KR102058689B1

KR102058689B1 - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Info

Publication number: KR102058689B1
Application number: KR1020150134041A
Authority: KR
Inventors: 안선모; 최종운; 문정오
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2019-12-23
Anticipated expiration: 2035-09-22
Also published as: KR20170035218A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들을 구비하는 배터리 셀 조립체, 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측을 지지하며, 네 가장자리 영역에서 배터리 셀 조립체와 체결되는 한 쌍의 엔드 플레이트들 및 한 쌍의 엔드 플레이트들 사이에서 배터리 셀 조립체의 양측을 커버하며, 배터리 셀 조립체의 양측을 지지할 수 있게 배터리 셀 조립체의 양측에 각각 접촉 배치되는 한 쌍의 사이드 플레이트들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{BATTERY MODULE, BATTERY PACK COMPRISING THE BATTERY MODULE AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}

본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.

제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.

현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 복수 개의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 복수 개의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.

종래 배터리 모듈은, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들을 구비하는 배터리 셀 조립체 및 이러한 배터리 셀 조립체의 강성을 확보함과 아울러 배터리 셀 조립체를 지지할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측을 지지하며, 네 가장자리 영역에서 스크류 부재 등과 체결부재를 통해 상기 배터리 셀 조립체와 체결되는 한 쌍의 엔드 플레이트들을 포함한다.

그러나, 종래 배터리 모듈에서는, 이러한 체결이 한 쌍의 엔드 플레이트의 네 가장자리 영역에서 이루어지게 되는 바, 상기 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측의 센터부에 배치되는 한 쌍의 엔드 플레이트에는 별도의 체결 구조가 없어, 이러한 센터부에서의 강성 확보가 어려워 셀 스웰링 등이 발생할 경우, 이 부분에서 엔드 플레이트의 변형이 발생되는 문제가 있다.

이를 해결하기 위해, 종래 배터리 모듈에서, 배터리 모듈의 강성을 향상시킬 수 있게 이러한 한 쌍의 엔드 플레이트의 센터부 모서리 영역에도 네 가장자리 영역과 같은 체결 구조를 마련하는 방안이 모색되었다.

그러나, 이처럼 한 쌍의 엔드 플레이트의 센터부 모서리 영역에도 체결 구조를 마련할 경우, 체결 구조로 인한 전체 배터리 모듈의 사이즈가 증가하며, 배터리 셀 용량 확보와는 무관한 사이즈 증대 요인으로만 작용하여, 배터리 모듈의 용적율이 감소하는 문제가 있다. 아울러, 한 쌍의 엔드 플레이트의 센터부에서의 추가적인 체결 구조는 배터리 셀 조립체의 냉각 효율 관점에서도 별다른 이점이 없는 문제가 있다.

그러므로, 배터리 모듈의 강성을 향상시키고 냉각 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 나아가 이러한 배터리 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하는 방안의 모색이 요청된다.

따라서, 본 발명의 목적은 배터리 모듈의 강성을 향상시키고 냉각 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들을 구비하는 배터리 셀 조립체; 상기 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측을 지지하며, 네 가장자리 영역에서 상기 배터리 셀 조립체와 체결되는 한 쌍의 엔드 플레이트들; 및 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들 사이에서 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 지지할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체의 양측에 각각 접촉 배치되는 한 쌍의 사이드 플레이트들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.

상기 한 쌍의 엔드 플레이트들 및 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들과 용접 결합될 수 있다.

상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각, 상기 배터리 셀 조립체의 측면을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 측면에 노출되는 상기 복수 개의 배터리 셀들과 접촉되는 본체부; 상기 본체부의 상단으로부터 상기 배터리 셀 조립체의 상측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체의 상측을 지지하는 엔드 플레이트와 용접 결합되는 제1 용접부; 및 상기 본체부의 하단으로부터 상기 배터리 셀 조립체의 하측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체의 하측을 지지하는 엔드 플레이트와 용접 결합되는 제2 용접부;를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각, 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수용하며, 상기 전극 조립체를 밀봉하기 위한 실링부가 돌출되는 전지 케이스;를 포함하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 상기 전지 케이스들은, 상기 본체부와 본딩 결합될 수 있다.

상기 본딩 결합은, 열 접착제(Thermal Adhesive)를 통해 이루어질 수 있다.

상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각, 상기 본체부의 내면에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 실링부들을 수용하기 위한 복수 개의 수용 홈들;을 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각, 상기 본체부의 외면에 구비되며, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들의 표면적을 증가시키기 위한 복수 개의 방열 홈들;을 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 수용 홈들과 상기 복수 개의 방열 홈들은, 상기 본체부의 상하 방향에서 서로 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

상기 제1 용접부는, 상기 배터리 셀 조립체의 상측에 노출되는 배터리 셀의 상면에 접촉될 수 있다.

상기 제2 용접부는, 상기 배터리 셀 조립체의 하측에 노출되는 배터리 셀의 하면에 접촉될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하기 위한 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.

아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈의 강성을 향상시키고 냉각 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 평면도이다.
도 4는 도 3의 배터리 모듈의 A-A' 부분의 단면도이다.
도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이다.
도 6은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 사이드 플레이트들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 개략적인 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 평면도이며, 도 4는 도 3의 배터리 모듈의 A-A' 부분의 단면도이며, 도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀 조립체(100), 엔드 플레이트(200) 및 사이드 플레이트(500)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 셀 조립체(100)는, 상기 배터리 모듈(10)의 주요 구성들의 조립체로서, 배터리 셀(110), 셀 카트리지(130) 및 리드 커버(150)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 셀(110)은 파우치 타입으로써, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)은 상호 적층되어 구비될 수 있고, 상기 적층은 수직 방향(Z축 방향), 즉, 상하 방향(Z축 방향)으로 이루어질 수 있다.

각각의 배터리 셀(110)은, 전극 조립체(112), 전지 케이스(115) 및 전극 리드(118)를 포함할 수 있다.

상기 전극 조립체(112)는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 상기 전극 조립체(112)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

상기 전지 케이스(115)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있으며, 상기 전극 조립체(112)를 내장한 상태에서 테두리(117)를 열융착하여 상기 전극 조립체(112)를 밀봉할 수 있다. 여기서, 상기 전지 케이스(115)의 상기 테두리(117)는 잘 알려진 실링부(117)로 지칭될 수 있다.

상기 전극 리드(118)는 한 쌍으로 구비되며, 상기 한 쌍의 전극 리드들(117)은 각각 양극 리드 및 음극 리드로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 전극 리드들(117)은 상기 전지 케이스(115)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양단부에서 각각 상기 전지 케이스(115) 외부로 돌출될 수 있다.

상기 셀 카트리지(130)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 적층을 용이하게 하기 위한 것으로서, 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)에는 상기 복수 개의 배터리 셀들(110) 중 적어도 하나의 배터리 셀(110)이 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 전극 리드들(118)의 전기적인 연결을 위해 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양단부에서 각각 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 한 쌍의 전극 리드들(118)을 외부로 노출시킬 수 있고, 전후 방향(X축 방향)에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 양측면부를 각각 외부로 노출시킬 수 있다.

그리고, 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)의 네 가장자리 영역에는 후술하는 한 쌍의 엔드 플레이트(200)와의 체결을 위한 스크류 부재(300) 등과 같은 체결부재(300)가 관통 체결되는 카트리지 체결 홀(135)이 각각 구비될 수 있다.

상기 리드 커버(150)는 한 쌍으로 구비되어, 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 전극 리드들(118)이 돌출되는 상기 복수 개의 셀 카트리지들(130)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 양단부를 커버할 수 있다.

이러한 상기 리드 커버(150)에는 상기 복수 개의 전극 리드들(118)을 전기적으로 연결하는 버스 바와 상기 버스 바와 전기적으로 연결되며 외부 전원 등과 전기적으로 연결될 수 있는 터미널 등의 전장 부품들이 구비될 수 있다.

상기 엔드 플레이트(200)는 상기 배터리 셀 조립체(100)를 지지하기 위한 것으로서, 한 쌍으로 구비되어 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측 및 하측을 각각 지지할 수 있다.

상기 한 쌍의 엔드 플레이트(200)는 상기 배터리 셀 조립체(100)와 네 가장자리 영역에서 스크류 부재(300) 등과 같은 체결부재(300)를 통해 체결될 수 있다. 이를 위해, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트(200)의 네 가장자리 영역에는 상기 체결부재(300)가 각각 관통 체결되는 플레이트 체결 홀(205)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 체결부재들(300)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 배치되는 상기 엔드 플레이트(200)의 상기 플레이트 체결 홀(205), 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 셀 카트리지들(130)의 상기 카트리지 체결홀들(135) 및 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 배치되는 상기 엔드 플레이트(200)의 상기 플레이트 체결 홀(205)에 관통 체결될 수 있다.

그리고, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)은, 각각, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 배치되는 상기 배터리 셀(110) 및 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 배치되는 상기 배터리 셀(110)에 접촉되게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)은 상기 배터리 셀들(110)의 냉각 효율을 높일 수 있게 높은 열 전도도를 갖는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

상기 사이드 플레이트(500)는 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200) 사이에서 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 양측을 지지할 수 있게 한 쌍으로 구비될 수 있다.

상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 양측에 각각 접촉 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 상기 배터리 셀들(110)의 양측면부에 각각 접촉 배치될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 상기 배터리 셀들(110)의 냉각 효율을 높일 수 있게 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)과 같이 높은 열 전도도를 갖는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)과 접촉 배치되는 알루미늄 재질의 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500) 및 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)을 통해, 실질적으로 상기 배터리 모듈(10)의 네 개의 면에서 상기 배터리 셀들(110)에서 발생할 수 있는 열을 내보낼 수 있어, 상기 배터리 모듈(10)의 냉각 효율을 현저히 개선할 수 있다.

그리고, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 길이 방향(Y축 방향)에 따른 길다란 모서리 영역, 즉, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 길이 방향(Y축 방향)에서의 상기 플레이트 체결 홀들(205) 사이 영역에서 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)과 각각 용접 결합(W)될 수 있다.

이때, 상기 용접 결합(W)은 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 용접 결합(W)은 레이저 용접 결합일 수 있다. 이에 한정되는 것은 용접 결합 방식은 설계에 따라 초음파 용접 결합 및 저항 용접 결합 등 기타 다양한 용접 결합 방식 중 어느 하나로 이루어지는 것도 가능할 수 있다.

상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은 이러한 용접 결합을 통해 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측 및 하측의 센터부 모서리 영역를 커버하면서 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 센터부 모서리 영역과 결합될 수 있는 바, 스크류 부재 등 별도의 체결부재들 및 이를 위한 배터리 셀 조립체(100) 및 엔드 플레이트들(200)의 추가적인 체결 구조 없이도 상기 배터리 셀 조립체(100) 및 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 센터부에서의 강성을 확보할 수 있다.

이러한 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)은, 각각, 본체부(510), 제1 용접부(530), 제2 용접부(550) 및 복수 개의 수용 홈들(570)을 포함할 수 있다.

상기 본체부(510)는 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 측면을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전후 방향(X축 방향)에 따른 측면에 노출되는 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)과 접촉될 수 있다.

여기서, 상기 본체부(510)는 상기 사이드 플레이트들(500)의 보다 안정적인 지지를 위해 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 전지 케이스(115)들과 본딩 결합될 수 있다.

이러한 상기 본딩 결합은 열 접착제(Thermal Adhesive, 520)를 통해 이루어질 수 있다. 상기 열 접착제(520)는 높은 열 전도도를 가지며, 상기 배터리 셀들(110)로부터 상기 사이드 플레이트(500)로의 보다 빠른 열 전달을 도모할 수 있다.

상기 제1 용접부(530)는 상기 본체부(510)의 상단으로부터 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측을 지지하는 상기 엔드 플레이트(200)와 상기 용접 결합될 수 있다.

이러한 상기 제1 용접부(530)는 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 노출되는 상기 배터리 셀(110)의 상면 모서리 영역을 커버할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 노출되는 상기 배터리 셀(110)의 상면에 접촉될 수 있다.

상기 제2 용접부(550)는 상기 본체부(510)의 하단으로부터 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측을 지지하는 상기 엔드 플레이트(200)와 상기 용접 결합될 수 있다.

이러한 상기 제2 용접부(530)는 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 노출되는 상기 배터리 셀(110)의 하면 모서리 영역을 커버할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 노출되는 상기 배터리 셀(110)의 하면에 접촉될 수 있다.

상기 복수 개의 수용 홈들(570)은 상기 본체부(510)의 내면에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(110)의 상기 전지 케이스들(115)의 상기 실링부들(117)을 수용할 수 있다.

이러한 상기 복수 개의 수용 홈들(570)은 상기 본체부(510)의 상하 방향(Z축 방향)에서 서로 소정 거리 이격되며, 상기 수직 적층되는 각각의 배터리 셀(110)의 상기 전지 케이스(115)의 상기 실링부(117)를 각각 수용할 수 있다.

도 6은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 사이드 플레이트들을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 사이드 플레이트들(600)은 앞선 실시예의 사이드 플레이트들(500)과 유사하므로, 이하, 실시예에서는 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.

도 6을 참조하면, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(600)은, 복수 개의 방열 홈들(690)을 더 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 방열 홈들(690)은 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(600)의 표면적을 증가시키기 위한 것으로서, 본체부(610)의 외면에 구비될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 방열 홈들(690)은 설계에 따라 상기 본체부(610) 뿐만 아니라 상기 제1 용접부 및 제2 용접부에도 구비될 수 있다.

상기 복수 개의 방열 홈들(690)은 상기 본체부(610)의 상하 방향(Z축 방향)에서 상기 본체부(610)의 내면에 구비되는 복수 개의 수욤 홈들(670)과 서로 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 이러한 배치를 통해, 상기 복수 개의 방열 홈들(690)은 상기 복수 개의 수용 홈들(670)의 간섭을 받지 않고 상기 본체부(610)에 배치될 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 복수 개의 방열 홈들(690)을 통해 보다 넓은 표면적을 확보할 수 있는 바, 상기 배터리 모듈(10)의 냉각 효율을 보다 더 증대시킬 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)과 용접 결합되는 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)을 통해, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200)의 센터부에서의 스크류 부재 등의 체결부재 결합을 위한 별도의 체결 구조 없이도 상기 배터리 모듈의 센터부 영역에서의 강성을 향상시킬 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 체결부재 결합을 위한 배터리 셀 용량 확보와는 무관한 별도의 추가 체결 구조 등으로 인한 배터리 모듈(10)의 전체 사이즈 증가 없이 상기 배터리 모듈(10)의 강성을 효과적으로 향상시킴과 아울러 이러한 추가 체결 구조 등으로 인한 상기 배터리 모듈(10)의 용적율 감소를 방지할 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은 알루미늄 재질의 상기 한 쌍의 엔드 플레이트들(200) 및 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들(500)을 통해, 상기 배터리 모듈(10)의 외관을 이루는 네 면에서 열 전달을 도모할 수 있어, 상기 배터리 모듈(10)의 냉각 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.

이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 배터리 팩 10: 배터리 모듈
50: 팩 케이스 100: 배터리 셀 조립체
110: 배터리 셀 112: 전극 조립체
115: 전지 케이스 117: 실링부
118: 전극 리드 130: 셀 카트리지
150: 리드 커버 200: 엔드 플레이트
300: 체결부재 500: 사이드 플레이트
510: 본체부 520: 열 접착제
530: 제1 용접부 550: 제2 용접부
570: 수용 홈 600: 사이드 플레이트
610: 본체부 670: 수용 홈
690: 방열 홈

Claims

상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들을 구비하는 배터리 셀 조립체;
상기 배터리 셀 조립체의 상측 및 하측을 지지하며, 네 가장자리 영역에서 상기 배터리 셀 조립체와 체결되는 한 쌍의 엔드 플레이트들; 및
상기 한 쌍의 엔드 플레이트들 사이에서 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 양측을 지지할 수 있게 상기 배터리 셀 조립체의 양측에 각각 접촉 배치되는 한 쌍의 사이드 플레이트들;을 포함하며,
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각,
상기 한 쌍의 엔드 플레이트들과 용접 결합되며,
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각,
상기 배터리 셀 조립체의 측면을 커버하며, 상기 배터리 셀 조립체의 측면에 노출되는 상기 복수 개의 배터리 셀들과 접촉되는 본체부;
상기 본체부의 상단으로부터 상기 배터리 셀 조립체의 상측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체의 상측을 지지하는 엔드 플레이트와 용접 결합되는 제1 용접부; 및
상기 본체부의 하단으로부터 상기 배터리 셀 조립체의 하측으로 벤딩되며, 상기 배터리 셀 조립체의 하측을 지지하는 엔드 플레이트와 용접 결합되는 제2 용접부;를 포함하며,
상기 제1 용접부는,
상기 배터리 셀 조립체의 상측에 노출되는 배터리 셀의 상면에 접촉되어 상기 배터리 셀 조립체의 상측에 노출되는 상기 배터리 셀의 상면 모서리 영역을 커버하며,
상기 제2 용접부는,
상기 배터리 셀 조립체의 하측에 노출되는 배터리 셀의 하면에 접촉되어 상기 배터리 셀 조립체의 하측에 노출되는 상기 배터리 셀의 하면 모서리 영역을 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 엔드 플레이트들 및 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은,
알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
삭제
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제1항에 있어서,
상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각,
전극 조립체; 및
상기 전극 조립체를 수용하며, 상기 전극 조립체를 밀봉하기 위한 실링부가 돌출되는 전지 케이스;를 포함하며,
상기 복수 개의 배터리 셀들의 상기 전지 케이스들은,
상기 본체부와 본딩 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제5항에 있어서,
상기 본딩 결합은,
열 접착제(Thermal Adhesive)를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제5항에 있어서,
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각,
상기 본체부의 내면에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 실링부들을 수용하기 위한 복수 개의 수용 홈들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제7항에 있어서,
상기 한 쌍의 사이드 플레이트들은, 각각,
상기 본체부의 외면에 구비되며, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트들의 표면적을 증가시키기 위한 복수 개의 방열 홈들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
제8항에 있어서,
상기 복수 개의 수용 홈들과 상기 복수 개의 방열 홈들은,
상기 본체부의 상하 방향에서 서로 지그재그 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
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제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하기 위한 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제12항에 따른 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.