닥면 및 양측면으로 형성되어 전지셀 적층체의 하부면 및 양측면을 커버하는 U자형 구조의 하부 프레임, 전지셀 적층체의 상부면을 커버하는 상부 프레임을 포함하여 구성될 수 있다.A battery module having such a U-frame structure is formed of a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked, a bottom surface and both sides of the battery cell stack, and a lower frame of a U-shaped structure covering the lower surface and both sides of the battery cell stack, It may be configured to include an upper frame covering the upper surface of the battery cell stack.
이와 관련하여, 한국특허공개공보 제10-2021-0064715호 (선행문헌 001)에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래 전지 모듈에서의 상하부 프레임 접촉부의 구조를 갖는 전지 모듈이 개시되어 있다.In this regard, Korea Patent Publication No. 10-2021-0064715 (Prior Document 001) discloses a battery module having a structure of upper and lower frame contacts in a conventional battery module as shown in FIGS. 1 and 2 .
도 1을 참조하면, 선행문헌001의 전지 모듈은, 전지셀(10) 적층체, 바닥면 및 양측면으로 형성되어 전지셀 적층체의 하부면 및 양측면을 커버하는 하부 프레임(20), 전지셀 적층체의 상부면을 커버하는 상부 프레임(30) 및 최외곽 전지셀과 하부 프레임(20) 사이에 형성된 패드(11)로 형성되었다.Referring to FIG. 1, the battery module of Prior Document 001 is formed of a
이 때, 하부 프레임(20)과 상부 프레임(30)은 레이저 용접을 통해 접합하게 되는데, 도 2의 확대도에 도시된 바와 같이 레이저 용접 시 하부 프레임(30)과 상부 프레임(20)의 사이로 레이저가 통과되는 것을 방지하기 위해, 레이저 차단 구조가 구비될 수 있다.At this time, the
레이저 차단 구조는, 하부 프레임(30)과 상부 프레임(20) 사이에 형성되는 용접면을 내부 측에서 가로막는 형태로 구비되는 리브 또는 절곡면을 통해 달성될 수 있다.The laser blocking structure may be achieved through a rib or a bent surface provided in a form that blocks the welding surface formed between the
선행문헌 001에 개시된 전지 모듈의 접합구조 및 레이저 차단 구조는, 용접 시 사용되는 레이저가 하부 프레임(30)과 상부 프레임(20)를 통과하여 내부에 배치되는 전지셀(10)로 도달되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 이러한 접합구조를 통해서 일정 수준의 외부 압력이 작용하더라도 하부 프레임(30)이 전지셀(10)을 향해 변형되지 않고 효과적으로 전지셀(10)을 보호할 수 있게 된다.The junction structure and laser blocking structure of the battery module disclosed in Prior Document 001 effectively prevents the laser used during welding from passing through the
그러나, 전지셀(10)의 과열 등에 의해서 전지 모듈의 내부 압력이 상승하는 경우에는 하부 프레임(30)의 상단은 내부로부터 내부로 벌어지게 하는 힘을 받게 되는데, 용접만으로는 이와 같이 하부 프레임(30)의 상단이 외부로 벌어지는 힘에 효과적으로 대처할 수 없다는 문제점을 갖게 된다. 즉, 선행문헌 001에 개시된 전지 모듈은 내부 압력에 의해서 쉽게 용접부분이 파손되거나 변형이 발생될 수 밖에 없는 구조를 갖게 된다.However, when the internal pressure of the battery module increases due to overheating of the
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상부 프레임의 저면에 사이드 프레임의 상단부가 적어도 부분적으로 삽입되는 결합홈부를 형성하여, 용접 레이저가 내부로 침투되는 것을 차단함과 동시에 레이저 용접을 수행하기 위한 가조립 상태를 효과적으로 유지할 수 있는 전지 모듈을 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, by forming a coupling groove into which the upper end of the side frame is at least partially inserted on the lower surface of the upper frame, thereby blocking the penetration of the welding laser into the inside and at the same time A first object is to provide a battery module capable of effectively maintaining a pre-assembled state for performing laser welding.
또한, 본 발명은, 별도의 결합수단을 추가함이 없이 외부 압력 및 외부 압력에 의해서 상부 프레임과 사이드 프레임 사이의 접합부가 벌어지거나 파손되는 것이 효과적으로 방지될 수 있는 전지 모듈을 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.In addition, a second object of the present invention is to provide a battery module that can effectively prevent cracking or cracking of the joint between the upper frame and the side frame due to external pressure and external pressure without adding a separate coupling means. to be
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.
본 발명에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층되어 형성되는 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체의 하부를 커버하는 바텀 프레임; 상기 바텀 프레임에 일체로 형성되며, 상기 전지셀 적층체의 양측면을 커버하는 한 쌍의 사이드 프레임; 및 상기 전지셀 적층체의 상부면을 커버하는 상부 프레임을 포함하고, 상기 바텀 프레임은 상기 한 쌍의 사이드 프레임의 상단부가 각각 적어도 부분적으로 삽입되는 결합홈부를 구비하는 것을 특징으로 한다.A battery module according to the present invention includes a battery cell laminate formed by stacking a plurality of battery cells; A bottom frame covering a lower portion of the battery cell stack; a pair of side frames integrally formed with the bottom frame and covering both side surfaces of the battery cell stack; and an upper frame covering an upper surface of the battery cell stack, wherein the bottom frame includes coupling grooves into which upper ends of the pair of side frames are at least partially inserted.
또한, 상기 결합홈부는, 상기 전지셀 적층체를 향하는 상기 바텀 프레임의 저면에 형성될 수 있다.In addition, the coupling groove may be formed on a lower surface of the bottom frame facing the battery cell stack.
또한, 상기 결합홈부는, 상기 한 쌍의 사이드프레임의 상단부의 길이방향을 따라 선형으로 연장될 수 있다.In addition, the coupling groove may extend linearly along the longitudinal direction of the upper ends of the pair of side frames.
또한, 상기 한 쌍의 사이드 프레임의 상단부에는, 상기 결합홈부의 내부로 삽입되는 삽입부가 구비될 수 있다.In addition, an insertion portion inserted into the coupling groove may be provided at an upper end of the pair of side frames.
또한, 상기 삽입부의 두께는, 상기 한 쌍의 사이드프레임의 두께보다 더 작게 될 수 있다.Also, a thickness of the insertion portion may be smaller than a thickness of the pair of side frames.
또한, 상기 한 쌍의 사이드 프레임의 상단부에는, 상하방향을 기준으로 상기 삽입부보다 더 낮은 위치에 형성되는 단차면이 구비될 수 있다.In addition, a stepped surface formed at an upper end of the pair of side frames may be provided at a lower position than the insertion part in the vertical direction.
또한, 상하방향을 기준으로 상기 단차면으로부터 상기 삽입부의 높이는, 상기 단차면으로부터 상기 결합홈부의 깊이보다 더 작거나 같게 될 수 있다.In addition, a height of the insertion part from the stepped surface based on the vertical direction may be smaller than or equal to a depth of the coupling groove from the stepped surface.
또한, 상기 삽입부의 폭은, 상기 결합홈부의 폭보다 더 작거나 같게 될 수 있다.Also, a width of the insertion portion may be smaller than or equal to a width of the coupling groove portion.
또한, 상기 단차면은, 상기 상부 프레임의 저면과 면접촉하게 될 수 있다.In addition, the stepped surface may come into surface contact with the lower surface of the upper frame.
또한, 상기 단차면과 상기 상부 프레임의 저면은 레이저 용접을 통해 결합될 수 있다.In addition, the stepped surface and the lower surface of the upper frame may be coupled through laser welding.
본 발명에 따른 전지 모듈은, 상부 프레임의 저면에 사이드 프레임의 상단부가 적어도 부분적으로 삽입되는 결합홈부를 형성하여, 용접 레이저가 내부로 침투되는 것을 차단함과 동시에 레이저 용접을 수행하기 위한 가조립 상태를 효과적으로 유지할 수 있는 효과를 갖는다. The battery module according to the present invention forms a coupling groove into which the upper end of the side frame is at least partially inserted on the bottom surface of the upper frame to block penetration of the welding laser into the inside and at the same time to perform laser welding. It has an effect that can be effectively maintained.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈은, 별도의 결합수단을 추가함이 없이 외부 압력 및 외부 압력에 의해서 상부 프레임과 사이드 프레임 사이의 접합부가 벌어지거나 파손되는 것이 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the battery module according to the present invention has an effect of effectively preventing the junction between the upper frame and the side frame from being opened or damaged due to external pressure and external pressure without adding a separate coupling means.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the effects described above, specific effects of the present invention will be described together while explaining specific details for carrying out the present invention.
도 1 및 도 2는 종래 전지 모듈에서의 상부 프레임과 하부 프레임 사이의 결합의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 분해사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 상부 프레임의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 하부 프레임의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 하부 프레임를 구성하는 사이드 프레임의 부분확대도이다..
도 7은 사이드 프레임과 상부 프레임 사이의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views showing a structure of coupling between an upper frame and a lower frame in a conventional battery module.
3 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of the upper frame shown in Figure 3;
Figure 5 is a perspective view of the lower frame shown in Figure 3;
6 is a partially enlarged view of a side frame constituting the lower frame shown in FIG. 5.
7 is a cross-sectional view for explaining a coupling structure between a side frame and an upper frame.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above objects, features and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another component, and unless otherwise stated, the first component may be the second component, of course.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다. Throughout the specification, unless otherwise stated, each element may be singular or plural.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. Hereinafter, the arrangement of an arbitrary element on the "upper (or lower)" or "upper (or lower)" of a component means that an arbitrary element is placed in contact with the upper (or lower) surface of the component. In addition, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. In addition, when a component is described as "connected", "coupled" or "connected" to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components may be "interposed" between each component. ", or each component may be "connected", "coupled" or "connected" through other components.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Singular expressions used herein include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some of the steps It should be construed that it may not be included, or may further include additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, singular expressions used in this specification include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some of the steps It should be construed that it may not be included, or may further include additional components or steps.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.Throughout the specification, when "A and/or B" is used, this means A, B or A and B unless otherwise specified, and when used as "C to D", this means unless otherwise specified As long as there is no, it means C or more and D or less.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈(1)의 구성을 도시하는 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to drawings showing the configuration of a
[전지 모듈의 전반적 구조][Overall structure of battery module]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전지 모듈(1)의 전반적 구조를 상세히 설명한다.Hereinafter, the overall structure of the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전지 모듈(1)의 분해사시도이다.3 is an exploded perspective view of a
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전지 모듈(1)은 하부 프레임(200) 및 상부 프레임(300)으로 구성되는 케이스 또는 하우징의 내부에 복수의 전지셀이 수용된 상태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
보다 상세히는, 복수의 전지셀은 적층된 상태로 밀착 배열되어 전지셀 적층체(100)를 구성할 수 있다. More specifically, a plurality of battery cells may be closely arranged in a stacked state to form the
전지 모듈(1)의 케이스 또는 하우징을 구성할 수 있도록, 전지셀 적층체(100)를 내부에 수용하도록 전지셀 적층체(100)의 하면과 양쪽 측면을 감싸는 구조로 이루어진 하부 프레임(200), 전지셀 적층체(100)의 상면 측에 배치되는 상부 프레임(300), 및 전지셀 적층체(100)의 전극리드와 대향하도록 배치되는 한 쌍의 엔드 프레임(400)을 포함할 수 있다.A
도시된 바와 같이, 하부 프레임(200)은 바닥면을 구성하는 바텀 프레임(220) 및 2개의 측벽을 구성하는 한 쌍의 사이드 프레임(210)을 포함할 수 있다. 예시적으로 소정의 강도를 갖는 금속제 플레이트를 프레스 가공을 통해서 바텀 프레임(220)과 한 쌍의 사이드 프레임(210)은 일체로 형성될 수 있다.As shown, the
복수의 전지셀은 파우치형 전지셀이 사용될 수 있으며, 양극리드 및 음극리드가 서로 반대 방향으로 돌출되는 양방향 전지셀들이 사용될 수 있다. Pouch-type battery cells may be used as the plurality of battery cells, and bidirectional battery cells in which positive and negative leads protrude in opposite directions may be used.
복수의 전지셀은 소망하는 전지 모듈(1)의 출력 및 용량에 따라 직렬 또는 병렬로 연결이 되도록 버스바 등을 이용하여 전극리드들의 전기적인 연결이 이루어질 수 있다. 적용되는 제품의 사양에 따라 전지셀 적층체(100)는 전지셀을 수용하는 카트리지, 완충부재, 또는 냉각수단 등을 더 포함하여 구성될 수 있다.A plurality of battery cells may be electrically connected to electrode leads using a bus bar or the like so that they are connected in series or parallel according to the desired output and capacity of the
엔드 프레임(400)은 전지셀 적층체와 연결된 상태에서 전지셀 적층체와 함께 메인 프레임에 탑재될 수 있고, 또는 전지셀 적층체가 메인 프레임에 탑재되고, 메인 프레임에 탑 프레임이 결합된 상태에서 엔드 프레임(400)이 결합될 수 있다.The
상부 프레임(300)은, 전지셀 적층체(100)의 상부면을 커버하는 역할을 하며, 하부 프레임(200)과 마찬가지로 소정의 강도를 갖는 금속제 플레이트로 형성될 수 있다.The
상부 프레임(300)은 한 쌍의 사이드 프레임(210)의 상단부(211)에 결합되는 방식으로 하부 프레임(200)에 조립될 수 있다.The
상부 프레임(300)의 저면(301)과 사이드 프레임(210)의 상단부(211)는 레이저 용접(L)을 통해서 결합될 수 있다. The bottom surface 301 of the
도 4에 도시된 바와 같이, 상부 프레임(300)의 저면(301)에는 사이드 프레임(210)의 상단부(211)의 적어도 부분적로 삽입될 수 있는 결합홈부(310)이 구비될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the lower surface 301 of the
결합홈부(310)는 삽입되는 사이드 프레임(210)의 상단부(211)의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 예시적으로 도시된 실시예와 같이 사이드 프레임(210)의 상단부(211)가 전후방향을 따라 선형으로 연장되는 경우에는 이에 대응하여 결합홈부(310)는 전후방향을 따라 선형으로 연장될 수 있다.The
도 6에 도시된 바와 같이, 사이드 프레임(210)의 상단부(211)에는 결합홈부(310)의 내부로 삽입되는 삽입부(213)가 구비될 수 있다.As shown in FIG. 6 , an
도시된 실시예와 같이, 예시적으로 삽입부(213)는 사이드 프레임(210)의 상단부(211)를 적어도 부분적으로 절삭하는 방식으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상단부(211) 중 사이드 프레임(210)의 외측면에 근접한 부분을 전후방향을 따라 선형으로 절삭하여 단차면(212)을 형성하는 방식을 통해 삽입부(213)이 형성될 수 있다.As in the illustrated embodiment, the
따라서 삽입부(213)의 두께는 사이드 프레임(210)의 두께보다는 더 작게 형성될 수 있다.Accordingly, the thickness of the
후술하는 바와 같이, 절삭을 통해서 삽입부(213)의 상단의 높이보다 상하방향을 기준으로 더 낮게 형성되는 단차면(212)은 상부 프레임(300)의 저면(301)과 직접적으로 접촉하게 된다.As will be described later, the stepped
바람직하게는 접촉면적을 최대화하기 위해서, 단차면(212)은 상부 프레임(300)의 저면(301)과 면접촉을 하도록 구성되며, 단차면(212)과 상부 프레임(300)의 저면(301)은 서로 대응하는 형상을 갖도록 구성될 수 있다.Preferably, in order to maximize the contact area, the stepped
예시적으로 면접촉 면적을 최대한 확보하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 좌우방향을 기준으로 단차면(212)의 폭(W3)은 삽입부(213)의 폭(W2)보다는 더 크게 형성될 수 있다.Illustratively, in order to maximize the surface contact area, as shown in FIG. 7, the width W3 of the stepped
한편, 면접촉하는 단차면(212)과 상부 프레임(300)의 저면(301) 사이에는 후술하는 바와 같이 레이저 용접(L)이 진행되며, 레이저 용접(L)을 통해서 사이드 프레임(210)과 상부 프레임(300) 사이의 결합이 진행될 수 있다.On the other hand, as will be described later, laser welding (L) is performed between the stepped
[결합구조 및 레이저 침투 차단 구조][Coupling structure and laser penetration blocking structure]
이하 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전지 모듈(1)의 사이드 프레임(210)과 상부 프레임(300) 사이의 결합구조를 상세히 설명한다.Hereinafter, a coupling structure between the
도 7에는 예시적으로 한 쌍의 사이드 프레임(210) 중에서 좌측 사이드 프레임과 상부 프레임(300) 사이의 결합구조가 도시되어 있다. 도시되어 있지 않으나 우측 사이드 프레임과 상부 프레임(300) 사이도 동일한 형태의 결합구조가 적용될 수 있다. 우측 사이드 프레임과 상부 프레임(300)에 대한 결합구조에 대해서 중복되는 내용에 관한 설명은 생략하기로 한다.FIG. 7 illustratively shows a coupling structure between a left side frame and an
도 7에 도시된 바와 같이, 사이드 프레임(210)의 상단 내측에 구비되는 삽입부(213)는 상부 프레임(300)의 저면(301)에 형성되는 결합홈부(310)의 내부로 삽입될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the
도시된 바와 같이, 상하방향을 기준으로 삽입부(213)가 단차면(212)으로부터 돌출되는 높이(H2)는 결합홈부(310)의 깊이(H1)보다는 더 작거나 같게 형성될 수 있다.As shown, a height H2 at which the
따라서 삽입부(213)가 결합홈부(310)에 전체적으로 삽입된 상태에서도 단차면(212)과 상부 프레임(300)의 저면(301) 사이의 면접촉 상태가 유지될 수 있다.Therefore, even when the
또한, 삽입부(213)가 결합홈부(310)에 용이하게 삽입될 수 있도록 좌우방향을 기준으로 삽입부(213)의 폭(W2)은 결합홈부(310)의 폭(W1)보다 더 작게 형성될 수 있다.In addition, the width W2 of the
이와 같이 삽입부(213)가 결합홈부(310)의 내부로 삽입되고, 상부 프레임(300)의 저면(301)과 단차면(212)이 면접촉된 상태가 되면, 상부 프레임(300)과 사이드 프레임(210) 사이의 가조립이 완료될 수 있다.In this way, when the
이러한 상태를 가조립 상태로 칭하는 것은, 상부 프레임(300)과 사이드 프레임(210)이 상호간 체결되거나 고정된 상태가 아니기 때문이다.This state is referred to as a temporary assembly state because the
이와 같이, 상부 프레임(300)과 사이드 프레임(210) 사이의 가조립이 완료되면 다음 단계로 면접촉 상태인 상부 프레임(300)의 저면(301)과 사이드 프레임(210)의 단차면(212) 사이에 레이저 용접(L)이 진행될 수 있다.In this way, when the temporary assembly between the
도시된 바와 같이, 레이저 용접(L)은 전지 모듈(1)의 외부에서 상부 프레임(300)의 저면(301)과 사이드 프레임(210)의 단차면(212)으로 레이저 빔이 조사되는 방식으로 진행될 수 있다.As shown, the laser welding (L) is performed in a manner in which a laser beam is irradiated from the outside of the
따라서 상부 프레임(300)의 저면(301)과 사이드 프레임(210)의 단차면(212) 사이로 용접을 위한 레이저 빔이 침투될 가능성이 있으나, 도시된 바와 같이 삽입부(213)는 레이저 빔이 침투되는 방향과 대략 수직방향으로 연장되기 때문에 삽입부(213)와 결합홈부(310)에 의해서 레이저 빔이 전지 모듈(1)의 내부로 침투되거나 투과되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.Therefore, there is a possibility that the laser beam for welding penetrates between the lower surface 301 of the
즉, 레이저 빔이 내부로 투과되어 전지셀 적층체(100)가 손상되는 현상이 효과적으로 방지될 수 있는 것이다.That is, a phenomenon in which the laser beam is transmitted into the
또한, 도시된 바와 같이 자유단부가 되는 사이드 프레임(210)의 상단부(211)에 형성되는 삽입부(213)는 상부 프레임(300)의 결합홈부(310)에 삽입된 상태가 유지된다.In addition, as shown, the
따라서 하단부에 비해서 상대적으로 외력에 의해서 쉽게 변형될 수 있는 사이드 프레임(210)의 상단부(211)가 내측 방향 및 외측 방향을 포함하는 양방향으로 구속될 수 있기 때문에, 별도의 결합수단을 추가함이 없이 사이드 프레임(210)의 상단부(211)의 강성이 보강될 수 있다.Therefore, since the
즉, 도시된 바와 같이 결합홈부(310)는 삽입부(213)의 내측 방향 및 외측 방향 이동을 구속하는 스토퍼로서 기능할 수 있다. 따라서 소정 수준 이상의 외부 압력(Fout) 및 내부 압력(Fin)이 가해지지 않는 한 상부 프레임(300)과 사이드 프레임(210) 사이의 접합면 또는 접촉면이 벌어지거나 파손되는 것이 효과적으로 방지될 수 있게 된다.That is, as shown, the
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the drawings illustrated, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications are made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that variations can be made. In addition, although the operation and effect according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention above, it is natural that the effects predictable by the corresponding configuration should also be recognized.
1: 전지 모듈
100: 전지셀
200: 하부 프레임
210: 사이드 프레임
211: 상단부
213: 삽입부
W2: 상단부 두께
212: 단차면
W3: 단차면 두께
220: 바텀 프레임
300: 상부 프레임
301: 저면
310: 결합홈부
W1: 결합홈부의 폭
L: 레이저 용접
H1: 결합홈부 깊이
H2: 삽이부 높이
Fin: 내부 압력
Fout: 외부 압력1: battery module 100: battery cell
200: lower frame 210: side frame
211: upper part 213: insertion part
W2: upper part thickness 212: stepped surface
W3: step surface thickness 220: bottom frame
300: upper frame 301: lower surface
310: coupling groove W1: width of coupling groove
L: Laser welding H1: Depth of mating groove
H2: Insertion height Fin: Internal pressure
Fout: external pressure
Claims (10)
상기 전지셀 적층체의 하부를 커버하는 바텀 프레임;
상기 바텀 프레임에 일체로 형성되며, 상기 전지셀 적층체의 양측면을 커버하는 한 쌍의 사이드 프레임; 및
상기 전지셀 적층체의 상부면을 커버하는 상부 프레임;
을 포함하고,
상기 바텀 프레임은 상기 한 쌍의 사이드 프레임의 상단부가 각각 적어도 부분적으로 삽입되는 결합홈부를 구비하는 전지모듈.
A battery cell laminate formed by stacking a plurality of battery cells;
A bottom frame covering a lower portion of the battery cell stack;
a pair of side frames integrally formed with the bottom frame and covering both side surfaces of the battery cell stack; and
An upper frame covering an upper surface of the battery cell stack;
including,
The bottom frame is a battery module having a coupling groove into which the upper ends of the pair of side frames are at least partially inserted.
상기 결합홈부는, 상기 전지셀 적층체를 향하는 상기 바텀 프레임의 저면에 형성되는 전지모듈.
In paragraph 1,
The coupling groove is a battery module formed on the bottom surface of the bottom frame facing the battery cell stack.
상기 결합홈부는, 상기 한 쌍의 사이드프레임의 상단부의 길이방향을 따라 선형으로 연장되는 전지모듈.
In paragraph 2,
The coupling groove portion is a battery module that extends linearly along the longitudinal direction of the upper ends of the pair of side frames.
상기 한 쌍의 사이드 프레임의 상단부에는, 상기 결합홈부의 내부로 삽입되는 삽입부가 구비되는 전지모듈.
In paragraph 3,
A battery module having an insertion portion inserted into the coupling groove at an upper end of the pair of side frames.
상기 삽입부의 두께는, 상기 한 쌍의 사이드프레임의 두께보다 더 작게 되는 전지모듈.
In paragraph 4,
A battery module having a thickness of the insertion portion smaller than a thickness of the pair of side frames.
상기 한 쌍의 사이드 프레임의 상단부에는, 상하방향을 기준으로 상기 삽입부보다 더 낮은 위치에 형성되는 단차면이 구비되는 전지모듈.
In paragraph 4,
A battery module having a stepped surface formed at an upper end of the pair of side frames at a lower position than the insertion part in a vertical direction.
상하방향을 기준으로 상기 단차면으로부터 상기 삽입부의 높이는, 상기 단차면으로부터 상기 결합홈부의 깊이보다 더 작거나 같게 되는 전지모듈.
In paragraph 6,
A battery module in which the height of the insertion part from the stepped surface in the vertical direction is smaller than or equal to the depth of the coupling groove from the stepped surface.
상기 삽입부의 폭은, 상기 결합홈부의 폭보다 더 작거나 같게 되는 전지모듈.
In paragraph 6,
The width of the insertion portion is smaller than or equal to the width of the coupling groove portion of the battery module.
상기 단차면은, 상기 상부 프레임의 저면과 면접촉하게 되는 전지모듈.
In paragraph 6,
The stepped surface is in surface contact with the bottom surface of the upper frame.
상기 단차면과 상기 상부 프레임의 저면은 레이저 용접을 통해 결합되는 전지모듈.In paragraph 9,
The battery module wherein the stepped surface and the lower surface of the upper frame are coupled through laser welding.
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KR1020210148299A KR20230063248A (en) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | Battery module |
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Citations (1)
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KR20210064715A (en) | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery Pack Comprising Top Frame with Bent Blocking Part |
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2021
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