WO2020105967A1 - 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈

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WO2020105967A1
WO2020105967A1 PCT/KR2019/015614 KR2019015614W WO2020105967A1 WO 2020105967 A1 WO2020105967 A1 WO 2020105967A1 KR 2019015614 W KR2019015614 W KR 2019015614W WO 2020105967 A1 WO2020105967 A1 WO 2020105967A1
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WO
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battery
battery module
battery cells
end plate
cell assembly
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PCT/KR2019/015614
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주용규
오종렬
정준혁
임진솔
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주식회사 엘지화학
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module.
  • secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles, robots, and satellites.
  • secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles, robots, and satellites.
  • the most essential component in such a hybrid vehicle or electric vehicle is a battery pack that supplies power to the motor.
  • a battery pack used in a hybrid vehicle or an electric vehicle includes a battery module including a plurality of battery cells, and as the plurality of battery cells are connected in series and / or parallel to each other, the capacity and output of the battery module are increased.
  • a plurality of battery cells are closely provided inside the battery module, it is necessary to secure safety against external impact.
  • a physical shock is applied to the battery cell due to various causes such as a drop of the battery module, the battery cell may be damaged and the electrolyte inside the battery cell may leak to the outside.
  • an external short circuit may occur between the plurality of battery cells, resulting in ignition or explosion of the battery module.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is to provide a battery module configured to prevent an external short circuit between a plurality of battery cells even when a physical impact is applied to the battery module .
  • Battery module for achieving the above object is a battery cell assembly consisting of a plurality of battery cells are stacked; An end plate disposed adjacent to one end of the battery cell assembly; And a buffer member interposed between one end of the battery cell assembly and the end plate, and the buffer member may be a woven or non-woven fabric composed of a plurality of fibers.
  • the fiber may be an aramid-based electrically insulating fiber.
  • the shock absorbing member may have a protrusion projecting toward between the plurality of battery cells.
  • the protrusion may be formed to gradually decrease in width toward a plurality of battery cells.
  • the protrusion may have a tip having an acute angle toward between the plurality of battery cells.
  • a protrusion protruding toward a plurality of battery cells may be provided on the surface of the end plate facing the shock absorbing member.
  • the protrusion may be formed such that its width gradually decreases toward a plurality of battery cells.
  • the battery module according to an embodiment of the present invention may further include a frame that accommodates the battery cell assembly, and the end plate may be fixed to the frame.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a battery module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of a battery module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of a battery module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view schematically showing a battery module according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of a battery module according to a third embodiment of the present invention.
  • the battery module according to the first embodiment of the present invention includes a battery cell assembly 100 configured by stacking a plurality of battery cells 110 and a battery cell assembly 100
  • the battery cell 110 may be a pouch type battery cell.
  • the battery cell 110 may include an electrode assembly and a pouch accommodating the electrode assembly.
  • the electrode assembly may be configured by assembling a plurality of electrode plates (anode plate, cathode plate) and a plurality of separators. Each electrode plate of the electrode assembly is provided with an electrode tab, and a plurality of electrode tabs may be connected to the electrode lead 111.
  • the electrode lead 111 is exposed to the outside from the pouch, and the exposed portion of the electrode lead 111 may function as an electrode terminal of the battery cell 110.
  • the electrode lead 111 may include an anode lead and a cathode lead.
  • the electrode leads 111 of the plurality of battery cells 110 may be connected to each other in parallel or in series through welding. Accordingly, the plurality of battery cells 110 may be electrically connected to each other.
  • the plurality of positive electrode leads may protrude to the front of the battery cell assembly 100, and the plurality of negative electrode leads may protrude to the rear of the battery cell assembly 100. In this case, there is no interference between the positive electrode lead and the negative electrode lead.
  • the positive electrode lead and the negative electrode lead together may protrude to the front or rear of the battery cell assembly 100.
  • the frame 200 accommodates the plurality of battery cells 110 in the interior space.
  • the frame 200 serves to protect the outer rim of the plurality of battery cells 110 from the outside.
  • the frame 200 is configured to support the plurality of battery cells 110 so that they do not flow. Openings are formed on both sides of the frame 200, and both ends of the battery cell assembly 100 may be exposed to the outside through the opening of the frame 200.
  • the end plate 300 may be coupled to the frame 200 by various methods such as bolting, welding, and riveting.
  • the end plate 300 may be coupled to the frame 200 to close the opening of the frame 200.
  • the end plate 300 may serve to support both ends of the battery cell assembly 100 and prevent changes in the external shape of the battery module due to expansion of the battery cell assembly 100.
  • the end plate 300 may be made of a high rigidity metal.
  • the shock absorbing member 400 serves to partially absorb the deformation of the end plate 300 when the end plate 300 is deformed by a physical impact on the battery module. In addition, when the end plate 300 is deformed, the shock absorbing member 400 penetrates between the plurality of battery cells 110 to insulate the plurality of battery cells 110 from each other. Therefore, even if the end plate 300 is deformed by a physical shock applied to the battery module, it is possible to prevent an external short circuit from occurring between the plurality of battery cells 110.
  • the buffer member 400 may be a woven or non-woven fabric composed of a plurality of fibers. Accordingly, when the end plate 300 is deformed, a plurality of fibers of the shock absorbing member 400 may penetrate between the plurality of battery cells 110. Since the shock absorbing member 400 is composed of a plurality of fibers, the shock absorbing member 400 may have a predetermined flexibility. Therefore, it can easily penetrate between the plurality of battery cells 110.
  • the fibers constituting the cushioning member 400 are preferably aramid-based electrically insulating fibers (ballistic resistant material).
  • the fibers constituting the cushioning member 400 are made of electrically insulating fibers, when the end plate 300 is deformed, a plurality of fibers of the cushioning member 400 penetrate between the plurality of battery cells 110, thereby The battery cells 110 may be insulated from each other. In addition, external short circuit between the plurality of battery cells 110 and the external conductor can be prevented.
  • the fibers constituting the buffer member 400 are made of aramid-based fibers, deformation of the plurality of battery cells 110 can be minimized.
  • a buffer member 400 made of a plurality of fibers is inserted between the battery cell assembly 100 and the end plate 300. Therefore, when the end plate 300 is deformed due to an external force applied to the end plate 300 due to the fall of the battery module or the like, a plurality of fibers constituting the shock absorbing member 400 penetrate between the plurality of battery cells 110. . Therefore, even when the end plate 300 is deformed by an external impact, it is possible to prevent external short circuits between the plurality of battery cells 110 and external short circuits between the battery cells 110 and the surrounding conductors, and the plurality of batteries. The deformation of the cell 110 can be minimized.
  • FIG. 3 a battery module according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
  • the same reference numerals are assigned to the same components as those in the first embodiment of the present invention, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • the shock absorbing member 400 may include a protrusion 410 protruding toward between the plurality of battery cells 110.
  • the protrusion 410 may have a wedge shape whose width gradually decreases toward the plurality of battery cells 110.
  • the protrusion 410 may have a sharp tip having an acute angle.
  • the buffer member 400 is provided with a protrusion 410 protruding toward the plurality of battery cells 110. Therefore, when the end plate 300 is deformed by an external force, while the wedge-shaped protrusion 410 of the shock absorbing member 400 penetrates between the plurality of battery cells 110, the plurality of fibers forming the shock absorbing member 400 Can penetrate more easily between the plurality of battery cells 110.
  • FIGS. 4 and 5 a battery module according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the same reference numerals are assigned to the same components as those of the first and second embodiments of the present invention, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • the surface of the end plate 300 facing the shock absorbing member 400 faces between the plurality of battery cells 110.
  • a protruding protrusion 310 may be provided.
  • the protrusion 310 may have a wedge shape whose width gradually decreases toward the plurality of battery cells 110.
  • a protrusion 310 protruding toward a plurality of battery cells 110 is provided on the surface of the end plate 300 facing the shock absorbing member 400. Therefore, when the end plate 300 is deformed by an external force, the shock absorbing member 400 can be more easily penetrated between the plurality of battery cells 110 while being pressed by the protrusion 310.
  • a buffer member made of a plurality of fibers is inserted between the battery cell assembly and the end plate. Accordingly, when the end plate is deformed due to an external force applied to the end plate due to the fall of the battery module or the like, a plurality of fibers constituting the shock absorbing member penetrate between the plurality of battery cells. Therefore, even when the end plate is deformed by an external impact, it is possible to prevent external short circuits between the plurality of battery cells and external short circuits between the battery cells and the peripheral conductors, and to minimize deformation of the plurality of battery cells.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체; 배터리 셀 조립체의 일단에 인접하게 배치되는 엔드 플레이트; 및 배터리 셀 조립체의 일단과 엔드 플레이트 사이에 개재되는 완충 부재를 포함하고, 완충 부재는 복수의 섬유로 이루어진 직물 또는 부직포일 수 있다.

Description

배터리 모듈
본 출원은 2018년 11월 19일자 한국 특허 출원 제 2018-0142758 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
최근, 노트북, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 기기의 수요가 증대됨에 따라, 반복적으로 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
또한, 휴대용 전자 기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차, 로봇, 위성과 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 화석 연료의 고갈 및 환경 오염에 대한 관심이 높아지면서, 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 있어서의 가장 핵심적 부품은 모터로 전력을 공급하는 배터리 팩이다.
하이브리드 자동차나 전기 자동차의 경우, 배터리 팩으로부터 구동력을 얻을 수 있기 때문에, 내연 기관 만을 사용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 이점을 갖는다. 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 사용되는 배터리 팩은 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 포함하며, 복수의 배터리 셀이 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결됨에 따라, 배터리 모듈의 용량 및 출력이 증대된다.
배터리 모듈의 내부에는 복수의 배터리 셀이 밀접하게 구비되므로, 외부 충격에 대한 안전성을 확보할 필요가 있다. 배터리 모듈의 낙하와 같은 다양한 원인으로 인해 배터리 셀에 물리적인 충격이 가해지는 경우, 배터리 셀이 손상되면서 배터리 셀 내부의 전해액이 외부로 누출될 수 있다. 또한, 물리적인 충격에 의해 복수의 배터리 셀이 손상되면서 복수의 배터리 셀 사이에서 외부 단락이 발생되어 배터리 모듈의 발화 또는 폭발을 초래할 수 있다.
따라서, 배터리 모듈에 충격이 가해지는 경우에도, 복수의 배터리 셀 사이의 외부 단락을 방지할 수 있는 구성이 요구된다.
본 발명은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배터리 모듈에 물리적인 충격이 가해지는 경우에도 복수의 배터리 셀 사이의 외부 단락을 방지할 수 있도록 구성되는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체; 배터리 셀 조립체의 일단에 인접하게 배치되는 엔드 플레이트; 및 배터리 셀 조립체의 일단과 엔드 플레이트 사이에 개재되는 완충 부재를 포함할 수 있고, 완충 부재는 복수의 섬유로 이루어진 직물 또는 부직포일 수 있다.
섬유는 아라미드계 전기 절연성 섬유일 수 있다.
완충 부재는 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 돌출하는 돌출부를 구비할 수 있다.
돌출부는 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 그 폭이 점차 감소하도록 형성될 수 있다.
돌출부는 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 예각을 갖는 선단을 가질 수 있다.
완충 부재에 대향하는 엔드 플레이트의 표면에는 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 돌출하는 돌기가 구비될 수 있다.
돌기는 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 그 폭이 점차 감소하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀 조립체를 감싸도록 수용하는 프레임을 더 포함할 수 있고, 엔드 플레이트는 프레임에 고정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈이 개략적으로 도시된 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부가 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부가 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 모듈이 개략적으로 도시된 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부가 개략적으로 도시된 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀(110)이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체(100)와, 배터리 셀 조립체(100)를 감싸도록 수용하는 프레임(200)과, 배터리 셀 조립체(100)의 양단에 인접하게 배치되는 엔드 플레이트(300)와, 배터리 셀 조립체(100)의 양단과 엔드 플레이트(300) 사이에 개재되는 완충 부재(400)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 배터리 셀(110)은 파우치형 배터리 셀일 수 있다. 이 경우, 배터리 셀(110)은 전극 조립체 및 전극 조립체를 수용하는 파우치를 구비할 수 있다. 전극 조립체는 복수의 전극판(양극판, 음극판)과 복수의 분리막이 조립되어 구성될 수 있다. 전극 조립체의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 복수의 전극 탭이 전극 리드(111)와 연결될 수 있다. 전극 리드(111)는 파우치로부터 외부로 노출되며, 전극 리드(111)의 노출된 부분은 배터리 셀(110)의 전극 단자로서 기능할 수 있다.
전극 리드(111)는 양극 리드 및 음극 리드를 포함할 수 있다. 복수의 배터리 셀(110)의 전극 리드(111)는 용접을 통해 서로 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다. 이에 따라, 복수의 배터리 셀(110)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 복수의 양극 리드는 배터리 셀 조립체(100)의 전방으로 돌출될 수 있고, 복수의 음극 리드는 배터리 셀 조립체(100)의 후방으로 돌출될 수 있다. 이러한 경우 양극 리드와 음극 리드 사이에 간섭이 없다. 다른 예로서, 양극 리드 및 음극 리드가 함께 배터리 셀 조립체(100)의 전방 또는 후방으로 돌출될 수 있다.
프레임(200)은 복수의 배터리 셀(110)을 내부 공간에 수용한다. 프레임(200)은 복수의 배터리 셀(110)의 외측 테두리를 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 프레임(200)은 복수의 배터리 셀(110)이 유동하지 않도록 지지하도록 구성된다. 프레임(200)의 양측에 개구가 형성되어, 배터리 셀 조립체(100)의 양단이 프레임(200)의 개구를 통해 외부로 노출될 수 있다.
엔드 플레이트(300)는 프레임(200)에 볼팅, 용접, 리벳팅 등의 다양한 방법에 의해 결합될 수 있다. 엔드 플레이트(300)는 프레임(200)의 개구를 폐쇄하도록 프레임(200)에 결합될 수 있다. 엔드 플레이트(300)는 배터리 셀 조립체(100)의 양단을 지지하고 배터리 셀 조립체(100)의 팽창으로 인한 배터리 모듈의 외형 변화를 방지하는 역할을 할 수 있다. 엔드 플레이트(300)는 고강성의 금속으로 이루어질 수 있다.
완충 부재(400)는 배터리 모듈에 물리적인 충격이 가해져 엔드 플레이트(300)가 변형되는 경우, 엔드 플레이트(300)의 변형을 일부 흡수하는 역할을 한다. 또한, 완충 부재(400)는 엔드 플레이트(300)가 변형될 때, 복수의 배터리 셀(110) 사이로 침투하여 복수의 배터리 셀(110)을 서로로부터 절연시키는 역할을 한다. 따라서, 배터리 모듈에 물리적인 충격이 가해져 엔드 플레이트(300)가 변형되더라도, 복수의 배터리 셀(110) 사이에 외부 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
완충 부재(400)는 복수의 섬유로 이루어진 직물 또는 부직포일 수 있다. 따라서, 엔드 플레이트(300)가 변형될 때, 완충 부재(400)의 복수의 섬유가 복수의 배터리 셀(110) 사이로 침투할 수 있다. 완충 부재(400)가 복수의 섬유로 구성되므로 완충 부재(400)는 소정의 유연성을 가질 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 셀(110) 사이로 용이하게 침투할 수 있다.
여기에서, 완충 부재(400)를 구성하는 섬유는 아라미드계 전기 절연성 섬유(방탄 재질)인 것이 바람직하다. 완충 부재(400)를 구성하는 섬유가 전기 절연성 섬유로 이루어짐에 따라, 엔드 플레이트(300)가 변형될 때, 완충 부재(400)의 복수의 섬유가 복수의 배터리 셀(110) 사이로 침투하여, 복수의 배터리 셀(110)을 서로로부터 절연할 수 있다. 또한, 복수의 배터리 셀(110)과 외부 도체와의 외부 단락도 방지할 수 있다. 또한, 완충 부재(400)를 구성하는 섬유는 아라미드계 섬유로 이루어지므로, 복수의 배터리 셀(110)의 변형을 최소화할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 배터리 셀 조립체(100)와 엔드 플레이트(300) 사이에 복수의 섬유로 이루어지는 완충 부재(400)가 삽입된다. 따라서, 배터리 모듈의 낙하 등으로 인해, 엔드 플레이트(300)에 외력이 가해져 엔드 플레이트(300)가 변형되는 경우, 완충 부재(400)를 이루는 복수의 섬유가 복수의 배터리 셀(110) 사이로 침투한다. 따라서, 엔드 플레이트(300)가 외부 충격에 의해 변형되는 경우에도, 복수의 배터리 셀(110) 사이의 외부 단락 및 배터리 셀(110)과 주변 도체 사이의 외부 단락을 방지할 수 있고, 복수의 배터리 셀(110)의 변형을 최소화 할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈에 대하여 설명한다. 본 발명의 제1 실시예의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈에서, 완충 부재(400)는 복수의 배터리 셀(110) 사이를 향하여 돌출하는 돌출부(410)를 구비할 수 있다. 돌출부(410)는 복수의 배터리 셀(110) 사이를 향하여 그 폭이 점차 감소하는 쐐기 형상을 가질 수 있다. 돌출부(410)는 예각을 갖는 예리한 선단을 가질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 완충 부재(400)가 복수의 배터리 셀(110) 사이를 향하여 돌출하는 돌출부(410)를 구비한다. 따라서, 엔드 플레이트(300)가 외력에 의해 변형되는 경우, 완충 부재(400)의 쐐기 형상의 돌출부(410)가 복수의 배터리 셀(110) 사이로 침투하면서, 완충 부재(400)를 이루는 복수의 섬유가 복수의 배터리 셀(110) 사이로 보다 용이하게 침투할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 모듈에 대하여 설명한다. 본 발명의 제1 및 제2 실시예의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 모듈에서, 완충 부재(400)에 대향하는 엔드 플레이트(300)의 표면에는 복수의 배터리 셀(110) 사이를 향하여 돌출하는 돌기(310)가 구비될 수 있다. 돌기(310)는 복수의 배터리 셀(110) 사이를 향하여 그 폭이 점차 감소하는 쐐기 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 완충 부재(400)에 대향하는 엔드 플레이트(300)의 표면에는 복수의 배터리 셀(110) 사이를 향하여 돌출하는 돌기(310)가 구비된다. 따라서, 엔드 플레이트(300)가 외력에 의해 변형되는 경우, 완충 부재(400)가 돌기(310)에 의해 가압되면서 복수의 배터리 셀(110) 사이로 보다 용이하게 침투할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
(부호의 설명)
100: 배터리 셀 조립체
110: 배터리 셀
200: 프레임
300: 엔드 플레이트
310: 돌기
400: 완충 부재
410: 돌출부
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 배터리 셀 조립체와 엔드 플레이트 사이에 복수의 섬유로 이루어지는 완충 부재가 삽입된다. 따라서, 배터리 모듈의 낙하 등으로 인해, 엔드 플레이트에 외력이 가해져 엔드 플레이트가 변형되는 경우, 완충 부재를 이루는 복수의 섬유가 복수의 배터리 셀 사이로 침투한다. 따라서, 엔드 플레이트가 외부 충격에 의해 변형되는 경우에도, 복수의 배터리 셀 사이의 외부 단락 및 배터리 셀과 주변 도체 사이의 외부 단락을 방지할 수 있고, 복수의 배터리 셀의 변형을 최소화할 수 있다.

Claims (9)

  1. 복수의 배터리 셀이 적층되어 구성되는 배터리 셀 조립체;
    상기 배터리 셀 조립체의 일단에 인접하게 배치되는 엔드 플레이트; 및
    상기 배터리 셀 조립체의 일단과 상기 엔드 플레이트 사이에 개재되는 완충 부재를 포함하고,
    상기 완충 부재는 복수의 섬유로 이루어진 직물 또는 부직포인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 섬유는 아라미드계 전기 절연성 섬유인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 완충 부재는 상기 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 돌출하는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 그 폭이 점차 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 예각을 갖는 선단을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 완충 부재에 대향하는 상기 엔드 플레이트의 표면에는 상기 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 돌출하는 돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 돌기는 상기 복수의 배터리 셀 사이를 향하여 그 폭이 점차 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 셀 조립체를 감싸도록 수용하는 프레임을 더 포함하고,
    상기 엔드 플레이트는 상기 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060102661A (ko) * 2005-03-24 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR20130086677A (ko) * 2012-01-26 2013-08-05 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP2014150039A (ja) * 2013-02-04 2014-08-21 Honda Motor Co Ltd 蓄電装置
KR20170022783A (ko) * 2015-08-21 2017-03-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR20170027498A (ko) * 2015-09-02 2017-03-10 주식회사 엘지화학 배터리 팩

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2062944B (en) * 1979-10-08 1983-02-02 Chloride Group Ltd Electric storage batteries
JPH1179252A (ja) 1997-09-02 1999-03-23 Chugoku Pearl Hanbai Kk 食品収納トレー
JP5229303B2 (ja) 1999-12-15 2013-07-03 トヨタ自動車株式会社 車両用電池パック
JP5173167B2 (ja) 2006-08-25 2013-03-27 トヨタ自動車株式会社 蓄電モジュール
US7765615B2 (en) 2007-03-28 2010-08-03 Michael Robert Eastwood Chest protector in sports medicine
DE102008047615A1 (de) * 2008-09-17 2010-04-15 Li-Tec Battery Gmbh Akkumulator
JP5485578B2 (ja) 2009-04-07 2014-05-07 川崎重工業株式会社 密閉式角形電池を用いた電池モジュール
EP2432044B1 (en) 2009-05-14 2015-07-01 GS Yuasa International Ltd. Battery assembly
JP5102902B2 (ja) 2009-12-07 2012-12-19 住友重機械工業株式会社 ショベル
JP2011131707A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Hayashi Engineering Inc 車両用衝撃吸収構造体
DE102010004471A1 (de) 2010-01-13 2011-07-14 Li-Tec Battery GmbH, 01917 Rahmen für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung
CN203312386U (zh) * 2013-03-26 2013-11-27 杭州安靠电源有限公司 一种锂离子电池包
KR101636444B1 (ko) 2013-06-20 2016-07-05 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
US9806306B2 (en) * 2013-11-25 2017-10-31 Purdue Research Foundation Impact resistant battery enclosure systems
JP6424426B2 (ja) 2013-12-26 2018-11-21 三洋電機株式会社 組電池
DE102014200877A1 (de) * 2014-01-20 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Modulträger für Batteriezellen und Verfahren zur Herstellung des Modulträgers sowie Batteriemodul, Batteriepack, Batterie und Batteriesystem
CN105794017B (zh) 2014-03-25 2019-06-28 三洋电机株式会社 电池系统
JP6375717B2 (ja) 2014-06-23 2018-08-22 株式会社リコー 照明システム
JP6260467B2 (ja) 2014-06-24 2018-01-17 株式会社Ｇｓユアサ 組電池
JP6611226B2 (ja) 2015-05-13 2019-11-27 Ｎｏｋ株式会社 蓄電装置のシール構造
TWI715576B (zh) 2015-05-14 2021-01-11 美商易諾維公司 用於能量儲存裝置之縱向約束
KR101900998B1 (ko) 2015-06-18 2018-09-20 주식회사 엘지화학 경량화를 위한 냉각 플레이트, 이를 포함하는 전지모듈 및 제조방법
JP2017103158A (ja) 2015-12-03 2017-06-08 株式会社豊田自動織機 電池パック
WO2017104877A1 (ko) * 2015-12-18 2017-06-22 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR102082903B1 (ko) * 2016-02-22 2020-02-28 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
JP6723770B2 (ja) 2016-03-10 2020-07-15 三洋電機株式会社 組電池とこの組電池を搭載した車両
KR102067713B1 (ko) 2016-05-31 2020-01-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
JP2018049823A (ja) 2016-09-14 2018-03-29 旭化成株式会社 耐振接続構造を有する蓄電モジュール
KR102167632B1 (ko) 2016-09-19 2020-10-19 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
US11476541B2 (en) 2017-05-12 2022-10-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Power supply device, vehicle equipped with same, power storage device and separator for power supply device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060102661A (ko) * 2005-03-24 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR20130086677A (ko) * 2012-01-26 2013-08-05 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP2014150039A (ja) * 2013-02-04 2014-08-21 Honda Motor Co Ltd 蓄電装置
KR20170022783A (ko) * 2015-08-21 2017-03-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR20170027498A (ko) * 2015-09-02 2017-03-10 주식회사 엘지화학 배터리 팩

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3712981A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3712981A1 (en) 2020-09-23
CN111466041B (zh) 2022-05-13
JP7176816B2 (ja) 2022-11-22
CN111466041A (zh) 2020-07-28
KR20200058136A (ko) 2020-05-27
JP2021509757A (ja) 2021-04-01
US20210249724A1 (en) 2021-08-12
EP3712981A4 (en) 2021-02-17
US11302985B2 (en) 2022-04-12

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