WO2022080845A1 - 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 및 그 제조 방법 - Google Patents

폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2022080845A1
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battery pack
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liquid
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구자언
유재욱
공진학
권민호
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack having a foam kit assembly and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a battery pack having a foam kit assembly capable of uniformly filling the inside of a battery pack case with foam and a method for manufacturing the same it's about
  • a secondary battery is a battery capable of charging and discharging, and is used in various fields from smartphones to electric vehicles.
  • the secondary battery is used in the form of one battery cell or a battery pack in which a plurality of battery cells are connected according to the type of device in which the secondary battery is used.
  • a secondary battery used in a small device such as a smartphone is used in the form of one battery cell.
  • a secondary battery used in a medium or large device such as an electric vehicle is used in the form of a battery pack in which a plurality of battery cells are connected.
  • a large number of battery cells are required to satisfy the output voltage and charging capacity required in the medium-large device.
  • These battery cells are manufactured to be densely packed in a narrow space, and foam is filled between them.
  • Foam serves many roles, such as blocking heat transfer between a plurality of battery cells, directing material leaking from a failed battery cell away from other battery cells, and preventing short circuits between the plurality of battery cells.
  • This foam is injected into the battery pack housing through a plurality of ports on the sidewall of the battery pack housing.
  • a plurality of batteries arranged narrowly within the battery pack housing due to the narrow spacing between the plurality of battery cells. It is not easy to evenly fill the foam between the cells.
  • the foam generally used for the battery pack has a high viscosity, it is difficult to deeply inject the foam from the outer shell of the battery pack housing to the center of the inside through the port. is difficult to obtain
  • Patent Document 1 KR10-2019-0097231 A
  • Patent Document 2 KR10-0897899 B1
  • the present invention provides a battery pack having a foam kit assembly capable of uniformly filling the inside of the battery pack case with foam, and a method for manufacturing the same.
  • a battery pack having a foam kit assembly includes: a battery pack case in which an inner space is formed; a plurality of battery cells accommodated in the inner space of the battery pack case and arranged in a horizontal direction, each of which extends in a vertical direction; a foam kit assembly housed in the inner space of the battery pack case to be positioned on the plurality of battery cells and isolated from the outside; and a foam discharged from the foam kit assembly and filled between the inner surface of the battery pack case and the foam kit assembly, wherein the foam kit assembly extends in the horizontal direction, and the A support frame provided with one or more openings to allow the liquid foam to pass in the vertical direction; a foam kit that is seated on the support frame so as to be pressed in contact with the top cover of the battery pack case and has an accommodating space for accommodating the liquid foam therein; and a pressure needle protruding from the support frame so as to penetrate the foam kit, and the foam includes, wherein the liquid foam passes through the through hole of the foam kit formed by the
  • the foam kit is characterized in that the upper surface is pressed downward in contact with the top cover, and the lower surface is penetrated by the pressure needle.
  • the battery pack case may include: the housing having an interior open upward; and the top cover mounted on the upper opening of the housing so as to press the foam kit of the foam kit assembly downward.
  • the foam is formed in a solid state by foaming and curing of the liquid foam, and it surrounds each of the plurality of battery cells and uniformly fills gaps between the plurality of battery cells in the vertical direction.
  • the support frame discharged from the through hole of the foam kit, characterized in that it supports the upper form of the foam formed between the plurality of battery cells, the support frame, the inside of the opening of the upper portion of the housing a rim member extending along the circumference; It is disposed on the inside of the frame member to seat the foam kit, is extended in the horizontal direction and supported by the frame member, and the one or more openings are formed in a grid shape. .
  • the pressure needle protrudes upward from a plurality of positions on the upper surface of the stem member, and the lower surface of the foam kit is penetrated by the pressure needle, and between the penetrating portion of the foam kit and the outer peripheral surface of the pressure needle. , characterized in that a gap is formed to allow the liquid foam to flow down.
  • the plurality of battery cells are divided into a plurality of groups according to positions in the horizontal direction, and the pressure needles are provided in plurality so as to be vertically aligned at the center position of each of the plurality of groups in the horizontal direction. It is characterized in that they are spaced apart from each other in the direction.
  • the foam kit a pouch-type vinyl membrane; and at least one storage chamber formed in the interior of the pouch-type vinyl membrane to accommodate the liquid foam, and the liquid foam is characterized in that it is a one-component liquid foam.
  • the foam kit a pouch-type vinyl membrane; a plurality of storage chambers formed inside the pouch-type vinyl film to accommodate the liquid foam;
  • a separation membrane that is provided inside the pouch-type vinyl membrane to partition the plurality of storage chambers and that can be broken by pressure applied from the top cover to the pouch-type vinyl membrane; is configured to include, and the liquid foam is a two-component type It is a liquid foam, and the main and curing agent of the two-component liquid foam can be accommodated in each of the plurality of storage compartments.
  • the pouch-type vinyl film is characterized in that it can be melted at the exothermic temperature during foaming and curing of the liquid foam.
  • a battery pack manufacturing method having a foam kit assembly is arranged in a horizontal direction in a housing having an open interior, and a battery cell accommodation for accommodating a plurality of battery cells each extending in the vertical direction. step; A foam kit assembly arrangement step of disposing a foam kit assembly having a liquid foam stored therein on the plurality of battery cells; a battery pack case assembling step of assembling a battery pack case by mounting a top cover in an opening of an upper portion of the housing; a liquid foam spreading step of pressing the foam kit assembly while in contact with the top cover to penetrate a part of the foam kit assembly and spreading the liquid foam from the inside of the foam kit assembly to the entire interior space of the battery pack case; It is characterized in that it comprises a; foam forming step of foaming and curing the liquid foam to form a foam between the inner surface of the battery pack case and the foam kit assembly.
  • the foam kit assembly arrangement step may include: a support frame seating step of seating the support frame of the foam kit assembly on the plurality of battery cells; a foam kit seating step of seating the foam kit of the foam kit assembly on the support frame; It characterized in that it comprises; a pressure needle contacting step of contacting the foam kit with the pressure needle of the foam kit assembly protruding from the support frame.
  • the liquid foam spreading step may include a foam kit pressing step of pressing the foam kit downward with the top cover; a discharge hole forming step of penetrating the pressure needle through the lower surface of the foam kit to form a discharge hole; and a liquid foam discharging step of discharging the liquid foam accommodated in the foam kit onto the plurality of battery cells through a gap between the discharge hole and the outer peripheral surface of the pressure needle.
  • the liquid foam spreading step may include a liquid foam spreading step of spreading the liquid foam on the plurality of battery cells in a horizontal direction; From the top to the bottom of each of the plurality of battery cells, a liquid foam flowing step for inducing a falling flow of the liquid foam; characterized in that it is configured to include.
  • the foam forming step may include: a liquid foam solidifying step of solidifying the liquid foam by foaming and curing;
  • the battery cell is a cylindrical secondary battery, and the foam formed through the foam forming step is characterized in that the gap between the plurality of battery cells is uniformly filled in the vertical direction.
  • the foam kit assembly is used while assembling the battery pack case and the foam is formed inside the battery pack case.
  • the foam kit assembly can be uniformly charged. Accordingly, the uniformity of the foam inside the battery pack case can be ensured, and the time required for manufacturing the battery pack can be reduced.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a foam kit assembly and a battery pack having the same according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a support frame and a pressure needle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a foam kit assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a foam kit according to a modification of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the liquid foam diffusion step and the foam forming step of the battery pack manufacturing method having a foam kit assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a foam forming step according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is an exploded perspective view of a foam kit assembly and a battery pack having the same according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a plan view of a support frame and a pressure needle according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view of a foam kit assembly according to an embodiment of the present invention.
  • a battery pack having a form kit assembly according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .
  • the battery pack may include a battery pack case 100 , a plurality of battery cells 200 , a form kit assembly 300 , and a form (f).
  • the battery pack case 100 has an internal space to accommodate the plurality of battery cells 200 .
  • the battery pack case 100 may have a rectangular cylindrical shape. Of course, the shape of the battery pack case 100 may vary.
  • a plurality of battery cells 200 , the form kit assembly 300 , and the form f may be accommodated in the battery pack case 100 .
  • the plurality of battery cells 200 may be located below the foam kit assembly 300 .
  • the foam (f) may be formed to surround each of the plurality of battery cells 200 while completely enclosing the plurality of battery cells 200 .
  • the form f may be formed to fill the gap S between the plurality of battery cells 200 while filling the space between the plurality of battery cells 200 and the inner surface of the battery back case 100 . there is.
  • the battery pack case 100 includes the top cover 120 mounted in the opening of the upper part of the housing 110 so as to press the housing 110 and the foam kit assembly 300 having the inside open upwards downward. may be included.
  • the housing 110 includes a plate-shaped lower plate 111 having a predetermined area in which the plurality of battery cells 200 can be seated, and extending along the circumference of the lower plate 111 and having a predetermined height, for example, a plurality of batteries. It may be configured to include an upper frame 112 in the shape of a quadrangular tubular having a predetermined height higher than the cell 200 .
  • the top cover 120 may extend in a horizontal direction and may have a predetermined area to be seated on the upper end of the upper frame 112 .
  • the plurality of battery cells 200 are accommodated in the inner space of the battery pack case 100 and may be arranged in a horizontal direction.
  • Each of the plurality of battery cells 200 may be a cylindrical secondary battery cell extending in the vertical direction.
  • a separator is interposed between a positive electrode plate with a positive electrode tab and a negative electrode plate with a negative electrode tab, and the electrode assembly in which the positive electrode plate, the separator, and the negative electrode plate are wound in the form of a jelly roll is formed in the cell case. It may be provided in a form accommodated therein.
  • electrode terminals may be formed on one side and the other side opposite to the one side. In this case, when the positive terminal is formed on one side of the secondary battery cell, the negative terminal may be formed on the other side opposite to the one side.
  • the plurality of battery cells 200 are arranged in a row direction and a column direction, and the battery cells arranged in the row direction have positive and negative terminals alternately arranged upward, and the battery cells arranged in the column direction have the same electrode terminal.
  • the battery pack case 100 may be accommodated in the inner space of the battery pack case 100 by being disposed upward.
  • the plurality of battery cells 200 may be connected in series in a row direction by a bus bar (not shown), and may be connected in parallel in a column direction, respectively.
  • a structure in which the plurality of battery cells 200 are disposed and a connection method thereof may vary.
  • the row direction may be referred to as a left-right direction
  • the column direction may be referred to as a front-back direction.
  • the left-right direction and the front-rear direction are collectively referred to as the horizontal direction.
  • a direction crossing the horizontal direction may be referred to as a vertical direction.
  • the foam kit assembly 300 is accommodated in the inner space of the battery pack case 100 so as to be positioned on the plurality of battery cells 200 and is isolated from the outside.
  • the foam kit assembly 300 may be partially penetrated by being pressed by contact with the battery pack case 100 .
  • the penetrated portion of the foam kit assembly 300 may be used as a passage through which the liquid foam is discharged during the manufacture of a battery pack to be described later. That is, the foam kit assembly 300 serves to supply the liquid foam to the inner space of the battery pack case 100 .
  • the foam kit assembly 300 may include a support frame 310 , a foam kit 320 , and a pressure needle 330 .
  • the support frame 310 may be disposed on the plurality of battery cells 200 .
  • the support frame 310 may be formed to extend in a horizontal direction.
  • the support frame 310 may seat the foam kit 320 on the upper surface.
  • the support frame 310 may be provided with one or more openings to allow the foam to pass through in the vertical direction.
  • the support frame 310 includes a spoke member 311 in which one or more openings described above are formed in a grid shape, a frame member 312 on which the edge of the spoke member 311 is supported, and the frame member 312 in a housing ( It may be configured to include a locking member 313 to be seated on the upper end of the upper frame 112 of the 110).
  • the spoke member 311 may have a predetermined area to allow the foam kit 320 to be seated.
  • the spoke member 311 may be disposed inside the rim member 312 , may extend in a horizontal direction, and may be supported under the rim member 312 .
  • the spoke member 311 may have one or more openings formed in a grid shape.
  • the rib member 311 may include a plurality of first ribs extending in the left and right directions and a plurality of second ribs extending in the front-rear direction. In this case, the plurality of first poles and the plurality of second poles may be arranged in a lattice shape and interconnected.
  • the frame member 312 is formed to extend along the inner circumference of the opening in the upper portion of the housing 110 .
  • the edge member 312 may be formed, for example, in a rectangular frame shape.
  • the frame member 312 may be inserted into the opening of the upper portion of the housing 110 and may be in contact with the inner surface of the opening of the upper portion of the housing 110 .
  • the locking member 313 may be formed by bending the upper end of the edge member 312 outward. That is, the locking member 313 may have a rectangular ring shape.
  • the lower surface of the locking member 313 may be seated on the upper end of the upper frame 112 of the housing 110 .
  • the top cover 120 may be seated on the upper surface of the locking member 313 .
  • the locking member 313 may be inserted into the opening of the upper portion of the housing 110 .
  • the frame member 312 may be spaced apart from the inner surface of the opening of the upper portion of the housing 110 within the opening of the upper portion of the housing 110 , and the top cover 120 may be disposed on the upper frame of the housing 110 ( 112) may have a structure that is seated on the top.
  • the foam kit 320 is seated on the support frame 310 so that it can be pressed downward in contact with the top cover 120 , and an accommodating space capable of accommodating the liquid foam is formed therein. That is, the foam kit 320 serves to temporarily store the liquid foam therein, and then spray the liquid foam therein into the inner space of the battery pack case 100 when the battery pack is manufactured.
  • the thickness t2 in the vertical direction of the foam kit 320 may be greater than the thickness t1 in the vertical direction of the frame member 312 . Accordingly, when the top cover 120 is assembled to the opening of the upper portion of the housing 110 , the foam kit 320 may contact the lower surface of the top cover 120 and be pressed downward.
  • the thickness t2 in the vertical direction of the foam kit 320 may be the same as the thickness t1 in the vertical direction of the frame member 312 .
  • the foam kit 320 may be seated on the pressure needle 330 to protrude a predetermined height upward of the rim member 312 , and the top cover 120 may be assembled into the opening of the upper portion of the housing 110 .
  • the kit 320 may be pressed downward in contact with the lower surface of the top cover 120 .
  • the foam kit 320 is seated on the pressure needle 330.
  • the protrusion height of the pressure needle 330 may be determined so as to protrude upward by a predetermined height.
  • the battery pack case 100 may not have a port for injecting liquid foam, and the structure of the battery pack case 100 may be simplified.
  • the foam kit 320 in the embodiment of the present invention, since the liquid foam is moved inside the battery pack case 100 , the manufacturing step of the battery pack can be simplified, and the It is possible to simplify the battery pack manufacturing facility by not using a device for forced injection of the liquid foam from the outside to the inside.
  • the foam kit 320 may include a pouch-type vinyl film 321 and at least one storage compartment 322 formed inside the pouch-type vinyl film 321 to accommodate the liquid foam.
  • the liquid foam may be a one-component liquid foam, and may include various materials that can be foamed and cured in contact with air.
  • the liquid foam may be kept in a liquid state by blocking contact with air by the pouch-type vinyl film 321 in a state accommodated in the storage chamber 322 .
  • the pouch-type vinyl film 321 is broken, the liquid foam flows into the inner space of the battery pack case 100 and comes into contact with air to be foamed and cured. At this time, predetermined heat may be generated.
  • the pouch-type vinyl film 321 may be disposed on the stem member 311 .
  • the pouch-type vinyl film 321 serves to temporarily store the liquid foam therein, and when a part is broken by the pressure needle 330 , the liquid foam inside is discharged into the inner space of the battery pack case 100 .
  • the pouch-type vinyl film 321 may include a predetermined material to be melted at the exothermic temperature during foaming and curing of the liquid foam, and may have a predetermined thickness. Accordingly, when the foaming and curing of the liquid foam is completed and the foam (f) is formed, at least a portion of the pouch-type vinyl film 321 may be melted and removed by heat.
  • the pressure needle 330 protrudes from the support frame 310 to penetrate the foam kit 320 . Specifically, the pressure needle 330 protrudes upward from a plurality of positions on the upper surface of the stem member 331 , and thus, when assembling the battery pack case 100 , the foam kit 320 is lowered by the pressure needle 330 . This can be penetrated.
  • the pressure needle 330 may be formed in a cone shape. Of course, the shape of the pressure needle 330 may vary.
  • a gap to allow the liquid foam to flow down may be formed, and the liquid inside the foam kit 320 through this gap Foam may flow downwards.
  • the plurality of battery cells 200 may be divided into a plurality of groups according to positions in the horizontal direction.
  • a plurality of pressure needles 330 are provided to be vertically aligned at the center position of each of the plurality of groups, and each of the pressure needles 330 may be spaced apart from each other in the horizontal direction. Accordingly, the above-described gaps that allow the liquid foam to flow down may be uniformly spaced apart from each other in the horizontal direction, and the liquid foam may be uniformly supplied onto the plurality of battery cells 200 during the manufacture of the battery pack. there is.
  • the foam f is discharged from the foam kit assembly 300 and is filled between the inner surface of the battery pack case 100 and the foam kit assembly 300 .
  • the foam (f) is discharged downward from the portion penetrated by the pressure needle 330 of the foam kit assembly 300 to close the gap (S) between the plurality of battery cells 200 in the vertical direction.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a foam kit according to Modification Example 1 of the present invention.
  • the foam kit 320 ′ according to Modification Example 1 of the present invention includes a plurality of pouch-type vinyl films 321 and a plurality of pouch-type vinyl films 321 formed inside the pouch-type vinyl film 321 to accommodate the liquid foam.
  • the storage chambers 322a, 322b and the plurality of storage chambers 322a and 322b are provided inside the pouch-type vinyl film 321 to partition, and the pressure applied from the top cover 120 to the pouch-type vinyl film 321 is It is configured to include a separation membrane 323 that can be broken by the
  • the liquid foam may be a two-component liquid foam. That is, the liquid foam may be configured to include a base material and a curing agent. In this case, the main agent and the curing agent should be separated from each other and mixed at the time of forming the foam (f). Accordingly, a plurality of storage chambers 322a and 322b are provided inside the pouch-type vinyl film 321 , and the main agent and curing agent of the two-component liquid foam are accommodated in the plurality of storage chambers, respectively, and the battery pack case 100 of They may be mixed with each other by the breakage of the separation membrane 323 during assembly.
  • the separator 323 may be formed to a predetermined thickness to make it easier to break than the pouch-type vinyl film 321, and when the pouch-type vinyl film 321 is pressed by the top cover 120, the pressure needle ( 330), the pouch-type vinyl film 321 may be broken first before being penetrated.
  • the foam kit 320 is penetrated by the pressure needle 330 and the liquid foam flows down through the gap therebetween. At this time, the liquid foam flows down from the upper part of the battery cell to the lower part. At this time, the air near the lower part of the battery cell may not escape to the upper side of the liquid foam and may be isolated in the lower part of the battery pack case 100 by the liquid foam. In addition, when the liquid foam solidifies while foaming and curing, a predetermined gas may be released, and the released gas may accumulate in the lower portion of the battery pack case 100 .
  • the housing 110 of the battery pack case according to Modification Example 2 of the present invention may have a predetermined air pressure control hole (not shown).
  • the housing 110 includes a lower plate 111 having an area in which a plurality of battery cells 200 can be seated, and a plurality of battery cells 200 extending along the circumference of the lower plate 111 . It may be configured to include an upper frame 112 having a higher height.
  • the air pressure control hole is formed to extend from the inside of the lower plate 111 and the inside of the upper frame 112 , the inlet is formed on the upper surface of the lower plate 111 , and the outlet is the inner circumferential surface of the upper end of the upper frame 112 . Alternatively, it may be formed on the outer peripheral surface of the upper end of the upper frame 112 . At least one such air pressure control hole may be formed.
  • 5 is a view for explaining the liquid foam diffusion step and the foam forming step of the battery pack manufacturing method having a foam kit assembly according to an embodiment of the present invention.
  • 6 is a view for explaining a foam forming step according to an embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing a battery pack including a foam kit assembly according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .
  • the content overlapping with the above description of the battery pack having the form kit assembly according to the embodiment of the present invention will be omitted or simply described.
  • a method for manufacturing a battery pack having a foam kit assembly may include the following processes.
  • a plurality of battery cells 200 arranged in the horizontal direction and each extending in the vertical direction are accommodated in the housing 110 having the inside open upward.
  • Each of the plurality of battery cells 200 may be a cylindrical secondary battery.
  • the plurality of battery cells 200 may be electrically connected to each other by a bus bar (not shown).
  • the plurality of battery cells 200 may be spaced apart from each other by a predetermined distance to form a gap S between them.
  • the foam kit assembly arrangement step performs an operation of disposing the foam kit assembly 300 in which the liquid foam is stored on the plurality of battery cells 200 .
  • the foam kit assembly placement step includes a support frame seating step of seating the support frame 310 of the foam kit assembly 300 on the plurality of battery cells 200, and the foam kit 320 of the foam kit assembly 300.
  • a foam kit seating step of seating on the support frame 310 a pressure needle contacting step of bringing the pressure needle 330 of the foam kit assembly 300 protruding from the support frame 310 and the foam kit 320 into contact with each other can be configured.
  • the foam kit 320 since pressure by the top cover 120 is not applied to the foam kit 320 , the foam kit 320 may be seated on the pressure needle 330 .
  • the battery pack case is assembled by mounting the top cover 120 in the upper opening of the housing 310 .
  • the top cover 120 may be seated and mounted on the upper surface of the engaging member 313 .
  • the top cover 120 may be seated and mounted on the upper end of the upper frame 112 of the housing 110 .
  • the liquid foam diffusion step may be performed together. That is, in the embodiment of the present invention, the liquid foam diffusion step can be quickly performed by assembling the battery pack case 100 , thereby shortening the entire manufacturing process of the battery pack.
  • the liquid foam spreading step brings the foam kit 320 of the foam kit assembly 300 into contact with the lower surface of the top cover 120 and presses the foam kit 320 to form a part of the foam kit 320 of the foam kit assembly 300.
  • the operation of spreading the liquid foam from the inside of the foam kit 320 of the foam kit assembly 300 to the entire interior space of the battery pack case 100 is performed.
  • the liquid foam diffusion step includes a foam kit pressing step of pressing the foam kit 320 downward with the top cover 120 , and a discharge forming a discharge hole by penetrating the pressure needle 330 through the lower surface of the foam kit 320 . It includes a hole forming step and a liquid foam discharging step of discharging the liquid foam accommodated in the foam kit 320 onto the plurality of battery cells 200 through a gap between the discharge hole and the outer peripheral surface of the pressure needle 330 . can be configured.
  • the foam kit 320 is pressed downwardly with the top cover 120, and the foam kit ( 320) can be penetrated. Accordingly, a plurality of through-holes, for example, a discharge hole, may be formed on the lower surface of the foam kit 320 , and the liquid foam temporarily stored in the foam kit 320 may be moved downward through the gap between the through-hole and the pressure needle 330 . can be discharged smoothly.
  • a plurality of through-holes for example, a discharge hole
  • the liquid foam spreading step is a liquid foam spreading step of spreading the liquid foam on the plurality of battery cells 200 in the horizontal direction, and the falling flow of the liquid foam from the top to the bottom of each of the plurality of battery cells 200 ( It can be configured to include a liquid foam shedding step to induce F). That is, the liquid foam discharged onto the plurality of battery cells 200 through the through-hole has a predetermined viscosity, and before flowing down into the gap between the plurality of battery cells 200, flows in a horizontal direction that is easier to flow.
  • the battery cells 200 may be spread evenly in the horizontal direction. In this case, one or more lattice-shaped openings formed in the stem member 311 may be utilized.
  • the liquid foam may flow down from the top of each of the plurality of battery cells 200 through the gap S between the plurality of battery cells 200 .
  • the liquid foam may be uniformly filled in the vertical direction in the gap (S) between the plurality of battery cells (200).
  • the foam forming step may be performed while performing the liquid foam spreading step and the liquid foam flowing step.
  • the foam forming step is to form a solidified foam (f) between the inner surface of the battery pack case 100 and the foam kit assembly 300 by foaming and curing the liquid foam in the inner space of the battery pack case 100 .
  • the foam forming step is a liquid foam solidifying step of solidifying the liquid foam by foaming and curing
  • the pouch-type vinyl film 321 that constituted the exterior of the foam kit 320 is formed by foaming and curing the liquid foam.
  • It may be configured to include a foam kit exterior melting step of melting with heat, such as heat of about 40°C.
  • the liquid foam may be foamed and cured in contact with air inside the battery pack case 100 , or may be foamed and cured by mixing the main agent and the curing agent.
  • the foam f may be formed in the space occupied by the pouch-type vinyl film 321 .
  • only a portion of the pouch-type vinyl film 321 may be melted and removed by heat, or the entire pouch may remain on the support frame 310 .
  • the foam (f) formed through this foam forming step can uniformly fill the gap (S) between the plurality of battery cells 200 in the vertical direction, and after being solidified, heat transfer between the plurality of battery cells 200 is performed. It is possible to block, induce a material leaking from a failed battery cell to flow away from another battery cell, and prevent a short circuit between the plurality of battery cells 200 .

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Abstract

본 발명은, 내부 공간이 형성되어 있는 배터리 팩 케이스와, 배터리 팩 케이스의 내부 공간에 수납되며 수평방향으로 나열되어 있고, 각각 상하방향으로 연장형성된 복수개의 배터리 셀과, 복수개의 배터리 셀 상에 위치하도록 배터리 팩 케이스의 내부 공간에 수납되어 외부로부터 격리되어 있는 폼 키트 조립체, 및 폼 키트 조립체로부터 배출되어 있고, 배터리 팩 케이스의 내부면과 폼 키트 조립체 사이에 충전되어 있는 폼를 포함하여 구성되는 배터리 팩과, 그 제조 방법으로서, 배터리 팩 케이스의 내부에 폼을 균일하게 충전시킬 수 있는 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 및 그 제조 방법이 제시된다.

Description

폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 및 그 제조 방법
본 발명은 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 팩 케이스의 내부에 폼을 균일하게 충전시킬 수 있는 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 스마트폰에서부터 전기 자동차에 이르기까지 다양한 분야에서 사용된다. 이때, 이차 전지는 그것이 사용되는 디바이스의 종류에 따라 하나의 배터리 셀의 형태로 사용되거나 복수의 배터리 셀을 연결한 배터리 팩의 형태로 사용된다. 예컨대 스마트폰과 같은 소형 디바이스에 사용되는 이차 전지는 하나의 배터리 셀의 형태로 사용된다. 또한, 전기 자동차와 같은 중대형 디바이스에 사용되는 이차 전지는 복수의 배터리 셀을 연결한 배터리 팩의 형태로 사용된다.
한편, 복수의 배터리 셀을 중대형의 배터리 팩으로 구성하고자 할 때, 중대형 디바이스에서 요구되는 출력 전압 및 충전 용량을 만족시키려면 많은 개수의 배터리 셀이 필요하다. 이들 배터리 셀은 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되고, 그 사이에는 폼(foam)이 채워진다.
폼은 복수의 배터리 셀 간의 열전달을 차단하고, 고장난 배터리 셀로부터 누출되는 물질을 다른 배터리 셀로부터 멀리 유도하며, 복수의 배터리 셀 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지하는 등의 많은 역할을 한다.
이러한 폼은 배터리 팩 하우징의 측벽에 있는 복수의 포트를 통해 배터리 팩 하우징 내부로 주입되는데, 배터리 팩의 에너지 밀도를 높이기 위해 복수의 배터리 셀 간의 간격이 좁기 때문에 배터리 팩 하우징 내에 좁게 배치된 복수의 배터리 셀 사이로 폼을 균일하게 충전하는 것은 쉽지 않다. 또한, 일반적으로 배터리 팩에 사용되는 폼은 점도가 높기 때문에, 포트를 통해서 배터리 팩 하우징의 외각에서부터 그 내부의 중심까지 폼을 깊숙히 주입하기 어렵고, 깊숙히 주입하더라도 배터리 셀의 높이 방향으로 폼의 분포 균일도를 확보하기 어렵다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
(특허문헌 1) KR10-2019-0097231 A
(특허문헌 2) KR10-0897899 B1
본 발명은 배터리 팩 케이스의 내부에 폼을 균일하게 충전시킬 수 있는 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩은, 내부 공간이 형성되어 있는 배터리 팩 케이스; 상기 배터리 팩 케이스의 상기 내부 공간에 수납되며 수평방향으로 나열되어 있고, 각각 상하방향으로 연장형성된 복수개의 배터리 셀; 상기 복수개의 배터리 셀 상에 위치하도록 상기 배터리 팩 케이스의 상기 내부 공간에 수납되어 외부로부터 격리되어 있는 폼 키트 조립체; 및 상기 폼 키트 조립체로부터 배출되어 있고, 상기 배터리 팩 케이스의 내부면과 상기 폼 키트 조립체 사이에 충전되어 있는 폼;를 포함하여 구성되고, 상기 폼 키트 조립체는, 상기 수평방향으로 연장형성되고, 상기 상하방향으로 액상 폼을 통과시킬 수 있도록 하는 하나 이상의 개구부가 구비되어 있는 서포트 프레임; 상기 배터리 팩 케이스의 탑 커버와 접촉하여 가압될 수 있도록 상기 서포트 프레임 상에 안착되어 있고, 액상 폼을 수용할 수 있는 수용 공간이 내부에 형성되어 있는 폼 키트; 상기 폼 키트를 관통하도록 상기 서포트 프레임으로부터 돌출되어 있는 가압 침;을 포함하여 구성되고, 상기 폼은, 액상 폼이 상기 폼 키트의 상기 수용 공간으로부터 상기 가압 침에 의해 형성된 상기 폼 키트의 관통구를 통해 흘려내려, 상기 배처리 팩 케이스의 하우징의 바닥면 상에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 폼 키트는, 상면이 상기 탑 커버와 접촉하여 하방으로 가압되어 있고, 하면이 상기 가압 침에 관통되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 팩 케이스는, 내부가 상방으로 개방되어 있는 상기 하우징; 상기 폼 키트 조립체의 상기 폼 키트를 하방으로 가압할 수 있도록 상기 하우징의 상부의 개구에 장착되어 있는 상기 탑 커버;를 포함하여 구성된다.
상기 폼은, 액상 폼의 발포 및 경화에 의해 고상으로 형성되어 있고, 상기 복수개의 배터리 셀 각각을 감싸며 상기 복수개의 배터리 셀 간의 틈을 상하방향으로 균일하게 채우고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 서포트 프레임은, 상기 폼 키트의 관통구로부터 배출되어 복수개의 배터리 셀 사이에 형성되어 있는 상기 폼의 상부 형태를 지지하는 것을 특징으로 하고, 상기 서포트 프레임은, 상기 하우징의 상부의 상기 개구의 내측 둘레를 따라 연장형성되어 있는 테두리 부재; 상기 폼 키트를 안착시키도록 상기 테두리 부재의 내측에 배치되어 있고, 상기 수평방향으로 연장형성되어 상기 테두리 부재에 지지되며, 상기 하나 이상의 개구부가 격자 형상으로 형성되어 있는 살대 부재;를 포함하여 구성된다.
상기 가압 침은 상기 살대 부재의 상기 상면의 복수 위치로부터 상방으로 돌출되어 있고, 상기 폼 키트는 상기 가압 침에 의해 하면이 관통되어 있고, 상기 폼 키트의 관통된 부위와 상기 가압 침의 외주면 사이에, 액상 폼이 흘러내릴 수 있도록 하는 틈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 배터리 셀은 수평방향으로의 위치에 따라 복수의 그룹으로 구분되어 있고, 상기 가압 침은 상기 복수의 그룹 각각의 중심 위치에 상기 상하방향으로 정렬될 수 있도록 복수개로 구비되어 각각이 상기 수평방향으로 상호 이격된 것을 특징으로 한다.
상기 폼 키트는, 파우치형 비닐막; 액상 폼을 수용하도록 상기 파우치형 비닐막의 내부에 형성되어 있는 적어도 하나의 저장실;을 포함하여 구성되고, 상기 액상 폼은 1액형 액상 폼인 것을 특징으로 한다.
상기 폼 키트는, 파우치형 비닐막; 액상 폼을 수용하도록 상기 파우치형 비닐막의 내부에 형성되어 있는 복수의 저장실; 상기 복수의 저장실을 구획하도록 상기 파우치형 비닐막의 내부에 구비되고, 상기 탑 커버로부터 상기 파우치형 비닐막으로 가해지는 압력에 의해 파단될 수 있는 분리막;을 포함하여 구성되고, 상기 액상 폼은 2액형 액상 폼이고, 상기 2액형 액상 폼의 주제 및 경화제는 상기 복수의 저장실에 각각 수용될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 파우치형 비닐막은 액상 폼의 발포 및 경화 시의 발열 온도에서 용융될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 형태에 따른, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법은, 내부가 상방으로 개방된 하우징에 수평방향으로 나열되며 각각이 상하방향으로 연장된 복수개의 배터리 셀을 수납하는 배터리 셀 수납 단계; 내부에 액상 폼이 저장되어 있는 폼 키트 조립체를 상기 복수개의 배터리 셀 상에 배치시키는 폼 키트 조립체 배치 단계; 상기 하우징의 상부의 개구에 탑 커버를 장착하여 배터리 팩 케이스를 조립하는 배터리 팩 케이스 조립 단계; 상기 폼 키트 조립체를 상기 탑 커버와 접촉시키면서 가압하여 상기 폼 키트 조립체의 일부를 관통시키고 상기 폼 키트 조립체의 내부로부터 상기 배터리 팩 케이스의 내부 공간의 전체로 상기 액상 폼을 확산시키는 액상 폼 확산 단계; 상기 액상 폼을 발포 및 경화시켜서 상기 배터리 팩 케이스의 내부면과 상기 폼 키트 조립체 사이에 폼을 형성하는 폼 형성 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 폼 키트 조립체 배치 단계는, 상기 폼 키트 조립체의 서포트 프레임을 상기 복수개의 배터리 셀 상에 안착시키는 서포트 프레임 안착 단계; 상기 폼 키트 조립체의 폼 키트를 상기 서포트 프레임에 안착시키는 폼 키트 안착 단계; 상기 서포트 프레임으로부터 돌출형성되어 있는 상기 폼 키트 조립체의 가압 침과 상기 폼 키트를 서로 접촉시키는 가압 침 접촉 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 액상 폼 확산 단계는, 상기 탑 커버로 상기 폼 키트를 하방으로 가압하는 폼 키트 가압 단계; 상기 가압 침을 상기 폼 키트의 하면에 관통시켜 배출홀을 형성하는 배출홀 형성 단계; 상기 배출홀과 상기 가압 침의 외주면 사이의 틈을 통해 상기 폼 키트 내부에 수용되어 있던 액상 폼을 상기 복수개의 배터리 셀 상에 배출시키는 액상 폼 배출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 액상 폼 확산 단계는, 상기 복수개의 배터리 셀 상의 액상 폼을 수평방향으로 펼쳐주는 액상 폼 펼침 단계; 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 상부로부터 하부로, 액상 폼의 낙하 흐름을 유도해주는 액상 폼 흘림 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 폼 형성 단계는, 상기 액상 폼을 발포 및 경화시켜 고체화시키는 액상 폼 고체화 단계; 상기 폼 키트의 외장을 이루고 있던 파우치형 비닐막을 상기 액상 폼의 발포 및 경화에 의해 발생하는 열로 용융시키는 폼 키트 외장 용융 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 셀은 원통형 이차 전지이고, 상기 폼 형성 단계를 통해 형성되는 폼은, 상기 복수개의 배터리 셀 간의 틈을 상하방향으로 균일하게 채우는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 배터리 팩의 제조 시에, 배터리 팩 케이스의 내부에 폼 키트 조립체를 안착시킨 후, 배터리 팩 케이스를 조립함과 동시에 폼 키트 조립체를 이용하여 배터리 팩 케이스의 내부에 폼을 균일하게 충전할 수 있다. 따라서, 배터리 팩 케이스의 내부에서 폼의 균일도를 확보할 수 있고, 배터리 팩의 제조에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서포트 프레임 및 가압 침의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 폼 키트의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법의 액상 폼 확산 단계 및 폼 형성 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 폼 형성 단계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하도록 한다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서포트 프레임 및 가압 침의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 배터리 팩 케이스(100), 복수개의 배터리 셀(200), 폼 키트 조립체(300) 및 폼(f)을 포함하여 구성될 수 있다.
1.1. 배터리 팩 케이스(100)
배터리 팩 케이스(100)는 복수개의 배터리 셀(200)을 수용할 수 있도록 내부 공간이 형성되어 있다. 배터리 팩 케이스(100)는 사각통 형상일 수 있다. 물론, 배터리 팩 케이스(100)의 형상은 다양할 수 있다. 배터리 팩 케이스(100)의 내부에는 복수개의 배터리 셀(200), 폼 키트 조립체(300) 및 폼(f)이 수납될 수 있다. 이때, 복수개의 배터리 셀(200)이 폼 키트 조립체(300)의 하측에 위치할 수 있다. 그리고 폼(f)은 복수개의 배터리 셀(200)을 전체적으로 감싸면서 복수개의 배터리 셀(200) 각각을 감싸도록 형성될 수 있다. 상세하게는, 폼(f)은 복수개의 배터리 셀(200)과 배터리 백 케이스(100)의 내부면 사이의 공간을 채우면서 복수개의 배터리 셀(200) 간의 틈(S)을 채우도록 형성될 수 있다.
배터리 팩 케이스(100)는 내부가 상방으로 개방되어 있는 하우징(110) 및 폼 키트 조립체(300)를 하방으로 가압할 수 있도록 하우징(110)의 상부의 개구에 장착되어 있는 탑 커버(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(110)은 복수개의 배터리 셀(200)이 안착될 수 있는 소정의 면적을 가지는 판상형의 하부 플레이트(111)와, 하부 플레이트(111)의 둘레를 따라 연장형성되며 소정의 높이 예컨대 복수개의 배터리 셀(200)보다 높은 소정의 높이를 가지는 사각통 형상의 상부 프레임(112)을 포함하여 구성될 수 있다.
탑 커버(120)는 수평방향으로 연장형성될 수 있고, 상부 프레임(112)의 상단에 안착될 수 있도록 소정의 면적으로 형성될 수 있다.
1.2. 복수개의 배터리 셀(200)
복수개의 배터리 셀(200)은 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간에 수납되며, 수평방향으로 나열될 수 있다. 이러한 복수개의 배터리 셀(200) 각각은 상하방향으로 연장형성되어 있는 원통형의 이차전지 셀일 수 있다.
이차전지 셀은 양극 탭이 부착된 양극 판과 음극 탭이 부착된 음극 판 사이에 분리막을 개재하여, 양극 판과 분리막과 음극 판이 젤리 롤(jelly roll)의 형태로 권취된 전극 조립체가 셀 케이스의 내부에 수용된 형태로 마련될 수 있다. 이차전지 셀은 일측 및 일측과 반대되는 타측에 전극 단자가 형성될 수 있다. 이때, 이차 전지 셀의 일측에 양극 단자가 형성되면, 일측과 반대되는 타측에 음극 단자가 형성될 수 있다.
예컨대 복수개의 배터리 셀(200)은 행 방향 및 열 방향으로 나열되되, 행 방향으로 나열된 배터리 셀들은 양극 단자 및 음극 단자가 교대로 상방으로 배치되도록 하고, 열 방향으로 나열된 배터리 셀들은 동일한 전극 단자가 상방으로 배치되도록 하여, 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간에 수납될 수 있다. 또한, 복수개의 배터리 셀(200)은 버스바(미도시)에 의해, 행 방향으로 직렬 연결되어 있고, 각각 열 방향으로 병렬 연결되어 있을 수 있다. 물론, 복수개의 배터리 셀(200)이 배치되는 구조와 그 연결 방식은 다양할 수 있다. 한편, 행 방향을 좌우방향이라 하고, 열 방향을 전후방향이라 할 수 있다. 좌우방향과 전후방향을 통칭하여 수평방향이라고 할 수 있다. 또한, 수평방향과 교차하는 방향을 상하방향이라고 할 수 있다.
1.3. 폼 키트 조립체(300)
폼 키트 조립체(300)는 복수개의 배터리 셀(200) 상에 위치하도록 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간에 수납되어 외부로부터 격리되어 있다. 또한, 폼 키트 조립체(300)는 배터리 팩 케이스(100)와의 접촉에 의해 가압되어 일부가 관통되어 있을 수 있다. 이때, 폼 키트 조립체(300)의 관통된 부위는 후술하는 배터리 팩의 제조 시에 액상 폼이 배출되는 통로로서 사용될 수 있다. 즉, 폼 키트 조립체(300)는 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간에 액상 폼을 공급해주는 역할을 한다.
1.4. 폼 키트 조립체(300)의 상세 구성
폼 키트 조립체(300)는 서포트 프레임(310), 폼 키트(320) 및 가압 침(330)을 포함하여 구성될 수 있다.
1.4.1. 서포트 프레임(310)
서포트 프레임(310)은 복수개의 배터리 셀(200) 상에 배치될 수 있다. 서포트 프레임(310)은 수평방향으로 연장형성될 수 있다. 서포트 프레임(310)은 상면에 폼 키트(320)를 안착시킬 수 있다. 서포트 프레임(310)은 상하방향으로 폼을 통과시킬 수 있도록 하는 하나 이상의 개구부가 구비되어 있을 수 있다.
서포트 프레임(310)은 상술한 하나 이상의 개구부가 격자 형상으로 형성되어 있는 살대 부재(311)와, 살대 부재(311)의 가장자리가 지지되는 테두리 부재(312), 및 테두리 부재(312)를 하우징(110)의 상부 프레임(112)의 상단에 안착시키는 걸림 부재(313)를 포함하여 구성될 수 있다.
살대 부재(311)는 폼 키트(320)를 안착시킬 수 있도록 하는 소정 면적을 가질 수 있다. 살대 부재(311)는 테두리 부재(312)의 내측에 배치될 수 있고, 수평방향으로 연장형성될 수 있고, 테두리 부재(312)의 하부에 지지될 수 있다. 또한, 살대 부재(311)는 하나 이상의 개구부가 격자 형상으로 형성되어 있을 수 있다. 예컨대 살대 부재(311)는 좌우방향으로 연장형성되는 복수개의 제1살대와 전후방향으로 연장형성되는 복수개의 제2살대를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 복수개의 제1살대와 복수개의 제2살대가 격자 형상으로 배치되어 상호 연결될 수 있다.
테두리 부재(312)는 하우징(110)의 상부의 개구의 내측 둘레를 따라 연장형성되어 있다. 테두리 부재(312)는 예컨대 사각틀 형상으로 형성될 수 있다. 테두리 부재(312)는 하우징(110)의 상부의 개구 내로 삽입될 수 있고, 하우징(110)의 상부의 개구의 내측면에 접촉될 수 있다.
걸림 부재(313)는 테두리 부재(312)의 상단이 외측으로 굴절되어 형성될 수 있다. 즉, 걸림 부재(313)는 사각 링의 형상일 수 있다. 걸림 부재(313)의 하면은 하우징(110)의 상부 프레임(112)의 상단에 안착될 수 있다. 걸림 부재(313)의 상면에는 탑 커버(120)가 안착될 수 있다.
물론, 걸림 부재(313)는 하우징(110)의 상부의 개구 내로 삽입될 수도 있다. 이 경우, 테두리 부재(312)가 하우징(110)의 상부의 개구 내에서 하우징(110)의 상부의 개구의 내측면으로부터 이격될 수 있고, 탑 커버(120)가 하우징(110)의 상부 프레임(112)의 상단에 안착되는 구조일 수 있다.
1.4.2. 폼 키트(320)
폼 키트(320)는 탑 커버(120)와 접촉하여 하방으로 가압될 수 있도록 서포트 프레임(310) 상에 안착되어 있고, 액상 폼을 수용할 수 있는 수용 공간이 내부에 형성되어 있다. 즉, 폼 키트(320)는 내부에 액상 폼을 임시로 저장하였다가 배터리 팩 제조 시에 내부의 액상 폼을 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간으로 분사하는 역할을 한다.
폼 키트(320)의 상하방향으로의 두께(t2)는 테두리 부재(312)의 상하방향으로의 두께(t1)보다 클 수 있다. 이에, 탑 커버(120)가 하우징(110)의 상부의 개구에 조립되었을 때, 폼 키트(320)가 탑 커버(120)의 하면에 접촉하여 하방으로 가압될 수 있다.
한편, 폼 키트(320)의 상하방향으로의 두께(t2)는 테두리 부재(312)의 상하방향으로의 두께(t1)와 같을 수도 있다. 이 때에는 폼 키트(320)가 가압 침(330)에 안착되어 테두리 부재(312)의 상방으로 소정높이 돌출될 수 있고, 탑 커버(120)가 하우징(110)의 상부의 개구에 조립 시에 폼 키트(320)가 탑 커버(120)의 하면에 접촉하여 하방으로 가압될 수 있다.
한편, 폼 키트(320)의 상하방향으로의 두께(t2)가 테두리 부재(312)의 상하방향으로의 두께(t1)보다 작은 경우에는, 폼 키트(320)가 가압 침(330)에 안착되었을 때 테두리 부재(312)의 상방으로 소정높이 돌출될 수 있도록 가압 침(330)의 돌출 높이를 정해줄 수 있다.
폼 키트(320)에 의하여, 본 발명의 실시 예에서는 배터리 팩 케이스(100)가 액상 폼을 주입하기 위한 포트를 구비하지 않을 수 있고, 배터리 팩 케이스(100)의 구조를 단순화시킬 수 있다. 또한, 폼 키트(320)에 의하여, 본 발명의 실시 예에서는 배터리 팩 케이스(100)의 내부에서 액상 폼을 이동시키기 때문에, 배터리 팩의 제조 단계를 단순화시킬 수 있고, 배터리 팩 케이스(100)의 외부에서 내부로 액상 폼의 강제 주입을 위한 장치를 사용하지 않게 되어 배터리 팩 제조 설비를 단순화시킬 수 있다.
폼 키트(320)는 파우치형 비닐막(321) 및 액상 폼을 수용하도록 파우치형 비닐막(321)의 내부에 형성되어 있는 적어도 하나의 저장실(322)을 포함하여 구성될 수 있다.
액상 폼은 1액형 액상 폼일 수 있고, 공기와 접촉하여 발포 및 경화될 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 액상 폼은 저장실(322)의 내부에 수용된 상태에서 파우치형 비닐막(321)에 의해 공기와의 접촉이 차단되어 액상 상태를 유지할 수 있다. 액상 폼은 파우치형 비닐막(321)의 파단 시에 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간으로 유출되면서 공기와 접촉하여 발포 및 경화될 수 있다. 이때, 소정의 열을 발생시킬 수 있다.
파우치형 비닐막(321)은 살대 부재(311) 상에 배치될 수 있다. 파우치형 비닐막(321)은 내부에 액상 폼을 임시로 저장하는 역할을 하고, 가압 침(330)에 의해 일부가 파단되면 내부의 액상 폼을 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간으로 배출시키는 역할을 한다. 한편, 파우치형 비닐막(321)은 액상 폼의 발포 및 경화 시의 발열 온도에서 용융될 수 있도록 하는 소정의 재질을 포함할 수 있고, 소정의 두께를 가질 수 있다. 이에, 액상 폼의 발포 및 경화가 완료되어 폼(f)이 형성되었을 때에 파우치형 비닐막(321)의 적어도 일부는 열에 의해 용융되어 제거될 수 있다.
1.4.3. 가압 침(330)
가압 침(330)은 폼 키트(320)를 관통하도록 서포트 프레임(310)으로부터 돌출되어 있다. 구체적으로 가압 침(330)은 살대 부재(331)의 상면의 복수 위치로부터 상방으로 돌출되어 있고, 이에, 배터리 팩 케이스(100)의 조립 시 폼 키트(320)는 가압 침(330)에 의해 하면이 관통될 수 있다. 가압 침(330)은 원뿔 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 가압 침(330)의 형상은 다양할 수 있다.
한편, 가압 침(330)의 외주면과 폼 키트(320)의 관통된 부위 사이에, 액상 폼이 흘러내릴 수 있도록 하는 틈이 형성될 수 있고, 이 틈을 통하여 폼 키트(320)의 내부의 액상 폼이 하방으로 흘러내릴 수 있다.
한편, 복수개의 배터리 셀(200)은 수평방향으로의 위치에 따라 복수의 그룹으로 구분될 수 있다. 또한, 가압 침(330)은 이러한 복수의 그룹 각각의 중심 위치에 상하방향으로 정렬될 수 있도록 복수개로 구비되어 각각이 수평방향으로 상호 이격될 수 있다. 이에 의해, 액상 폼이 흘러내릴 수 있도록 하는 상술한 틈이 수평방향으로 서로 균일하게 이격되어 있을 수 있고, 배터리 팩의 제조 시에 액상 폼을 복수개의 배터리 셀(200) 상에 균일하게 공급해줄 수 있다.
1.5. 폼(f)
폼(f)은 폼 키트 조립체(300)로부터 배출되어 있고, 배터리 팩 케이스(100)의 내부면과 폼 키트 조립체(300) 사이에 충전되어 있다. 이때, 폼(f)은 폼 키트 조립체(300)의 가압 침(330)에 의한 폼 키트(320)의 관통된 부위로부터 하방으로 배출되어 복수개의 배터리 셀(200) 간의 틈(S)을 상하방향으로 균일하게 채우고 있을 수 있다. 즉, 폼(f)은 폼 키트(320)의 관통된 부위로부터 배출되어 있고, 액상 폼의 발포 및 경화에 의해 고상으로 형성되어 있고, 복수개의 배터리 셀(200) 각각을 감싸고 있다.
1.6. 본 발명의 변형 예1에 따른 폼 키트
도 4는 본 발명의 변형 예1에 따른 폼 키트의 개략도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 변형 예1에 따른 폼 키트(320')는, 파우치형 비닐막(321), 액상 폼을 수용하도록 파우치형 비닐막(321)의 내부에 형성되어 있는 복수의 저장실(322a, 322b), 및 복수의 저장실(322a, 322b)을 구획하도록 파우치형 비닐막(321)의 내부에 구비되고, 탑 커버(120)로부터 파우치형 비닐막(321)으로 가해지는 압력에 의해 파단될 수 있는 분리막(323)을 포함하여 구성된다.
이때, 액상 폼은 2액형 액상 폼일 수 있다. 즉, 액상 폼은 주제 및 경화제를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 주제와 경화제는 서로 분리되어 있다가 폼(f)의 형성 시에 혼합되어야 한다. 따라서, 파우치형 비닐막(321)의 내부에는 복수의 저장실(322a, 322b)이 구비되고, 2액형 액상 폼의 주제 및 경화제는 복수의 저장실에 각각 수용되어 있다가, 배터리 팩 케이스(100)의 조립 시에 분리막(323)의 파단에 의해 상호 혼합될 수 있다. 한편, 분리막(323)은 파우치형 비닐막(321)보다 파단이 쉽도록 하는 소정 두께로 형성될 수 있고, 탑 커버(120)에 의한 파우치형 비닐막(321)의 가압 시에, 가압 침(330)에 의해 파우치형 비닐막(321)이 관통되기 전에 먼저 파단될 수 있다.
1.7. 본 발명의 변형 예2에 따른 배터리 팩 케이스
한편, 폼 키트(320)가 가압 침(330)에 의해 관통되어 그 사이의 틈으로 액상의 폼이 흘러내리게 되고, 이때, 액상 폼은 배터리 셀의 상부로부터 하부로 흘러내리게 된다. 이때, 배터리 셀의 하부 부근에 공기가 액상 폼의 상측으로 탈출하지 못하고 액상 폼에 의해 배터리 팩 케이스(100)의 하부에 고립될 수도 있다. 또한, 액상의 폼이 발포 및 경화되면서 고체화가 될 때, 소정의 가스가 방출될 수도 있고, 방출된 가스가 배터리 팩 케이스(100)의 하부에 고일 수도 있다.
이러한 공기 및 가스를 배터리 팩 케이스(100)의 상부로 원활하게 이동시킬 수 있도록, 본 발명의 변형 예2에 따른 배터리 팩 케이스의 하우징(110)은 소정의 공기압 조절홀(미도시)을 구비할 수 있다.
구체적으로, 하우징(110)은, 복수개의 배터리 셀(200)이 안착될 수 있는 면적을 가지는 하부 플레이트(111)과, 하부 플레이트(111)의 둘레를 따라 연장형성되며 복수개의 배터리 셀(200)보다 높은 높이를 가지는 상부 프레임(112)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 공기압 조절홀이 하부 플레이트(111)의 내부와 상부 프레임(112)의 내부에서 연장형성되고, 입구가 하부 플레이트(111)의 상면에 형성되고, 출구가 상부 프레임(112)의 상단의 내주면 또는 상부 프레임(112)의 상단의 외주면에 형성될 수 있다. 이러한 공기압 조절홀은 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
공기압 조절홀에 의하여 배터리 팩 케이스(100)의 하부에서 공기 혹은 가스가 고립되는 것을 방지할 수 있고, 이에, 액상 폼이 하부 플레이트(111)의 상면까지 원활하게 흘러내릴 수 있다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법의 액상 폼 확산 단계 및 폼 형성 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 폼 형성 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법을 설명한다. 이때, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법의 설명에 있어서 본 발명의 실시 예에 따른 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩의 상술한 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간단하게 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법은 하기의 과정들을 포함하여 구성될 수 있다.
2.1. 배터리 셀 수납 단계
배터리 셀 수납 단계는 내부가 상방으로 개방된 하우징(110)에 수평방향으로 나열되며 각각이 상하방향으로 연장된 복수개의 배터리 셀(200)을 수납하는 작업을 수행한다. 복수개의 배터리 셀(200) 각각은 원통형 이차 전지일 수 있다. 복수개의 배터리 셀(200)은 버스바(미도시)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 복수개의 배터리 셀(200)은 상호 소정 거리 이격되어 서로 간에 틈(S)을 형성할 수 있다.
2.2. 폼 키트 조립체 배치 단계
폼 키트 조립체 배치 단계는 내부에 액상 폼이 저장되어 있는 폼 키트 조립체(300)를 복수개의 배터리 셀(200) 상에 배치시키는 작업을 수행한다.
폼 키트 조립체 배치 단계는, 폼 키트 조립체(300)의 서포트 프레임(310)을 복수개의 배터리 셀(200) 상에 안착시키는 서포트 프레임 안착 단계와, 폼 키트 조립체(300)의 폼 키트(320)를 서포트 프레임(310)에 안착시키는 폼 키트 안착 단계, 서포트 프레임(310)으로부터 돌출형성된 폼 키트 조립체(300)의 가압 침(330)과 폼 키트(320)를 서로 접촉시키는 가압 침 접촉 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 이 단계에서는 폼 키트(320)에 탑 커버(120)에 의한 압력이 가해지지 않았으므로, 폼 키트(320)가 가압 침(330) 상에 안착되어 있을 수 있다.
2.3. 배터리 팩 케이스 조립 단계
배터리 팩 케이스 조립 단계는 하우징(310)의 상부의 개구에 탑 커버(120)를 장착하여 배터리 팩 케이스를 조립하는 작업을 수행한다.
예컨대 서포트 프레임(310)의 걸림 부재(313)가 하우징(110)의 상부의 개구 둘레에 안착된 구조에서는 걸림 부재(313)의 상면에 탑 커버(120)가 안착되어 장착될 수 있다. 서포트 프레임(310)의 걸림 부재(313)가 하우징(110)의 상부의 개구내로 삽입된 구조에서는 하우징(110)의 상부 프레임(112)의 상단에 탑 커버(120)가 안착되어 장착될 수 있다. 배터리 팩 케이스 조립 단계를 수행하면서 액상 폼 확산 단계를 함께 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 배터리 팩 케이스(100)를 조립하는 것으로 액상 폼 확산 단계를 신속하게 수행할 수 있고, 이로부터 배터리 팩의 전체 제조 공정을 단축시킬 수 있다.
2.4. 액상 폼 확산 단계
액상 폼 확산 단계는 폼 키트 조립체(300)의 폼 키트(320)를 탑 커버(120)의 하면과 접촉시키며 폼 키트(320)를 가압하여 폼 키트 조립체(300)의 폼 키트(320)의 일부를 가압 침(330)으로 관통시킴으로써, 폼 키트 조립체(300)의 폼 키트(320)의 내부로부터 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간의 전체로 액상 폼을 확산시키는 작업을 수행한다.
액상 폼 확산 단계는, 탑 커버(120)로 폼 키트(320)를 하방으로 가압하는 폼 키트 가압 단계와, 가압 침(330)을 폼 키트(320)의 하면에 관통시켜 배출홀을 형성하는 배출홀 형성 단계와, 배출홀과 가압 침(330)의 외주면 사이의 틈을 통해 폼 키트(320) 내부에 수용되어 있던 액상 폼을 복수개의 배터리 셀(200) 상에 배출시키는 액상 폼 배출 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 탑 커버(120)를 하우징(110)에 장착하여 배터리 팩 케이스(100)를 조립하면서, 탑 커버(120)로 폼 키트(320)를 하방으로 가압하여 가압 침(330)에 폼 키트(320)의 하면을 관통시킬 수 있다. 이에, 폼 키트(320)의 하면에는 복수개의 관통구 예컨대 배출홀이 형성될 수 있고, 폼 키트(320)의 내부에 임시 저장되었던 액상 폼이 관통구와 가압 침(330) 사이의 틈을 통하여 하방으로 원활하게 배출될 수 있다.
한편, 액상 폼 확산 단계는, 복수개의 배터리 셀(200) 상의 액상 폼을 수평방향으로 펼쳐주는 액상 폼 펼침 단계와, 복수개의 배터리 셀(200) 각각의 상부로부터 하부로, 액상 폼의 낙하 흐름(F)을 유도해주는 액상 폼 흘림 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 관통구를 통하여 복수개의 배터리 셀(200) 상에 배출되는 액상 폼은 소정의 점도를 가지고 있고, 복수개의 배터리 셀(200) 간의 틈으로 흘러내리기 전에, 보다 흐르기 용이한 수평방향으로 흘러서 복수개의 배터리 셀(200) 상에 수평방향으로 고르게 펼처질 수 있다. 이때, 살대 부재(311)에 하나 이상 형성된 격자 형상의 개구부가 활용될 수 있다. 이후, 액상 폼은 복수개의 배터리 셀(200) 간의 틈(S)을 통하여 복수개의 배터리 셀(200) 각각의 상부로부터 하부로 흘러내릴 수 있다. 이때, 복수개의 배터리 셀(200) 간의 틈(S)에 액상 폼이 상하방향으로 균일하게 채워질 수 있다. 액상 폼 펼침 단계 및 액상 폼 흘림 단계를 수행하면서 폼 형성 단계를 수행할 수 있다.
2.5. 폼 형성 단계
폼 형성 단계는 배터리 팩 케이스(100)의 내부 공간에서 액상 폼을 발포 및 경화시켜서 배터리 팩 케이스(100)의 내부면과 폼 키트 조립체(300) 사이에 고체화된 폼(f)을 형성하는 작업을 수행할 수 있다.
즉, 폼 형성 단계는, 액상 폼을 발포 및 경화시켜 고체화시키는 액상 폼 고체화 단계와, 폼 키트(320)의 외장을 이루고 있던 파우치형 비닐막(321)을 액상 폼의 발포 및 경화에 의해 발생하는 열 예컨대 40℃ 정도의 열로 용융시키는 폼 키트 외장 용융 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 액상 폼은 배터리 팩 케이스(100)의 내부에서 공기와 접촉하여 발포 및 경화되거나, 주제 및 경화제의 혼합에 의해 발포 및 경화될 수 있다. 한편, 폼 키트(320)의 파우치형 비닐막(321)이 열에 의해 용융되는 경우, 파우치형 비닐막(321)이 차치하고 있던 공간에도 폼(f)이 형성될 수 있다. 물론, 파우치형 비닐막(321)은 일부만 열에 의해 용융 제거되거나, 전부가 서포트 프레임(310) 상에 잔류될 수도 있다.
이러한 폼 형성 단계를 통해 형성되는 폼(f)은, 복수개의 배터리 셀(200) 간의 틈(S)을 상하방향으로 균일하게 채울 수 있고, 고체화 된 이후, 복수의 배터리 셀(200) 간의 열전달을 차단하고, 고장난 배터리 셀로부터 누출되는 물질을 다른 배터리 셀로부터 멀리 흐르게 유도하며, 복수의 배터리 셀(200) 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
(부호의 설명)
100: 배터리 팩 케이스
110: 하우징
120: 탑 커버
200: 복수개의 배터리 셀
300: 폼 키트 조립체
310: 서포트 프레임
311: 살대 부재
312: 테두리 부재
313: 걸림 부재
320: 폼 키트
321: 파우치형 비닐막
322: 저장실
330: 가압 침
S: 틈
f: 폼
F: 액상 폼의 낙하 흐름

Claims (17)

  1. 내부 공간이 형성되어 있는 배터리 팩 케이스;
    상기 배터리 팩 케이스의 상기 내부 공간에 수납되며 수평방향으로 나열되어 있고, 각각 상하방향으로 연장형성된 복수개의 배터리 셀;
    상기 복수개의 배터리 셀 상에 위치하도록 상기 배터리 팩 케이스의 상기 내부 공간에 수납되어 외부로부터 격리되어 있는 폼 키트 조립체; 및
    상기 폼 키트 조립체로부터 배출되어 있고, 상기 배터리 팩 케이스의 내부면과 상기 폼 키트 조립체 사이에 충전되어 있는 폼;를 포함하여 구성되고,
    상기 폼 키트 조립체는,
    상기 수평방향으로 연장형성되고, 상기 상하방향으로 액상 폼을 통과시킬 수 있도록 하는 하나 이상의 개구부가 구비되어 있는 서포트 프레임;
    상기 배터리 팩 케이스의 탑 커버와 접촉하여 가압될 수 있도록 상기 서포트 프레임 상에 안착되어 있고, 액상 폼을 수용할 수 있는 수용 공간이 내부에 형성되어 있는 폼 키트;
    상기 폼 키트를 관통하도록 상기 서포트 프레임으로부터 돌출되어 있는 가압 침;을 포함하여 구성되고,
    상기 폼은,
    액상 폼이 상기 폼 키트의 상기 수용 공간으로부터 상기 가압 침에 의해 형성된 상기 폼 키트의 관통구를 통해 흘려내려, 상기 배처리 팩 케이스의 하우징의 바닥면 상에 형성된 것인, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폼 키트는, 상면이 상기 탑 커버와 접촉하여 하방으로 가압되어 있고, 하면이 상기 가압 침에 관통되어 있는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배터리 팩 케이스는,
    내부가 상방으로 개방되어 있는 상기 하우징;
    상기 폼 키트 조립체의 상기 폼 키트를 하방으로 가압할 수 있도록 상기 하우징의 상부의 개구에 장착되어 있는 상기 탑 커버;를 포함하여 구성되는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 폼은, 액상 폼의 발포 및 경화에 의해 고상으로 형성되어 있고, 상기 복수개의 배터리 셀 각각을 감싸며 상기 복수개의 배터리 셀 간의 틈을 상하방향으로 균일하게 채우고 있는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 서포트 프레임은, 상기 폼 키트의 관통구로부터 배출되어 복수개의 배터리 셀 사이에 형성되어 있는 상기 폼의 상부 형태를 지지하는 것을 특징으로 하고,
    상기 서포트 프레임은,
    상기 하우징의 상부의 상기 개구의 내측 둘레를 따라 연장형성되어 있는 테두리 부재;
    상기 폼 키트를 안착시키도록 상기 테두리 부재의 내측에 배치되어 있고, 상기 수평방향으로 연장형성되어 상기 테두리 부재에 지지되며, 상기 하나 이상의 개구부가 격자 형상으로 형성되어 있는 살대 부재;를 포함하여 구성되는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가압 침은 상기 살대 부재의 상기 상면의 복수 위치로부터 상방으로 돌출되어 있고,
    상기 폼 키트는 상기 가압 침에 의해 하면이 관통되어 있고,
    상기 폼 키트의 관통된 부위와 상기 가압 침의 외주면 사이에, 액상 폼이 흘러내릴 수 있도록 하는 틈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 셀은 수평방향으로의 위치에 따라 복수의 그룹으로 구분되어 있고,
    상기 가압 침은 상기 복수의 그룹 각각의 중심 위치에 상기 상하방향으로 정렬될 수 있도록 복수개로 구비되어 각각이 상기 수평방향으로 상호 이격된 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 폼 키트는,
    파우치형 비닐막;
    액상 폼을 수용하도록 상기 파우치형 비닐막의 내부에 형성되어 있는 적어도 하나의 저장실;을 포함하여 구성되고,
    상기 액상 폼은 1액형 액상 폼인 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 폼 키트는,
    파우치형 비닐막;
    액상 폼을 수용하도록 상기 파우치형 비닐막의 내부에 형성되어 있는 복수의 저장실;
    상기 복수의 저장실을 구획하도록 상기 파우치형 비닐막의 내부에 구비되고, 상기 탑 커버로부터 상기 파우치형 비닐막으로 가해지는 압력에 의해 파단될 수 있는 분리막;을 포함하여 구성되고,
    상기 액상 폼은 2액형 액상 폼이고,
    상기 2액형 액상 폼의 주제 및 경화제는 상기 복수의 저장실에 각각 수용될 수 있는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 파우치형 비닐막은 액상 폼의 발포 및 경화 시의 발열 온도에서 용융될 수 있는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 복수개의 배터리 셀이 안착될 수 있는 면적을 가지는 하부 플레이트;
    상기 하부 플레이트의 둘레를 따라 연장형성되며 상기 복수개의 배터리 셀보다 높은 높이를 가지는 상부 프레임;을 포함하여 구성되고,
    상기 하부 플레이트의 내부와 상부 프레임의 내부에서 연장형성되고, 입구가 상기 하부 플레이트의 상면에 형성되고, 출구가 상기 상부 프레임의 상단의 내주면 또는 상단의 외주면에 형성되는, 적어도 하나 이상의 공기압 조절홀;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩.
  12. 내부가 상방으로 개방된 하우징에 수평방향으로 나열되며 각각이 상하방향으로 연장된 복수개의 배터리 셀을 수납하는 배터리 셀 수납 단계;
    내부에 액상 폼이 저장되어 있는 폼 키트 조립체를 상기 복수개의 배터리 셀 상에 배치시키는 폼 키트 조립체 배치 단계;
    상기 하우징의 상부의 개구에 탑 커버를 장착하여 배터리 팩 케이스를 조립하는 배터리 팩 케이스 조립 단계;
    상기 폼 키트 조립체를 상기 탑 커버와 접촉시키면서 가압하여 상기 폼 키트 조립체의 일부를 관통시키고 상기 폼 키트 조립체의 내부로부터 상기 배터리 팩 케이스의 내부 공간의 전체로 상기 액상 폼을 확산시키는 액상 폼 확산 단계;
    상기 액상 폼을 발포 및 경화시켜서 상기 배터리 팩 케이스의 내부면과 상기 폼 키트 조립체 사이에 폼을 형성하는 폼 형성 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 폼 키트 조립체 배치 단계는,
    상기 폼 키트 조립체의 서포트 프레임을 상기 복수개의 배터리 셀 상에 안착시키는 서포트 프레임 안착 단계;
    상기 폼 키트 조립체의 폼 키트를 상기 서포트 프레임에 안착시키는 폼 키트 안착 단계;
    상기 서포트 프레임으로부터 돌출형성되어 있는 상기 폼 키트 조립체의 가압 침과 상기 폼 키트를 서로 접촉시키는 가압 침 접촉 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 액상 폼 확산 단계는,
    상기 탑 커버로 상기 폼 키트를 하방으로 가압하는 폼 키트 가압 단계;
    상기 가압 침을 상기 폼 키트의 하면에 관통시켜 배출홀을 형성하는 배출홀 형성 단계;
    상기 배출홀과 상기 가압 침의 외주면 사이의 틈을 통해 상기 폼 키트 내부에 수용되어 있던 액상 폼을 상기 복수개의 배터리 셀 상에 배출시키는 액상 폼 배출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 액상 폼 확산 단계는,
    상기 복수개의 배터리 셀 상의 액상 폼을 수평방향으로 펼쳐주는 액상 폼 펼침 단계;
    상기 복수개의 배터리 셀 각각의 상부로부터 하부로, 액상 폼의 낙하 흐름을 유도해주는 액상 폼 흘림 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 폼 형성 단계는,
    상기 액상 폼을 발포 및 경화시켜 고체화시키는 액상 폼 고체화 단계;
    상기 폼 키트의 외장을 이루고 있던 파우치형 비닐막을 상기 액상 폼의 발포 및 경화에 의해 발생하는 열로 용융시키는 폼 키트 외장 용융 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 배터리 셀은 원통형 이차 전지이고,
    상기 폼 형성 단계를 통해 형성되는 폼은, 상기 복수개의 배터리 셀 간의 틈을 상하방향으로 균일하게 채우는 것을 특징으로 하는, 폼 키트 조립체를 구비하는 배터리 팩 제조 방법.
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