KR20230064108A - Battery module and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 상세하게는 배터리셀이 측면 접착 방식으로 셀프레임에 결합됨에 따라, 종래의 배터리 모듈에서 셀프레임의 하단부에 설치되어 배터리셀을 셀프레임에 고정하는 고정플레이트를 제거하여, 배터리 모듈의 방열 성능을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module and a method for manufacturing the same, and in detail, as battery cells are bonded to a cell frame in a side adhesion method, in a conventional battery module, a battery module is installed at the lower end of the cell frame to fix the battery cell to the cell frame. A battery module capable of improving heat dissipation performance of the battery module by removing a fixing plate and a manufacturing method thereof.
배터리셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다. 배터리 모듈은 이러한 배터리셀들이 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 배터리셀에서 발생하는 열을 용이하게 방출하는 것이 중요하다. Battery cells can be repeatedly charged and discharged by electrochemical reactions between components including positive and negative current collectors, separators, active materials, electrolytes, and the like. Since the battery module is manufactured in such a way that these battery cells are concentrated in a narrow space, it is important to easily dissipate heat generated from each battery cell.
배터리셀의 충전 또는 방전의 과정은 전기 화학적 반응에 의하여 이루어지므로, 충방전 과정에서 발생한 배터리 모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 배터리 모듈의 열화가 촉진되고, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발이 일어날 수 있다.Since the process of charging or discharging a battery cell is performed by an electrochemical reaction, if the heat of the battery module generated during the charging/discharging process is not effectively removed, heat accumulation occurs and as a result, the deterioration of the battery module is accelerated. In some cases, Ignition or explosion may occur.
도 1을 참조하면, 종래의 배터리 모듈(10)은 셀프레임(11), 적어도 하나의 배터리셀(12) 및 고정플레이트(13)로 구성된다. 적어도 하나의 배터리셀(12)은 셀프레임(11)에 균일 간격으로 이격 배치된다. Referring to FIG. 1 , a
다음으로, 적어도 하나의 배터리셀(12)은 고정플레이트(13)에 의해 셀프레임(11)과 고정된다. Next, at least one
고정플레이트(13)는 접착제(14)가 배터리셀(12)의 바닥면과 셀프레임(11)의 하면에 도포된 상태에서, 셀프레임(11)의 하면을 덮도록 셀프레임(11)에 결합된다. 여기서, 고정플레이트(13)는 알루미늄 재질을 가진 플레이트이다. 고정플레이트(13)는 알루미늄의 부식을 방지하기 위해 분체도장된다. 고정플레이트(13)는 알루미늄 플레이트(13a)에 분체도장면(13b)이 마련된 플레이트이다.The
도 2를 참조하여, 배터리셀(12)와 고정플레이트(13)의 결합 단면을 살펴보면, 배터리셀(12), 접착제(14), 분체도장면(13b) 및 알루미늄 플레이트(13a)가 순차적으로 적층된 구조를 가진다. Referring to FIG. 2, looking at the cross section of the
종래의 배터리 모듈(10)은 적어도 하나의 배터리셀(12)을 셀프레임(11)에 고정하기 위해서는 고정플레이트(13)의 설치가 필요하다. 다만, 이러한 고정플레이트(13)로 인해, 배터리 모듈(10)의 부피가 증가하고, 열저항이 증가하는 문제가 있다. The
본 발명은 셀프레임에 대한 배터리셀의 결합 구조를 측면 접착 방식으로 변경하여, 종래에 배터리셀을 셀프레임에 고정하기 위해 사용되었던 고정플레이트를 생략하여, 종래에 고정플레이트로 인한 열저항을 제거함으로써, 배터리 모듈의 방열 성능을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention changes the coupling structure of the battery cell to the cell frame to a side adhesion method, omits the fixing plate that was conventionally used to fix the battery cell to the cell frame, and eliminates the heat resistance caused by the conventional fixing plate. It is an object of the present invention to provide a battery module capable of improving heat dissipation performance of the battery module and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 적어도 하나의 배터리셀; 적어도 하나의 배터리셀이 안착되는 안착공간이 마련된 셀프레임; 적어도 하나의 배터리셀을 관통하되, 셀프레임의 하단으로부터 소정의 간격 이격되게 설치되어, 적어도 하나의 배터리셀을 지지하는 셀 지지부; 및 셀 지지부의 일면으로 노출된 각각의 배터리셀을 셀 지지부와 셀프레임에 고정하는 셀 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. A battery module according to an embodiment of the present invention includes at least one battery cell; a cell frame provided with a seating space in which at least one battery cell is seated; a cell support that penetrates at least one battery cell, is installed at a predetermined interval from the lower end of the cell frame, and supports at least one battery cell; and a cell fixing part fixing each of the battery cells exposed to one surface of the cell support part to the cell support part and the cell frame.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 셀 고정부는 접착제가 셀 지지부의 일면과 셀프레임의 하단 간의 단차진 공간으로 주입 및 경화되어, 적어도 하나의 배터리셀을 측방향으로 지지하면서, 셀 지지부와 셀프레임에 고정하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, in the cell fixing part, the adhesive is injected and cured into a stepped space between one surface of the cell support part and the lower end of the cell frame, and supports at least one battery cell in a lateral direction while supporting the cell support part and the cell frame. characterized in that it is fixed to.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 셀 지지부는 셀 고정부의 강성보다 큰 강성을 가진 플레이트로서, 적어도 하나의 배터리셀을 측방향으로 지지하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the cell support portion is a plate having greater rigidity than the cell fixing portion, and is characterized in that it supports at least one battery cell in a lateral direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 셀 지지부는 각각의 배터리셀을 관통하는 적어도 하나의 셀 개구가 마련된 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the cell support portion is characterized in that at least one cell opening penetrating each battery cell is provided.
여기서, 적어도 하나의 셀 개구는 셀 지지부의 동일 평면 상에서 균일 간격으로 이격 배열된 것을 특징으로 한다. Here, the at least one cell opening is characterized in that they are spaced apart at regular intervals on the same plane of the cell support.
일 예로, 셀 개구는 배터리셀의 외면을 둘러싸는 형상을 가진 것을 특징으로 한다. For example, the cell opening is characterized in that it has a shape surrounding the outer surface of the battery cell.
구체적으로, 셀 개구는 배터리셀의 직경보다 큰 직경을 가지되, 셀 개구의 내주면이 배터리셀의 외주면과 접촉가능하게 마련된 것을 특징으로 한다. Specifically, the cell opening has a diameter larger than that of the battery cell, and the inner circumferential surface of the cell opening is provided to be in contact with the outer circumferential surface of the battery cell.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 셀 지지부에는 동일 평면 상에서 적어도 하나의 셀 개구가 마련되고, 적어도 하나의 셀 개구의 배열 패턴은 적어도 하나의 배터리셀의 배열에 대응되게 마련된 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the cell support is characterized in that at least one cell opening is provided on the same plane, and an arrangement pattern of the at least one cell opening corresponds to the arrangement of at least one battery cell.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 셀프레임은 내측면에 셀 지지부가 안착되는 걸림턱이 마련되고, 걸림턱은 셀프레임의 내측면에서 안착공간을 향해 돌출되게 마련된 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the cell frame is characterized in that a locking step on which the cell support is seated is provided on the inner surface, and the locking step is provided to protrude from the inner surface of the cell frame toward the seating space.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 걸림턱은 셀프레임의 하단에 대해 단차지게 마련되고, 셀 지지부는 안착공간으로 삽입가능하되, 걸림턱에 안착되게 마련된 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, it is characterized in that the locking jaw is provided stepwise with respect to the lower end of the cell frame, and the cell support portion can be inserted into the seating space, but is provided to be seated on the locking jaw.
여기서, 셀 지지부는 걸림턱과 셀프레임의 하단 간의 간격보다 작은 두께를 가진 것을 특징으로 한다. Here, the cell support is characterized in that it has a thickness smaller than the distance between the locking jaw and the lower end of the cell frame.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 셀 지지부가 각각의 배터리셀을 관통하여 걸림턱에 안착되면, 셀프레임에는 셀프레임의 하단과 셀 지지부의 일면 사이에 단차진 공간이 마련되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, when the cell support passes through each battery cell and is seated on the locking step, the cell frame is characterized in that a stepped space is provided between the lower end of the cell frame and one surface of the cell support.
일 예로, 단차진 공간에서, 셀 지지부의 일면과 셀프레임의 하단 간의 간격은 1mm 이상인 것을 특징으로 한다. For example, in a stepped space, the distance between one surface of the cell support and the lower end of the cell frame is 1 mm or more.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 셀 고정부는 셀 지지부의 하부로 적층되어, 셀 지지부와 함께 각각의 배터리셀의 외주면을 둘러싸면서 적어도 하나의 배터리셀을 측방향으로 지지하면서 셀프레임에 고정하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the cell fixing part is stacked under the cell support part, and fixing it to the cell frame while supporting at least one battery cell in the lateral direction while surrounding the outer circumferential surface of each battery cell together with the cell support part. to be characterized
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조방법은, (S1) 제 1 항의 셀프레임, 적어도 하나의 배터리셀 및 셀 지지부가 준비되는 단계; (S2) 적어도 하나의 배터리셀이 상호 간에 이격되어, 셀프레임의 안착공간에 삽입되는 단계; (S3) 셀 지지부가 적어도 하나의 배터리셀을 관통하되, 셀프레임의 하단에 대해 단차지게 셀프레임에 설치되는 단계; (S4) 접착제가 셀 지지부와 셀프레임의 하단 간의 단차진 공간으로 주입되어, 셀 지지부의 일면으로 노출된 적어도 하나의 배터리셀을 덮도록 펴발리는 단계; (S5) 경화처리용 시트가 접착제가 도포된 부분을 덮도록 셀프레임에 설치되는 단계; 및 (S6) 접착제가 경화되면, 경화처리용 시트가 셀프레임에서 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention includes (S1) preparing the cell frame of claim 1, at least one battery cell, and a cell support; (S2) spaced apart at least one battery cell from each other and inserted into the seating space of the cell frame; (S3) installing the cell support part through at least one battery cell and stepping through the lower end of the cell frame to the cell frame; (S4) injecting the adhesive into the stepped space between the cell support and the lower end of the cell frame and spreading it to cover at least one battery cell exposed on one side of the cell support; (S5) installing a hardening sheet on the cell frame so as to cover the portion where the adhesive is applied; and (S6) removing the hardening sheet from the cell frame when the adhesive is cured.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 경화처리용 시트는 접착제와 분리가능한 재질을 가진 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the curing treatment sheet is characterized in that it has an adhesive and a separable material.
일 예로, 경화처리용 시트는 PC 재질 또는 PET 재질로 마련된 필름형 시트인 것을 특징으로 한다. For example, the hardening treatment sheet is characterized in that it is a film-type sheet made of a PC material or a PET material.
본 발명은 셀 지지부를 이용하여 적어도 하나의 배터리셀들을 균일 간격으로 이격 지지하고, 셀 지지부와 배터리셀 간에 단차진 공간으로 접착제가 주입 및 경화되면서 배터리셀의 측면을 지지하면서 배터리셀을 셀프레임에 결합하는 방식으로, 셀프레임에 대한 배터리셀의 결합 구조를 변경함으로써, 종래의 배터리 모듈에서 고정플레이트를 제거할 수 있다. In the present invention, at least one battery cell is spaced apart at regular intervals using a cell support, and an adhesive is injected and cured into a stepped space between the cell support and the battery cell while supporting the side of the battery cell while attaching the battery cell to the cell frame. In the coupling method, by changing the coupling structure of the battery cell to the cell frame, it is possible to remove the fixing plate from the conventional battery module.
본 발명은 배터리 모듈에서 고정플레이트를 제거하여, 종래의 배터리 모듈에서 고정플레이트가 셀프레임의 하부를 막음에 따른 열저항을 해소하여, 배터리 모듈의 방열 성능을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, by removing the fixing plate from the battery module, heat resistance due to the fixing plate blocking the lower portion of the cell frame in the conventional battery module can be eliminated, thereby improving the heat dissipation performance of the battery module.
또한, 본 발명은 고정플레이트에 해당되는 부품 비용을 줄여, 배터리 모듈의 제조 단가를 절감시킬 수 있다. In addition, the present invention can reduce the manufacturing cost of the battery module by reducing the cost of parts corresponding to the fixing plate.
아울러, 본 발명은 배터리 모듈에서 고정플레이트가 생략된 구조로서, 배터리 모듈의 슬림화를 도모할 수 있다. In addition, the present invention has a structure in which the fixing plate is omitted from the battery module, and the battery module can be slimmed down.
도 1은 종래의 배터리 모듈의 단면도를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 A부분의 확대도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3(d)의 x-x의 단면도를 개략적으로 도시한 것이고,
도 5는 도 4의 B의 확대도를 개략적으로 도시한 것이며,
도 6은 도 4의 C의 확대도로서, 도 2의 종래의 배터리 모듈과 비교하여, 종래의 배터리 모듈에서 고정플레이트가 제거된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7(a)는 종래의 배터리 모듈의 열저항값을 설명하기 위한 것이고, 도 7(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 열저항값을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional battery module,
FIG. 2 schematically shows an enlarged view of part A of FIG. 1 .
3 is a diagram for explaining a method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 are views for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 schematically shows a cross-sectional view of xx in Figure 3 (d),
Figure 5 schematically shows an enlarged view of B in Figure 4,
FIG. 6 is an enlarged view of C in FIG. 4 , and is a view for explaining a state in which the fixing plate is removed from the conventional battery module compared to the conventional battery module of FIG. 2 .
Figure 7 (a) is for explaining the thermal resistance value of the conventional battery module, Figure 7 (b) is a diagram for explaining the thermal resistance value of the battery module according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in the drawings.
그러나, 이는 본 출원을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 출원의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, this is not intended to limit the present application to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present application. In describing the present application, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present application, the detailed description will be omitted.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are only used to distinguish one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present application. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 출원의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 출원의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.Therefore, since the configurations shown in the embodiments described in this specification are only one of the most preferred embodiments of the present application and do not represent all of the technical ideas of the present application, various equivalents that can replace them at the time of the present application and variations may exist.
또한, 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.In addition, it should be understood that the accompanying drawings in this application are enlarged or reduced for convenience of description.
● 배터리 모듈의 제조방법● Manufacturing method of battery module
우선, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조방법을 설명하기로 한다. First, referring to FIG. 3 , a method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3(a)를 참조하면, 배터리 모듈(100)을 구성하는 셀프레임(110), 적어도 하나의 배터리셀(120) 및 셀 지지부(130)가 준비된다(S1). 셀프레임(110), 배터리셀(120) 및 셀 지지부(130)의 구조에 대해서는 후술하기로 한다. Referring to FIG. 3 (a), the
적어도 하나의 배터리셀(120)이 균일 간격으로 이격되게, 셀프레임(110)의 안착공간(111)에 삽입된다(S2). 이어서, 셀 지지부(130)가 적어도 하나의 배터리셀(120)을 관통하되, 셀프레임의 하단(110a)에 대해 단차지게 셀프레임(110)에 설치된다(S3). At least one
도 3(b)를 참조하면, 접착제(141)가 셀 지지부(130)와 셀프레임의 하단(110a) 간의 단차진 공간으로 주입되어, 셀 지지부(130)의 일면으로 노출된 적어도 하나의 배터리셀(120)을 덮도록 펴발린다(S4). Referring to FIG. 3(b), the adhesive 141 is injected into the stepped space between the
도 3(c)를 참조하면, 경화처리용 시트(150)가 접착제(141)가 도포된 부분을 덮도록 셀프레임(110)에 설치된다(S5). 경화처리용 시트(150)가 접착제(141)를 덮은 상태로, 일정 시간 경과하면 접착제(141)가 경화된다. Referring to FIG. 3(c), a hardening
경화처리용 시트(150)는 접착제(141)와 분리가능한 재질을 가진다. 일 예로, 경화처리용 시트(150)는 PC 재질 또는 PET 재질로 마련된 필름형 시트가 사용될 수 있다. The hardening
도 3(d)를 참조하면, 접착제(141)가 경화되면, 경화처리용 시트(150)가 셀프레임(110)에서 제거된다(S6). 경화처리용 시트(150)가 제거되면, 배터리 모듈의 제작이 완성된다. Referring to FIG. 3(d), when the adhesive 141 is cured, the hardening
● 배터리 모듈● Battery module
다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈(100)에 대해 설명하기로 한다. Next, the
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 적어도 하나의 배터리셀(120), 셀프레임(110), 셀 지지부(130) 및 셀 고정부(140)를 포함한다. The
셀프레임(110)에는 적어도 하나의 배터리셀(120)이 안착되는 안착공간(111)이 마련된다. 그리고, 셀프레임(110)은 내측면에 셀 지지부(130)가 안착되는 걸림턱(112)이 마련된다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 걸림턱(112)과 셀프레임의 하단(110a) 간의 간격에 대해 "제1 간격(D1)"이라 지칭한다.A
여기서, 걸림턱(112)은 셀프레임(110)의 내측면에서 안착공간(111)을 향해 돌출되게 마련된다. 걸림턱(112)은 셀프레임의 하단(110a)에 대해 단차지게 마련된다. 걸림턱(112)은 기설정된 위치에서, 셀 지지부(130)를 지지하는 구성요소이다. Here, the locking
셀 지지부(130)는 적어도 하나의 배터리셀(120)을 관통하되, 셀프레임의 하단(110a)에 대해 단차지게 셀프레임(110)에 설치된다. 셀 지지부(130)는 각각의 배터리셀(120)을 측방향으로 지지한다. The
셀 지지부(130)는 셀 고정부(140)의 강성보다 큰 강성을 가진다. 셀 지지부(130)는 절연성을 가진다. 셀 지지부(130)는 안착공간(111)으로 삽입가능하되, 걸림턱(112)에 안착되는 크기로 마련된다. The
셀 지지부(130)는 각각의 배터리셀(120)을 관통하는 적어도 하나의 셀 개구(131)가 마련된다. 여기서, 적어도 하나의 셀 개구(131)는 셀 지지부(130)의 동일 평면 상에서 균일 간격으로 이격 배열된다. 적어도 하나의 셀 개구(131)의 배열 패턴은 적어도 하나의 배터리셀(120)의 배열에 대응되게 마련된다.The
일 예로, 셀 개구(131)는 배터리셀(120)의 외면을 둘러싸는 형상을 가진다. 구체적으로, 셀 개구(131)는 배터리셀(120)의 직경보다 큰 직경을 가지되, 셀 개구(131)의 내주면이 배터리셀(120)의 외주면과 접촉가능하게 마련된다. For example, the
여기서, 셀 지지부(130)는 걸림턱(112)과 셀프레임의 하단(110a) 간의 제1 간격(D1)보다 작은 두께를 가진다. 본 실시예에서, 셀 지지부(130)가 각각의 배터리셀(120)을 관통하여 걸림턱(112)에 안착되면, 셀프레임(110)에는 셀프레임의 하단(110a)과 셀 지지부(130)의 일면 사이에 단차진 공간이 마련된다. Here, the
본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 단차진 공간에서, 셀프레임(110)의 일면과 셀프레임의 하단(110a) 간의 간격에 대해 "제2 간격(D2)"이라 지칭한다. 여기서, 제2 간격(D2)은 1mm 이상인 것이 바람직하다. In this embodiment, for convenience of description, the distance between one side of the
셀 고정부(140)는 셀 지지부(130)의 일면으로 노출된 각각의 배터리셀(120)을 셀 지지부(130)와 셀프레임(110)에 고정한다. 셀 고정부(140)는 접착제(141)가 셀 지지부(130)의 일면과 셀프레임의 하단(110a) 간의 단차진 공간으로 주입 및 경화되어 마련된다. The
셀 고정부(140)는 셀 지지부(130)의 하부로 적층되어, 셀 지지부(130)와 함께 각각의 배터리셀(120)의 외주면을 둘러싸면서 적어도 하나의 배터리셀(120)을 측방향으로 지지하면서 셀프레임(110)에 고정한다. The
본 발명은 셀 지지부(130)를 이용하여 적어도 하나의 배터리셀(120)들을 균일 간격으로 이격 지지하고, 셀 지지부(130)와 배터리셀(120) 간에 단차진 공간으로 접착제(141)가 주입 및 경화되면서 배터리셀(120)의 측면을 지지하면서 배터리셀(120)을 셀프레임(110)에 결합하는 방식으로, 셀프레임(110)에 대한 배터리셀(120)의 결합 구조를 변경함으로써, 종래의 배터리 모듈(10)에서 고정플레이트(13, 도 1 참조)를 제거할 수 있다. In the present invention, at least one
또한, 본 발명은 고정플레이트(13, 도 1 참조)에 해당되는 부품 비용을 줄여, 배터리 모듈의 제조 단가를 절감시킬 수 있다. 아울러, 본 발명은 배터리 모듈에서 고정플레이트(13, 도 1 참조)가 생략된 구조로서, 배터리 모듈의 슬림화를 도모할 수 있다. In addition, the present invention can reduce the manufacturing cost of the battery module by reducing the cost of parts corresponding to the fixing plate 13 (see FIG. 1). In addition, the present invention has a structure in which the fixing plate 13 (see FIG. 1) is omitted from the battery module, and the battery module can be slimmed down.
한편, 도 7을 참조하여, 종래의 배터리 모듈(10)의 열저항값과 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 열저항값을 비교하면 다음과 같다. 도 7에 도시된 실험데이터는 종래의 배터리 모듈(10)과 본 발명인 배터리 모듈은 고정플레이트(13, 도 1 참조)를 제외한 모든 구성요소가 동일함을 전제로 한다. Meanwhile, referring to FIG. 7 , a thermal resistance value of a
여기서, 도 7(a)는 종래의 배터리 모듈(10)의 열저항값을 설명하기 위한 도면이고, 도 7(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 열저항값을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은 종래의 배터리 모듈(10)에서 분체도장된 고정플레이트(13)가 생략된 구조를 가진다. Here, FIG. 7 (a) is a diagram for explaining the thermal resistance value of the
도 7을 참조하면, 종래의 배터리 모듈(10)의 열저항값은 11K/W인 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 열저항값은 10.24K/W임을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 배터리 모듈에서 고정플레이트(13, 도 1 참조)를 제거하여, 고정플레이트(13, 도 1 참조)가 셀프레임(110)의 하부를 막음에 따른 열저항을 해소하여, 배터리 모듈의 방열 성능을 향상시킬 수 있다. Referring to FIG. 7 , it can be seen that the thermal resistance value of the
이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The present invention will be described in detail through the following examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples. Preferred embodiments of the present invention described above have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications and changes and additions should be viewed as falling within the scope of the following claims.
100: 배터리 모듈
110: 셀프레임
120: 배터리셀
130: 셀 지지부
140: 셀 고정부
150: 경화처리용 시트100: battery module
110: cell frame 120: battery cell
130: cell support part 140: cell fixing part
150: sheet for hardening treatment
Claims (18)
상기 적어도 하나의 배터리셀이 안착되는 안착공간이 마련된 셀프레임;
상기 적어도 하나의 배터리셀을 관통하되, 상기 셀프레임의 하단으로부터 소정의 간격 이격되게 설치되어, 상기 적어도 하나의 배터리셀을 지지하는 셀 지지부; 및
상기 셀 지지부의 일면으로 노출된 상기 각각의 배터리셀을 상기 셀 지지부와 상기 셀프레임에 고정하는 셀 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. at least one battery cell;
a cell frame provided with a seating space in which the at least one battery cell is seated;
a cell support portion passing through the at least one battery cell, installed at a predetermined distance from the lower end of the cell frame, and supporting the at least one battery cell; and
A battery module comprising a cell fixing part for fixing each of the battery cells exposed to one surface of the cell support part to the cell support part and the cell frame.
상기 셀 고정부는 접착제가 상기 셀 지지부의 일면과 상기 셀프레임의 하단 간의 단차진 공간으로 주입 및 경화되어, 상기 적어도 하나의 배터리셀을 측방향으로 지지하면서, 상기 셀 지지부와 상기 셀프레임에 고정하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 1,
The cell fixing part fixes the cell support part and the cell frame while supporting the at least one battery cell in a lateral direction by injecting and curing the adhesive into the stepped space between one surface of the cell support part and the lower end of the cell frame. Battery module, characterized in that.
상기 셀 지지부는 상기 셀 고정부의 강성보다 큰 강성을 가진 플레이트로서,
상기 적어도 하나의 배터리셀을 측방향으로 지지하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 1,
The cell support portion is a plate having a stiffness greater than that of the cell fixing portion,
Battery module, characterized in that for supporting the at least one battery cell in the lateral direction.
상기 셀 지지부는 상기 각각의 배터리셀을 관통하는 적어도 하나의 셀 개구가 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 1,
The battery module, characterized in that the cell support portion is provided with at least one cell opening penetrating each of the battery cells.
상기 적어도 하나의 셀 개구는 상기 셀 지지부의 동일 평면 상에서 균일 간격으로 이격 배열된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 4,
The battery module, characterized in that the at least one cell opening is spaced apart at regular intervals on the same plane of the cell support.
상기 셀 개구는 상기 배터리셀의 외면을 둘러싸는 형상을 가진 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 4,
The battery module, characterized in that the cell opening has a shape surrounding the outer surface of the battery cell.
상기 셀 개구는 상기 배터리셀의 직경보다 큰 직경을 가지되, 상기 셀 개구의 내주면이 상기 배터리셀의 외주면과 접촉가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 4,
The battery module according to claim 1 , wherein the cell opening has a diameter greater than that of the battery cell, and an inner circumferential surface of the cell opening is provided to be in contact with an outer circumferential surface of the battery cell.
상기 셀 지지부에는 동일 평면 상에서 적어도 하나의 셀 개구가 마련되고,
상기 적어도 하나의 셀 개구의 배열 패턴은 상기 적어도 하나의 배터리셀의 배열에 대응되게 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 1,
At least one cell opening is provided on the same plane in the cell support part,
The battery module, characterized in that the arrangement pattern of the at least one cell opening is prepared to correspond to the arrangement of the at least one battery cell.
상기 셀프레임은 내측면에 상기 셀 지지부가 안착되는 걸림턱이 마련되고,
상기 걸림턱은 상기 셀프레임의 내측면에서 상기 안착공간을 향해 돌출되게 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 1,
The cell frame is provided with a locking step on the inner surface on which the cell support is seated,
The battery module, characterized in that the locking jaw is provided to protrude from the inner surface of the cell frame toward the seating space.
상기 걸림턱은 상기 셀프레임의 하단에 대해 단차지게 마련되고,
상기 셀 지지부는 상기 안착공간으로 삽입가능하되, 상기 걸림턱에 안착되게 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 9,
The locking jaw is provided stepwise with respect to the lower end of the cell frame,
The battery module according to claim 1 , wherein the cell support portion is insertable into the seating space and provided to be seated on the locking jaw.
상기 셀 지지부는 상기 걸림턱과 상기 셀프레임의 하단 간의 간격보다 작은 두께를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 10,
The battery module, characterized in that the cell support portion has a thickness smaller than the distance between the locking jaw and the lower end of the cell frame.
상기 셀 지지부가 상기 각각의 배터리셀을 관통하여 상기 걸림턱에 안착되면, 상기 셀프레임에는 상기 셀프레임의 하단과 상기 셀 지지부의 일면 사이에 단차진 공간이 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 11,
When the cell support part passes through each of the battery cells and is seated on the locking step, a stepped space is provided in the cell frame between a lower end of the cell frame and one surface of the cell support part.
상기 단차진 공간에서, 상기 셀 지지부의 일면과 상기 셀프레임의 하단 간의 간격은 1mm 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 12,
The battery module, characterized in that in the stepped space, a distance between one surface of the cell support part and the lower end of the cell frame is 1 mm or more.
상기 셀 고정부는 상기 셀 지지부의 하부로 적층되어, 상기 셀 지지부와 함께 상기 각각의 배터리셀의 외주면을 둘러싸면서 상기 적어도 하나의 배터리셀을 측방향으로 지지하면서 상기 셀프레임에 고정하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to claim 1,
The cell fixing part is stacked under the cell support part, and fixing the at least one battery cell to the cell frame while supporting the at least one battery cell in a lateral direction while surrounding the outer circumferential surface of each of the battery cells together with the cell support part. battery module.
(S2) 상기 적어도 하나의 배터리셀이 상호 간에 이격되어, 상기 셀프레임의 안착공간에 삽입되는 단계;
(S3) 상기 셀 지지부가 상기 적어도 하나의 배터리셀을 관통하되, 상기 셀프레임의 하단에 대해 단차지게 상기 셀프레임에 설치되는 단계;
(S4) 접착제가 상기 셀 지지부와 상기 셀프레임의 하단 간의 단차진 공간으로 주입되어, 상기 셀 지지부의 일면으로 노출된 상기 적어도 하나의 배터리셀을 덮도록 펴발리는 단계;
(S5) 경화처리용 시트가 상기 접착제가 도포된 부분을 덮도록 상기 셀프레임에 설치되는 단계; 및
(S6) 상기 접착제가 경화되면, 상기 경화처리용 시트가 상기 셀프레임에서 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조방법.(S1) preparing a cell frame, at least one battery cell, and a cell support;
(S2) spacing the at least one battery cell apart from each other and inserting them into the seating space of the cell frame;
(S3) installing the cell support part to the cell frame so as to pass through the at least one battery cell and have a step with respect to the lower end of the cell frame;
(S4) injecting an adhesive into the stepped space between the cell support part and the lower end of the cell frame and spreading it to cover the at least one battery cell exposed on one surface of the cell support part;
(S5) installing a hardening sheet on the cell frame so as to cover the portion where the adhesive is applied; and
(S6) when the adhesive is hardened, the hardening treatment sheet is removed from the cell frame.
상기 경화처리용 시트는 상기 접착제와 분리가능한 재질을 가진 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조방법. According to claim 15,
The method of manufacturing a battery module, characterized in that the hardening treatment sheet has a material separable from the adhesive.
상기 경화처리용 시트는 PC 재질 또는 PET 재질로 마련된 필름형 시트인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조방법. According to claim 15,
The method of manufacturing a battery module, characterized in that the hardening sheet is a film-type sheet made of PC material or PET material.
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