KR20230104216A - 배터리 모듈, 배터리, 및 배터리 모듈을 위한 조립 방법 - Google Patents

배터리 모듈, 배터리, 및 배터리 모듈을 위한 조립 방법 Download PDF

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KR20230104216A
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core assembly
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스차오 후
이먀오 장
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

배터리 모듈(1) 및 배터리. 배터리 모듈(1)은, 설치 공간을 정의하는 쉘(2); 설치 공간에 배열되는 적어도 하나의 극 코어 그룹(3); 및 극 코어 그룹(3)에 연결되고 설치 공간에 위치되며 개방 단부를 갖는 아교 저장 탱크(41)를 정의하는 아교 저장 구조(4)를 포함하며, 아교 저장 탱크(41)의 개방 단부는 쉘(2)의 최상부 벽 또는 최하부 벽으로부터 분리된다.

Description

배터리 모듈, 배터리, 및 배터리 모듈을 위한 조립 방법
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 개시내용은 "BATTERY MODULE AND BATTERY"라는 명칭으로 2020년 11월 26일자로 BYD Co., Ltd.에 의해 출원된 중국 특허 출원 제202011356339.7호를 우선권으로 주장한다.
본 개시내용은 배터리들의 기술 분야에 관한 것으로, 더 상세하게는, 배터리 모듈, 배터리, 및 배터리 모듈을 위한 조립 방법에 관한 것이다.
관련 기술에서, 기존 배터리 모듈의 조립 프로세스에서, 전극 코어 조립체는 일반적으로 아교(glue)를 사용하여 하우징 내에 고정되고, 하우징의 최하부는 아교로 채워질 수 있고, 전극 코어 조립체는 아교에 의해 하우징 내에 고정된다. 기존 배터리 모듈의 하우징 길이는 비교적 길고, 전극 코어 조립체가 하우징 내에 조립된 후에, 임의의 2개의 인접한 전극 코어 조립체 사이 또는 전극 코어 조립체와 하우징 사이의 간격이 비교적 작으므로, 아교를 붓기가 어렵다. 아교가 부어질 수 있는 경우에도, 아교는 알루미늄 하우징의 최하부에 고르지 않게 채워지며, 이는, 배터리 모듈의 사용 동안 전극 코어 조립체가 하우징 내에서 느슨해지는 것을 야기하여, 배터리 모듈의 전극과 전극 코어 조립체 사이의 불량한 접촉을 초래할 수 있다.
본 개시내용은, 관련 기술에서의 기술적 문제들 중 적어도 하나를 해결한다. 본 개시내용은 배터리 모듈을 제공하고, 배터리 모듈 내에 아교 컨테이너를 구성함으로써 배터리 모듈의 동작 안정성이 개선될 수 있다.
본 개시내용은 추가로 배터리를 제공한다.
본 개시내용은 추가로 배터리 모듈을 위한 조립 방법을 제공한다.
본 개시내용에 따른 배터리 모듈은, 장착 공간을 포함하는 하우징; 장착 공간에 배치되는 적어도 하나의 전극 코어 조립체; 및 적어도 하나의 전극 코어 조립체와 연결되고 장착 공간에 위치되는 아교 컨테이너를 포함하며, 아교 컨테이너는 개방 단부를 갖는 홈을 포함하고, 홈의 개방 단부는 하우징의 최상부 표면 또는 최하부 표면으로부터 이격된다.
본 개시내용의 배터리 모듈에 따르면, 아교 저장 구조는 배터리 모듈에 배열되고, 아교는 배터리 모듈의 조립 동안 아교 저장 구조를 통해 하우징 내로 주입되고, 아교 저장 구조 내의 아교는 장착 공간의 최하부를 고르게 채울 수 있으며, 이에 따라, 전극 코어 조립체가 하우징 내에 견고하게 접합 및 고정될 수 있고, 그에 의해, 배터리 모듈의 동작 안정성이 개선된다. 더욱이, 아교 저장 구조를 통해, 하우징 내의 아교를 요구하지 않는 위치는 깨끗하고 깔끔하게 유지될 수 있으며, 이에 따라, 배터리 모듈의 열 소산 용량이 개선될 수 있고, 배터리의 유효 수명이 추가로 연장될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 다수의 전극 코어 조립체들이 구성된다. 다수의 전극 코어 조립체들은 전극 코어 조립체들의 길이 방향으로 배치되고, 아교 컨테이너는, 다수의 전극 코어 조립체들 중 적어도 2개의 인접한 전극 코어 조립체 사이에 그리고/또는 전극 코어 조립체들 각각과 하우징 사이에 배치된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 아교 컨테이너는 전극 코어 조립체들의 높이 방향으로 연장된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 아교 유동 채널이 아교 컨테이너의 외측 표면 상에 배치되고, 아교 유동 채널은, 아교 컨테이너를 적어도 하나의 전극 코어 조립체에 아교접착하기 위해 아교를 저장하도록 구성된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 아교 유동 채널은, 배터리 모듈의 폭 방향으로 외측 표면의 2개의 표면 중 적어도 하나 상에 배치된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 아교 컨테이너는 아교 저장 용량(Q)을 갖고, Q = L*A*B이며, 여기서, L은 배터리 모듈의 길이 방향으로의 장착 공간의 길이이고, A는 배터리 모듈의 폭 방향으로의 장착 공간의 폭이고, B는 배터리 모듈의 높이 방향으로의 전극 코어 조립체와 하우징 사이의 거리이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, N개의 아교 컨테이너가 하우징 내에 배치되고, N개의 아교 컨테이너 각각의 아교 저장 용량은 Q1이고, Q1 = (L*A*B)/N이며, 여기서, L은 배터리 모듈의 길이 방향으로의 장착 공간의 길이이고, A는 배터리 모듈의 폭 방향으로의 장착 공간의 폭이고, B는 배터리 모듈의 높이 방향으로의 전극 코어 조립체와 하우징 사이의 거리이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 0.5 mm ≤ B ≤ 5 mm이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 1 mm ≤ B ≤ 3 mm이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 조립체는 적어도 하나의 전극 코어를 포함한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 전극 코어는 배터리 모듈의 폭 방향으로 배치되고; 적어도 하나의 전극 코어 중 2개의 인접한 전극 코어의 측부 표면들은 적어도 하나의 전극 코어의 두께 방향으로 서로에 대하여 접한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 조립체들 각각은 동일한 수의 전극 코어들을 포함하고, 전극 코어 조립체들 각각은 동일한 두께를 갖는다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 아교 컨테이너는 직육면체 또는 원통의 형상을 갖는다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 다수의 아교 컨테이너들이 구성된다. 아교 컨테이너들은, 전극 코어 조립체들의 길이 방향으로 이격된다. 아교 컨테이너들 중 적어도 하나는, 전극 코어 조립체들 중 2개의 인접한 전극 코어 조립체 사이에 그리고/또는 전극 코어 조립체들과 하우징 사이에 배치된다.
본 개시내용에 따른 배터리는 위의 배터리 모듈을 포함한다.
본 개시내용의 배터리 모듈을 위한 조립 방법에 따르면, 배터리 모듈은, 하우징, 아교 컨테이너, 및 적어도 하나의 전극 코어 조립체를 포함한다. 하우징은 장착 공간을 포함한다. 아교 컨테이너는 개방 단부를 갖는 아교 저장 홈을 포함한다. 조립 방법은, 다음의 단계들, 즉, 홈의 개방 단부가 상향인 채로 아교 컨테이너를 전극 코어 조립체에 연결하는 단계; 아교 컨테이너의 아교 저장 홈 내로 아교를 주입하는 단계; 홈의 개방 단부가 하우징의 최상부 표면으로부터 이격되도록, 아교 컨테이너 및 전극 코어 조립체를 일체형(one piece)으로 장착 공간 내에 배치하고, 하우징을 밀봉하는 단계; 및 하우징을 클램핑하고 배터리 모듈을 180 도만큼 회전시키는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 배터리 모듈을 위한 조립 방법에 따르면, 배터리 모듈이 조립 방법을 사용하여 조립된다. 아교는 아교 저장 구조를 통해 하우징 내로 주입되고, 아교 저장 구조 내의 아교는 장착 공간의 최하부를 고르게 채울 수 있으며, 이에 따라, 전극 코어 조립체가 하우징 내에 견고하게 접합 및 고정될 수 있고, 그에 의해, 배터리 모듈의 동작 안정성이 개선된다. 더욱이, 조립 방법에 따르면, 하우징 내의 아교를 요구하지 않는 위치는 깨끗하고 깔끔하게 유지될 수 있으며, 이에 따라, 배터리 모듈의 열 소산 용량이 개선될 수 있고, 배터리의 유효 수명이 추가로 연장될 수 있다.
본 개시내용의 부가적인 양상들 및 이점들 중 일부가 다음의 설명에서 주어질 것이며, 다음의 설명에서 명백해지거나 본 개시내용의 실시를 통해 이해된다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른, 배터리 모듈의 전극 코어 조립체와 아교 컨테이너 사이의 연결의 개략도이다.
도 3은 다른 관점에서의 본 개시내용의 실시예에 따른, 배터리 모듈의 전극 코어 조립체와 아교 컨테이너 사이의 연결의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 모듈의 아교 컨테이너의 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른, 직렬로 연결된 다수의 전극 코어 조립체들의 정면도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른, 직렬로 연결된 다수의 전극 코어 조립체들의 평면도이다.
도 7은 본 개시내용의 실시예에 따른 조립 방법의 흐름도이다.
본 개시내용의 실시예들이 아래에서 상세히 설명되고, 실시예들의 예들이 첨부된 도면들에 도시되며, 도면들에서, 동일하거나 유사한 요소들 또는 동일하거나 유사한 기능들을 갖는 요소들은 설명 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 참조 번호들로 표현된다. 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 설명되는 실시예들은 단지 예들일 뿐이고 본 개시내용을 설명하기 위해 사용되며, 본 개시내용을 제한하지 않는다.
본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 모듈(1)이 도 1 내지 도 6을 참조하여 아래에서 설명된다. 배터리 모듈(1)은 배터리에 배열/배치된다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 모듈(1)은, 하우징(2), 아교 컨테이너(4), 및 적어도 하나의 전극 코어 조립체(3)를 포함한다. 하우징(2)은 장착 공간을 정의/포함한다. 전극 코어 조립체(3)는 장착 공간에 배열/배치된다. 아교 컨테이너(4)는 전극 코어 조립체(3)와 연결되고 장착 공간에 위치된다. 아교 컨테이너(4)는 개방 단부를 갖는 아교 저장 홈(41)을 정의/포함한다. 아교 저장 홈(41)의 개방 단부는 하우징(2)의 최상부 벽 또는 최하부 벽으로부터 이격된다.
배터리 모듈(1)을 조립하는 프로세스에서, 아교 컨테이너(4)가 먼저 전극 코어 조립체(3)와 연결되고, 아교 컨테이너(4)의 개방 단부는 도 2에서 상향으로 배치된다. 이어서, 아교가 아교 컨테이너(4) 내로 주입되고, 아교 컨테이너(4) 및 전극 코어 조립체(3)는 일체형으로 장착 공간 내에 배치된다. 하우징(2)이 패키징 또는 밀봉된 후에, 배터리 모듈(1)은 클램핑되고 하우징(2)의 길이 방향으로 180 도만큼 회전된다. 이러한 경우에, 장착 공간에서, 아교 컨테이너(4)의 개방 단부는 도 1에서 하향으로 향한다. 아교 저장 홈(41)의 개방 단부가 하우징(2)의 최상부 벽 또는 최하부 벽으로부터 이격되므로, 아교 컨테이너(4) 내의 아교는 중력의 작용 하에서 아교 저장 홈(41)으로부터 밖으로 유동하고, 아교는 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2)의 최상부 벽 사이 또는 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2)의 최하부 벽 사이의 갭을 고르게 채운다. 아교의 액체 레벨은 평평하고 균일하고, 전극 코어 조립체(3)와 아교 사이의 접촉 면적이 크며, 이에 따라, 전극 코어 조립체(3)가 하우징(2) 내에 견고하게 접합될 수 있고, 전극 코어 조립체(3)가 하우징(2) 내에서 느슨해지지 않을 것이고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 동작 안정성이 개선된다. 게다가, 배터리 모듈(1)을 뒤집는 프로세스에서, 아교는 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2)의 측벽 사이의 갭 내로 적하(drip)되지 않을 것이고, 전극 코어 조립체(3)가 배터리 모듈(1)의 사용 동안 팽창할 때, 아교는 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 열 전달에 영향을 미치지 않아서, 배터리 모듈(1)의 열 소산 성능이 보장되고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 유효 수명이 연장된다. 아교 저장 홈(41)의 개방 단부가 하우징(2)의 최상부 벽으로부터 이격될 때, 아교 컨테이너(4) 내의 아교는 아교 저장 홈(41)으로부터 밖으로 유동하고, 아교는 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2)의 최상부 벽 사이의 갭을 고르게 채운다는 것이 유의되어야 한다. 아교 저장 홈(41)의 개방 단부가 하우징(2)의 최하부 벽으로부터 이격될 때, 아교 컨테이너(4) 내의 아교는 아교 저장 홈(41)으로부터 밖으로 유동하고, 아교는 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2)의 최하부 벽 사이의 갭을 고르게 채운다.
이러한 방식으로, 아교 컨테이너(4)는 배터리 모듈(1)에 배열/배치되고, 아교는 배터리 모듈(1)의 조립 동안 아교 컨테이너를 통해 하우징 내로 주입되고, 아교 컨테이너(4) 내의 아교는, 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 아교를 요구하는 위치를 고르게 채울 수 있으며, 이에 따라, 전극 코어 조립체(3)는 하우징(2) 내에 견고하게 접합 및 고정될 수 있고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 동작 안정성이 개선된다. 더욱이, 아교 컨테이너(4)를 통해, 하우징(2) 내의 아교를 요구하지 않는 위치는 깨끗하고 깔끔하게 유지될 수 있으며, 이에 따라, 배터리 모듈(1)의 열 소산 용량이 개선될 수 있고, 배터리의 유효 수명이 추가로 연장될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 전극 코어 조립체들(3)이 구성될 수 있다. 다수의 전극 코어 조립체들(3)은 전극 코어 조립체들(3)의 길이 방향으로 차례차례 배열/배치된다. 아교 컨테이너(4)는, 다수의 전극 코어 조립체들(3) 중 적어도 2개의 인접한 전극 코어 조립체(3) 사이에 그리고/또는 전극 코어 조립체들(3)과 하우징(2) 사이에 배열/배치될 수 있다. 아교 컨테이너(4)가 다수의 전극 코어 조립체들(3) 중 적어도 2개의 인접한 전극 코어 조립체(3) 사이에 배열되는 경우에, 아교 컨테이너(4)가 하우징(2) 내로 아교를 주입할 때, 아교 컨테이너(4)에 의해 하우징(2) 내로 주입된 아교는, 아교가 하우징(2)의 길이 방향으로 2개의 인접한 아교 컨테이너(4) 사이에 분배되도록 하우징(2) 내에서 확산될 수 있으며, 이는, 전극 코어 조립체들(3) 각각과 하우징(2) 사이의 아교를 필요로 하는 위치가 아교로 고르게 채워지는 것을 보장할 수 있다. 게다가, 이러한 구성은 또한, 아교 컨테이너들(4)의 수를 적절히 감소시킬 수 있고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 생산 비용을 감소되고 배터리 모듈(1)의 에너지 밀도가 증가된다. 아교 컨테이너(4)가 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이에 배열되는 것은, 아교 컨테이너(4)가, 배터리 모듈(1)의 길이 방향으로 이격된 하우징(2)의 2개의 측벽 각각의 내측 표면과 전극 코어 조립체(3) 사이에 배열될 수 있다는 것을 의미한다는 것이 유의되어야 한다. 배터리 모듈(1)의 길이 방향은 도 1에서 전-후 방향이고, 하우징(2)의 내측 표면은 장착 공간에 대면하는 하우징(2)의 표면이다. 이러한 구성은, 전극 코어 조립체(3)가 하우징(2)에 단단히 부착되는 것을 보장할 수 있다.
추가로, 다수의 아교 컨테이너들(4)이 배열/배치될 수 있다. 다수의 아교 컨테이너들(4)은, 전극 코어 조립체들(3)의 길이 방향으로 차례차례 이격될 수 있다. 아교 컨테이너(4)는 임의의 2개의 인접한 전극 코어 조립체(3) 사이에 그리고/또는 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이에 배열될 수 있다. 실시예에서, 아교 컨테이너(4)는, 임의의 2개의 인접한 전극 코어 조립체(3) 사이 및 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이 둘 모두에 배열될 수 있다. 임의의 2개의 인접한 전극 코어 조립체(3) 사이에 그리고 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이에 아교 컨테이너들(4)을 구성함으로써, 하우징(2) 내의 아교 컨테이너들(4)은 더 치밀할 수 있고, 하우징(2) 내의 아교의 균일성이 추가로 개선될 수 있으며, 이에 따라, 전극 코어 조립체(3)가 하우징(2)에 더 신뢰가능하게 접합될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 아교 컨테이너(4)는 전극 코어 조립체(3)의 높이 방향(예컨대, 위 및 아래 방향)으로 연장된다. 아교 컨테이너(4)는 사각 기둥 형상(예컨대, 직육면체)으로 구성될 수 있지만, 본 개시내용은 이에 제한되지 않는다는 것이 유의되어야 한다. 아교 컨테이너(4)는 또한 다른 형상들로 구성될 수 있다. 예컨대, 아교 컨테이너(4)는 또한 원통 형상으로 구성될 수 있다. 아교 저장 홈(41)이 아교 컨테이너(4)에 배열/배치될 수 있고, 아교 저장 홈(41)의 단부는 개방되고, 아교 저장 홈(41)의 측벽 및 최하부 벽은 밀봉된다. 전극 코어 조립체(3)의 높이 방향은 도 2에 도시된 위-아래 방향이다. 이러한 구성은, 임의의 2개의 인접한 전극 코어 조립체(3) 사이 또는 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 아교 컨테이너(4)에 의해 점유되는 공간을 감소시킬 수 있고, 그에 의해, 전극 코어 조립체(3)의 용적이 증가되고 배터리 모듈(1)의 저장 용량이 추가로 개선된다. 더욱이, 전극 코어 조립체(3)의 높이 방향으로 연장되는 아교 컨테이너(4)는 아교 저장 홈(41)의 용적을 증가시킬 수 있고, 그에 의해, 아교 저장 홈(41)의 아교 저장 용량이 증가된다.
게다가, 관련 기술에서, 하우징의 단부에 있는 개구 내로 아교가 주입된다. 하우징의 길이가 비교적 클 때, 하우징 내로 주입되는 아교의 양의 증가함에 따라, 하우징 내로 아교를 주입하는 데 요구되는 아교 주입 압력이 증가하며, 이는, 아교가 하우징과 전극 코어 조립체 사이의 그리고 전극 코어 조립체들 사이의 갭을 통해 전극 코어 조립체 내의 아교를 요구하지 않는 위치로 유동하는 것을 야기할 수 있다. 본 개시내용의 실시예에서, 아교 컨테이너(4)는 전극 코어 조립체(3)의 높이 방향으로 연장되며, 이에 따라, 아교 컨테이너(4) 및 전극 코어 조립체(3)가 하우징(2) 내에 배치된 후에 배터리 모듈(1)을 뒤집는 프로세스에서, 아교 저장 홈(41) 내의 아교는 쉽게 유출되지 않고, 하우징(2) 내의 아교를 요구하지 않는 위치는 깨끗하고 깔끔하게 유지될 수 있고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 열 소산 용량이 개선되고 배터리의 유효 수명이 추가로 연장된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 아교 컨테이너(4)의 외측 표면에 아교 유동 채널(42)이 제공될 수 있다. 아교 유동 채널(42)은, 아교 컨테이너(4)를 전극 코어 조립체(3)에 연결하기 위해 아교를 저장하도록 구성된다. 아교 컨테이너(4)를 전극 코어 조립체(3)와 연결하는 프로세스에서, 전극 코어 조립체(3) 및 아교 컨테이너(4)가 저압 주입 몰드(injection mold) 내에 배치되고, 저압 주입 몰딩(injection molding)에 의해 주입 몰딩 아교가 아교 유동 채널(42) 내로 주입된다. 주입 몰딩 아교는 아교 유동 채널(42)을 채울 수 있고, 주입 몰딩 아교는, 아교 컨테이너(4)의 측벽 상의 개방된 아교 유동 채널(42)의 단부에서 아교 컨테이너(4)와 전극 코어 조립체(3)를 함께 접합하며, 이에 따라, 아교 컨테이너(4)가 전극 코어 조립체(3)에 견고하게 연결될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 폭 방향으로, 아교 컨테이너(4)는 서로 대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는다. 제1 표면 및/또는 제2 표면에 아교 유동 채널(42)이 제공될 수 있다. 배터리 모듈(1)의 폭 방향은 도 1에서 좌-우 방향이라는 것이 유의되어야 한다. 아교 컨테이너(4)의 제1 표면 및 제2 표면에 각각 아교 유동 채널(42)이 제공될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 아교 컨테이너(4)는 전극 코어 조립체(3)와 더 견고하게 연결될 수 있고, 아교 컨테이너(4)는 장착 공간 내로 아교를 부을 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 모듈(1)의 길이 방향으로 전극 코어 조립체(3)를 지지할 수 있다. 실시예에서, 배터리 모듈(1)의 길이 방향으로, 2개의 인접한 전극 코어 조립체(3) 사이에 탭이 연결되고, 배터리 모듈(1)의 폭 방향으로, 2개의 인접한 탭이 서로 이격된 후에 갭이 형성된다. 아교 컨테이너(4)는 갭 내에 배열/배치될 수 있고, 아교 컨테이너(4)는 갭을 채울 수 있다. 배터리 모듈(1)의 길이 방향은 도 1에서 전-후 방향이라는 것이 유의되어야 한다. 전극 코어 조립체(3)의 탭은 연질 물질로 만들어지고 아교 컨테이너(4)를 통해 전극 코어 조립체(3)와 연결된다. 아교 컨테이너(4)는 탭에 대한 지지를 제공할 수 있고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 동작 안정성이 개선된다. 아교 컨테이너(4)의 제1 표면 또는 제2 표면에 아교 유동 채널(42)이 제공될 수 있으며, 이에 따라, 아교 컨테이너(4)의 프로세스들이 감소될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 길이 방향으로의 장착 공간의 길이는 L이고, 배터리 모듈(1)의 폭 방향으로의 장착 공간의 폭은 A이고, 배터리 모듈(1)의 높이 방향으로의 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 거리는 B이고, 아교 컨테이너(4)의 총 아교 저장 용량은 Q이며, Q = L*A*B이다. 배터리 모듈(1)을 조립하는 프로세스에서, 전극 코어 조립체(3) 및 아교 컨테이너(4)가 연결되어 하우징(2) 내에 배치된다. 이러한 경우에, 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 거리는 전극 코어 조립체(3)의 상부 단부 표면과 하우징(2)의 상부 내측 표면 사이의 거리이다. 전극 코어 조립체(3) 및 아교 컨테이너(4)가 연결되어 하우징(2) 내에 배치될 때, 전극 코어 조립체(3)는 하우징(2)의 하부 표면에 대하여 접한다는 것이 유의되어야 한다. 아교 컨테이너(4) 및 전극 코어 조립체(3)가 하우징(2) 내에 배치된 후에, 전극 코어 조립체(3)는, 배터리 모듈(1)의 폭 방향으로 2개의 측벽 사이에 클램핑됨으로써 하우징(2) 내에서 이동하는 것이 방지될 수 있다. 더욱이, 배터리 모듈(1)의 높이 방향으로 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이에 갭이 형성되어, 중력의 작용 하에서 아교가 아교 컨테이너(4)로부터 밖으로 유동하는 것이 보장된다. 따라서, 하우징(2) 내의 아교 컨테이너들(4) 모두에 저장된 아교는 배터리 모듈(1)의 높이 방향으로 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 갭을 완전히 채워야 하며, 이에 따라, 전극 코어 조립체(3)의 상부 단부 표면은 아교를 통해 하우징(2)의 상부 내측 표면과 연결되고, 장착 공간에서의 하우징(2)에 대한 전극 코어 조립체(3)의 위치가 고정되고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 동작 안정성이 개선된다. 게다가, 아교의 용량이 Q = L*A*B에 따라 적절히 구성될 수 있어서, 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 아교를 요구하는 위치가 아교로 고르게 채워지는 것이 보장되고, 그에 의해, 전극 코어 조립체(3)가 느슨해지는 것이 방지된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 아교 컨테이너들(4)은 하우징(2) 내에 고르게 배열/배치된다. N개의 아교 컨테이너(4)가 배열되고, 아교 컨테이너들(4) 각각의 아교 저장 용량은 Q1이며, Q1 = (L*A*B)/N이다. 각각의 아교 컨테이너(4)의 아교 저장 홈(41)에 저장되는 아교의 양은 동일하다는 것이 또한 이해될 수 있다. 중력의 작용 하에서, 아교 저장 홈들(41) 내의 아교는 배터리 모듈(1)의 높이 방향으로 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 갭을 고르게 채울 수 있다. 이러한 구성은, 장착 공간 내로 유동하는 아교의 액체 레벨을 레벨링할 수 있으며, 이에 따라, 아교와 전극 코어 조립체(3)의 상부 단부 표면 사이의 접촉 면적이 증가될 수 있게 되고, 아교는 전극 코어 조립체(3)를 하우징(2) 내에 견고하게 접합 및 고정할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 0.5 mm ≤ B ≤ 5 mm이다. 실시예에서, 배터리 모듈(1)의 높이 방향으로, 전극 코어 조립체(3)와 하우징(2) 사이의 거리(B)가 1 mm 내지 3 mm로 설정될 수 있으며, 이에 따라, 아교 컨테이너(4) 내에 저장된 아교의 양 및 하우징(2)의 크기 둘 모두가 감소될 수 있고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 에너지 밀도가 증가되고 배터리 모듈(1)의 생산 비용이 감소된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 코어 조립체(3)는 적어도 하나의 전극 코어(31)를 포함하고, 배터리 모듈(1)의 폭 방향은 전극 코어(31)의 두께 방향과 동일하다. 배터리 모듈(1)의 폭 방향 및 전극 코어(31)의 두께 방향은 도 1 및 도 2에서 좌-우 방향을 표현한다. 추가로, 적어도 하나의 전극 코어(31)가 배터리 모듈(1)의 폭 방향으로 차례차례 배열/배치되어 전극 코어 조립체(3)를 형성하고, 임의의 2개의 인접한 전극 코어(31)의 대향하는 측벽들은 전극 코어(31)의 두께 방향으로 서로에 대하여 접한다. 다수의 전극 코어들(31)을 결합하여 전극 코어 조립체(3)를 형성함으로써, 배터리 모듈(1)의 폭은 각각의 전극 코어 조립체(3) 내의 전극 코어들(31)의 수를 변경함으로써 조정될 수 있으며, 이는, 배터리 모듈(1)의 범용 설계에 유익하고 배터리 모듈(1)의 설계 비용을 감소시킬 수 있다.
추가로, 다수의 전극 코어 조립체들(3)이 배터리 모듈(1)의 길이 방향으로 차례차례 배열/배치되고, 전극 코어 조립체들(3) 각각에 동일한 두께를 갖는 동일한 수의 전극 코어들(31)이 제공될 수 있다. 다수의 전극 코어 조립체(3)가 직렬로 연결될 때, 직렬로 연결된 전극 코어 조립체들(3)의 폭은 균일할 수 있다. 배터리 모듈(1)의 길이 방향으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 직렬 연결된 용접 부분(32)이 임의의 2개의 인접한 전극 코어(31) 사이에 형성되고, 배터리 모듈(1)의 폭 방향으로, 임의의 2개의 인접한 직렬 연결된 용접 부분(32)과 전극 코어(31) 사이에 장착 캐비티(33)가 정의된다. 아교 컨테이너(4)는 장착 캐비티(33)에 배열/배치될 수 있고, 아교 컨테이너(4)는 직렬 연결된 용접 부분(32)과 접합될 수 있으며, 이에 따라, 아교 컨테이너(4)는 주입 몰딩 아교에 의해 전극 코어 조립체(3)와 고정될 수 있다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 조립 프로세스는 위의 실시예에서 배터리 모듈(1)에 따라 설명된다.
본 개시내용의 실시예의 조립 방법에 따르면, 배터리 모듈은, 하우징, 아교 컨테이너, 및 적어도 하나의 전극 코어 조립체를 포함한다. 하우징은 장착 공간을 정의/포함한다. 아교 컨테이너는 개방 단부를 갖는 아교 저장 홈을 정의/포함한다. 본 개시내용의 배터리 모듈을 위한 조립 방법에 따르면, 위의 실시예의 배터리 모듈이 조립될 수 있고, 조립 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
S1: 아교 컨테이너가 전극 코어 조립체에 연결되고, 아교 저장 홈의 개방 단부가 상향으로 배치된다. 실시예에서, 조립기 또는 조작기는, 임의의 2개의 인접한 전극 코어 조립체의 직렬 연결된 용접 부분에 아교 컨테이너를 배치하고, 이어서, 전극 코어 조립체들 및 아교 컨테이너를 함께 저압 주입 몰드 내에 배치하고, 저압 주입 몰딩을 통한 주입 몰딩 아교에 의해 전극 코어 조립체들 및 아교 컨테이너를 고정할 수 있으며, 이에 따라, 아교 컨테이너는 장착 캐비티에 고정될 수 있고, 그때, 전극 코어 조립체들 및 아교 컨테이너가 하우징 내에 슬리브 연결되기 전에 아교 저장 홈의 개방 단부가 상향으로 유지된다.
S2: 아교가 아교 컨테이너의 아교 저장 홈 내로 주입된다.
S3: 아교 저장 홈의 개방 단부가 하우징의 최상부 벽 또는 최하부 벽으로부터 이격되도록 아교 컨테이너 및 전극 코어 조립체들이 일체형으로 장착 공간 내에 배치되고, 하우징이 패키징/밀봉되고, 패키징된 하우징에 폐쇄된 공간이 형성된다.
S4: 배터리 모듈을 180 도만큼 회전시키도록 하우징이 클램핑된다. 배터리 모듈은 하우징의 2개의 측벽을 배터리 모듈의 폭 방향으로 클램핑함으로써 클램핑되고, 배터리 모듈은 배터리 모듈의 길이 방향으로 180 도만큼 회전된다. 중력의 작용 하에서, 아교 저장 홈 내의 아교는 아교 저장 홈으로부터 밖으로 유동하고 하우징의 최하부 표면 상에 레벨링되며, 이에 따라, 전극 코어 조립체들 및 하우징이 접합 및 고정된다.
본 개시내용의 실시예에 따른 배터리는 위의 실시예의 배터리 모듈(1)을 포함한다. 아교 컨테이너(4)는 배터리 모듈(1)에 배열되고, 아교는 배터리 모듈(1)의 조립 동안 아교 컨테이너(4)를 통해 하우징(2) 내로 주입되고, 아교 컨테이너(4) 내의 아교는 장착 공간의 최하부를 고르게 채울 수 있으며, 이에 따라, 전극 코어 조립체(3)는 하우징(2) 내에 견고하게 접합 및 고정될 수 있고, 그에 의해, 배터리 모듈(1)의 동작 안정성이 개선된다. 더욱이, 아교 컨테이너(4)를 통해, 하우징(2) 내의 아교를 요구하지 않는 위치는 깨끗하고 깔끔하게 유지될 수 있으며, 이에 따라, 배터리 모듈(1)의 열 소산 용량이 개선될 수 있고, 배터리의 유효 수명이 추가로 연장될 수 있다.
본 개시내용의 설명에서, "길이", "폭", "두께", "위", "아래", "전", "후", "좌", "우", "수직", "수평", "최상부", "최하부", "내부", 및 "외부"와 같은 용어들에 의해 표시된 배향들 또는 위치 관계들은 첨부된 도면들에 도시된 배향들 또는 위치 관계들에 기반하고, 참조된 장치 또는 요소가 특정 배향을 가져야 하거나 특정 배향으로 구성되고 동작될 필요가 있다는 것을 표시하거나 암시하는 것이 아니라, 단지 본 개시내용의 설명의 용이성 및 간결성을 위해서 사용된다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 용어들이 본 개시내용에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 된다.
본 개시내용의 설명에서, "다수"는 2개 이상을 의미한다.
본 명세서의 설명들에서, "일 실시예", "일부 실시예들", "예시적인 실시예", "예", "특정 예", 또는 "일부 실시예들"과 같은 참조 용어들의 설명은, 그 실시예 또는 예들과 결합하여 설명된 특정 특징들, 구조들, 물질들, 또는 특성들이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예 또는 예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어들의 개략적인 설명들이 반드시 동일한 실시예 또는 예를 의미하는 것은 아니다. 게다가, 설명된 특정 특징들, 구조들, 물질들 또는 특성들은 실시예들 또는 예들 중 임의의 하나 이상에서 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본 개시내용의 원리들 및 사상으로부터 벗어나지 않으면서 실시예들에 대해 다양한 변경들, 수정들, 대체들, 및 변형들이 이루어질 수 있고, 본 개시내용의 범위는 청구항들 및 그들의 등가물들에 의해 정의된다는 것을 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 배터리 모듈로서,
    장착 공간을 포함하는 하우징;
    상기 장착 공간에 배치되는 적어도 하나의 전극 코어 조립체; 및
    상기 적어도 하나의 전극 코어 조립체와 연결되고 상기 장착 공간에 위치되는 아교(glue) 컨테이너
    를 포함하며, 상기 아교 컨테이너는 개방 단부를 갖는 홈을 포함하고, 상기 홈의 개방 단부는 상기 하우징의 최상부 표면 또는 최하부 표면으로부터 이격되는, 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전극 코어 조립체는 복수의 전극 코어 조립체들을 포함하며, 상기 복수의 전극 코어 조립체들은 상기 전극 코어 조립체들의 길이 방향으로 배치되고,
    상기 아교 컨테이너는 상기 전극 코어 조립체들 중 적어도 2개의 인접한 전극 코어 조립체 사이에 그리고/또는 상기 전극 코어 조립체들과 상기 하우징 사이에 배치되는, 배터리 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 아교 컨테이너는 상기 적어도 하나의 전극 코어 조립체의 높이 방향으로 연장되는, 배터리 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아교 컨테이너의 외측 표면 상에 아교 유동 채널이 배치되고, 상기 아교 유동 채널은, 상기 아교 컨테이너를 상기 적어도 하나의 전극 코어 조립체에 연결하기 위해 아교를 저장하도록 구성되는, 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 모듈의 폭 방향으로, 상기 아교 컨테이너는 서로 대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖고, 상기 아교 유동 채널은 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면 중 적어도 하나 상에 배치되는, 배터리 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아교 컨테이너는 아교 저장 용량(Q)을 갖고, Q = L*A*B이며,
    L은 상기 배터리 모듈의 길이 방향으로의 상기 장착 공간의 길이이고,
    A는 상기 배터리 모듈의 폭 방향으로의 상기 장착 공간의 폭이고,
    B는 상기 배터리 모듈의 높이 방향으로의 상기 적어도 하나의 전극 코어 조립체와 상기 하우징 사이의 거리인, 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징 내에 배치되는 상기 아교 컨테이너를 포함하는 N개의 아교 컨테이너를 더 포함하며, 상기 N개의 아교 컨테이너 각각의 아교 저장 용량은 Q1이고, Q1 = (L*A*B)/N인, 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    0.5 mm ≤ B ≤ 5 mm인, 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    1 mm ≤ B ≤ 3 mm인, 배터리 모듈.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전극 코어 조립체는 적어도 하나의 전극 코어를 포함하고, 상기 배터리 모듈의 폭 방향은 상기 전극 코어의 두께 방향과 동일한, 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전극 코어는 상기 전극 코어 조립체를 형성하도록 상기 배터리 모듈의 폭 방향으로 차례차례 배치되고, 상기 적어도 하나의 전극 코어 중 2개의 인접한 전극 코어의 측부 표면들은 상기 적어도 하나의 전극 코어의 두께 방향으로 서로에 대하여 접하는, 배터리 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전극 코어 조립체들 각각은 동일한 수의 전극 코어들을 포함하고, 상기 전극 코어 조립체들 각각은 동일한 두께를 갖는, 배터리 모듈.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아교 컨테이너는 직육면체 또는 원통의 형상을 갖는, 배터리 모듈.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 아교 컨테이너를 포함하는 복수의 아교 컨테이너들을 더 포함하며, 상기 아교 컨테이너들은 상기 전극 코어 조립체들의 길이 방향으로 이격되고, 상기 아교 컨테이너들 중 적어도 하나는, 상기 전극 코어 조립체들 중 2개의 인접한 전극 코어 조립체 사이에 그리고/또는 상기 전극 코어 조립체들과 상기 하우징 사이에 배치되는, 배터리 모듈.
  15. 배터리로서,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는, 배터리.
  16. 배터리 모듈을 위한 조립 방법으로서,
    상기 배터리 모듈은, 하우징, 아교 컨테이너, 및 적어도 하나의 전극 코어 조립체를 포함하고, 상기 하우징은 장착 공간을 포함하고, 상기 아교 컨테이너는 개방 단부를 갖는 홈을 포함하며,
    상기 조립 방법은,
    상기 홈의 개방 단부가 상향인 채로 상기 아교 컨테이너를 상기 전극 코어 조립체에 연결하는 단계;
    상기 아교 컨테이너의 상기 홈 내로 아교를 주입하는 단계;
    상기 아교 컨테이너 및 상기 전극 코어 조립체를 일체형(one piece)으로 상기 장착 공간 내에 배치하고, 상기 하우징을 밀봉하는 단계 ― 상기 홈의 개방 단부는 상기 하우징의 최상부 표면으로부터 이격됨 ―; 및
    상기 하우징을 클램핑하고 상기 배터리 모듈을 180 도만큼 회전시키는 단계
    를 포함하는, 배터리 모듈을 위한 조립 방법.
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