KR20240010424A - Battery pack and vehicle comprising the battery pack - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 복수 개의 배터리 셀들, 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간에 채워지는 충진부재 및 복수 개의 배터리 셀들과 전기적으로 연결되며, 충진부재 주입을 위한 충진부재 주입홀이 형성된 버스바 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery pack according to an embodiment of the present invention has a plurality of battery cells, a filling member filled in the space between the plurality of battery cells, and is electrically connected to the plurality of battery cells, and has a filling member injection hole for injecting the filling member. Characterized in that it includes a busbar assembly.
Description
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack and a vehicle including the same.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.Secondary batteries, which are easy to apply depending on the product group and have electrical characteristics such as high energy density, are used not only in portable devices but also in electric vehicles (EV, Electric Vehicle) or hybrid vehicles (HEV, Hybrid Electric Vehicle) that are driven by an electrical drive source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency, not only because they have the primary advantage of being able to dramatically reduce the use of fossil fuels, but also because they do not generate any by-products due to energy use.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, and nickel zinc batteries. The operating voltage of these unit secondary battery cells, that is, unit battery cells, is approximately 2.5V to 4.5V. Therefore, when a higher output voltage is required, a battery pack is formed by connecting a plurality of battery cells in series. Additionally, a battery pack may be constructed by connecting multiple battery cells in parallel depending on the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack can be set in various ways depending on the required output voltage or charge/discharge capacity.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩이나 배터리 랙을 구성하는 방법이 일반적이다.Meanwhile, when configuring a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module containing at least one battery cell is first configured, and other components are added using this at least one battery module. This is a common method of constructing a battery pack or battery rack.
최근 들어, 배터리 팩에서, 보다 더 간단한 구조로서 에너지 밀도를 높이면서, 제조 원가나 제조 시간을 줄여 제조 효율을 높일 수 있는 구조의 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, there is an increasing demand for battery packs with a simpler structure that can increase energy density and increase manufacturing efficiency by reducing manufacturing costs and manufacturing times.
이에 따라, 보다 더 간단한 구조로서 에너지 밀도를 높이면서, 제조 원가 및 제조 시간을 줄여 제조 효율을 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다.Accordingly, there is a need to find a way to provide a battery pack and a vehicle including the same that can increase energy density with a simpler structure and increase manufacturing efficiency by reducing manufacturing cost and manufacturing time.
따라서, 본 발명의 목적은, 보다 더 간단한 구조로서 에너지 밀도를 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the purpose of the present invention is to provide a battery pack that can increase energy density with a simpler structure and a vehicle including the same.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 제조 원가 및 제조 시간을 줄여 제조 효율을 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.Additionally, another object of the present invention is to provide a battery pack that can increase manufacturing efficiency by reducing manufacturing costs and manufacturing times, and a vehicle including the same.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 복수 개의 배터리 셀들; 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간에 채워지는 충진부재; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들과 전기적으로 연결되며, 상기 충진부재 주입을 위한 충진부재 주입홀이 형성된 버스바 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.In order to solve the above object, the present invention provides a battery pack, comprising: a plurality of battery cells; A filling member filled in the space between the plurality of battery cells; and a bus bar assembly electrically connected to the plurality of battery cells and having a filling member injection hole for injecting the filling member.
또한, 바람직하게, 상기 버스바 어셈블리는, 상기 충진부재 주입홀의 개구 공간 내에서 상기 배터리 셀들의 양극 및 음극과 전기적으로 연결될 수 있다.Additionally, preferably, the bus bar assembly may be electrically connected to the anode and cathode of the battery cells within the opening space of the filling member injection hole.
또한, 바람직하게, 상기 충진부재 주입홀의 개구 공간은, 상기 배터리 셀들의 양극 및 음극을 모두 노출시킬 수 있게 마련될 수 있다.Additionally, preferably, the opening space of the filling member injection hole may be provided to expose both the positive and negative electrodes of the battery cells.
또한, 바람직하게, 상기 개구 공간의 총 면적은, 상기 충진부재의 주입 시 상기 배터리 셀들 사이로 유동하는 상기 충진부재의 유동 면적보다 크게 마련될 수 있다.Also, preferably, the total area of the opening space may be larger than the flow area of the filling member flowing between the battery cells when the filling member is injected.
또한, 바람직하게, 상기 충진부재는, 기 설정된 소정의 점도를 가지며, 적어도 두 개의 물질을 포함할 수 있다.Also, preferably, the filling member has a predetermined viscosity and may include at least two substances.
또한, 바람직하게, 상기 충진부재는, 소정의 레진과 비드를 기 설정된 비율로 믹싱하여 마련될 수 있다.Also, preferably, the filling member may be prepared by mixing a predetermined resin and beads at a preset ratio.
또한, 바람직하게, 상기 소정의 레진은, 실리콘 레진으로 구비될 수 있다.Also, preferably, the predetermined resin may be provided as a silicone resin.
또한, 바람직하게, 상기 소정의 비드는, 글라스 버블로 구비될 수 있다.Also, preferably, the predetermined bead may be provided as a glass bubble.
또한, 바람직하게, 상기 버스바 어셈블리는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 일측에 배치되며, 상기 충진부재 주입홀이 형성되는 한 쌍의 버스바 커버; 및 상기 한 쌍의 버스바 커버 사이에 구비되며, 상기 배터리 셀들의 양극 및 음극과 연결되는 서브 버스바를 포함할 수 있다.Also, preferably, the bus bar assembly includes: a pair of bus bar covers disposed on one side of the plurality of battery cells and in which the filling member injection hole is formed; and a sub-bus bar provided between the pair of bus bar covers and connected to the anode and cathode of the battery cells.
또한, 바람직하게, 상기 한 쌍의 버스바 커버는, 폴리 이미드 필름으로 구비될 수 있다.Additionally, preferably, the pair of bus bar covers may be made of polyimide film.
또한, 바람직하게, 상기 서브 버스바는, 단일층으로 구비되며, 상기 한 쌍의 버스바 커버 사이에 삽입될 수 있다.Also, preferably, the sub bus bar is provided as a single layer and can be inserted between the pair of bus bar covers.
또한, 바람직하게, 상기 서브 버스바는, 상기 한 쌍의 버스바 커버 사이에 삽입되는 버스바 브릿지; 상기 버스바 브릿지로부터 연장되고, 상기 충진부재 주입홀의 개구 공간 내에 노출되며, 상기 배터리 셀들의 양극과 연결되는 양극 연결부; 및 상기 버스바 브릿지로부터 연장되고, 상기 충진부재 주입홀의 개구 공간 내에 노출되며, 상기 배터리 셀들의 음극과 연결되는 음극 연결부를 포함할 수 있다.Also, preferably, the sub bus bar includes a bus bar bridge inserted between the pair of bus bar covers; an anode connection portion extending from the bus bar bridge, exposed within the opening space of the filling member injection hole, and connected to anodes of the battery cells; and a cathode connection portion extending from the bus bar bridge, exposed within the opening space of the filling member injection hole, and connected to the cathode of the battery cells.
또한, 바람직하게, 상기 충진부재 주입홀은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 충진부재 주입홀은, 상기 양극 연결부를 노출시키며, 상기 양극 연결부의 크기보다 큰 개구 공간을 갖는 양극 버스바 홀; 및 상기 음극 연결부를 노출시키며, 상기 음극 연결부의 크기보다 큰 개구 공간을 갖는 음극 버스바 홀을 포함할 수 있다.Also, preferably, the plurality of filling member injection holes are provided, and the plurality of filling member injection holes include: an anode bus bar hole exposing the anode connection portion and having an opening space larger than the size of the anode connection portion; and a cathode bus bar hole exposing the cathode connection part and having an opening space larger than the size of the cathode connection part.
또한, 바람직하게, 상기 충진부재 주입홀은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 충진부재 주입홀은, 각각, 하나의 개구 공간 내에서 상기 양극 연결부 및 상기 음극 연결부를 모두 노출시킬 수 있다.Also, preferably, a plurality of filling member injection holes are provided, and each of the plurality of filling member injection holes can expose both the anode connection part and the cathode connection part within one opening space.
또한, 바람직하게, 상기 복수 개의 충진부재 주입홀은, 각각, 상기 양극 연결부 및 상기 음극 연결부를 합한 크기보다 큰 개구 공간을 가질 수 있다.Additionally, preferably, each of the plurality of filling member injection holes may have an opening space larger than the combined size of the anode connection portion and the cathode connection portion.
또한, 바람직하게, 상기 양극 버스바 홀과 상기 음극 버스바 홀은, 상기 버스바 브릿지를 사이에 두고 대향 배치될 수 있다.Also, preferably, the anode bus bar hole and the cathode bus bar hole may be arranged to face each other with the bus bar bridge between them.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩의 제조 방법에 있어서, 복수 개의 배터리 셀들 사이에 쿨링 유닛을 배치시키고 사이드 스트럭처 유닛을 통해 배터리 셀들과 쿨링 유닛을 수용할 수 있게 정렬하는 단계; 복수 개의 배터리 셀들의 상측에서 충진부재 주입홀이 형성된 버스바 어셈블리의 충진부재 주입홀의 개구 공간 내에서 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 단계; 및 상기 충진부재 주입홀의 개구 공간을 통해 상기 배터리 셀들의 상하 방향을 따라 상기 배터리 셀들의 상측에서 하측으로 충진부재를 주입 및 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조 방법을 제공한다.Additionally, the present invention provides a method for manufacturing a battery pack, including the steps of placing a cooling unit between a plurality of battery cells and aligning the battery cells and the cooling unit through a side structure unit to accommodate the battery cells and the cooling unit; A step of electrically connecting the battery cells within the opening space of the filling member injection hole of the bus bar assembly where the filling member injection hole is formed on the upper side of the plurality of battery cells; and injecting and applying a filling member from the top to the bottom of the battery cells along the vertical direction of the battery cells through the opening space of the filling member injection hole.
또한, 바람직하게, 상기 충진부재는, 소정의 레진과 비드를 기 설정된 비율로 믹싱하여 마련될 수 있다.Also, preferably, the filling member may be prepared by mixing a predetermined resin and beads at a preset ratio.
또한, 바람직하게, 상기 소정의 레진과 비드의 믹싱 비율은, 100 : 60(레진 : 글라스 버블)으로 마련될 수 있다.Also, preferably, the mixing ratio of the predetermined resin and beads can be set to 100:60 (resin: glass bubble).
그리고, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.Additionally, the present invention provides an automobile, characterized in that it includes at least one battery pack according to the above-described embodiments.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 보다 더 간단한 구조로서 에너지 밀도를 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.According to the various embodiments described above, a battery pack capable of increasing energy density with a simpler structure and a vehicle including the same can be provided.
또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 제조 원가 및 제조 시간을 줄여 제조 효율을 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.In addition, according to the various embodiments described above, a battery pack that can increase manufacturing efficiency by reducing manufacturing cost and manufacturing time, and a vehicle including the same can be provided.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 팩의 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 배터리 셀의 내부 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 5는 도 3의 배터리 셀의 상부 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 도 3의 배터리 셀의 하부 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 도 3의 배터리 셀의 저면도이다.
도 8은 도 2의 배터리 팩의 버스바 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8의 버스바 어셈블리의 연결 버스바 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 연결 버스바 유닛의 분해 사시도이다.
도 11은 도 9의 연결 버스바 유닛의 주요부를 설명하기 위한 확대도이다.
도 12는 도 11의 연결 버스바 유닛의 다른 실시예에 따른 충진부재 주입홀 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 2의 배터리 팩의 쿨링 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13의 쿨링 유닛의 분해 사시도이다.
도 15는 도 13의 쿨링 유닛의 단면도이다.
도 16은 도 2의 배터리 팩의 사이드 스트럭처 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 16의 사이드 스트럭처 유닛의 메인 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 및 도 19는 도 16의 사이드 스트럭처 유닛을 통한 배터리 셀들과 쿨링 유닛들의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 내지 도 22는 도 2의 배터리 팩의 충진부재 주입을 통한 팩 케이스 구조 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 도 2의 배터리 팩의 충진부재의 믹싱 비율에 따른 점도 및 제조 원가를 나타내는 테스트 결과에 대한 그래프이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a diagram for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram for explaining the battery cells of the battery pack of FIG. 2.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the battery cell of FIG. 3.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the upper structure of the battery cell of FIG. 3.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the lower structure of the battery cell of FIG. 3.
Figure 7 is a bottom view of the battery cell of Figure 3.
FIG. 8 is a diagram for explaining the bus bar assembly of the battery pack of FIG. 2.
FIG. 9 is a diagram for explaining the connecting bus bar unit of the bus bar assembly of FIG. 8.
Figure 10 is an exploded perspective view of the connection bus bar unit of Figure 9.
FIG. 11 is an enlarged view for explaining main parts of the connection bus bar unit of FIG. 9.
FIG. 12 is a diagram for explaining a filling member injection hole structure according to another embodiment of the connection bus bar unit of FIG. 11.
FIG. 13 is a diagram for explaining the cooling unit of the battery pack of FIG. 2.
Figure 14 is an exploded perspective view of the cooling unit of Figure 13.
Figure 15 is a cross-sectional view of the cooling unit of Figure 13.
FIG. 16 is a diagram for explaining the side structure unit of the battery pack of FIG. 2.
FIG. 17 is a diagram for explaining the main plate of the side structure unit of FIG. 16.
FIGS. 18 and 19 are diagrams for explaining the combined structure of battery cells and cooling units through the side structure unit of FIG. 16.
FIGS. 20 to 22 are diagrams for explaining the formation of a pack case structure through injection of a filling member of the battery pack of FIG. 2.
FIG. 23 is a graph of test results showing viscosity and manufacturing cost according to the mixing ratio of the filling member of the battery pack of FIG. 2.
Figure 24 is a diagram for explaining a car according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.The present invention will become more apparent by detailed description of preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The embodiments described herein are shown as examples to aid understanding of the invention, and it should be understood that the present invention can be implemented with various modifications different from the embodiments described herein. Additionally, in order to aid understanding of the invention, the attached drawings are not drawn to actual scale and the dimensions of some components may be exaggerated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이다.FIG. 1 is a diagram for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 팩(1)은, 에너지원으로서, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차로 구비될 수 있다. 이하, 이러한 상기 전기 자동차 등에 대해 구비되는 상기 배터리 팩(1)에 대해서는 하기 관련 도면에서 보다 상세히 설명한다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
상기 배터리 팩(1)은, 복수 개의 배터리 셀들(100), 버스바 어셈블리(200) 및 충진부재(500)를 포함할 수 있다.The
상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 이차 전지로서, 원통형 이차 전지, 파우치형 이차 전지 또는 각형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)이 원통형 이차 전지인 것으로 한정하여 설명한다. 이하, 각 배터리 셀(100)에 대해 하기 관련 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 살펴 본다.The plurality of
상기 충진부재(500)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이 공간에 채워질 수 있다. 여기서, 상기 충진부재(500)는, 포팅 레진으로서, 글라스 버블 등의 비드와 함께 믹싱되어 마련될 수 있다. 상기 충진부재(500)에 대해서는 하기 관련 설명에서 보다 구체적으로 살펴 본다.The filling
상기 버스바 어셈블리(200)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 버스바 어셈블리(200)는, 상기 충진부재(500) 주입을 위한 충진부재 주입홀(242, 244)이 형성될 수 있다.The
본 실시예에서는, 상기 충진부재(500)가 상기 버스바 어셈블리(200)에 마련되는 상기 충진부재 주입홀(242, 244)을 통해 상기 배터리 셀들(100) 사이 공간에 보다 더 직접적으로 빠르게 주입될 수 있어, 상기 충진부재(500)의 주입을 위한 주입 공정 시 공정 시간을 보다 더 단축할 수 있어 공정 효율을 현저히 높일 수 있다.In this embodiment, the filling
또한, 상기 버스바 어셈블리(200)는, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)의 개구 공간 내에서 상기 배터리 셀들(100)의 양극(40) 및 음극(20a)과 전기적으로 연결될 수 있다.Additionally, the
본 실시예에서는, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)을 통해 상기 충진부재(500)의 주입 및 상기 배터리 셀들(100)의 전기적 연결을 모두 구현할 수 있어, 보다 더 간단한 구조의 버스바 어셈블리(200)를 제공하여, 전체 배터리 팩(10)의 구조를 간소화하여 제조 효율을 보다 더 높일 수 있다.In this embodiment, both the injection of the filling
이하, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)에 대해 보다 더 자세히 살펴 본다.Hereinafter, we will look at the
도 3은 도 2의 배터리 팩의 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3의 배터리 셀의 내부 구조를 나타내는 부분 단면도이며, 도 5는 도 3의 배터리 셀의 상부 구조를 나타내는 부분 단면도이며, 도 6은 도 3의 배터리 셀의 하부 구조를 나타내는 부분 단면도이며, 도 7은 도 3의 배터리 셀의 저면도이다.FIG. 3 is a diagram for explaining the battery cell of the battery pack of FIG. 2, FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the battery cell of FIG. 3, and FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the upper structure of the battery cell of FIG. 3. , FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the lower structure of the battery cell of FIG. 3, and FIG. 7 is a bottom view of the battery cell of FIG. 3.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 배터리 셀(100)은, 전극 조립체(10), 전지 캔(20), 캡 플레이트(30) 및 제1 전극 단자(40)를 포함한다. 상기 배터리 셀(100)은, 상술한 구성요소들 이 외에도 추가적으로 절연 가스켓(50) 및/또는 상부 집전 플레이트(60) 및/또는 절연 플레이트(70) 및/또는 하부 집전 플레이트(80) 및/또는 실링 가스켓(90)을 더 포함할 수도 있다.Referring to FIGS. 3 to 7 , the
상기 전극 조립체(10)는, 제1 극성을 갖는 제1 전극판, 제2 극성을 갖는 제2 전극판 및 제1 전극판과 제2 전극판 사이에 개재되는 분리막을 포함한다. 상기 제1 전극판은 양극판 또는 음극판이고, 제2 전극판은 제1 전극판과 반대되는 극성을 갖는 전극판에 해당한다.The
상기 전극 조립체(10)는, 예를 들어 젤리-롤(jelly-roll) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 전극 조립체(10)는, 제1 전극판, 분리막, 제2 전극판을 순차적으로 적어도 1회 적층하여 형성된 적층체를 권취 중심(C)을 기준으로 하여 권취시킴으로써 제조될 수 있다. 이 경우, 상기 전극 조립체(10)의 외주면 상에는 전지 캔(20)과의 절연을 위해 분리막이 구비될 수 있다.The
상기 제1 전극판은, 제1 전극 집전체 및 제1 전극 집전체의 일 면 또는 양 면 상에 도포된 제1 전극 활물질을 포함한다. 상기 제1 전극 집전체의 폭 방향(Z축에 나란한 방향) 일 측 단부에는 제1 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부가 존재한다. 상기 무지부는, 제1 전극 탭으로서 기능한다. 상기 제1 전극 탭(11)은, 전지 캔(20) 내에 수용된 전극 조립체(10)의 높이 방향(Z축에 나란한 방향) 상부에 구비된다.The first electrode plate includes a first electrode current collector and a first electrode active material applied on one or both sides of the first electrode current collector. An uncoated area in which the first electrode active material is not applied exists at one end of the first electrode current collector in the width direction (direction parallel to the Z axis). The uncoated portion functions as a first electrode tab. The
상기 제2 전극판은, 제2 전극 집전체 및 제2 전극 집전체의 일 면 또는 양 면 상에 도포된 제2 전극 활물질을 포함한다. 상기 제2 전극 집전체의 폭 방향(Z축에 나란한 방향) 타 측 단부에는 제2 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부가 존재한다. 상기 무지부는, 제2 전극 탭(12)으로서 기능한다. 상기 제2 전극 탭(12)은, 전지 캔(20) 내에 수용된 전극 조립체(10)의 높이 방향(Z축에 나란한 방향) 하부에 구비된다.The second electrode plate includes a second electrode current collector and a second electrode active material applied on one or both sides of the second electrode current collector. An uncoated area in which the second electrode active material is not applied exists at the other end of the second electrode current collector in the width direction (direction parallel to the Z axis). The uncoated portion functions as the
상기 전지 캔(20)은, 하방에 개구부가 형성된 원통형의 수용체로서, 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어진다. 상기 전지 캔(20)의 측면과 상면은 일체로 형성된다. 상기 전지 캔(20)의 상면은 대략 플랫(flat)한 형태를 갖는다. 상기 전지 캔(20)은, 하방에 형성된 개구부를 통해 전극 조립체(10)를 수용하며, 전해질도 함께 수용한다.The battery can 20 is a cylindrical container with an opening formed at the bottom, and is made of a conductive metal material. The side and top surfaces of the battery can 20 are formed as one piece. The top surface of the battery can 20 has a substantially flat shape. The battery can 20 accommodates the
상기 전지 캔(20)은, 전극 조립체(10)의 제2 전극 탭(12)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 전지 캔(20)은, 제2 전극 탭(12)과 동일한 극성을 갖는다. The battery can 20 is electrically connected to the
상기 전지 캔(20)은, 그 하단에 형성된 비딩부(21) 및 크림핑부(22)를 구비할 수 있다. 상기 비딩부(21)는, 전극 조립체(10)의 하부에 형성된다. 상기 비딩부(21)는, 전지 캔(20)의 외주면 둘레를 압입하여 형성된다. 상기 비딩부(21)는, 전지 캔(20)의 폭과 대응되는 사이즈를 갖는 전극 조립체(10)가 전지 캔(20)의 하단에 형성된 개구부를 통해 빠져나오지 않도록 하며, 캡 플레이트(30)가 안착되는 지지부로서 기능할 수 있다.The battery can 20 may include a
상기 크림핑부(22)는, 비딩부(21)의 하부에 형성된다. 상기 크림핑부(22)는, 비딩부(21)의 하방에 배치되는 캡 플레이트(30)의 외주면, 그리고 캡 플레이트(30)의 하면의 일부를 감싸도록 연장 및 절곡된 형태를 갖는다.The crimping
상기 캡 플레이트(30)는, 전도성을 갖는 금속 재질로 이루어지는 부품이며, 전지 캔(20)의 하단에 형성된 개구부를 커버한다. 즉, 상기 캡 플레이트(30)는, 배터리 셀(100)의 하면을 이룬다. 상기 캡 플레이트(30)는, 전지 캔(20)에 형성된 비딩부(21) 상에 안착되며, 크림핑부(22)에 의해 고정된다. 상기 캡 플레이트(30)와 전지 캔(20)의 크림핑부(22) 사이에는 전지 캔(20)의 기밀성을 확보하기 위해 기밀 가스켓(90)이 개재될 수 있다. The
상기 캡 플레이트(30)는, 전지 캔(20) 내부에 발생된 가스로 인한 내압 증가를 방지하기 위해 형성되는 벤팅부(31)를 더 구비할 수 있다. 상기 벤팅부(31)는, 캡 플레이트(30) 중 주변 영역과 비교하여 더 얇은 두께를 갖는 영역에 해당한다. 상기 벤팅부(31)는, 주변 영역과 비교하여 구조적으로 취약하다. 따라서, 상기 배터리 셀(100)에 이상이 발생하여 내부 압력이 일정 수준 이상으로 증가하게 되면 벤팅부(31)가 파단되어 전지 캔(20)의 내부에 생성된 가스가 배출된다.The
상기 전지 캔(20)의 상면에는, 상기 제1 전극 단자(40) 및 상기 절연 가스켓(50)을 배치하기 전에 홀을 미리 형성할 수 있다. 이에 한정되는 것 은 아니며 상기 홀의 형성은 다른 방식으로도 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극단자(40)가 삽입되면서 홀이 형성되거나, 직경이 다른 홀이 미리 형성되거나, 상면이 노치되거나 또는 사전에 미리 노치되어 상기 제1 전극단자(40)의 삽입이 이루어질 수 있다. 즉, 홀을 원하는 크기로 확장하거나 또는 노치를 뚫어 작은 홀을 만든 다음 원하는 크기로 확장할 수도 있다. 아울러, 홀을 형성하는 기타 다른 방식이 사용되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.A hole may be formed in advance on the upper surface of the battery can 20 before placing the
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(100)은, 상부에 양극 단자 및 음극 단자가 모두 존재하는 구조를 가지며, 이로 인해 상부의 구조가 하부의 구조보다 더 복잡하다. 따라서, 상기 전지 캔(20)의 내부 발생된 가스의 원활한 배출을 위해 배터리 셀(100)의 하면을 이루는 캡 플레이트(30)에 벤팅부(31)가 형성될 수 있다.The
상기 벤팅부(31)는 캡 플레이트(30) 상에 원을 그리며 연속적으로 형성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 벤팅부(31)는 캡 플레이트(30) 상에 원을 그리며 불연속적으로 형성될 수도 있고, 직선 형태 또는 그 밖의 다른 형태로 형성될 수도 있다.The venting
상기 제1 전극 단자(40)는, 전도성을 갖는 금속 재질로 이루어지며, 전지 캔(20)의 상면을 통과하여 전극 조립체(10)의 제1 전극 탭(11)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 제1 전극 단자(40)는 제1 극성을 갖는다. 상기 제1 전극 단자(40)는, 제2 극성을 갖는 전지 캔(20)과는 전기적으로 절연된다.The
상기 제1 전극 단자(40)는, 노출 단자부(41) 및 삽입 단자부(42)를 포함한다. 상기 노출 단자부(41)는, 전지 캔(20)의 외측으로 노출된다. 상기 노출 단자부(41)는, 전지 캔(20)의 상면의 중심부에 위치한다. 상기 삽입 단자부(42)는, 전지 캔(20)의 상면의 중심부를 관통하여 제1 전극 탭(11)과 전기적으로 연결된다. 상기 삽입 단자부(42)는, 전지 캔(20)의 내측 면 상에 리벳(rivet) 결합될 수 있다.The
상기 전지 캔(20)의 상면과 상기 제1 전극 단자(40)는 서로 반대의 극성을 가지고 서로 동일한 방향을 향한다. 또한, 상기 제1 전극 단자(40)와 전지 캔(20)의 상면 사이에는 단차가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전지 캔(20)의 상면 전체가 플랫한 형상을 갖거나 그 중심부에서 상방으로 돌출된 형상을 갖는 경우에는 제1 전극 단자(40)의 노출 단자부(41)가 전지 캔(20)의 상면보다 상부로 더 돌출될 수 있다. 이와는 반대로, 상기 전지 캔(20)의 상면이 그 중심부에서 하방으로, 즉 전극 조립체(10)를 향하는 방향으로 오목하게 만입된 형상을 갖는 경우에는, 전지 캔(20)의 상면이 제1 전극 단자(40)의 노출 단자부(41)보다 상부로 더 돌출될 수 있다.The top surface of the battery can 20 and the
상기 절연 가스켓(50)은, 전지 캔(20)과 제1 전극 단자(40) 사이에 개재되어 서로 반대 극성을 갖는 전지 캔(20) 과 제1 전극 단자(40)가 서로 접촉되는 것을 방지한다. 이로써 대략 플랫한 형상을 갖는 전지 캔(20)의 상면이 배터리 셀(100)의 제2 전극 단자로서 기능할 수 있다.The insulating
상기 절연 가스켓(50)은, 노출부(51) 및 삽입부(52)를 포함한다. 상기 노출부(51)는 제1 전극 단자(40)의 노출 단자부(41)와 전지 캔(20) 사이에 개재된다. 상기 삽입부(52)는 제1 전극 단자(40)의 삽입 단자부(42)와 전지 캔(20) 사이에 개재된다. 상기 절연 가스켓(50)은, 예를 들어 절연성을 갖는 수지 재질로 이루어질 수 있다.The insulating
상기 절연 가스켓(50)이 수지 재질로 이루어지는 경우에 있어서, 절연 가스켓(50)은, 예로써, 열 융착에 의해 상기 전지 캔(20) 및 제1 전극 단자(40)와 결합될 수 있다. 이 경우, 절연 가스켓(50)과 제1 전극 단자(40)의 결합 계면 및 절연 가스켓(50)과 전지 캔(20)의 결합 계면에서의 기밀성이 강화될 수 있다.When the insulating
상기 전지 캔(20)의 상면 중에서 상기 제1 전극 단자(40) 및 상기 절연 가스켓(50)이 차지하는 영역을 제외한 나머지 영역 전체가 상기 제1 전극 단자(40)와 반대 극성을 갖는 제2 전극 단자(20a)에 해당한다.A second electrode terminal in which the entire upper surface of the battery can 20, excluding the area occupied by the
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(100)은, 그 길이 방향(Z축에 나란한 방향) 일 측에 제1 극성을 갖는 제1 전극 단자(40) 및 제1 전극 단자(40)와 전기적으로 절연되며 제2 극성을 갖는 제2 전극 단자(20a)가 함께 구비된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(100)은, 한 쌍의 전극 단자(40, 20a)가 동일 방향에 위치하므로, 복수 개의 배터리 셀들(100)을 전기적으로 연결시키는 경우에 있어서, 하기 버스바 어셈블리(200) 등의 전기적 연결 부품을 배터리 셀들(100)의 일 측에만 배치시키는 것이 가능하다. 이는, 배터리 팩(1) 구조의 단순화 및 에너지 밀도의 향상을 가져올 수 있다.The
이하에서는, 이러한 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과의 전기적 연결을 위한 상기 버스바 어셈블리(200)에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.Below, we will look at the
다시 도 2를 참조하면, 상기 버스바 어셈블리(200)는, 상기 배터리 셀들(100)의 일측, 구체적으로, 상기 배터리 셀들(100)의 상측(+Z축 방향)에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 버스바 어셈블리(200)의 전기적 연결은, 병렬 및/또는 직렬 연결일 수 있다.Referring again to FIG. 2, the
이러한 상기 버스바 어셈블리(200)은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 제1 극성을 갖는 상기 제1 전극 단자(40, 도 3 참조) 및 제2 극성을 갖는 전지 캔(20, 도 3 참조)의 제2 전극 단자(20a, 도 3 참조)와 전기적으로 연결되며, 외부 충/방전 라인 등과 커넥터 터미널(290) 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 극성은 양극일 수 있으며, 제2 극성은 음극일 수 있다.The
이하, 상기 버스바 어셈블리(200)의 구성들에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.Hereinafter, the configurations of the
도 8은 도 2의 배터리 팩의 버스바 어셈블리를 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 도 8의 버스바 어셈블리의 연결 버스바 유닛을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 도 9의 연결 버스바 유닛의 분해 사시도이며, 도 11은 도 9의 연결 버스바 유닛의 주요부를 설명하기 위한 확대도이며, 도 12는 도 11의 연결 버스바 유닛의 다른 실시예에 따른 충진부재 주입홀 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a diagram for explaining the bus bar assembly of the battery pack of FIG. 2, FIG. 9 is a diagram for explaining the connection bus bar unit of the bus bar assembly of FIG. 8, and FIG. 10 is a view for explaining the connection bus bar unit of FIG. 9. is an exploded perspective view, and FIG. 11 is an enlarged view for explaining the main part of the connection bus bar unit of FIG. 9, and FIG. 12 is an exploded view for explaining the filling member injection hole structure according to another embodiment of the connection bus bar unit of FIG. 11. It is a drawing.
도 8 내지 도 11 및 앞선 도 2를 참조하면, 상기 버스바 어셈블리(200)는, 메인 버스바 유닛(210), 연결 버스바 유닛(230), 인터커넥션 보드(260) 및 커넥터 터미널(290)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 8 to 11 and the preceding FIG. 2, the
상기 메인 버스바 유닛(210)은, 복수 개로 구비되며, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)에서 최외곽에 배치되는 배터리 셀들(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 메인 버스바 유닛(210)은, 후술하는 커넥터 터미널(290)과 전기적으로 연결될 수 있다.The main
상기 연결 버스바 유닛(230)은, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)에서 상기 메인 버스바 유닛(210) 사이에 배치되고, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 전기적으로 연결되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 커버할 수 있다.The connection
상기 연결 버스바 유닛(230)은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 모두 커버할 수 있는 크기의 단수 개로 구비되거나 또는 복수 개로 구비되어 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 커버할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 연결 버스바 유닛(230)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.The connection
이러한 상기 복수 개의 연결 버스바 유닛(230)은, 각각, 버스바 커버(240) 및 서브 버스바(250)를 포함할 수 있다.The plurality of connected
상기 버스바 커버(240)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상측을 커버하며, 대략적으로 평편한 플레이트 형상으로 구비될 수 있다. 상기 버스바 커버(240)의 형상 및 크기는 상기 배터리 팩(1)에서 요구되는 배터리 셀들(100)의 개수나 용량 등에 따라 가변될 수 있다.The
상기 버스바 커버(240)는, 절연 재질로 구비될 수 있다. 예로써, 상기 버스바 커버(240)는, 폴리 이미드 필름으로 구비될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 버스바 커버(240)는, 절연 재질로 구비되는 기타 다른 절연 부재로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.The
이러한 상기 버스바 커버(240)는, 상기 배터리 팩(1)의 상하 방향(Z축 방향)에서 상호 대응되는 형상 및 크기를 갖게 한 쌍으로 구비되어 상호 결합될 수 있다. 여기서, 후술하는 서브 버스바(250)는 단일층으로서, 상기 한 쌍의 버스바 커버(240) 사이에 삽입되어 구비될 수 있다.The bus bar covers 240 may be provided in pairs with corresponding shapes and sizes in the vertical direction (Z-axis direction) of the
이러한 상기 한 쌍의 버스바 커버(240)는, 양극 버스바 홀(242), 음극 버스바 홀(244) 및 가이드 홀(246)을 포함할 수 있다.The pair of bus bar covers 240 may include a positive
상기 양극 버스바 홀(242) 및 상기 음극 버스바 홀(244)은, 앞선 충진부재 주입홀(242, 244)일 수 있다. 즉, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)은, 상기 배터리 셀들(100)의 양극(40) 및 음극(20a)과의 연결을 가이드 하는 역할을 함께 수행할 수 있다. 즉, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)은, 한 쌍의 버스바 커버(240)에 형성될 수 있다.The anode
구체적으로, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)은, 복수 개로 구비될 수 있다.Specifically, the filling member injection holes 242 and 244 may be provided in plural numbers.
상기 복수 개의 충진부재 주입홀(242, 244)는, 후술하는 양극 연결부(254)를 노출시키며, 상기 양극 연결부(254)의 크기보다 큰 개구 공간을 갖는 양극 버스바 홀(242) 및 후술하는 음극 연결부(256)를 노출시키며, 상기 음극 연결부(256)의 크기보다 큰 개구 공간을 갖는 음극 버스바 홀(244)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 양극 버스바 홀(242)과 상기 음극 버스바 홀(244)은, 후술하는 버스바 브릿지(252)를 사이에 두고 대향 배치될 수 있다.The plurality of filling member injection holes 242 and 244 expose an
이하, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)을 구성하는 상기 양극 버스바 홀(242) 및 상기 음극 버스바 홀(244)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.Hereinafter, the anode
상기 양극 버스바 홀(242)은, 소정 크기의 개구 공간을 가지며, 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 상기 양극 버스바 홀(242)에는, 후술하는 양극 연결부(254)가 노출될 수 있다. 여기서, 상기 양극 버스바 홀(242)은, 공정 작업성 향상 및 후술하는 충진부재(500) 주입 효율 향상을 위해 후술하는 양극 연결부(254)의 크기보다 큰 개구 공간을 갖도록 형성될 수 있다.The anode bus bar holes 242 have an opening space of a predetermined size and may be provided in plural numbers. An
상기 양극 버스바 홀(242)은, 후술하는 양극 연결부(254)와 배터리 셀들(100)의 양극인 제1 전극 단자(40, 도 3 참조)와의 전기적 연결을 보다 더 효율적으로 가이드 할 수 있다.The anode
아울러, 상기 양극 버스바 홀(242)의 개구 공간을 통해, 후술하는 충진부재(500)의 주입 시 상기 충진부재(500)의 주입 효율을 현저히 높일 수 있다. 구체적으로, 상기 양극 버스바 홀(242)의 개구 공간을 통해 후술하는 포팅 레진(500)으로 구비되는 충진부재(500)가 상기 배터리 팩(1)의 상측에서 하측 방향인 연직 방향(Z축 방향)으로 보다 직접적으로 주입될 수 있어 상기 배터리 셀들(100) 사이 사이에서의 주입 효율이 현저히 향상될 수 있다.In addition, when the filling
상기 음극 버스바 홀(244)은, 상기 양극 버스바 홀(242)을 마주 하게 배치되고, 상기 양극 버스바 홀(242)과 같이 소정 크기의 개구 공간을 가지며, 복수 개로 구비될 수 있다. 여기서, 상기 음극 버스바 홀(244)은, 공정 작업성 향상 및 후술하는 충진부재(500) 주입 효율 향상을 위해 후술하는 음극 연결부(256)의 크기보다 큰 개구 공간을 갖도록 형성될 수 있다.The cathode
상기 음극 버스바 홀(244)은, 후술하는 음극 연결부(256)와 배터리 셀들(100)의 음극인 전지 캔(20, 도 3 참조), 구체적으로, 상기 제2 전극 단자(20a)와의 전기적 연결을 보다 더 효율적으로 가이드 할 수 있다.The cathode
아울러, 상기 음극 버스바 홀(244)의 개구 공간을 통해, 후술하는 충진부재(500)의 주입 시 상기 충진부재(500)의 주입 효율을 현저히 높일 수 있다. 구체적으로, 상기 음극 버스바 홀(244)의 개구 공간을 통해 후술하는 포팅 레진(500)으로 구비되는 충진부재(500)가 상기 배터리 팩(1)의 상측에서 하측 방향인 연직 방향(Z축 방향)으로 보다 직접적으로 주입될 수 있어 상기 배터리 셀들(100) 사이 사이에서의 주입 효율이 현저히 향상될 수 있다.In addition, when the filling
한편, 상기 양극 버스바 홀(242)의 개구 공간 및 상기 음극 버스바 홀(244)의 개구 공간, 즉, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)의 상기 개구 공간의 총 면적은, 상기 충진부재(500)의 주입 시 상기 배터리 셀들(100) 사이로 유동하는 상기 충진부재(500)의 유동 면적보다 크게 마련될 수 있다. 이는, 상기 충진부재(500)의 주입 시, 상기 충진부재(500)의 주입이 지연되는 것을 방지하여 전체 주입 공정 시간의 지연 발생을 막기 위함이다.Meanwhile, the total area of the opening space of the anode
한편, 도 12를 참조하면, 충진부재 주입홀(243)의 개구 공간은, 상기 배터리 셀들(100)의 양극(40, 도 3 참조) 및 음극(20, 도 3 참조)을 모두 노출시킬 수 있게 마련되는 것도 가능할 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 충진부재 주입홀(243)은, 각각, 하나의 개구 공간 내에서 후술하는 양극 연결부(254) 및 음극 연결부(256)를 모두 노출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 충진부재 주입홀(243)의 각 개구 공간 내에서 상기 배터리 셀들(100)의 양극(40, 도 3 참조) 및 음극(20, 도 3 참조)을 모두 후술하는 양극 연결부(254) 및 음극 연결부(256)와 연결시킬 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 12, the opening space of the filling
이와 같은 본 발명의 실시 구성에 의하면, 충진부재 주입홀(243)의 하나의 개구 공간 내에서 상기 배터리 셀들(100)의 양극(40, 도 3 참조) 및 음극(20, 도 3 참조)의 후술하는 양극 연결부(254) 및 음극 연결부(256)와의 전기적 연결을 구현할 수 있으므로, 한 쌍의 버스바 커버(240)의 충진부재 주입홀(243) 형성 공정이 보다 더 간소화될 수 있다.According to this embodiment of the present invention, the anode (40, see FIG. 3) and the cathode (20, see FIG. 3) of the
그리고, 상기 복수 개의 충진부재 주입홀(243)은, 각각, 후술하는 양극 연결부(254) 및 음극 연결부(256)를 합한 크기보다 큰 개구 공간을 가질 수 있다. 따라서, 상기 전기적 연결 시 상기 개구 공간 내에서의 전기적 연결 공정 작업의 편의성을 보다 더 확보할 수 있다. 또한, 상기 충진부재 주입홀(243)을 통한 충진부재(500)의 주입 효율 또한 향상될 수 있다.In addition, each of the plurality of filling member injection holes 243 may have an opening space larger than the combined size of the
다시 도 8 내지 도 11 및 앞선 도 2를 참조하면, 상기 가이드 홀(246)은, 상기 버스바 어셈블리(200)의 조립 위치를 가이드 할 수 있다. 구체적으로, 상기 가이드 홀(246)은, 상기 연결 버스바 유닛(230)을 상기 사이드 스트럭쳐 유닛(400)에 고정하여 상기 연결 버스바 유닛(230)의 정위치 배열을 가이드 할 수 있다.Referring again to FIGS. 8 to 11 and the preceding FIG. 2, the
상기 가이드 홀(246)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 가이드 홀(246)에는 후술하는 사이드 스트럭쳐 유닛(400)의 버스바 가이드 돌기들(416)이 삽입될 수 있다.The guide holes 246 may be provided in plural numbers. Bus bar guide
상기 서브 버스바(250)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 양극인 제1 전극 단자(40) 및 음극인 제2 전극 단자(20a)와의 전기적 연결을 위한 것으로서, 상기 버스바 커버(240) 상측에 구비되거나 또는 한 쌍의 버스바 커버(240) 내에 삽입되어 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 버스바 커버(240) 내에 삽입되거나 또는 결합되는 것으로 한정하여 설명한다.The
이러한 상기 서브 버스바(250)는, 버스바 브릿지(252), 양극 연결부(254) 및 음극 연결부(256)를 포함할 수 있다.The
상기 버스바 브릿지(252)는, 상기 한 쌍의 버스바 커버(240)에 삽입되며, 상기 배터리 팩(1)의 폭 방향(X축 방향)을 따라 소정 길이로 형성될 수 있다. 이러한 상기 버스바 브릿지(252)는, 상기 배터리 셀들(100)과의 전기적 연결 효율을 높일 수 있게 상기 배터리 팩(1)의 폭 방향(X축 방향)에서 상기 배터리 셀들(100)의 배치 구조에 대응되는 형상으로 구비될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서, 상기 버스바 브릿지(252)는, 상기 배터리 팩(1)의 폭 방향(X축 방향)에서 지그 재그 형태로 배치될 수 있다.The
이러한 상기 버스바 브릿지(252)는, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 버스바 브릿지(252)는, 상기 버스바 커버(240)에 삽입되어 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)에서 소정 거리 이격 배치될 수 있다.The
상기 버스바 브릿지(252)는, 도전성 재질로 구비될 수 있다. 예로써, 버스바 브릿지(252)는, 금속 재질로서, 알루미늄 또는 구리 재질로 구비될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 버스바 브릿지(252)는, 상기 전기적 연결을 위한 기타 다른 재질로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.The
상기 양극 연결부(254)는, 상기 버스바 브릿지(252)로부터 일체로 연장되어 돌출되며, 상기 양극 버스바 홀(242) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 양극 연결부(254)는, 상기 양극 버스바 홀(242), 즉, 상기 충진부재 주입홀(242)의 개구 공간 내에 노출될 수 있다.The
이러한 상기 양극 연결부(254)는, 상기 배터리 셀(100)의 양극인 제1 전극 단자(40, 도 3 참조)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전기적 연결은, 레이저 용접이나 초음파 용접과 같은 전기적 연결을 위한 용접 공정 등을 통해 수행될 수 있다.The
상기 양극 연결부(254)와 상기 배터리 셀(100)의 양극(40, 제1 전극 단자)의 연결은, 상기 양극 버스바 홀(242)의 개구 공간에서 수행되므로, 상기 연결 시, 상기 연결을 위한 용접 공정 등이 상기 개구 공간에서 별도의 추가 공정 없이 곧바로 수행될 수 있다.Since the connection between the
상기 음극 연결부(256)는, 상기 버스바 브릿지(252)로부터 일체로 연장되어 상기 양극 연결부(254)의 반대 방향으로 돌출되며, 상기 음극 버스바 홀(244) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 음극 연결부(256)는, 상기 음극 버스바 홀(244), 즉, 상기 충진부재 주입홀(244)의 개구 공간 내에 노출될 수 있다.The
이러한 상기 음극 연결부(256)는, 상기 배터리 셀(100)의 음극인 제2 전극 단자(20a, 도 3 참조)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전기적 연결은, 레이저 용접이나 초음파 용접과 같은 전기적 연결을 위한 용접 공정 등을 통해 수행될 수 있다.The
상기 음극 연결부(256)와 상기 배터리 셀(100)의 음극(20a, 제2 전극 단자)의 연결은, 상기 음극 버스바 홀(244)의 개구 공간에서 수행되므로, 상기 연결 시, 상기 연결을 위한 용접 공정 등이 상기 개구 공간에서 별도의 추가 공정 없이 곧바로 수행될 수 있다.Since the connection between the
상기 인터커넥션 보드(260)는, 상기 외부 센싱 라인과 연결되며, 상기 상기 배터리 팩(1)의 일단부(-Y축 방향)에 구비될 수 있다. 상기 인터커넥션 보드(260)의 구비 위치는, 설계 등에 따라 변경될 수 있으며, 상기 외부 센싱 라인과 연결을 가능하게 할 수 있는 기타 다른 위치에 구비될 수도 있다. 아울러, 상기 인터커넥션 보드(260)는, 상기 배터리 팩(1)의 배터리 셀들(100)의 개수나 용량 등에 따라 복수 개로 구비되는 것도 가능할 수 있다.The
이러한 상기 인터커넥션 보드(260)는 상기 외부 센싱 라인과의 연결을 위해, 상기 배터리 팩(1) 외부에 노출되게 구비될 수 있다. 상기 외부 센싱 라인은 상기 인터커넥션 보드(260)와 배터리 관리 시스템(미도시)을 연결할 수 있다. 배터리 관리 시스템은 병렬 연결된 배터리 셀들의 전압을 기초로 병렬 연결된 배터리 셀들의 충전 상태를 결정할 수 있다.The
상기 인터커넥션 보드(260)에는, 상기 배터리 셀들(100)의 온도 상태를 확인하기 위한 써미스터가 구비될 수 있다. 이러한 상기 써미스터는 상기 인터커넥션 보드(260)에 내장되거나 또는 상기 인터커넥션 보드(260) 외부에 별도에 장착될 수 있다. 상기 커넥터 터미널(290)은, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 커넥터 터미널(290)은, 외부 충방전 라인과의 연결을 위한 것으로서, 고전압 커넥터 터미널로 구비될 수 있다.The
다시 도 2를 참조하면, 상기 배터리 팩(1)은, 쿨링 유닛(300)을 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 2, the
상기 쿨링 유닛(300)은, 상기 배터리 셀들(100)의 냉각을 위한 것으로서, 상기 버스바 어셈블리(200)의 하측(-Z축 방향)에 배치되며, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이에 배치될 수 있다.The
이러한 상기 쿨링 유닛(300)은, 복수 개로 구비될 수 있다.A plurality of
상기 복수 개의 쿨링 유닛(300)은, 상기 배터리 팩(1)의 폭 방향(X축 방향)에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 마주 하게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 쿨링 유닛(300)은, 냉각 성능을 높일 수 있게 마주 하는 배터리 셀들(100)과 접촉되게 배치될 수 있다.The plurality of cooling
이하에서는, 이러한 상기 쿨링 유닛(300)에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.Below, we will look at the
도 13은 도 2의 배터리 팩의 쿨링 유닛을 설명하기 위한 도면이며, 도 14는 도 13의 쿨링 유닛의 분해 사시도이며, 도 15는 도 13의 쿨링 유닛의 단면도이다.FIG. 13 is a diagram for explaining the cooling unit of the battery pack of FIG. 2, FIG. 14 is an exploded perspective view of the cooling unit of FIG. 13, and FIG. 15 is a cross-sectional view of the cooling unit of FIG. 13.
도 13 내지 도 15 및 앞선 도 2를 참조하면, 상기 쿨링 유닛(300)은, 상기 쿨링 유닛(300)은, 냉각 튜브(310), 냉각 유로(350) 및 냉각 유체 유출입부(370)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 13 to 15 and the preceding FIG. 2, the
상기 냉각 튜브(310)는, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 소정 길이로 형성되고, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이에 배치되며, 내부에 후술하는 냉각 유체 순환을 위한 냉각 유로(350)가 마련될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 냉각 유체는, 물로 마련될 수 있으며, 물 뿐만 아니라 주변 환경과 열을 교환할 수 있는 하나 이상의 유체를 포함할 수 있다.The cooling
상기 냉각 튜브(310)는, 상기 배터리 팩(1)의 폭 방향(X축 방향)에서, 마주 하는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 외면에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.The cooling
이러한 상기 냉각 튜브(310)는, 상기 배터리 팩(1)의 폭 방향(X축 방향)으로 볼록하고 오목하게 형성되는 복수 개의 볼록부(312)와 오목부(316)가 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 교대로 배치되게 형성될 수 있다.The cooling
상기 냉각 튜브(310)는, 상기 배터리 셀들(100)의 냉각 성능을 보다 더 높일 수 있게 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 외면에 접촉되게 배치될 수 있다. 이러한 상기 냉각 튜브(310)는, 후술하는 충진부재(500) 또는 별도의 접착부재 등을 통해 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)에 접착 고정될 수 있다.The cooling
상기 냉각 튜브(310)의 일측 단부(-Y축 방향)에는, 후술하는 냉각 유로(350) 내부로 냉각 유체를 안내하기 위한 냉각 유체 안내부(318)가 마련될 수 있다. 상기 냉각 유체 안내부(318)는, 상기 냉각 튜브(310)의 길이 방향(Y축 방향)의 일단(-Y축 방향)에 형성되며, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 냉각 유체 안내부(318) 중 어느 하나는, 후술하는 냉각 유로(350)의 어퍼 유로(352)와 연통되며, 상기 한 쌍의 냉각 유체 안내부(318) 중 다른 하나는, 후술하는 냉각 유로(350)의 로어 유로(354)와 연통될 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 냉각 유체 안내부(318) 중 어느 하나는 후술하는 어퍼 유로(352)와 연통되게 상기 냉각 튜브(310)의 높이 방향(Z축 방향)에서 상측(+Z축 방향)에 구비되며, 상기 한 쌍의 냉각 유체 안내부(318) 중 다른 하나는 후술하는 로어 유로(354)와 연통되게 상기 냉각 튜브(310)의 높이 방향(Z축 방향)에서 하측(-Z축 방향)에 구비될 수 있다.At one end (-Y-axis direction) of the
상기 냉각 유로(350)는, 상기 배터리 셀들(100)의 냉각을 위한 냉각 유체를 순환시키며, 상기 냉각 튜브(310) 내에 구비되며, 후술하는 냉각 유체 유출입부(370)와 연통되게 연결될 수 있다.The cooling passage 350 circulates cooling fluid for cooling the
이러한 상기 냉각 유로(350)는, 어퍼 유로(352), 로어 유로(354) 및 연결 유로(356)를 포함할 수 있다.The cooling flow path 350 may include an
상기 어퍼 유로(352)는, 상기 버스바 어셈블리(200) 가까이에 구비되게끔 상기 냉각 튜브(310)의 상측에 배치되며, 상기 냉각 튜브(310)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 소정 길이로 형성될 수 있다. 이러한 상기 어퍼 유로(352)는, 상기 냉각 유체 유출입부(370)의 상기 냉각 유체 공급 포트(374)와 연통되게 연결될 수 있다.The
상기 어퍼 유로(352)는, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 냉각 성능 확보를 위해 상기 어퍼 유로(352)가 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.The
상기 로어 유로(354)는, 상기 적어도 하나의 어퍼 유로(352)와 이격되게 상기 냉각 튜브(310)의 하측(-Z축 방향)에 배치되며, 상기 냉각 튜브(310)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 소정 길이로 형성될 수 있다. 이러한 상기 로어 유로(354)는, 상기 냉각 유체 유출입부(370)의 상기 냉각 유체 배출 포트(376)와 연통되게 연결될 수 있다.The
상기 로어 유로(354)는, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 냉각 성능 확보를 위해 상기 로어 유로(354)가 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.The
상기 연결 유로(356)는, 상기 적어도 하나의 어퍼 유로, 본 실시예의 경우, 복수 개의 어퍼 유로들(352)과 상기 적어도 하나의 로어 유로, 본 실시예의 경우, 복수 개의 로어 유로들(354)을 연결할 수 있다.The
상기 연결 유로(356)는, 상기 냉각 유로(350)를 최대한 확보할 수 있게 상기 냉각 유체 유출입부(370)의 반대편인 상기 냉각 튜브(310)의 타단부(+Y축 방향)에 구비될 수 있다.The
본 실시예의 경우, 상기 냉각 유로(350)의 냉각 유체 순환 시, 상기 냉각 유체 공급 포트(374)로부터 공급된 냉각 유체가 상기 버스바 어셈블리(200) 가까이에 배치되는 상기 어퍼 유로(352)로 우선적으로 공급된 후 상기 연결 유로(356), 상기 로어 유로(354)를 거쳐 상기 냉각 유체 배출 포트(376) 측으로 유동할 수 있다.In the case of this embodiment, when the cooling fluid circulates in the cooling passage 350, the cooling fluid supplied from the cooling
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(1) 내에서 상대적으로 더 높은 온도 분포를 갖는 상기 버스바 어셈블리(200) 근처 영역에 차가운 냉각 유체가 우선적으로 공급되기에, 상기 배터리 셀들(100)의 냉각 성능이 현저히 향상될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, cold cooling fluid is preferentially supplied to the area near the
상기 냉각 유체 유출입부(370)는, 상기 냉각 튜브(310)의 상기 냉각 유로(350)와 연통되게 상기 냉각 튜브(310)와 연결될 수 있다. 이러한 상기 냉각 유체 유출입부(370)는, 후술하는 사이드 스트럭처 유닛(400) 외부에 노출되어 외부 냉각 라인과 연통되게 연결될 수 있다.The cooling fluid inflow and
상기 냉각 유체 유출입부(370)는, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 측면 일측(-Y축 방향)에 구비될 수 있다. 상기 냉각 유체 유출입부(370)와 연결되는 상기 냉각 튜브(310)는, 상기 냉각 유체 유출입부(370)로부터 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)에서 상기 배터리 팩(1)의 측면 타측(+Y축 방향)을 향해 소정 길이로 형성될 수 있다.The cooling fluid inflow and
상기 냉각 유체 유출입부(370)는, 유출입부 바디(371, 372), 냉각 유체 공급 포트(374) 및 냉각 유체 배출 포트(376)를 포함할 수 있다.The cooling fluid inlet/
상기 유출입부 바디(371, 372)는, 상기 냉각 튜브(310)의 일단부(-Y축 방향)와 연결될 수 있다. 이러한 상기 유출입부 바디(371, 372)는, 공급 포트 바디(371) 및 배출 포트 바디(372)를 포함할 수 있다.The inlet and
상기 공급 포트 바디(371)는, 상기 냉각 튜브(310)의 일측 단부(-Y축 방향)를 커버하며, 후술하는 배출 포트 바디(372)와 결합될 수 있다. 이러한 상기 공급 포트 바디(371)에는, 후술하는 냉각 유체 공급 포트(374)가 관통되는 공급 포트 관통홀(371a)이 형성될 수 있다. 후술하는 냉각 유체 공급 포트(374)는, 상기 공급 포트 관통홀(371a)을 관통하여 상기 냉각 유체 안내부(318)를 통해 후술하는 어퍼 유로(352)와 연통될 수 있다. 구체적으로, 후술하는 냉각 유체 공급 포트(374)는, 상기 냉각 튜브(310)의 상기 냉각 유체 안내부(318) 중 상측(+Z축 방향)에 위치한 냉각 유체 안내부(318)를 통해 후술하는 어퍼 유로(352)와 연통될 수 있다.The
상기 배출 포트 바디(372)는, 상기 냉각 튜브(310)의 일측 단부(-Y축 방향)을 사이에 두고 상기 공급 포트 바디(371)의 반대편에서 상기 공급 포트 바디(371)와 결합되어 상기 냉각 튜브(310)의 일측 단부(-Y축 방향)를 커버할 수 있다. 여기서, 상기 배출 포트 바디(372)와 상기 공급 포트 바디(371)는, 프레스 헤밍(Press Hemming)을 통해 상호 조립될 수 있다.The
이러한 상기 배출 포트 바디(372)에는, 후술하는 냉각 유체 배출 포트(376)가 관통되는 배출 포트 관통홀(372a)이 형성될 수 있다. 후술하는 냉각 유체 배출 포트(376)는, 상기 배출 포트 관통홀(372a)을 관통하여 상기 냉각 유체 안내부(318)를 통해 후술하는 로어 유로(354)와 연통될 수 있다. 구체적으로, 후술하는 냉각 유체 배출 포트(376)는, 상기 냉각 튜브(310)의 냉각 유체 안내부(318) 중 하측(-Z축 방향)에 위치한 냉각 유체 안내부(318)를 통해 후술하는 로어 유로(354)와 연통될 수 있다.A discharge port through-
상기 냉각 유체 공급 포트(374)는, 상기 유출입부 바디(371, 372)의 상기 공급 포트 바디(371)에 구비되며, 상기 어퍼 유로(352)와 연통되게 연결될 수 있다. 여기서, 상기 냉각 유체 공급 포트(374)는, 상기 공급 포트 바디(371)에 코킹(cauking) 결합될 수 있다. 이러한 상기 냉각 유체 공급 포트(374)는 상기 외부 냉각 라인과 연통되게 연결될 수 있다.The cooling
상기 냉각 유체 배출 포트(376)는, 상기 유출입부 바디(371, 372)의 상기 배출 포트 바디(372)에 구비되며, 상기 로어 유로(374)와 연통되게 연결될 수 있다. 여기서, 상기 냉각 유체 배출 포트(376)는, 상기 배출 포트 바디(372)에 코킹 결합될 수 있다. 이러한 상기 냉각 유체 배출 포트(376)는, 상기 냉각 유체 공급 포트(374)와 소정 거리 이격 배치되며, 상기 외부 냉각 라인과 연통되게 연결될 수 있다.The cooling
다시 도 2를 참조하면, 상기 배터리 팩(1)은, 사이드 스트럭처 유닛(400)을 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 2, the
상기 사이드 스트럭처 유닛(400)은, 플라스틱 레진 재질로 구비되고, 상기 배터리 셀들(100)을 지지하며, 상기 배터리 셀들(100)의 강성을 확보함과 아울러 상기 배터리 팩(1)의 측면 외관을 형성할 수 있다.The
이하, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)에 대해 하기 관련 도면들을 통해 보다 구체적으로 살펴 본다.Hereinafter, the
도 16은 도 2의 배터리 팩의 사이드 스트럭처 유닛을 설명하기 위한 도면이며, 도 17은 도 16의 사이드 스트럭처 유닛의 메인 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 16 is a diagram for explaining the side structure unit of the battery pack of FIG. 2, and FIG. 17 is a diagram for explaining the main plate of the side structure unit of FIG. 16.
도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)은, 상기 배터리 셀들(100)의 지지하고, 상기 배터리 셀들(100)의 강성을 확보하면서, 상기 배터리 팩(1, 도 2 참조)의 측면 외측을 형성하여 배터리 팩(1, 도 2 참조)의 외관을 형성하는 팩 케이스로서 기능할 수 있다.16 and 17, the
이러한 상기 사이드 스트럭처 유닛 유닛(400)은, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 소정 길이로 형성되며, 상기 배터리 셀들(100)을 수용하여 지지할 수 있다.The
상기 사이드 스트럭처 유닛(400)은, 메인 플레이트(410) 및 엔드 플레이트(450)를 포함할 수 있다.The
상기 메인 플레이트(410)는, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 소정 길이로 형성되며, 상기 배터리 셀들(100)을 상기 배터리 팩(1)의 폭 방향(X축 방향)에서 2열로 배치되게끔 수용할 수 있다. 이러한 상기 메인 플레이트(410)는, 복수 개로 구비되며, 상기 배터리 팩(1)의 폭 방향(X축 방향)을 따라 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.The
이러한 상기 복수 개의 메인 플레이트(410)는, 상기 배터리 셀들(100) 및 상기 쿨링 유닛(300)의 강성을 확보함과 아울러 상기 배터리 팩(1, 도 2 참조) 내에서 소정 공간을 차지하여 후술하는 충진부재(500)의 주입량을 줄일 수 있다. 후술하는 실리콘 레진으로 구비되는 충진부재(500)의 경우, 상대적으로 높은 원가를 가지는데, 상기 복수 개의 메인 플레이트들(410)를 통해 실리콘 레진의 주입양을 저감하여 상기 배터리 팩(1)의 제조 시 원가 경쟁력을 보다 더 확보할 수 있다.The plurality of
상기 복수 개의 메인 플레이트(410)는, 각각, 제1 셀 수용부(411), 제2 셀 수용부(412), 인터 윙(413), 바텀 리브(415), 버스바 가이드 돌기(416), 쿨링 유닛 삽입홈(417) 및 가이드 턱(418)을 포함할 수 있다.The plurality of
상기 제1 셀 수용부(411)는, 상기 메인 플레이트(410)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 상기 메인 플레이트(410)의 전방(+X축 방향)에 마련될 수 있다. 이러한 상기 제1 셀 수용부(411)는, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)에 배치되는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 셀 수용부(411)는, 상기 메인 플레이트(410)의 전방(+X축 방향)에 복수 개로 구비될 수 있다.The first
상기 복수 개의 제1 셀 수용부(411)는, 각각, 상기 배터리 셀(100)의 외면에 대응되는 오목한 형상으로 구비되며, 상기 배터리 셀(100)의 외측면을 적어도 부분적으로 감쌀 수 있다.The plurality of first
상기 제2 셀 수용부(412)는, 상기 메인 플레이트(410)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 상기 메인 플레이트(410)의 후방(-X축 방향)에 마련될 수 있다. 이러한 상기 제2 셀 수용부(412)는, 상기 배터리 팩(1)의 길이 방향(Y축 방향)에 배치되는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 제2 셀 수용부(412)는, 상기 메인 플레이트(410)의 후방(-X축 방향)에 복수 개로 구비될 수 있다.The second
상기 복수 개의 제2 셀 수용부(412)는, 각각, 상기 배터리 셀(100)의 외면에 대응되는 오목한 형상으로 구비되며, 상기 배터리 셀(100)의 외측면을 적어도 부분적으로 감쌀 수 있다.The plurality of second
이러한 상기 복수 개의 제2 셀 수용부(412)는, 상기 원통형 이차 전지로 구비되는 배터리 셀들(100)을 최대한 수용할 수 있게 상기 메인 플레이트(410)의 전후 방향(X축 방향)에서 상기 복수 개의 제1 수용부(411)와 엇갈리게 배치될 수 있다.The plurality of second
상기 인터 윙(413)은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 제1 및 제2 수용부들(411, 412) 사이를 구획할 수 있게 상기 메인 플레이트(410)의 폭 방향(X축 방향)을 따라 돌출 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 인터 윙들(413)은, 상기 메인 플레이트(410)의 폭 방향(X축 방향)을 따른 전방(+X축 방향) 및 후방(-X축 방향) 모두에 형성될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 복수 개의 인터 윙들(413) 중 상기 메인 플레이트(410)의 전방(+축 방향)으로 돌출된 인터 윙들(413)은, 상기 복수 개의 제1 셀 수용부들(411)을 구획하며, 상기 복수 개의 인터 윙들(413) 중 상기 메인 플레이트(410)의 후방(-축 방향)으로 돌출된 인터 윙들(413)은, 상기 복수 개의 제2 셀 수용부들(412)을 구획할 수 있다.The
상기 바텀 리브(415)는, 상기 메인 플레이트(410)의 저부에 구비되며, 상기 배터리 셀들(100)의 상기 메인 플레이트(410) 수용 시, 상기 배터리 셀들(100)의 저부를 지지할 수 있다.The
이러한 상기 바텀 리브(415)는, 상기 배터리 셀들(100)의 상기 메인 플레이트(410) 수용 시, 상기 배터리 셀들(100)의 저부보다 더 하방(-Z축 방향)으로 돌출되게 형성될 수 있다.The
상기 버스바 가이드 돌기(416)는, 상기 버스바 어셈블리(200)의 조립 시, 상기 연결 버스바 유닛(230)의 고정을 위한 것으로서, 상기 메인 플레이트(410)의 상면에 구비되며, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 버스바 고정홀(416)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.The bus
상기 복수 개의 버스바 가이드 돌기(416)는, 상기 버스바 어셈블리(200)의 조립 시, 상기 버스바 커버(240)의 상기 가이드 홀(246)에 삽입되어, 상기 연결 버스바 유닛(230)의 정위치 배치를 가이드 할 수 있다. 상기 연결 버스바 유닛(230)은 상기 복수 개의 버스바 가이드 돌기(416)에 삽입되거나 또는 결합되어 고정되므로, 상기 버스바 어셈블리(200)의 전기적 연결을 위한 용접 공정 등을 보다 더 안정적으로 진행할 수 있으며, 상기 용접 공정 시의 용접 품질을 보다 더 높일 수 있다.The plurality of bus bar guide
상기 쿨링 유닛 삽입홈(417)은, 상기 쿨링 유닛(300)의 단부를 수용하기 위한 것으로서, 상기 메인 플레이트(410)의 길이 방향(Y축 방향) 단부에 마련될 수 있다. 상기 쿨링 유닛(300)의 단부는, 상기 메인 플레이트들(410)의 결합 시, 상기 쿨링 유닛 삽입홈(417) 내에 배치되어 보다 더 안정적으로 고정될 수 있다.The cooling
상기 가이드 턱(418)은, 상기 메인 플레이트(410)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양측 상단부에 소정 높이로 돌출되게 구비될 수 있다. 이러한 상기 가이드 턱(418)은, 상기 메인 플레이트들(410) 및 후술하는 엔드 플레이트(450)의 결합에 따른 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)의 조립 완료 시, 후술하는 엔드 플레이트(450)의 엔드 가이드 턱(458)과 함께 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)의 테두리를 형성할 수 있다.The
상기 엔드 플레이트(450)는, 한 쌍으로 구비되며, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)의 폭 방향(X축 방향)에 따른 최외곽 양측에 구비될 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 엔드 플레이트(450)는, 맞은 편에 배치되는 메인 플레이트(410)와 함께 상기 배터리 셀들(100)을 수용하여 지지할 수 있다.The
상기 한 쌍의 엔드 플레이트(450)에는, 터미널 홀(456) 및 엔드 가이드 턱(458)이 구비될 수 있다.The pair of
상기 터미널 홀(456)은, 상기 커넥터 터미널(290)을 수용하기 위한 것으로서, 상기 엔드 플레이트(450)의 단부 일측에 마련될 수 있다.The
상기 엔드 가이드 턱(458)은, 상기 엔드 플레이트(450)의 상단 테두리를 따라 형성되며, 상기 가이드 턱(418)과 동일한 높이로 돌출되게 구비될 수 있다. 이러한 상기 엔드 가이드 턱(458)은, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)의 조립 완료 시, 상기 메인 플레이트들(410)의 가이드 턱(418)과 함께 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)의 테두리를 형성할 수 있다.The
이하에서는, 이러한 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)을 통한 상기 배터리 셀들(100)과 상기 쿨링 유닛들(300)의 결합 구조에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.Below, we will look at the coupling structure of the
도 18 및 도 19는 도 16의 사이드 스트럭처 유닛을 통한 배터리 셀들과 쿨링 유닛들의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 18 and 19 are diagrams for explaining the combined structure of battery cells and cooling units through the side structure unit of FIG. 16.
도 18 및 도 19를 참조하면, 먼저, 상기 배터리 셀들(100) 중, 상기 배터리 팩(1, 도 2 참조)의 폭 방향(X축 방향)을 따라 전후 2열로 배치된 배터리 셀들(100) 사이에 상기 쿨링 유닛(300)의 냉각 튜브(310)가 끼워질 수 있다. 이러한 냉각 튜브(310)가 끼워진 배터리 셀들(100)의 전후 방향(X축 방향)에서 사이드 스트럭처 유닛(400)이 마주 하는 배터리 셀들(100)을 수용할 수 있다.Referring to FIGS. 18 and 19, first, among the
구체적으로, 상기 배터리 팩(1, 도 2 참조)의 폭 방향(X축 방향)에서, 최외곽에 배치되는 엔드 플레이트(450), 배터리 셀들(100), 냉각 튜브(310), 배터리 셀들(100), 메인 플레이트(410)가 배치되며, 다시, 배터리 셀들(100), 냉각 튜브(310), 배터리 셀들(100), 메인 플레이트(410) 순서로 배치되면서 결합될 수 있다. 이후, 상기 배터리 팩(1, 도 2 참조)의 폭 방향(X축 방향)에서, 반대편측 최외곽에 배치되는 엔드 플레이트(450)가 최종적으로 배치되면서 결합되어 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)의 결합을 완성하면서 상기 사이드 스트럭처 유닛(400) 내에 상기 배터리 셀들(100) 및 상기 쿨링 유닛들(300)이 수용될 수 있다.Specifically, in the width direction (X-axis direction) of the battery pack (1, see FIG. 2), the
여기서, 상기 쿨링 유닛(300)의 양 단부는, 상기 메인 플레이트들(410)의 결합 및 상기 메인 플레이트(410)와 상기 엔드 플레이트(450)의 결합 시 상기 쿨링 유닛 삽입홈(417) 내에 삽입되어 상기 쿨링 유닛(300)과의 간섭을 방지하면서 상기 쿨링 유닛(300)을 보다 더 안정적으로 고정될 수 있다.Here, both ends of the
한편, 상기 쿨링 유닛들(300)의 일단부에 구비되는 냉각 유체 유출입부(370)는 외부 냉각 라인 등과의 연결을 위해 상기 사이드 스트럭처 유닛(400) 밖으로 돌출되게 배치될 수 있다.Meanwhile, the cooling fluid inflow and
본 실시예에 따른 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)은, 이러한 상기 메인 플레이트들(410) 및 상기 엔드 플레이트들(450) 상호 간의 결합을 통해, 상기 배터리 셀들(100) 및 상기 쿨링 유닛들(300)을 수용하면서 상기 배터리 팩(1, 도 2 참조)의 측면 외곽 구조를 형성할 수 있다. 즉, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)은, 상기 배터리 팩(1)의 외관을 형성하는 팩 케이스로 기능할 수 있다.The
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1, 도 1 참조)은, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)을 통해 별도의 추가적인 팩 케이스나 팩 하우징 구조물을 생략할 수 있어, 제조 비용을 낮춤과 아울러 상기 배터리 팩(1)의 전체 사이즈를 줄이면서 에너지 밀도를 보다 더 높일 수 있다.Accordingly, the battery pack (1, see FIG. 1) according to this embodiment can omit a separate additional pack case or pack housing structure through the
다시 도 2를 참조하면, 상기 충진부재(500)는, 상기 배터리 팩(1)의 높이 방향(Z축 방향)에서, 상기 쿨링 유닛(300)과 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이 공간에 채워질 수 있다. 한편, 도 2에서, 상기 충진부재(500)가 육면체 형상의 점선으로 표시된 것은 이해의 편의를 위한 것으로서, 상기 충진부재(500)는, 상기 쿨링 유닛(300)과 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이 공간에 모두 채워질 수 있다.Referring again to FIG. 2, the filling
이러한 상기 충진부재(500)는, 상기 배터리 팩(1, 도 2 참조)의 상측 및 하측을 커버하여 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)과 함께 상기 배터리 팩(1)의 팩 케이스 구조를 형성할 수 있다.The filling
또한, 상기 충진부재(500)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 보다 더 안정적으로 고정함과 아울러 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 열분산 효율을 높여 상기 배터리 셀들(100)의 냉각 성능을 보다 더 높일 수 있다.In addition, the filling
아울러, 상기 충진부재(500)는, 상기 배터리 셀들(100) 측으로의 수분이나 이물질 등의 침투를 방지하며, 상기 배터리 셀들(100)의 이상에 따른 열 이벤트 상황 발생 시 연쇄 발화를 방지하고, 상기 배터리 팩(10)의 구조적 강성을 높일 수 있다.In addition, the filling
이러한 상기 충진부재(500)는, 포팅 레진으로 구비될 수 있다. 상기 포팅 레진은, 묽은 상태의 레진 물질을 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 측으로 주입하여 경화됨으로써 형성될 수 있다. 여기서, 상기 레진 물질의 주입은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 열 손상을 방지하기 위한 대략 섭씨 15도 내지 25도 정도의 상온 상태에서 수행될 수 있다.The filling
구체적으로, 상기 충진부재(500)은, 실리콘 레진으로 구비될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 충진부재(500)은, 상기 실리콘 레진 이외에도 상기 배터리 셀들(100)의 고정 및 열분산 효율을 향상시킬 수 있는 기타 다른 레진 물질로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.Specifically, the filling
상기 충진부재(500)는, 기 설정된 소정의 점도를 가지며, 적어도 두 개의 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 충진부재(500)는, 소정의 레진과 비드를 기 설정된 비율로 믹싱하여 마련될 수 있다. 상기 충진부재(500)는, 상기 비드의 믹싱을 통해 상기 포팅 레진의 원가를 절감하고, 믹싱 비율에 따라 상기 충진부재(500)의 점도 등의 물성을 조절할 수 있다.The filling
상기 충진부재(500)는 비드로서, 글라스 버블(Glass bubble)을 포함할 수 있다. 상기 글라스 버블은 상기 충진부재(500)의 비중을 낮춰 무게에 대한 에너지 밀도를 높일 수 있다. 한편, 상기 충진부재(500)는, 주제와 경화제를 믹싱하였을 때, 대략 250cP의 점도를 가질 수 있으며, 상기 글라스 버블을 100 : 60(레진: 글라스 버블)으로 믹싱하였을 때, 대략 1590cP의 점도를 가질 수 있다. 상기 충진부재(500)의 글라스 버블과의 믹싱과 관련해서는 하기 관련 설명에서 보다 자세히 살펴 본다.The filling
이러한 상기 충진부재(500)는 상기 배터리 셀들(100)의 상기 냉각 튜브(310)과 접촉되지 않는 부분을 커버함에 따라, 상기 배터리 셀들(100)의 열 평형을 가이드 하여, 상기 배터리 셀들(100)의 냉각 편차를 막아 상기 배터리 셀들(100)의 국부적인 퇴화를 막을 수 있다. 또한, 배터리 셀들(100)의 국부적인 퇴화 방지를 통해 상기 배터리 셀들(100)의 안전성 또한 현저히 향상될 수 있다.The filling
또한, 상기 충진부재(500)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 특정 배터리 셀(100)에서 이상 상황에 따른 파손 등의 발생 시, 인접한 배터리 셀들(100) 측으로의 통전을 막는 절연 역할을 수행할 수 있다.In addition, the filling
상기 충진부재(500)는, 상기 배터리 셀들(100) 이외에도 상기 버스바 어셈블리(200)에도 채워질 수 있다. 구체적으로, 상기 충진부재(500)은, 상기 버스바 어셈블리(200)의 상측을 덮을 수 있게 상기 버스바 어셈블리(200)에 채워질 수 있다.The filling
여기서, 상기 충진부재(500)는, 상기 배터리 셀들(100)의 상하 방향(Z축 방향)에서, 상기 버스바 어셈블리(200)와 상기 배터리 셀들(100) 사이에 단절 공간이나 이격 공간 없이 상기 버스바 어셈블리(200)와 상기 배터리 셀들(100) 사이에 연속적으로 채워질 수 있다.Here, the filling
이와 같이, 본 실시예에 따른 상기 충진부재(500)는, 상기 배터리 셀들(100)과 상기 버스바 어셈블리(200)에 단절 없이 연속적으로 채워지므로, 상기 배터리 셀들(100)과 상기 버스바 어셈블리(200) 사이 영역에서 열분산 편차 발생 없이 고른 열분산을 구현하여, 상기 배터리 팩(1)의 냉각 성능을 현저히 높일 수 있다.In this way, the filling
아울러, 상기 충진부재(500)는, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)의 측면 외측을 제외한 부분에도 채워질 수 있다. 여기서, 상기 충진부재(500)는, 상기 배터리 셀들(100)과 상기 버스바 어셈블리(200) 및 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)에 단절 없이 연속적으로 채워질 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 팩(1)의 냉각 성능이 보다 더 향상될 수 있다.In addition, the filling
또한, 상기 충진부재(500)는, 높은 비열 성능을 갖는 재질을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 충진부재(500)는 열용량(Thermal mass)을 증가시켜 상기 배터리 셀들(100)의 급속 충방전 등과 같은 상황에서도 상기 배터리 셀들(100)의 온도 상승을 지연하여 상기 배터리 셀들(100)의 급격한 온도 상승을 방지할 수 있다.Additionally, the filling
또한, 상기 충진부재(500)는 높은 내열 성능을 갖는 재질을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 충진부재(500)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 특정 배터리 셀(100)에서 과열 등에 따른 열적 이벤트 발생 시, 인접한 배터리 셀들 측으로의 열 폭주를 효과적으로 방지할 수 있다.Additionally, the filling
또한, 상기 충진부재(500)는 높은 난연 성능을 갖는 재질을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 충진부재(500)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 특정 배터리 셀(100)에서 과열 등에 따른 열적 이벤트 발생 시, 화재 발생 위험을 최소화할 수 있다.Additionally, the filling
이하에서는, 이러한 상기 충진부재(500)의 주입을 통한 팩 케이스 구조 형성에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.Below, we will look at the formation of the pack case structure through injection of the filling
도 20 내지 도 22는 도 2의 배터리 팩의 충진부재 주입을 통한 팩 케이스 구조 형성을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 20 to 22 are diagrams for explaining the formation of a pack case structure through injection of a filling member of the battery pack of FIG. 2.
도 20 내지 도 22를 참조하면, 상기 제조자 등은, 레진 주입 장치(I)를 통해 상기 레진과 글라스 버블을 믹싱한 상기 충진부재(500)를 주입 및 도포하여 상기 레진 물질로 구비되는 상기 충진부재(500)를 통해, 상기 배터리 팩(1, 도 2 참조)의 상측 및 하측 부분의 팩 케이스 구조를 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 충진부재(500)는, 상기 배터리 팩(1)의 상측(+Z축 방향)에서 상기 버스바 어셈블리(200)의 상측을 커버하며, 상기 배터리 팩(1)의 하측(-Z축 방향)에서 상기 배터리 셀들(100)의 저부를 커버하면서 상기 바텀 리브(415)의 돌출 높이(h4)까지 채워질 수 있다. 여기서, 상기 바텀 리브(415)의 돌출 높이(h4)는, 상기 충진부재(500)의 주입량을 고려한 소정 높이로 설계될 수 있다.Referring to FIGS. 20 to 22, the manufacturer, etc. inject and apply the filling
상기 레진 주입 장치(I)을 통한 상기 충진부재(500)의 주입 및 도포 공정 시, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400) 저부에는, 상기 충진부재(500) 주입 시 하측(-Z축 방향)으로의 레진 유출을 방지할 수 있게 주입 가이더(S)가 구비될 수 있다. 상기 주입 가이더(S)는, 상기 충진부재(500) 경화 이후 용이한 탈착을 위해 테프론 재질 등으로 구비될 수 있다.During the injection and application process of the filling
한편, 상기 충진부재(500)의 주입 및 도포 공정 시, 제조 효율을 높일 수 있게 제조 원가를 낮추면서 제조 시간을 보다 더 줄이며, 주입되는 상기 충진부재(500)의 효과를 보다 더 높이는 것이 중요하다.Meanwhile, during the injection and application process of the filling
제조 원가를 낮추면서 제조 시간을 줄이기 위해서는, 상기 충진부재(500)가 보다 더 빨리 주입되는 것이 요구된다. 상기 충진부재(500)의 주입 속도는, 상기 충진부재(500)의 점도, 상기 배터리 셀들(100)을 수용하는 사이드 스트럭처 유닛(400) 구조 및 상기 레진 주입 장치(I)의 토출 유량 등에 의해 결정될 수 있다.In order to reduce manufacturing costs and reduce manufacturing time, it is required that the filling
여기서, 상기 충진부재(500)의 점도와 관련하여, 상기 충진부재(500) 주입 시, 저점도 레진이 주입될 수 있다. 레진의 충진 속도는 점도가 증가함에 따라 느려지기 때문에, 제조 효율을 높이기 위해, 특정 속도 이상으로 충진이 가능한 저점도 레진이 적용될 수 있다.Here, in relation to the viscosity of the filling
예를 들어, 만약, 상기 충진부재(500)의 충진양이 600ml이며, 목표 공정 시간이 100sec라면, 상기 충진부재(500)는 6ml/sec의 유량 조건으로 충진되어야 한다. 이를 고려할 때, 상기 충진부재(500)의 주입 시 저점도 레진의 주입이 중요하며, 본 실시예에서, 상기 충진부재(500)는, 2000cP 이하의 점도를 갖도록 마련될 수 있다.For example, if the filling amount of the filling
아울러, 상기 충진부재(500)는, 상기 포팅 레진의 원가를 절감하고 상기 점도 등의 물성을 조절하기 위해 앞서 살펴 본 바와 같이, 상기 글라스 버블이 믹싱될 수 있다.In addition, the filling
도 23은 도 2의 배터리 팩의 충진부재의 믹싱 비율에 따른 점도 및 제조 원가를 나타내는 테스트 결과에 대한 그래프이다.FIG. 23 is a graph of test results showing viscosity and manufacturing cost according to the mixing ratio of the filling member of the battery pack of FIG. 2.
도 23을 참조하면, 충진부재(500)는, 최적의 점도 및 제조 원가 등을 모두 고려한 비율로 믹싱될 수 있다. 도 23은 하기 표 1의 결과를 개략적으로 나타낸다.Referring to FIG. 23, the filling
상기 도 23 및 하기 표 1에서, 테스트는, 글라스 버블, 즉, 비드의 함량 비율을 레진 : 비드 = 100 : X(%)로서, X를 0부터 80까지 10 단위로 진행하였다. 테스트에서 점도계는 LV 타입으로서, 스핀들 63번으로 하여 RPM은 12RPM으로 세팅하였다.In FIG. 23 and Table 1 below, the test was conducted with the content ratio of glass bubbles, that is, beads, as resin : bead = 100 : In the test, the viscometer was of the LV type, spindle number 63 was used, and the RPM was set to 12RPM.
시험 방법을 살펴 보면, 먼저, A제와 B제에 정해진 질량만큼 각각 용기에 이동시킨다. 이후, A제, B제에 비드 질량을 측정하여 각각의 용기에 투하 후 믹스한다. 이후, A제, B제를 100ml 용기에 옮긴 후 교반기를 통해 1000RPM으로 10분간 믹싱하여, 점도계로 믹싱된 레진의 점도를 측정한다.Looking at the test method, first, the specified masses of agent A and agent B are moved into each container. Afterwards, the bead mass of agent A and agent B is measured, added to each container, and mixed. Afterwards, agents A and B were transferred to a 100 ml container and mixed for 10 minutes at 1000 RPM using a stirrer, and the viscosity of the mixed resin was measured using a viscometer.
100: XBead content ratio (%)
100:X
도 23 및 상기 표 1의 결과에 나타난 바와 같이, 시험 결과, 비드 함량이 증가함에 따라, 점도가 상승하며 원가가 절감됨을 알 수 있다. 앞서 살펴 본 바와 같이, 충진부재(500)의 점도는 2000cP 이하의 점도가 바람직하므로, 본 실시예에서, 레진과 비드(글라스 버블)의 믹싱 비율은, 100 : 60 (레진 : 글라스 버블)으로 마련될 수 있다 결국, 본 실시예에서, 상기 충진부재(500)는, 레진과 글라스 버블의 비율을 100:60으로 하여 믹싱되어 약 1590cP의 점도를 가질 수 있다.예로써, 본 실시예에서, 24S 4P 기준으로 필요 레진 주입량이 3.5L일 때, 배터리 셀들(100), 쿨링 유닛(300) 및 사이드 스트럭처 유닛(400) 사이의 레진 유동 면적이 약 20,000mm2일 때, 앞서 살펴 본 바와 같이, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)의 상기 개구 공간의 총 면적은, 상기 레진 유동 면적 이상으로 설계될 수 있다. 즉, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)의 상기 개구 공간의 총 면적은, 20,000mm2보다 큰 면적을 갖도록 형성될 수 있다.이상의 조건에서, 상기 충진부재(500)의 점도가 1590cP이며, 상기 충진부재(500)의 레진과 글라스 버블의 믹싱 비율이 100 : 60인 상기 충진부재(500)를 0.37LPM의 레진 주입 유량으로 주입하면, 상기 주입 시 지연되는 시간 발생 없이 약 9분 30초의 충진부재(500)의 지속적인 주입으로 필요 레진 주입량인 3.5L까지 상기 충진부재(500)를 주입할 수 있다.As shown in Figure 23 and the results in Table 1 above, the test results show that as the bead content increases, the viscosity increases and the cost is reduced. As seen above, the viscosity of the filling
이처럼, 본 실시예에서는, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)의 상기 개구 공간의 총 면적을 상기 레진 유동 면적보다 크게 형성함과 아울러 저점도의 믹싱된 충진부재(500)를 주입함에 따라, 상기 충진부재(500)의 주입 시, 충진부재(500)의 주입 지연이 발생하지 않아, 목표 공정 시간 내에 원하는 양을 충진부재(500)를 효과적으로 주입할 수 있다.As such, in this embodiment, the total area of the opening space of the filling member injection holes 242 and 244 is made larger than the resin flow area, and the low-viscosity mixed filling
한편, 상기 충진부재(500)의 주입 및 도포 공정 시, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)은, 상기 주입 가이더(S)와 함께 상기 배터리 셀들(100) 및 상기 쿨링 유닛(300)을 지지하면서 상기 레진 유출을 방지하는 거푸집 역할을 수행할 수 있다.Meanwhile, during the injection and application process of the filling
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)을 통해, 상기 상기 충진부재(500)의 주입 및 도포 공정 시, 상기 측면 방향에서의 추가적인 주입 가이더 지그 구조가 요구되지 않아, 제조 비용을 저감하면서 작업 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.Accordingly, in this embodiment, during the injection and application process of the filling
아울러, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)은, 상기 연결 버스바 유닛(230)에 삽입되는 상기 버스바 가이드 돌기(416)를 통해 상기 연결 버스바 유닛(230)의 정위치 배치를 가이드하므로, 상기 충진부재(500) 주입 시 야기될 수 있는 상기 연결 버스바 유닛(230)의 틀어짐이나 위치 어긋남 등을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)의 상면 테두리에 형성되는 가이드 턱(418) 및 엔드 가이드 턱(458)을 통해, 상기 충진부재(500)의 주입 시, 상기 충진부재(500)의 주입 정확도를 높여 상기 버스바 어셈블리(200)를 보다 확실히 커버할 수 있게 상기 충진부재(500)를 주입하기 용이하며, 상기 충진부재(500) 넘침 또한 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, when the filling
여기서, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)은, 인터커넥션 보드(260), 커넥터 터미널(290) 및 냉각 유체 유출입부(370)와 같은 외부 장치 등과 연결되는 부품 등을 외부로 노출시키는 바, 상기 충진부재(500)의 주입이나 도포 시 이들 구성 부품 등과의 간섭 등의 문제도 발생하지 않을 수 있다.Here, the
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400) 및 상기 충진부재(500)를 통해, 상기 배터리 팩(1, 도 1 참조)의 팩 케이스 구조를 형성하는 바, 종래와 같이 복수 개의 플레이트들의 복잡한 조립체로서 팩 케이스 구조를 형성할 때보다, 상기 배터리 팩(1)의 조립 공정을 간편화할 수 있으며, 제조 비용을 현저히 낮춰 원가 경쟁력 또한 확보할 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the pack case structure of the battery pack (1, see FIG. 1) is formed through the
아울러, 본 실시예에서는, 상기 사이드 스트럭처 유닛(400) 및 상기 충진부재(500)로 마련되는 팩 케이스 구조를 통해, 종래 복수 개의 플레이트들의 조립체로 구성되는 셀 프레임 구조로 마련되는 팩 케이스 구조와 대비하여, 전체 배터리 팩(1)의 사이즈를 줄일 수 있어 에너지 밀도 또한 현저히 높일 수 있다.In addition, in this embodiment, the pack case structure provided by the
이와 같은 본 발명의 실시 구성에 따른 상기 사이드 스트럭처 유닛(400) 및 상기 충진부재(500)로 마련되는 팩 케이스 구조를 갖는 상기 배터리 팩(1)의 제조 방법을 개략적으로 살펴 보면 다음과 같다.A method of manufacturing the
상기 배터리 팩(1)의 제조 시, 제조자 등은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이에 상기 쿨링 유닛(300)을 배치시키고 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)을 통해 상기 배터리 셀들(100)과 상기 쿨링 유닛(300)을 수용할 수 있게 정렬할 수 있다. 그리고, 상기 제조자 등은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상측에서 충진부재 주입홀(242, 244)이 형성된 버스바 어셈블리(200)의 충진부재 주입홀(242, 244)의 개구 공간 내에서 배터리 셀들(100)을 전기적으로 연결할 수 있다. 다음으로서, 상기 제조자 등은, 상기 충진부재 주입홀(242, 244)의 개구 공간을 통해 상기 배터리 셀들(100)의 상하 방향(Z축 방향)을 따라 상기 배터리 셀들(100)의 상측(+Z축 방향)에서 하측(-Z축 방향)으로 상기 충진부재(500)를 주입 및 도포할 수 있다.When manufacturing the
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.Figure 24 is a diagram for explaining a car according to an embodiment of the present invention.
도 24를 참조하면, 자동차(V)는, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차로 구비될 수 있으며, 에너지원으로서, 앞선 실시예의 적어도 하나의 배터리 팩(1)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 24, the vehicle V may be an electric vehicle or a hybrid vehicle, and may include at least one
본 실시예의 경우, 전술한 상기 배터리 팩(1)이 높은 에너지 밀도를 갖는 컴팩트한 구조로 구비되는 바, 상기 자동차(V)에 장착 시, 복수 개의 배터리 팩(1)들의 모듈화 구조 구현이 용이하며, 상기 자동차(V)의 다양한 내부 공간 형상에서도 상대적으로 높은 장착 자유도를 확보할 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 상기 적어도 하나의 배터리 팩(1)은, 모듈화 구조 구현이 용이하며 높은 장착 자유도를 갖는 배터리 팩 케이스 구조체로 마련될 수 있다.In the case of this embodiment, the above-described
또한, 상기 자동차의 전방이나 후방 충돌 시 상기 사이드 스트럭처 유닛(400)이 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 보호할 수 있게, 상기 적어도 하나의 배터리 팩(1)의 길이 방향은 상기 자동차의 길이 방향에 수직으로 배열될 수 있다.In addition, the longitudinal direction of the at least one
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 보다 더 간단한 구조로서 에너지 밀도를 높일 수 있는 배터리 팩(1) 및 이를 포함하는 자동차(V)를 제공할 수 있다.According to the various embodiments described above, a
또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 제조 원가 및 제조 시간을 줄여 제조 효율을 높일 수 있는 배터리 팩(1) 및 이를 포함하는 자동차(V)를 제공할 수 있다.In addition, according to the various embodiments described above, it is possible to provide a
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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 이해돼서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and may be used in the technical field to which the invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those with the knowledge, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.
Claims (20)
복수 개의 배터리 셀들;
상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간에 채워지는 충진부재; 및
상기 복수 개의 배터리 셀들과 전기적으로 연결되며, 상기 충진부재 주입을 위한 충진부재 주입홀이 형성된 버스바 어셈블리
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.In the battery pack,
a plurality of battery cells;
A filling member filled in the space between the plurality of battery cells; and
A bus bar assembly electrically connected to the plurality of battery cells and having a filling member injection hole for injecting the filling member.
A battery pack comprising:
상기 버스바 어셈블리는,
상기 충진부재 주입홀의 개구 공간 내에서 상기 배터리 셀들의 양극 및 음극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to paragraph 1,
The busbar assembly is,
A battery pack characterized in that it is electrically connected to the anode and cathode of the battery cells within the opening space of the filling member injection hole.
상기 충진부재 주입홀의 개구 공간은,
상기 배터리 셀들의 양극 및 음극을 모두 노출시킬 수 있게 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to paragraph 2,
The opening space of the filling member injection hole is,
A battery pack characterized in that it is provided so that both the positive and negative electrodes of the battery cells are exposed.
상기 개구 공간의 총 면적은,
상기 충진부재의 주입 시 상기 배터리 셀들 사이로 유동하는 상기 충진부재의 유동 면적보다 크게 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to paragraph 2,
The total area of the opening space is,
A battery pack, characterized in that the flow area of the filling member flowing between the battery cells is provided larger than the flow area of the filling member when the filling member is injected.
상기 충진부재는,
기 설정된 소정의 점도를 가지며, 적어도 두 개의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to paragraph 1,
The filling member is,
A battery pack having a predetermined viscosity and containing at least two substances.
상기 충진부재는,
소정의 레진과 비드를 기 설정된 비율로 믹싱하여 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 5,
The filling member is,
A battery pack characterized in that it is prepared by mixing a predetermined resin and beads at a preset ratio.
상기 소정의 레진은,
실리콘 레진으로 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 5,
The predetermined resin is,
A battery pack characterized in that it is made of silicone resin.
상기 소정의 비드는,
글라스 버블로 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 5,
The predetermined bead is,
A battery pack characterized by being provided with a glass bubble.
상기 버스바 어셈블리는,
상기 복수 개의 배터리 셀들의 일측에 배치되며, 상기 충진부재 주입홀이 형성되는 한 쌍의 버스바 커버; 및
상기 한 쌍의 버스바 커버 사이에 구비되며, 상기 배터리 셀들의 양극 및 음극과 연결되는 서브 버스바를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to paragraph 2,
The busbar assembly is,
a pair of bus bar covers disposed on one side of the plurality of battery cells and on which the filling member injection hole is formed; and
A battery pack comprising a sub-bus bar provided between the pair of bus bar covers and connected to the anode and cathode of the battery cells.
상기 한 쌍의 버스바 커버는,
폴리 이미드 필름으로 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 9,
The pair of bus bar covers,
A battery pack characterized in that it is made of polyimide film.
상기 서브 버스바는,
단일층으로 구비되며, 상기 한 쌍의 버스바 커버 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 9,
The sub bus bar is,
A battery pack provided as a single layer and inserted between the pair of bus bar covers.
상기 서브 버스바는,
상기 한 쌍의 버스바 커버 사이에 삽입되는 버스바 브릿지;
상기 버스바 브릿지로부터 연장되고, 상기 충진부재 주입홀의 개구 공간 내에 노출되며, 상기 배터리 셀들의 양극과 연결되는 양극 연결부; 및
상기 버스바 브릿지로부터 연장되고, 상기 충진부재 주입홀의 개구 공간 내에 노출되며, 상기 배터리 셀들의 음극과 연결되는 음극 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 11,
The sub bus bar is,
A bus bar bridge inserted between the pair of bus bar covers;
an anode connection portion extending from the bus bar bridge, exposed within the opening space of the filling member injection hole, and connected to anodes of the battery cells; and
A battery pack comprising a cathode connection portion extending from the bus bar bridge, exposed within the opening space of the filling member injection hole, and connected to the cathode of the battery cells.
상기 충진부재 주입홀은, 복수 개로 구비되며,
상기 복수 개의 충진부재 주입홀은,
상기 양극 연결부를 노출시키며, 상기 양극 연결부의 크기보다 큰 개구 공간을 갖는 양극 버스바 홀; 및
상기 음극 연결부를 노출시키며, 상기 음극 연결부의 크기보다 큰 개구 공간을 갖는 음극 버스바 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 12,
The filling member injection holes are provided in plural numbers,
The plurality of filling member injection holes are,
an anode bus bar hole exposing the anode connection portion and having an opening space larger than the size of the anode connection portion; and
A battery pack comprising a cathode bus bar hole that exposes the cathode connector and has an opening space larger than the size of the cathode connector.
상기 충진부재 주입홀은, 복수 개로 구비되며,
상기 복수 개의 충진부재 주입홀은, 각각,
하나의 개구 공간 내에서 상기 양극 연결부 및 상기 음극 연결부를 모두 노출시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 12,
The filling member injection holes are provided in plural numbers,
The plurality of filling member injection holes each have,
A battery pack characterized in that both the anode connection part and the cathode connection part are exposed within one opening space.
상기 복수 개의 충진부재 주입홀은, 각각,
상기 양극 연결부 및 상기 음극 연결부를 합한 크기보다 큰 개구 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 14,
The plurality of filling member injection holes each have,
A battery pack characterized in that it has an opening space larger than the combined size of the anode connection portion and the cathode connection portion.
상기 양극 버스바 홀과 상기 음극 버스바 홀은,
상기 버스바 브릿지를 사이에 두고 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to clause 13,
The anode bus bar hole and the cathode bus bar hole are,
A battery pack characterized in that it is arranged oppositely with the bus bar bridge in between.
복수 개의 배터리 셀들 사이에 쿨링 유닛을 배치시키고 사이드 스트럭처 유닛을 통해 배터리 셀들과 쿨링 유닛을 수용할 수 있게 정렬하는 단계;
복수 개의 배터리 셀들의 상측에서 충진부재 주입홀이 형성된 버스바 어셈블리의 충진부재 주입홀의 개구 공간 내에서 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 단계; 및
상기 충진부재 주입홀의 개구 공간을 통해 상기 배터리 셀들의 상하 방향을 따라 상기 배터리 셀들의 상측에서 하측으로 충진부재를 주입 및 도포하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조 방법.In the method of manufacturing a battery pack,
Placing a cooling unit between a plurality of battery cells and aligning the battery cells and the cooling unit through a side structure unit to accommodate the cooling unit;
A step of electrically connecting the battery cells within the opening space of the filling member injection hole of the bus bar assembly where the filling member injection hole is formed on the upper side of the plurality of battery cells; and
Injecting and applying a filling member from the top to the bottom of the battery cells along the vertical direction of the battery cells through the opening space of the filling member injection hole.
A method of manufacturing a battery pack comprising:
상기 충진부재는,
소정의 레진과 비드를 기 설정된 비율로 믹싱하여 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조 방법.According to clause 17,
The filling member is,
A method of manufacturing a battery pack, characterized in that it is prepared by mixing a predetermined resin and beads at a preset ratio.
상기 소정의 레진과 비드의 믹싱 비율은,
100 : 60(레진 : 글라스 버블)으로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조 방법.According to clause 18,
The mixing ratio of the predetermined resin and beads is,
A method of manufacturing a battery pack, characterized in that it is prepared in a ratio of 100:60 (resin: glass bubble).
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---|---|---|---|
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