WO2017052050A1 - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 - Google Patents

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서재현
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery pack comprising such a battery module and a motor vehicle comprising such a battery pack.
  • the secondary battery having high application characteristics and high electrical density such as energy efficiency according to the product group is not only a portable device but also an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HEV) driven by an electric driving source. It is applied universally.
  • the secondary battery is attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of drastically reducing the use of fossil fuels is generated but also no by-products of energy use are generated.
  • Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and the like.
  • the operating voltage of such a unit secondary battery cell that is, a unit battery cell is about 2.5V to 4.2V. Therefore, when a higher output voltage is required, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series. In addition, the battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to the charge / discharge capacity required for the battery pack. Therefore, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to the required output voltage or charge / discharge capacity.
  • a battery pack is configured by connecting a plurality of battery cells in series / parallel, a battery module including a plurality of battery cells is configured first, and the battery pack is configured by adding other components using the plurality of battery modules. How to do is common.
  • the battery module generally includes a battery cell assembly including a plurality of cooling fins provided with a plurality of battery cells and provided to be in contact with the plurality of battery cells, and an end plate covering the battery cell assembly. It is configured to include.
  • a short circuit of a battery module may occur due to a high voltage being applied from an electric component such as a motor provided inside the battery module or a voltage applied from a battery cell to a member of a metal material such as a cooling fin in the battery module. It is necessary to secure the insulation of the module itself to prevent an electric shock accident of the user or the like.
  • anodizing or painting treatment for insulation is performed on a metal member such as an end plate or a cooling fin that covers the battery cell assembly.
  • an object of the present invention is to provide a battery module and a battery pack including such a battery module, and a vehicle including the battery pack, which can secure module insulation without anodizing or painting.
  • the present invention as a battery module, is provided with at least one battery cell, at least one cooling fin which is in contact with the at least one battery cell, both sides and one side portion perpendicular to the both sides A battery cell assembly exposed to; A first end plate mounted on an inner wall of at least one first insulating member contacting the at least one cooling fin exposed on both sides of the battery cell assembly, and supporting both sides of the battery cell assembly; A second end plate coupled to the first end plate to cover the battery cell assembly and supporting one side of the battery cell assembly; A cooling plate provided between the second end plate and one side of the battery cell assembly and receiving heat from the at least one cooling fin; And at least one second insulating member disposed between the cooling plate and the at least one cooling fin exposed on one side of the battery cell assembly.
  • the at least one second insulating member may overlap the at least one first insulating member between the first end plate and the cooling plate.
  • the cooling plate may include a plate body mounted to the second end plate; And plate edges extending from the plate body toward both sides of the battery cell assembly, wherein the at least one second insulating member comprises the at least one first insulating portion between the first end plate and the plate edge. Can overlap with the member.
  • the at least one second insulating member may include: an insulating plate mounted to the plate body and in contact with the at least one cooling fin exposed on one side of the battery cell assembly; And an insulating hook extending from the insulating plate and fitted to the plate edge, wherein the hook is at least partially in contact with the at least one first insulating member between the first end plate and the plate edge.
  • the insulating hook may be in elastic contact with the at least one first insulating member.
  • the insulating hook may include: a first hook portion extending from the insulating plate and mounted to an inner wall of the plate edge; A second hook portion extending out of the plate rim from the first hook portion; And a third hook portion extending from the second hook portion and in contact with the at least one first insulating member.
  • the at least one first insulating member and the third hook portion may be mutually pressed between the first end plate and the plate edge.
  • the third hook portion may be disposed closer to the inner wall of the second end plate than the at least one first insulating member in the vertical direction of the second end plate.
  • the third hook portion may include: an elastic contact portion extending from the second hook portion to a predetermined length; And an elastic protrusion protruding from the end of the elastic contact portion to a predetermined length.
  • the first insulating member may be provided as a pair of insulating sheets, and the pair of first insulating members may be in contact with the at least one cooling fin exposed on both sides of the battery cell assembly, respectively.
  • One second insulating member may overlap between the first end plate and the cooling plate to be in contact with the pair of first insulating members, respectively.
  • the second insulating member may be provided with one insulating sheet.
  • the at least one second insulating member may be made of a polycarbonate material.
  • the present invention a battery pack, at least one battery module according to the above embodiments; It provides a battery pack comprising a; and a pack case for packaging the at least one battery module.
  • the present invention provides a motor vehicle comprising a; battery pack according to the above-described embodiment.
  • a battery module a battery pack including such a battery module and a vehicle including such a battery pack that can ensure module insulation without a separate anodizing or painting process.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the battery module of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a second insulating member of the battery module of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the second insulating member of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the battery module of FIG. 1.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion A of the battery module of FIG. 5.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a portion B of the battery module of FIG. 5.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion C of the battery module of FIG. 5.
  • FIG. 9 is an enlarged view illustrating a portion D of the battery module of FIG. 5.
  • FIG. 10 and 11 are views for explaining the arrangement of the first insulating member and the second insulating member when the first end plate and the second end plate of the battery module of FIG.
  • FIG. 12 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the battery module of FIG. 1
  • FIG. 3 is a schematic view of a second insulating member of the battery module of FIG. 2.
  • 4 is a cross-sectional view of the second insulating member of FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the battery module of FIG. 1
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion A of the battery module of FIG. 5,
  • FIG. 7 is FIG. 5.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a C portion of the battery module of FIG. 5
  • FIG. 9 is an enlarged view of a D portion of the battery module of FIG. 5.
  • the battery module 10 includes a battery cell assembly 100, a first end plate 200, a second end plate 300, a cover frame 400, and a cooling plate 500.
  • the first insulating member 600 and the second insulating member 700 may be included.
  • the battery cell assembly 100 is an assembly of major components of the battery module 10 and may include a battery cell 110, a cell cartridge 120, and a cooling fin 130.
  • the battery cell assembly 100 may include at least one battery cell 110, and the cooling fin 130 may be in contact with the at least one battery cell 110.
  • the cooling fins 130 in contact with the at least one battery cell 110 are both sides along the front and rear (X-axis direction) of the battery cell assembly 100 of the battery cell assembly 100 and the It may be exposed to one side portion perpendicular to both sides, specifically, the lower side along the bottom (-Z axis direction).
  • At least one battery cell 110 may be provided, and in the present embodiment, a plurality of battery cells 110 may be provided.
  • the plurality of battery cells 110 may be mounted in a cell cartridge 120 which will be described later to be stacked on each other. In this case, the plurality of battery cells 110 may be accommodated in at least one cell cartridge 120.
  • Each battery cell 110 may include an electrode assembly, a battery case, an electrode lead 115, and an insulating tape.
  • the electrode assembly may be composed of a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator.
  • the battery case is for packaging the electrode assembly, and may be formed of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.
  • the electrode lead 115 may be electrically connected to the electrode assembly and protrude out of the battery case.
  • the electrode leads 115 may be provided in a pair, and the pair of electrode leads may be formed of a positive electrode lead and a negative electrode lead, respectively.
  • the insulating tape may be provided to correspond to the number of electrode leads, and may prevent a short circuit between the battery case and the electrode lead 115 and improve a sealing force of the battery case.
  • the cell cartridge 120 may be configured to hold the at least one battery cell 110 to prevent its flow and to be stacked on each other to guide assembly of the at least one battery cell 110.
  • the cell cartridge 120 may be provided in plurality so as to guide the stacking of the plurality of battery cells 110 to be stacked on each other.
  • At least one battery cell 110 may be mounted in the plurality of cell cartridges 120.
  • each of the plurality of cell cartridges 120 may include the at least one battery cell 110 therein so as to accommodate the at least one battery cell 110 therein.
  • the cooling fins 130 may be made of a thermally conductive material such as aluminum, and may be provided in plural numbers so as to be able to exchange heat with the battery cells 110 and mounted on each cell cartridge 120.
  • the cooling fin 130 mounted to the cell cartridge 120 disposed in front of the battery cell assembly 100 (+ X axis direction) is in front of the battery cell assembly 100 (+ X axis direction).
  • the cooling fin 130 mounted on the cell cartridge 120 disposed at the rear side (-X axis direction) of the battery cell assembly 100 is exposed to the rear side (-X axis) of the battery cell assembly 100.
  • the plurality of cooling fins 130 may be mounted on the plurality of cell cartridges 120 to be exposed from the lower side (-Z axis direction) of the battery cell assembly 100.
  • the first end plate 200 is for supporting the battery cell assembly 100, and both sides of the battery cell assembly 100 in the front-rear direction (X-axis direction) of the battery cell assembly 100 and the battery cell assembly 100.
  • the upper side (+ Z axis direction) can be covered.
  • the second end plate 300 is for supporting the battery cell assembly 100 together with the first end plate 200, and supports the lower side (-Z axis direction) of the battery cell assembly 100. In combination with the first end plate 200, the battery cell assembly 100 may be covered.
  • the cover frame 400 is to support the battery cell assembly 100 together with the first end plate 200 and the second end plate 300, and is provided with a pair of the battery cell assembly (
  • the battery cell assembly 100 may be respectively covered at both sides (Y-axis directions) of the plurality of battery cells 110 of the electrode lead 115.
  • the cover frame 400 may be provided with a pair of terminals 450.
  • the pair of terminals 450 may be electrically connected to the electrode leads 115 of the plurality of battery cells 110, and may be exposed to the outside of the battery module 100 to be electrically connected to an external power source.
  • the cooling plate 500 may be made of a thermally conductive material such as aluminum, such as the cooling fin 130, and is provided between the lower side of the battery cell assembly 100 and the second end plate 300. The heat transmitted from the plurality of cooling fins 130 may be absorbed.
  • the cooling plate 500 may include a plate body 510 and a plate rim 520.
  • the plate body 510 may be mounted on the second end plate 300 and may cover a lower side of the battery cell assembly 100.
  • the plate rim 520 may extend from the plate body 510 toward both sides of the battery cell assembly 100 in the front-rear direction (X-axis direction).
  • the first insulating member 600 is for securing module insulation of the battery module 100 and may have an approximately thin plate shape.
  • the first insulating member 600 may be provided as a pair, and may be mounted on an inner wall of the first end plate 200 in the front-rear direction (X-axis direction), and the front-back direction of the battery cell assembly 100 may be provided.
  • Each of the cooling fins 130 exposed to both sides along the X-axis direction may be in contact with each other.
  • the upper portion (+ Z axis direction) of the inner wall of the first end plate 200 does not directly face the metal structure such as the cooling fin 130, there is no need to provide a separate insulating member, etc. can do.
  • the first insulating member 600 may block a voltage that may be applied to the plurality of battery cells 110 inside the battery module 100 from the outside of the first end plate 200. In addition, the first insulating member 600 may block a voltage that may be applied from the cooling fin 130 that is in contact with each other, thereby preventing an unexpected current leakage to the outside of the battery module 100.
  • the second insulating member 700 is to secure module insulation of the battery module 100 together with the first insulating member 600.
  • the lower part of the cooling plate 500 and the battery cell assembly 100 are provided. It may be disposed between the cooling fins 130 exposed to (-Z axis direction).
  • At least one second insulating member 700 may be provided.
  • the second insulating member 700 will be described as being limited to one insulating sheet.
  • the second insulating member 700 may be made of a polycarbonate material having high thermal conductivity. Accordingly, the second insulating member 700 may effectively transfer heat from the cooling fins 130 to the cooling plate 500 together with module insulation.
  • the second insulating member 700 may block a voltage that may be applied to the plurality of battery cells 110 inside the battery module 100 from the outside of the second end plate 200. In addition, the second insulating member 700 may block a voltage that may be applied from the cooling fin 130 that is in contact with each other, thereby preventing an unexpected current leakage to the outside of the battery module 100.
  • a metal structure such as a cooling fin 130 is disposed in the battery module 10 through the second insulating member 700 and the first insulating member 600 and the battery module. Insulation between the first end plate 200 and the second end plate 300 forming the exterior of the device 10 may be effectively achieved. Therefore, in the present embodiment, the battery module 10 without any anodizing or painting treatment is performed on the cooling fin 130, the first end plate 200, the second end plate 300, and the cooling plate 500. ) Insulation can be effectively achieved.
  • the second insulating member 700 may be disposed to overlap the pair of first insulating members 600, respectively, between the first end plate 200 and the cooling plate 500. Specifically, the second insulating member 700 overlaps the pair of first insulating members 600 between the first end plate 200 and the plate edge 520 of the cooling plate 500, respectively. Can be arranged.
  • all parts of the cooling fins 130 exposed to the outside from the battery cell assembly 100 are completely surrounded by the first insulating member 600 and the second insulating member 700. In this case, more reliable module insulation of the battery module 100 may be ensured.
  • the second insulating member 700 may include an insulating plate 710 and an insulating hook 720.
  • the insulating plate 710 is mounted to the plate body 510 of the cooling plate 500 and the cooling fins 130 exposed to the lower portion (-Z axis direction) of the battery cell assembly 100. Can be contacted.
  • the insulating hooks 720 extend from both ends of the insulating plate 710 to be fitted to the plate rim 520 of the cooling plate 500, and may be overlapped with the first insulating member 600.
  • the first end plate 200 and the plate edge 520 may be at least partially in contact with the pair of first insulating members 600, respectively.
  • the insulating hook 720 may be in elastic contact with the pair of first insulating members 600, respectively.
  • the insulation hook 720 may include a first hook portion 721, a second hook portion 723, and a third hook portion 725.
  • the first hook portion 721 may extend from both end portions of the insulating plate 710, and may be mounted on an inner wall of the plate rim 520 of the cooling plate 500.
  • the second hook portion 723 may extend out of the plate edge 520 of the cooling plate 500 toward the first insulating member 600 from the first hook portion 721.
  • the third hook portion 725 extends downward ( ⁇ Z axis direction) from the second hook portion 723 toward the second end plate 300, and is perpendicular to the second end plate 300.
  • the inner wall 302 of the second end plate 300 may be disposed closer to the pair of first insulating members 600.
  • the third hook portions 725 may elastically contact the pair of first insulating members 600, respectively. Accordingly, the third hook portion 725 and each of the first insulating members 600 are mutually pressurized between the first end plate 200 and the plate rim 520 of the cooling plate 500. Can be.
  • the third hook portion 725 may include an elastic contact portion 727 and an elastic protrusion 729.
  • the elastic contact portion 727 may extend from the second hook portion 723 to a predetermined length downward (-Z axis direction). In this case, the elastic contact portion 727 may extend to at least an end of each of the first insulating members 600.
  • the elastic protrusion 729 may protrude to a predetermined length approximately vertically from an end of the elastic contact portion 727.
  • the elastic protrusion 727 supports the end of the first insulating member 600 when the elastic contact with each of the first insulating member 600, the more stable contact with each of the first insulating member 600. Can be planned.
  • the first insulating member 600 and the second insulating member 700 may be separated from each other. Look specifically at the layout.
  • FIG. 10 and 11 are views for explaining the arrangement of the first insulating member and the second insulating member when the first end plate and the second end plate of the battery module of FIG.
  • the worker or the like may be coupled to the first end plate 200 and the second end plate 300 of the battery module 10 to cover the battery cell assembly 100.
  • the first end plate 200 is further moved downward (-Z axis direction) while being fitted inside the second end plate 300. Accordingly, the pair of first insulating members 600 mounted on the inner wall of the first end plate 200 are also moved downward (-Z axis direction).
  • the pair of first insulating members 600 pushes the insulating hook 720 of the second insulating member 700 and the plates of the first end plate 200 and the cooling plate 500.
  • the edge 520 is elastically contacted with the insulating hook 720 of the second insulating member 700.
  • the insulating hook 720 of the second insulating member 700 is elastically deformed according to the pressure of each of the first insulating members 600, and toward the plate edge 520 of the cooling plate 500. While being pushed in contact with each of the first insulating members 600 between the first end plate 200 and the plate rim 520 of the cooling plate 500 and overlaps with each of the first insulating members 600. Will be.
  • the pair of the first end plate 200 and the second end plate 300 may be combined with each other without a separate additional coupling member or additional process for the overlap.
  • An overlap of the first insulating member 600 and the second insulating member 700 may be performed together.
  • the battery module 10 is anodized separately for the insulation of the battery module 10 through the first insulating member 600 and the second insulating member 700. Module insulation can be secured without coating or painting.
  • the battery module 10 can prevent a short circuit of the battery module 10 or an electric shock accident such as a user or an operator in advance, thereby significantly improving the safety of the battery module 10. can do.
  • FIG. 12 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 may include the at least one battery module 10 and a pack case 50 for packaging the at least one battery module 10.
  • the battery pack 1 may be provided in a vehicle as a fuel source of the vehicle.
  • the battery pack 1 may be provided in a motor vehicle in an electric vehicle, a hybrid car and other ways in which the battery pack 1 may be used as a fuel source.
  • the battery pack 1 may also be provided in other devices, apparatuses, and facilities, such as an energy storage system using a secondary battery, in addition to the automobile.
  • the device, the apparatus, and the facility having the battery pack 1 and the battery pack 1 such as the vehicle according to the present embodiment include the battery module 10 described above, and thus, the battery module described above. It is possible to implement the battery pack 1 and the vehicle having all the advantages due to (10).

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 적어도 하나의 배터리 셀이 구비되며, 적어도 하나의 배터리 셀과 접촉되는 적어도 하나의 냉각 핀이 양측부 및 양측부와 수직한 일측부에 노출되는 배터리 셀 조립체, 배터리 셀 조립체의 양측부에 노출되는 적어도 하나의 냉각 핀과 접촉하는 적어도 하나의 제1 절연부재가 내벽에 장착되며, 배터리 셀 조립체의 양측부를 지지하는 제1 엔드 플레이트, 제1 엔드 플레이트와 결합되어 배터리 셀 조립체를 커버하며, 배터리 셀 조립체의 일측부를 지지하는 제2 엔드 플레이트, 제2 엔드 플레이트와 배터리 셀 조립체의 일측부 사이에 구비되며, 적어도 하나의 냉각 핀으로부터의 열을 전달받는 냉각 플레이트 및 냉각 플레이트와 배터리 셀 조립체의 일측부에 노출되는 적어도 하나의 냉각 핀 사이에 배치되는 적어도 하나의 제2 절연부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.
본 출원은 2015년 09월 25일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2015-0136291호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 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.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 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.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 복수 개의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 복수 개의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
여기서, 배터리 모듈은, 일반적으로, 복수 개의 배터리 셀들이 구비되며 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이에 접촉될 수 있게 구비되는 복수 개의 냉각 핀들을 포함하는 배터리 셀 조립체 및 이러한 배터리 셀 조립체를 커버하는 엔드 플레이트를 포함하여 구성된다.
이러한 종래 배터리 모듈에서는 단락이나 사용자 등의 감전 사고 등을 방지하기 위해 모듈의 절연 저항을 확보하는 것이 필요하다. 예컨대, 배터리 모듈 내부로 외부에 구비되는 모터 등의 전장 부품으로부터 고전압이 인가된다거나 또는 배터리 셀로부터 배터리 모듈 내의 냉각 핀과 같은 금속 재질의 부재로 전압이 인가되는 등에 따라 발생할 수 있는 배터리 모듈의 단락이나 사용자 등의 감전 사고를 방지하기 위한 모듈 자체의 절연성 확보가 필요하다.
이에 따라, 종래 배터리 모듈에서는 배터리 셀 조립체를 커버하는 엔드 플레이트나 냉각 핀 등의 금속 재질의 부재에 절연을 위한 별도의 아노다이징(Anodizing)이나 도장 처리 등을 수행하였다.
그러나, 이러한 아노다이징이나 도장 처리의 경우, 추후 스크래치 등에 따른 파손이 쉽게 발생할 수 있어 절연 불량을 초래할 위험이 높고, 엔드 플레이트나 금속 재질의 부재의 형상 등이 복잡할 경우, 이러한 아노다이징이나 도장 처리를 위한 공정 자체가 어려운 문제가 있다.
그러므로, 배터리 모듈에서, 이러한 별도의 아노다이징이나 도장 처리 없이 모듈 절연성을 확보할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은 별도의 아노다이징이나 도장 처리 없이 모듈 절연성을 확보할 수 있는 배터리 모듈 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 적어도 하나의 배터리 셀이 구비되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀과 접촉되는 적어도 하나의 냉각 핀이 양측부 및 상기 양측부와 수직한 일측부에 노출되는 배터리 셀 조립체; 상기 배터리 셀 조립체의 양측부에 노출되는 상기 적어도 하나의 냉각 핀과 접촉하는 적어도 하나의 제1 절연부재가 내벽에 장착되며, 상기 배터리 셀 조립체의 양측부를 지지하는 제1 엔드 플레이트; 상기 제1 엔드 플레이트와 결합되어 상기 배터리 셀 조립체를 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 일측부를 지지하는 제2 엔드 플레이트; 상기 제2 엔드 플레이트와 상기 배터리 셀 조립체의 일측부 사이에 구비되며, 상기 적어도 하나의 냉각 핀으로부터의 열을 전달받는 냉각 플레이트; 및 상기 냉각 플레이트와 상기 배터리 셀 조립체의 일측부에 노출되는 상기 적어도 하나의 냉각 핀 사이에 배치되는 적어도 하나의 제2 절연부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 적어도 하나의 제2 절연부재는, 상기 제1 엔드 플레이트와 상기 냉각 플레이트 사이에서 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 오버랩 될 수 있다.
상기 냉각 플레이트는, 상기 제2 엔드 플레이트에 장착되는 플레이트 본체; 및 상기 플레이트 본체로부터 상기 배터리 셀 조립체의 양측부를 향해 연장되는 플레이트 테두리;를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 절연부재는, 상기 제1 엔드 플레이트와 상기 플레이트 테두리 사이에서 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 오버랩 될 수 있다.
상기 적어도 하나의 제2 절연부재는, 상기 플레이트 본체에 장착되며, 상기 배터리 셀 조립체의 일측부에 노출되는 상기 적어도 하나의 냉각 핀과 접촉하는 절연 플레이트; 및 상기 절연 플레이트로부터 연장되어 상기 플레이트 테두리에 끼워지며, 상기 제1 엔드 플레이트와 상기 플레이트 테두리 사이에서 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 적어도 부분적으로 접촉되는 절연 후크;를 포함할 수 있다.
상기 절연 후크는, 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 탄성적으로 접촉할 수 있다.
상기 절연 후크는, 상기 절연 플레이트로부터 연장되며, 상기 플레이트 테두리의 내벽에 장착되는 제1 후크부; 상기 제1 후크부로부터 상기 플레이트 테두리 밖으로 연장되는 제2 후크부; 및 상기 제2 후크부로부터 연장되며, 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 접촉하는 제3 후크부;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 상기 제3 후크부는, 상기 제1 엔드 플레이트와 상기 플레이트 테두리 사이에서 상호 가압될 수 있다.
상기 제3 후크부는, 상기 제2 엔드 플레이트의 수직 방향에서 상기 적어도 하나의 제1 절연부재보다 상기 제2 엔드 플레이트의 내벽에 가깝게 배치될 수 있다.
상기 제3 후크부는, 상기 제2 후크부로부터 소정 길이로 연장되는 탄성 접촉부; 및 상기 탄성 접촉부의 단부로부터 소정 길이로 돌출되는 탄성 돌출부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연부재는, 절연 시트로서, 한 쌍으로 구비되며, 상기 한 쌍의 제1 절연부재는, 상기 배터리 셀 조립체의 양측부에 노출되는 상기 적어도 하나의 냉각 핀과 각각 접촉하며, 상기 적어도 하나의 제2 절연부재는, 상기 제1 엔드 플레이트와 상기 냉각 플레이트 사이에서 상기 한 쌍의 제1 절연부재와 각각 접촉될 수 있게 오버랩 될 수 있다.
상기 제2 절연부재는, 한 개의 절연 시트로 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 제2 절연부재는, 폴리카보네이트(PolyCarbonate) 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하기 위한 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 별도의 아노다이징이나 도장 처리 없이 모듈 절연성을 확보할 수 있는 배터리 모듈 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
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 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 모듈의 제2 절연부재의 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 제2 절연부재의 단면도이다.
도 5는 도 1의 배터리 모듈의 단면도이다.
도 6은 도 5의 배터리 모듈의 A 부분의 확대도이다.
도 7은 도 5의 배터리 모듈의 B 부분의 확대도이다.
도 8은 도 5의 배터리 모듈의 C 부분의 확대도이다.
도 9는 도 5의 배터리 모듈의 D 부분의 확대도이다.
도 10 및 도 11은 도 2의 배터리 모듈의 제1 엔드 플레이트와 제2 엔드 플레이트의 결합 시 제1 절연부재와 제2 절연부재의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 개략적인 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 배터리 모듈의 제2 절연부재의 개략적인 사시도이며, 도 4는 도 3의 제2 절연부재의 단면도이며, 도 5는 도 1의 배터리 모듈의 단면도이며, 도 6은 도 5의 배터리 모듈의 A 부분의 확대도이며, 도 7은 도 5의 배터리 모듈의 B 부분의 확대도이며, 도 8은 도 5의 배터리 모듈의 C 부분의 확대도이며, 도 9는 도 5의 배터리 모듈의 D 부분의 확대도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀 조립체(100), 제1 엔드 플레이트(200), 제2 엔드 플레이트(300), 커버 프레임(400), 냉각 플레이트(500), 제1 절연부재(600) 및 제2 절연부재(700)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 조립체(100)는 상기 배터리 모듈(10)의 주요한 구성들의 조립체로서, 배터리 셀(110), 셀 카트리지(120) 및 냉각 핀(130)을 포함할 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀 조립체(100)에는 상기 배터리 셀(110)이 적어도 하나 구비될 수 있고, 상기 냉각 핀(130)이 상기 적어도 하나의 배터리 셀(110)과 접촉될 수 있다. 여기서, 상기 상기 적어도 하나의 배터리 셀(110)과 접촉되는 상기 냉각 핀(130)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후방(X축 방향)에 따른 양측부 및 상기 양측부와 수직한 일측부, 구체적으로 하방(-Z축 방향)에 따른 하측부에 노출될 수 있다.
상기 배터리 셀(110)은 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)은 서로 적층될 수 있게 후술하는 셀 카트리지(120)에 장착될 수 있다. 이때, 복수 개의 배터리 셀들(110)은 하나의 셀 카트리지(120)에 적어도 하나 이상으로 수용될 수 있다.
각각의 배터리 셀(110)은, 전극 조립체, 전지 케이스, 전극 리드(115) 및 절연 테이프를 포함할 수 있다. 상기 전극 조립체는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 상기 전지 케이스는 상기 전극 조립체를 패키징하기 위한 것으로서, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다. 상기 전극 리드(115)는 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되며 상기 전지 케이스 밖으로 돌출될 수 있다. 이러한 상기 전극 리드(115)는 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 상기 한 쌍의 전극 리드들은 각각 양극 리드 및 음극 리드로 이루어질 수 있다. 상기 절연 테이프는 상기 전극 리드의 개수에 대응되게 구비될 수 있으며, 상기 전지 케이스와 상기 전극 리드(115) 사이에서의 단락 발생을 방지하고 상기 전지 케이스의 밀봉력을 향상시킬 수 있다.
상기 셀 카트리지(120)는 상기 적어도 하나의 배터리 셀(110)을 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 상기 적어도 하나의 배터리 셀(110)의 조립을 가이드 할 수 있다. 이러한 상기 셀 카트리지(120)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 적층을 가이드할 수 있게 복수 개로 구비되어 상호 적층될 수 있다.
상기 복수 개의 셀 카트리지들(120)에는 적어도 하나의 배터리 셀(110)이 내부에 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 셀 카트리지(120)에는, 각각, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(110)을 내부에 수용할 수 있게 상기 적어도 하나의 배터리 셀(110)이 내부에 끼워질 수 있다.
상기 냉각 핀(130)은 알루미늄과 같은 열 전도성 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 배터리 셀(110)과 열교환을 가능할 수 있게 복수 개로 구비되어 각각의 셀 카트리지(120)에 장착될 수 있다.
여기서, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전방(+X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(120)에 장착되는 상기 냉각 핀(130)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전방(+X축 방향)에 노출되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 후방(-X축 방향)에 배치되는 셀 카트리지(120)에 장착되는 상기 냉각 핀(130)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 후방(-X축 방향)에 노출될 수 있다. 아울러, 상기 복수 개의 냉각 핀들(130)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측(-Z축 방향)에서 노출될 수 있게 상기 복수 개의 셀 카트리지들(120)에 각각 장착될 수 있다.
상기 제1 엔드 플레이트(200)는 상기 배터리 셀 조립체(100)를 지지하기 위한 것으로서, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 양측부 및 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측(+Z축 방향)을 커버할 수 있다.
상기 제2 엔드 플레이트(300)는 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 함께 상기 배터리 셀 조립체(100)를 지지하기 위한 것으로서, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측(-Z축 방향)을 지지하며, 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 결합되어 상기 배터리 셀 조립체(100)를 커버할 수 있다.
상기 커버 프레임(400)은 상기 제1 엔드 플레이트(200) 및 상기 제2 엔드 플레이트(300)와 함께 상기 배터리 셀 조립체(100)를 지지하기 위한 것으로서, 한 쌍의 구비되어, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 전극 리드(115)를 구비하는 양측(Y축 방향)에서 각각 상기 배터리 셀 조립체(100)를 커버할 수 있다.
이러한 상기 커버 프레임(400)에는 한 쌍의 터미널(450)이 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 터미널(450)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 전극 리드들(115)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 배터리 모듈(100) 밖으로 노출되어 외부 전원 등과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 냉각 플레이트(500)는 상기 냉각 핀(130)과 같이 알루미늄과 같은 열 전도성 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측부 및 상기 제2 엔드 플레이트(300) 사이에 구비되며, 상기 복수 개의 냉각 핀들(130)로부터의 열을 전달 받아 전달된 열을 흡수할 수 있다.
이러한 상기 냉각 플레이트(500)는, 플레이트 본체(510) 및 플레이트 테두리(520)를 포함할 수 있다.
상기 플레이트 본체(510)는 상기 제2 엔드 플레이트(300)에 장착되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측부를 커버할 수 있다. 상기 플레이트 테두리(520)는 상기 플레이트 본체(510)로부터 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 양측부를 향해 연장될 수 있다.
상기 제1 절연부재(600)는 상기 배터리 모듈(100)의 모듈 절연성 확보를 위한 것으로서, 대략 얇은 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 제1 절연부재(600)은 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 상기 제1 엔드 플레이트(200)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 내벽에 장착되어 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 양측부에 노출되는 상기 냉각 핀들(130)과 각각 접촉할 수 있다. 한편, 상기 제1 엔드 플레이트(200)의 내벽의 상측부(+Z축 방향)는 상기 냉각 핀(130)과 같은 금속 구조물과 직접적으로 대면하지 않는 바, 별도의 절연부재 등을 구비하지 않아도 무방할 수 있다.
이러한 상기 제1 절연부재(600)는 상기 제1 엔드 플레이트(200)의 외부로부터 상기 배터리 모듈(100) 내부의 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)로 인가될 수 있는 전압을 차단할 수 있다. 아울러, 상기 제1 절연부재(600)는 접촉 배치되는 상기 냉각 핀(130)으로부터 인가될 수 있는 전압을 차단하여, 상기 배터리 모듈(100) 외부로의 예기치 않은 전류 유출을 차단할 수 있다.
상기 제2 절연부재(700)는 상기 제1 절연부재(600)와 함께 상기 배터리 모듈(100)의 모듈 절연성 확보를 위한 것으로서, 상기 냉각 플레이트(500)와 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측부(-Z축 방향)에 노출되는 상기 냉각 핀들(130) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 절연부재(700)는 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있으며, 이하, 본 실시예에서는 한 개의 절연 시트로 구비된 것으로 한정하여 설명한다. 그리고, 상기 제2 절연부재(700)는 높은 열전도성을 갖는 폴리카보네이트(PolyCarbonate) 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 절연부재(700)는 모듈 절연과 함께 상기 냉각 핀들(130)로부터의 열을 상기 냉각 플레이트(500)로 효과적으로 전달할 수 있다.
이러한 상기 제2 절연부재(700)는 상기 제2 엔드 플레이트(200)의 외부로부터 상기 배터리 모듈(100) 내부의 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)로 인가될 수 있는 전압을 차단할 수 있다. 아울러, 상기 제2 절연부재(700)는 접촉 배치되는 상기 냉각 핀(130)으로부터 인가될 수 있는 전압을 차단하여, 상기 배터리 모듈(100) 외부로의 예기치 않은 전류 유출을 차단할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는 상기 제2 절연부재(700)와 상기 제1 절연부재(600)을 통해 상기 배터리 모듈(10) 내에 냉각 핀(130)과 같은 금속 구조물이 배치되는 부분 및 상기 배터리 모듈(10)의 외관을 이루는 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 제2 엔드 플레이트(300) 사이의 절연을 효과적으로 이룰 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 냉각 핀(130), 상기 제1 엔드 플레이트(200), 상기 제2 엔드 플레이트(300) 및 상기 냉각 플레이트(500) 등에 별도의 아노다이징이나 도장 처리 없이도 상기 배터리 모듈(10)의 절연을 효과적으로 도모할 수 있다.
그리고, 상기 제2 절연부재(700)는 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 냉각 플레이트(500) 사이에서 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600)와 각각 오버랩 되게 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 절연부재(700)는 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 테두리(520) 사이에서 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600)와 각각 오버랩 되게 배치될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀 조립체(100)에서 외부로 노출되는 냉각 핀들(130)의 모든 부분들이 상기 제1 절연부재(600)와 상기 제2 절연부재(700)에 의해 완전히 둘러싸일 수 있어, 상기 배터리 모듈(100)의 보다 더 확실한 모듈 절연성을 확보할 수 있다.
이하에서는, 이러한 상기 제2 절연부재(700)에 대해 더 자세히 살펴 본다.
상기 제2 절연부재(700)는, 절연 플레이트(710) 및 절연 후크(720)를 포함할 수 있다.
상기 절연 플레이트(710)는 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 본체(510)에 장착되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측부(-Z축 방향)에 노출되는 상기 냉각 핀들(130)과 접촉할 수 있다.
상기 절연 후크(720)는 상기 절연 플레이트(710)의 양측 단부로부터 각각 연장되어 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 테두리(520)에 끼워지며, 상기 제1 절연부재(600)와의 오버랩을 위해 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 플레이트 테두리(520) 사이에서 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600)와 각각 적어도 부분적으로 접촉할 수 있다. 여기서, 상기 절연 후크(720)는 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600)와 각각 탄성적으로 접촉할 수 있다.
이러한 상기 절연 후크(720)는, 제1 후크부(721), 제2 후크부(723) 및 제3 후크부(725)를 포함할 수 있다.
상기 제1 후크부(721)는 상기 절연 플레이트(710)의 양측 단부로부터 각각 연장되며, 상기 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 테두리(520)의 내벽에 장착될 수 있다.
상기 제2 후크부(723)는 상기 제1 후크부(721)로부터 각각의 제1 절연부재(600)를 향해 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 테두리(520) 밖으로 연장될 수 있다.
상기 제3 후크부(725)는 상기 제2 후크부(723)로부터 상기 제2 엔드 플레이트(300)를 향해 하방(-Z축 방향)으로 연장되며, 상기 제2 엔드 플레이트(300)의 수직 방향(Z축 방향)에서 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600)보다 상기 제2 엔드 플레이트(300)의 내벽(302)에 가깝게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제3 후크부(725)는 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600)와 각각 탄성적으로 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 후크부(725)와 상기 각각의 제1 절연부재(600)는 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 테두리(520) 사이에서 상호 가압될 수 있다.
이러한 상기 제3 후크부(725)는, 탄성 접촉부(727) 및 탄성 돌출부(729)를 포함할 수 있다.
상기 탄성 접촉부(727)는 상기 제2 후크부(723)로부터 하방(-Z축 방향)으로 소정 길이로 연장될 수 있다. 여기서, 상기 탄성 접촉부(727)는 적어도 각각의 제1 절연부재(600)의 단부까지만큼 연장될 수 있다.
상기 탄성 돌출부(729)는 상기 탄성 접촉부(727)의 단부로부터 대략 수직하게 소정 길이로 돌출될 수 있다. 이러한 상기 탄성 돌출부(727)는 상기 각각의 제1 절연부재(600)와의 탄성 접촉 시, 상기 제1 절연부재(600)의 단부를 지지하여 상기 각각의 제1 절연부재(600)와의 보다 안정적인 접촉을 도모할 수 있다.
이하에서는, 이러한 상기 배터리 모듈(10)의 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 제2 엔드 플레이트(300)의 결합 시, 상기 제1 절연부재(600)와 상기 제2 절연부재(700)의 배치를 구체적으로 살펴 본다.
도 10 및 도 11은 도 2의 배터리 모듈의 제1 엔드 플레이트와 제2 엔드 플레이트의 결합 시 제1 절연부재와 제2 절연부재의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 작업자 등은 상기 배터리 셀 조립체(100)를 커버하기 위한 상기 배터리 모듈(10)의 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 제2 엔드 플레이트(300)의 결합 시, 상기 제1 엔드 플레이트(200)를 상기 제2 엔드 플레이트(300) 내측에 끼워진 상태에서 하방(-Z축 방향)으로 더 이동시킨다. 이에 따라, 상기 제1 엔드 플레이트(200)의 내벽에 장착되는 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600) 또한 하방(-Z축 방향)으로 이동된다.
이후, 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600)는 상기 제2 절연부재(700)의 상기 절연 후크(720)를 밀어내면서 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 테두리(520) 사이에서 상기 제2 절연부재(700)의 상기 절연 후크(720)와 탄성적으로 접촉된다.
이에 따라, 상기 제2 절연부재(700)의 상기 절연 후크(720)는 상기 각각의 제1 절연부재(600)의 가압에 따라 탄성 변형되면서 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 테두리(520) 측으로 밀려 나면서 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 냉각 플레이트(500)의 상기 플레이트 테두리(520) 사이에서 상기 각각의 제1 절연부재(600)와 접촉되면서 각각의 제1 절연부재(600)와 오버랩 되게 된다.
이처럼 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)에서는 상기 오버랩을 위한 별도의 추가 결합부재나 추가 공정 없이도 상기 제1 엔드 플레이트(200)와 상기 제2 엔드 플레이트(300)의 결합 시 상기 한 쌍의 제1 절연부재(600)와 상기 제2 절연부재(700)의 오버랩이 함께 이루어질 수 있다.
이상 살펴 본 바와 같이, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 상기 제1 절연부재(600) 및 상기 제2 절연부재(700)를 통해 상기 배터리 모듈(10)의 절연을 위한 별도의 아노다이징이나 도장 처리 없이 모듈 절연성을 확보할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 상기 배터리 모듈(10)의 단락이나 사용자나 작업자 등의 감전 사고 등을 미연에 방지할 수 있으므로, 상기 배터리 모듈(10)의 안전성을 현저히 개선할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 배터리 팩(1)은 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하기 위한 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 자동차를 구현할 수 있다.
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.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 배터리 셀이 구비되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀과 접촉되는 적어도 하나의 냉각 핀이 양측부 및 상기 양측부와 수직한 일측부에 노출되는 배터리 셀 조립체;
    상기 배터리 셀 조립체의 양측부에 노출되는 상기 적어도 하나의 냉각 핀과 접촉하는 적어도 하나의 제1 절연부재가 내벽에 장착되며, 상기 배터리 셀 조립체의 양측부를 지지하는 제1 엔드 플레이트;
    상기 제1 엔드 플레이트와 결합되어 상기 배터리 셀 조립체를 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 일측부를 지지하는 제2 엔드 플레이트;
    상기 제2 엔드 플레이트와 상기 배터리 셀 조립체의 일측부 사이에 구비되며, 상기 적어도 하나의 냉각 핀으로부터의 열을 전달받는 냉각 플레이트; 및
    상기 냉각 플레이트와 상기 배터리 셀 조립체의 일측부에 노출되는 상기 적어도 하나의 냉각 핀 사이에 배치되는 적어도 하나의 제2 절연부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 절연부재는,
    상기 제1 엔드 플레이트와 상기 냉각 플레이트 사이에서 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 오버랩 되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트는,
    상기 제2 엔드 플레이트에 장착되는 플레이트 본체; 및
    상기 플레이트 본체로부터 상기 배터리 셀 조립체의 양측부를 향해 연장되는 플레이트 테두리;를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제2 절연부재는,
    상기 제1 엔드 플레이트와 상기 플레이트 테두리 사이에서 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 오버랩 되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 절연부재는,
    상기 플레이트 본체에 장착되며, 상기 배터리 셀 조립체의 일측부에 노출되는 상기 적어도 하나의 냉각 핀과 접촉하는 절연 플레이트; 및
    상기 절연 플레이트로부터 연장되어 상기 플레이트 테두리에 끼워지며, 상기 제1 엔드 플레이트와 상기 플레이트 테두리 사이에서 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 적어도 부분적으로 접촉되는 절연 후크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연 후크는,
    상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 탄성적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연 후크는,
    상기 절연 플레이트로부터 연장되며, 상기 플레이트 테두리의 내벽에 장착되는 제1 후크부;
    상기 제1 후크부로부터 상기 플레이트 테두리 밖으로 연장되는 제2 후크부; 및
    상기 제2 후크부로부터 연장되며, 상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 접촉하는 제3 후크부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 절연부재와 상기 제3 후크부는,
    상기 제1 엔드 플레이트와 상기 플레이트 테두리 사이에서 상호 가압되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제3 후크부는,
    상기 제2 엔드 플레이트의 수직 방향에서 상기 적어도 하나의 제1 절연부재보다 상기 제2 엔드 플레이트의 내벽에 가깝게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제3 후크부는,
    상기 제2 후크부로부터 소정 길이로 연장되는 탄성 접촉부; 및
    상기 탄성 접촉부의 단부로부터 소정 길이로 돌출되는 탄성 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 절연부재는, 절연 시트로서, 한 쌍으로 구비되며,
    상기 한 쌍의 제1 절연부재는,
    상기 배터리 셀 조립체의 양측부에 노출되는 상기 적어도 하나의 냉각 핀과 각각 접촉하며,
    상기 적어도 하나의 제2 절연부재는,
    상기 제1 엔드 플레이트와 상기 냉각 플레이트 사이에서 상기 한 쌍의 제1 절연부재와 각각 접촉될 수 있게 오버랩 되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 절연부재는,
    한 개의 절연 시트로 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 절연부재는,
    폴리카보네이트 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하기 위한 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제13항에 따른 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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