WO2016140434A1 - 클램핑 장치와, 이를 포함하는 전지 모듈 - Google Patents

클램핑 장치와, 이를 포함하는 전지 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 순차적으로 적층되는 하부 플레이트, 전지 적층체와 상부 플레이트에 장 볼트들의 나사 체결 부위의 개수를 줄이면서 장 볼트들을 통해 전지 적층체, 하부 플레이트와 상부 플레이트를 균형 있게 결속시키는데 적합한 클램핑 장치와 이를 포함하는 전지 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 클램핑 장치는, 지지부 및 지지부의 일 단과 타 단으로부터 각각 돌출되는 누름부들을 포함하고, 지지부와 누름부들은 띠 형상을 이루며 외주 면의 중앙 영역을 따라 굴곡부를 정의하고, 누름부는 상기 굴곡부와 교차하는 걸림홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

클램핑 장치와, 이를 포함하는 전지 모듈
본 발명은, 배터리 팩에서, 구성 요소들의 나사 체결 부위를 최소화하여 구성 요소들의 조립 공정을 단순화시키며, 나사 체결 부위의 최소화를 통해 구성 요소들의 크기를 줄여 구성 요소들의 배치 자유도를 증가시키는데 적합한 클램핑 장치, 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2015년 03월 04일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2015-0030505호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
최근에, 차량의 배출 가스에 기인한 대기 오염을 줄이기 위해서, 차량은 내연 기관 및/ 또는 전기 모터를 이용해서 구동력을 확보하려는 연구에 바탕을 두고 제조되고 있다. 이에 따라서, 상기 차량은 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차, 및 전기 자동차의 순서로 진화되었다. 이 경우에, 상기 하이브리드 자동차 및 플러그인 하이브리드 자동차는 내연 기관, 전기 모터와 배터리를 가지며, 상기 전기 자동차는 내연 기관 없이 전기 모터와 배터리 팩을 갖는다.
더불어서, 상기 배터리 팩도 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 전기 자동차와 함께 진화되었다. 상기 배터리 팩은 전기 자동차의 외부에서 충전 가능하도록 구성된다. 상기 배터리 팩은 전지 모듈을 하나 이상 갖는다. 상기 전지 모듈은 전지 셀들, 전지 셀들을 수용하는 전지 카트리지들과, 전지 카트리지들을 샌드위치의 구조로 덮는 플레이트들을 갖는다. 상기 전지 카트리지들은 전지 모듈 내에 사각형의 프레임 형상으로 이루어져 순차적으로 적층된다.
상기 전지 카트리지들은 두 개를 하나의 단위로 해서 두 개 사이에 전지 셀을 하나 이상 수용한다. 상기 플레이트들은 사각형의 판 형상으로 이루어진다. 여기서, 상기 플레이트들과 전지 카트리지들은 네 개의 모서리들에서 장 볼트들을 통해 나사 체결되어 서로 결속된다. 또한, 상기 장 볼트들은 플레이트들과 전지 카트리지들을 결속시켜 플레이트들과 전지 카트리지들, 그리고 전지 카트리지들을 서로 정렬시킨다.
그러나, 상기 플레이트들 및/ 또는 전지 카트리지들의 정렬을 위해 장 볼트들이 이용되는 때에, 상기 전지 모듈은 플레이트의 모서리들 및 전지 카트리지의 모서리들에 장 볼트들의 체결 부위들을 마련해야 한다. 상기 장 볼트들의 체결 부위들은 플레이트 및 전지 카트리지의 전체 크기를 증가시키고, 상기 장 볼트들의 이용은 플레이트들 및 전지 카트리지들의 조립 공정에서 체결 부위들의 개수만큼 단순 작업을 반복시켜 작업 시간을 길게 한다.
한편, 상기 장 볼트들의 이용 이외에, 상기 전지 카트리지들을 정렬시키는 일 예가 한국 공개특허공보 제10-2014-0041337호(공개일자; 2014년04월04일)의 '전지 모듈용 셀 카트리지 및 이를 이용한 전지 모듈'에서 개시되었다. 상기 전지 모듈은 셀 카트리지들에 셀들을 각각 갖는다. 상기 셀 카트리지는 사각형의 변들을 따라 프레임들을 갖는다. 상기 프레임들은 후크와 슬롯을 갖는다.
이를 통해서, 상기 셀 카트리지들은 전지 모듈 내에 순차적으로 배열되어 후크들과 슬롯들을 통해 스냅 결합된다. 상기 스냅 결합은 전지 모듈 내에서 셀 카트리지들을 정렬시키도록 구현된다. 그러나, 상기 셀 카트리지들의 정렬을 위해 셀 카트리지들의 스냅 결합이 이용되는 때에, 상기 셀 카트리지들의 후크들 및 슬롯들은 셀 카트리지들과 셀 카트리지들을 샌드위치의 구조로 덮는 플레이트들을 적절하게 정렬시킬 수 없다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 전지 카트리지들과 전지 카트리지들을 샌드위치의 구조로 덮는 플레이트들에서 나사 체결 부위의 개수를 최소화하여 전지 카트리지와 플레이트의 전체 크기를 줄이며 전지 카트리지들과 플레이트들을 적절하게 정렬시키고 전지 카트리지들과 플레이트들의 조립 공정을 단순화시키는데 적합한 클램핑 장치, 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 클램핑 장치는, 지지부; 및 상기 지지부의 일 단과 타 단으로부터 각각 돌출되는 누름부들을 포함하고, 상기 지지부와 상기 누름부들은 띠 형상을 이루며 외주 면의 중앙 영역을 따라 굴곡부를 정의하고, 누름부는 상기 굴곡부와 교차하는 걸림홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 지지부와 상기 누름부들은 일체로 이루어져 상기 지지부의 상기 일 단과 상기 타 단의 각각에서 서로에 대해 절곡될 수 있다.
일 측면에서, 상기 지지부와 상기 누름부들은 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 굴곡부는 상기 지지부와 상기 누름부들의 상기 외주 면에서 볼록하고 상기 외주 면에 대향하는 내주 면에서 오목할 수 있다.
일 측면에서, 상기 굴곡부는 상기 지지대와 상기 누름부들의 외주 면에서 볼록하고, 상기 지지대와 상기 누름부들을 따라 걸림홀들 사이의 내주 면에서 평평하며, 상기 걸림홀들로부터 상기 누름부들의 단부들을 향해 누름부들의 내주 면에서 오목할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 굴곡부는 상기 지지대와 상기 누름부들의 외주 면에서 볼록하고, 상기 지지대와 상기 누름부들을 따라 걸림홀들 사이의 내주 면에서 오목하며, 상기 걸림홀들로부터 상기 누름부들의 단부들을 향해 누름부들의 내주 면에서 평평할 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 굴곡부는 상기 지지대와 상기 누름부들의 외주 면에서 볼록하고 내주면에서 평평할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 누름부는 상기 지지부로부터 상기 걸림홀을 향해 경사질 수 있다.
여기서, 상기 누름부는 상기 지지부와 상기 걸림홀 사이에서 상기 굴곡부와 교차하는 적어도 하나의 절곡부를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 누름부들은 상기 지지부로부터 일 방향을 향해 연장할 수 있다.
일 측면에서, 상기 누름부들의 걸림홀들은 동일한 중심점을 가질 수 있다.
다른 측면에서, 상기 누름부들의 걸림홀들은 동일한 형상을 가질 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지 모듈은, 일 변이 잘린 사각형의 띠 형상으로 이루어지는 클램핑 장치; 상기 클램핑 장치의 내부에 위치되는 전지 적층체; 및 상기 클램핑 장치의 상기 내부에서 상기 전지 적층체를 샌드위치의 구조로 덮는 플레이트들을 포함하고, 상기 클램핑 장치는, 지지부와, 상기 지지부의 일 단과 타 단으로부터 각각 돌출되는 누름부들을 포함하고, 상기 지지부와 상기 누름부들은 상기 전지 적층체 및 상기 플레이트들과 접촉하며 외주 면의 중앙 영역을 따라 굴곡부를 정의하고, 누름부는 상기 굴곡부와 교차하는 걸림 홀을 포함하고, 플레이트는 상기 걸림 홀에 삽입되는 걸림 돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 클램핑 장치는 상기 전지 적층체와 상기 플레이트들의 일 측부에서 상기 플레이트들의 측벽들의 중앙 영역을 지날 수 있다.
일 측면에서, 상기 클램핑 장치는 상기 누름부에 상기 지지부와 상기 결합 홀 사이에서 상기 굴곡부와 교차하는 적어도 하나의 절곡부를 더 포함하며, 상기 지지부와 상기 누름부들을 통해 상기 전지 적층체와 상기 플레이트들을 탄성적으로 조이도록 구성될 수 있다.
본 발명에서, 상기 누름부들의 걸림 홀들은 상기 굴곡부를 통해 상기 플레이트들의 걸림 돌기들에 스냅적으로 체결되거나 상기 걸림 돌기들로부터 스냅적으로 분리될 수 있다.
바람직하게, 상기 걸림 돌기들은 상기 플레이트들에서 서로 대향하는 방향들을 향해 각각 돌출될 수 있다.
본 발명에서, 상기 전지 적층체는 상기 걸림 돌기들과 중첩하는 전지 카트리지들과 상기 전지 카트리지들 사이에 전지 셀들을 포함할 수 있다.
일 측면에서, 상기 전지 적층체 및 상기 플레이트들은 상기 클램핑 장치의 반대 편에서 장 볼트들로 결속될 수 있다.
다른 측면에서, 상기 클램핑 장치와 상기 플레이트들은 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르는 클램핑 장치는 전지 카트리지들과 전지 카트리지들을 샌드위치의 구조로 덮는 플레이트들의 일 측부에 위치하여 일 측부의 반대 편에서 전지 카트리지들과 플레이트들을 결속시키는 장 볼트들과 함께 전지 카트리지들과 플레이트들을 균형있게 그리고 적절하게 조일 수 있다.
본 발명에 따르는 클램핑 장치는 전지 카트리지와 플레이트의 모서리들에서 나사 체결 부위의 개수를 최소화하여 전지 카트리지와 플레이트의 전체 크기를 줄일 수 있다.
본 발명에 따르는 클램핑 장치는 전지 카트리지들과 플레이트들의 일 측부에 위치하여 일 측부의 반대 편의 장 볼트들과 함께 전지 카트리지들과 플레이트들을 균형있게 조이므로 전지 카트리지들과 플레이트들을 양호하게 정렬시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 클램핑 장치는 전지 카트리지와 플레이트의 모서리들에서 장 볼트의 반복적인 조립 단계를 줄이므로 조립 공정을 단순화시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 전지 모듈은 전지 카트리지와 플레이트의 전체 크기를 줄이므로 배터리 내에서 설치 공간에 대한 배치 자유도를 증가시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 2a는, 도 1의 클램핑 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2b는, 도 2a의 클램핑 장치의 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 2c는, 도 2a의 클램핑 장치의 다른 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 2d는, 도 2a의 클램핑 장치의 또 다른 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 3은, 도 1의 하부 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 1의 전지 적층체를 보여주는 사시도이다.
도 5는, 도 1의 상부 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 6은, 도 1의 전지 모듈의 조립 공정을 설명해주는 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 출원을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서 설명되는 실시 예에 있어서, 전지는 리튬 이차 전지를 일컫는다. 여기서, 리튬 이차 전지라 함은 충전과 방전이 이루어지는 동안 리튬 이온이 작동 이온으로 작용하여 양극과 음극에서 전기화학적 반응을 유발하는 이차 전지를 총칭한다. 하지만 본 발명은 전지의 종류에 한정되지 않음은 자명하다.
도 1은, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 모듈(90)는 클램핑 장치(10), 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50), 상부 플레이트(70)와 장 볼트(80)들을 포함한다. 상기 클램핑 장치(10)는 일 변이 잘린 사각형의 띠 형상을 갖는다. 상기 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)는 클램핑 장치(10)의 내부에 순차적으로 적층된다.
일 측면에서, 상기 하부 프레이트(30)와 상부 플레이트(70)는 판 형상으로 이루어진다. 다른 측면에서, 상기 전지 적층체(50)는 전지 셀(42)들을 수용하는 전지 카트리지(41)들을 포함한다. 여기서, 상기 클램핑 장치(10)는 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)의 일 측부에서 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)와 접촉한다.
바람직하게, 상기 클램핑 장치(10)는 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)의 일 측부에서 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)의 측면의 중앙 영역과 접촉한다. 더 바람직하게, 상기 클램핑 장치(10)는 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)의 측면의 중앙 영역을 지나서 하부 플레이트(30)와 상부 플레이트(70)의 중심을 향해 소정 길이로 연장된다.
상기 장 볼트(80)들은 클램핑 장치(10)의 반대 편에서 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)를 결속시킨다. 바람직하게, 상기 클램핑 장치(10), 하부 플레이트(30)와 상부 플레이트(70)는 내구성과 열전도성이 좋은 금속 재질로 이루어진다.
도 2a는, 도 1의 클램핑 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 클램핑 장치(10a)는 지지부(2a)와 누름부(4a)들을 포함한다. 상기 지지부(2a)는 일 방향을 따라 소정 길이를 갖는다. 상기 누름부(4a)들은 지지부(2a)의 일 단과 타 단으로부터 각각 돌출된다. 바람직하게, 상기 지지부(2a)와 누름부(4a)들은 일체로 이루어져 지지부(2a)의 일 단과 타 단의 각각에서 서로에 대해 절곡된다.
더 바람직하게, 일 측면에서, 상기 지지부(2a)와 누름부(4a)들은 금속으로 이루어진다. 상기 지지부(2a)와 누름부(4a)들은 띠 형상을 이루며 외주 면의 중앙 영역을 따라 굴곡부(6a)를 정의한다. 바람직하게, 상기 굴곡부(6a)는 지지부(2a)와 누름부(4a)들의 외주 면에서 볼록하고 외주 면에 대향하는 내주 면에서 오목하다.
한편, 상기 누름부(4a)들은 지지부(2a)로부터 일 방향을 향해 연장한다. 상기 누름부(4a)는 굴곡부(4a)와 교차하는 걸림홀(8a)을 포함한다. 바람직하게, 상기 걸림홀(8a)은 누름부(4a)를 관통한다. 상기 누름부(4a)는 지지부(2a)로부터 걸림홀(8a)을 향해 경사진다. 바람직하게, 상기 누름부(4a)는 지지부(2a)와 걸림홀(8a) 사이에서 굴곡부(6a)와 교차하는 절곡부들(CS1, CS2)을 갖는다.
여기서, 상기 누름부(4a)는 지지부(2a)와 절곡부(CS1) 사이에 제 1 면(S1), 절곡부들(CS1, CS2) 사이에 제 2 면(S2), 및 절곡부(CS2)와 걸림 홀(8a) 사이에 제 3 면(S3)을 갖는다. 바람직하게, 상기 제 1 면(S1)은 제 3 면(S3)보다 높은 레벨들에 위치하며 제 3 면(S3)에 대해 실질적으로 평행하다. 상기 제 2 면(S2)은 제 1 면(S1)과 제 3 면(S3)을 이어주고 제 1 면(S1)과 제 3 면(S3)에 대해 경사진다.
상기 굴곡부(6a)와 절곡부들(CS1, CS2)은 누름부(4a)에 탄성을 가지게 해준다. 이와는 다르게, 상기 누름부(4a)는 지지부(2a)와 걸림홀(8a) 사이에서 굴곡부(6a)와 교차하는 하나의 절곡부(CS1 또는 CS2)를 가질 수 있다. 상기 걸림 홀(8a)들은 서로 마주본다. 상기 걸림홀(8a)들은 동일한 중심점을 가지거나 동일한 중심점을 가지지 않을 수 있다. 상기 걸림홀(8a)들은 동일한 형상을 가지거나 동일한 형상을 가지지 않을 수 있다.
도 2b는, 도 2a의 클램핑 장치의 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 변형 예에 따른 클램핑 장치(10b)는 도 2a의 클램핑 장치(10a)와 유사한 구조를 갖는다. 그러나, 상기 클램핑 장치(10b)는 도 2a의 클램핑 장치(10a) 대비 굴곡부(4b)와 걸림홀(8b)들의 형상을 다르게 갖는다. 좀 더 상세하게는, 상기 굴곡부(6b)는 지지대(2b)와 누름부(4b)들의 외주 면에서 볼록하고, 지지대(2b)와 누름부(4b)들을 따라 걸림홀(8b)들 사이의 내주 면에서 평평하며, 걸림홀(8b)들로부터 누름부(4b)들의 단부들을 향해 누름부(4b)들의 내주 면에서 오목하다.
한편, 상기 걸림홀(8b)은 지지대(2b)와 누름부(4b)들의 외주면과 내주면에서 굴곡부(6b)의 형상에 기인하여 도 2a의 걸림홀(8a)와 다른 형상을 갖는다. 여기서, 상기 클램핑 장치(10b)는 클램핑 장치(10a)를 대체할 수 있다.
도 2c는, 도 2a의 클램핑 장치의 다른 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 2c를 참조하면, 본 발명의 다른 변형 예에 따른 클램핑 장치(10c)는 도 2a의 클램핑 장치(10a)와 유사한 구조를 갖는다. 그러나, 상기 클램핑 장치(10c)는 도 2a의 클램핑 장치(10a) 대비 굴곡부(4c)와 걸림홀(8c)들의 형상을 다르게 갖는다. 좀 더 상세하게는, 상기 굴곡부(6c)는 지지대(2c)와 누름부(4c)들의 외주 면에서 볼록하고, 지지대(2c)와 누름부(4c)들을 따라 걸림홀(8c)들 사이의 내주 면에서 오목하며, 걸림홀(8c)들로부터 누름부(4c)들의 단부들을 향해 누름부(4c)들의 내주 면에서 평평하다.
한편, 상기 걸림홀(8c)은 지지대(2c)와 누름부(4c)들의 외주면과 내주면에서 굴곡부(6c)의 형상에 기인하여 도 2a의 걸림홀(8a)와 다른 형상을 갖는다. 여기서, 상기 클램핑 장치(10c)는 클램핑 장치(10a)를 대체할 수 있다.
도 2d는, 도 2a의 클램핑 장치의 또 다른 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 2d를 참조하면, 본 발명의 또 다른 변형 예에 따른 클램핑 장치(10d)는 도 2a의 클램핑 장치(10a)와 유사한 구조를 갖는다. 그러나, 상기 클램핑 장치(10d)는 도 2a의 클램핑 장치(10a) 대비 굴곡부(4d)와 걸림홀(8d)들의 형상을 다르게 갖는다. 좀 더 상세하게는, 상기 굴곡부(6d)는 지지대(2c)와 누름부(4c)들의 외주 면에서 볼록하고 내주면에서 평평하다.
한편, 상기 걸림홀(8d)은 지지대(2d)와 누름부(4d)들의 외주면과 내주면에서 굴곡부(6d)의 형상에 기인하여 도 2a의 걸림홀(8a)과 다른 형상을 갖는다. 여기서, 상기 클램핑 장치(10d)는 클램핑 장치(10a)를 대체할 수 있다.
도 3은, 도 1의 하부 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 하부 플레이트(30)는 하부 커버부(26)와 하부 체결부(29)들을 갖는다. 상기 하부 커버부(26)는 일 면에서 돌출되며 도 6과 같이 타 면에서 오목한 하부 걸림 돌기(21), 하부 비드들(23)과 하부 댐(25)을 갖는다. 상기 하부 걸림 돌기(21)는 하부 커버부(26)에서 하부 댐(25)의 외부에 위치된다.
바람직하게, 상기 하부 걸림 돌기(21)는 하부 커버부(26)의 가장 자리에서 하부 댐(25)의 만곡부(21a) 내에 위치된다. 일 측면에서, 상기 하부 걸림 돌기(21)는 도 2의 클램핑 장치(10)의 걸림홀(8a)들 중 하나에 삽입될 수 있다. 상기 하부 비드(23)들은 하부 커버부(26)에서 하부 댐(25)의 내부에 위치된다. 바람직하게, 상기 하부 비드(23)들은 하부 커버부(26)의 표면적을 증가시켜 도 4의 전지(42)의 반복적인 충전 및 방전에 기인되어 발생되는 열을 외부로 신속하게 방출시키는데 기여한다.
한편, 상기 하부 체결부(29)들의 각각은 하부 걸림 돌기(21)의 반대 편에서 하부 커버부(26)의 모서리 주변에 위치된다. 바람직하게, 상기 하부 체결부(29)는 하부 커버부(26)의 모서리로부터 돌출된다. 상기 하부 체결부(29)는 하부 체결홀(28)을 갖는다. 상기 하부 체결홀(28)은 내부 면에 위치되는 나사선을 통해 도 1의 장 볼트(80)와 나사 체결될 수 있다.
도 4는, 도 1의 전지 적층체를 보여주는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전지 적층체(50)는 전지 카트리지(41)들을 포함한다. 상기 전지 카트리지(41)들은 두 개를 한 세트(41a)로 구분하여 순차적으로 적층된다. 바람직하게, 상기 전지 카트리지(41)들의 각각은 한 세트(41a)에서 하나의 전지 셀(42)을 갖는다. 상기 한 세트(41a) 내에 전지 카트리지(41)들은 양 측부들에 각각 위치되는 체결구(43)들을 통해 결속된다.
바람직하게, 상기 한 세트(41a) 내에 전지 카트리지(41)들에서, 하나의 전지 카트리지(41)의 체결구(43)의 구성 요소는 나머지의 전지 카트리지(41)의 체결구(43)의 구성 요소와 후크 결합을 할 수 있다. 한편, 상기 전지 카트리지(41)는 안착부(47)와 중부 체결부(49)들을 포함한다. 상기 안착부(47)는 전지 카트리지(41)에서 전지(42)를 안착시키거나 전지 카트리지(41)들의 최 외각에서 도 3의 하부 플레이트(30)와 도 5의 상부 플레이트(70)를 안착시킬 수 있다.
상기 안착부(47)는 가장 자리에 정렬구(44)들과 중앙 영역에 스페이서(46)를 갖는다. 상기 정렬구(44)들은 한 세트(41a) 내에 하나의 전지 카트리지(41)에서 도면과 같이 홈을 가지거나 한 세트(41a) 내에 나머지의 전지 카트리지(41)에서 돌기(도면에 미 도시)를 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 전지 카트리지(41)들은 세트(41a)들 사이에서 정렬구(44)들을 통해 홈들과 돌기들의 결합으로 정렬될 수 있다.
상기 스페이서(46)는 세트(41a) 단위로 전지 카트리지(41)들을 분리하도록 세트(41a)들 사이에 위치한다. 바람직하게, 상기 스페이서(46)는 전지 카트리지(41)들에 강성을 부여하기 위해서 비드(46a)들을 갖는다. 한편, 상기 중부 체결부(49)들은 정렬구(44)들의 반대 편에서 안착부(47)의 모서리들 주변에 위치된다. 상기 중부 체결부(49)들의 각각은 중부 체결 홀(48)을 갖는다. 상기 중부 체결 홀(48)은 도 1의 장 볼트(80)를 수용할 수 있다.
도 5는, 도 1의 상부 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 상부 플레이트(70)는 도 3의 하부 플레이트(30)와 유사한 형상을 갖는다. 즉, 상기 상부 플레이트(70)는 상부 커버부(66)를 가지는데, 상기 상부 커버부(66)의 상부 걸림 돌기(61), 상부 비드들(63)과 상부 댐(65)은 하부 커버부(26)의 하부 걸림 돌기(21), 하부 비드(23)들과 하부 댐(25)과 동일한 형상 및 동일한 기능을 한다.
다만, 상기 상부 커버부(66)는 하부 커버부(26)와 다르게 안착 돌기(64)들을 상부 댐(65)에 갖는다. 상기 안착 돌기(64)들의 입체적 형상은 도 6에서 상세하게 도시된다. 또한, 상기 상부 플레이트(70)는 상부 걸림 돌기(61)의 반대 편에서 상부 커버부(66)의 모서리들에 각각 위치되는 상부 체결부(69)들을 갖는다. 상기 상부 체결부(69)들의 각각은 도 1의 장 볼트(80)를 수용하는 상부 체결홀(68)을 갖는다.
도 6은, 도 5의 전지 모듈의 조립 공정을 설명해주는 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 클램핑 장치(10), 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50), 상부 플레이트(70)와 장 볼트(80)들이 준비될 수 있다. 상기 클램핑 장치(10), 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50), 상부 플레이트(70)와 장 볼트(80)들은 도 1 내지 도 5 에서 충분히 설명되었다. 그러나, 본 발명의 이해를 돕기 위해서, 상기 클램핑 장치(10), 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50), 상부 플레이트(50)와 장 볼트(80)들에 대해서 간략하게 설명한다.
바람직하게, 상기 클램핑 장치(10a)는, 지지부(2a)와, 지지부(2a)의 일 단과 타 단으로부터 각각 돌출되는 누름부(4a)들을 포함한다. 상기 지지부(2a)와 누름부(4a)들은 굴곡부(6a)를 정의하고, 상기 누름부(4a)들의 각각은 굴곡부(6a)와 교차하는 걸림 홀(8a)을 갖는다. 더불어서, 상기 클램핑 장치(10a)는 누름부(4a)에 지지부(2a)와 결합 홀(8a) 사이에서 굴곡부(6a)와 교차하는 절곡부들(CS1, CS2)을 갖는다.
상기 하부 플레이트(30)와 상부 플레이트(70)는 하부 걸림 돌기(21)와 상부 걸림 돌기(61)를 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 하부 및 상부 걸림 돌기들(21, 61)은 하부 및 상부 플레이트들(30, 70)에서 서로 대향하는 방향들을 향해 각각 돌출될 수 있다. 상기 전지 적층체(50)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 및 상부 걸림 돌기들(21, 61)과 중첩하도록 전지 카트리지(41)들 사이에 전지 셀(42)들을 갖는다. 상기 장 볼트(80)들은 하부 측에만 나사 선을 가질 수 있다.
다음으로, 상기 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)가 순차적으로 적층될 수 있다. 이 경우에, 상기 하부 플레이트(30)의 하부 커버부(26)와 상부 플레이트(70)의 상부 커버부(66) 사이에 전지 적층체(50)의 전지 카트리지(41)들의 안착부(47)들이 위치될 수 있다. 여기서, 상기 상부 플레이트(70)의 안착 돌기(64)들은 도면에 도시되지 않지만 후속으로 구비되는 구조물(예를 들면, 전장 부품 또는 전지 모듈)과 결합 시에 접속 플러그로 이용될 수 있다.
또한, 상기 하부 플레이트(30)의 하부 체결부(29)와 상부 플레이트(70)의 상부 체결부(69) 사이에 전지 카트리지(41)들의 중부 체결부(49)들이 위치될 수 있다. 계속해서, 상기 클램핑 장치(10)가 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)에 끼워질 수 있다. 바람직하게, 상기 클램핑 장치(10)에서, 상기 지지부(2a)와 누름부(4a)들은 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50) 및 상부 플레이트(70)와 접촉한다.
더 바람직하게, 상기 누름부(4a)들의 걸림 홀(8a)들은 하부 플레이트(30)의 하부 걸림 돌기(21)와 상부 플레이트(70)의 상부 걸림 돌기(61)에 각각 삽입된다. 여기서, 상기 지지부(2a)와 누름부(4a)들은 굴곡부(6a)와 절곡부들(CS1, CS2)을 이용하여 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)를 탄성적으로 조일 수 있다.
일 측면에서, 상기 지지부(2a)와 누름부(4a)들이 탄성을 가지므로, 상기 누름부(4a)들의 걸림 홀(8a)들은 굴곡부(6a)를 통해 하부 및 상부 플레이트들(30, 70)의 하부 및 상부 걸림 돌기들(21, 61)에 스냅적으로 체결되거나 걸림 돌기들(21, 61)로부터 스냅적으로 분리될 수 있다. 이후로, 상기 클램핑 장치(10a)의 반대 편에서 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)에 장 볼트(80)들이 삽입된다.
상세하게는, 상기 장 볼트(80)들은 상부 체결부(69)들의 상부 체결홀(68)들과 중부 체결부(49)들의 중부 체결홀(48)들에 수용되어 하부 체결부(29)의 하부 체결홀(28)에 나사 체결될 수 있다. 이를 통해서, 상기 장 볼트(80)들은 클램핑 장치(10)와 함께 하부 플레이트(30), 전지 적층체(50)와 상부 플레이트(70)를 결속시켜 도 1의 전지 모듈(90)을 구성할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 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.

Claims (20)

  1. 지지부; 및
    상기 지지부의 일 단과 타 단으로부터 각각 돌출되는 누름부들을 포함하고,
    상기 지지부와 상기 누름부들은 띠 형상을 이루며 외주 면의 중앙 영역을 따라 굴곡부를 정의하고,
    누름부는 상기 굴곡부와 교차하는 걸림홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 누름부들은 일체로 이루어져 상기 지지부의 상기 일 단과 상기 타 단의 각각에서 서로에 대해 절곡되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 누름부들은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡부는 상기 지지부와 상기 누름부들의 상기 외주 면에서 볼록하고 상기 외주 면에 대향하는 내주 면에서 오목한 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡부는 상기 지지부와 상기 누름부들의 외주 면에서 볼록하고, 상기 지지부와 상기 누름부들을 따라 걸림홀들 사이의 내주 면에서 평평하며, 상기 걸림홀들로부터 상기 누름부들의 단부들을 향해 누름부들의 내주 면에서 오목한 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡부는 상기 지지부와 상기 누름부들의 외주 면에서 볼록하고, 상기 지지부와 상기 누름부들을 따라 걸림홀들 사이의 내주 면에서 오목하며, 상기 걸림홀들로부터 상기 누름부들의 단부들을 향해 누름부들의 내주 면에서 평평한 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡부는 상기 지지부와 상기 누름부들의 외주 면에서 볼록하고 내주면에서 평평한 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 누름부는 상기 지지부로부터 상기 걸림홀을 향해 경사지는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 누름부는 상기 지지부와 상기 걸림홀 사이에서 상기 굴곡부와 교차하는 적어도 하나의 절곡부를 가지는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 누름부들은 상기 지지부로부터 일 방향을 향해 연장하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 누름부들의 걸림홀들은 동일한 중심점을 가지는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 누름부들의 걸림홀들은 동일한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  13. 일 변이 잘린 사각형의 띠 형상으로 이루어지는 클램핑 장치;
    상기 클램핑 장치의 내부에 위치되는 전지 적층체; 및
    상기 클램핑 장치의 상기 내부에서 상기 전지 적층체를 샌드위치의 구조로 덮는 플레이트들을 포함하고,
    상기 클램핑 장치는, 지지부와, 상기 지지부의 일 단과 타 단으로부터 각각 돌출되는 누름부들을 포함하고, 상기 지지부와 상기 누름부들은 상기 전지 적층체 및 상기 플레이트들과 접촉하며 외주 면의 중앙 영역을 따라 굴곡부를 정의하고, 누름부는 상기 굴곡부와 교차하는 걸림 홀을 포함하고,
    상기 플레이트는 상기 걸림 홀에 삽입되는 걸림 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 클램핑 장치는 상기 전지 적층체와 상기 플레이트들의 일 측부에서 상기 플레이트들의 측벽들의 중앙 영역을 지나는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 클램핑 장치는 상기 누름부에 상기 지지부와 상기 결합 홀 사이에서 상기 굴곡부와 교차하는 적어도 하나의 절곡부를 더 포함하며, 상기 지지부와 상기 누름부들을 통해 상기 전지 적층체와 상기 플레이트들을 탄성적으로 조이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 누름부들의 걸림 홀들은 상기 굴곡부를 통해 상기 플레이트들의 걸림 돌기들에 스냅적으로 체결되거나 상기 걸림 돌기들로부터 스냅적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 걸림 돌기들은 상기 플레이트들에서 서로 대향하는 방향들을 향해 각각 돌출되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 전지 적층체는 상기 걸림 돌기들과 중첩하는 전지 카트리지들과 상기 전지 카트리지들 사이에 전지 셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 전지 적층체 및 상기 플레이트들은 상기 클램핑 장치의 반대 편에서 장 볼트들로 결속되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 클램핑 장치와 상기 플레이트들은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
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