KR20230167525A

KR20230167525A - 조립이 용이한 배터리 모듈

Info

Publication number: KR20230167525A
Application number: KR1020220067426A
Authority: KR
Inventors: 김근희; 박주환; 김동현; 이동륜; 이장재
Original assignee: 세방리튬배터리 주식회사
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2023-12-11

Abstract

본 발명의 실시예는 복수의 전지셀(10)로 이루어진 전지모듈; 전지모듈의 상측에 체결하는 상부 커버(30); 전지모듈의 하측에 체결하는 하부 커버(40); 및 상부 커버의 양측에서 전지모듈의 상측과 측부를 밀폐하도록 하부 커버에 체결되는 한 쌍의 측부 커버;를 포함하고, 전지모듈은 슬라이딩식으로 인입되는 전지셀(10)들을 고정하는 복수의 세퍼레이터(21, 22, 23)를 포함한다.

Description

조립이 용이한 배터리 모듈{EASY TO ASSEMBLE BATTERY MODULE}

본 발명은 조립이 용이한 배터리 모듈에 관한 것이다.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV)등의 동력원으로서도 주목받고 있다.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지모듈이 사용된다.

종래의 대표적인 파우치형 전지는 파우치형 전지케이스의 내면에 형성된 수납부에 전극조립체를 장착한 상태로 그것의 양측면과 상단부 및 하단부를 열융착시켜 만들어진다. 그러나, 전지케이스 자체의 기계적 강성이 우수하지 못하므로, 안정한 구조의 전지모듈을 제조하기 위하여, 일반적으로 전지셀들을 카트리지 등의 팩 케이스에 장착하여 전지모듈을 제조하고 있다.

그러나, 중대형 전지모듈이 장착되는 장치 또는 차량 등에는 일반적으로 장착공간이 한정적이므로, 카트리지와 같은 팩 케이스의 사용으로 인해 전지모듈의 크기가 커지는 경우에는 낮은 공간 활용도의 문제점이 초래된다.

또한, 전지셀의 낮은 기계적 강성은 충방전시 전지셀의 반복적인 팽창 및 수축으로 나타나고, 그로 인해 열융착 부위가 분리되는 경우도 초래된다.

이와는 별도로, 다수의 전지셀들을 사용하여 전지모듈을 구성하거나 또는 소정 단위의 전지셀들로 이루어진 단위모듈 다수를 사용하여 전지모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다.

더욱이, 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 다수의 부재들의 결합, 용접, 솔더링 등을 위한 공간이 요구되며, 그로 인해 시스템 전체의 크기는 커지게 된다. 이러한 크기 증가는 앞서 설명한 바와 같은 측면에서 바람직하지 않으며, 따라서, 보다 콤팩트하고 구조적 안정성이 우수한 전지모듈에 대한 필요성이 높은 실정이다.

KR

10-0896131

B1(2009.04.28)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배터리 모듈의 조립 공정을 보다 단순화시킬 수 있는 조립이 용이한 배터리 모듈을 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 복수의 전지셀로 이루어진 전지모듈과, 전지모듈의 상측에 체결하는 상부 커버와, 전지모듈의 하측에 체결하는 하부 커버 및 상부 커버의 양측에서 전지모듈의 상측과 측부를 밀폐하도록 하부 커버에 체결되는 한 쌍의 측부 커버를 포함하고, 전지모듈은 슬라이딩식으로 인입되는 전지셀들을 고정하는 복수의 세퍼레이터를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈을 제공할 수 있다.

위 실시예에서, 세퍼레이터는 상부에서 하부로 직립되어 그 사이에 전지셀들이 슬라이딩 및 고정되는 공간부를 구획하는 구획부 및 양 측부의 상측에 돌출되는 상부 걸림 돌기와, 하측에서 돌출되는 하부 걸림 돌기를 포함할 수 있다.

또한, 배터리 모듈은 상부 커버에서 세퍼레이터의 상부 걸림 돌기가 체결되는 상부 후크부 및 하부 커버에서 세퍼레이터의 하부 걸림 돌기가 체결되는 하부 후크부를 포함할 수 있다.

또한, 상부 커버는 전도성 재질의 탄성력을 갖고, 하향되는 복수의 상부 끼움바 외면에 끼움되는 셀 탭 터미널을 포함하고, 하부 커버는 상호 이격되어 그 사이에 전지셀들의 셀 탭이 인출되고, 상부 끼움바가 끼움되는 복수의 하부 끼움바를 포함할 수 있다.

또한, 하부 커버는 하부 끼움바의 외면에 고정되어 상부 끼움바에 의해 밀착되는 셀 탭과 통전 가능하게 밀착되어 이상 전원을 감지하는 센싱 단자 및 센싱 단자의 이상 전원을 감지하면 회로를 차단하는 보호 수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 측부 커버는 상부 수용부의 일측에서 외면에 셀 탭 터미널이 끼움되어 상호 이격된 복수의 제1 상부 끼움바를 구비하는 제1 측부 커버 및 상부 수용부의 반대측에서 외면에 셀 탭 터미널이 끼움되어 상호 이격된 복수의 제2 상부 끼움바를 구비하는 제2 측부 커버를 포함할 수 있다.

또한, 하부 커버는 전지모듈의 하부가 설치되는 하부 수용부와, 하부 수용부의 일측에서 제1 상부 끼움바가 끼움되도록 상호 이격되는 복수의 제1 하부 끼움바를 구비하는 제1 하부 결합부와, 하부 수용부의 반대측에서 제2 상부 끼움바가 끼움되도록 상호 이격되는 복수의 제2 하부 끼움바를 구비하는 제2 하부 결합부를 포함한다.

또한, 상부 끼움바는 외면에 단차 형성되어 셀 탭 터미널이 체결되는 체결면을 포함할 수 있다.

또한, 셀 탭 터미널은 상호 이격된 한 쌍으로서 상향된 벽면을 이루어 상부 끼움바들의 외면에 밀착되는 고정부와, 고정부의 양 끝단에서 하향 연장되는 가압부 및 가압부의 양 끝단이 상호 연결되고, 내측에서 상부 끼움바의 끝단을 수용 및 밀착하는 수용부를 포함할 수 있다.

또한, 고정부는 선단에서 외측으로 상향 경사지도록 연장되어 상부 끼움바의 끝단을 안내하는 가이드단; 을 더 포함한다.

또한, 가압부는 외측으로 돌출될 수 있도록 경사면 또는 만곡면으로 연장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 측부 커버는 일면과 일면 양 측변에서 절곡 및 직립되어 측면을 이루는 측부 하우징과, 측부 하우징의 천정면에서 하향 연장되어 내부 공간을 구획하는 복수의 구획바 및 측부 하우징의 상면에 관통된 고정공을 통해 인입되는 고정수단을 가이드하는 가이드부를 포함할 수 있다.

또한, 가이드부는 천정면에서 하향 연장되며, 내측에 고정수단이 인출되는 인출공이 형성된된 인출수단 및 인출수단을 사이에 두고 각각 하향 연장되어 제1 가이드 바 및 제2 가이드 바를 포함한다.

또한, 하부 커버는 복수의 하부 수용 턱이 연장되는 하부 수평부와, 하부 수평부의 전방과 후방에서 각각 연장되는 제1 연장부와 제2 연장부 및 세퍼레이터가 체결되는 하부 후크부를 포함하고, 제1 연장부와 제2 연장부는 상면에서 각각 직립되어 인출수단을 통해 인출된 고정수단이 체결되는 고정봉을 포함할 수 있다.

또한, 제1 연장부와 제2 연장부는 양 측변에서 직립되어 측부 커버 사에 체결되는 전장부의 하단을 지지하는 지지하는 고정판넬 및 외측 테두리에 직립되고, 양 측면에서 돌출되는 결합 돌기을 구비하는 구획벽을 포함하고, 전장부는 전장부품을 수용하여 측부 커버의 하측과, 제1 연장부와 제2 연장부 중 어느 하나의 상측에 체결되고, 양측 변에서 절곡된 측면에서 절개되어 결합 돌기가 체결되는 전장 걸림구를 구비한 전장 판넬을 포함한다.

또한, 하부 커버는 고정봉의 외면을 따라 직립되어 고정봉의 강도를 보강하는 보강대를 더 포함할 수 있다.

그러므로 본 발명은 셀 탭 연결시에 끼움식으로 간단하게 조립이 가능함에 따라 조립 시간의 단축 및 용접 공정을 생략할 수 있어 제조 원가의 절감이 가능하여 생산성을 높일 수 있다.

본 발명은 상부 커버와 측부 커버 및 하부 커버를 분리형으로 구성하고, 각 분리된 구성들을 착탈 가능하도록 조립할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조립이 용이한 배터리 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 세퍼레이터를 도시한 사시도이다.
도 4는 제2 세퍼레이터를 도시한 정면도이다.
도 5는 상부 커버를 도시한 사시도이다.
도 6은 측부 커버를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 요부 확대 도면이다.
도 8은 하부 커버를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 분해 도면이다.
도 11은 측부 커버 및 셀 탭 터미널을 도시한 사시도이다.
도 12는 측부 커버 및 셀 탭 터미널을 도시한 사시도이다.
도 13은 끼움바를 확대 도시한 도면이다.
도 14는 도 9의 하부 커버를 도시한 사시도이다.
도 15는 측부 커버와 하부 커버의 결합과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있지만, 특정 실시예를 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 서로 다른 방향으로 연장되는 구조물을 연결 및/또는 고정시키기 위한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물중 어느 하나에 해당되는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하에서는 본 발명에 따른 조립이 용이한 배터리 모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 조립이 용이한 배터리 모듈의 사시도, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈(BM)은 복수의 전지셀(10)과, 복수의 전지셀(10)들을 그룹화하는 복수의 세퍼레이터(20)와, 세퍼레이터(20)에 의해 그룹화된 복수의 전지셀(10)들의 상측에서 체결하는 상부 커버(30)와, 복수의 전지셀들의 측부를 밀폐하는 한 쌍의 측부 커버(60, 70)와, 복수의 전지셀(10)들을 하측에서 수용 및 지지하는 하부 커버(40)을 포함한다.

상부 커버(30)는 일방향으로 연장되며 전지셀의 상부에 설치된다. 여기서 상부 커버(30)는 전지셀(10)들의 조립체와 체결된다.

하부 커버(40)는 상부 커버(30)와 동일 방향으로 연장되며, 상면에 설치되는 전지셀을 지지한다. 여기서 하부 커버(40)는 상면에 전지셀(10)들이 수용되는 공간을 형성하며, 전지셀(10)들의 조립체와 체결된다.

여기서 상부 커버(30)와 하부 커버(40)는 전지셀과 상호 끼움식으로 체결되며, 그 사이에 전지셀(10)들과 전기적으로 통전 가능하게 연결될 수 있다. 이와 같은 상부 커버(30)와 하부 커버(40)에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

복수의 전지셀(10)들은 각각 몸체(11)와, 테두리부(12)와, 셀 탭(13)을 포함한다. 복수의 전지셀(10)들은 상부 커버(30) 및 하부 커버(40)의 결합에 의해 내측에 형성되는 공간 내에서 수용되고, 수용된 상태에서 직렬 또는 병렬로 통전가능하게 연결된다.

복수의 전지셀(10)들은 하나의 그룹을 형성하며, 이하에서는 전지셀(10)들의 그룹에 의한 조립체로서 전지모듈로 총칭하여 설명한다. 여기서 전지모듈은 아래의 세퍼레이터(20)를 포함하는 용어로서 사용한다.

세퍼레이터(20)는 도 3과 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3은 제1 세퍼레이터를 도시한 사시도, 도 4는 제2 세퍼레이터를 도시한 정면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 복수의 전지셀(10)들은 복수의 세퍼레이터(20)에 슬라이딩되어 순차 체결된다. 여기서 전지셀(10)들은 몸체(11)와, 몸체(11)에서 외측으로 연장되는 테두리부(12)와, 전원이 통전되는 셀 탭(13)을 구비한다. 이중 셀 탭(13)은 몸체(11)의 일측에서 양극, 반대측에서 음극의 전원을 출력할 수 있다.

또한, 복수의 전지셀(10)들은 직렬 연결되는 경우에 인접한 타 전지셀(10)의 셀 탭(13)의 극성과 반대 극성의 셀 탭(13)이 위치될 수 있도록 정렬된다. 예를 들면, 제1전지셀은 일측에서 양극의 셀 탭(13), 반대측에서 음극의 셀 탭(13)이 형성된다. 제1전지셀과 인접한 제2전지셀은 일측에서 음극의 셀 탭(13), 반대측에서 양극의 셀 탭(13)이 위치하도록 정렬된다.

세퍼레이터(20, 21, 22, 23)들은 도면에 도시된 바를 예로 들면, 일측에 제1 세퍼레이터(21)와, 중심측에 설치되는 제2 세퍼레이터(22)와, 반대측에 설치되는 제3 세퍼레이터(23)를 포함할 수 있다.

제1 세퍼레이터(21) 내지 제3 세퍼레이터(23)는 도 4에 도시된 제2세퍼레이터의 구성으로 동일하게 형성될 수 있다.

또는, 세퍼레이터는 도 3의 세퍼레이터와 도 4의 세퍼레이터의 형상이 조합되어 사용될 수 있다.

이중 도 1과 도 2는 도 3의 형상을 갖는 세퍼레이터를 제1세퍼레이터 제3 세퍼레이터로 적용하였고, 도 4의 형상을 갖는 세퍼레이터를 제2세퍼레이터에 적용하였다.

이중 도 3에 도시된 제1 세퍼레이터(21)는 상부(210)와, 하부(230), 양측부(220, 220')와, 양측부 사이에서 공간을 구획하는 구획부(240)와, 구획부(240) 사이의 공간부(250)와, 구획부의 전면에 설치되는 위치 조정부(260)를 포함한다.

상부(210)는 양 측부(220, 220')의 상단에서 수평 연장되며, 내향된 상부 내향 턱(211)이 이격되도록 복수가 형성된다. 여기서 상부 내향 턱(211)의 하면은 구획부(240)의 상단이 연결된다.

하부(230)는 양 측부(220, 220')의 하단에서 수평 연장되며 상향된 복수의 하부 내향 턱(231)이 이격되도록 형성된다. 하부 내향 턱(231)은 상부 내향 턱(211)과 상하 대향된 위치에 형성된다. 또한, 하부(230)는 하부 내향 턱(231) 사이에서 바닥면(232)을 형성한다. 여기서 바닥면(232)은 구획부(240) 사이의 이격된 공간으로 이루어진 공간부(250)의 바닥을 형성한다.

양 측부(220, 220')는 각각 직립된 벽면으로 형성된다. 양 측부(220, 220')는 상측에서 상부 걸림 수단(221)과, 하측에서 하부 걸림 수단(222)을 포함할 수 있다.

상부 걸림 수단(221)은 측부(220, 220')의 상측에서 내향된 상부 걸림 수용홈(221a)에서 돌출되는 상부 걸림 돌기(221b)를 포함한다.

하부 걸림 수단(222)은 측부(220, 220')의 하측에서 내향된 하부 걸림 수용홈(222a)에서 돌출되는 하부 걸림 돌기(222b)를 포함한다.

상부 걸림 돌기(221b)와 하부 걸림 돌기(222b)는 상부 커버(30) 및 하부 커버(40)에 각각 체결된다. 이와 같은 상부 걸림 돌기와 하부 걸림 돌기의 결합 과정 및 대상에 대한 설명은 후술한다.

구획부(240)는 상부 내향 턱(211)의 하면에서 하부 내향 턱(231)의 상면으로 연장되는 벽면으로 형성된다. 즉, 구획부(240)는 상부(210)와 하부(230) 및 양 측부(220, 220')에 의해 구획된 내부 공간을 복수의 공간부(250)로 구획한다. 구획부(240)는 공간부(250)로 슬라이딩되는, 예를 들면, 전지셀(10)들의 균등한 면압을 구현할 수 있도록 양측의 공간부(250)로 돌출되도록 확장된 면적을 갖는 복수의 면압수단(241)을 포함할 수 있다.

면압수단(241)은 구획부(240) 별로 복수가 상하 방향으로 이격 및 정렬된다. 또한 면압수단은 다른 구획부(240)에서 대향된 위치에 설치된 면압수단(241)과 협업하여 공간부(250)에 인입된 전지셀(10)을 가압 및 지지한다.

공간부(250)는 구획부(240) 사이의 공간으로서 2 이상의 전지셀(10)이 인입되는 공간이다. 예를 들면, 공간부(250)는 구획부(240)에 의해 복수가 구성될 수 있고, 한 쌍의 전지셀(10)들이 몸체(11)가 상호 밀착된 상태로 슬라이딩 및 위치되는 공간을 형성한다.

위치 조정부(260)는 상하 측으로 이격된 한 쌍으로 이루어진 복수가 일 측부에서 타측부 방향으로 복수가 정렬된다. 예를 들면, 위치 조정부(260)는 양 측부(220, 220')와 구획부(240)의 선단에서 일측 방향 또는 양측 방향으로 돌출되어 인접한 측부(220,,220') 또는 구획부(240) 사이의 간격을 좁혀 전지셀(10)에서 몸체(11)의 이동을 저지한다.

도면을 참조하여 구체적으로 설명하면, 위치 조정부(260)는 구획부(240)의 선단에서 내향되어 양 공간부(250)로 연장되는 구획 단부(261)와 구획 단부(261)의 상단과 하단에서 수평 절곡되는 절곡단(262)을 포함한다.

여기서 구획 단부(261)는 구획부(240)의 선단에서 내향된 위치에 형성되되, 구획부(240)를 중심으로 양측으로 공간부(250)로 확장된 면적을 갖는다.

또한, 구획 단부(261)는 일측부(220)와 타측부(220')로부터 내향되어 인접한 구획부(240)측으로 돌출되될 수 있다. 즉, 일측부와 타측부에 각각 형성된 구획 단부(261)는 양 방향이 아닌 일방향으로만 연장된다.

결론적으로 위치 조정부(260)는 일 측부(220)와 구획부(240), 구획부(240)와 구획부(240), 구획부(240)와 타 측부(220') 사이의 공간부(250)의 수평 간격을 조절하여 전지셀(10)의 몸체(11) 이동을 저지하는 역할을 수행할 수 있다. 그리고 위치 조정부(260)는 도면에 도시된 바와 같이 전지셀(10)의 양 끝단에 체결되는 제1 세퍼레이터(21)와 제3 세퍼레이터(23)에 구비될 수 있고, 제2 세퍼레이터(22)는 이를 생략할 수 있다.

따라서 작업자는 위와 같은 제1 세퍼레이터와 제3세퍼레이터(21, 23)를 전지셀의 전방과 후방측에 각각 설치하고, 중간에 제2세퍼레이터(22)를 위치시킨다. 즉, 제1세퍼레이터(21)와 제2세퍼레이터(22) 및 제3세퍼레이터(23)를 순차적으로 전지셀에 슬라이딩방식으로 체결한다.

또는, 본 발명에서 세퍼레이터(20)는 제1 내지 제3세퍼레이터(21, 22, 23)를 도 4의 세퍼레이터로 동일하게 적용함도 가능하다. 도 4에 도시된 세퍼레이터는 도 2의 제2세퍼레이터와 동일한 것이다.

도 4를 참조하면, 제2세퍼레이터(22)는 상부(210)와, 하부(230), 양측부(220, 220')와, 양측부 사이에서 공간을 구획하는 구획부(240)와, 구획부(240) 사이의 공간부(250)를 포함한다.

여기서 구획부(240)는 제1세퍼레이터(21)와 마찬가지로 면압수단(241)을 구비하고, 양 측부(220, 220')는 상부 걸림 수단(221)과, 하부 걸림 수단(222)을 구비할 수 있다.

이용하여 복수의 전지셀(10)들을 복수의 세퍼레이터(20)에 슬라이딩 방식으로 체결하여 하나의 전지모듈의 조립이 가능하다.

상부 커버는 전지셀의 상측에 조립된다. 이와 같은 상부 커버는 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 상부 커버를 도시한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 상부 커버(30)는 수평으로 연장되는 상부 수평부(310)와, 상부 수평부(310)의 하면에서 직립되어 세퍼레이터들의 상부와 체결되는 상부 체결 바, 세퍼레이터(20)에 체결되는 상부 후크부(330)를 포함한다.

상부 수평부는 일방향으로 수평 연장되어 세퍼레이터들에 슬라이딩 방식으로 체결되는 전지셀의 상부에 체결된다.

상부 체결 바(320)은 상부 수평부의 하면에서 하향된 벽면으로서 복수가 상호 이격되어 그 사이에 세퍼레이터들의 상부가 체결되는 공간을 형성한다. 여기서 상부 체결바들은 세퍼레이터의 상부의 상면에서 하향된 상부 내향 턱 사이에 끼움될 수 있다.

상부 후크부(330)는 상부 수평부의 양측면에서 복수가 상호 이격되어 제1 세퍼레이터(21)와 제2 세퍼레이터(22) 및 제3 세퍼레이터(23)의 상부 걸림 수단에 각각 체결된다.

이를 위해 상부 후크부(330)는 최 외측의 상부 체결 바(320) 외면에서 상호 이격되어 하향 연장되는 한 쌍의 상부 간격바(331)와, 상부 간격바(331) 사이의 직립된 벽면을 이루는 상부 걸림판(332)과, 상부 걸림판에서 관통되는 상부 걸림구(333)를 포함한다.

한 쌍의 상부 간격바(331)는 상부 체결 바(320)의 외면 중 외측면에서 상호 이격되도록 하향 연장된다. 여기서 한 쌍의 상부 간격바(331)는 상부 걸림판(332)이 형성되는 공간을 형성하고, 세퍼레이터(21, 22, 23)들의 상부 걸림 수단(221)을 안내하는 역할을 수행할 수 있다.

제1 상부 걸림구(333)는 상부 간격바(331) 사이에 직립된 상부 걸림판(332)에서 중심부가 개방 및/또는 관통형성된다.

그러므로 상부 후크부(330)는 세퍼레이터들의 측부에 형성된 상부 걸림 돌기(221b)와 체결된다.

측부 커버(60, 70)는 한 쌍으로서 상부 커버와 분리된 구성으로 전지셀을 사이에서 두고 하부 커버(40)에 고정된다. 이때, 측부 커버(60, 70)는 양측으로 돌출되는 셀 탭들이 인출된 공간을 구획한다. 이와 같은 측부 커버(60, 70)는 도 6과 도 7을 참조하여 설명한다.

도 6은 측부 커버(60, 70)를 도시한 사시도, 도 7은 도 6의 요부 확대 도면이다.

도 6과 도 7을 참조하면, 측부 커버(60, 70)는 한 쌍으로서 이중 일측의 측부 커버(60)는 상면(611)에 극주(P)가 형성되고, 반대측의 측부 커버(60)는 상면에 극주(P)와 타 배터리 모듈과 통전 가능하게 연결될 수 있는 한 쌍의 모듈 커넥터(C)가 직립된 벽면에서 설치된다.

이와 같은 한 쌍의 측부 커버(60, 70)는 일측의 측부 커버(60)(이하 측부 커버를 예로서 설명한다.

측부 커버(60)는 일면과 일면 양 측변에서 절곡 및 직립되어 측면을 이루는 측부 하우징(61)과, 측부 하우징(61)의 천정면에서 하향 연장되어 내부 공간을 구획하는 구획바(62)와, 고정수단을 가이드하는 가이드부(63)와 고정수단을 포함한다.

측부 하우징(61)은 직립된 벽면으로서 상면에는 극주(P)가 형성되고, 상면(611)에서 상하 방향으로 관통되어 고정수단이 삽입되는 고정공(612)이 형성된다.

고정수단은 측부 커버(60)의 상면에서 고정공(612)을 통해 삽입된다. 여기서 고정수단은 측부 커버(60)의 천정면에서 하향 연장되는 가이드부(63)에 의해 안내되어 하부 커버(40)에 체결된다.

구획바(62)는 복수가 상호 이격되도록 측부 커버(60, 70)의 천정면에서 하향 연장되며, 그 사이에 전지셀의 셀 탭(13) 또는 셀 탭(13)에 고정되는 부스바를 안내한다.

가이드부(63)는, 도 7을 참조하면, 측부 커버(60)의 상측에서 하향 연장되어 고정수단을 인출하는 인출수단(633)과, 인출수단(633)의 전방측에서 하향 연장되는 제1 가이드 바(631)와 인출수단(633)의 후방측에서 하향 연장되는 제2 가이드 바(632)로 구성된다. 여기서 인출수단(633)과 제1 가이드 바(631) 및 제2 가이드 바(632)는 일체형으로 구성될 수 있다.

인출수단(633)은 천정면에서 하향 연장되며, 내측에 고정수단이 인출되는 인출공(633a)이 형성된다.

제1 가이드 바(631)와 제2 가이드 바(632)는 인출수단(633)의 전방측과 후방측에서 각각 하향 연장되되, 그 사이에 고정수단이 인출되는 공간을 형성하도록 상호 이격된다.

또한, 제1 가이드 바(631)와 제2 가이드 바(632)는 끝단에서 단차(631a, 632a)를 형성하여 후술되는 하부 커버(40)의 고정봉(432)과의 결합구조를 형성한다.

즉, 한 쌍의 측부 커버(60, 70)는 상면에서 인입되는 고정수단에 의해 하부 커버(40)과 결합될 수 있다.

하부 커버(40)는 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8은 하부 커버를 도시한 사시도이다.

도 8을 참조하면, 하부 커버(40)는 복수의 하부 수용 턱(411)이 연장되는 하부 수평부(41)와, 하부 수평부(41)의 전방과 후방에서 각각 연장되는 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)와, 세퍼레이터 및 측부 커버(60, 70)에 체결되는 하부 후크부를 포함한다.

하부 수평부(41)는 한 쌍으로서 상호 이격된 하부 수용 턱(411)이 수평으로 연장되어 그 사이에 세퍼레이터(21, 22, 23)들의 하부가 끼움되는 공간을 형성한다. 여기서 하부 수평부(41)의 하부 수용 턱(411)은 상호 이격된 한 쌍으로 형성되며, 한 쌍의 하부 수용 턱(411)은 복수가 상호 이격되어 전후방 측으로 연장된다.

하부 후크부(451)는 복수로 형성되며, 이중 하부 수평부(41)의 적어도 하나는 최 외측의 하부 수용 턱(411)의 외면에서 상호 이격되는 한 쌍의 하부 간격바(451a)와, 하부 간격바 사이에 탄성력을 갖는 하부 걸림판(451b)과, 하부 걸림판(451b)에 개구된 하부 걸림구(451c)를 포함한다.

하부 간격바(451a)는 최외측에 위치한 하부 수용 턱(411)의 외면에서 이격된 한 쌍으로 구성되며, 상술한 상부 간격바와 동일한 위치에 설치된다.

하부 걸림판(451b)은 끝단이 하부 수용 턱(411)의 외면에서 연결되어 상향 절곡된다. 즉, 하부 걸림판(451b)은 끝단을 제외한 나머지 영역에서 하부 수용 턱(411)과 이격된 상태로 설치된다.

하부 걸림구(451c)는 제1 하부 걸림판(451b)에서 개구되어 세퍼레이터(22)의 하부 걸림 돌기(222b)가 끼움된다.

또한, 하부 후크부는 제1 연장부와 제2 연장부의 측면에서 각각 돌출되어 전장부와 체결되는 결합 돌기(452, 453)를 포함한다.

제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)는 하부 수평부(41)의 전방측과 후방측에서 연장되며, 측부 커버(60, 70) 및 제1 전장부(50)의 하부를 지지 및 고정한다.

이를 위해 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43는 상면에서 각각 직립되는 고정봉(432)과, 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)의 양 측변에서 직립되는 고정판넬(433)과, 외측 테두리에 직립되는 구획벽(431)을 포함한다.

여기서 구획벽(431)은 양 측면에서 돌출되는 결합 돌기(421, 431)가 형성된다.

고정봉(432)은 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43) 각각에서 상호 이격된 한 쌍이 형성된다. 또한, 각 고정봉(432)은 중심부에서 고정수단이 삽입되도록 삽입공(432a)이 형성되며, 외면을 따라 상하 방향으로 연장되는 보강대(432b)를 포함한다.

보강대(432b)는 바닥면(제1 연장부(42) 및 제2 연장부(43)의 상면)에서 고정봉(432)의 외면을 따라 직립되어 고정봉(432)의 강도를 보강한다. 여기서 보강대(432b)는 고정봉(432)을 기준으로 상호 마주보는 방향에서 직립되는 한 쌍으로 이루어진다. 즉 보강대(432b)는 고정봉(432) 하나에 한 쌍이 설치된다.

또한, 보강대(432b)는 상방으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되며, 상측 끝단이 고정봉(432)의 상단의 하측에 위치될 수 있다. 이와 같은 보강대(432b)의 상단과 고정봉(432)의 상단과의 높이차는 상술한 측부 커버(60)의 가이드 바(631, 632)의 단차(631a, 632a)에 일치되는 수치로 형성될 수 있다.

고정판넬(433)은 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)의 양측에서 각각 직립되는 판넬로서 제1 전장부(50)의 측 단부와 측부 커버(60, 70) 중 어느 하나의 하단과 결합한다.

예를 들면, 고정판넬(433)의 상단은 높이차를 갖는 두개로 형성되며, 이중 제1 상단은 전방 절곡부(32)의 내면에 밀착되고, 제2 상단은 전방 절곡부(32)의 하단부와 밀착된다 즉, 고정판넬(433)의 상단은 높이차를 갖는 제1 상단과 제2 상단으로 이루어진 단차구조(433a)를 형성되어 제1 전장부(50)의 하부와 체결된다.

제1 전장부(50)는 회로기판(52)과 버스바 연결단자(53) 및 그외 전장부품을 수용하여 측부 커버(60, 70)와, 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43) 사이에 체결된다.

이를 위하여 제1 전장부(50)는 상면과 하면 및 일방향이 개방되고, 직립된 일면과, 일면의 양측 변에서 절곡된 측면으로 이루어져 상부 커버(30)와 하부 커버(40) 사이에서 공간을 형성하는 전장판넬(51)을 포함할 수 있다.

전장판넬(51)은 양측 변에서 절곡된 측면에서 절개된 전장 걸림구(511)를 포함할 수 있다.

전장 걸림구(511)은 하단에서 일방향으로 절개된 개구로 형성되어 하부 커버(40)의 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)의 양측에서 각각 돌출되는 결합 돌기(421, 431)가 결합 된다.

이와 같은 상부 커버(30)와 측부 커버(60, 70)와 제1 전장부(50) 및 하부 커버(40)는 세퍼레이터(21, 22, 23)와, 고정봉(432) 및 고정수단의 체결에 의해여 고정될 수 있다.

예를 들면, 상부 커버(30)는 세퍼레이터(21, 22, 23)들의 상부 걸림 돌기(221b)가 상부 걸림구(333)에 각각 체결되고, 하부 커버(40)는 세퍼레이터(21, 22, 23)들의 하부 걸림 돌기(222b)가 하부 걸림구(451c)와, 제1 전장부(50)의 전장 걸림구(511)에 각각 체결된다.

또한, 상부 커버(30)와 하부 커버(40)는 상부 커버(30)의 상면을 통해 삽입된 고정수단이 하부 커버(40)의 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)에서 각각 직립된 고정봉(432)에 체결됨에 따라 상호 결합된다.

즉, 작업자는 세퍼레이터(21, 22, 23)에 상부 커버(30)와 하부 커버(40) 각각을 끼움식으로 고정한 뒤에 양 측부 커버(60, 70)를 하부 커버(40)의 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)에 위치한 뒤에 고정수단을 연통 삽입하여 고정시킨다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는 세퍼레이터(21, 22, 23)를 적용함에 따라 배터리 모듈(BM)을 구성하는 하우징의 조립 과정 역시 간단한 수작업으로 이루어질 수 있어 부품 및 조립 시간을 절약할 수 있다.

또한, 일 실시예는 상부 커버(30)와 하부 커버(40)의 직접적인 결합을 최소화하는 대신 세퍼레이터를 중간 매개체로 삼아 상호 간의 체결구조를 이룰 수 있어 조립이 보다 간편해지고, 별도의 기구적 부품을 줄일 수 있었다.

또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 분리형 조립 구조를 갖는 일실시예를 적용하여 전지셀의 셀 탭을 통전 가능하게 조립시에 실행되는 용접 공정을 끼움식으로 보다 간략하게 구성할 수 있는 다른 실시예를 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 사시도, 도 10은 도 9의 분해 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 복수의 전지셀(10)과, 복수의 전지셀(10)들을 그룹화하는 복수의 세퍼레이터(20)와, 세퍼레이터(20)에 의해 그룹화된 복수의 전지셀(10)들의 상측에서 체결하는 상부 커버(30)와, 복수의 전지셀들의 측부를 밀폐하는 한 쌍의 측부 커버(60, 70)와, 복수의 전지셀(10)들을 하측에서 수용 및 지지하는 하부 커버(40)을 포함한다.

상부 커버(30)는 일방향으로 연장되며 전지셀의 상부 및 양 측부 커버의 상면에 설치된다. 여기서 상부 커버(30)는 전지셀(10)들의 조립체와 체결된다.

복수의 전지셀(10)들은 각각 몸체(11)와, 테두리부(12)와, 셀 탭을 포함한다. 복수의 전지셀(10)들은 상부 커버(30) 및 하부 커버(40)의 결합에 의해 내측에 형성되는 공간 내에서 수용되고, 수용된 상태에서 직렬 또는 병렬로 통전가능하게 연결된다.

복수의 전지셀(10)들은 하나의 그룹을 형성하며, 일실시예의 세퍼레이터(20)에 슬라이딩 방식으로 체결된다. 여기서 세퍼레이터는 일실시예와 동일한 구성을 적용할 수 있다.

상부 커버(30)는 세퍼레이터(20)에 체결되는 복수의 전지셀(10)과, 한 쌍의 측부 커버(60, 70)의 상면에 설치 및 고정된다. 여기서 상부 커버(30)는 상호 이격된 한 쌍의 극주(P)와, 세퍼레이터(20)의 상부 걸림 돌기(221)에 체결될 수 있도록 상부 후크부(330)를 구비한다.

하부 커버(40)는 상부 커버(30)의 하측에서 일방향으로 연장되며, 상면에 설치되는 전지셀(10)에 끼워진 세퍼레이터(20)의 하부 걸림 돌기(222)에 체결된다. 또한, 하부 커버(40)는 측부 커버(60, 70)가 끼움식으로 체결될 수 있다.

측부 커버(60, 70)는 분할된 한 쌍으로서 전지셀(10)의 일측과 타측에서 인출되는 셀 탭(13)에 끼움식으로 체결되어 전기적으로 통전 가능하게 결합된다. 이를 위하여 측부 커버(60, 70)는 셀 탭 터미널(810)이 끼움식으로 체결된다. 또한, 측부 커버(60, 70)는 하부 커버(40)에 설치되는 전지셀(10)들의 셀 탭(13)과 통전 가능하게 끼움식으로 체결되면서 동시에 하부 커버(40)에 끼움식으로 체결된다.

이와 같은 구성들 중 측부 커버에 대한 상세 설명은 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다.

도 11은 측부 커버 및 셀 탭 터미널을 도시한 사시도, 도 12는 측부 커버 및 셀 탭 터미널을 도시한 사시도, 도 13은 상부 끼움바를 확대 도시한 도면이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 측부 커버(60, 70)는 한 쌍으로서 각각 셀 탭 터미널(810)이 끼움되고, 한 쌍 중 어느 하나는 다른 배터리 모듈과 연결되는 모듈 커넥터(C)에 연결되는 모듈 터미널(820)가 연결될 수 있다.

예를 들면, 한 쌍의 측부 커버(60, 70) 중, 제1 측부 커버(60)는 직립된 단면을 이루는 제1 상부 단부판(610)과, 제1 상부 단부판(610)의 양측에서 절곡된 위치에서 하향 연장되는 한 쌍의 제1 상부 측부판(620)과, 제1 상부 단부판(610)과 제1 상부 측부판(620) 사이의 내측 공간에서 복수가 상호 이격되어 하향 연장되는 복수의 제1 상부 끼움바(630)를 포함할 수 있다.

제1 상부 단부판(610)은 직립된 벽면으로서 외면에 한 쌍의 모듈 커넥터(C)가 고정된다.

제1 상부 측부판(620)은 제1 상부 단부판(610)의 양측 변에서 각각 절곡된 위치에서 하향 연장된다. 여기서 제1 상부 측부판(620)과 제1 상부 단부판(610) 사이에는 이격된 틈새로 이루어진 이동로(640)가 형성된다.

복수의 제1 상부 끼움바(630)는 복수가 상호 이격되어 상부 수평부(31)에서 하향 연장된다. 역서 제1 상부 끼움바(630)는 후술되는 셀 탭 터미널(820)이 체결될 수 있도록 선단(631)에서 단차 형성되는 제1 체결면(632)을 포함한다.

제1 체결면(632)은 제2 측부 커버(70)에 형성된 제2 상부 끼움바(730)와 동일한 구성이다. 따라서 체결면(632)은 동일 부호를 적용하였다.

제1 체결면(632)은, 예를 들면, 반대측을 지향하는 선단부(631)의 두께 보다 얇은 두께를 갖고 단차 가공되었다. 이와 같인 단차 형의 체결면(632)은 셀 탭 터미널(820)이 끼움되는 공간을 형성한다.

여기서 전지모듈의 셀 탭(13)은 하부 끼움바(462, 472)들 사이의 공간으로 인출되고, 상부 끼움바(630, 730)들은 하부 끼움바(462, 472)로 삽입되면서 셀 탭(13)들을 인접한 하부 끼움바(462, 472)의 내면 측으로 밀착시킨다.

제2 측부 커버(70)는 직립된 제2 상부 단부판(710)과, 제2 상부 단부판(710)의 양측에서 직립된 한 쌍의 제2 상부 측부판(720)과, 하향 연장되는 복수의 제2 상부 끼움바(730)를 포함할 수 있다

제2 상부 단부판(710)과 제2 상부 측부판(720)은 직립된 벽면으로 형성된다. 이중 제2 상부 측부판(720)은 제1 상부 측부판(620)에 비하여 짧은 거리를 갖고 연장된다. 이와 같은 제1 상부 측부판(620)과 제2 상부 측부판(720)의 형상의 차이는 하부 커버(40)에 따라 변형 가능하다.

제2 상부 끼움바(730)는 복수가 상호 이격되어 하향 연장되며, 외면에서 선단부의 후측에서 내향된 단차면으로 이루어진 제2 체결면(632)을 포함할 수 있다.

제1 상부 끼움바(630)와 제2 상부 끼움바(730)는 상호 대향된 위치에서 각각 형성되는 것이 아닌 상호 엇갈리도록 배치된다.

여기서 제1 측부 커버(60)와 제2 측부 커버(70)는 상면(650, 750)이 개방된 상태로서 상부 커버(30)를 지지하는 역할을 수행한다.

셀 탭 터미널(810)은 복수로서 제1 상부 결합부(31)와 제2 상부 결합부(33)의 상부 끼움바(630, 730)들에 각각 체결된다. 이를 위해 셀 탭 터미널(810)은 탄성력을 갖는 형상을 갖는다.

예를 들면, 셀 탭 터미널(810)은 상측이 개방되고, 개방된 상측에서 하측으로 하향되어 하단이 상호 연결되는 고리형으로 형성되어 상부 끼움바(630, 730)의 체결면(632)으로 끼움된다.

구체적으로 셀 탭 터미널(810)은 상호 이격된 고정부(813)와, 고정부(813) 각각으로부터 하향 연장되는 가압부(811)와, 가압부(811)에서 하향 연장되는 상부 끼움바(630, 730)의 하부가 수용되는 공간을 형성하는 수용부(812)를 포함한다.

고정부(813)는 상호 이격된 한 쌍으로서 셀 탭 터미널(810)의 선단을 형성하는다. 따라서 고정부(813)는 상호 이격된 한 쌍으로 형성되며, 각각의 선단에서 외측으로 경사지도록 돌출되는 가이드단((813a)을 구비한다. 가이드단(813a)은 외측으로 상향 경사지게 돌출됨에 따라 그 사이에 상부 끼움바(630, 730)들의 끝단의 인입을 용이하게 한다.

여기서 고정부(813) 사이의 간격은 상부 끼움바(630, 730) 보다 작은 두께를 갖는다. 따라서 고정부(813)는 상부 끼움바(630, 730)의 외면에서 탄성력으로 고정된다.

가압부(811)는 고정부(813)의 끝단에서 하향 연장되되, 외측으로 돌출되어 한 쌍의 셀 탭(13) 사이에서 셀 탭(13)을 외측으로 가압할 수 있도록 만곡지도록 하향 연장되거나, 경사면으로 이룬 후 직립된 단면으로 전환되는 형상으로 연장된다. 가압부(811)는 고정부(813) 사이의 간격보다 큰 거리로서 이격될 수 있다. 바람직하게로 내측으로 인입된 상부 끼움바(630, 730)와 간격을 갖는다. 가압부(811)는 이와 같은 형상을 통하여 셀 탭(13)을 외측으로 가압한다.

수용부(812)는 가압부(811) 끝단에서 연장되어 반대측의 가압부(811)의 연장된 하단과 연결되어 내측에서 상부 끼움바(630, 730)의 하단이 수용되는 공간을 형성한다.

셀 탭 터미널(810)들은 제1 상부 끼움바(630)와 제2 상부 끼움바(730)의 체결면(632) 하단이 상호 이격된 고정부(813) 사이에 위치되도록 상측으로 밀어 올려지면서 체결면(632)에 끼움된다.

모듈 터미널(820)은 한 쌍으로서 최외측 셀 탭과, 모듈 커넥터(C) 단자 사이를 통전 가능하게 연결시킨다. 이를 위하여 모듈 터미널(820)은 직립된 직립부(821)와, 직립부(821)의 선단에서 절곡되어 모듈 커넥터(C)에 연결되는 연결부(822)를 포함할 수 있다. 여기서 직립부(821)와 연결부(822)는 모두 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

직립부(821)는 상하측에서 직립된 벽면을 이루어 제1 상부 측부판(620)의 내면에 밀착되되, 일방향으로 돌출되어 최외각 셀 탭(13)을 탄성력으로 가압하는 가압판(821a)을 포함할 수 있다.

가압판(821a)은 직립된 판의 중심측에서 일방향으로 돌출되는 형상으로서 최외각에 위치된 셀 탭을 탄성력으로 가압할 수 있다.

연결부(822)는 직립부(821)의 상측에서 절곡되고, 상단에서 하향 절개되어 모듈 커넥터(C)의 외면에 끼움되는 끼움구(822a)를 포함한다.

여기서 연결부(822)는 상술한 이동로(640)를 통하여 제1 상부 단부판(610)의 외면으로 상하로 이동되어 모듈 커넥터(C)에 체결된다. 이때, 직립부(821)는 제1 상부 단부판(610)의 내측에 위치된다.

즉, 작업자는 이동로(640)를 통하여 연결부(822)를 제1 상부 단부판(610)의 외측으로 인출시키고, 직립부(821)를 제1 상부 단부판(610)의 내측에 위치시킨 후 상방향으로 이동시켜 모듈 커넥터(C)에 고정할 수 있다.

하부 커버는 측부 커버의 상부 끼움바가 끼움되는 하부 끼움바를 구비한다. 이와 같은 하부 커버의 구성은 도 14를 참조하여 설명한다.

도 14는 하부 커버를 도시한 사시도이다.

도 14를 참조하면, 하부 커버(40)는 복수의 하부 수용 턱(411)이 연장되는 하부 수평부(41)와, 하부 수평부(41)의 양측에서 제1 측부 커버(60)와, 제2 측부 커버(70)가 결합되는 제1 하부 결합부(46)와 제2 하부 결합부(47), 세퍼레이터(22)와 체결되는 하부 후크부(451)를 포함할 수 있다.

하부 수평부(41)는 한 쌍으로서 상호 이격된 하부 수용 턱(411)이 수평으로 연장되어 그 사이에 세퍼레이터(21, 22, 23) 및 전지셀(10)의 하부가 설치되는 공간을 형성한다.

제1 하부 결합부(46)와 제2 하부 결합부(47)는 하부 수평부(41)의 일측과 타측에 형성된다.

이중 제1 하부 결합부(46)는 전방과 후방이 개방되고, 양측 변에서 각각 직립되는 한 쌍의 제1 하부 측부판(461)과, 제1 하부 측부판(461) 사이에서 상향 돌출되는 복수의 제1 하부 끼움바(462)를 포함할 수 있다.

또한, 제2 하부 결합부(47)는 전방과 후방이 개방되고, 양측 변에서 각각 직립되는 제2 하부 측부판(471)과, 제2 하부 측부판(471) 사이에서 상향 돌출되는 복수의 제2 하부 끼움바(472)를 포함할 수 있다.

제1 하부 측부판(461)과 제2 하부 측부판(471)은 높이가 상이하다. 이와 같은 높이차는 제1 측부 커버(60)의 제1 상부 측부판(322)과, 제2 측부 커버(70)의 제2 상부 측부판(620)의 길이에 따라 결정될 수 있다.

여기서 제1 하부 결합부(46)의 개방된 전방은 제1 측부 커버(60)의 제1 상부 단부판(610)에 의해 차폐되고, 제2 하부 결합부(47)의 개방된 후방은 제2 측부 커버(70)의 제2 상부 단부판(710)에 의해 차폐된다.

또한, 제1 하부 끼움바(462)는 제1 상부 끼움바(630)들 사이의 이격된 틈새로 위치되고, 제2 하부 끼움바(472)는 제2 상부 끼움바(730)들 사이의 이격된 틈새에 위치될 수 있다.

아울러, 제1 하부 끼움바(462)와 제2 하부 끼움바(472)는 바닥면과 이격된 지지판(473)에서 직립될 수 있다. 지지판(473)은 바닥면 사이와 이격됨에 따라 그 사이에 제2 전장부(90)가 설치될 수 있는 공간을 형성한다.

여기서 제2 전장부(90)는 셀 탭(13) 간의 단락 여부와 이상 전원을 감지하여 제2 전장부(90)를 보호할 수 있는 보호 수단(92)이 포함될 수 있다.

또한, 지지판(473)은 도면에 도시되지 않았지만, 직립된 수직판의 끝단에서 절곡되며, 제2 전장부(90)는 수직판의 일면에 고정될 수 있다.

또한, 본 발명에서 하부 커버(40)는 제2 전장부(90)에서 연장되는 센싱 단자(91)가 제2 하부 끼움바(472)의 외면에 밀착된 형태로 고정될 수 있다.

센싱 단자(91)는 제2 하부 끼움바(472)의 외면에 밀착됨에 따라 상술한 셀 탭 터미널(820)의 가압에 의해 밀착되는 셀 탭(13)과 통전 가능하게 밀착된다. 여기서 제1 하부 끼움바(462) 역시 센싱 단자(91)가 설치될 수 있다.

센싱 단자(91)는 셀 탭 사이에 통전되는 전원을 감지하여 제2 전장부(90)에 출력한다.

따라서 제2 전장부(90)는 센싱 단자(91)를 통해 셀 탭(13)과 셀 탭(13) 사이의 단락 여부 및 이상 전원을 감지하고, 단락 및/또는 이상 전원의 감지시에 전원을 차단 또는 제2 전장부(90)의 전장부품을 보호할 수 있는 보호 수단(92)(예를 들면, 회로를 개폐하는 스위치 또는 콘덴서)을 포함할 수 있다.

도면에는 제2 하부 결합부(47)에 도시된 바를 예로서 설명하였으나, 제1 하부 결합부(46)에도 보호 수단(92)이 실장된 회로기판을 포함하는 제2 전장부(90)와, 지지판(473), 수직판 및 센싱 단자(91) 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.

하부 후크부(451)는 최 외측의 하부 수용 턱(411)의 외면에서 상호 이격되는 한 쌍의 하부 간격바(451b)와, 하부 상부 간격바(331) 사이에 절개되는 하부 걸림구(451c)를 포함한다.

하부 간격바(451b)는 최외측에 위치한 하부 수용 턱(411)의 외면에서 이격된 한 쌍으로 구성되며, 상술한 상부 간격바(331)와 동일한 위치에 설치된다.

하부 걸림구(451c)는 세퍼레이터(20)의 하부 걸림 돌기(222b)가 걸림 또는 끼움될 수 있도록 하부 간격바(451b) 사이에서 절개 형성된다.

여기서 하부 커버(40)의 바닥면은 상술한 하부 수용 턱(411)이 상호 이격되어 복수가 연장되도록 형성되며, 양측의 하부 후크부(451)들 사이에서 하부 간격바(451b)들이 정렬 형성되고, 하부 간격바(451b)들 사이로 연장되는 하부 구획턱(413)을 더 포함할 수 있다.

하부 구획 턱(413)은 세퍼레이터(20)의 하부를 수용할 수 있는 공간을 형성 및 구획한다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이와 같은 구성을 통해 달성되는 작용 및 효과를 도 15를 참조하여 설명한다.

도 15는 상부 커버와 하부 커버의 결합 전 상태를 도시한 단면도이다.

도 11을 참조하면, 복수의 전지셀(10)들은 세퍼레이터(20)에 의해 하나의 전지모듈로 조립되어 하부 커버(40) 내에 설치된다. 이때, 전지셀(10)들은 세퍼레이터(20)의 하나의 공간부(250)에 2 개의 전지셀(10)이 슬라이딩 되었다.

하부 커버(40)는 하부 수평부(41)에 이와 같이 조립된 전지모듈이 설치되며, 이때, 하부 후크부(451)의 하부 걸림구(451c)에 세퍼레이터(20)의 하부 걸림 돌기(222)가 체결되면서 고정된다.

이때, 전지셀(10)들의 셀 탭(13)은 제1 하부 결합부(46)와 제2 하부 결합부(47)로 각각 인출된다. 구체적으로 셀 탭(13)들은 제1 하부 끼움바(462)와 제2 하부 끼움바(472) 사이의 공간 마다 한 쌍씩 인출된다.

이중, 제2 하부 끼움바(472)를 예로 설명하면, 서로 다른 전지셀(10)로부터 연장되는 한 쌍의 셀 탭(13)은 제2 하부 끼움바(472) 사이에 위치된다. 여기서 전지셀(10)들이 직렬 연결될 경우에는 제2 하부 끼움바(472)들 사이로 인출된 한 쌍의 셀 탭(13)은 서로 다른 극성을 갖을 수 있고, 전지셀(10)들이 병렬 연결되는 경우엔 동일 극성을 갖을 수 있다.

또한, 제2 하부 끼움바(472)들의 양면 중 어느 하나의 일면에는 제1 전장부(50)로부터 연장되는 센싱 단자(91)가 설치된다. 여기서 센싱 단자(91)는 셀 탭(13)과 이격된 상태이거나 서로 접촉된 상태일 수 있다.

상부 커버(30)는 상부 수평부(310)가 전지셀(10) 및 세퍼레이터(20)가 조립된 전지모듈의 상부를 수용할 수 있도록 연장 형성되고, 최외측의 상부 수용 턱(311)의 외면에서 세퍼레이터(20)들의 상부 걸림 돌기(211b)가 걸림 또는 끼움되는 상부 후크부(330)가 형성된다.

또한, 제1 측부 커버(60)의 제1 상부 끼움바(630)들은 제1 하부 끼움바(462)들 사이로 인입할 수 있는 위치에 형성되고, 제2 측부 커버(70)의 제2 상부 끼움바(730)들은 제2 하부 끼움바(472)들 사이로 인입할 수 있는 위치에 형성된다.

이때, 제1 상부 끼움바(630)와 제2 상부 끼움바(730)들은 선단과 단차형성된 체결면(632)에 셀 탭 터미널(820)이 끼움되었다. 셀 탭 터미널(820)은 개방된 고정부(813)들 사이로 상부 끼움바(630, 730) 들의 하측이 위치된 상태에서 상향되어 고정된다. 이때 고정부(813)는 탄성력으로 체결면(632)의 외면을 가압하고, 가압부(811)는 체결면(632)과 이격되거나 밀착된 상태에서 외향되도록 돌출될 수 있다.

이와 같이 셀 탭 터미널(820)들이 끼움된 제1 측부 커버(60)와 제2 측부 커버(70)는 상부 커버(30)가 전지셀의 상부에 체결 된 이후에 제1 하부 결합부(46)와 제2 하부 결합부(47)의 직상방에서 낙하하여 결합된다.

예를 들면, 상부 커버(30)의 제2 상부 끼움바(730)들은 제2 하부 끼움바(472)들 사이로 인입된다. 이때, 제2 하부 끼움바(472)들 사이에는 한 쌍의 셀 탭(13)이 위치되고, 센싱 단자(91)가 양측의 제2 하부 끼움바(472)들 중 적어도 하나의 외면에 직립된 형태로 고정되었다.

따라서 제2 상부 끼움바(730)는 제2 하부 끼움바(472) 사이로 인입되면서 한 쌍의 셀 탭(13) 사이로 삽입된다. 따라서 셀 탭(13)들은 제2 상부 끼움바(730)의 외면에 설치된 셀 탭 터미널(820)에 의해 가압되면서 인접한 제2 하부 끼움바(472)측으로 밀착된다.

즉, 한 쌍의 셀 탭(13) 중 일측의 셀 탭은 셀 탭 터미널(820)의 가압부(811)에 의해 가압되면서 일측의 제2 하부 끼움바(472) 외면측으로 밀착되고, 반대측의 셀 탭(13)은 반대측 제2 하부 끼움바(472)의 외면으로 밀착된다.

이때, 양측의 제2 하부 끼움바(472) 중 적어도 하나에는 센싱 단자(91)가 고정됨에 따라 양측 셀 탭(13) 중 어느 하나는 센싱 단자(91)와 밀착된다.

이와 같은 방식으로 셀 탭 터미널(820)들은 셀 탭들을 가압하여 상호 통전 가능한 상태로 고정할 수 있다.

즉, 본 발명은 종래와 같이 셀 탭(13)의 전기적 연결을 위한 용접 대신 셀 탭 터미널(820)을 통한 끼움식 결합으로서 전지셀(10)들을 전기적으로 통전 가능하게 연결할 수 있어 조립 공정이 보다 단축될 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있게 한다.

또한, 제2 전장부(90)는 센싱 단자(91)를 통하여 셀 탭(13)들 간의 단락 여부와, 이상 전원을 감지할 수 있다. 특히 제2 전장부(90)는 센싱 단자(91)를 통하여 단락 또는 이상 전원이 감지되면, 회로를 차단 또는 보호할 수 있도록 보호 수단(92)을 구비하였다.

따라서 본 발명은 셀 탭(13)들간의 용접공정을 생략함으로서 단락 여부 및 이상 전원의 감지가 보다 용이하게 할 수 있는 효과를 추가로 얻을 수 있었다.

또한, 본 발명에서는 상부 커버(30)와 한 쌍의 측부 커버(60, 70), 하부 커버(40)로서 전지셀(10)을 수용하는 구성들이 독립된 구성으로 형성하고, 각각 끼움식 및/또는 걸림 방식으로 체결할 수 있기에 복잡한 조립 방식을 거치지 않는다. 따라서 본 발명은 조립이 용이한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

10 : 전지셀 13 : 셀 탭
20 : 세퍼레이터 30 : 상부 커버
40 : 하부 커버 41 : 하부 수평부
42 : 제1 연장부 43 : 제2 연장부
46 : 제1 하부 결합부 47 : 제2 하부 결합부
50 : 제1 전장부 60, 70 : 측부 커버
90 : 제2 전장부 91 : 센싱 단자
92 : 보호 수단 210 : 상부
211 : 상부 내향 턱 220, 220' : 측부
221 : 상부 걸림 수단 222 : 하부 걸림 수단
230 ; 하부 231 : 하부 내향 턱
240 : 구획부 241 : 면압수단
250 : 공간부 260 : 위치 조정부
310 : 상부 수용부 311 : 상부 수용 턱
330 : 상부 후크부 411 : 하부 수용 턱
610 : 제1 상부 단부판 620 : 제1 상부 측부판
630 : 제1 상부 끼움바 710 : 제2 상부 단부판
720 : 제2 상부 측부판 730 : 제2 상부 끼움바
810 : 셀 탭 터미널 811 : 가압부
812 : 수용부 813 : 가압부
820 : 모듈 터미널

Claims

복수의 전지셀(10)로 이루어진 전지모듈;
전지모듈의 상측에 체결하는 상부 커버(30);
전지모듈의 하측에 체결하는 하부 커버(40); 및
상부 커버의 양측에서 전지모듈의 상측과 측부를 밀폐하도록 하부 커버에 체결되는 한 쌍의 측부 커버;를 포함하고,
전지모듈은
슬라이딩식으로 인입되는 전지셀(10)들을 고정하는 복수의 세퍼레이터(21, 22, 23)를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 1에 있어서, 세퍼레이터(20)는
상부(210)에서 하부(230)로 직립되어 그 사이에 전지셀(10)들이 슬라이딩 및 고정되는 공간부(250)를 구획하는 구획부(240); 및
양 측부(220, 220')의 상측에 돌출되는 상부 걸림 돌기(211)와, 하측에서 돌출되는 하부 걸림 돌기(221); 를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 2에 있어서, 배터리 모듈은
상부 커버(30)에서 세퍼레이터(20)의 상부 걸림 돌기(211)가 체결되는 상부 후크부(330); 및
하부 커버(40)에서 세퍼레이터(20)의 하부 걸림 돌기(221)가 체결되는 하부 후크부(451);를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 1에 있어서, 상부 커버(30)는
전도성 재질의 탄성력을 갖고, 하향되는 복수의 상부 끼움바(630, 730) 외면에 끼움되는 셀 탭 터미널(820);을 포함하고,
하부 커버(40)는
상호 이격되어 그 사이에 전지셀(10)들의 셀 탭이 인출되고, 상부 끼움바(630, 730)가 끼움되는 복수의 하부 끼움바(422, 432); 를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 4에 있어서, 하부 커버(40)는
하부 끼움바의 외면에 고정되어 상부 끼움바(630, 730)에 의해 밀착되는 셀 탭(13)과 통전 가능하게 밀착되어 이상 전원을 감지하는 센싱 단자(91); 및
센싱 단자(91)의 이상 전원을 감지하면 회로를 차단하는 보호 수단(92); 을 더 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 4에 있어서, 측부 커버는
상부 수용부(812)의 일측에서 외면에 셀 탭 터미널(820)이 끼움되어 상호 이격된 복수의 제1 상부 끼움바(630)를 구비하는 제1 측부 커버(60); 및
상부 수용부(812)의 반대측에서 외면에 셀 탭 터미널(820)이 끼움되어 상호 이격된 복수의 제2 상부 끼움바(730)를 구비하는 제2 측부 커버(70); 를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 6에 있어서, 하부 커버(40)는
전지모듈의 하부가 설치되는 하부 수용부(812);
하부 수용부(812)의 일측에서 제1 상부 끼움바(630)가 끼움되도록 상호 이격되는 복수의 제1 하부 끼움바(462)를 구비하는 제1 하부 결합부(46);
하부 수용부(812)의 반대측에서 제2 상부 끼움바(730)가 끼움되도록 상호 이격되는 복수의 제2 하부 끼움바(472)를 구비하는 제2 하부 결합부(47);를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 7에 있어서, 상부 끼움바는
외면에 단차 형성되어 셀 탭 터미널(820)이 체결되는 체결면(632); 을 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 4에 있어서, 셀 탭 터미널(820)은
상호 이격된 한 쌍으로서 상향된 벽면을 이루어 상부 끼움바들의 외면에 밀착되는 고정부(813);
고정부(813)의 양 끝단에서 하향 연장되는 가압부(811); 및
가압부(811)의 양 끝단이 상호 연결되고, 내측에서 상부 끼움바의 끝단을 수용 및 밀착하는 수용부(812); 를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 9 에 있어서, 고정부(813)는
선단에서 외측으로 상향 경사지도록 연장되어 상부 끼움바의 끝단을 안내하는 가이드단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 1에 있어서, 가압부(811)는
외측으로 돌출될 수 있도록 경사면 또는 만곡면으로 연장되는 것; 을 특징으로 하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 1에 있어서, 측부 커버(60, 70)는
일면과 일면 양 측변에서 절곡 및 직립되어 측면을 이루는 측부 하우징(61);
측부 하우징(61)의 천정면에서 하향 연장되어 내부 공간을 구획하는 복수의 구획바(62); 및
측부 하우징(61)의 상면에 관통된 고정공(612)을 통해 인입되는 고정수단을 가이드하는 가이드부(63); 를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 12에 있어서, 가이드부(63)는
천정면에서 하향 연장되며, 내측에 고정수단이 인출되는 인출공(633a)이 형성된된 인출수단(633); 및
인출수단(633)을 사이에 두고 각각 하향 연장되어 제1 가이드 바(631) 및 제2 가이드 바(632); 를 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 13에 있어서, 하부 커버(40)는
복수의 하부 수용 턱(411)이 연장되는 하부 수평부(41);
하부 수평부(41)의 전방과 후방에서 각각 연장되는 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43); 및
세퍼레이터(20)가 체결되는 하부 후크부(451);를 포함하고,
제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)는
상면에서 각각 직립되어 인출수단을 통해 인출된 고정수단이 체결되는 고정봉(432); 을 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 14에 있어서, 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43)는
양 측변에서 직립되어 측부 커버 사에 체결되는 전장부의 하단을 지지하는 지지하는 고정판넬(433); 및
외측 테두리에 직립되고, 양 측면에서 돌출되는 결합 돌기(421, 431)을 구비하는 구획벽(431); 을 포함하고,
전장부(50)는
전장부품을 수용하여 측부 커버(60, 70)의 하측과, 제1 연장부(42)와 제2 연장부(43) 중 어느 하나의 상측에 체결되고, 양측 변에서 절곡된 측면에서 절개되어 결합 돌기(421, 431)이 체결되는 전장 걸림구(511)를 구비한 전장 판넬; 을 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.
청구항 14에 있어서, 하부 커버는
고정봉(432)의 외면을 따라 직립되어 고정봉(432)의 강도를 보강하는 보강대(432b); 를 더 포함하는 조립이 용이한 배터리 모듈.