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KR101943489B1 - 배터리 팩 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR101943489B1
KR101943489B1 KR1020150061977A KR20150061977A KR101943489B1 KR 101943489 B1 KR101943489 B1 KR 101943489B1 KR 1020150061977 A KR1020150061977 A KR 1020150061977A KR 20150061977 A KR20150061977 A KR 20150061977A KR 101943489 B1 KR101943489 B1 KR 101943489B1
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housing
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Abstract

본 발명은 조립성, 공정성 및 생산성이 향상되고, 제조 비용이 감소되며, 팩 케이스의 실링성 및 내구성이 보강된 배터리 팩을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 복수의 이차 전지, 및 상호 적층 가능하며 상기 이차 전지의 외주부를 외측에서 감싸 상기 이차 전지를 수용하는 복수의 카트리지를 구비하는 셀 어셈블리; 내부에 빈 공간을 구비하여 상기 셀 어셈블리를 내부 공간에 수납하고, 상부가 개방된 형태로 구성된 로워 하우징; 판상의 금속 재질로 구성되며, 상기 로워 하우징의 하면에 면접촉한 형태로 배치된 하부 엔드 플레이트; 및 상기 하부 엔드 플레이트의 하부에 위치하여 상기 하부 엔드 플레이트를 커버하며, 상기 로워 하우징과 결합 고정된 로워 커버를 포함한다.

Description

배터리 팩 및 그 제조 방법{Battery pack and method for manufacturing the same}
본 발명은 하나 이상의 이차 전지를 포함하는 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지 밀도가 향상되고 조립성이 개선되며 내구성이 개선된 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차, 그리고 이러한 배터리 팩을 제조하는 방법에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하고 무게가 가볍다는 등의 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.
종래 다수의 파우치형 이차 전지를 적층시켜 셀 어셈블리를 마련하고, 이를 팩 케이스에 수납하여 배터리 팩을 구성할 때, 셀 어셈블리의 적층 방향 양단 최외측에는 엔드 플레이트가 구비되는 경우가 있다. 이러한 엔드 플레이트는, 주로 금속 재질로 구성되어, 이차 전지와 카트리지를 보호 및 고정하고 면압을 유지하는 역할을 할 수 있다.
하지만, 이와 같은 종래 배터리 팩 구성에 있어서, 셀 어셈블리에서 엔드 플레이트를 고정시키는 구성과는 별도로, 셀 어셈블리와 팩 케이스를 고정시켜야 할 필요가 있다. 대표적으로는, 이러한 셀 어셈블리를 고정시키기 위해, 셀 어셈블리의 엔드 플레이트와 팩 케이스 사이를 볼트 및 너트 등의 체결 부재를 이용해 고정시켜야 할 수 있다. 이 경우, 이러한 체결 부재를 마련하기 위해, 팩 케이스와 엔드 플레이트는 별도의 공간을 마련할 필요가 있다. 또한, 셀 어셈블리와 팩 케이스를 체결시키는 작업을 수행하기 위해 팩 케이스에는 여유 공간이 필요할 수 있다. 그런데, 이와 같은 공간의 경우, 이차 전지의 수납과는 관계 없는 부분이기에, 이는 배터리 팩의 에너지 밀도를 낮추는 요인이 될 수 있고, 배터리 팩의 구조를 더욱 복잡하게 할 수 있다.
또한, 이와 같이 체결 부재에 의해 엔드 플레이트와 팩 케이스가 고정되는 구성은, 배터리 팩의 계속적인 사용으로 진동이나 충격 등에 노출되는 경우, 체결 상태가 느슨해질 염려가 있어 팩 케이스 내부에서 셀 어셈블리의 고정 상태가 안정적으로 유지되지 못할 수 있다. 그리고, 이는, 배터리 팩에 포함되는 여러 구성요소의 파손 및 손상 등을 가져와 배터리 팩의 고장을 일으키는 원인이 될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기와 같은 종래 배터리 팩 구성의 경우, 엔드 플레이트와 팩 케이스의 조립 공정이 쉽지 않고, 엔드 플레이트와 팩 케이스를 고정하기 위한 체결 부재 등이 추가로 필요하며, 이러한 체결 부재를 팩 케이스에 미리 마련해 두는 공정이 쉽지 않아, 생산성이 저하되고, 제조 비용이 증가하는 문제를 갖고 있다.
더욱이, 일반적인 배터리 팩의 경우, 셀 어셈블리를 수납하는 팩 케이스로서 플라스틱 재질을 이용하는 경우가 많은데, 이러한 팩 케이스의 경우, 강성이 높지 않아, 충격 등에 약하다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 조립성, 공정성 및 생산성이 향상되고, 제조 비용이 감소되며, 팩 케이스의 실링성 및 내구성이 보강된 배터리 팩과 그 제조 방법, 그리고 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 복수의 이차 전지, 및 상호 적층 가능하며 상기 이차 전지의 외주부를 외측에서 감싸 상기 이차 전지를 수용하는 복수의 카트리지를 구비하는 셀 어셈블리; 내부에 빈 공간을 구비하여 상기 셀 어셈블리를 내부 공간에 수납하고, 상부가 개방된 형태로 구성된 로워 하우징; 판상의 금속 재질로 구성되며, 상기 로워 하우징의 하면에 면접촉한 형태로 배치된 하부 엔드 플레이트; 및 상기 하부 엔드 플레이트의 하부에 위치하여 상기 하부 엔드 플레이트를 커버하며, 상기 로워 하우징과 결합 고정된 로워 커버를 포함한다.
여기서, 상기 로워 커버는, 상기 로워 하우징과 레이저 용접에 의해 결합 고정될 수 있다.
또한, 상기 로워 커버는, 상기 로워 하우징과 동일한 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 로워 커버는, 상기 하부 엔드 플레이트의 테두리를 따라 상기 테두리 외측에서 상기 로워 하우징과 결합 고정될 수 있다.
또한, 상기 하부 엔드 플레이트는 중앙 부분에 하나 이상의 개구부가 형성되고, 상기 로워 커버는 상기 개구부를 통해 상기 로워 하우징과 결합 고정될 수 있다.
또한, 상기 로워 하우징과 상기 로워 커버는, 상호 대응되는 형태로 요철부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 엔드 플레이트는 상부 방향으로 돌출되게 형성된 볼트를 하나 이상 구비하고, 상기 로워 하우징은 상기 볼트가 관통되도록 관통홀이 하나 이상 형성될 수 있다.
또한, 상기 셀 어셈블리는 삽입홀이 하나 이상 형성되고, 상기 볼트는 상기 삽입홀에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 셀 어셈블리는, 상기 이차 전지 및 상기 카트리지가 상하 방향으로 적층된 형태로 구성되고, 상기 셀 어셈블리에서 최하층에 위치하는 카트리지는, 상기 로워 하우징의 내부 공간 하부면에 접촉하여 안착될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 판상의 금속 재질로 구성되며, 상기 셀 어셈블리의 상부에 구비되어 상기 셀 어셈블리의 상부를 커버하는 상부 엔드 플레이트를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 로워 하우징의 상부 개방단에 결합되어, 상부 개방단을 밀폐시키는 어퍼 하우징을 더 포함할 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 제조 방법은, 내부에 빈 공간을 구비하며 상부가 개방된 형태로 구성된 로워 하우징의 하부에, 판상의 금속 재질로 구성된 하부 엔드 플레이트를 면접촉한 형태로 배치시키는 단계; 상기 하부 엔드 플레이트를 커버하도록 상기 하부 엔드 플레이트의 하부에 로워 커버를 위치시키는 단계; 상기 로워 커버와 상기 로워 하우징을 결합 고정시키는 단계; 및 상기 로워 하우징의 내부 공간에서, 이차 전지와 상기 이차 전지의 외주부를 외측에서 감싸는 형태로 이차 전지를 수용하는 카트리지를 적층시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 결합 고정 단계는, 레이저 용접 방식에 의해 수행될 수 있다.
또한, 상기 하부 엔드 플레이트는 상부 방향으로 돌출되게 형성된 볼트를 하나 이상 구비하고, 상기 로워 하우징은 관통홀이 하나 이상 형성되어, 상기 하부 엔드 플레이트의 배치 단계는, 상기 로워 하우징의 관통홀에 상기 하부 엔드 플레이트의 볼트가 관통되도록 수행될 수 있다.
또한, 상기 카트리지에는 삽입홀이 하나 이상 형성되어, 상기 이차 전지와 상기 카트리지의 적층 단계는, 상기 하부 엔드 플레이트의 볼트가 상기 카트리지의 삽입홀에 삽입되도록 수행될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 셀 어셈블리를 보호하고 강성을 확보하기 위한 엔드 플레이트를 팩 케이스와 결합시키기 위한 체결 구성이 하부 엔드 플레이트와 팩 케이스에 별도로 마련될 필요가 없다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 팩의 조립성 및 공정성이 향상되고, 부품 감소로 제조 비용 및 시간이 감소될 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 엔드 플레이트와 팩 케이스 사이의 체결 구성을 구비하기 위한 공간 및 이러한 체결 구성을 형성하기 위한 작업 공간 등을 팩 케이스 내부에 마련할 필요가 없다. 그러므로, 배터리 팩의 공간 활용도가 높아지며, 배터리 팩 내부에서 불필요한 공간이 제거되어 에너지 밀도 향상 및 소형화가 보다 용이하게 달성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 팩 케이스와 엔드 플레이트 사이의 결합 구성이 해제되거나 느슨해질 염려가 없으므로, 팩 케이스 내부에서 셀 어셈블리의 고정력이 향상될 수 있다. 따라서, 셀 어셈블리의 유동으로 인한 배터리 팩의 파손이나 고장을 예방할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 팩 케이스 내부, 특히 로워 하우징과 로워 커버 사이에 하부 엔드 플레이트가 내장됨으로써, 팩 케이스의 자체 강성이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 팩 케이스에 외부 충격이 가해지더라도, 팩 케이스, 특히 로워 하우징이 파손되는 것을 방지하여, 로워 하우징 내부에 위치한 배터리 팩의 구성요소, 이를테면 셀 어셈블리나 전장품을 안전하게 보호할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 측면에 의하면, 팩 케이스 내부에 위치한 하부 엔드 플레이트로 인해, 팩 케이스의 실링성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 팩 케이스에 충격이 가해져 로워 커버가 다소 파손되더라도, 엔드 플레이트로 인해 로워 하우징으로 수분이나 침상체, 돌 등의 이물질이 침투하는 것을 최소화할 수 있다. 특히, 전기 자동차 등에 사용되는 배터리 팩의 경우 사용 중 외부 이물질 침투 가능성이 높으나, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 내구성이 안정적으로 확보될 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 구성을 개략적으로 나타내는 결합 사시도이다.
도 2는, 도 1의 구성을 분리하여 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지와 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 로워 커버가 로워 하우징과 결합된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 4의 A1-A1'선에 대한 단면도이다.
도 6은, 도 4의 하면도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 8은, 도 7의 결합 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
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 아니되며, 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 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 결합 사시도이다. 또한, 도 2는, 도 1의 구성을 분리하여 나타낸 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 셀 어셈블리(100), 로워 하우징(200), 하부 엔드 플레이트(300) 및 로워 커버(400)를 포함한다.
상기 셀 어셈블리(100)는, 복수의 이차 전지 및 카트리지를 구비할 수 있다.
여기서, 이차 전지는, 충방전을 통해 전기적 에너지를 저장하거나 방출하는 구성요소로서, 특히 파우치형 이차 전지 형태일 수 있다. 이러한 이차 전지는, 전극 조립체, 전해질 및 파우치 외장재를 구비할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 이차 전지는, 리튬 이차 전지일 수 있다.
여기서, 전극 조립체는, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전극 조립체는, 하나의 양극판과 하나의 음극판이 세퍼레이터와 함께 권취된 권취형, 및 다수의 양극판과 다수의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 교대로 적층된 스택형 등으로 구분될 수 있다.
또한, 파우치 외장재는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 파우치 외장재는, 전극 조립체와 전해액 등 내부 구성요소를 보호하고, 전극 조립체와 전해액에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여 금속 박막, 이를테면 알루미늄 박막이 포함된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 알루미늄 박막은, 전극 조립체 및 전해액과 같은 이차 전지 내부의 구성요소나 이차 전지 외부의 다른 구성 요소와의 전기적 절연성을 확보하기 위해, 절연물질로 형성된 절연층 사이, 즉 외부 절연층과 내부 접착층 사이에 개재될 수 있다.
특히, 파우치 외장재는, 2개의 파우치로 구성될 수 있으며, 그 중 적어도 하나에는 오목한 형태의 내부 공간이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 파우치의 내부 공간에는 전극 조립체가 수납될 수 있다. 또한, 2개의 파우치의 외주면에는 실링부가 구비되어 이러한 실링부가 서로 융착됨으로써, 전극 조립체가 수용된 내부 공간이 밀폐되도록 할 수 있다.
한편, 전극 조립체의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드와 연결될 수 있다. 그리고, 전극 리드는 2개의 파우치의 실링부 사이에 개재되어 파우치 외장재의 외부로 노출됨으로써, 이차 전지의 전극 단자로서 기능할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 셀 어셈블리(100)에는, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 형태의 파우치형 이차 전지가 채용될 수 있다.
상기 이차 전지는, 배터리 팩에 다수 포함될 수 있다. 특히, 이러한 다수의 이차 전지는, 넓은 면이 상부와 하부를 향하도록 눕혀진 형태로 상하 방향으로 배열될 수 있다.
상기 카트리지는, 이차 전지를 내부 공간에 수용하며, 특히 이차 전지의 외주부를 외측에서 감싸도록 구성될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지(120)와 이차 전지(110)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 카트리지(120)는, 대략 사각 링 형태로 형성된 메인 프레임(121)을 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 카트리지(120)의 메인 프레임(121)은, 양 단부가 상호 연결된 4개의 단위 프레임으로 구성될 수 있다. 이러한 카트리지(120)는, 각 단위 프레임이 별도로 제조된 후 상호 조립되는 형태로 마련될 수도 있고, 처음부터 서로 일체화된 형태로 성형될 수도 있다.
특히, 파우치형 이차 전지(110)는 대략 사각형 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 실시예와 같이, 카트리지(120)의 메인 프레임(121)이 사각 링 형태로 형성되는 경우, 중앙의 빈 공간에 이차 전지(110)가 위치하도록 함으로써 이차 전지의 테두리부를 외측에서 감싸도록 구성될 수 있다. 그러므로, 카트리지(120)는, 이차 전지(110)를 수납하며 이차 전지(110)의 외측을 보호할 수 있다.
또한, 상기 카트리지(120)는, 중앙 부분에 열전도성 재질의 냉각 플레이트(122)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 카트리지(120)는, 메인 프레임(121)으로 한정된 사각 링의 중앙 부분에 알루미늄 재질의 냉각 플레이트(122)를 구비할 수 있다. 이때, 냉각 플레이트(122)는 상하 방향으로 소정 거리 이격된 2개의 플레이트, 즉 상부 플레이트 및 하부 플레이트로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 2개의 냉각 플레이트(122) 사이에는 유로(P)가 형성되어 공기와 같은 냉매가 이동할 수 있다. 이러한 카트리지(120) 구성에 있어서, 이차 전지(110)는 상부 플레이트의 상부 및 하부 플레이트의 하부에 각각 1개씩 수용될 수 있다. 이 경우, 1개의 카트리지(120)에는 2개의 이차 전지(110)가 수용된다고 할 수 있다. 그리고, 이차 전지(110)로부터 생성된 열은, 인접한 냉각 플레이트(122)로 전달되어 냉각 플레이트(122) 사이의 유로로 흐르는 냉매를 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한, 상기 카트리지(120)는, 상호 적층 가능하게 구성될 수 있다. 특히, 상기 카트리지(120)는, 배터리 팩에 복수 개 포함될 수 있으며, 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상하 방향으로 상호 적층될 수 있다. 이때, 상기 카트리지(120)는, 상호 적층되는 표면, 이를테면 메인 프레임(121)의 상부면과 하부면에 상호 대응되는 형태로 요철 구조가 형성될 수 있다. 이 경우, 카트리지(120)에 형성된 요철 구조로 인해, 카트리지(120) 간 체결성 및 고정력이 향상될 수 있고, 요철 구조가 가이드 역할을 하여 조립이 보다 용이해질 수 있다.
이처럼, 상기 카트리지(120)는, 적층을 통해 형성된 내부 공간에 파우치형 이차 전지(110)를 수용하여, 파우치형 이차 전지(110)의 외부 노출을 제한하여 외부의 물리적 또는 화학적 요소로부터 이차 전지(110)를 보호하고, 파우치형 이차 전지(110)의 상호 배열을 가이드하는 한편, 적층된 조립체의 유동을 방지할 수 있다.
또한, 상기 카트리지(120)는, 적어도 일측에 체결홀이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 카트리지(120)는, 도 3에서 H1으로 표시된 바와 같이, 4개의 단위 프레임 중 적어도 하나, 또는 2개의 단위 프레임이 만나는 모서리 부분에 상하 방향으로 관통되는 형태로 체결홀을 구비할 수 있다.
상기 로워 하우징(200)은, 내부에 빈 공간을 구비하여 셀 어셈블리(100)를 수납할 수 있다. 그리고, 상기 로워 하우징(200)은, 상부가 개방된 형태로 구성되어, 상부 개방부를 통해 셀 어셈블리(100)가 내부 공간에 인입되도록 할 수 있다. 즉, 상기 로워 하우징(200)은, 하부 및 측부가 막히고 상부가 개방된 형태로 내부 공간을 형성할 수 있다.
상기 로워 하우징(200)은, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 플라스틱 재질의 경우, 성형이 용이하고 무게가 가벼우며 전기적 절연성이 우수하여, 배터리 팩의 생산성 향상과, 경량화 및 절연성 확보에 보다 용이할 수 있다.
상기 하부 엔드 플레이트(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 판상, 즉 넓은 판 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 하부 엔드 플레이트(300)는, 강성을 확보할 수 있도록 금속 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 엔드 플레이트(300)는, 스틸 재질의 직사각형 플레이트로 구성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리 팩에 있어서, 상기 하부 엔드 플레이트(300)는, 로워 하우징(200)의 하부에 위치할 수 있다. 즉, 상기 하부 엔드 플레이트(300)는, 지면에 평행하게 눕혀진 형태로 로워 하우징(200)의 하부에 배치되어, 상부 표면이 로워 하우징(200)의 하부 표면에 직접 접촉하도록 구성될 수 있다.
상기 로워 커버(400)는, 판상으로 구성되며, 하부 엔드 플레이트(300)의 하부에 위치하여, 상기 하부 엔드 플레이트(300)를 커버할 수 있다. 예를 들어, 상기 로워 커버(400)는, 하부 엔드 플레이트(300)의 표면적보다 넓은 면적을 갖도록 구성되어 하부 엔드 플레이트(300)의 하면이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 또한, 상기 로워 커버(400)는, 로워 하우징(200)과 마찬가지로 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
특히, 상기 로워 커버(400)는, 로워 하우징(200)과 결합될 수 있다.
도 4는, 로워 커버(400)가 로워 하우징(200)과 결합된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 또한, 도 5는 도 4의 A1-A1'선에 대한 단면도이고, 도 6은 도 4의 하면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 로워 커버(400)는, 적어도 일부분이 로워 하우징(200)과 결합됨으로써, 로워 하우징(200)에 고정될 수 있다. 이때, 로워 커버(400)와 로워 하우징(200) 사이에는, 하부 엔드 플레이트(300)가 개재된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 하부 엔드 플레이트(300)는, 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)의 결합 구성 사이에 존재할 수 있으며, 따라서, 하부 엔드 플레이트(300)는 대체로 외측에 노출되지 않을 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 배터리 팩의 팩 케이스에는, 로워 하우징(200), 하부 엔드 플레이트(300) 및 로워 커버(400)가 포함된다고 할 수 있다.
특히, 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)은 플라스틱과 같은 폴리머 재질로 구성될 수 있고, 하부 엔드 플레이트(300)는 금속 재질로 구성될 수 있다.
이 경우, 팩케이스는, 플라스틱 재질로 이루어진 본체 내부에 금속판이 매립된 형태로 구성되었다고 할 수도 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 팩 케이스는 주로 폴리머 재질로 구성되도록 하여 전기적 절연성, 경량성 및 성형성 등이 확보되도록 하는 할 수 있다. 뿐만 아니라, 팩 케이스에 내장된 금속 재질의 하부 엔드 플레이트(300)로 인해 팩 케이스의 강성이 보강되도록 하여, 외부 충격 등에도 팩 케이스가 쉽게 파손되지 않도록 함으로써, 배터리 팩 내부의 다른 구성요소가 보호될 수 있도록 한다. 또한, 팩 케이스에 내장된 금속 재질의 하부 엔드 플레이트(300)로 인해, 팩 케이스의 실링성 등이 보강되도록 하여, 팩 케이스를 통해 수분이나 침상체 등 이물질이 침투하지 않도록 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 로워 커버(400)는, 상기 로워 하우징(200)과 레이저 용접에 의해 결합 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 로워 커버(400)는, 상기 로워 하우징(200)과 직접 접촉된 부분에 레이저가 조사됨으로써 상호 융착될 수 있다. 이 경우, 로워 커버(400)는 레이저 용접에 대한 투과재가 될 수 있고, 로워 하우징(200)은 레이저 용접에 대한 흡수재가 될 수 있다.
레이저 용접의 경우, 강도의 조절이 가능하고, 아주 작은 지점으로 초점하여 에너지를 전달함으로써 미세 크기의 용접이 가능하며, 피용접재인 로워 커버(400) 및 로워 하우징(200)의 열변형이나 재료 특성의 열화가 적다는 장점을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 팩의 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)의 결합을 위해서는, CO2 레이저 용접, YAG 레이저 용접 등 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 레이저 용접 방식이 이용될 수 있다.
특히, 상기 로워 커버(400)는, 로워 하우징(200)과 동일한 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 로워 하우징(200)과 로워 커버(400)의 레이저 용접 시, 용접성이 향상되어 로워 하우징(200)과 로워 커버(400)의 결합 고정력이 안정적으로 확보될 수 있다.
이처럼, 상기 로워 커버(400)는, 레이저 용접 등을 통해 로워 하우징(200)과 직접 접촉한 상태에서 결합 고정될 수 있다.
특히, 상기 로워 커버(400)는, 하부 엔드 플레이트(300)의 테두리를 따라 하부 엔드 플레이트(300)의 외측에서 상기 로워 하우징(200)과 결합 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 로워 커버(400)는, 도 5 및 도 6에서 L1으로 표시된 부분과 같이, 외주부에 레이저가 조사됨으로써 로워 하우징(200)과 용접 결합될 수 있다. 이 경우, 레이저로 용접된 부분의 형태는, 대략 직사각형 형태로 구성될 수 있다.
로워 커버(400)와 로워 하우징(200) 사이에는 하부 엔드 플레이트(300)가 개재되어 있으므로, 로워 커버(400)가 로워 하우징(200)과 직접 결합하기 위해서는, 하부 엔드 플레이트(300)가 위치하지 않는 부분에서 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)의 결합 구성이 위치하는 것이 좋다. 따라서, 상기 로워 커버(400)는, 도 5에서 L1으로 표시된 부분과 같이, 하부 엔드 플레이트(300)의 테두리 외측에서 로워 하우징(200)과 직접 접촉하여 용접되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성이 보다 용이하게 달성되기 위해, 로워 커버(400)는, 수평면 면적이 로워 하우징(200)의 하면 면적과 유사하도록 구성되되, 하부 엔드 플레이트(300)보다는 넓게 구성되는 것이 좋다. 즉, 하부 엔드 플레이트(300)는, 로워 하우징(200)이나 로워 커버(400)보다는 수평 면적이 약간 작게 구성되는 것이 좋다. 그리고, 이러한 크기 차이를 이용하여, 로워 커버(400)는 외주부 부분에서 로워 하우징(200)과 결합될 수 있다.
또한, 상기 로워 커버(400)는, 외주부 이외의 부분에서도 로워 하우징(200)과 결합 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 로워 커버(400)는, 도 5 및 도 6에서 L2로 표시된 바와 같이, 중앙 부분에 레이저가 조사되어 로워 하우징(200)과 직접 용접될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 로워 커버(400)가 중앙 부분에서 레이저 용접 등의 방식으로 로워 하우징(200)과 결합되기 때문에, 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)의 결합력이 안정적으로 확보될 수 있다. 특히, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 로워 커버(400)가 중앙 부분에서 하부 엔드 플레이트(300)나 로워 하우징(200)으로부터 멀어져 들뜨는 현상을 방지할 수 있다.
특히, 로워 커버(400) 및 로워 하우징(200)은 하부에서 바라본 형태가 직사각형 형태로 구성될 수 있는데, 이 경우 로워 커버(400)는, 로워 커버(400)의 장변에 평행한 방향으로 길게 연장된 막대 형태로 로워 하우징(200)과 용접될 수 있다. 그리고, 이러한 막대 형태의 용접 부분은, 로워 커버(400)의 단변 방향 및 장변 방향으로 각각 소정 거리 이격되게 둘 이상 배치될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 레이저 용접 공정이 용이하게 수행될 수 있도록 하는 한편, 레이저 용접에 의한 고정력이 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.
이와 같은 구성에서, 상기 로워 커버(400)는, 중앙 부분에서 로워 하우징(200)과 직접 접촉하여 결합되는데, 로워 커버(400)와 로워 하우징(200) 사이에는 하부 엔드 플레이트(300)가 개재될 수 있기 때문에, 하부 엔드 플레이트(300)는 이러한 결합 부분에 대응되는 위치에 개구부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 엔드 플레이트(300)는, 도 2 및 도 6에서 O로 표시된 바와 같이, 중앙 부분에 상하 방향으로 관통된 형태로 다수의 개구부가 형성될 수 있다. 그리고, 로워 커버(400)는, 이러한 하부 엔드 플레이트(300)의 개구부(O)를 통해 로워 하우징(200)과 직접 접촉하여 용접 등의 방식으로 결합될 수 있다.
한편, 상기 실시예에서는, 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)이 레이저 용접 방식에 의해 결합되는 구성을 위주로 설명되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 결합 방식으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)은, 레이저 용접 방식 이외에 다른 다양한 방식으로 서로 결합 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)은, 인서트 사출 방식으로 성형될 수 있다. 즉, 상기 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)은 폴리머 재질로서, 금속 재질의 하부 엔드 플레이트(300)가 인서트된 상태에서 사출 성형됨으로써, 하부 엔드 플레이트(300)를 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)이 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 다른 예로, 상기 로워 커버(400)는 오버몰딩 방식으로 성형될 수 있다. 즉, 상기 로워 커버(400)는, 로워 하우징(200)의 하부에 하부 엔드 플레이트(300)가 장착된 상태에서, 하부 엔드 플레이트(300)의 하부에 몰딩됨으로써, 로워 하우징(200)과 로워 커버(400) 사이에 하부 엔드 플레이트(300)가 위치하도록 할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 로워 하우징(200) 및 상기 로워 커버(400)는, 상호 대응되는 형태로 요철부가 형성될 수 있다.
예를 들어, 로워 하우징(200)은, 도 5에서 L1으로 표시된 부분에 도시된 바와 같이, 상부 방향으로 오목한 형태의 오목부가 형성되고, 로워 커버(400)는 상부 방향으로 볼록한 형태로 볼록부가 형성될 수 있다. 이때, 상기 로워 커버(400)의 볼록부는, 로워 커버(400)의 외주부를 따라 링 형태로 형성될 수 있다. 또한, 로워 하우징(200)은, 도 5에서 L2로 표시된 부분에 도시된 바와 같이, 하부 방향으로 볼록한 형태의 볼록부가 형성되고, 로워 커버(400)는 하부 방향으로 오목한 형태의 오목부가 형성될 수 있다. 여기서, 이러한 볼록부와 오목부는 상호 대응되는 위치 및 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 볼록부는, 상기 로워 커버(400)가 로워 하우징(200) 및 하부 엔드 플레이트(300)의 하부에 위치할 때, 서로 대응되는 오목부에 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 요철부를 통해 로워 하우징(200)에 대한 로워 커버(400)의 결합 위치가 용이하게 선정될 수 있으므로, 로워 하우징(200)과 로워 커버(400)의 조립성이 개선될 수 있다. 또한, 이러한 요철부는, 용접 등의 결합 단계에서 로워 하우징(200)과 로워 커버(400)의 수평 방향 움직임을 감소시켜, 로워 하우징(200)과 로워 커버(400)의 결합 공정성을 높이고, 결합이 잘 이루어지도록 하여 고정력이 안정적으로 확보되도록 할 수 있다.
또한, 이러한 요철부는 로워 하우징(200)과 하부 엔드 플레이트(300) 사이, 및/또는 로워 커버(400)와 하부 엔드 플레이트(300) 사이에도 존재할 수 있다. 예를 들어, 하부 엔드 플레이트(300)의 하면에는 하부 방향으로 돌출부가 형성되고, 로워 커버(400)의 상면에는 하부 방향으로 오목부가 형성되어, 각 돌출부가 오목부에 삽입되게 구성될 수 있다. 또한, 하부 엔드 플레이트(300)의 상면에는 상부 방향으로 돌출부가 형성되고, 로워 하우징(200)의 하면에는 이러한 돌출부에 대응되게 상부 방향으로 오목부가 형성될 수 있다.
이 경우, 로워 하우징(200) 또는 로워 커버(400)와 하부 엔드 플레이트(300) 사이의 조립이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 하부 엔드 플레이트(300)는, 상부 방향으로 돌출되게 형성된 볼트(310)를 하나 이상 구비할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바를 참조하면, 상기 하부 엔드 플레이트(300)는 다수의 장볼트(310)를 상부 방향으로 길게 연장되는 형태로 구비할 수 있으며, 이러한 장볼트(310)의 하단은 판상의 하부 엔드 플레이트(300)의 본체에 결합 고정될 수 있다. 이를테면, 장볼트(310)의 하단은 너트에 의해 하부 엔드 플레이트(300)의 본체에 결합 고정될 수 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 로워 하우징(200)은, 볼트(310)가 관통되도록 관통홀이 하나 이상 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바를 참조하면, 상기 로워 하우징(200)은 장볼트(310)에 대응되는 위치 및 형태로 관통홀이 다수 형성될 수 있다. 따라서, 로워 하우징(200)의 하부에 하부 엔드 플레이트(300)가 위치하는 경우, 하부 엔드 플레이트(300)의 장볼트(310)는 로워 하우징(200)의 관통홀(H2)을 관통하여 로워 하우징(200)의 내부 공간에 위치할 수 있다.
그리고, 이와 같이, 로워 하우징(200)의 내부 공간에 위치한 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 일부분을 관통할 수 있다. 즉, 셀 어셈블리(100)는, 도 2에서 H1으로 표시된 바와 같이, 상하 방향으로 관통된 형태로 삽입홀이 하나 이상 형성될 수 있으며, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)는 셀 어셈블리(100)의 삽입홀(H1)에 삽입될 수 있다.
이때, 셀 어셈블리(100)의 삽입홀(H1)은, 각 카트리지(120)에 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 셀 어셈블리(100)가, 이차 전지(110)를 수용하는 상태로 상하 방향으로 적층된 다수의 카트리지(120)를 포함하는 경우, 각 카트리지(120)의 외주부에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상하 방향으로 관통된 형태의 삽입홀(H1)이 형성될 수 있다. 그리고, 각 카트리지(120)의 적층 시, 삽입홀(H1)은 상호 간 서로 연결되도록 구성될 수 있으며, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)는, 이와 같이 연통된 삽입홀(H1)에 삽입될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 각각의 카트리지(120)가 로워 하우징(200)의 내부 공간에서 움직이는 것을 방지함으로써, 카트리지(120)의 내부 공간에 수용된 이차 전지(110)의 유동 역시 방지될 수 있다. 또한, 다수의 카트리지(120)를 로워 하우징(200)의 내부 공간에 적층시킬 때, 각 카트리지(120)의 삽입홀에 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)가 삽입되도록 함으로써, 각 카트리지(120)의 적층이 가이드될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 구성에 의하면, 볼트(310)가 장착된 하부 엔드 플레이트(300)가 로워 케이스의 하부에 위치하여 고정되고 볼트(310)는 로워 하우징(200)의 관통홀을 통해 로워 하우징(200)의 내부 공간에 인입되므로, 배터리 팩의 사용 중에 볼트(310)의 장착 위치가 변경될 염려가 없다. 따라서, 배터리 팩에 충격이나 진동이 가해지는 경우에도 볼트(310)의 위치 자체가 변경되어 셀 어셈블리(100)가 움직이는 것이 차단될 수 있다.
또한, 본 발명의 구성에 의하면, 다수의 카트리지(120) 및 다수의 이차 전지(110)를 적층시킨 상태에서 셀 어셈블리(100)를 먼저 구성한 후 이를 로워 하우징(200)으로 수납 및 고정시키는 것이 아니라, 셀 어셈블리(100)의 구성과 로워 하우징(200)으로의 수납이 함께 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 제조 시간이 단축되고 공정성이 개선될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리 팩에 있어서, 상기 셀 어셈블리(100)는 이차 전지(110) 및 카트리지(120)가 상하 방향으로 적층된 형태로 구성될 수 있는데, 셀 어셈블리(100)의 최하층에 위치하는 카트리지(120)는, 로워 하우징(200)의 내부 공간 하부면에 접촉하여 안착될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 배터리 팩의 경우, 셀 어셈블리(100)의 강성을 보강할 수 있는 하부 엔드 플레이트(300)가 팩 케이스에 자체적으로 내장되어 있다. 따라서, 셀 어셈블리(100)의 하부에는 금속 재질의 엔드 플레이트가 별도로 위치할 필요가 없다. 그러므로, 본 발명에 따른 배터리 팩에 있어서, 셀 어셈블리(100)의 하부에는 엔드 플레이트가 아닌 카트리지(120)가 위치할 수 있고, 이러한 카트리지(120)는 직접 로워 하우징(200)의 내부 공간 하부면에 접촉하여 안착될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 셀 어셈블리(100)와 하부 엔드 플레이트(300) 사이에는 플라스틱 재질로 구성될 수 있는 로워 하우징(200)이 개재되므로, 셀 어셈블리(100)와 하부 엔드 플레이트(300) 사이의 전기적 절연성이 확보될 수 있다. 또한, 하나의 하부 엔드 플레이트(300)로 팩 케이스의 강성 보강과 셀 어셈블리(100)의 강성 보강이 함께 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 8은 도 7의 결합 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상부 엔드 플레이트(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 엔드 플레이트(600)는, 판상의 금속 재질로 구성되어, 셀 어셈블리(100)의 상부에 구비될 수 있다. 그리고, 이러한 상부 엔드 플레이트(600)는, 셀 어셈블리(100)의 상부를 커버하여 셀 어셈블리(100)의 상부에서 셀 어셈블리(100)를 고정하고 강성을 보강하며 면압이 유지되도록 하는 한편, 외부 충격으로부터 셀 어셈블리(100)를 보호할 수 있다.
더욱이, 상기 상부 엔드 플레이트(600)는, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)에 의해 관통될 수 있다. 즉, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)는, 카트리지(120)의 체결홀(H1)과 함께 상부 엔드 플레이트(600)도 관통하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)로서, 상부 엔드 플레이트(600)까지 고정되는 효과를 얻을 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 로워 하우징(200) 또는 셀 어셈블리(100)와 상부 엔드 플레이트(600)를 고정시키기 위한 별도의 체결 부품 및 공간을 줄이거나 없앨 수 있다. 그러므로, 제조 공정이 간소화되고, 제조 비용 및 시간이 감소하며, 배터리 팩 내부의 공간 활용도가 향상될 수 있다.
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 도 7에 도시된 바와 같이, 전장 플레이트(700)를 더 포함할 수 있다.
상기 전장 플레이트(700)는, 판상으로 구성되며, 표면에 BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 하나의 전장품이 장착될 수 있고, 셀 어셈블리(100)의 이차 전지(110)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, BMS(Battery Management System)는 배터리 팩의 충방전 동작을 전반적으로 제어하는 배터리 관리 장치를 의미하며, 이러한 BMS는 배터리 팩에 통상적으로 포함되는 구성요소이다. 또한, 전류센서는 배터리 팩의 충방전 전류를 센싱하는 구성요소이고, 릴레이는 배터리 팩의 충방전 전류가 흐르는 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 스위칭 부품이다. 또한, 퓨즈는, 배터리 팩의 충방전 경로 상에 구비되어, 배터리 팩의 이상 상황 발생 시 융단됨으로써 충방전 전류의 흐름을 차단하는 구성요소이다. 이러한 전류센서, 릴레이 및 퓨즈는 BMS와 정보를 주고 받을 수 있으며, BMS에 의해 제어될 수 있다.
상기 전장 플레이트(700)는, 셀 어셈블리(100) 상부에 구비될 수 있다. 또한, 셀 어셈블리(100) 상부에 상부 엔드 플레이트(600)가 구비된 실시예의 경우, 상기 전장 플레이트(700)는 상부 엔드 플레이트(600)의 상부에 위치할 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전장품의 장착 및 조립, 교체 등이 용이해질 수 있다.
또한, 상기 전장 플레이트(700)는, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)에 의해 관통될 수 있다. 즉, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)는, 카트리지(120)의 체결홀(H1), 상부 엔드 플레이트(600) 등과 함께 전장 플레이트(700)도 관통하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 팩 케이스 내부에서 전장 플레이트(700)를 고정시키기 위한 별도의 체결 부품 및 공간을 줄이거나 없앨 수 있다. 그러므로, 이 경우, 제조 공정이 간소화되고, 제조 비용 및 시간이 감소하며, 배터리 팩 내부의 공간 활용도가 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 셀 어셈블리(100) 내부로 공기 등의 냉매를 유출입시키기 위한 덕트(D)를 더 포함할 수 있다. 특히, 상기 덕트(D)는, 셀 어셈블리(100) 외부에서 내부로 냉매를 유입시키기 위한 유입 덕트와, 셀 어셈블리(100) 내부에서 외부로 냉매를 유출시키기 위한 유출 덕트를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 유입 덕트와 유출 덕트는, 냉매의 원활한 흐름을 위해 서로 반대 측면에 배치될 수 있다.
더욱이, 유입 덕트를 통해 유입된 냉매는, 이차 전지(110) 사이로 흐를 수 있다. 특히, 각각의 카트리지(120)는, 서로 소정 거리 이격된 2개의 냉각 플레이트(122)를 구비할 수 있으며, 이러한 냉각 플레이트(122)의 이격 공간 사이로 냉매가 유입될 수 있다. 그리고, 이러한 카트리지(120)의 냉각 플레이트(122)의 이격 공간 사이로 흐르는 냉매는, 유출 덕트를 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 어퍼 하우징(500)을 더 포함할 수 있다.
상기 어퍼 하우징(500)은, 로워 하우징(200)의 상부 개방단에 결합되어, 상부 개방단을 밀폐시킬 수 있다. 이러한 어퍼 하우징(500)은, 전기적 절연성을 확보하는 한편, 경량성 및 성형성 확보 등을 위해, 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
특히, 상기 어퍼 하우징(500)은, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)를 이용하여 로워 하우징(200)과 체결 고정될 수 있다. 즉, 상기 어퍼 하우징(500)은 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)에 대응되는 위치에 결합홀(H5)이 형성될 수 있으며, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)는 이러한 결합홀(H5)을 관통하여 어퍼 하우징(500)의 상부로 돌출될 수 있다. 그리고, 이와 같이 돌출된 볼트(310)의 상단에는 너트(N)와 같은 체결 부재가 결합됨으로써, 어퍼 하우징(500)은 볼트(310)에 체결 고정될 수 있다. 이러한 볼트(310)는 로워 하우징(200)의 하부에 고정된 하부 엔드 플레이트(300)에 장착된 것이므로, 볼트(310)에 어퍼 하우징(500)이 체결 고정되면 로워 하우징(200)에 어퍼 하우징(500)이 체결 고정된다고 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 로워 하우징(200)과 어퍼 하우징(500)을 결합 고정하기 위해 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)를 이용하면 되므로, 로워 하우징(200)과 어퍼 하우징(500)을 체결하기 위한 체결 부재를 별도로 마련할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 팩의 공정성 및 생산성이 개선되고 구조가 간단해질 수 있다. 더욱이, 본 발명의 경우, 하부 엔드 플레이트(300)는 로워 하우징(200)의 하부에 위치하고, 이러한 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)에 어퍼 하우징(500)이 결합되는 것이므로, 로워 하우징(200)과 어퍼 하우징(500) 사이의 고정력이 더욱 향상될 수 있다.
한편, 상기 어퍼 하우징(500)과 로워 하우징(200) 사이에는 실링 부재가 포함될 수 있다. 예를 들어, 고무나 실리콘 등의 실링 부재가 어퍼 하우징(500)과 로워 하우징(200)이 접촉되는 테두리 부분을 따라 링 형태로 구비될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 실링 부재에 의해, 어퍼 하우징(500)과 로워 하우징(200) 사이의 밀폐성이 향상되어, 어퍼 하우징(500)과 로워 하우징(200)의 결합 부분 사이로 수분이나 먼지 등 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(110) 내부에서 가스가 발생한 경우, 발생된 가스가 원하는 경로를 통해 배출되도록 할 수 있으며, 예상치 못한 경로로 유출되어 사용자에 의해 흡입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 구성 이외에도 다른 여러 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 셀 어셈블리(100)의 충방전 전원을 전달하기 위한 버스바나 전기적 신호를 전달하기 위한 케이블, 외부의 충방전 장치와 연결되기 위한 전원 단자 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있다. 특히, 전기 자동차와 같이 배터리로부터 구동력을 얻는 자동차의 경우, 중대형 배터리 팩이 이용될 수 있으며, 이 경우, 배터리 팩의 강성 및 고정력 확보, 에너지 밀도 향상, 경량화 및 소형화 등은 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 따라서, 이러한 자동차에 본 발명에 따른 배터리 팩이 적용되는 경우, 이러한 각종 요소가 개선될 수 있다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩 제조 방법은, 로워 하우징(200)의 하부에 하부 엔드 플레이트(300)를 배치시키는 단계(S110), 하부 엔드 플레이트(300) 하부에 로워 커버(400)를 위치시키는 단계(S120), 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)을 결합 고정시키는 단계(S130) 및 로워 하우징(200) 내부 공간에서 이차 전지(110) 및 카트리지(120)를 적층시키는 단계(S140)를 포함한다.
상기 S110 단계에서는, 내부에 빈 공간을 구비하며 상부가 개방된 형태로 구성된 로워 하우징(200)의 하부에, 판상의 금속 재질로 구성된 하부 엔드 플레이트(300)가 면접촉한 형태로 배치될 수 있다.
상기 S120 단계에서는, 하부 엔드 플레이트(300)를 커버하도록 하부 엔드 플레이트(300)의 하부에 로워 커버(400)가 위치될 수 있다. 상기 S130 단계에서는, 로워 커버(400)와 로워 하우징(200)이 적어도 일측에서 서로 결합 고정될 수 있다.
상기 S140 단계에서는, 로워 하우징(200)의 내부 공간에서, 이차 전지(110)와 이러한 이차 전지(110)의 외주부를 외측에서 감싸는 형태로 이차 전지(110)를 수용하는 카트리지(120)가 적층될 수 있다.
바람직하게는, 상기 S130 단계는, 레이저 용접 방식에 의해 수행될 수 있다.
또한 바람직하게는, 하부 엔드 플레이트(300)는 상부 방향으로 돌출되게 형성된 볼트(310)를 하나 이상 구비하고, 로워 하우징(200)은 관통홀(H2)이 하나 이상 형성되어, 상기 S110 단계에서는, 로워 하우징(200)의 관통홀(H2)에 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)가 관통될 수 있다.
또한 바람직하게는, 카트리지(120)에는 삽입홀(H1)이 하나 이상 형성되어, 상기 S140 단계에서는, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)가 카트리지(120)의 삽입홀(H1)에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 S140 단계 이후에, 셀 어셈블리(100)의 상부에, 판상의 금속 재질로 구성된 상부 엔드 플레이트(600)를 안착시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)는, 상부 엔드 플레이트(600)를 관통하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 S140 단계 이후에, 셀 어셈블리(100)의 적층체 상부에, BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 중 적어도 하나의 전장품이 장착된 전장 플레이트(700)를 안착시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)는, 전장 플레이트(700)를 관통하도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리 팩에 상부 엔드 플레이트(600)가 구비된 경우, 전장 플레이트(700)는, 상부 엔드 플레이트(600)의 상단에 배치될 수 있다.
또한, 상기 S140 단계 이후에, 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)가 관통된 상태로 어퍼 하우징(500)을 로워 하우징(200)의 상부 개방단에 결합시키는 단계 및 어퍼 하우징(500)의 상부로 돌출된 하부 엔드 플레이트의 볼트(310)에 너트 등의 체결 부재를 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우, 이러한 용어들은 상대적인 위치를 나타내는 것으로서 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
100: 셀 어셈블리
110: 이차 전지, 120: 카트리지
200: 로워 하우징
300: 하부 엔드 플레이트
310: 볼트
400: 로워 커버
500: 어퍼 하우징
600: 상부 엔드 플레이트
700: 전장 플레이트

Claims (16)

  1. 복수의 이차 전지, 및 상호 적층 가능하며 상기 이차 전지의 외주부를 외측에서 감싸 상기 이차 전지를 수용하는 복수의 카트리지를 구비하는 셀 어셈블리;
    내부에 빈 공간을 구비하여 상기 셀 어셈블리를 내부 공간에 수납하고, 상부가 개방된 형태로 구성된 로워 하우징;
    판상의 금속 재질로 구성되며, 상면이 상기 로워 하우징의 하면에 면접촉한 형태로 상기 로워 하우징의 하부에 배치된 하부 엔드 플레이트; 및
    상기 로워 하우징 및 상기 하부 엔드 플레이트의 하부에 위치하여 상기 하부 엔드 플레이트를 커버하며, 상기 로워 하우징과 결합 고정되어 상기 로워 하우징과의 사이에 상기 하부 엔드 플레이트가 내장되도록 구성된 로워 커버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로워 커버는, 상기 로워 하우징과 레이저 용접에 의해 결합 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로워 커버는, 상기 로워 하우징과 동일한 플라스틱 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로워 커버는, 상기 하부 엔드 플레이트의 테두리를 따라 상기 테두리 외측에서 상기 로워 하우징과 결합 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 엔드 플레이트는 중앙 부분에 하나 이상의 개구부가 형성되고,
    상기 로워 커버는 상기 개구부를 통해 상기 로워 하우징과 결합 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로워 하우징과 상기 로워 커버는, 상호 대응되는 형태로 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 엔드 플레이트는 상부 방향으로 돌출되게 형성된 볼트를 하나 이상 구비하고,
    상기 로워 하우징은 상기 볼트가 관통되도록 관통홀이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는 삽입홀이 하나 이상 형성되고,
    상기 볼트는 상기 삽입홀에 삽입된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는, 상기 이차 전지 및 상기 카트리지가 상하 방향으로 적층된 형태로 구성되고,
    상기 셀 어셈블리에서 최하층에 위치하는 카트리지는, 상기 로워 하우징의 내부 공간 하부면에 접촉하여 안착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항에 있어서,
    판상의 금속 재질로 구성되며, 상기 셀 어셈블리의 상부에 구비되어 상기 셀 어셈블리의 상부를 커버하는 상부 엔드 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 로워 하우징의 상부 개방단에 결합되어, 상부 개방단을 밀폐시키는 어퍼 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
  13. 내부에 빈 공간을 구비하며 상부가 개방된 형태로 구성된 로워 하우징의 하부에, 판상의 금속 재질로 구성된 하부 엔드 플레이트를 면접촉한 형태로 배치시키는 단계;
    상기 하부 엔드 플레이트를 커버하도록 상기 로워 하우징 및 상기 하부 엔드 플레이트의 하부에 로워 커버를 위치시키는 단계;
    상기 하부 엔드 플레이트가 상기 로워 하우징과 상기 로워 커버 사이에 내장되도록 상기 로워 커버와 상기 로워 하우징을 결합 고정시키는 단계; 및
    상기 로워 하우징의 내부 공간에서, 이차 전지와 상기 이차 전지의 외주부를 외측에서 감싸는 형태로 이차 전지를 수용하는 카트리지를 적층시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 결합 고정 단계는, 레이저 용접 방식에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 하부 엔드 플레이트는 상부 방향으로 돌출되게 형성된 볼트를 하나 이상 구비하고, 상기 로워 하우징은 관통홀이 하나 이상 형성되어,
    상기 하부 엔드 플레이트의 배치 단계는, 상기 로워 하우징의 관통홀에 상기 하부 엔드 플레이트의 볼트가 관통되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 카트리지에는 삽입홀이 하나 이상 형성되어, 상기 이차 전지와 상기 카트리지의 적층 단계는, 상기 하부 엔드 플레이트의 볼트가 상기 카트리지의 삽입홀에 삽입되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180082802A (ko) 2017-01-11 2018-07-19 황규리 내진동성이 우수한 배터리 팩
KR102100676B1 (ko) * 2017-02-23 2020-04-16 (주)엘지하우시스 배터리 하우징 및 이를 포함하는 차량용 배터리 케이스
JP2018163740A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 株式会社Fts バッテリーケース
KR102311075B1 (ko) 2018-04-09 2021-10-07 주식회사 엘지에너지솔루션 팩 하우징을 포함하는 배터리 팩
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KR102722885B1 (ko) * 2018-12-26 2024-10-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20210044534A (ko) * 2019-10-15 2021-04-23 주식회사 엘지화학 배터리 팩
KR20210115180A (ko) * 2020-03-12 2021-09-27 주식회사 엘지에너지솔루션 에너지 밀도가 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20210125674A (ko) * 2020-04-09 2021-10-19 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 제조방법 및 이를 통해 제조된 배터리 모듈
KR102754510B1 (ko) * 2020-04-14 2025-01-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
JP7619181B2 (ja) 2021-06-24 2025-01-22 トヨタ自動車株式会社 電池パック
KR102774729B1 (ko) 2022-01-04 2025-03-04 주식회사 엘지에너지솔루션 연쇄 발화 방지용 배터리 모듈 및 이의 제조 방법
JP7099652B1 (ja) 2022-04-19 2022-07-12 大正製薬株式会社 ビタミンｂ２含有飲料
KR20240079759A (ko) 2022-11-29 2024-06-05 신흥유니솔루션 주식회사 안전성이 우수한 배터리 팩

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010146879A (ja) 2008-12-19 2010-07-01 Makita Corp 電動工具のバッテリパック
KR101274903B1 (ko) 2011-02-21 2013-06-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US20150072206A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 Johnson Controls Technology Company Battery module housing and method of making the same

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3848565B2 (ja) * 2001-11-27 2006-11-22 松下電器産業株式会社 電池間接続構造および電池モジュール並びに電池パック
CN100544070C (zh) * 2004-10-08 2009-09-23 本田技研工业株式会社 蓄电池箱构造、电气箱的联锁构造以及电气箱构造
BRPI0518367B8 (pt) 2004-12-24 2023-01-10 Lg Chemical Ltd Módulo de bateria secundária
KR100891079B1 (ko) * 2005-02-07 2009-03-30 주식회사 엘지화학 전지 모듈용 전지 카트리지 연결 시스템
KR100892046B1 (ko) * 2006-09-18 2009-04-07 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 그것을 포함하고 있는 중대형 전지팩
CN100555713C (zh) * 2007-02-02 2009-10-28 广州市展辉电子有限公司 抗震防潮动力电池组
WO2009061451A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Enerdel, Inc. Battery assembly with temperature control device
CN201490285U (zh) * 2009-08-17 2010-05-26 威力能源股份有限公司 车用电池装置
JP5408440B2 (ja) 2010-01-18 2014-02-05 三菱自動車工業株式会社 車両用バッテリケース
CN102280602B (zh) * 2011-06-27 2013-08-21 东风汽车公司 动力电池模块排列连接组装结构
US8852781B2 (en) * 2012-05-19 2014-10-07 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly and method for manufacturing a cooling fin for the battery cell assembly
EP2919294B1 (en) * 2012-11-09 2017-09-06 Nissan Motor Co., Ltd Assembled battery and method for manufacturing assembled battery
JP6264739B2 (ja) * 2013-04-08 2018-01-24 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
KR20140130357A (ko) * 2013-04-30 2014-11-10 타이코에이엠피(유) 이차전지 팩
US11128005B2 (en) * 2013-07-30 2021-09-21 Cps Technology Holdings Llc Lithium ion battery with lead acid form factor
KR101706305B1 (ko) * 2013-09-25 2017-02-13 주식회사 엘지화학 온도 센서를 포함하는 전지모듈
KR101642325B1 (ko) * 2013-10-17 2016-07-25 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN104494410A (zh) * 2014-12-30 2015-04-08 重庆长安汽车股份有限公司 纯电动汽车用动力电池模组的安装结构
KR102054413B1 (ko) * 2015-06-09 2019-12-10 주식회사 엘지화학 배터리 팩
JP2018190486A (ja) * 2015-09-29 2018-11-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池モジュール

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010146879A (ja) 2008-12-19 2010-07-01 Makita Corp 電動工具のバッテリパック
KR101274903B1 (ko) 2011-02-21 2013-06-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US20150072206A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 Johnson Controls Technology Company Battery module housing and method of making the same

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