KR20210039815A - 접착제 주입구 스토퍼를 포함하는 배터리 모듈 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리; 상기 배터리 셀 어셈블리를 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 저부에 구비되며, 상기 모듈 케이스의 내부로 접착제를 주입시키기 위한 적어도 하나의 주입구; 및 상기 주입구를 막는 스토퍼를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

접착제 주입구 스토퍼를 포함하는 배터리 모듈{A Battery Module having Stopper of Resin injection hole}

본원 발명은 접착제 주입구 스토퍼를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다. 보다 상세하게는 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리; 상기 배터리 셀 어셈블리를 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 저부에 구비되며, 상기 모듈 케이스의 내부로 접착제를 주입시키기 위한 적어도 하나의 주입구; 및 상기 주입구를 막는 스토퍼를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.

휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등에 적용되고 있어, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 갈수록 높아지고 있는 상황이다.

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 방전률이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용하며, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 포함하여 이루어진다.

이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.

소형 기기에 이용되는 이차 전지는 수개의 전지 셀들이 배치되지만, 자동차등에는 다수개의 전지 셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈이 이용된다. 이러한 전지 모듈은 일반적으로 다수의 배터리 셀을 케이스에 배치하고, 상기 배터리 셀의 단자를 버스바를 연결시키는 단계를 거친 후, 배터리 셀의 위치를 고정하기 위하여 배터리 모듈의 하측에서 상측 방향으로 접착제 주입하는 단계를 거친다.

상기와 같은 접착제 주입방법은 배터리 셀의 하측에서 상측 방향으로 주입되도록 되어 있어, 도 1과 같이 접착제 주입 전에는 배터리 모듈(100)의 저부(B)에 위치하는 주입구(200)를, 접착제 주입 후 접착제가 굳기까지 배터리 모듈을 사용하는 방향의 반대방향, 즉 접착제 주입구가 위치한 면이 상부 방향으로 위치하도록 배치되도록 둔다. 이는 주입된 접착제(300)가 흐르지 않도록 하면서 접착제의 분포를 고르게 하기 위해서 뒤집어서 굳힌 것이다. 다만 도 2에서 나타난 바와 같이 상기와 같은 역방향으로 배터리 모듈을 보관하여 접착제를 굳힌 경우(도 2(b)), 정방향으로 배터리 모듈을 보관하여 접착제를 굳힌 경우(도 2(a))와 비교시 배터리 셀(110) 등 배터리 모듈 내의 주요 부품이 서로 다른 위치에 배치되게 된다. 이에 의해 역방향으로 접착제를 굳힌 배터리 모듈은 중력에 의해 상부(T), 접착제 주입구가 위치한 면의 반대면과 배터리 셀 사이의 공간이 기존 의도했던 배터리 모듈에 비해 줄어들게 된다. 또한 접착제(300) 또한 중력에 의해 배터리 모듈 내에서 더 넓은 범위로 존재하게 된다. 상기와 같이 배터리 모듈의 주요 부품의 위치가 처음 설계 당시와 달라지게 될 경우 설계당시 의도하지 않았던 오차가 발생하여 배터리 모듈의 기능에 하자가 발생하거나, 원치 않는 곳에 접착제가 분포되어 안전성의 문제가 발생할 수 있게 된다.

이와 관련하여 특허문헌 1에서는 열전도성 점착제를 주입하고 있으나, 모듈 케이스를 수직으로 위치시킨 다음, 열전도성 점착제를 지면에 대해 수평 방향으로 주입하고 있어, 배터리 셀의 초기 설계 당시의 위치가 점착제 주입 후 변경되는 것에 대해 인식하지 못하고 있다.

특허문헌 2는 하부판 또는 측벽의 주입구를 덮는 테이프를 부착하고 있으나, 이는 케이스 내부 압력에 따른 경화성 수지 조성물의 역토출 현상을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 초기 설계 당시의 위치가 경화성 수지 조성물의 주입 후 변경되는 것에 대해 인식하지 못하고 있다

이와 같이 배터리 모듈의 위치를 초기 설계 당시의 위치로 고정시켜 전지의 기능의 오류를 방지하고, 더 나아가 전지에서 오류가 발생하였을 경우 이를 손쉽게 알 수 있으면서 이후 오류를 수정할 수 있도록 하는 배터리 모듈 및 배터리 모듈 제조방법이 필요하다.

대한민국 공개특허공보 제 2018-0084539호(2018.07.25) 대한민국 공개특허공보 제 2019-0071430호(2019.06.24)

본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리; 상기 배터리 셀 어셈블리를 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 저부에 구비되며, 상기 모듈 케이스의 내부로 접착제를 주입시키기 위한 적어도 하나의 주입구; 및 상기 주입구를 막는 스토퍼를 포함하는 배터리 모듈 및 이에 따른 배터리 모듈 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본원발명은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리; 상기 배터리 셀 어셈블리를 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 저부에 구비되며, 상기 모듈 케이스의 내부로 접착제를 주입시키기 위한 적어도 하나의 주입구; 및 상기 주입구를 막는 스토퍼;를 포함하는 배터리 모듈을 제공한다.

상기 배터리 셀 어셈블리와 이를 수용하는 모듈 케이스는 일반적으로 사용되는 배터리 셀 어셈블리와 모듈 케이스를 포함한다. 그 예를 들자면, 본원발명의 배터리 모듈은 적어도 하나 이상의 배터리 셀;과 상기 배터리 셀에서 돌출되어 있는 양극 리드 및 음극 리드와 전기적으로 연결되어 있는 버스바; 상기 버스바를 지지하는 버스바 프레임; 및 이를 지지하기 위한 모듈 케이스;로 구성되어 있을 수 있다.

상기 모듈 케이스는 측면 플레이트와 하부 플레이트, 탑 플레이트로 구성되어 있을 수도 있고, U 프레임과 탑 플레이트로 구성되어 있을 수도 있으며, 그 외에 배터리 셀을 수용하기 위한 다양한 형태로 구성되어 있을 수 있다. 상기 모듈 케이스의 형태 및 크기는 특별히 제한되지 않으며, 배터리 셀의 형태 및 개수, 사용처 등 다양한 조건에 따라 선택될 수 있다.

본 명세서 상에서 언급된 저부는 초기 설계 상 지면에 닿도록 위치된 부분을, 측부는 상기 저부와 직교하는 면의 부분을 일컫는다. 일반적인 모듈 케이스로 예를 들자면, 저부는 하부 플레이트, 측부는 측면 플레이트 상에 각 위치할 수 있다. 하지만 이는 배터리 케이스의 사용 형태, 배터리 케이스의 형상 및 초기 설계에 따라 달라질 수 있다.

상기 모듈 케이스는 열전도성 케이스 일 수 있다. 상기 모듈 케이스는 열전도도가 10W/mK 이상이거나, 혹은 적어도 일부분이 열전도도가 10W/mK 이상인 부분인 것을 포함한다.

상기 접착제는 전기 절연성이 있는 물질일 수 있다. 상기 전기 절연성이 있는 물질이란 ASTM D149에 준거하여 측정한 절연파괴전압이 약 3 kV/mm 이상인 물질을 예로 들 수 있다. 또한 상기 접착제는 열전도성 물질일 수 있다. 상기 열전도성 물질의 열전도도는 ASTM D5470 규격 또는 ISO 22007-2 규격에 따라 측정했을 때, 1.5 W/mK 이상 50 W/mK 이하일 수 있다. 상기 접착제는 접착력은 약 150gf/10mm 이상일 수 있고, 상한은 제한되지 않을 수 있다. 상한의 예시로는 2,000gf/10mm 이하를 들 수 있다. 상기 접착제는 경화성 수지 조성물일 수 있다. 상기 수지 조성물은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 올레핀계 수지, 우레탄계 수지, EVA계 수지 또는 실리콘계 수지인 수지 성분을 포함하거나, 또는 상기 수지 중 어느 하나 이상의 전구체를 포함할 수 있다. 상기 접착제는 단위 셀에 손상을 주지 않는 범위에서 용융될 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 또한 상기 접착제는 상온에서 고체가 될 수 있다. 또는 상기 접착제는 자극의 유무에 따라 상온에서 자유롭게 고체에서 액체, 액체에서 고체로 상전이가 가능한 물질일 수 있다.

또한 상기 접착제는 접착제의 전기 절연성, 열전도성을 보완하기 위해 필러를 추가로 포함할 수 있다. 상기 추가로 포함되는 필러는 수지 성분 또는 전구체 100 중량부 대비 50 내지 2,000 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 필러의 비율은 낮을수록 더 바람직하다. 상기 추가되는 필러는 접착제의 성질에 따라 그 종류 및 비율이 달라질 수 있다. 필러의 종류는 제한되지 않지만, 열전도성 및 절연성을 고려하였을 때 세라믹 필러를 사용할 수 있다. 비제한적으로 예를 들자면, 알루미나, AlN(aluminum nitride), BN(boron nitride), 질화규소(silicon nitride), SiC 또는 BeO 등과 같은 세라믹 입자가 사용될 수 있다.

상기 스토퍼는 상기 접착제와 다른 소재로 이루어 진 것일 수 있다.

상기 스토퍼는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리불화 비닐리덴, 천연고무, 부타디엔, 스틸렌 부타디엔, 아크로 니트릴 부타디엔, 바이톤, 실리콘, 클로로프렌, 에틸렌 프로필렌, 이소부틸렌, 이소 프로필렌 및 상기 물질의 하나 이상의 혼합물일 수 있다. 또는 상기 수지가 코팅되어 있는 금속제일 수 있다. 또한 상기 스토퍼는 자극 등 특정 조건에 따라 부피가 커지는 성질을 가진 물질로 이루어질 수 있다. 상기 자극은 온도 등 접착제가 주입되어 있는 상태의 배터리 모듈의 주입구에 끼워질 때 받을 수 있는 자극이면 어떤 자극이든 무방하다.

또한 상기 스토퍼는 상기 접착제와 반응하지 않는 물질로 이루어질 수 있다.

또한 상기 스토퍼는 접착제과 용융점이 다른 것일 수 있다.

상기 스토퍼는 용융점이 100~300℃일 수 있다. 이는 상기 접착제가 액체 상태인 경우의 온도에도 반응하지 않도록 하면서 배터리 모듈과 결합하여 있는 스토퍼의 경우, 전지의 온도가 상승하여도 스토퍼의 형상을 유지할 수 있도록 하는 온도 범위이다.

상기 스토퍼는 탄성이 있는 소재로 이루어 진 것일 수 있다.

상기 스토퍼는 탄성력이 있는 소재로 이루어져 주입구보다 더 큰 형상을 가지고 있어도 주입구에 결합될 수 있으며, 이를 결합 후에는 주입된 접착제가 흐르지 않도록 할 수 있다. 이는 배터리 모듈의 부피가 크지 않을 경우 유용하게 사용할 수 있다. 스토퍼를 결합 후 제거할 수 있도록 함으로써 모듈 케이스의 두께를 감소시킬 수 있다.

상기 스토퍼는 상기 주입구에 탈부착이 가능한 형태로 결합될 수 있다.

상기 스토퍼는 상기 주입구에서 탈착이 가능하도록 스토퍼를 분리할 수 있는 손잡이부가 존재할 수 있다. 상기 스토퍼의 바람직한 모습을 예로 들자면, 상기 스토퍼는 상기 스토퍼의 중앙에 위치한 원기둥부; 가장 좁은 폭의 길이가 상기 스토퍼의 원기둥부 직경보다 큰 상기 스토퍼의 머리부; 및 가장 넓은 폭의 길이가 상기 중심부의 원기둥 직경 보다는 크고 머리부 직경보다는 작은 고정부;로 구성될 수 있다. 상기 원기둥부의 직경은 주입구의 직경과 동일하거나 클 수 있다. 상기 원기둥부의 직경은 처음부터 주입구의 직경과 동일하거나 클 필요는 없고, 접착제 주입 후 끼워진 다음에 주입구의 직경과 동일하거나 커지는 모양일 수도 있다. 상기 스토퍼의 머리부와 고정부는 스토퍼를 고정할 수 있도록 하고, 상기 원기둥부는 상기 액체로 된 접착제가 흐르지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.

상기 주입구는 접착제를 주입하기 위해 형성되어 있다. 상기 주입구의 크기 및 형상, 개수 및 위치는 특별히 제한되지 않고, 상기 스토퍼의 형상, 액체로 된 접착제의 유출 가능성 및 접착제의 주입 효율 등을 고려하여 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 주입구는 원형, 타원형, 다각형, 무정형 등 다양한 형상을 가질 수 있으나, 스토퍼의 기능을 고려하여 보았을 때, 곡선으로 구성된 원형, 타원형 또는 곡선으로만 이루어진 무정형이 바람직하다. 이는 각이 진 형태일 경우, 스토퍼의 고정이 불완전하여 액체로 된 접착제가 유출될 우려가 있기 때문이다.

상기 주입구의 중간부에는 스토퍼의 형상에 따라 홈부 또는 나사홈 부가 존재할 수 있다. 상기 홈부 또는 나사홈부는 끼우는 형태의 스토퍼를 끼우기 위해 존재할 수 있다.

상기 주입구는 모듈 케이스 저부의 각 모서리부와 중심부에 형성될 수 있다. 또는 상기 주입구는 모듈 케이스의 측부에 더 형성될 수 있다. 접착제를 배터리 모듈 내에 고르게 분포하도록 하기 위해 주입구를 다양한 위치에 형성할 수 있다. 중심부, 모서리부 및 상기 접착제가 고르게 분포할 수 있도록 위치할 수 있는 곳이라면 그 제한이 없다. 또한 모듈 케이스의 측부에도 위치시켜 배터리 셀을 더 잘 고정할 수 있도록 할 수 있다. 상기 모듈 케이스의 측부에 주입구가 존재할 경우 접착제가 고르게 주입되어 배터리 셀을 잘 고정할 수 있다. 상기 주입부는 전지에 손상이 덜 가해지는 측부의 하단에 형성하는 것이 바람직하다. 열전도성 접착제를 사용할 경우, 모듈 케이스의 저부 및 측부 하단에 위치한 주입구를 가짐으로써 배터리 셀 내부에서 발생한 열을 배터리 모듈의 하부에 존재하는 냉각매체에 전달하도록 할 수 있다. 이 때, 배터리 상부 및 측부 상단에 주입구가 존재할 경우 리드부 등에 손상을 줄 우려가 있고, 전지의 안정성을 감소시킬 수 있다.

본원발명은 상기 기재에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 일 수 있다.

본원발명은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리를 모듈 케이스 내에 수용하는 단계; 상기 모듈 케이스 내부로 접착제를 도포시킬 수 있게 상기 모듈 케이스의 저부에 구비된 적어도 하나의 주입구로 상기 접착제를 주입하는 단계; 상기 주입구에 스토퍼를 장착하는 단계;를 포함하는 배터리 모듈 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 접착제 주입 이전에 상기 주입구를 포함하는 모듈 케이스의 면을 바닥면에 닿지 않도록 배치시키는 단계;를 더 포함하고, 상기 주입구에 스토퍼를 끼우는 단계 이후에 상기 주입구를 포함하는 모듈 케이스의 저부를 바닥면으로 배치시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본원발명은 상기와 같은 구성들 중 상충되지 않는 구성을 하나 또는 둘 이상 택하여 조합할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본원발명은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리; 상기 배터리 셀 어셈블리를 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 저부에 구비되며, 상기 모듈 케이스의 내부로 접착제를 주입시키기 위한 적어도 하나의 주입구; 및 상기 주입구를 막는 스토퍼를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것으로서, 이를 통해 배터리 모듈을 처음 설계 위치대로 고정 및 사용할 수 있도록 하고, 이로 인해 배터리 모듈의 작동 상의 오류를 감소시키면서 이후 이상이 생겼을 경우 원인을 파악해 개선하기 좋은 구조를 제공하는 장점이 있다.

도 1은 종래의 접착제 주입 방법에 관한 모식도이다.
도 2는 접착제를 넣어 배터리 셀을 정위치(a), 역위치(b)로 둔 후 고정시킨 배터리 모듈에 관한 모식도이다.
도 3은 본원발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 모듈에 위치한 스토퍼에 관한 모식도이다.
도 4는 본원발명의 제 2 실시예에 따른 배터리 모듈에 위치한 스토퍼에 관한 모식도이다.
도 5는 본원발명의 제 3 실시예에 따른 배터리 모듈에 위치한 스토퍼에 관한 모식도이다.
도 6은 본원발명의 제 4 실시예에 따른 스토퍼에 관한 모식도이다.
도 7은 본원발명에 따른 제 5 실시예에 따른 주입구를 가진 배터리 모듈에 관한 모식도이다.
도 8은 본원발명에 따른 제 6 실시예에 따른 주입구를 가진 배터리 모듈에 관한 모식도이다.
도 9는 본원발명에 따른 배터리 모듈 제조방법에 따른 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는, 본원 발명의 실시예를 참조하여 설명하지만, 이는 본원 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본원 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.

본원발명은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리; 상기 배터리 셀 어셈블리를 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 저부에 구비되며, 상기 모듈 케이스의 내부로 접착제를 주입시키기 위한 적어도 하나의 주입구; 및 상기 주입구를 막는 스토퍼;를 포함하는 배터리 모듈을 제공한다.

본원발명과 같은 스토퍼를 가짐으로써 배터리 모듈에 접착제를 주입 후 배터리 모듈을 정위치, 즉 초기에 설계한 위치대로 배치하여 접착제를 굳힐 수 있게 된다. 초기에 설계한 위치는 설계자에 따라 그 위치가 달라질 수 있으나, 일반적으로 주입구를 포함하는 모듈 케이스의 저부가 바닥면으로, 모듈 케이스의 수납면이 상부로 배치되어 있는 형상으로 구성되어 있을 수 있다. 본원발명에 따른 스토퍼가 존재함으로써 본원발명에 따른 배터리 모듈은 도 2(a)와 같이 배터리 모듈 내의 배터리 셀 등 주요 부품의 위치가 정위치에 있는 형상을 가질 수 있다.

도 3 내지 도 8은 본원발명의 제 1 실시예 내지 제 6 실시예에 따른 스토퍼 및 배터리 모듈에 관한 모식도이다.

도 3에 나타나 있는 제 1 실시예에 의하면, 본원발명에 따른 스토퍼는 주입구의 크기보다 작은 삽입부(420); 상기 삽입부의 상부에 위치하고, 삽입부 또는 주입구(200)보다 더 큰 판상형으로 구성된 머리부(410); 및 상기 머리부와 연결되어 있으면서 주입구 부근에 위치한 모듈 케이스에 끼워 결합할 수 있는 모듈 케이스 결합부(411)를 가지고 있을 수 있다. 이 때, 상기 삽입부는 도 3과 같이 주입구에 삽입 후 그 부피가 주입구에 맞도록 증가해 주입구를 밀봉할 수 있는 소재로 구성되어 있다. 상기 모듈 케이스 결합부는 상기 모듈 케이스에 결합될 수 있다. 이에 따라 액체로 된 접착제가 주입구를 통해 흘러나오지 않게 된다. 또한 이 때, 상기 주입구에는 일부 홈부가 있어 상기 삽입부가 잘 빠져나오지 않도록 할 수 있다.

도 4에 나타나 있는 제 2 실시예에 의하면, 본원발명에 따른 스토퍼는 주입구 방향으로 삽입되어 꺾일 수 있도록 두개의 판이 연결되어 있는 머리부(410) 만이 존재하는 구조일 수 있다. 상기 두개의 판의 중 하나의 판의 연결되지 않은 끝부분은 모듈 케이스에 연결되어 있으며, 나머지 판의 연결되지 않은 끝부분은 모듈 케이스와 연결되어 있지는 않으나, 모듈 케이스의 부분과 연결될 수 있는 부위를 가지고 있을 수 있다. 상기 두개의 판은 바깥으로는 휘거나 꺾일 수 없는 구조로 되어 있으며, 배터리 모듈 내부에서의 압력으로는 열리지 않으나 외부의 압력으로는 열릴 수 있는 구조로 되어 있을 수 있다. 이를 위해서 도 4와 같이 상기 스토퍼는 모듈케이스와 마주하지 않는 바깥 쪽에 힌지(312)가 있는 구조일 수 있다. 이 때, 두개의 판의 연결부는 액체가 새지 않도록 판으로 덧대어 있는 형태 또는 두개의 판이 나란히 위치할 경우 결합되는 부위가 존재하여 액체가 흐르지 않도록 하는 구조일 수 있다.

도 5에 나타나 있는 제 3 실시예에 의하면 본원발명에 따른 스토퍼는 원반형의 머리부(410); 머리부 밑에 존재하는 원기둥부(430); 그리고 원기둥부 아래에 위치하는 고정부(440);로 이루어져 있을 수 있다. 적어도 상기 고정부 및 원기둥부는 탄성이 있는 재질로 이루어져 있을 수 있다. 상기 원기둥부의 직경은 주입구의 직경과 같거나 큰 형태일 수 있다. 상기 원기둥부의 직경이 주입구의 직경과 같거나 큰 형태로 이루어져 있기 때문에 주입구는 밀봉되어 액체가 흐르지 않게 된다. 또한 상기 머리부의 가장 좁은 폭의 길이가 상기 스토퍼의 원기둥부의 직경보다 큰 형태로 이루어져 있을 수도 있다. 상기 머리부의 가장 좁은 폭의 길이가 원기둥부의 직경보다 큰 형태로 이루어져 있음으로 인해 스토퍼가 주입구를 통해 내부로 삽입되지 않을 수 있다. 상기 머리부는 원반 형태, 사각형 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 고정부는 원기둥부에 결합되어 있는 부위에서 끝으로 갈수록 그 크기가 줄어드는 형태일 수 있다. 이는 주입구보다 큰 형태의 고정부가 손쉽게 들어갈 수 있도록 할 수 있다. 고정부의 끝 부위는 주입구보다 작은 형태일 수도 있다. 상기 고정부는 끝이 뭉툭한 원뿔 형상일 수 있다.

도 6에 나타나 있는 제 4 실시예에 의하면, 본원발명에 따른 스토퍼는 나사형태일 수 있다. 상기 스토퍼는 나사 홈이 있는 주입구에 끼워 결합할 수 있는 형태일 수 있다. 상기 나사 형태의 스토퍼는 주입구의 나사 홈에 끼워져 액체가 새지 않도록 할 수 있다.

도 7에 나타나 있는 제 5 실시예에 의하면 본원발명에 따른 배터리 모듈은 배터리 모듈(100)의 저부에 다수의 주입구(200)를 가지고 있고, 상기 주입구는 고르게 분포되어 있는 형태일 수 있다. 도 7과 같이 상기 주입구는 접착제가 주입되어 고르게 분포될 수 있도록 위치할 수 있다. 이는 상기 모듈 케이스 내부의 배터리 셀 어셈블리 및 그 외의 부품의 위치, 개수, 형태 등에 따라 달라질 수 있다.

또한 도 8에 나타나 있는 제 6 실시예에 의하면 본원발명에 따른 배터리 모듈은 배터리 모듈의 저부 뿐 아니라 저부에 근접한 측부에 주입구를 더 가지고 있을 수 있다. 상기 측부에 있는 주입구를 통해 모서리 부에 접착제가 더 분포될 수 있도록 할 수 있다. 또한 상기 주입구는 저부에 근접한 측부에만 위치할 수도 있다.

본원발명에 따른 배터리 모듈 제조방법은 도 9와 같이 (a) 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리를 모듈 케이스 내에 수용하는 단계; (c) 상기 모듈 케이스 내부로 접착제를 도포시킬 수 있게 상기 모듈 케이스의 저부에 구비된 적어도 하나의 주입구로 상기 접착제를 주입하는 단계; (d) 상기 주입구에 스토퍼를 장착하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 (b) 상기 (c) 단계 이전에 상기 주입구를 포함하는 모듈 케이스의 면을 바닥면에 닿지 않도록 배치시키는 단계;를 더 포함하고, (e) 상기 (d) 단계 이후에, 상기 주입구를 포함하는 모듈 케이스의 저부를 바닥면으로 배치시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 주입구에 접착제를 주입 후 스토퍼를 장착함으로써 접착제가 외부로 유출되지 않을 수 있다. 유입된 접착제가 고르게 퍼질 수 있도록 접착제가 굳기 전에 상기 스토퍼가 장착된 배터리 모듈을 움직일 수도 있다.

또한 상기 주입구가 모듈 케이스의 바닥면에 위치하는 경우, 상기 주입구를 주입이 쉬운 위치로 이동시키는 상기 (b)단계 및 초기에 설계된 형태를 유지하기 위해 주입구를 포함하는 모듈 케이스의 저부를 다시 바닥면에 위치시키는 (e) 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 모듈 케이스가 바닥면에 위치하는 경우 외에도 접착제를 주입하기 쉬운 위치로 배치시키기 위해 사용될 수도 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

100 : 배터리 모듈
110 : 배터리 셀
200 : 주입구
300 : 접착제
400 : 스토퍼
410 : 머리부
411 : 모듈 케이스 결합부
412 : 힌지
420 : 삽입부
430 : 원기둥부
440 : 고정부
B : 저부
T : 상부

Claims (12)

1. 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리;
   상기 배터리 셀 어셈블리를 수용하는 모듈 케이스;
   상기 모듈 케이스의 저부에 구비되며, 상기 모듈 케이스의 내부로 접착제를 주입시키기 위한 적어도 하나의 주입구; 및
   상기 주입구를 막는 스토퍼;를 포함하는 배터리 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 접착제와 다른 소재로 이루어 진 것을 포함하는 배터리 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 접착제와 용융점이 다른 것을 포함하는 배터리 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는 탄성이 있는 소재로 이루어 진 것을 포함하는 배터리 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 주입구에 탈부착이 가능한 형태로 결합되는 것을 포함하는 배터리 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 스토퍼의 중앙에 위치한 원기둥부; 가장 좁은 폭의 길이가 상기 스토퍼의 원기둥부 직경보다 큰 상기 스토퍼의 머리부; 및 가장 넓은 폭의 길이가 상기 중심부의 원기둥 직경 보다는 크고 머리부 직경보다는 작은 고정부;로 구성된 것을 포함하는 배터리 모듈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 원기둥부의 직경은 주입구의 직경과 동일하거나 큰 것을 포함하는 배터리 모듈.
8. 제1항에 있어서,
   상기 주입구는 모듈 케이스 저부의 각 모서리부와 중심부에 형성된 것을 포함하는 배터리 모듈.
9. 제1항에 있어서,
   상기 주입구는 모듈 케이스 측부에 더 형성된 것을 포함하는 배터리 모듈.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
11. 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 어셈블리를 모듈 케이스 내에 수용하는 단계;
    상기 모듈 케이스 내부로 접착제를 도포시킬 수 있게 상기 모듈 케이스의 저부에 구비된 적어도 하나의 주입구로 상기 접착제를 주입하는 단계;
    상기 주입구에 스토퍼를 장착하는 단계;를 포함하는 배터리 모듈 제조방법.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 접착제 주입 이전에 상기 주입구를 포함하는 모듈 케이스의 면을 바닥면에 닿지 않도록 배치시키는 단계;를 더 포함하고,
    상기 주입구에 스토퍼를 끼우는 단계 이후에 상기 주입구를 포함하는 모듈 케이스의 저부를 바닥면으로 배치시키는 단계;를 더 포함하는 배터리 모듈 제조방법.

Images