WO2018084442A1 - 팩 커버의 스프링 백 저지를 위한 트레이 스토퍼를 구비한 배터리 팩 - Google Patents

팩 커버의 스프링 백 저지를 위한 트레이 스토퍼를 구비한 배터리 팩 Download PDF

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WO2018084442A1
WO2018084442A1 PCT/KR2017/011186 KR2017011186W WO2018084442A1 WO 2018084442 A1 WO2018084442 A1 WO 2018084442A1 KR 2017011186 W KR2017011186 W KR 2017011186W WO 2018084442 A1 WO2018084442 A1 WO 2018084442A1
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tray
pack
cover
edge
battery
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PCT/KR2017/011186
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김태혁
권유나
김성곤
노태환
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주식회사 엘지화학
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack having a tray stopper that functions to guide the assembly between the tray constituting the battery pack casing and the pack cover.
  • the electric vehicle includes a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and a pure electric vehicle driven only by an electric motor and a battery without an internal combustion engine.
  • the pouch type secondary battery is widely used in the medium and large devices due to the advantage of easy lamination.
  • 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.
  • Conventional battery packs generally comprise at least one battery module, electrical components required for operation of the battery module, and a pack casing for protecting them from external shocks, wherein each of the components is in accordance with the customer's vehicle structure and conditions. It can be variously designed.
  • the pack casing may include a tray having a relatively large area in the form of a plate, and a pack cover having an edge portion coupled with an edge of the tray to form a battery module storage space therein.
  • the tray may have a rectangular shape having a longer length than the width direction, and the pack cover may have a rectangular dome shape covering the tray. Then, the edges of the tray and the edge of the pack cover can be joined to each other by bolting the overlapped edge portions.
  • the pack cover may be manufactured by molding a metal sheet having a relatively thin thickness by a deep drawing method. In this case, a spring back phenomenon in which both sides of the pack cover are opened may occur. have. Due to the molding characteristics of the pack cover, the process of accurately matching the edges of the pack cover and the tray is not easy.
  • the edge of the pack cover and tray there are a plurality of assembling holes in the edge of the pack cover and tray.
  • the assembling holes of the pack cover and the tray In order to assemble the pack cover and the tray, the assembling holes of the pack cover and the tray must be matched with each other, and then bolts are inserted into each of the assembling holes.
  • both side edge portions of the pack cover are pushed out of both side edges of the tray due to the spring back phenomenon of the pack cover.
  • a tool is inserted into the assembling holes, and both side edges of the pack cover are pulled toward the inside of the tray to correct the position thereof.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the battery pack can be assembled by assembling holes in the correct position to prevent the opening of the pack cover when assembling the tray and pack cover constituting the battery pack casing
  • the purpose is to provide.
  • At least one battery module electrical components electrically connected with the at least one battery module;
  • a tray for supporting the at least one battery module and electrical equipment on an upper surface thereof;
  • a pack cover having an edge facing the edge of the tray and coupled to the tray to cover the battery module and the electrical equipment.
  • the tray is provided in a form bent upward from the edge of the tray.
  • a battery pack including a tray stopper for supporting the edge of the pack cover from the outside to the inside may be provided.
  • the tray includes a base plate having a longitudinal direction extending longer than a width direction and at least one outer wall plate standing up from the base plate to form a wall, wherein the tray stopper is a longitudinal direction of the tray. At least one may be provided on both edges of the base plate according to.
  • the width of the base plate corresponds to the width of one battery module, and the battery modules may be arranged along a length direction of the base plate in a line.
  • the outer wall plate includes a front outer wall plate and a rear outer wall plate provided at front and rear ends of the base plate, respectively, and the pack cover has a length and a width corresponding to the base plate, and is bent in both directions so that the center is convex. It may include a cover body provided in the form.
  • the upper end of the cover body may have a step along the length direction of the tray.
  • the tray stopper may be bent to wrap a portion of the edge of the pack cover from the outer direction to the inner direction.
  • the tray stopper may further include a protrusion having an upper end surface protruding downward to press the upper surface of the end line of the pack cover.
  • Assembly edges corresponding to each other may be formed at the edge of the tray and the edge of the pack cover.
  • It may further include a sealing gasket disposed between the edge of the tray and the edge of the pack cover.
  • the sealing gasket may have a through hole corresponding to the assembling holes.
  • an automobile including the battery pack described above may be provided.
  • the opening of the pack cover can be improved in the assembly process compared to the conventional assembly hole can be adjusted to the correct position.
  • a slim type battery pack suitable for installation in a vehicle with space constraints.
  • FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 and 3 are perspective views showing before and after assembling the pack cover and the tray of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of a tray according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of region V of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a top view of FIG. 3.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 6.
  • FIG. 8 is of FIG. 7 Area enlarged view.
  • FIG. 9 is a view showing another embodiment of the tray stopper shown in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a view illustrating still another embodiment of the tray stopper shown in FIG. 8.
  • FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • Figures 2 and 3 are perspective views showing before and after assembling the pack cover and the tray of FIG.
  • the battery pack 10 according to an embodiment of the present invention, at least one battery module 100, the electrical equipment 200 required for the operation of the battery module 100, and for packaging them
  • the tray 300 and the pack cover 400 may be included.
  • the battery module 100 may be an assembly of a plurality of secondary batteries.
  • the plurality of secondary batteries may be pouch type secondary batteries.
  • the pouch type secondary battery may be configured to be stacked in one direction, for example, vertically or horizontally.
  • the battery module 100 may further include a stacking frame for stacking the pouch type secondary battery.
  • the stacking frame is a component used to stack secondary batteries.
  • the stacking frame is configured to hold the secondary batteries to prevent flow thereof and to be laminated to each other, thereby guiding the assembly of the secondary batteries.
  • the stacking frame may be replaced with various other terms such as a cartridge, and may be configured in the form of a rectangular ring with a hollow central portion. In this case, the four corners of the stacking frame may be located at the outer circumferential portion of the pouch type secondary battery, respectively.
  • the battery modules 100 may be electrically connected to each other by a bus bar or the like, and may be arranged in a line along a longitudinal direction (X-axis direction) on an upper surface of the tray 300.
  • the capacity and output of the battery pack 10 can be changed in design by the serial and / or parallel connection of the battery modules 100.
  • Electronic components 200 such as a relay assembly, a BMS assembly, an MSD assembly, and the like may be disposed on the left, right, and top portions of the battery module 100 stack.
  • the relay assembly may be a switching component that selectively opens and closes a charge / discharge path through which current flows. When an abnormal situation occurs in the battery pack 10, the flow of the charge / discharge current may be blocked.
  • the BMS assembly refers to a battery management apparatus that generally controls charging and discharging operations of the battery modules 100, and may be referred to as a component typically included in the battery pack 10.
  • the MSD (Manual Service Disconnector) assembly is a system for selectively disconnecting power of a high voltage battery by a physical method. For example, in the present embodiment, the MSD assembly is provided on the top of the pack cover 400. If the service plug is removed when necessary, the power may be cut off.
  • the battery pack 10 includes the battery module 100 assembly and the electrical equipment 200 required for its operation, and other cooling devices such as heat sinks, cooling tubes, cooling water ducts, etc. for appropriately managing the temperature of the battery module 100. It may further include components.
  • the battery module 100 assembly and other electrical appliances 200 may be fixedly coupled to each other or to the upper and outer wall plates 320 and 330 of the tray 300 by bolts or hooks, and may be covered by the pack cover 400. Can be packaged.
  • Tray 300 and pack cover 400 is a component that provides mechanical support for the battery module 100 assembly and other electrical equipment 200, and protects them from external impact.
  • the tray 300 and the pack cover 400 may be made of a metal material such as steel to ensure rigidity.
  • the tray 300 may include a base plate 310 that provides a substantially flat and wide surface, and outer wall plates 320 and 330 disposed vertically with respect to the base plate 310.
  • the base plate 310 may be provided with a tray stopper 350 that is bent in an upward direction.
  • the pack cover 400 may include a cover body 410 having a depth capable of covering the battery module 100 assembly and other electronic devices 200, and an edge 420 of the pack cover forming an outer periphery of the cover body 410. It can be composed of).
  • the battery module 100 assembly and other electrical appliances 200 may be disposed on the upper surface of the tray 300, and may be covered and shielded by the pack cover 400.
  • the cover body 410 of the pack cover 400 has a length and width corresponding to the base plate 310, as shown in Figures 1 to 3, and bent the metal plate in both directions (Y-axis direction)
  • the central portion may be a structure formed in a convex shape.
  • the cover body 410 may have a different degree of convexity depending on the heights of the battery modules 100 and the electrical equipment 200 disposed on the upper surface of the tray 300. That is, the upper end of the cover body 410 may be formed to have a step in the longitudinal direction (X-axis direction) of the tray 300. In this case, the unnecessary dead space (dead space) is eliminated inside the battery pack 10, the battery pack 10 of the present invention can be implemented as slim as possible in the vertical direction.
  • the edge 420 of the pack cover is a portion forming the outer periphery of the cover body 410.
  • Both edges 420 of the pack cover along the longitudinal direction (X-axis direction) may be provided in a form bent with respect to the cover body 410 to face the edge 340 of the base plate 310, the width direction (
  • the front and rear edges of the pack cover 400 along the Y-axis direction may be provided to have a shape substantially coincident with the circumference of the outer wall plates 320 and 330 so as to face the circumferences of the outer wall plates 320 and 330. Accordingly, the edge 340 of the tray and the edge 420 of the pack cover may face each other as a whole. In such a configuration, the tray 300 and the pack cover 400 may be coupled by facing the edge 340 of the tray and the edge 420 of the pack cover as a whole, and then fastening them integrally with the bolt B.
  • a sealing gasket 500 may be further interposed between the edge 340 of the tray and the edge 420 of the pack cover.
  • the sealing gasket 500 may serve to prevent penetration of moisture or foreign matter into the battery pack 10.
  • the sealing gasket 500 may be provided with through holes H5 corresponding to the assembling holes H1, H2, H3, and H4. Accordingly, the bolt is fastened through the assembling holes H2 and H4 of the pack cover, the through holes H5 of the sealing gasket 500, and the assembling holes H1 and H3 of the tray 300, thereby sealing the gasket 500. ) May be firmly mounted between the edge 340 of the tray and the edge 420 of the pack cover. Accordingly, the watertightness between the tray 300 and the pack cover 400 may be increased.
  • the bolt may be connected to a nut or the like under the assembling holes H1 and H3 of the tray 300 so as to increase the coupling stability.
  • FIG. 4 is a perspective view of a tray according to an embodiment of the present invention.
  • the base plate 310 may have a longitudinal direction extending longer than a width direction.
  • the width of the base plate 310 may correspond to the width of one battery module 100.
  • the longitudinal direction may be defined as the X-axis direction of FIG. 4
  • the width direction may be defined as the Y-axis direction of FIG. 4.
  • the width of the base plate 310 except for both edges 340 may substantially match the width of the battery module 100.
  • the battery modules 100 and other electronic devices 200 may be arranged in a line on an upper surface of the base plate 310. Therefore, the battery pack 10 of the present invention may be implemented to be slimmer in the width direction than conventional battery packs 10 of the same capacity.
  • the battery pack 10 may be space-intensively mounted on the lower body of the vehicle.
  • the overall length of the battery pack 10 is less than that of the full width of the vehicle due to the structure of the lower body.
  • interference with other devices or components of the vehicle can be avoided while maintaining the capacity of the battery pack 10.
  • the edges 340 of the base plate are provided with assembling holes H1 and H3 formed through in the vertical direction.
  • the assembling holes H1, H2, H3, and H4 are provided in the same pattern on the edge 420 of the pack cover, as shown in FIGS. 1 to 3. That is, the assembling holes H1, H2, H3, and H4 provided in the edge 340 of the base plate and the edge 420 of the pack cover may correspond one-to-one to each other when the battery pack 10 is assembled.
  • the assembly holes H1, H2, H3, and H4 may include tray / pack cover assembly holes H1 and H2 and vehicle assembly holes H3 and H4.
  • the tray / pack cover assembly holes H1 and H2 are for fastening bolts when the tray 300 and the pack cover 400 are assembled
  • the vehicle assembly holes H3 and H4 are the battery pack 10 itself.
  • the hole for assembling the vehicle is relatively larger in diameter than the hole for assembling the tray / pack cover, and the spacer for preventing damage to the tray 300 and the pack cover 400 when the bolt is fastened on the vehicle assembling hole (H4) of the pack cover. (S) may be further provided.
  • the outer wall plates 320 and 330 may be structures or brackets that stand up with respect to the base plate 310 to form walls of the tray 300.
  • the outer wall plates 320 and 330 may be provided in plural, and each of the outer wall plates 320 and 330 may be provided at predetermined positions of the base plate 310, for example, between the front end portion, the rear end portion of the base plate 310, and the battery module 100 assembly and the electrical equipment 200. It may be manufactured to be bolted or welded to the upper surface of the base plate 310 located in.
  • the outer wall plates 320 and 330 may include a front outer wall plate 320 and a rear outer wall plate 330.
  • the front outer wall plate 320 and the rear outer wall plate 330 may be located at the front and rear ends of the base plate 310, that is, at both end edges in the longitudinal direction.
  • the front outer wall plate 320 and the rear outer wall plate 330 support the battery module 100 assembly and the electrical equipment 200 at the front and rear of the battery module 100 assembly and the electrical equipment 200, respectively.
  • the circumference of the front outer wall plate 320 and the rear outer wall plate 330 may be bolted to the front and rear edges of the pack cover 400. Accordingly, the front and rear of the battery pack 10 may be shielded.
  • the periphery of the front outer wall plate 320 and the rear outer wall plate 330 may be defined as the front and rear edges 340 in the tray 300.
  • the front outer wall plate 320 may be formed with holes 321 of various sizes.
  • a connector for electrical connection with the vehicle side, a cooling port for supplying cooling water, and a venting plug for air ventilation may be exposed or extended to the outside of the battery pack 10 through the through holes.
  • FIG. 5 is an enlarged view of region V of FIG. 4
  • FIG. 6 is a top view of FIG. 3
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 6, and
  • FIG. 8 is of FIG. 7. Area enlarged view.
  • the tray stopper 350 is formed to be bent upward from the edge 340 of the tray, and the pack cover 400 and the tray 300 are assembled when the tray cover 300 is assembled. It serves to support the edge 420 from the outside to the inside direction.
  • the cover body 410 of this embodiment is bent in both directions ( ⁇ Y axis direction) as described above has a convex shape.
  • the cover body 410 may be molded in a deep drawing method. Due to the characteristics of the deep drawing type molding, the cover body 410 is easily caused to spring back to the state before molding (see F in FIG. 1), so that the pack cover 400 is placed on the tray 300 and then bolted. Before fastening, both edges 420 of the pack cover may be further opened outward with respect to the edge 340 of the tray, and thus may not accurately face both edges of the tray 300. In this case, the assembling holes H1 and H3 of the tray and the assembling holes H2 and H4 of the pack cover may not communicate with each other up and down.
  • the tray stopper 350 prevents spring back of the pack cover 400 which may be a problem in the assembly process of the pack cover 400 and the tray 300 as described above.
  • the tray stopper 350 may be provided to be bent in an upward direction at both edges of the base plate 310.
  • the tray stopper 350 may be configured to be bent approximately 90 degrees with respect to the base plate 310.
  • the tray stopper 350 is formed integrally with the base plate 310, but in an alternative embodiment, the tray stopper 350 is a "b" shaped bracket or bracket separately from the base plate 310. It may be implemented as.
  • a plurality of tray stoppers 350 may be provided at both edges 340 of the base plate at predetermined intervals along the length direction of the tray 300.
  • eight tray stoppers 350 are provided on each side of the base plate 310.
  • the number of tray stoppers 350 may be more than 10 or less in total, and may be implemented by bending the entire line of both edges 340 of the base plate.
  • tray stopper 350 when the pack cover 400 is loaded on the tray 300, as shown in FIGS. 6 to 8, portions of both edges 420 of the pack cover have a tray stopper ( 350 may be supported from the outside to the inside direction. Accordingly, the spring back of the pack cover 400 is prevented, so that the edge 420 of the pack cover is exactly facing the edge 340 of the tray, so that the holes H1 and H2 for assembling the tray 300 and the pack cover 400 are fixed. H3, H4) may coincide with each other up and down. In this case, before the bolt (B) of the pack cover 400 and the tray 300 is fastened, a worker may install a separate tool (H1, H2, H3, H4) for assembling holes of the pack cover 400 and the tray 300. No need for position correction by inserting and pulling the tool).
  • the pack cover 400 position correction operation for fitting the pack covers 400 and the assembly holes H1, H2, H3, and H4 of the tray 300 may be performed. Since it is almost unnecessary, the tact time required for the assembly process can be shortened by that much.
  • FIG. 9 is a view showing another embodiment of the tray stopper shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a view showing another embodiment of the tray stopper shown in FIG. 8.
  • the tray stopper 350 of the present exemplary embodiment may be configured to be bent in a form of wrapping a portion of the edge 420 of the pack cover from the outside to the inside.
  • the pack cover 400 first inserts the end of the edge 420 portion of either pack cover of both edges 420 of the pack cover into the corresponding tray stopper 350, and then the other side of the pack cover.
  • the edge 420 may be loaded onto the tray 300 by fitting the portion of the edge 420 to the corresponding tray stopper 350. According to this configuration, the flow of the pack cover 400 as well as the upward and downward flow can be prevented even before the bolt is fastened as compared with the above-described embodiment.
  • the tray stopper 350 may further include a protrusion 351 protruding downward from an upper end of the tray stopper 350 of FIG. 9.
  • the protrusion 351 may have a substantially hemispherical shape. According to this configuration, the contact of the protrusion 351 with the upper surface of the edge 420 of the pack cover may be closer than that of the tray stopper 350 of FIG. 9, so that the upper surface of the edge 420 of the pack cover is the protrusion 351. Can be pressed more effectively. Therefore, the position fixing force of the pack cover 400 with respect to the tray 300 can be further improved.
  • the battery pack 10 according to the present invention may be applied to an automobile such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, the vehicle according to the present invention may include the battery pack 10 according to the present invention.
  • the present invention relates to a battery pack having a tray stopper for spring back jersey of a pack cover, and is particularly applicable to industries related to secondary batteries.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나의 배터리 모듈, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈과 전기적으로 연결된 전장품들, 상면에 상기 적어도 하나의 배터리 모듈과 전장품들을 지지하는 트레이 및 상기 트레이의 테두리와 대면하게 되는 테두리를 구비하고 상기 트레이와 결합하여 상기 배터리 모듈 및 전장품들을 커버하는 팩 커버를 포함하며, 상기 트레이는, 상기 트레이의 테두리에서 상부 방향으로 벤딩된 형태로 마련되어, 상기 팩 커버의 테두리를 외측에서 내측 방향으로 지지하는 트레이 스토퍼를 구비할 수 있다.

Description

팩 커버의 스프링 백 저지를 위한 트레이 스토퍼를 구비한 배터리 팩
본 출원은 2016년 11월 04일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제 10-2016-0146824호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 배터리 팩 케이싱을 구성하는 트레이와 팩 커버의 조립시 이들 간의 조립을 가이드하는 기능을 하는 트레이 스토퍼를 구비한 배터리 팩에 관한 것이다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치 뿐만 아니라, 내연 기관 및/또는 전기 모터를 이용해서 구동력을 확보하려는 전기 자동차에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 상기 전기 자동차에는 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 내연 기관 없이 전기 모터와 배터리로만 구동되는 순수 전기 자동차 등이 포함된다.
전기 자동차의 경우, 많은 수의 이차 전지가 용량 및 출력을 높이기 위해 전기적으로 연결된다. 특히, 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.
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.
종래의 배터리 팩은, 일반적으로 적어도 하나의 배터리 모듈, 배터리 모듈의 운용에 필요한 전장품 및 이들을 외부 충격으로부터 보호하기 위한 팩 케이싱으로 구성될 수 있는데, 상기 각각의 구성품들은 고객사의 차량 구조 및 조건에 따라 다양하게 맞춤 설계될 수 있다. 예컨대, 중대형 배터리 팩에 있어서, 팩 케이싱은 판상체 형태로 비교적 넓은 면적을 갖는 트레이와, 테두리 부분이 트레이의 테두리와 결합하여 내부에 배터리 모듈 수납 공간을 형성하는 팩 커버로 구성될 수 있다.
한편, 중대형 배터리 팩의 경우, 많은 수의 배터리 모듈들이 탑재되기 때문에 그 만큼 트레이의 크기가 커져야 하고, 트레이 위에 배치되어 있는 배터리 모듈들을 커버하기 위해서는 팩 커버의 크기도 커져야 한다. 일예로 상기 트레이는 길이 방향이 폭 방향에 비해 더 긴 직사각 형태이고, 팩 커버는 이러한 트레이를 덮는 직사각 돔 형태로 제작될 수 있다. 그리고 트레이의 테두리와 팩 커버의 테두리를 맞대고 겹쳐진 테두리 부위를 볼트 체결하여 이들 상호 간을 결합시킬 수 있다.
그런데 상기 팩 커버는 두께가 비교적 얇은 금속 판재를 딥-드로잉 방식으로 성형하여 제작될 수 있는데, 이러한 경우 변형 상태에서 본래의 상태로 되돌아오려는 성질, 즉 팩 커버의 양쪽 측면 부위가 벌어지는 스프링 백 현상이 있다. 이러한 팩 커버의 성형 특성 때문에 팩 커버와 트레이의 테두리 부위를 정확하게 일치시키는 공정이 쉽지 않다.
예컨대 팩 커버와 트레이의 테두리에는 다수의 조립용 홀들이 존재한다. 팩 커버와 트레이의 조립을 위해서는 상기 팩 커버와 트레이의 조립용 홀들을 서로 일치시킨 다음 각각의 조립용 홀들에 볼트를 끼워 넣고 체결하여야 한다. 그런데 트레이에 팩 커버를 안착시키는 단계에서부터 팩 커버의 스프링 백 현상 때문에 팩 커버의 양쪽 측면 테두리 부위가 트레이의 양쪽 측면 테두리 밖으로 밀려나간다. 이를 보상하기 위해 종래에는 상기 조립용 홀들에 툴(tool)을 집어 넣고 팩 커버의 양쪽 측면 테두리를 트레이 안쪽 방향으로 당겨서 그 위치를 보정을 해주고 있다.
이와 같은 추가적인 팩 커버의 위치 보정 작업 때문에 조립 공정상 택트 타임이 길어지는 문제점이 있다. 더욱이 위치 보정 작업이 원활하게 이루어지지 않으면 팩 커버와 트레이의 조립용 홀들 뿐만 아니라 차량 조립용 홀들도 위치가 틀어져 가려지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 팩 케이싱을 구성하는 트레이와 팩 커버의 조립시 팩 커버의 벌어짐을 저지하여 조립용 홀들이 정확한 위치에 맞추어져 조립될 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나의 배터리 모듈, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈과 전기적으로 연결된 전장품들; 상면에 상기 적어도 하나의 배터리 모듈과 전장품들을 지지하는 트레이; 및 상기 트레이의 테두리와 대면하게 되는 테두리를 구비하고 상기 트레이와 결합하여 상기 배터리 모듈 및 전장품들을 커버하는 팩 커버를 포함하며, 상기 트레이는, 상기 트레이의 테두리에서 상부 방향으로 벤딩된 형태로 마련되어, 상기 팩 커버의 테두리를 외측에서 내측 방향으로 지지하는 트레이 스토퍼를 구비하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.
상기 트레이는, 길이 방향이 폭 방향에 비해 더 길게 연장 형성되는 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트에 대해 기립 배치되어 벽체를 형성하는 적어도 하나의 외벽 플레이트를 포함하며, 상기 트레이 스토퍼는, 상기 트레이의 길이 방향에 따른 상기 베이스 플레이트의 양쪽 테두리에 각각 적어도 하나씩 마련될 수 있다.
상기 베이스 플레이트의 폭은 상기 배터리 모듈 하나의 폭에 대응하며, 상기 배터리 모듈들은 일렬로 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 외벽 플레이트는 상기 베이스 플레이트의 전단부와 후단부에 각각 마련되는 전방 외벽 플레이트와 후방 외벽 플레이트를 포함하며, 상기 팩 커버는 상기 베이스 플레이트에 상응하는 길이와 폭을 가지며, 양방향으로 구부러져 중심부가 볼록한 형태로 마련된 커버 본체를 포함할 수 있다.
상기 커버 본체의 상단은 상기 트레이의 길이 방향을 따라 단차를 구비할 수 있다.
상기 트레이 스토퍼는, 상기 팩 커버의 테두리의 일부분을 외측 방향에서 내측 방향으로 감싸도록 벤딩된 형태일 수 있다.
상기 트레이 스토퍼는, 상단면이 하방 돌출 형성되어 상기 팩 커버의 엔드 라인의 상면을 압박하는 돌기부를 더 구비할 수 있다.
상기 트레이의 테두리와 상기 팩 커버의 테두리에는 상호 간 일대일 대응하는 조립용 홀들이 형성될 수 있다.
상기 트레이의 테두리와 상기 팩 커버의 테두리 사이에 배치되는 실링 가스켓을 더 포함할 수 있다.
상기 실링 가스켓은 상기 조립용 홀들에 대응하는 관통홀을 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 배터리 팩을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 트레이와 팩 커버의 조립시 팩 커버의 벌어짐을 저지시킬 수 있어 조립용 홀들이 정확한 위치에 맞추어질 수 있음으로 기존 대비 조립 공정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 공간 제약이 따른 자동차에 설치하기에 적합한 슬림한 타입의 배터리 팩이 제공될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 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 일 실시예에 따른 배터리 팩의 부분 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 팩 커버와 트레이의 조립 전, 후를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이의 사시도이다.
도 5는 도 4의 V 영역 확대도이다.
도 6은 도 3의 상면도이다.
도 7은 도 6의 A-A에 따른 단면도이다.
도 8은 도 7의
Figure PCTKR2017011186-appb-I000001
영역 확대도이다.
도 9는 도 8에 도시된 트레이 스토퍼의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 8에 도시된 트레이 스토퍼의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 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 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 부분 분해 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 팩 커버와 트레이의 조립 전, 후를 나타낸 사시도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 적어도 하나의 배터리 모듈(100), 배터리 모듈(100)의 운용에 필요한 전장품(200)들과, 이들을 패키징하기 위한 트레이(300)와 팩 커버(400)를 포함할 수 있다.
먼저, 배터리 모듈(100)과 전장품(200)에 대해 간략하게 설명한다. 배터리 모듈(100)은 다수의 이차 전지의 집합체일 수 있다. 여기서 다수의 이차 전지는 파우치형 이차 전지일 수 있다. 이 경우, 파우치형 이차 전지는, 일 방향, 이를테면 상하 또는 좌우 방향으로 적층된 형태로 구성될 수 있다. 배터리 모듈(100)은 파우치형 이차 전지의 적층을 위해 적층용 프레임을 더 포함할 수 있다. 적층용 프레임은 이차 전지를 적층하는데 이용되는 구성요소로, 이차 전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 이차 전지의 조립을 가이드하는 구성품이다. 이러한 적층용 프레임은, 카트리지 등 다른 다양한 용어로 대체될 수 있으며, 중앙 부분이 비어 있는 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 적층용 프레임의 네 모서리는 파우치형 이차 전지의 외주부에 각각 위치할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100)들은 버스바 등으로 상호 간 전기적으로 연결되며 트레이(300)의 상면에 그 길이방향(X축 방향)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 배터리 팩(10)의 용량 및 출력은 배터리 모듈(100)들 직렬 및/또는 병렬 연결에 의해 얼마든지 설계 변경될 수 있다.
배터리 모듈(100) 적층체를 중심으로 좌,우측 및 상부에는 릴레이 어셈블리, BMS 어셈블리, MSD 어셈블리등과 같은 전장품(200)들이 배치될 수 있다.
릴레이 어셈블리는, 전류가 흐르는 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 스위칭 부품일 수 있다. 배터리 팩(10)에 이상 상황 발생 시 충방전 전류의 흐름을 차단할 수 있다. BMS 어셈블리는, 배터리 모듈(100)들의 충방전 동작을 전반적으로 제어하는 배터리 관리 장치를 의미하며, 배터리 팩(10)에 통상적으로 포함되는 구성요소라 할 수 있다. 그리고 MSD(Manual Service Disconnector) 어셈블리는, 고전압 배터리의 전원을 물리적인 방법에 의하여 선택적으로 차단하기 위한 시스템이다. 예컨대, 본 실시예에서는 팩 커버(400)의 상단에 MSD 어셈블리가 마련되어 있는데, 필요 시 서비스 플러그를 분리하면, 전원이 차단될 수 있다.
배터리 팩(10)은 배터리 모듈(100) 조립체와 그 운용에 필요한 전장품(200)들을 비롯해 배터리 모듈(100)의 온도를 적정하게 관리하기 위한 냉각 장치, 예컨대 방열판, 쿨링 튜브, 냉각수 덕트 등의 기타 구성품을 더 포함할 수도 있다.
상기 배터리 모듈(100) 조립체와 기타 전장품(200)들은 상호 간 또는 트레이(300)의 상면 및 외벽 플레이트(320,330)에 볼트 또는 후크 등으로 고정 결합될 수 있으며, 팩 커버(400)에 의해 덮어 씌어져 패키징될 수 있다.
트레이(300)와 팩 커버(400)는 상기 배터리 모듈(100) 조립체와 기타 전장품(200)들에 대한 기계적 지지력을 제공하며 외부의 충격 등으로부터 이들을 보호하는 구성품이다. 이러한 트레이(300)와 팩 커버(400)는 강성이 확보될 수 있도록 스틸 등의 금속 재질로 제작될 수 있다.
상기 트레이(300)는, 대략 평평하고 넓은 면을 제공하는 베이스 플레이트(310)와, 베이스 플레이트(310)에 대해 수직 배치되어 있는 외벽 플레이트(320,330)로 구성될 수 있다. 그리고 베이스 플레이트(310)에는 상부 방향으로 벤딩된 형태로 마련되는 트레이 스토퍼(350)가 구비될 수 있다. 그리고 상기 팩 커버(400)는 배터리 모듈(100) 조립체와 기타 전장품(200)들을 덮을 수 있는 깊이를 갖는 커버 본체(410)와 커버 본체(410)의 외곽 둘레를 형성하는 팩 커버의 테두리(420)로 구성될 수 있다.
이러한 구성으로, 배터리 모듈(100) 조립체 및 기타 전장품(200)들은 트레이(300)의 상면에 배치될 수 있으며, 팩 커버(400)로 덮어 씌어져 차폐될 수 있다.
팩 커버(400)의 커버 본체(410)는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(310)에 상응하는 길이와 폭을 가지며, 금속 판재를 양방향으로 (Y축 방향)으로 구부려서 중심부가 볼록한 형태로 성형된 구조물일 수 있다.
특히, 커버 본체(410)는 트레이(300)의 상면에 배치된 배터리 모듈(100)들 및 전장품(200)의 높이에 따라 볼록한 정도가 상이할 수 있다. 즉, 커버 본체(410)의 상단은 트레이(300)의 길이 방향(X축 방향)에 따라 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우, 배터리 팩(10) 내부에 불필요한 데드 스페이스(dead space)가 없어짐으로서, 본 발명의 배터리 팩(10)은 상하 방향으로 최대한 슬림하게 구현될 수 있다.
팩 커버의 테두리(420)는 커버 본체(410)의 외곽 둘레를 형성하는 부분이다. 길이 방향(X축 방향)에 따른 팩 커버의 양쪽 테두리(420)는 베이스 플레이트(310)의 테두리(340)에 대면하도록 커버 본체(410)에 대해 절곡된 형태로 마련될 수 있으며, 폭 방향(Y축 방향)에 따른 팩 커버(400)의 전,후면 테두리는 외벽 플레이트(320,330)의 둘레에 대면하도록 외벽 플레이트(320,330)의 둘레와 거의 일치하는 형상으로 마련될 수 있다. 이에 따라 트레이의 테두리(340)와 팩 커버의 테두리(420)는 전체적으로 상호 간 대면할 수 있다. 이러한 구성으로 트레이(300)와 팩 커버(400)는 트레이의 테두리(340)와 팩 커버의 테두리(420)를 전체적으로 대면시킨 다음, 이들을 일체로 볼트(B) 체결함으로써 결합될 수 있다.
또한, 트레이의 테두리(340)와 팩 커버의 테두리(420) 사이에는 실링 가스켓(500)이 더 개재될 수 있다. 상기 실링 가스켓(500)은 배터리 팩(10) 내부로의 수분이나 이물질 등의 침투를 방지하는 역할을 할 수 있다.
실링 가스켓(500)에는 조립용 홀(H1,H2,H3,H4)들에 대응하는 관통홀(H5)들이 구비될 수 있다. 따라서 팩 커버의 조립용 홀(H2,H4), 실링 가스켓(500)의 관통홀(H5), 트레이(300)의 조립용 홀(H1,H3)순으로 볼트가 관통 체결됨으로, 실링 가스켓(500)은 트레이의 테두리(340)와 팩 커버의 테두리(420) 사이에 견고하게 장착될 수 있다. 이에 따라 트레이(300)와 팩 커버(400) 사이의 수밀성이 높아질 수 있다. 참고로 볼트는 결합 안정성을 보다 높일 수 있도록 트레이(300)의 조립용 홀(H1,H3) 아래에서 너트 등과 연결될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이의 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 베이스 플레이트(310)는 길이 방향이 폭 방향에 비해 더 길게 연장 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(310)의 폭은 배터리 모듈(100) 하나의 폭에 대응할 수 있다. 여기서 길이 방향은 도 4의 X축 방향, 폭 방향은 도 4의 Y축 방향으로 정의될 수 있다.
보다 구체적으로는, 양쪽 테두리(340) 부분을 제외한 베이스 플레이트(310)의 폭은 배터리 모듈(100)의 폭과 거의 일치할 수 있다. 본 발명의 배터리 팩(10)은, 도 1과 같이, 상기 베이스 플레이트(310)의 상면에 배터리 모듈(100)들과 기타 전장품(200)들이 일렬로 배치되게 구성될 수 있다. 따라서 본 발명의 배터리 팩(10)은 기존의 동일 용량의 배터리 팩(10)들보다 폭 방향으로도 슬림하게 구현될 수 있다.
이러한 배터리 팩(10)은 자동차의 하부 차체에 공간 집약적으로 장착될 수 있다. 다시 말하면, 자동차에 배터리 팩(10)을 설치시 하부 차체의 구조상 차량의 전폭 방향보다 전장 방향이 공간 제약이 적다. 따라서 배터리 팩(10)의 폭과 높이를 좁게하고 그 대신 길이를 연장함으로써 배터리 팩(10)의 용량은 유지하면서도 차량의 다른 장치 또는 부품들과의 간섭을 회피할 수 있다.
베이스 플레이트의 테두리(340)에는 상하 방향으로 관통 형성된 조립용 홀(H1,H3)들이 구비된다. 상기 조립용 홀들(H1,H2,H3,H4)은, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 팩 커버의 테두리(420)에도 동일 패턴으로 구비된다. 즉, 베이스 플레이트의 테두리(340)와 팩 커버의 테두리(420)에 구비된 조립용 홀들(H1,H2,H3,H4)은 배터리 팩(10) 조립 시 상호 간 일대일 대응할 수 있다.
이러한 조립용 홀들(H1,H2,H3,H4)은 트레이/팩 커버 조립용 홀(H1,H2)과 차량 조립용 홀(H3,H4)을 포함할 수 있다. 예컨대 트레이/팩 커버 조립용 홀(H1,H2)은 트레이(300)와 팩 커버(400)의 조립 시 볼트 체결을 위한 구성이고, 차량 조립용 홀(H3,H4)은 배터리 팩(10) 자체를 차량의 차체에 조립 시 볼트 체결을 위한 구성이다. 배터리 팩(10)을 차체에 조립 시 배터리 팩(10)과 차체 간의 결합 안정성을 확보하기 위해 상대적으로 직경이 큰 볼트 내지 부싱을 사용할 필요가 있다. 따라서 차량 조립용 홀은 트레이/팩 커버 조립용 홀보다 직경이 상대적으로 더 크며, 팩 커버의 차량 조립용 홀(H4) 위에는 볼트 체결 시 트레이(300) 및 팩 커버(400) 손상 방지를 위한 스페이서(S)가 더 구비될 수 있다.
외벽 플레이트(320,330)는 베이스 플레이트(310)에 대해 기립 배치되어 트레이(300)의 벽체를 형성하는 구조물 내지 브라켓일 수 있다. 이러한 외벽 플레이트(320,330)는 복수 개가 마련될 수 있으며 각각 베이스 플레이트(310)의 미리 지정된 위치, 예컨대 베이스 플레이트(310)의 전단부, 후단부 및 배터리 모듈(100) 조립체와 전장품(200)들 사이에 위치한 베이스 플레이트(310)의 상면에 볼트 결합되거나 용접되게 제작될 수 있다.
본 실시예에서 외벽 플레이트(320,330)는 전방 외벽 플레이트(320)와 후방 외벽 플레이트(330)를 포함할 수 있다. 전방 외벽 플레이트(320)와 후방 외벽 플레이트(330)는 각각 베이스 플레이트(310)의 전단부와 후단부, 즉 길이방향의 양쪽 끝 가장자리에 위치할 수 있다.
상기 전방 외벽 플레이트(320)와 후방 외벽 플레이트(330)는 배터리 모듈(100) 조립체와 전장품(200)들의 전면과 후면에서 각각 배터리 모듈(100) 조립체와 전장품(200)들을 지지한다. 그리고 전방 외벽 플레이트(320)와 후방 외벽 플레이트(330)의 둘레는 팩 커버(400)의 전방과 후방 테두리와 볼트 체결될 수 있다. 이에 따라 배터리 팩(10)의 전방과 후방이 차폐될 수 있다. 여기서 전방 외벽 플레이트(320)와 후방 외벽 플레이트(330)의 둘레는 트레이(300)에서 전면부와 후면부 테두리(340)로 정의될 수 있다.
특히, 전방 외벽 플레이트(320)에는 다양한 크기의 통공들(321)이 형성될 수 있다. 도면에 자세히 도시하지 않았으나, 차량 측과 전기적 연결을 위한 커넥터, 냉각수 공급을 위한 쿨링 포트 및 공기 통풍을 위한 벤팅 플러그 등은 상기 통공들을 통과해 배터리 팩(10) 외부로 노출 또는 연장될 수 있다.
도 5는 도 4의 V 영역 확대도, 도 6은 도 3의 상면도, 도 7은 도 6의 A-A에 따른 단면도, 그리고 도 8은 도 7의
Figure PCTKR2017011186-appb-I000002
영역 확대도이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 트레이 스토퍼(350)는 트레이의 테두리(340)에서 상부 방향으로 벤딩된 형태로 마련된 구성으로, 팩 커버(400)와 트레이(300) 조립 시 팩 커버의 테두리(420)를 외측에서 내측 방향으로 지지하는 역할을 한다.
본 실시예의 커버 본체(410)는 전술한 바와 같이 양방향(±Y축 방향)으로 구부러져 중심부가 볼록한 형태를 갖는다. 예컨대 이러한 커버 본체(410)는 딥 드로잉 방식으로 성형될 수 있다. 딥 드로잉 방식 성형의 특성상 커버 본체(410)는 (도 1에서 F 참조) 성형 전 상태로 되돌아가려는 스프링 백(spring back) 현상이 일어나기 쉽기 때문에 팩 커버(400)를 트레이(300) 위에 놓은 후 볼트 체결 전에는 팩 커버의 양쪽 테두리(420)가 트레이의 테두리(340)를 기준으로 외측으로 더 벌어진 상태가 되어 트레이(300)의 양쪽 테두리와 정확하게 대면하지 못할 수 있다. 이러한 경우, 트레이의 조립용 홀들(H1,H3)과 팩 커버의 조립용 홀들(H2,H4)이 상하로 연통하지 못할 수 있다.
트레이 스토퍼(350)는 위와 같은 팩 커버(400)와 트레이(300)의 조립 공정에서 문제될 수 있는 팩 커버(400)의 스프링 백을 방지한다. 본 실시예에 따른 트레이 스토퍼(350)는 베이스 플레이트(310)의 양쪽 테두리에서 상부 방향으로 벤딩된 형태로 마련될 수 있다. 이를테면 트레이 스토퍼(350)는 베이스 플레이트(310)에 대해 대략 90도 각도 절곡되게 구성될 수 있다. 본 실시예에서 트레이 스토퍼(350)는 베이스 플레이트(310)와 일체로 형성되어 있으나, 대안적 실시예로 트레이 스토퍼(350)는 베이스 플레이트(310)와 별개로 "ㄴ" 형태의 꺾쇠 또는 브라켓 형태로 구현될 수도 있다.
또한, 트레이 스토퍼(350)는 트레이(300)의 길이 방향을 따라 미리 설정된 간격으로 베이스 플레이트의 양쪽 테두리(340)에 복수 개가 마련될 수 있다. 본 실시예에서 트레이 스토퍼(350)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(310)의 양쪽에 각각 4개씩 총 8개가 마련되어 있다. 물론 본 실시예와 달리, 트레이 스토퍼(350)의 개수는 총 10개 이상이거나 그보다 적은 개수 일수도 있으며 베이스 플레이트의 양쪽 테두리(340) 라인 전체를 벤딩시킨 형태로 구현될 수도 있을 것이다.
이와 같은 트레이 스토퍼(350) 구성에 의하면, 팩 커버(400)가 트레이(300) 위에 로딩될 때, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 팩 커버의 양쪽 테두리(420) 부분이 트레이 스토퍼(350)에 의해 외측에서 내측 방향으로 지지될 수 있다. 이에 따라 팩 커버(400)의 스프링 백이 저지되므로 팩 커버의 테두리(420)가 트레이의 테두리(340) 위에 정확하게 대면하게 되어 트레이(300)와 팩 커버(400)의 조립용 홀들(H1,H2,H3,H4)이 서로 상하로 일치할 수 있다. 이러한 경우, 팩 커버(400)와 트레이(300)의 볼트(B) 체결 전 작업자가 팩 커버(400)와 트레이(300)의 조립용 홀들(H1,H2,H3,H4)에 별도의 툴(tool)을 집어넣고 당김에 의한 위치 보정 작업이 필요 없게 된다.
즉, 팩 커버(400)와 트레이(300)의 조립 시 팩 커버(400)와 트레이(300)의 조립용 홀들(H1,H2,H3,H4)을 맞추기 위한 팩 커버(400) 위치 보정 작업이 거의 필요 없게 되므로 조립 공정에 소요되는 택트 타임이 그 만큼 단축될 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 트레이 스토퍼의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 10은 도 8에 도시된 트레이 스토퍼의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
이하에서 설명할 본 발명의 다른 실시예들은 전술한 실시예와 비교할 때 도 8에 대응하는 구성이라 할 수 있다. 동일한 부재번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예의 트레이 스토퍼(350)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 팩 커버의 테두리(420)의 일부분을 외측에서 내측 방향으로 감싸는 형태로 벤딩되게 구성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 팩 커버(400)는 팩 커버의 양쪽 테두리(420) 중 어느 한쪽 팩 커버의 테두리(420) 부분의 끝단을 대응하는 트레이 스토퍼(350)에 먼저 끼운 다음, 나머지 한쪽 팩 커버의 테두리(420) 부분을 대응하는 트레이 스토퍼(350)에 끼우는 방식으로 트레이(300)에 로딩될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 전술한 실시예에 비해 볼트 체결 전이라도 팩 커버(400)의 벌어짐 뿐만 아니라 상하 방향 유동이 저지될 수 있다.
또한, 도 10의 실시예에 따른 트레이 스토퍼(350)는 도 9의 트레이 스토퍼(350)의 상단에서 하방 돌출 형성되는 돌기부(351)를 더 구비할 수 있다. 상기 돌기부(351)는 대략 반구 형상일 수 있다. 이러한 구성에 의하면 도 9의 트레이 스토퍼(350)에 비해 팩 커버의 테두리(420) 상면과의 돌기부(351)의 접촉이 보다 긴밀해질 수 있으므로 팩 커버의 테두리(420)의 상면이 상기 돌기부(351)에 의해 보다 효과적으로 압박될 수 있다. 따라서 트레이(300)에 대한 팩 커버(400)의 위치 고정력이 보다 개선될 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)을 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에 게 자명하다.
본 발명은 팩 커버의 스프링 백 저지를 위한 트레이 스토퍼를 구비한 배터리 팩에 관한 것으로서, 특히, 이차전지와 관련된 산업에 이용 가능하다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 배터리 모듈, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈과 전기적으로 연결된 전장품들;
    상면에 상기 적어도 하나의 배터리 모듈과 전장품들을 지지하는 트레이; 및
    상기 트레이의 테두리와 대면하게 되는 테두리를 구비하고 상기 트레이와 결합하여 상기 배터리 모듈 및 전장품들을 커버하는 팩 커버를 포함하며,
    상기 트레이는,
    상기 트레이의 테두리에서 상부 방향으로 벤딩된 형태로 마련되어, 상기 팩 커버의 테두리를 외측에서 내측 방향으로 지지하는 트레이 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트레이는, 길이 방향이 폭 방향에 비해 더 길게 연장 형성되는 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트에 대해 기립 배치되어 벽체를 형성하는 적어도 하나의 외벽 플레이트를 포함하며,
    상기 트레이 스토퍼는,
    상기 트레이의 길이 방향에 따른 상기 베이스 플레이트의 양쪽 테두리에 각각 적어도 하나씩 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 폭은 상기 배터리 모듈 하나의 폭에 대응하며, 상기 배터리 모듈들은 일렬로 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 외벽 플레이트는 상기 베이스 플레이트의 전단부와 후단부에 각각 마련되는 전방 외벽 플레이트와 후방 외벽 플레이트를 포함하며,
    상기 팩 커버는 상기 베이스 플레이트에 상응하는 길이와 폭을 가지며, 양방향으로 구부러져 중심부가 볼록한 형태로 마련된 커버 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커버 본체의 상단은 상기 트레이의 길이 방향을 따라 단차를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 트레이 스토퍼는,
    상기 팩 커버의 테두리의 일부분을 외측 방향에서 내측 방향으로 감싸는 형태로 벤딩된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 트레이 스토퍼는, 상단면이 하방 돌출 형성되어 상기 팩 커버의 엔드 라인의 상면을 압박하는 돌기부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 트레이의 테두리와 상기 팩 커버의 테두리에는 상호 간 일대일 대응하는 조립용 홀들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 트레이의 테두리와 상기 팩 커버의 테두리 사이에 배치되는 실링 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 실링 가스켓은 상기 조립용 홀들에 대응하는 관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
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