KR102066910B1 - Base Plate for Battery Pack Having Three-layered Structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 전지모듈들이 탑재되며 팩 커버와 결합되어 전지팩을 구성하는 베이스 플레이트로서, 외부 디바이스에 고정되며 전지모듈들의 하중을 지지하는 제 1 플레이트; 제 1 플레이트 상에 위치하며, 팩 커버가 결합되어 전지모듈들을 외부로부터 밀봉하는 밀봉부가 구비되어 있는 제 2 플레이트; 및 제 2 플레이트 상에 위치하며, 전지모듈의 장착을 위한 하나 이상의 모듈 장착부가 구비되어 있는 제 3 플레이트; 를 포함하고 있으며, 상기 제 1 플레이트, 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트는 상하 방향으로 밀착 적층되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩용 베이스 플레이트를 제공한다.The present invention is a base plate mounted with a plurality of battery modules and coupled to the pack cover to form a battery pack, comprising: a first plate fixed to an external device and supporting the load of the battery modules; A second plate positioned on the first plate and having a sealing portion coupled to the pack cover to seal the battery modules from the outside; And a third plate positioned on the second plate and having at least one module mounting portion for mounting the battery module. It includes, The first plate, the second plate and the third plate provides a base plate for a battery pack, characterized in that made of a structure that is closely stacked in the vertical direction.
Description
본 발명은 3층 적층 구조의 전지팩용 베이스 플레이트에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack base plate having a three-layer laminated structure.
최근, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 충방전이 가능한 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.Recently, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries capable of charging and discharging as energy sources is rapidly increasing. Accordingly, many studies on secondary batteries capable of meeting various needs have been conducted. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle that is proposed as a solution for the air pollution of conventional gasoline vehicles and diesel vehicles that use fossil fuels. It is also drawing attention as a power source such as (Plug-In HEV).
따라서, 배터리 만으로 운행될 수 있는 전기자동차(EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차전지는 주로 니켈 수소 금속(Ni-MH) 이차전지가 주로 사용되고 있지만, 최근에는 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 일부 상용화 되어 있다.Therefore, an electric vehicle (EV) that can be driven only by a battery, a hybrid electric vehicle (HEV) using a battery and an existing engine, and the like have been developed, and some are commercialized. Ni-MH secondary batteries are mainly used as secondary batteries as EV and HEV power sources, but recently, studies using lithium secondary batteries with high energy density, high discharge voltage, and output stability have been actively conducted. And some have been commercialized.
이러한 이차전지가 자동차의 동력원으로 이용되는 경우, 상기 이차전지는 다수의 전지모듈 내지 전지모듈 어셈블리를 포함하는 전지팩의 형태로 이용된다.When the secondary battery is used as a power source of a vehicle, the secondary battery is used in the form of a battery pack including a plurality of battery modules or battery module assemblies.
차량용 전지팩은 일반적으로 트렁크와 같은 내부 공간에 탑재된 상태에서, 각 장치들과 전기적으로 연결된다. 그러나, 차량의 운행 중에는 크고 작은 진동이 불가피하게 발생한다. 이는 엔진 또는 모터의 진동으로 인하여 발생하는 미세한 진동도 있으며, 방지턱 등과 같은 도로의 요철로 인하여 발생하는 큰 진동도 있다.Vehicle battery packs are generally mounted in an interior space such as a trunk, and are electrically connected to the respective devices. However, large and small vibrations inevitably occur during operation of the vehicle. This is a minute vibration caused by the vibration of the engine or motor, there is also a large vibration caused by the unevenness of the road, such as a bump.
이러한 진동으로 인하여 차량용 전지팩의 밀봉 상태가 훼손되어 외부의 이물질이 침투하거나, 차량 프레임에 고정된 차량용 전지팩이 이탈되는 문제가 발생할 수 있다.Due to such vibration, the sealing state of the vehicle battery pack may be damaged, and foreign matter may penetrate the outside, or the vehicle battery pack fixed to the vehicle frame may be separated.
또한, 차량용 전지팩은 전기적으로 연결된 각 장치들에게 전원을 공급하므로, 사용자의 의사와는 무관하게 전기적 연결 상태가 해제되면 사용자의 운행 제어가 불가능할 수 있으며, 이는 대형 사고로 이어질 수 있는 문제가 있다.In addition, since the vehicle battery pack supplies power to each of the electrically connected devices, if the electrical connection state is released irrespective of the user's intention, the driving control of the user may not be possible, which may lead to a large accident. .
따라서, 이러한 외부의 진동 내지 충격이 가해져도 차량용 전지팩을 차량의 프레임에 단단하게 고정함과 동시에, 차량용 전지팩 내부로 외부 물질의 침투를 방지할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, even when such external vibrations or shocks are applied, there is a high necessity for a technology capable of firmly fixing the vehicle battery pack to the frame of the vehicle and at the same time preventing the ingress of foreign materials into the vehicle battery pack.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 팩 커버와 결합되어 전지팩을 구성하는 베이스 플레이트를 특정한 3층 적층 구조로 형성하는 경우, 차량용 전지팩의 밀봉성을 향상시킴과 동시에 차량 프레임에 안정적으로 고정되어 결과적으로 안정성이 향상됨을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application, after extensive research and various experiments, as described later, when the base plate constituting the battery pack in combination with the pack cover to form a specific three-layer laminated structure, sealing of the battery pack for vehicles At the same time to improve the performance and stably fixed to the vehicle frame as a result it was confirmed that the stability is improved, the present invention was completed.
따라서, 본 발명에 따른 베이스 플레이트는, 복수의 전지모듈들이 탑재되며 팩 커버와 결합되어 전지팩을 구성하는 베이스 플레이트로서, 외부 디바이스에 고정되며 전지모듈들의 하중을 지지하는 제 1 플레이트; 제 1 플레이트 상에 위치하며, 팩 커버가 결합되어 전지모듈들을 외부로부터 밀봉하는 밀봉부가 구비되어 있는 제 2 플레이트; 및, 제 2 플레이트 상에 위치하며, 전지모듈의 장착을 위한 하나 이상의 모듈 장착부가 구비되어 있는 제 3 플레이트; 를 포함하고 있으며 상기 제 1 플레이트, 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트는 상하 방향으로 밀착 적층되어 있는 구조로 이루어져 있다.Accordingly, the base plate according to the present invention is a base plate, which is mounted on a plurality of battery modules and is coupled to a pack cover to form a battery pack, the first plate being fixed to an external device and supporting the load of the battery modules; A second plate positioned on the first plate and having a sealing portion coupled to the pack cover to seal the battery modules from the outside; And a third plate positioned on the second plate and provided with at least one module mounting unit for mounting the battery module. It includes and the first plate, the second plate and the third plate is made of a structure that is closely stacked in the vertical direction.
상기 전지모듈들은 복수의 전지모듈들로 구성되는 것이 일반적이나, 하나의 전지모듈만을 포함하는 것을 배제하는 취지는 아니며, 경우에 따라서는 상기 전지모듈은 하나의 전지모듈만을 포함할 수도 있다. 다만, 둘 이상의 전지모듈들을 사용하여 전지팩의 에너지 밀도를 향상시키는 것이 바람직하다. 더욱이, 전지팩이 장착되는 디바이스의 사공간(Dead Space)에 부합되는 형상으로 전지모듈들을 이격 상태로 배치한 전지팩은, 디바이스의 공간 효율성을 향상시킬 수 있다.The battery modules are generally composed of a plurality of battery modules, but it is not intended to exclude the inclusion of only one battery module, and in some cases, the battery module may include only one battery module. However, it is desirable to improve the energy density of the battery pack using two or more battery modules. Furthermore, the battery pack in which the battery modules are spaced apart from each other in a shape corresponding to the dead space of the device on which the battery pack is mounted may improve the space efficiency of the device.
앞서 정의한 바와 같이, 본 발명에 따른 3층 적층 구조의 전지팩용 베이스 플레이트는 각기 다른 기능을 하는 제 1 플레이트, 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트로 구성되어 있다.As defined above, the base plate for the battery pack of the three-layer laminated structure according to the present invention is composed of a first plate, a second plate and a third plate having different functions.
상기 제 1 플레이트는 판 형상으로 형성되며, 베이스 플레이트는 상기 제 1 플레이트를 통해 외부 디바이스, 예를 들어, 차량의 프레임에 고정될 수 있다. The first plate is formed in a plate shape, the base plate may be fixed to the frame of the external device, for example, the vehicle through the first plate.
또한, 베이스 플레이트는 팩 커버와 결합하여 내부를 완벽하게 밀폐하도록 형성될 수 있다. 이를 위해 베이스 플레이트는 제 2 플레이트를 더 포함하며, 상기 제 2 플레이트에는 상기 팩 커버와 결합하여 전지모듈들을 밀폐시킬 수 있는 밀봉부를 구비되어 있다.In addition, the base plate may be formed to completely seal the inside in combination with the pack cover. To this end, the base plate further includes a second plate, and the second plate is provided with a seal that can seal the battery modules in combination with the pack cover.
또한, 베이스 플레이트는 전지모듈의 장착을 위한 모듈 장착부가 구비된 제 3 플레이트를 포함하고 있다. 상기 모듈 장착부는 전지모듈 이외에도 전지모듈을 제어하는 제어 부재 또는 냉각 부재 등을 장착할 수 있도록 형성될 수도 있다.In addition, the base plate includes a third plate provided with a module mounting unit for mounting the battery module. The module mounting portion may be formed to mount a control member or a cooling member for controlling the battery module in addition to the battery module.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 3 플레이트는, 제 1 방향으로 연장되어 있고 평면상으로 사각형인 제 1 판형 부재; 및 상기 제 1 방향의 수직인 제 2 방향으로 연장되어 있고 평면상으로 사각형인 제 2 판형 부재; 를 포함하고 있고, 상기 제 1 판형 부재 및 제 2 판형 부재는 동일 평면 상에 수직으로 결합되어 T자형 형상으로 형성될 수 있다.In one specific example, the third plate includes: a first plate member extending in a first direction and rectangular in planar shape; And a second plate member extending in a second vertical direction in the first direction and rectangular in plane. It includes, wherein the first plate-like member and the second plate-like member may be vertically coupled on the same plane may be formed in a T-shape.
상세하게는, 베이스 플레이트 및 팩 커버가 결합된 전지팩은 차량의 뒷자석 하부 및 암레스트의 하부에 걸쳐서 위치되도록 T자형으로 형성될 수 있다.In detail, the battery pack in which the base plate and the pack cover are combined may be formed in a T-shape so as to be positioned over the lower rear seat of the vehicle and the lower part of the armrest.
이에 따라, 베이스 플레이트를 T자형으로 형성하기 위하여 제 3 플레이트를 평면상으로 사각형인 제 1 판형 부재 및 제 2 판형 부재가 결합된 형태로 형성할 수 있다.Accordingly, in order to form the base plate in a T-shape, the third plate may be formed in a shape in which the first plate-shaped member and the second plate-shaped member which are rectangular in planar shape are combined.
상기 제 1 방향 및 제 2 방향과 관련하여, 예를 들어, 베이스 플레이트가 장착되는 차량의 폭 방향을 "제 1 방향"으로, 차량의 길이 방향을 "제 2 방향"으로 정의할 수도 있다.In relation to the first direction and the second direction, for example, the width direction of the vehicle on which the base plate is mounted may be defined as the “first direction” and the length direction of the vehicle may be defined as the “second direction”.
제 1 판형 부재 및 제 2 판형 부재가 결합된 상태가 T자형으로 형성되기 위하여 제 1 판형 부재는 제 1 방향으로 연장되어 있으며, 제 2 판형 부재는 제 2 방향으로 연장되어 있다. The first plate member extends in the first direction and the second plate member extends in the second direction so that the state where the first plate member and the second plate member are coupled to each other is formed in a T shape.
이에 따라, 제 1 판형 부재 및 제 2 판형 부재는 차량의 길이 방향을 기준으로 상호 폭이 다르게 형성될 수 있으며, 폭이 다른 사각 판형 부재가 결합된 상태로 형성될 수 있다. 상세하게는, 제 1 판형 부재의 폭은 제 2 판형 부재의 폭 대비 100% 내지 400%의 범위를 갖도록 형성될 수 있다.Accordingly, the first plate member and the second plate member may be formed to have different widths based on the length direction of the vehicle, and may be formed in a state in which the rectangular plate members having different widths are coupled to each other. Specifically, the width of the first plate member may be formed to have a range of 100% to 400% of the width of the second plate member.
이러한 구조에서, 제 1 판형 부재의 일측부 및 제 2 판형 부재의 일측부는 동일 평면 상에 상호 수직한 방향으로 결합될 수 있다. 상세하게는, 제 1 판형 부재의 일측부의 중앙에 상기 제 2 판형 부재의 일측부가 결합될 수 있다.In this structure, one side of the first plate-like member and one side of the second plate-shaped member may be coupled in a direction perpendicular to each other on the same plane. In detail, one side of the second plate member may be coupled to the center of one side of the first plate member.
이와 같이, 베이스 플레이트를 T자형으로 형성함으로써 전지팩의 수평 방향 단면을 T자형으로 형성할 수 있으며, 이에 따라, 차량에 장착되어 있는 기타 다른 장치들의 간섭 없이, 작업자가 전지팩의 수리 및 교체를 용이하게 할 수 있으며, 차량의 공간을 더 효율적으로 사용하여 차량의 내부 공간을 사용자가 더 넓게 사용할 수 있다.As such, by forming the base plate in a T-shape, a horizontal cross section of the battery pack may be formed in a T-shape, so that an operator may repair or replace the battery pack without interference of other devices mounted on the vehicle. It can be facilitated, and the space inside the vehicle can be used more efficiently, allowing the user to use the inside space of the vehicle more widely.
또한, 상기 구조에 의해, 전지팩은 평면상으로 자동차와 같은 디바이스의 중앙 부위에 위치함으로써, 다비이스의 좌우 양측에 인가되는 무게가 균형을 이루도록 구성할 수 있으며, 이에 따라, 전지팩에 의해 인가되는 무게를 고려한 디바이스의 역학적 설계를 보다 용이하게 수행할 수 있다.In addition, according to the above structure, the battery pack is located at the center of the device such as a vehicle in a plane, so that the weight applied to both the left and right sides of the device can be configured to balance, thereby applying by the battery pack The mechanical design of the device in consideration of the weight to be achieved can be performed more easily.
본 발명의 하나의 실시예에서는 제 3 플레이트를 T자형 형상으로 형성하였으나, 제 3 플레이트의 형상은 이에 제한되지 않으며, 차량의 형태, 크기, 용도 등을 고려하여 다른 형상으로 형성될 수도 있음은 물론이다.In one embodiment of the present invention, the third plate is formed in a T-shape, but the shape of the third plate is not limited thereto, and may be formed in another shape in consideration of the shape, size, use, etc. of the vehicle. to be.
하나의 구체적인 예에서, 제 3 플레이트의 모듈 장착부는, 전지모듈의 외주변 하단을 지지하면서 중앙에 개구가 형성되어 있는 프레임 구조로 이루어져 있고, 하나의 모듈 장착부에 하나의 전지모듈 또는 둘 이상의 전지모듈들이 장착될 수 있다.In one specific example, the module mounting portion of the third plate has a frame structure in which an opening is formed in the center while supporting an outer periphery lower end of the battery module, and one battery module or two or more battery modules in one module mounting portion. Can be mounted.
이러한 구조에서, 상기 모듈 장착부는 전지모듈의 양측부 하단을 지지하며, 상기 개구에는 전지모듈을 냉각시키는 냉각 부재가 삽입되어 전지모듈의 하부와 열 교환을 하도록 형성될 수 있다.In this structure, the module mounting portion supports the lower ends of both sides of the battery module, the cooling member for cooling the battery module is inserted into the opening may be formed to exchange heat with the lower portion of the battery module.
상기 제 3 플레이트에 형성되는 모듈 장착부는 상세하게는 제 1 내지 제 3 모듈 장착부들로 구성될 수 있다. 이러한 구조에서, 제 1 모듈 장착부 및 제 2 모듈 장착부에 고정되는 전지모듈의 배열 방향은 서로 상이하고, 제 2 모듈 장착부 및 제 3 모듈 장착부에 고정되는 전지모듈의 배열 방향은 서로 동일하도록 구성할 수 있다.The module mounting portion formed on the third plate may be configured in detail with first to third module mounting portions. In this structure, the arrangement directions of the battery modules fixed to the first module mounting part and the second module mounting part are different from each other, and the arrangement directions of the battery modules fixed to the second module mounting part and the third module mounting part may be the same. have.
이 때, 제 3 플레이트의 제 1 판형 부재는, 제 1 방향으로 양측에 대향하여 위치하는 한 쌍의 제 1 모듈 장착부들, 및 상기 제 1 모듈 장착부들 사이에 위치하고 제 1 모듈 장착부의 전지모듈 배향과 다른 전지모듈 배향의 제 2 모듈 장착부를 포함할 수 있다.At this time, the first plate-like member of the third plate is a pair of first module mounting portions positioned opposite to both sides in the first direction, and the battery module orientation of the first module mounting portion located between the first module mounting portions. It may include a second module mounting portion of a different battery module orientation.
상세하게는, 한 쌍의 제 1 모듈 장착부들은 제 1 판형 부재의 양측부에 대칭되게 위치될 수 있으며, 대칭되는 한 쌍의 제 1 모듈 장착부들 사이에 제 2 모듈 장착부가 형성될 수 있다. In detail, the pair of first module mounts may be symmetrically positioned at both sides of the first plate-shaped member, and a second module mount may be formed between the pair of symmetrical first module mounts.
이러한 구조에서, 제 1 모듈 장착부는 일정한 폭을 가지면서 제 2 방향으로 길게 형성될 수 있고, 이에 따라, 전지모듈 역시 제 1 모듈 장착부에 장착될 때 제 2 방향으로 일렬로 배치될 수 있다.In this structure, the first module mounting portion may be formed long in the second direction while having a predetermined width, and thus, the battery modules may also be arranged in a line in the second direction when mounted in the first module mounting portion.
이와는 달리, 제 2 모듈 장착부에 장착되는 전지모듈은 제 1 방향으로 일렬로 배치될 수 있다. 따라서, 제 2 모듈 장착부는 제 2 방향으로 전지모듈의 길이만큼의 폭을 갖는 개구 형상이며, 제 1 방향으로의 폭은 설계자의 선택에 따라 전지모듈의 개수를 달리 형성할 수 있으므로 달라질 수 있다.Alternatively, the battery modules mounted on the second module mounting unit may be arranged in a line in the first direction. Therefore, the second module mounting portion has an opening shape having a width equal to the length of the battery module in the second direction, and the width in the first direction may vary because the number of battery modules may be differently formed according to a designer's selection.
한편, 제 3 플레이트의 제 2 판형 부재는, 상기 제 2 모듈 장착부와 동일한 전지모듈 배향의 제 3 모듈 장착부를 포함할 수 있다. 또한, 제 3 모듈 장착부의 형상은 전술한 제 2 모듈 장착부의 형상과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나, 이는 설계자의 선택에 따라 달리 형성될 수 있음을 명시한다. On the other hand, the second plate-like member of the third plate may include a third module mounting portion of the same battery module orientation as the second module mounting portion. In addition, the shape of the third module mounting portion may be formed in the same manner as the shape of the second module mounting portion described above. However, this specifies that it may be formed differently at the designer's choice.
이와 같이, 전지모듈의 배열 방향을 서로 상이하게 형성함에 따라, 차량 내부의 제한된 공간 내에서 전지팩의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 보다 다양한 형상으로 전지팩을 구성함으로써, 전지팩의 탑재 공간에 대한 제약을 보다 용이하게 극복할 수 있다. As such, as the arrangement directions of the battery modules are different from each other, the energy density of the battery pack may be improved in a limited space inside the vehicle. In addition, by configuring the battery pack in a more various shape, it is possible to more easily overcome the restrictions on the mounting space of the battery pack.
본 발명에서, 상기 전지모듈들을 구성하는 전지셀들은 일반적으로 판상형 구조의 파우치형 전지셀로 이루어질 수 있다.In the present invention, the battery cells constituting the battery modules may be generally made of a pouch-type battery cell of a plate-like structure.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 3 플레이트는 전지모듈의 장착 고정을 위한 상향 돌출된 체결돌기들이 형성되어 있는 구조일 수 있다. 상기 체결돌기들은 예를 들어 용접된 볼트들(weld bolt)로 형성될 수 있으며, 전지모듈이 장착된 상태에서 고정 부재를 체결돌기에 결합시켜 전지모듈을 안정적으로 고정할 수 있다. 상기 고정 부재는 엔드 플레이트, 브라켓 등과 같은 부재일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다..In one specific example, the third plate may have a structure in which fastening protrusions protruding upward for mounting fixing of the battery module are formed. The fastening protrusions may be formed of, for example, welded bolts, and the battery module may be stably fixed by coupling the fixing member to the fastening protrusion while the battery module is mounted. The fixing member may be a member such as an end plate, a bracket, or the like, but is not limited thereto.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트에는 각각 아일랜드형 비드들이 상향 돌출 구조 또는 하향 만입 구조로 형성될 수 있다.In one specific example, the island-shaped beads may be formed in the first plate and the second plate, respectively, in an upwardly protruding structure or a downwardly indented structure.
아일랜드형 비드는 독립적이 형태의 비드로서, 이러한 아일랜드형 비드들은 일정한 간격으로 배열된 형태로 플레이트에 형성되어, 플레이트의 강도를 향상시킨다.Island type beads are independently shaped beads, and these island type beads are formed on the plate in a form arranged at regular intervals, thereby improving the strength of the plate.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 플레이트에는 상향 돌출 구조의 아일랜드형 비드들이 형성되어 있고, 상기 제 2 플레이트에는 하향 만입 구조의 아일랜드형 비드들이 형성되어 있으며, 상기 제 1 플레이트의 아일랜드형 비드들은 제 2 플레이트의 아일랜드형 비드들과 서로 대면하는 구조일 수 있다. 상기 아일랜드형 비드들은, 예를 들어, 평면상으로 직사각형 또는 정사각형 형상으로 이루어질 수 있다.In one specific example, the island-type beads of the upwardly projecting structure are formed in the first plate, the island-shaped beads of the downwardly indented structure are formed in the second plate, and the island-type beads of the first plate are formed of the first plate. It may be a structure facing the island-shaped beads of the two plate. The island beads may be formed, for example, in a planar rectangular or square shape.
이와 같이, 제 1 및 제 2 플레이트들에 아일랜드형 비드들이 형성되어 있음으로써, 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트의 사행 내지 비틀림 현상을 최소화하면서, 밀착되어 적층 방향에서의 강도 증진에 기여한다.As such, island type beads are formed in the first and second plates, thereby minimizing the meandering and torsional phenomena of the first plate and the second plate while being in close contact, contributing to the increase in strength in the stacking direction.
한편, 제 2 플레이트는 제 1 플레이트와 제 3 플레이트 사이에 위치하며, 팩 커버와 결합하여 전지모듈을 밀폐시키는 기능을 한다. 다시 말하면, 팩 커버를 제 1 플레이트에 바로 결합시키지 않고, 별도로 제 2 플레이트를 사용하여 결합시킨다.On the other hand, the second plate is located between the first plate and the third plate, in combination with the pack cover functions to seal the battery module. In other words, the pack cover is not directly bonded to the first plate, but separately using a second plate.
제 1 플레이트는 차량과 같은 외부 디바이스와 직접 결합됨에 따라, 외부의 진동 내지 충격이 직접적으로 전달되므로, 전지모듈이 완벽하게 밀폐되지 않을 가능성이 있다.As the first plate is directly coupled to an external device such as a vehicle, since external vibration or shock is directly transmitted, there is a possibility that the battery module is not completely sealed.
만약, 제 1 플레이트와 커버 팩이 결합되어 전지모듈을 밀폐시킨다면, 차량의 운행 중에 지속적인 진동으로 인하여 제 1 플레이트와 커버 팩 사이에 이격된 공간이 생길 수 있으며, 상기 이격된 공간을 통해 물이나 먼지와 같은 이물질이 침투되어 심각한 위험을 초래할 수 있다.If the first plate and the cover pack are combined to seal the battery module, spaces may be spaced between the first plate and the cover pack due to continuous vibration while the vehicle is running, and water or dust may be formed through the space. Foreign objects such as these can penetrate and pose a serious danger.
따라서, 제 1 플레이트 상부에 제 2 플레이트를 적층하며, 상기 제 2 플레이트 상에 밀봉부를 구비함으로써 전지팩을 완벽하게 외부로부터 밀폐시킬 수 있다.Therefore, the second plate is stacked on the first plate, and the battery pack can be completely sealed from the outside by providing a seal on the second plate.
상기 밀봉부는, 제 2 플레이트 상면의 외주변을 따라 소정의 높이 및 폭으로 상향 돌출된 외주 돌출부를 포함할 수 있으며, 밀봉부를 소정의 높이 및 폭으로 상향 돌출되도록 형성함에 따라, 외부의 진동 내지 충격을 완충하는 역할을 함과 동시에 전지팩을 빈틈없이 차폐시킬 수 있다.The sealing part may include an outer circumferential protrusion protruding upward at a predetermined height and width along an outer periphery of the upper surface of the second plate, and the sealing part is formed to protrude upward at a predetermined height and width, thereby causing external vibration or impact. At the same time as a buffer to the battery pack can be shielded tightly.
또한, 상기 밀봉부는, 팩 커버가 외주 돌출부에 결합될 때 팩 커버와의 계면에 개재되는 실링 가스켓을 더 포함할 수 있다. 상기 가스켓은 예를 들어 고무 재질로 형성될 수 있지만, 그것 만으로 한정되지 않음은 물론이다.The sealing unit may further include a sealing gasket interposed at an interface with the pack cover when the pack cover is coupled to the outer protrusion. The gasket may be formed of, for example, a rubber material, but is not limited thereto.
제 2 플레이트는, 제 1 플레이트 또는 제 3 플레이트와는 달리, 바람직하게는 1 단위의 부재로 이루어져 있어서, 높은 밀봉성을 제공한다.The second plate, unlike the first plate or the third plate, is preferably made of one unit member to provide a high sealing property.
한편, 상기 외주 돌출부의 내측에 제 3 플레이트의 외주 단부가 밀착 고정될 수 있다. 외주 돌출부의 내측에 제 3 플레이트를 상하 방향으로 끼움 결합함으로써 별도의 볼트-너트 결합 내지 용접을 통한 결합 없이도 일정 강도 이상의 결합력을 발휘할 수 있다. Meanwhile, an outer circumferential end of the third plate may be tightly fixed to the inner side of the outer circumferential protrusion. By fitting the third plate in the vertical direction to the inner side of the outer protrusion, it is possible to exert a bonding force of a certain strength or more without a separate bolt-nut coupling or bonding through welding.
또한, 제 1 판형 부재에 결합되는 제 2 판형 부재의 단부에는 한 쌍의 외향 돌출형의 제 1 체결부들이 형성되어 있고, 제 1 판형 부재에는 상기 제 1 체결부들에 대응하는 위치에 하향 만입형의 제 2 체결부들이 형성되어 있으며, 상기 1 체결부들이 제 2 체결부들에 수용된 상태에서 스팟 용접에 의해 상호 결합될 수 있다.In addition, a pair of outwardly protruding first fastening portions are formed at an end portion of the second plate-shaped member coupled to the first plate-shaped member, and the first plate-shaped member is indented downward in a position corresponding to the first fastening portions. The second fastening portions of the second fastening portions are formed, and the first fastening portions may be coupled to each other by spot welding in a state where the first fastening portions are accommodated in the second fastening portions.
이 때, 제 3 플레이트는 제 1 체결부 및 제 2 체결부를 통하여 끼움 결합을 함으로써 결합시 접촉 면적을 증대시키며, 수평 방향의 외력에 결합이 해제되지 않도록 형성할 수 있다. 더불어, 상기 제 1 체결부 및 제 2 체결부가 결합된 상태의 미세한 틈에 스팟 용접을 가하여 궁극적으로 제 1 판형 부재 및 제 2 판형 부재를 강하게 결합시킬 수 있다.At this time, the third plate may be formed by fitting through the first fastening portion and the second fastening portion to increase the contact area during the coupling, and may not be released to the external force in the horizontal direction. In addition, spot welding may be applied to a minute gap in a state in which the first fastening part and the second fastening part are coupled, thereby ultimately strongly coupling the first plate member and the second plate member.
하나의 구체적인 예에서, 제 1 플레이트는 상기 제 3 플레이트의 제 1 판형 부재에 대응하는 제 3 판형 부재; 및 상기 제 3 플레이트의 제 2 판형 부재에 대응하는 제 4 판형 부재; 를 포함하고 있고, 상기 제 3 판형 부재 및 제 4 판형 부재는 동일 평면 상에 수직으로 결합되어 T자형 형상을 이룰 수 있다.In one specific example, the first plate comprises: a third plate member corresponding to the first plate member of the third plate; And a fourth plate member corresponding to the second plate member of the third plate. It includes, wherein the third plate-like member and the fourth plate-like member may be vertically coupled on the same plane to form a T-shape.
상세하게는, 제 1 플레이트는 제 3 플레이트와 마찬가지로 2개의 서로 다른 판형 부재가 결합된 상태로 구성할 수 있다. In detail, like the third plate, the first plate may be configured in a state in which two different plate-like members are coupled.
상기 제 1 플레이트는 제 3 플레이트보다 상대적으로 강성이 큰 소재 또는 구조로 이루어져 있다. 이는, 제 1 플레이트가 차량의 프레임에 직접 결합되며, 전지모듈을 지지하는 역할을 하기 때문에, 바람직하게는, 제 2 및 제 3 플레이트의 두께보다는 두꺼운 금속 부재로 형성될 수 있다.The first plate is made of a material or structure that is relatively rigid than the third plate. This is because the first plate is directly coupled to the frame of the vehicle and serves to support the battery module, it may be preferably formed of a metal member thicker than the thickness of the second and third plates.
하나의 예에서, 상기 제 1 플레이트를 2개의 서로 다른 판형 부재인 제 3 및 제 4 판형 부재가 결합되도록 형성하였는 바, 이는, 기계적 강성을 위한 단단한 소재 선정 및 두께의 증가로 인한 제품 성형성을 고려한 것이다.In one example, the first plate is formed such that two different plate-like members, the third and fourth plate-like members, are joined, which is a product formability due to the selection of a rigid material for mechanical rigidity and an increase in thickness. Considered.
상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트는 각각의 외주변에 외부 디바이스에 대한 결합을 위한 복수의 고정용 홀들이 천공되어 있는 구조일 수 있다.The first plate and the second plate may have a structure in which a plurality of fixing holes for coupling to an external device are drilled on the outer periphery thereof.
이러한 구조에서, 제 1 플레이트의 고정용 홀들은 상향 돌출 구조의 아일랜드형 비드 상에 형성되어 있고, 상기 제 2 플레이트의 고정용 홀들은 밀봉부로부터 외향 연장된 부위에 형성될 수 있다.In this structure, the fixing holes of the first plate are formed on the island-shaped bead of the upwardly projecting structure, and the fixing holes of the second plate may be formed in a portion extending outward from the seal.
상세하게는, 제 1 플레이트의 고정용 홀들은 상기 제 1 플레이트의 외주변을 따라 이격하여 형성되어 볼트 등과 같은 결합 부재를 통하여 외부 디바이스와 결합될 수 있다. 또한, 제 2 플레이트는 밀봉부 외측 방향으로 연장되는 날개부를 형성할 수 있으며, 상기 날개부 상에 제 2 플레이트 고정용 홀들을 형성할 수 있다.In detail, the fixing holes of the first plate may be spaced apart along the outer periphery of the first plate to be coupled to the external device through a coupling member such as a bolt. In addition, the second plate may form a wing portion extending in an outer direction of the sealing portion, and may form second plate fixing holes on the wing portion.
상기 구조에서, 제 1 및 제 2 플레이트 고정용 홀들 각각은 서로 대면하는 위치에 배치되어 하나의 결합 부재가 상기 제 1 및 제 2 플레이트 고정용 홀을 관통하여 외부 디바이스에 고정되도록 형성될 수 있다.In the above structure, each of the first and second plate fixing holes may be disposed in a position facing each other so that one coupling member may pass through the first and second plate fixing holes to be fixed to the external device.
한편, 상기 제 3 플레이트에는, 전지모듈들의 작동 제어를 위한 제어부재가 탑재되어 고정될 수 있는 적어도 하나 이상의 스터드 볼트가 구비될 수 있다.On the other hand, the third plate, at least one stud bolt that can be mounted and fixed to the control member for controlling the operation of the battery module may be provided.
하나의 구체적인 실시예에서, 상기 전지모듈은 전기적으로 연결되어 있고, 인접 배열된 복수의 전지셀들을 포함하고 있는 구조일 수 있다. 전지모듈들 각각은 예를 들어 12개 내지 24개의 전지셀들을 포함할 수 있으며, 상기 전지셀은 리튬 이차전지로 형성될 수 있다. 상기 전지모듈들을 구성하는 전지셀들의 수량은 모두 동일하거나 다를 수 있다.In one specific embodiment, the battery module may be electrically connected and may have a structure including a plurality of battery cells arranged adjacently. Each of the battery modules may include, for example, 12 to 24 battery cells, and the battery cells may be formed of lithium secondary batteries. The quantity of battery cells constituting the battery modules may be the same or different.
상기 리륨 이차전지의 구성 및 그것의 제조방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.Since the configuration of the lithium secondary battery and a method of manufacturing the same are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.
본 발명은 또한 상기 베이스 플레이트 상에 전지모듈들이 탑재되어 있고 팩 커버가 결합될 수 있는 구조의 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack having a structure in which the battery modules are mounted on the base plate and the pack cover can be coupled.
팩 커버는 베이스 플레이트의 제 2 플레이트, 상세하게는, 1 단위 부재로 이루어진 제 2 플레이트의 밀봉부에 결합되어 높은 차폐성을 발휘한다.The pack cover is coupled to the sealing portion of the second plate of the base plate, specifically, the second plate made of one unit member, and exhibits high shielding properties.
또한, 본 발명은 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including the battery pack as a power source.
상기 디바이스는, 예를 들어, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그인 하이브리드 전기자동차로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The device may be, for example, any one selected from the group consisting of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or a plug-in hybrid electric vehicle.
전술한 바와 같이, 베이스 플레이트를 T자형으로 형성함에 따라, 전지팩을 차량의 중앙 하부, 예를 들어, 뒤좌석 탑승 공간의 하부에 탑재시킬 수 있으며, 차량의 트렁크와 같은 내부 공간을 차지하지 않을 수 있어 차량 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. As described above, by forming the base plate in the T-shape, the battery pack can be mounted in the lower portion of the center of the vehicle, for example, the lower portion of the rear seat boarding space, and does not occupy the internal space such as the trunk of the vehicle. It can make efficient use of the space inside the vehicle.
하나의 구체적인 예에서, 상기 디바이스 내에서 전지팩은 자동차의 실내(탑승 공간)로부터 격리된 구조로 탑재되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the battery pack in the device may be a structure that is mounted in a structure isolated from the interior (boarding space) of the vehicle.
앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 전지팩이 고온의 환경에 노출되거나 또는 오작동을 일으키는 경우, 상기 전지팩을 구성하는 전지셀에서 내부 단락이 발생하면, 양극 계면에서 전해액의 분해 반응이 일어나게 되고, 그로 인해 가스가 다량 발생하여 결국 내압의 증가로 전지케이스가 파열되어 전지셀 외부로 배출된다.As described above, when the battery pack is exposed to a high temperature environment or malfunctions, when an internal short circuit occurs in the battery cell constituting the battery pack, decomposition reaction of the electrolyte occurs at the anode interface, thereby causing gas A large amount is generated and eventually the battery case ruptures due to an increase in internal pressure and is discharged out of the battery cell.
일반적으로 이러한 내부 가스는 일산화탄소 등과 같은 인체에 해로운 유독 성분을 포함하고 있어, 안전성에 관한 문제가 유발된다.In general, these internal gases contain toxic components harmful to the human body, such as carbon monoxide, causing safety problems.
반면에, 본 발명에 따른 전지팩은 디바이스 내에서 자동차의 실내로부터 격리된 구조로 탑재됨으로써, 상기 내부 가스가 자동차의 실내로 유입되는 현상을 방지하고, 이에 따른 안전성의 문제를 해소할 수 있다.On the other hand, the battery pack according to the present invention is mounted in a device in a structure that is isolated from the interior of the vehicle, it is possible to prevent the phenomenon that the internal gas flows into the interior of the vehicle, thereby solving the safety problem.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structure and fabrication method of such a device are known in the art, detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩용 베이스 플레이트는, 각기 다른 기능을 하는 제 1 내지 제 3 플레이트들이 적층된 상태로 형성되어 있어서, 외부 디바이스에 견고히 고정됨과 동시에 팩 커버와 결합되어 내부에 탑재된 전지모듈을 외부로부터 완벽하게 밀폐할 수 있고, 그에 따라, 자동차와 같은 디바이스 내에서, 전지팩의 탑재 위치에 대한 제한을 극복할 수 있고, 전지팩의 용량 대비 부피를 최소화할 수 있어, 디바이스의 공간 활용성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery pack base plate according to the present invention is formed in a state in which the first to third plates having different functions are stacked, and are firmly fixed to an external device and simultaneously coupled with the pack cover to the inside. The mounted battery module can be completely sealed from the outside, and thus, in a device such as an automobile, it is possible to overcome the limitation on the mounting position of the battery pack, and to minimize the volume to capacity of the battery pack, There is an effect that can maximize the space utilization of the device.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩용 베이스 플레이트의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지팩용 베이스 플레이트가 결합된 상태를 나타낸 사시도다.
도 3은 도 1의 전지팩용 베이스 플레이트의 제 2 플레이트의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1의 전지팩용 베이스 플레이트의 제 3 플레이트의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1의 전지팩용 베이스 플레이트의 제 3 플레이트에 고정 부재가 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 1의 전지팩용 베이스 플레이트에 냉각 부재가 장착되는 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 도 1의 전지팩용 베이스 플레이트에 전지모듈들이 장착된 상태를 나타낸 사시도다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 전지팩의 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a base plate for a battery pack according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a state in which the base plate for the battery pack of Figure 1 is coupled.
3 is a perspective view schematically illustrating a structure of a second plate of the base plate for a battery pack of FIG. 1.
4 is a perspective view schematically illustrating a structure of a third plate of the battery pack base plate of FIG. 1.
5 is a perspective view schematically illustrating a state in which a fixing member is coupled to a third plate of the battery pack base plate of FIG. 1.
6 is an exploded perspective view illustrating a state in which a cooling member is mounted on the battery pack base plate of FIG. 1.
7 is a perspective view illustrating a state in which battery modules are mounted on the base plate for the battery pack of FIG. 1.
8 is a perspective view of a battery pack in one embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings according to embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 3층 적층 구조의 전지팩용 베이스 플레이트의 분해 사시도이며 도 2는 결합된 상태를 나타낸 사시도다.1 is an exploded perspective view of a base plate for a battery pack of a three-layer laminated structure according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a combined state.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩용 베이스 플레이트(100)는 각기 다른 기능을 하는 제 1 플레이트(110), 제 2 플레이트(140) 및 제 3 플레이트(170)로 구성되어 있다.1 and 2 together, the battery
베이스 플레이트(100)는, 제 1 플레이트(110) 상에 제 2 플레이트(140)가 적층되어 있고, 제 2 플레이트(140) 상에 제 3 플레이트(170)가 순차적으로 적층되어 있는 구조를 가진다.The
제 1 플레이트(110)는 평면상으로 대략 T자형 판 형상을 이루고 있으며, 외부 디바이스, 예를 들어, 차량의 프레임에 직접 고정된다. 차량의 프레임에 고정시키기 위하여, 이격 배치되는 복수의 제 1 고정용 홀들(117)을 포함하고 있다. The
제 2 플레이트(140)는 1 단위의 부재로 이루어져 있고, 제 1 플레이트(110)에 형성된 제 1 고정용 홀들(117)과 대면하는 위치에 제 2 고정용 홀들(147)을 포함하고 있다. 따라서, 제 1 고정용 홀들(117) 및 제 2 고정용 홀들(147)에 체결 부재(도시하지 않음)를 관통시켜 차량의 프레임(도시하지 않음)에 베이스 플레이트(100)를 고정할 수 있다.The
제 1 플레이트(110)에는 상향 돌출 구조의 아일랜드형 비드들(111) 이 형성되어 있고, 제 2 플레이트(140)에는 하향 만입 구조의 아일랜드형 비드들(141) 이 형성되어 있으며, 제 1 플레이트(110)의 아일랜드형 비드들(111)은 제 2 플레이트(140)의 아일랜드형 비드들(141)과 서로 대면할 수 있다.Island-
아일랜드형 비드들(111,141)은, 예를 들어, 평면상으로 직사각형 또는 정사각형 형상으로 이루어질 있지만, 그것 만으로 한정되지 않음은 물론이다.Island-shaped
제 2 플레이트(140)는 제 1 플레이트(110)와 제 3 플레이트(170) 사이에 위치하며, 팩 커버(미도시)와 결합하여 전지모듈(미도시)을 밀폐시키는 기능을 한다. 다시 말하면, 팩 커버를 2개의 부재들로 이루어진 제 1 플레이트(110)에 결합시키지 않고, 1 단위의 부재로 이루어진 제 2 플레이트(140)를 사용하여 결합시킴으로써 높은 밀폐도를 제공한다.The
이를 위해, 제 2 플레이트(140)는 팩 커버가 결합되는 밀봉부를 포함하고 있다. 상기 밀봉부는 제 2 플레이트(140) 상면의 외주변을 따라 소정의 높이 및 폭으로 상향 돌출된 외주 돌출부(144)를 포함하고 있고, 외주 돌출부(144)의 내측에 제 3 플레이트(170)의 외주 단부가 밀착 고정됨으로써, 제 3 플레이트(170)가 제 2 플레이트(140)에 고정될 수 있다.To this end, the
제 3 플레이트(170)는, 제 1 방향(Ⅰ)으로 연장되어 있고 평면상으로 사각형인 제 1 판형 부재(172)와, 제 1 방향의 수직인 제 2 방향(Ⅱ)으로 연장되어 있고 평면상으로 사각형인 제 2 판형 부재(176)를 포함하고 있다. 제 1 판형 부재(172)와 제 2 판형 부재(176)는 동일 평면 상에 수직으로 결합되어 T자형 형상을 이루고 있다.The
또한, 제 3 플레이트(170)는 적어도 하나 이상의 전지모듈을 장착할 수 있는 제 1 내지 제 3 모듈 장착부들(173, 174, 177)을 포함하고 있다.In addition, the
제 1 및 제 2 모듈 장착부들(173, 174)에 각각 고정되는 전지모듈(도시하지 않음)의 배열 방향을 서로 상이하고, 제 2 모듈 장착부(174)과 제 3 모듈 장착부(177)에 각각 고정되는 전지모듈의 배열 방향은 서로 동일하다. 제 2 플레이트(140) 및 제 3 플레이트(170)에 관한 더욱 자세한 설명은 후술하도록 한다.The arrangement directions of the battery modules (not shown) respectively fixed to the first and second
제 1 플레이트(110)는, 제 3 플레이트(170)의 제 1 판형 부재(172)에 대응하는 제 3 판형 부재(112)와, 제 3 플레이트(170)의 제 2 판형 부재(176)에 대응하는 제 4 판형 부재(116)를 포함하고 있고, 제 3 판형 부재(112) 및 제 4 판형 부재(116)는 동일 평면 상에 수직으로 결합되어 T자형 형상을 이루고 있다.The
제 1 플레이트(110)는 차량의 프레임에 직접 결합되며, 전지모듈을 지지하는 역할을 하기 때문에, 제 2 및 제 3 플레이트들(140, 170)의 두께보다 두꺼운 두께를 가지고 있다.Since the
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩용 베이스 플레이트의 제 2 플레이트의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view schematically showing a structure of a second plate of a battery pack base plate according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제 2 플레이트(140)는 제 1 및 제 3 플레이트들(110, 170)와는 달리, 하나의 T자형 판형 부재로 이루어져 있다. 이는 제 2 플레이트(140)가 팩 커버와 결합하여 전지모듈을 밀폐시키는 역할을 하기 때문에 외부의 물질이 침투할 수 있는 공극을 없애기 위함이다. 또한, 제 2 플레이트(140)는 상대적으로 제 1 플레이트(110)보다는 얇은 두께로 형성되기 때문에 1 단위의 부재로 제작하기 용이하다. Referring to FIG. 3, unlike the first and
강도 향상을 위해, 제 2 플레이트(140)에는, 도 1에 도시된 제 1 플레이트(110)에 형성된 상향 돌출 구조의 아일랜드형 비드들(111)에 대응되는 형상인 하향 만입 구조의 아일랜드형 비드들(141)이 형성되어 있다.In order to improve the strength, the
제 2 플레이트(140)의 아일랜드형 비드(141)에는 냉각 부재용 고정홀(149)이 형성되어 있다. 이러한 냉각 부재용 고정홀은 반드시 제 2 플레이트(140)의 모든 아일랜드형 비드들(141) 상에 형성되는 것은 아니며, 구조의 설계에 따라 달라질 수 있다.The island-shaped
다시 도 2를 참조하면, 제 2 플레이트(140) 상에 형성된 냉각 부재용 고정홀(149)은 제 1 플레이트(110) 상에 형성된 체결 돌기(179)의 위치와 대응된다. 이에 따라, 결합 부재를 통하여 냉각 부재용 고정홀(149) 및 체결 돌기(179)를 관통하여 냉각 부재를 결합시킬 수 있다.Referring to FIG. 2 again, the fixing
전술한 바와 같이, 제 2 플레이트(140)는 상면의 외주변을 따라 밀봉부가 형성되어 있다. 이러한 밀봉부는 팩 커버(도시하지 않음)와의 계면에 개재되는 실링 가스켓(146)을 포함한다. 실링 가스켓(146)은 고무 재질로 형성될 수 있으며, 고무 패킹과 같은 역할을 한다.As described above, the
또한, 밀봉부에는 소정의 높이 및 폭으로 상향 돌출된 외주 돌출부(144)가 형성되어 있어서, 밀봉부의 내측과 소정의 높이만큼 단차가 형성된다. 이에 따라, 외주 돌출부(144)의 내측에는 전술한 제 3 플레이트(170)가 밀착되어 안착된다. 또한, 제 3 플레이트(170)는 외주 돌출부(144)의 높이에 대응되어 끼워질 수 있는 높이로 형성되어 있다.In addition, the sealing portion is formed with an outer
또한, 제 2 플레이트(140)에는 제 1 플레이트(110)와 함께 외부 디바이스에 고정되기 위하여 제 2 고정용 홀들(147)이 형성되어 있다. 제 2 고정용 홀들(147)은 밀봉부의 외측 방향으로 연장된 날개부(148)에 이격 형성되어 있다. 또한, 밀봉부의 외측 방향에 밀봉부의 둘레를 따라 이격 형성되어 있다.In addition, the second fixing holes 147 are formed in the
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩용 베이스 플레이트의 제 3 플레이트의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.Figure 4 is a perspective view schematically showing the structure of a third plate of the base plate for a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 제 3 플레이트(170)는, 제 1 방향으로 연장되어 있고 평면상으로 사각형인 제 1 판형 부재(172)와, 제 1 방향의 수직인 제 2 방향으로 연장되어 있고 평면상으로 사각형인 제 2 판형 부재(176)를 포함하고 있고, 제 1 판형 부재(172) 및 제 2 판형 부재(176)는 동일 평면 상에 수직으로 결합되어 T자형 형상을 이루고 있다.Referring to FIG. 4, the
제 1 판형 부재(172) 및 제 2 판형 부재(176)가 상호 결합되어 T자형 형상을 이루고 위하여, 제 1 판형 부재(172)는 제 1 방향으로 연장되어 있으며, 제 2 판형 부재(176)는 제 2 방향으로 연장되어 있다. In order for the
이에 따라, 제 1 판형 부재(172) 및 제 2 판형 부재(176)는 차량의 길이 방향을 기준으로 상호 폭이 다르게 형성될 수 있으며, 폭이 다른 사각 판형 부재가 결합된 상태로 형성될 수도 있다.Accordingly, the
제 3 플레이트(170)는 제 1 내지 제 3 모듈 장착부들(173, 174, 177)들을 포함하고 있다. 제 1 및 제 2 모듈 장착부(173, 174)에 각각 고정되는 전지모듈의 배열 방향을 서로 상이하고, 제 2 모듈 장착부(174) 및 제 3 모듈 장착부(177)에 각각 장착되는 전지모듈의 배열 방향은 서로 동일하다.The
제 3 플레이트(170)의 제 1 판형 부재(172)는 제 1 방향으로 양측에 대향하여 위치하는 한 쌍의 제 1 모듈 장착부들(173)을 포함하고 있다. 또한, 제 1 모듈 장착부(173)들 사이에 위치하고 제 1 모듈 장착부(173)의 전지모듈 배향과 다른 전지모듈 배향의 제 2 모듈 장착부(174)를 포함하고 있다. 즉, 한 쌍의 제 1 모듈 장착부들(173)이 제 1 판형 부재(172)의 양측부에 대칭으로 위치하고, 제 1 모듈 장착부들(173) 사이에 제 2 모듈 장착부(174)가 형성되어 있다.The
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩용 베이스 플레이트의 제 3 플레이트에 고정 부재가 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view schematically illustrating a state in which a fixing member is coupled to a third plate of a battery pack base plate according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제 3 플레이트(170) 상에는 전지모듈들을 고정하기 위한 제 1 고정 부재(185a, 185b, 185c, 185d)이 결합된다. 제 1 고정 부재(185a, 185b, 185c, 185d)는 전지모듈들을 양측 단부에서 상호 밀착시켜 제 3 플레이트(170) 상에 고정하는 일종의 앤드 플레이트들이다.Referring to FIG. 5,
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩용 베이스 플레이트에 냉각 부재가 장착되는 상태를 나타낸 분해 사시도이다. 6 is an exploded perspective view showing a state in which a cooling member is mounted on a base plate for a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 냉각 부재는, 제 1 내지 제 3 모듈 장착부들(173, 174, 177)에 대응되는 형상으로 형성되어 있는 히트 싱크들(190a, 190b, 190c, 190d)과, 이러한 히트 싱크들(190a, 190b, 190c, 190d)를 냉매를 공급하는 냉각 유로(192a, 192b)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 6, the cooling member may include
히트 싱크들(190a, 190b, 190c, 190d)은 각각 중공형 판상 구조로 형성되어 있으며, 외주 변에는 제 1 및 제 2 플레이트들(110, 140)에 고정시키기 위한 결합 부재가 삽입될 수 있는 결합 홀들이 형성되어 있다.The
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩용 베이스 플레이트에 전지모듈이 장착된 상태를 나타낸 사시도다.7 is a perspective view showing a state in which a battery module is mounted on a base plate for a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 5 및 도 7을 함께 참조하면, 베이스 플레이트 상에 상이한 방향으로 배열된 복수의 전지모듈들(194, 195, 196, 197)이 장착된다. 복수의 전지모듈들(194, 195, 196, 197)은, 전술한 제 1 고정 부재(190a, 190b, 190c, 190d)과, 일종의 브라겟인 제 2 고정 부재(184)를 통해 수직 방향으로 고정된다.5 and 7 together, a plurality of
제 1 모듈 장착부(173)에는 전지모듈들(194, 195)이 제 2 방향으로 일렬로 배치되며, 제 2 모듈 장착부(174) 및 제 3 모듈 장착부(177)에는 전지모듈들(196, 197)이 제 1 방향으로 일렬로 배치된다. 결과적으로 전지모듈들(194, 195, 196, 197)은 상이한 제 1 방향 및 제 2 방향으로 배치되어 있다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩용 베이스 플레이트와 팩 커버가 결합된 상태의 전지팩을 나타낸 사시도다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 3층 적층 구조의 전지팩용 베이스 플레이트(100) 상부에는 팩 커버(198)가 결합됨으로써 내부를 완벽하게 밀봉할 수 있으며, 전 방향으로 외부의 물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 8 is a perspective view illustrating a battery pack in a state where the battery pack base plate and the pack cover are coupled according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, a
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
Claims (19)
외부 디바이스에 고정되며 전지모듈들의 하중을 지지하는 제 1 플레이트;
제 1 플레이트 상에 위치하며, 팩 커버가 결합되어 전지모듈들을 외부로부터 밀봉하는 밀봉부가 구비되어 있는 제 2 플레이트; 및
제 2 플레이트 상에 위치하며, 전지모듈의 장착을 위한 하나 이상의 모듈 장착부가 구비되어 있는 제 3 플레이트;
를 포함하고 있으며,
상기 제 3 플레이트는,
제 1 방향으로 연장되어 있고 평면상으로 사각형인 제 1 판형 부재; 및
상기 제 1 방향의 수직인 제 2 방향으로 연장되어 있고 평면상으로 사각형인 제 2 판형 부재;
를 포함하고 있고,
상기 제 1 판형 부재 및 제 2 판형 부재는 동일 평면 상에 수직으로 결합되어 T자형 형상을 이루고 있고
상기 제1 플레이트는,
상기 제 3 플레이트의 제 1 판형 부재에 대응하는 제 3 판형 부재; 및
상기 제 3 플레이트의 제 2 판형 부재에 대응하는 제 4 판형 부재;
를 포함하고 있고,
상기 제 3 판형 부재 및 제 4 판형 부재는 동일 평면 상에 수직으로 결합되어 T자형 형상을 이루고 있으며,
상기 제2 플레이트는, 상기 제1 플레이트와 상기 제3 플레이트 사이에 구비되어, 상기 제1 플레이트의 상기 제3판형부재와 제4 판형 부재 사이에서 유입되는 이물로부터 전지모듈을 보호하고,
상기 제 1 플레이트, 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트는 상하 방향으로 밀착 적층되어 있는 구조로 이루어져 있고,
상기 제1 플레이트의 외주면에는 외부 디바이스와 결합을 위한 제1 고정용 홀들이 천공되어 있고,
상기 제2 플레이트에는 상기 밀봉부의 외측 방향으로 연장된 날개부가 형성되어 있으며, 상기 날개부에는 제2 고정용 홀들이 형성되어 있으며,
상기 제2 플레이트의 밀봉부는,
제 2 플레이트 상면의 외주변을 따라 소정의 높이 및 폭으로 상향 돌출된 외주 돌출부; 및
팩 커버가 외주 돌출부에 결합될 때 팩 커버와의 계면에 개재되는 실링 가스켓;
을 포함하여 구성되며,
상기 외주 돌출부는 내측에 제 3 플레이트의 외주 단부가 밀착 고정되고,
상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 상기 제1 고정용 홀들 및 제2 고정용 홀들을 관통하는 체결부재를 통해 전지팩이 장착되는 디바이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 전지팩용 베이스 플레이트.
A base plate is mounted on the plurality of battery modules and coupled to the pack cover to form a battery pack,
A first plate fixed to the external device and supporting the load of the battery modules;
A second plate positioned on the first plate and having a sealing portion coupled to the pack cover to seal the battery modules from the outside; And
A third plate positioned on the second plate and provided with at least one module mounting unit for mounting the battery module;
It contains,
The third plate,
A first plate member extending in the first direction and rectangular in planar shape; And
A second plate member extending in a second vertical direction in the first direction and rectangular in planar shape;
It contains,
The first plate member and the second plate member are vertically coupled on the same plane to form a T shape.
The first plate,
A third plate member corresponding to the first plate member of the third plate; And
A fourth plate member corresponding to the second plate member of the third plate;
It contains,
The third plate member and the fourth plate member are vertically coupled on the same plane to form a T shape.
The second plate is provided between the first plate and the third plate, and protects the battery module from foreign matter flowing between the third plate member and the fourth plate member of the first plate,
The first plate, the second plate and the third plate is made of a structure that is closely stacked in the vertical direction,
On the outer circumferential surface of the first plate are first fixing holes for coupling with the external device,
The second plate has a wing portion extending in the outward direction of the sealing portion, the wing portion is formed with a second fixing hole,
The sealing portion of the second plate,
An outer periphery projecting upwardly at a predetermined height and width along an outer periphery of the second plate upper surface; And
A sealing gasket interposed at an interface with the pack cover when the pack cover is coupled to the outer protrusion;
It is configured to include,
The outer circumferential portion of the outer circumferential end of the third plate is fixed in close contact,
The first plate and the second plate is a base plate for a battery pack, characterized in that fixed to the device on which the battery pack is mounted through a fastening member passing through the first fixing holes and the second fixing holes.
제 1 판형 부재에 결합되는 제 2 판형 부재의 단부에는 한 쌍의 외향 돌출형의 제 1 체결부들이 형성되어 있고,
제 1 판형 부재에는 상기 제 1 체결부들에 대응하는 위치에 하향 만입형의 제 2 체결부들이 형성되어 있으며,
상기 1 체결부들이 제 2 체결부들에 수용된 상태에서 스팟 용접에 의해 상호 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩용 베이스 플레이트.
The method of claim 1,
A pair of outwardly protruding first fastening portions are formed at an end portion of the second plate-shaped member that is coupled to the first plate-shaped member,
The first plate-shaped member has second fastening portions of the downward indentation type formed at positions corresponding to the first fastening portions,
The base plate for the battery pack, characterized in that the first coupling parts are coupled to each other by spot welding in a state in which the second coupling parts are accommodated.
The base plate for a battery pack according to claim 1, wherein the material of the first plate is relatively rigid than the material of the third plate.
상기 제 1 플레이트의 고정용 홀들은 상향 돌출 구조의 아일랜드형 비드 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩용 베이스 플레이트.The method of claim 1,
The fixing holes of the first plate is a battery pack base plate, characterized in that formed on the island-shaped bead of the upward protrusion structure.
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