KR20240048322A - 배터리 셀 카트리지, 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체, 및 이를 포함하는 배터리 팩 조립체 - Google Patents
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Abstract
배터리 셀 카트리지가 개시된다. 배터리 셀 카트리지는 사각 형상을 이루는 제1 프레임부 내지 제4 프레임부를 포함하고, 상기 제1 프레임부 및 제2 프레임부는 가로 방향을 따라 연장되고 서로 소정의 간격을 두고 이격되며, 상기 제1 프레임부는 상측에 위치되고 상기 제2 프레임부는 하측에 위치되며, 상기 제3 프레임부 및 제4 프레임부는 세로 방향을 따라 연장되고 서로 소정의 간격을 두고 이격되며, 상기 제2 프레임부는 일 측에 위치되고 상기 제3 프레임부는 상기 제2 프레임부의 반대측인 타 측에 위치될 수 있다.
Description
본 발명은 배터리 셀 카트리지, 이를 포함하는 배터리 모듈 조립체, 및 이를 포함하는 배터리 팩 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 종래 이차전지로서 니켈 카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있다.
이러한 이차전지는 양극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물, 리튬 복합 산화물 등을 사용하는 중량 대비 높은 출력과 용량의 리튬 이차전지가 크게 각광받고 있다. 일반적으로, 리튬 이차전지는 양극/세퍼레이터/음극의 전극 조립체가 전해질과 함께 밀폐된 용기에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다.
한편, 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터 및 전해질로 이루어지며, 양극 활물질과 음극 활물질을 어떤 것을 사용하느냐에 따라 리튬 이온 전지(Lithium Ion Battery, LIB), 리튬 폴리머 전지(Polymer Lithium Ion Battery, PLIB) 등으로 나누어진다. 통상, 이들 리튬 이차전지의 전극은 알루미늄 또는 구리 시트(sheet), 메시(mesh), 필름(film), 호일(foil) 등의 집전체에 양극 또는 음극 활물질을 도포한 후 건조시킴으로써 형성된다.
이차전지 모듈에 있어서, 모듈 측에는 개별 셀의 전압/온도에 대한 데이터를 제공하는 슬레이브 형태의 BMS가 적용되고, 예를 들어, 자동차용 이차전지 팩의 경우, PCS 또는 BMM과 같은 상위단에 마스터 형태으BMS가 제공되어 전체 이차전지 팩의 기능을 총괄 관리하게 된다.
종래기술에 따르면, 이차전지 모듈들이 다양하게 존재하고, 모듈을 구성하는 카트리지 및 센싱을 위한 버스 바의 구조 및 위치가 서로 다르기 때문에 효율적인 접속 작업이 어려울 뿐만 아니라 센싱 구조물의 용접 품질이 저하되고 이차전지 모듈의 불필요한 공간을 용접 등의 작업을 위해 마련해야 하므로, 최종적으로 이차전지 모듈의 에너지 밀도가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 실시 예는 안정된 형태로 적층을 할 수 있는 구조가 제공된 배터리 셀 카트리지를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 실시 예는 센싱 블록과 측면 커버의 이탈을 방지할 수 있는 구조가 제공된 배터리 모듈 조립체를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 실시 예는 복수개의 배터리 모듈 조립체를 결속시킬 수 있는 구조가 제공된 배터리 팩 조립체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 셀이 안착되는 배터리 셀 카트리지에 있어서, 사각 형상을 이루는 제1 프레임부 내지 제4 프레임부를 포함하고, 상기 제1 프레임부 및 제2 프레임부는 가로 방향을 따라 연장되고 서로 소정의 간격을 두고 이격되며, 상기 제1 프레임부는 상측에 위치되고 상기 제2 프레임부는 하측에 위치되며, 상기 제3 프레임부 및 제4 프레임부는 세로 방향을 따라 연장되고 서로 소정의 간격을 두고 이격되며, 상기 제2 프레임부는 일 측에 위치되고 상기 제3 프레임부는 상기 제2 프레임부의 반대측인 타 측에 위치될 수 있다.
상기 가로 방향을 기준으로 상기 제3 프레임부와 제4 프레임부 사이의 위치에서 상기 제1 프레임부 및 제2 프레임부의 사이를 연결하도록 상기 세로 방향을 따라 연장된 복수의 기둥부를 더 포함하고, 상기 복수의 기둥부 중에서 상기 제3 프레임부 또는 제4 프레임부에 인접한 위치에 있는 기둥부에는 접착재가 부착될 수 있다.
상기 제1 프레임부의 전방측 제1 면에는 돌기 형상의 제1 양각부 및 파인 형상의 제1 음각부가 형성되고, 상기 제1 프레임부의 후방측 제2 면에는 돌기 형상의 제2 양각부 및 파인 형상의 제2 음각부가 형성되고, 상기 제2 음각부는 상기 제2 면에서 적층 방향을 기준으로 상기 제1 양각부의 후방측 위치에 형성되고, 상기 제2 양각부는 상기 제2 면에서 적층 방향을 기준으로 상기 제1 음각부의 후방측 위치에 형성될 수 있다.
상기 제1 프레임부의 양 측 선단에는 가이딩 홈이 형성된 센싱 블록 결합부가 형성될 수 있다.
상기 제1 프레임부에는 상기 센싱 블록 결합부와 소정의 간격을 가지고 요부를 형성하도록 상측으로 돌출된 안착 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 제2 프레임부의 하측에는 상기 가로 방향으로 연장된 하부 지지부가 형성될 수 있다.
상기 하부 지지부의 전방측 제1 면에는 돌기 형상의 제3 양각부 및 파인 형상의 제3 음각부가 형성되고, 상기 하부 지지부의 후방측 제2 면에는 돌기 형상의 제4 양각부 및 파인 형상의 제4 음각부가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 배터리 모듈 조립체에 있어서, 복수개로 마련되어 적층 조립되는 실시 예에 따른 배터리 셀 카트리지; 상기 배터리 셀 카트리지에 안착되는 배터리 셀; 적층된 복수개의 셀 카트리지의 측부에 설치되는 센싱 블록; 및 상기 센싱 블록을 보호하도록 상기 센싱 블록 상에 설치되는 측면 커버를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 카트리지에의 상측에는 가이딩 홈이 형성되고, 상기 센싱 블록의 상면에는 상기 가이딩 홈에 끼워지도록 마련된 가이딩 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 배터리 셀 카트리지의 측부에는 홀이 형성되고, 상기 센싱 블록의 후면에는 상기 홀에 끼워지도록 마련된 돌기가 형성될 수 있다.
상기 홀은 상기 배터리 셀 카트리지의 측부의 상측 및 하측에 각각 형성되고, 상기 돌기는 상기 센싱 블록의 후면의 상측 및 하측에 각각 형성될 수 있다.
상기 센싱 블록의 상부에는 상기 센싱 블록의 상기 제1 프레임부로부터의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부가 형성될 수 있다.
상기 측면 커버의 상단에는 상기 측면 커버의 상기 센싱 블록으로부터의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부가 형성될 수 있다.
상기 측면 커버의 하단에는 상기 측면 커버의 상기 센싱 블록으로부터의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부가 형성될 수 있다.
서로 인접한 2개의 상기 배터리 셀 카트리지의 사이에는 하나의 배터리 셀이 배치되도록 구성되고, 상기 복수개의 배터리 셀 카트리지가 N개로 제공되는 경우에 상기 복수개의 배터리 셀은 2N개로 제공될 수 있다.
상기 센싱 블록은 적층된 상기 복수개의 배터리 셀 카트리지의 양 측부에 각각 설치되도록 2개로 제공될 수 있다.
상기 측면 커버는 상기 2개의 센싱 블록이 상기 배터리 셀 카트리지에 결합된 상태에서 상기 2개의 센싱 블록 상에 각각 설치되도록 2개로 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 배터리 팩 조립체에 있어서, 복수개로 제공되어 적층되는 제8항에 따른 배터리 모듈 조립체; 상기 배터리 모듈 초립체의 적층된 방향을 따라 상기 배터리 모듈 초립체의 상부에 설치되는 상부 서포드 바; 및 상기 배터리 모듈 초립체의 적층된 방향을 따라 상기 배터리 모듈 초립체의 하부에 설치되는 하부 서포트 바를 포함할 수 있다.
상기 상부 서포드 바의 전단 및 후단에는 적층된 상기 배터리 모듈 조립체를 결속하도록 하측으로 구부러진 절곡부가 형성되고, 적층된 상기 복수개의 배터리 모듈 초립체의 상부는 상기 상부 서포드 바가 안착되는 요부를 제공할 수 있다.
상기 하부 서포드 바의 전단 및 후단에는 적층된 상기 배터리 모듈 조립체를 결속하도록 상측으로 구부러진 절곡부가 형성되고, 적층된 상기 복수개의 배터리 모듈 초립체의 하부는 상기 하부 서포드 바가 안착되는 걸림턱을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 배터리 셀 카트리지는 상측 및 하측에 양각부와 음각부가 형성됨으로써 복수개의 카드리지가 안정된 형태로 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 배터리 모듈 조립체는 센싱 블록과 측면 커버에 스냅핏이 형성됨으로써 이탈이 방지될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 배터리 팩 조립체는 상부 서포트 바와 하부 서포트 바에 의하여 복수개의 배터리 모듈 조립체를 결속시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 카트리지의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 카트리지의 모습을 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀 카트리지가 배터리 셀과 함께 적층된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 배터리 모듈 조립체에서 적층된 배터리 셀 카트리지에 센싱 블록을 설치하는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 표시된 A 부분을 확대한 확대도이다.
도 7은 도 5에 표시된 B 부분을 확대한 확대도이다.
도 8은 도 4에 도시된 배터리 모듈 조립체에서 센싱 블록 상에 측면 커버를 설치하는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8에 표시된 C 부분을 확대한 확대도이다.
도 10은 도 8에 표시된 D 부분을 확대한 확대도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 상부 서포트 바를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 11에 표시된 E 부분을 확대한 확대도이다.
도 14는 도 11에 표시된 F 부분을 확대한 확대도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 카트리지의 모습을 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀 카트리지가 배터리 셀과 함께 적층된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 배터리 모듈 조립체에서 적층된 배터리 셀 카트리지에 센싱 블록을 설치하는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 표시된 A 부분을 확대한 확대도이다.
도 7은 도 5에 표시된 B 부분을 확대한 확대도이다.
도 8은 도 4에 도시된 배터리 모듈 조립체에서 센싱 블록 상에 측면 커버를 설치하는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8에 표시된 C 부분을 확대한 확대도이다.
도 10은 도 8에 표시된 D 부분을 확대한 확대도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 상부 서포트 바를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 11에 표시된 E 부분을 확대한 확대도이다.
도 14는 도 11에 표시된 F 부분을 확대한 확대도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1 내지 14에 표시된 좌표축을 참조하면, X 축은 '가로 방향'을 나타내고, Y축은 '세로 방향을 나타내며, Z 축은 '적층 방향'을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 카트리지의 모습을 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 카트리지의 모습을 나타낸 정면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀 카트리지가 배터리 셀과 함께 적층된 모습을 나타낸 사시도이다.
배터리 셀 카트리지(100)는 배터리 셀(2)를 안착시키기 위한 프레임 형태로 구성될 수 있다. 배터리 셀 카트리지(100)은 예를 들어, 합성수지 재료로 구성될 수 있다. 배터리 셀(2)은 셀 바디(cell body, 21)와 전극 리드(electoro lead, 22) 포함할 수 있다. 전극 리드(22)은 + 극과 - 극을 나타내도록 셀 바디(21)의 양 측에 2개로 제공될 수 있다.
배터리 셀 카트리지(100)는, 가로 방향을 따라 연장된 제1 프레임부(110), 제1 프레임부(110)와 소정의 간격을 두고 이격되고 가로 방향으로 연장된 제2 프레임부(120), 제1 프레임부(110) 및 제2 프레임부(120)의 일 측 단부를 연결하도록 세로 방향을 따라 연장된 제3 프레임부(130), 제1 프레임부(110) 및 제2 프레임부(120)의 타 측 단부를 연결하도록 세로 방향을 따라 연장된 제4 프레임부(140), 및 제3 프레임부(130)와 제4 프레임부(140) 사이의 위치에서 제1 프레임부(110) 및 제2 프레임부(120)의 사이를 연결하도록 상기 세로 방향을 따라 연장된 복수의 기둥부(150)을 포함할 수 있다.
복수의 기둥부(150) 중에서 제3 프레임부(130) 또는 제4 프레임부(140)에 인접한 위치에 있는 기둥부에는 접착재(141)가 부착될 수 있다. 접착재(141)는 예를 들어, 양면 테이프와 같은 형태를 가질 수 있다. 배터리 셀(20)은 접착재(141)를 통해서 배터리 셀 카트리지(100)에 고정될 수 있다.
또한, 하나의 배터리 셀 카트리지(100)의 양면에 2개의 배터리 셀(20)가 결합될 수 있다. 따라서, 2N개의 배터리 셀(20)를 적층시키기 위해 N개의 카트리지가 필요하게 될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 N개의 카트리지에 대해 2N개의 배터리 셀이 설치될 수 있다.
배터리 셀 카트리지(100)는 1개의 종류로 제작이 가능하고, 최외각 커버의 역할까지 가능하게 될 수 있다. 제1 프레임부(110) 및 제2 프레임부(120)에는 복수의 배터리 셀 카트리지(100) 사이의 체결을 위한 리브 구조가 제공될 수 있다.
배터리 셀 카트리지(100)는 복수 개로 제공되고, 이들을 서로 결속시키기 위한 구조가 제공될 수 있다. 제1 프레임부(110)의 전방측 제1 면(111)에는 돌기 형상의 제1 양각부(112) 및 파인 형상의 제1 음각부(113)가 형성되고, 제1 프레임부(110)의 후방측 제2 면(114)에는 돌기 형상의 제2 양각부(115) 및 파인 형상의 제2 음각부(116)가 형성될 수 있다. 제2 음각부(116)는 적층 방향을 기준으로 제1 양각부(112)의 반대측에 형성되고, 제2 양각부(115)는 적층 방향을 기준으로 제1 음각부(113)의 반대측에 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 인접한 2개 배터리 셀 카트리지(100)를 기준으로, 전방에 위치한 배터리 셀 카트리지(100)의 제2 음각부(116)에는 후방에 위치한 배터리 셀 카트리지(100)의 제1 양각부(112)가 삽입되고, 전방에 위치한 배터리 셀 카트리지(100)의 제2 양각부(115)에는 후방에 위치한 배터리 셀 카트리지(100)의 제1 음각부(113)가 삽입될 수 있다.
제1 프레임부(110)의 양 측 단부에는 가이딩 홈(161)이 형성된 센싱 블록 결합부(160)가 형성될 수 있다. 또한, 제1 프레임부(110)에는 2개의 센싱 블록 결합부(160)와 소정의 간격을 가지고 요부(rececss, 162)를 형성하도록 상측으로 돌출된 안착 돌출부(170)가 형성될 수 있다.
제2 프레임부(120)의 하측에는 가로 방향으로 연장된 하부 지지부(180)가 형성될 수 있다. 하부 지지부(180)의 전방측 제1 면(181)에는 돌기 형상의 제3 양각부(182) 및 파인 형상의 제3 음각부(183)가 형성되고, 하부 지지부(180)의 후방측 제2 면(184)에는 돌기 형상의 제4 양각부(185) 및 파인 형상의 제4 음각부(186)가 형성될 수 있다. 따라서, 인접한 2개 배터리 셀 카트리지(100)를 기준으로 전방측에 위치한 하부 지지부(180)와 후방측에 위치한 하부 지지부(180)는 서로 결속되는 구조를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 조립체(10)를 나타낸 사시도이다.
배터리 모듈 조립체(10)는, 복수개로 마련되어 적층 조립되는 배터리 셀 카트리지(100), 배터리 셀 카트리지(100)에 안착되는 복수개의 배터리 셀(20), 적층된 복수개의 셀 카트리지(100)의 측부에 설치되는 센싱 블록(30), 및 센싱 블록(30)을 보호하도록 센싱 블록(30) 상에 설치되는 측면 커버(40)를 포함할 수 있다. 배터리 셀(20)의 적층 방향의 움직임에 대한 고정은, 같이 센싱 블록(30) 및 측면 커버(40)에 의해 달성될 수 있다. 배터리 모듈 조립체(10)를 구성하는 단위인 배터리 셀 카트리지(100)는 모두 같은 구조를 가지게 됨으로써, 제조 효율성이 증가될 수 있다.
도 3 및 4를 참조하면, 서로 인접한 2개의 배터리 셀 카트리지(100)의 사이에는 하나의 배터리 셀(20)이 배치되도록 구성될 수 있다. 인접한 2개의 배터리 셀 카트리지(100) 사이에는 하나의 배터리 셀(20)이 배치되기 때문에, 복수개의 배터리 셀(20)이 2N개로 제공되는 경우에 복수개의 배터리 셀 카트리지(100)는 N개로 제공될 수 있다. 즉, 도 3을 참조하면, 도 3에서는 전극 리드가 12개, 카트리지가 6개 구비되는 실시예가 도시되어 있으며, 이러한 실시예에서는 1개의 배터리 셀 카트리지 당 2개의 배터리 셀이 구비된다.
도 5는 도 4에 도시된 배터리 모듈 조립체에서 적층된 배터리 셀 카트리지에 센싱 블록을 설치하는 모습을 나타낸 사시도이다. 도 6은 도 5에 표시된 A 부분을 확대한 확대도이다. 도 7은 도 5에 표시된 B 부분을 확대한 확대도이다.
도 5와 도 7에서는 설명의 편의상, 센싱 블록(30)이 제거된 상태에서 인접한 전극 리드(22)가 서로 겹쳐 있는 모습을 도시한다. 도 3에서도 마찬가지로, 센싱 블록(30)이 제거된 상태에서 인접한 전극 리드(22)가 서로 겹쳐 있는 모습을 도시한다. 전극 리드(22)는 센싱 블록(30)에 있는 슬롯을 통과한 후에 센싱 블록(30) 상에 있는 센싱 터미널 위로 포개지도록 접혀지고, 이후 센싱 터미널, 전극 리드, 전극 리드가 포개어져서 접속되는 3중 구조가 되도록 3매 용접될 수 있다.
도 5를 참조하면, 센싱 블록(30)은 적층된 복수개의 배터리 셀 카트리지(100)의 양 측부에 각각 설치되도록 2개로 제공될 수 있다.
도 6 및 7을 참조하면, 배터리 셀 카트리지(100)의 상측 및 하측에는 가이딩 홈(161, 191)이 형성되고, 센싱 블록(30)에는 가이딩 홈(161, 191)에 끼워지도록 마련된 가이딩 돌출부(31, 32)가 형성될 수 있다. 제1 프레임부(110)에는 가이딩 홈(161)이 형성된 센싱 블록 결합부(160)가 형성될 수 있고, 제2 프레임부(120)에는 가이딩 홈(191)이 형성된 센싱 블록 결합부(190)가 형성될 수 있다.
센싱 블록(30)의 상측에 마련된 가이딩 돌출부(31)는 제1 프레임부(110)에 형성된 가이딩 홈(161)에 끼워지고, 센싱 블록(30)의 하측에 마련된 가이딩 돌출부(32)는 제2 프레임부(120)에 형성된 가이딩 홈(191)에 끼워지도록 구성될 수 있다.
실시 예에 따르면, 각각의 배터리 셀 카트리지의 측면 상하부에는 센싱 블록에 형성된 가이딩 돌출부를 수용하기 위한 가이딩 홈이 형성되어 있어서, 카트리지의 적층 방향 움직임을 고정시킬 수 있다.
도 6 및 7을 참조하면, 배터리 셀 카트리지(100)의 측부, 즉, 제3 프레임부(130) 및 제4 프레임부(140)에는 홀(131, 132)이 형성되고, 센싱 블록(30)의 후면에는 홀(131, 132)에 끼워지도록 마련된 돌기(33,34)가 형성될 수 있다. 홀(131, 132)은 배터리 셀 카트리지()의 측부의 상측 및 하측에 각각 형성되고, 돌기(33,34)는 센싱 블록(30)의 후면의 상측 및 하측에 각각 형성될 수 있다.
센싱 블록(30)의 상부에는 센싱 블록(30)이 제1 프레임부(110)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부(35)가 형성될 수 있다. 즉, 스냅핏 부(35)가 센싱 블록 결합부(160)의 하면을 통과한 후에는 걸림턱으로 작용하여서 센싱 블록(30)의 이탈을 방지할 수 있다.
도 8은 도 4에 도시된 배터리 모듈 조립체에서 센싱 블록 상에 측면 커버를 설치하는 모습을 나타낸 사시도이다. 도 9는 도 8에 표시된 C 부분을 확대한 확대도이다. 도 10은 도 8에 표시된 D 부분을 확대한 확대도이다.
도 8을 참조하면, 측면 커버(40)는 2개의 센싱 블록(30)이 배터리 셀 카트리지(100)에 결합된 상태에서 2개의 센싱 블록(30) 상에 각각 설치되도록 2개로 제공될 수 있다. 측면 커버(40)에는 센싱 블록(30)에 설치된 커넥터(36)을 외부로 노출시키기 위한 수용부(43)가 형성될 수 있다.
측면 커버(40)에는 최외각에 위치한 배터리 셀 카트리지(100)의 움직임 구속하는 날개 연장부(44)가 형성될 수 있다. 측면 커버(40)는 상하부에 스냅핏 구조(41, 42)를 구비하여 센싱 블록(30)에 결합되면서 최외각 배터리 셀 카트리지를 각각 홀딩할 수 있다. 이와 달리, 측면 커버(40)가 최외각 배터리 셀 카트리지를 홀딩하지 않고 단순히 커버 역할만 수행하는 방식도 가능하다.
도 9를 참조하면, 측면 커버(40)의 상단에는 측면 커버(40)가 센싱 블록(30)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부(41)가 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 측면 커버(40)의 하단에는 측면 커버(40)가 센싱 블록(30)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부(42)가 형성될 수 있다. 스냅핏 부(42)는 수용부(43)의 양 측에 형성될 수 있다.
실시 예에 따르면, 배터리 모듈 조립체를 구성하는 부품 종류의 수가 축소될 수 있고, 및 구조가 단순화될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 조립체를 나타낸 사시도이다. 도 12는 도 11에 도시된 상부 서포트 바를 나타낸 사시도이다. 도 13은 도 11에 표시된 E 부분을 확대한 확대도이다.
배터리 팩 조립체(1)는 복수개로 제공되어 적층되는 배터리 모듈 조립체(10), 배터리 모듈 초립체(10)의 적층된 방향을 따라 배터리 모듈 초립체(10)의 상부에 설치되는 상부 서포드 바(50), 배터리 모듈 초립체(10)의 적층된 방향을 따라 배터리 모듈 초립체(10)의 하부에 설치되는 하부 서포트 바(60)를 포함할 수 있다. 배터리 팩 조립체(1)는 실제 차량에 조립되기 전 최종적으로 완성된 가장 큰 단위의 조립체이다. 각각의 배터리 셀 카트리지의 상부와 하부에는 배터리 팩 조립체(BPA)를 구성하기 위한 상 부 및 하부 서포트 바를 수용하기 위한 요부(recess) 구조가 형성될 수 있다.
상부 서포드 바(50)는 금속 재료로 구성될 수 있고, 배터리 모듈 조립체(10)의 적층 방향을 따라 연장될 수 있다. 상부 서포드 바(50)는 바디(51), 바디(51)의 전단 및 후단에는 적층된 배터리 모듈 조립체(10)를 결속하도록 하측으로 구부러진 제1 절곡부(53), 및 바디(51)의 측부에서 하측으로 구부러진 제2 절곡부(52)를 포함할 수 있다. 적층된 상기 복수개의 배터리 모듈 초립체(10)의 상부는 상부 서포드 바(50)가 안착되는 요부(162)를 제공할 수 있다.
도 14는 도 11에 표시된 F 부분을 확대한 확대도이다.
하부 서포드 바(60)는 배터리 모듈 조립체(10)의 적층 방향을 따라 연장될 수 있다. 하부 서포드 바(60)는 바디(61), 바디(61)의 전단 및 후단에는 적층된 배터리 모듈 조립체(10)를 결속하도록 상측으로 구부러지도록 형성된 절곡부(62)를 포함할 수 있다. 적층된 상기 복수개의 배터리 모듈 초립체(10)의 하부는 상기 하부 서포드 바가 안착되는 걸림턱(188)을 제공할 수 있다.
실시 예에 따르면, 동일한 형상을 갖는 배터리 셀 카트리지를 각각의 배터리 셀 사이에 배치하여 조립하고, 이를 센싱 블럭의 결합을 통해 고정시킴으로써, 배터리 모듈 조립체을 형성하기 위한 부품수를 최소화하였으며, 기존 방식에 비해 간단한 조립 공정으로 배터리 모듈 조립체를 구성할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1: 배터리 팩 조립체
10: 배터리 모듈 조립체
20: 배터리 셀 21: 셀 바디
22: 전극 리드 30: 센싱 블록
31, 32: 가이딩 돌출부 33, 34: 돌기
35: 스냅핏 부 36: 커넥터
40: 측면 커버 41, 42: 스냅핏 부
43; 수용부 44: 날개 연장부
50: 상부 서포트 바 51, 52: 절곡부
60: 하부 서포트 바 62: 절곡부
100: 배터리 셀 카트리지 110, 120, 130, 140: 프레임부
112, 115: 양각부 113, 116: 음각부
160, 190: 센싱 블록 결합부 162: 요부
180: 하부 지지부 182, 185: 양각부
183, 186: 음각부 161, 191: 가이딩 홈
131, 132: 홀
20: 배터리 셀 21: 셀 바디
22: 전극 리드 30: 센싱 블록
31, 32: 가이딩 돌출부 33, 34: 돌기
35: 스냅핏 부 36: 커넥터
40: 측면 커버 41, 42: 스냅핏 부
43; 수용부 44: 날개 연장부
50: 상부 서포트 바 51, 52: 절곡부
60: 하부 서포트 바 62: 절곡부
100: 배터리 셀 카트리지 110, 120, 130, 140: 프레임부
112, 115: 양각부 113, 116: 음각부
160, 190: 센싱 블록 결합부 162: 요부
180: 하부 지지부 182, 185: 양각부
183, 186: 음각부 161, 191: 가이딩 홈
131, 132: 홀
Claims (20)
- 배터리 셀이 안착되는 배터리 셀 카트리지에 있어서,
사각 형상을 이루는 제1 프레임부 내지 제4 프레임부를 포함하고,
상기 제1 프레임부 및 제2 프레임부는 가로 방향을 따라 연장되고 서로 소정의 간격을 두고 이격되며,
상기 제1 프레임부는 상측에 위치되고 상기 제2 프레임부는 하측에 위치되며,
상기 제3 프레임부 및 제4 프레임부는 세로 방향을 따라 연장되고 서로 소정의 간격을 두고 이격되며,
상기 제2 프레임부는 일 측에 위치되고 상기 제3 프레임부는 상기 제2 프레임부의 반대측인 타 측에 위치되는,
배터리 셀 카트리지. - 제1항에 있어서,
상기 가로 방향을 기준으로 상기 제3 프레임부와 제4 프레임부 사이의 위치에서 상기 제1 프레임부 및 제2 프레임부의 사이를 연결하도록 상기 세로 방향을 따라 연장된 복수의 기둥부를 더 포함하고,
상기 복수의 기둥부 중에서 상기 제3 프레임부 또는 제4 프레임부에 인접한 위치에 있는 기둥부에는 접착재가 부착되는,
배터리 셀 카트리지. - 제1항에 있어서,
상기 제1 프레임부의 전방측 제1 면에는 돌기 형상의 제1 양각부 및 파인 형상의 제1 음각부가 형성되고,
상기 제1 프레임부의 후방측 제2 면에는 돌기 형상의 제2 양각부 및 파인 형상의 제2 음각부가 형성되고,
상기 제2 음각부는 상기 제2 면에서 적층 방향을 기준으로 상기 제1 양각부의 후방측 위치에 형성되고, 상기 제2 양각부는 상기 제2 면에서 적층 방향을 기준으로 상기 제1 음각부의 후방측 위치에 형성되는,
배터리 셀 카트리지. - 제1항에 있어서,
상기 제1 프레임부의 양 측 선단에는 가이딩 홈이 형성된 센싱 블록 결합부가 형성되는,
배터리 셀 카트리지. - 제4항에 있어서,
상기 제1 프레임부에는 상기 센싱 블록 결합부와 소정의 간격을 가지고 요부를 형성하도록 상측으로 돌출된 안착 돌출부가 형성된,
배터리 셀 카트리지. - 제1항에 있어서,
상기 제2 프레임부의 하측에는 상기 가로 방향으로 연장된 하부 지지부가 형성된,
배터리 셀 카트리지. - 제6항에 있어서,
상기 하부 지지부의 전방측 제1 면에는 돌기 형상의 제3 양각부 및 파인 형상의 제3 음각부가 형성되고,
상기 하부 지지부의 후방측 제2 면에는 돌기 형상의 제4 양각부 및 파인 형상의 제4 음각부가 형성되는,
배터리 셀 카트리지. - 복수개로 마련되어 적층 조립되는 제1항에 따른 배터리 셀 카트리지;
상기 배터리 셀 카트리지에 안착되는 배터리 셀;
적층된 복수개의 셀 카트리지의 측부에 설치되는 센싱 블록; 및
상기 센싱 블록을 보호하도록 상기 센싱 블록 상에 설치되는 측면 커버를 포함하는,
배터리 모듈 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 배터리 셀 카트리지에의 상측에는 가이딩 홈이 형성되고,
상기 센싱 블록의 상면에는 상기 가이딩 홈에 끼워지도록 마련된 가이딩 돌출부가 형성된,
배터리 모듈 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 배터리 셀 카트리지의 측부에는 홀이 형성되고,
상기 센싱 블록의 후면에는 상기 홀에 끼워지도록 마련된 돌기가 형성된,
배터리 모듈 조립체. - 제10항에 있어서,
상기 홀은 상기 배터리 셀 카트리지의 측부의 상측 및 하측에 각각 형성되고,
상기 돌기는 상기 센싱 블록의 후면의 상측 및 하측에 각각 형성되는,
배터리 모듈 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 센싱 블록의 상부에는 상기 센싱 블록의 상기 제1 프레임부로부터의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부가 형성된,
배터리 모듈 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 측면 커버의 상단에는 상기 측면 커버의 상기 센싱 블록으로부터의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부가 형성된,
배터리 모듈 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 측면 커버의 하단에는 상기 측면 커버의 상기 센싱 블록으로부터의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱으로 작용하는 스냅핏 부가 형성된 배터리 모듈 조립체. - 제8항에 있어서,
서로 인접한 2개의 상기 배터리 셀 카트리지의 사이에는 하나의 배터리 셀이 배치되도록 구성되고,
상기 복수개의 배터리 셀 카트리지가 N개로 제공되는 경우에 상기 복수개의 배터리 셀은 2N개로 제공되는,
배터리 팩 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 센싱 블록은 적층된 상기 복수개의 배터리 셀 카트리지의 양 측부에 각각 설치되도록 2개로 제공되는,
배터리 팩 조립체. - 제16항에 있어서,
상기 측면 커버는 상기 2개의 센싱 블록이 상기 배터리 셀 카트리지에 결합된 상태에서 상기 2개의 센싱 블록 상에 각각 설치되도록 2개로 제공되는,
배터리 팩 조립체. - 복수개로 제공되어 적층되는 제8항에 따른 배터리 모듈 조립체;
상기 배터리 모듈 초립체의 적층된 방향을 따라 상기 배터리 모듈 초립체의 상부에 설치되는 상부 서포드 바; 및
상기 배터리 모듈 초립체의 적층된 방향을 따라 상기 배터리 모듈 초립체의 하부에 설치되는 하부 서포트 바를 포함하는,
배터리 팩 조립체. - 제18항에 있어서,
상기 상부 서포드 바의 전단 및 후단에는 적층된 상기 배터리 모듈 조립체를 결속하도록 하측으로 구부러진 절곡부가 형성되고,
적층된 상기 복수개의 배터리 모듈 초립체의 상부는 상기 상부 서포드 바가 안착되는 요부를 제공하는,
배터리 팩 조립체. - 제18항에 있어서,
상기 하부 서포드 바의 전단 및 후단에는 적층된 상기 배터리 모듈 조립체를 결속하도록 상측으로 구부러진 절곡부가 형성되고,
적층된 상기 복수개의 배터리 모듈 초립체의 하부는 상기 하부 서포드 바가 안착되는 걸림턱을 제공하는,
배터리 팩 조립체.
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|---|---|---|---|
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| US (1) | US20240120588A1 (ko) |
| KR (1) | KR20240048322A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060073432A (ko) | 2004-12-24 | 2006-06-28 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 모듈의 단자 연결부재 |
-
2022
- 2022-10-06 KR KR1020220127967A patent/KR20240048322A/ko unknown
-
2023
- 2023-07-19 US US18/223,683 patent/US20240120588A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060073432A (ko) | 2004-12-24 | 2006-06-28 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 모듈의 단자 연결부재 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20240120588A1 (en) | 2024-04-11 |
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