KR102416817B1 - Enclosure of battery pack, battery pack and automobileusing the same - Google Patents

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KR102416817B1 KR1020180021412A KR20180021412A KR102416817B1 KR 102416817 B1 KR102416817 B1 KR 102416817B1 KR 1020180021412 A KR1020180021412 A KR 1020180021412A KR 20180021412 A KR20180021412 A KR 20180021412A KR 102416817 B1 KR102416817 B1 KR 102416817B1
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Abstract

본 발명에 따른 배터리 팩의 외함 및 이를 이용한 배터리 팩은, 복수개의 배터리 모듈을 탑재할 수 있는 공간을 갖는 하부 케이스와; 상기 하부 케이스에서 배터리 모듈이 탑재되는 공간과 공간 사이의 바닥면에 고정되어 양쪽에 배터리 모듈을 각각 고정할 수 있도록 이루어진 미들 패널을 포함하여 구성됨으로써, 차량에 필요한 용량에 따라 적절한 개수의 배터리 모듈을 탑재하여 공용 사용이 가능하고, 이에 따라 배터리 구성의 경제성 및 효율성을 높일 수 있다.An enclosure of a battery pack and a battery pack using the same according to the present invention include: a lower case having a space in which a plurality of battery modules can be mounted; In the lower case, it is fixed to the space between the space and the space in which the battery module is mounted and is configured to include a middle panel configured to fix the battery module on both sides, so that an appropriate number of battery modules according to the capacity required for the vehicle is provided. It can be mounted and used for common use, thereby increasing the economic feasibility and efficiency of the battery configuration.

Description

배터리 팩의 외함, 이를 이용한 배터리 팩 및 자동차{Enclosure of battery pack, battery pack and automobileusing the same}Enclosure of battery pack, battery pack and automobile using the same

본 발명은 전기 자동차 등에 사용되는 배터리에 관한 것으로서, 특히 하나 또는 여러 개의 배터리 모듈로 이루어진 배터리 팩의 외함에 관한 것이다.The present invention relates to a battery used in an electric vehicle or the like, and more particularly, to an enclosure of a battery pack composed of one or more battery modules.

일반적으로 배터리 팩은 전기 자동차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거 등과 같이 전기를 필요로 하는 다양한 장치에 설치되어 전기를 공급할 수 있도록 구성된다.In general, a battery pack is installed in various devices that require electricity, such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HEV), and an electric bicycle, and configured to supply electricity.

배터리 팩은 통상 여러 개의 배터리 모듈이 탑재되고, BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등 각종 제어 및 보호 시스템이 추가로 구성된다. 여기서 배터리 모듈은 배터리의 기본 단위인 배터리 셀들을 하나로 묶어서 구성하고, 여기서 배터리 셀은 일반적으로 충전이 가능한 2차 전지를 사용한다.A battery pack is usually equipped with several battery modules, and various control and protection systems such as a battery management system (BMS) and a cooling system are additionally configured. Here, the battery module is configured by grouping battery cells, which are the basic unit of a battery, into one, and the battery cell generally uses a rechargeable secondary battery.

이와 같은 배터리 팩은 외함 내부에 배터리 모듈이 하나 또는 여러 개가 내장되는 구조로 이루어진다.Such a battery pack has a structure in which one or several battery modules are built in an enclosure.

그러나, 종래의 배터리 팩은 자동차에 사용될 경우에, 차량마다 볼륨이 정해지므로 한정된 공간 안에 배터리 내부 부품들을 구성해야 하고, 각 차량에서 요구하는 전압, 용량에 따라 외함의 크기 및 사이즈도 달라지므로 외함 역시 각각 설계하여 구성해야 하는 문제점이 있다.However, when the conventional battery pack is used in a vehicle, since the volume is determined for each vehicle, the internal parts of the battery must be configured in a limited space, and the size and size of the enclosure also vary according to the voltage and capacity required by each vehicle, so the enclosure is also There is a problem in designing and configuring each.

한국 공개특허 제10-2013-0110951호Korean Patent Publication No. 10-2013-0110951 한국 공개특허 제10-2014-0020796호Korean Patent Publication No. 10-2014-0020796 일본 특허공개 제2002-127761호Japanese Patent Laid-Open No. 2002-127761

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 동일한 외함에 하나 또는 복수개의 배터리 모듈을 탑재하여 차량에 필요한 용량에 따라 적절한 수의 배터리를 탑재하여 공용 사용이 가능하도록 하는 배터리 팩의 외함, 이를 이용한 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and by mounting one or a plurality of battery modules in the same enclosure, an appropriate number of batteries according to the capacity required for a vehicle is mounted to enable common use; An object of the present invention is to provide a battery pack and a vehicle using the same.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩의 외함은, 복수개의 배터리 모듈을 탑재할 수 있는 공간을 갖는 하부 케이스와; 상기 하부 케이스에서 배터리 모듈이 탑재되는 공간과 공간 사이의 바닥면에 고정되어 양쪽에 배터리 모듈을 각각 고정할 수 있도록 이루어진 미들 패널을 포함한 것을 특징으로 한다.The enclosure of the battery pack according to the present invention for realizing the above object, the lower case having a space in which a plurality of battery modules can be mounted; It is characterized in that it includes a middle panel that is fixed to the space between the space and the space in which the battery module is mounted in the lower case so that the battery module can be fixed on both sides, respectively.

상기 미들 패널은 상기 하부 케이스의 바닥면 중앙부에 고정되는 것이 바람직하다.The middle panel is preferably fixed to the center of the bottom surface of the lower case.

상기 미들 패널은 배터리 모듈이 조립되는 양쪽 부분이 대칭 구조를 갖도록 구성될 수 있다.The middle panel may be configured such that both parts to which the battery module is assembled have a symmetrical structure.

상기 미들 패널은 상기 배터리 모듈이 설치되는 방향으로 길게 이어지는 복수개의 비드가 형성될 수 있다.The middle panel may have a plurality of beads extending in a direction in which the battery module is installed.

상기 미들 패널은, 좌우로 길게 형성되는 중앙 비드와, 상기 중앙 비드를 중심으로 양쪽에 설치될 배터리 모듈 쪽으로 이어져 배터리 모듈의 일측이 고정되는 복수개의 마운팅 비드를 포함하여 구성될 수 있다.The middle panel may include a central bead elongated from side to side, and a plurality of mounting beads connected to a battery module to be installed on both sides around the central bead and one side of the battery module being fixed thereto.

상기 마운팅 비드의 양단부에는 상기 배터리 모듈을 고정할 수 있도록 스터드 볼트가 구비될 수 있다.Stud bolts may be provided at both ends of the mounting bead to fix the battery module.

상기 미들 패널은, 상기 마운팅 비드 사이에서 상기 중앙 비드에서 배터리 모듈 쪽으로 이어지게 형성되되, 상기 마운팅 비드보다 길이가 짧게 형성되어 배터리 모듈의 일측면을 지지하는 서포팅 비드를 포함하여 구성될 수 있다.The middle panel may be formed to extend from the central bead toward the battery module between the mounting beads, and may include a supporting bead having a length shorter than the mounting bead to support one side of the battery module.

상기 외함은 상기 하부 케이스의 상부에 조립되는 상부 케이스를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the enclosure further includes an upper case assembled on an upper portion of the lower case.

상기 상부 케이스는 상면이 높이가 다른 단차 구조를 갖도록 형성될 수 있다.The upper case may be formed so that the upper surface has a stepped structure having different heights.

상기 상부 케이스는 단차 구조에서 상대적으로 높이가 높은 부분의 내부 공간에 전장 부품이 설치될 수 있도록 구성될 수 있다.The upper case may be configured such that electrical components can be installed in an internal space of a relatively high portion of the step structure.

상기 하부 케이스에는 상기 배터리 모듈이 탑재되는 공간에 배터리 모듈이 설치되지 않을 때 상기 상부 케이스 또는 상기 상부 케이스에 설치되는 구조물을 지지하는 지지 브래킷이 설치될 수 있다.A support bracket may be installed in the lower case to support the upper case or a structure installed in the upper case when the battery module is not installed in a space in which the battery module is mounted.

상기 지지 브래킷은, 수평 방향으로 길게 형성되어 상기 상부 케이스 또는 상부 케이스에 설치되는 구조물을 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 양단부에서 하측 방향으로 연결되어 상기 하부 케이스에 고정되는 고정부를 포함하여 구성될 수 있다.The support bracket is formed to be elongated in the horizontal direction and includes a support part for supporting the upper case or a structure installed on the upper case, and a fixing part connected in a downward direction from both ends of the support part and fixed to the lower case. can

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기한 외함과, 이 외함에 탑재되고 상기 미들 패널에 고정되는 하나 또는 복수개의 배터리 모듈을 포함한 것을 특징으로 한다.In addition, the battery pack according to the present invention for realizing the above object, characterized in that it includes the above-described enclosure, and one or a plurality of battery modules mounted on the enclosure and fixed to the middle panel.

상기 배터리 모듈에는 하부 일측에 상기 미들 패널과 조립되는 홀드 다운 브래킷이 설치될 수 있다.A hold-down bracket assembled with the middle panel may be installed on one lower side of the battery module.

상기 홀드 다운 브래킷과 상기 미들 패널은 상기 배터리 모듈 방향으로 비드가 형성되어 상호 겹쳐진 상태에서 체결 부재를 통해 상호 조립되도록 구성될 수 있다.The hold-down bracket and the middle panel may be configured to be assembled with each other through a fastening member in a state in which beads are formed in the direction of the battery module and overlap each other.

상기 홀드 다운 브래킷에는 볼트 홀이 형성되고, 상기 미들 패널에는 상기 볼트 홀에 끼워지는 스터드 볼트가 구성될 수 있다.A bolt hole may be formed in the hold-down bracket, and a stud bolt fitted into the bolt hole may be formed in the middle panel.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 자동차는 상기한 바와 같은 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle according to the present invention for realizing the above object is characterized in that it includes the battery pack as described above.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above will be described more specifically and clearly through examples such as 'specific content for the implementation of the invention' or the accompanying 'drawings' to be described below, at this time In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.

본 발명에 따른 배터리 팩의 외함, 이를 이용한 배터리 팩 및 자동차는, 동일한 외함에 하나 또는 복수개의 배터리 모듈을 탑재하여 차량에 필요한 용량에 따라 적절한 개수의 배터리 모듈을 탑재하여 공용 사용이 가능하도록 구성되기 때문에 배터리 구성의 경제성 및 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.The battery pack enclosure according to the present invention, a battery pack using the same, and a vehicle are configured to mount one or a plurality of battery modules in the same enclosure and mount an appropriate number of battery modules according to the capacity required for the vehicle to enable common use. Therefore, there is an effect of increasing the economic feasibility and efficiency of the battery configuration.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩이 도시된 외관 사시도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 하나의 배터리 모듈이 탑재될 때의 상태를 보인 도면으로서,
도 2는 배터리 팩의 분해 사시도(뒷 방향),
도 3은 배터리 팩의 내부 평면도,
도 4는 주요부 조립 상태를 보인 분해 사시도,
도 5는 지지 브래킷이 도시된 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 두 개의 배터리 모듈이 탑재될 때의 상태를 보인 도면으로서,
도 6은 배터리 팩의 분해 사시도(앞 방향),
도 7은 배터리 팩의 내부 평면도,
도 8은 주요부 조립 상태를 보인 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에서 네 개의 배터리 모듈이 탑재될 때의 상태를 보인 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에서 두 개의 배터리 모듈이 탑재될 때의 상태를 보인 평면도이다.1 is an external perspective view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
2 to 5 are views showing a state when one battery module is mounted in a battery pack according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective view of the battery pack (rear direction);
3 is an interior plan view of the battery pack;
4 is an exploded perspective view showing the main part assembly state;
5 is a perspective view showing the support bracket;
6 to 8 are views showing a state when two battery modules are mounted in a battery pack according to an embodiment of the present invention;
6 is an exploded perspective view (front direction) of the battery pack;
7 is an interior plan view of the battery pack;
8 is an exploded perspective view showing an assembly state of main parts;
9 is a plan view illustrating a state when four battery modules are mounted in a battery pack according to another embodiment of the present invention.
10 is a plan view illustrating a state when two battery modules are mounted in a battery pack according to another embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩이 도시된 도면들로서, 도 1은 외관 사시도, 도 2 내지 도 5는 하나의 배터리 모듈이 탑재될 때의 상태를 보인 도면들, 도 6 내지 도 8은 두 개의 배터리 모듈이 탑재될 때의 상태를 보인 도면들이다.1 to 8 are views showing a battery pack according to an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is an external perspective view, Figs. 2 to 5 are views showing a state when one battery module is mounted, Fig. 6 to 8 are views showing a state when two battery modules are mounted.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 크게 외함(10), 이 외함(10) 내부에 탑재되는 배터리 모듈(30) 및 이 배터리 모듈(30)의 충방전, 전원 공급 등을 제어하기 위한 전장 부품(40)들로 구성된다. Referring to these drawings, the battery pack according to an embodiment of the present invention is largely an enclosure 10 , a battery module 30 mounted inside the enclosure 10 , and charging/discharging, power supply of the battery module 30 . It is composed of electrical components 40 for controlling the back.

여기서, 외함(10)은 배터리 모듈(30)을 하나만 탑재하거나 두 개 모두를 탑재할 수 있도록 이루어져 사용 조건에 따라 공용 사용이 가능하도록 구성된다.Here, the enclosure 10 is configured to be able to mount only one battery module 30 or both, so that common use is possible according to usage conditions.

각각의 구성에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Each configuration will be described in detail as follows.

외함(10)은 상부 케이스(11)와 하부 케이스(15)가 상호 조립되어 전체적으로 긴 육면체형 구조로 이루어질 수 있다. 상부 케이스(11)와 하부 케이스(15)가 조립되는 부분에는 플랜지부(12)(16)가 각각 형성되어, 이 플랜지부를 맞댄 상태에서 볼트 등 체결 수단을 이용하여 상호 조립할 수 있도록 구성될 수 있다.The enclosure 10 may have a long hexahedral structure in which the upper case 11 and the lower case 15 are assembled together. Flanges 12 and 16 are respectively formed in the portion where the upper case 11 and the lower case 15 are assembled. have.

상부 케이스(11)는 상면이 높이가 다른 단차 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 이는 도 6에 도시된 바와 같이 외함(10)에 두 개의 배터리 모듈(30)이 설치되는 경우에 전장 부품(40)을 설치할 공간을 확보하기 위해 구성된다. 따라서, 상부 케이스(11)에서 단차가 상대적으로 높은 부분(11a)의 내부 공간 안에 하나의 배터리 모듈(30)이 탑재되고, 그 위에 전장 부품(40)이 설치되게 구성할 수 있다.The upper case 11 may be formed so that the upper surface has a stepped structure having different heights. This is configured to secure a space for installing the electrical component 40 when the two battery modules 30 are installed in the enclosure 10 as shown in FIG. 6 . Accordingly, one battery module 30 is mounted in the inner space of the portion 11a having a relatively high step in the upper case 11 , and the electric component 40 may be installed thereon.

또한, 상부 케이스(11)는 단차가 형성되는 부분에 도면에서와 같이 일부가 개방된 경사면(13)으로 구성될 수 있고, 그 안쪽에 내부의 전장 부품(40)과 외부 회로를 연결할 수 있는 커넥터부(14)를 구성할 수 있다.In addition, the upper case 11 may be composed of an inclined surface 13 partially open as shown in the figure at a portion where a step is formed, and a connector capable of connecting the internal electrical component 40 and an external circuit inside the upper case 11 The part 14 may be configured.

다음, 하부 케이스(15)는 하나 또는 두 개의 배터리 모듈(30)을 탑재할 수 있는 공간(Z1)(Z2)을 갖도록 형성된다. 즉, 하부 케이스(15)는 도 2와 도 3에서와 같이 하나의 배터리 모듈(30)이 탑재되거나 도 6 및 도 7에서와 같이 두 개의 배터리 모듈(30)이 탑재될 수 있는 공간을 갖도록 구성된다.Next, the lower case 15 is formed to have spaces Z1 and Z2 in which one or two battery modules 30 can be mounted. That is, the lower case 15 is configured to have a space in which one battery module 30 is mounted as shown in FIGS. 2 and 3 or two battery modules 30 can be mounted as shown in FIGS. 6 and 7 . do.

특히, 하부 케이스(15)의 바닥면(17) 중앙에는 배터리 모듈(30)을 조립하여 고정할 수 있는 미들 패널(20)이 설치된다. 미들 패널(20)은 양쪽 대칭형 구조로 형성되어, 각각의 배터리 모듈(30)을 동일한 방법으로 조립하여 고정할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. In particular, a middle panel 20 capable of assembling and fixing the battery module 30 is installed in the center of the bottom surface 17 of the lower case 15 . It is preferable that the middle panel 20 is formed in both symmetrical structures so that each battery module 30 can be assembled and fixed in the same way.

여기서, 하나의 배터리 모듈(30)은 다수의 배터리 셀(32)이 하나의 묶음으로 조립되어 전체적으로 육면체형 구조로 이루어지고, 하부 일측에는 미들 패널(20)에 조립될 수 있는 홀드 다운 브래킷(35)이 설치될 수 있다.Here, in one battery module 30, a plurality of battery cells 32 are assembled as a bundle to have a hexahedral structure as a whole, and a hold-down bracket 35 that can be assembled to the middle panel 20 on one lower side. ) can be installed.

홀드 다운 브래킷(35)은 단면이 대략 크랭크형 구조로 절곡되게 형성될 수 있는데, 도 4를 참조하면, 상부 절곡부(36)는 배터리 모듈(30) 쪽에 조립되어 고정되고, 하측 바닥부(37)는 미들 패널(20)에 조립될 수 있도록 구성된다. 하부 바닥부(37)에는 상기 미들 패널(20)에 결합될 수 있도록 배터리 모듈(30)이 설치되는 방향으로 결합 비드(38)들이 길게 형성되고, 이 결합 비드(38)에는 아래에서 설명할 스터드 볼트(27)가 삽입되는 볼트 홀(39)이 형성될 수 있다.The hold-down bracket 35 may be formed to be bent in a substantially crank-type structure in cross section. Referring to FIG. 4 , the upper bent part 36 is assembled and fixed to the battery module 30 side, and the lower bottom part 37 ) is configured to be assembled to the middle panel 20 . In the lower bottom part 37, coupling beads 38 are formed to be long in the direction in which the battery module 30 is installed so as to be coupled to the middle panel 20, and the coupling beads 38 have studs to be described below. A bolt hole 39 into which the bolt 27 is inserted may be formed.

이러한 홀드 다운 브래킷(35)의 형상 및 구조는 배터리 모듈(30) 또는 미들 패널(20)의 구성에 따라 적절하게 변형하여 실시할 수 있다.The shape and structure of the hold-down bracket 35 may be appropriately modified according to the configuration of the battery module 30 or the middle panel 20 .

다음, 미들 패널(20)에 대하여 상세히 설명한다.Next, the middle panel 20 will be described in detail.

미들 패널(20)은 전체적으로 사각 평판형 구조로 형성되어 하부 케이스(15)의 바닥면(17)에 용접하거나 체결 부재 등에 의해 고정될 수 있다.The middle panel 20 is generally formed in a rectangular flat plate structure and may be welded to the bottom surface 17 of the lower case 15 or fixed by a fastening member or the like.

특히, 미들 패널(20)에는 배터리 모듈(30)이 설치되는 방향으로 길게 이어지는 복수개의 비드(23)(25)가 형성될 수 있다.In particular, a plurality of beads 23 and 25 extending in a direction in which the battery module 30 is installed may be formed on the middle panel 20 .

보다 구체적으로, 미들 패널(20)에는 좌우로 길게 형성되는 중앙 비드(21)와, 이 중앙 비드(21)를 중심으로 양쪽에 설치될 배터리 모듈(30) 쪽으로 이어지는 복수개의 마운팅 비드(23)가 형성된다.More specifically, the middle panel 20 has a central bead 21 formed long from side to side, and a plurality of mounting beads 23 connected to the battery module 30 to be installed on both sides around the central bead 21 as a center. is formed

마운팅 비드(23)는 그 양끝단에 배터리 모듈에 고정된 홀드 다운 브래킷(35)이 조립될 수 있도록 구성되는데, 각 마운팅 비드(23)의 양쪽 끝단부 쪽에 스터드 볼트(27)가 상측으로 돌출되게 설치된다. The mounting bead 23 is configured so that the hold-down brackets 35 fixed to the battery module at both ends thereof can be assembled, and the stud bolts 27 protrude upwards on both ends of each mounting bead 23 . is installed

따라서, 배터리 모듈(30)에 고정된 홀드 다운 브래킷(35)의 볼트 홀(39)이 마운팅 비드(23)의 스터드 볼트(27)에 끼워지고, 동시에 결합 비드(38)가 마운팅 비드(23) 위에 결합되는 방식으로 조립될 수 있도록 구성된다. 물론, 스터드 볼트(27)에는 너트(28)가 체결됨으로써 미들 패널(20)에 배터리 모듈(30)이 조립되어 고정될 수 있게 된다.Accordingly, the bolt hole 39 of the hold-down bracket 35 fixed to the battery module 30 is inserted into the stud bolt 27 of the mounting bead 23, and at the same time the coupling bead 38 is connected to the mounting bead 23. It is configured to be assembled in a manner coupled to the top. Of course, as the nut 28 is fastened to the stud bolt 27 , the battery module 30 can be assembled and fixed to the middle panel 20 .

또한, 미들 패널(20)에는 마운팅 비드(23) 사이에 중앙 비드(21)를 중심으로 배터리 모듈(30) 쪽으로 이어지는 서포팅 비드(25)가 형성된다. 서포팅 비드(25)는 마운팅 비드(23)보다 길이가 짧게 형성되어 배터리 모듈(30)의 일측 즉, 홀드 다운 브래킷(35)의 끝단부를 지지하도록 구성된다.In addition, the middle panel 20 has a supporting bead 25 extending toward the battery module 30 with the center bead 21 as the center between the mounting beads 23 . The supporting bead 25 is formed to have a shorter length than the mounting bead 23 and is configured to support one side of the battery module 30 , that is, the end of the hold-down bracket 35 .

이는 상기와 같이 홀드 다운 브래킷(35)의 결합 비드(38)가 미들 패널(20)의 마운팅 비드(23)에 결합된 상태에서 너트(28)로 조립되어 고정됨과 아울러, 도 3 및 도 7에서와 같이 홀드 다운 브래킷(35)의 끝면이 서포팅 비드(25)의 끝부분에 접하도록 하여 배터리 모듈(30)의 길이 방향으로 하중이 작용할 경우에 서포팅 비드(25) 등을 통해 이를 지지할 수 있도록 구성됨으로써 보다 안정된 지지력을 제공할 수 있게 된다.As described above, in the state in which the coupling bead 38 of the hold-down bracket 35 is coupled to the mounting bead 23 of the middle panel 20, it is assembled and fixed with the nut 28, as well as in FIGS. 3 and 7 As shown, the end surface of the hold-down bracket 35 is in contact with the end of the supporting bead 25 so that when a load is applied in the longitudinal direction of the battery module 30, it can be supported through the supporting bead 25, etc. By being configured, it is possible to provide a more stable support force.

이제, 상기한 바와 같이 구성되는 외함(10) 구조를 갖는 배터리 팩에서 배터리 모듈(30)이 하나만 설치되는 경우(도 2 내지 도 5)와 배터리 모듈(30)이 두 개가 설치되는 경우(도 6 내지 도 8)의 경우의 특이한 구성을 중심으로 설명한다.Now, in the battery pack having the enclosure 10 structure configured as described above, when only one battery module 30 is installed ( FIGS. 2 to 5 ) and when two battery modules 30 are installed ( FIG. 6 ) to 8) will be mainly described with respect to a specific configuration in the case of FIG.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 외함(10) 내부에 배터리 모듈(30)이 하나만 설치되는 경우에는, 미들 패널(20)을 중심으로 한쪽 공간(Z1)에는 배터리 모듈(30)이 설치되지만 다른 한쪽 공간(Z2)은 빈 공간으로 남게 된다. 이에 따라 배터리 모듈(30)이 설치되지 않은 외함(10)의 빈 공간(Z2)에는 전장 부품(40)의 일부 또는 전부를 설치할 수 있게 된다.First, as shown in FIGS. 2 to 5 , when only one battery module 30 is installed inside the enclosure 10 , the battery module 30 is located in one space Z1 around the middle panel 20 . installed, but the other space (Z2) is left as an empty space. Accordingly, some or all of the electrical components 40 can be installed in the empty space Z2 of the enclosure 10 in which the battery module 30 is not installed.

또한, 배터리 모듈(30)이 설치되지 않은 공간(Z2)의 지지력을 확보하기 위해 지지 브래킷(50)도 추가로 설치되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the support bracket 50 is additionally installed in order to secure the support force of the space Z2 where the battery module 30 is not installed.

지지 브래킷(50)은 상부 케이스(11) 또는 상부 케이스(11)에 설치되는 구조물을 지지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직한 바, 도 2에서는 커넥터부(14)를 구성하는 커넥터 패널(14a)을 지지하는 구조가 나타나 있다.The support bracket 50 is preferably configured to support the upper case 11 or a structure installed on the upper case 11 , and in FIG. 2 , supports the connector panel 14a constituting the connector unit 14 . structure is shown.

이를 위해 지지 브래킷(50)은, 도 5 등에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 길게 형성되어 커넥터 패널(14a)을 지지하는 지지부(52)와, 이 지지부(52)의 양단부에서 하측 방향으로 연결되어 하부 케이스(15)에 고정되는 고정부(55)를 포함하여 구성될 수 있다.To this end, the support bracket 50 is formed long in the horizontal direction as shown in FIG. 5 to support the connector panel 14a, and the support part 52 is connected in the downward direction from both ends of the support part 52 to the lower part. It may be configured to include a fixing part 55 fixed to the case (15).

지지부(52)는 상면이 사각 평면 구조를 갖도록 형성되어 커넥터 패널(14a)이 결합되는 보스(53)가 돌출되게 구성될 수 있다.The upper surface of the support part 52 may be formed to have a rectangular planar structure, so that the boss 53 to which the connector panel 14a is coupled may be configured to protrude.

고정부(55)는 하부 케이스(15)의 내측면에 스팟 용접 등의 방법으로 고정될 수 있도록 하부 케이스(15)의 상측 내측면의 형상에 대응하게 구성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 고정부(55)는 2단 절곡된 구조를 예시하고 있고, 도 2에서와 같이 고정부(55)의 바깥쪽 면이 하부 케이스(15)이 내측면에 밀착된 상태에서 스팟 용접 등의 방법으로 고정된다.The fixing part 55 is preferably configured to correspond to the shape of the upper inner surface of the lower case 15 so that it can be fixed to the inner surface of the lower case 15 by a method such as spot welding. In this embodiment, the fixing part 55 illustrates a two-stage bent structure, and as shown in FIG. 2 , the outer surface of the fixing part 55 is spot welded in a state in which the lower case 15 is in close contact with the inner surface. fixed in such a way as to

참고로, 도 2에서 도면 부호 60은 배터리 모듈(30)의 냉각을 위한 냉각 플레이트를 나타낸 것이다.For reference, reference numeral 60 in FIG. 2 denotes a cooling plate for cooling the battery module 30 .

다음, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 외함(10) 내부에 배터리 모듈(30)이 두 개가 설치되는 경우에는, 미들 패널(20)을 중심으로 양쪽 공간(Z1)(Z2)에 배터리 모듈(30)이 각각 설치된다. Next, as shown in FIGS. 6 to 8 , when two battery modules 30 are installed inside the enclosure 10 , the batteries are located in both spaces Z1 and Z2 around the middle panel 20 . Modules 30 are installed respectively.

즉, 미들 패널(20)은 앞서 설명한 바와 같이 양쪽 대칭형 구조로 양쪽에 스터드 볼트(27)들이 각각 돌출되어 있고, 이 양쪽 스터드 볼트(27)에 각 배터리 모듈(30)에 고정된 홀드 다운 브래킷(35)이 각각 결합된 상태에서 너트(28)로 조립되어 고정된다.That is, the middle panel 20 has stud bolts 27 protruding from both sides in a symmetrical structure on both sides as described above, and a hold-down bracket fixed to each battery module 30 on both stud bolts 27 ( 35) are assembled and fixed with nuts 28 in a state in which they are respectively coupled.

그리고, 외함(10) 내부에 빈공간이 남지 않게 되므로 배터리 모듈(30)을 통해서 상부 케이스(11) 또는 커넥터 패널(14a)을 지지할 수 있게 된다. 이때에는 빈공간이 없이 두 개의 배터리 모듈(30)이 설치되므로 앞서 설명하였던 지지 브래킷(50)은 설치되지 않는 것이 바람직하다.And, since no empty space is left inside the enclosure 10 , the upper case 11 or the connector panel 14a can be supported through the battery module 30 . At this time, since the two battery modules 30 are installed without empty space, it is preferable that the support bracket 50 described above is not installed.

한편, 외함(10) 내에서 배터리 모듈(30)이 고정되지 않은 둘레면, 즉, 미들 패널(20) 쪽에 조립되어 고정되지 않은 다른 면들은 외함(10) 내부에 밀착된 상태로 조립되거나, 외함(10)과의 사이에 탄성 부재, 스페이서 등 다른 지지 수단을 개재하는 방식으로 조립하여 지지할 수 있다.On the other hand, the peripheral surface to which the battery module 30 is not fixed within the enclosure 10, that is, the other surfaces that are not assembled and fixed to the middle panel 20 side are assembled in close contact with the inside of the enclosure 10, or the enclosure (10) can be assembled and supported in such a way that other supporting means such as an elastic member or a spacer are interposed therebetween.

도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩이 도시된 평면도로서, 도 9는 네 개의 배터리 모듈이 탑재될 때, 도 10은 두 개의 배터리 모듈이 탑재될 때의 도면이다. 참고로, 본 실시예를 설명함에 있어서 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 반복 설명은 생략하고자 한다.9 and 10 are plan views illustrating a battery pack according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram when four battery modules are mounted, and FIG. 10 is a diagram when two battery modules are mounted. For reference, in describing the present embodiment, the same reference numerals are given to the drawings for the same and similar constituent parts as those of the embodiment of the present invention described above, and repeated description thereof will be omitted.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은, 최대 4개의 배터리 모듈(30)을 탑재할 수 있도록 구성된다.The battery pack according to another embodiment of the present invention is configured to mount up to four battery modules 30 .

도 9에서와 같이 하부 케이스(15)에 2열로 2개씩 모두 4개의 배터리 모듈(30)이 설치되는 경우에는 본 발명의 일 실시예에서 설명한 바와 같이 배터리 모듈의 각 열 사이의 가운데 부분에 미들 패널(20)을 고정한 상태에서, 이 미들 패널(20)의 양쪽(도면에서 상하)에 배터리 모듈(30)을 각각 설치할 수 있도록 구성할 수 있다.As shown in FIG. 9 , when all four battery modules 30 are installed in two rows in two rows in the lower case 15 , as described in an embodiment of the present invention, a middle panel is located in the middle between each row of the battery modules. In a state in which 20 is fixed, the battery module 30 may be installed on both sides of the middle panel 20 (up and down in the drawing), respectively.

그리고 필요에 따라 도면에 예시된 바와 같이 횡방향으로 배터리 모듈(30) 사이에는 측면 지지부재(70)를 개재시켜 양측의 배터리 모듈을 지지하거나 고정할 수 있도록 구성할 수 있다. And if necessary, as illustrated in the drawings, the side support member 70 is interposed between the battery modules 30 in the transverse direction to support or fix the battery modules on both sides.

이때 측면 지지부재(70)는 스페이서 또는 고정 수단 등으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 스페이서인 경우에는 박스형 또는 탄성을 갖는 구조물로 이루어져 두 배터리 모듈(30)의 간격을 유지 또는 지지하도록 구성되고, 고정 수단인 경우에는 하부 케이스(15)의 바닥에 고정되게 설치되어 두 배터리 모듈(30)의 측면을 고정하도록 구성할 수 있다.In this case, the side support member 70 may be configured as a spacer or fixing means. For example, in the case of a spacer, it is composed of a box-shaped or elastic structure and is configured to maintain or support the distance between the two battery modules 30 , and in the case of a fixing means, it is fixedly installed on the bottom of the lower case 15 . It may be configured to fix the side of the battery module 30 .

도 10에서는 4개의 배터리 모듈(30)이 탑재될 수 있는 외함(10)에 2개의 배터리 모듈(30)이 탑재되는 경우를 나타낸 것으로, 이때에는 배터리 모듈(30)의 길이 방향으로 하부 케이스(15) 중앙 부분에 미들 패널(20)이 각각 고정되고, 미들 패널(20)들의 한쪽(도면에서 상측)에 배터리 모듈(30)이 각각 고정되게 설치될 수 있다. 10 shows a case in which two battery modules 30 are mounted in an enclosure 10 in which four battery modules 30 can be mounted, in this case, the lower case 15 in the longitudinal direction of the battery module 30 ) The middle panel 20 is fixed to the central portion, respectively, and the battery module 30 may be fixedly installed on one side (upper side in the drawing) of the middle panels 20 , respectively.

그리고, 횡방향으로 두 배터리 모듈(30) 사이에는 앞서 설명한 측면 지지부재(70)가 구성될 수 있다.In addition, the side support member 70 described above may be configured between the two battery modules 30 in the transverse direction.

또한, 배터리 모듈(30)이 설치되지 않은 공간(Z2)에는 앞서 설명한 지지 브래킷(50A)이 좌우로 길게 설치되어 상부 케이스 또는, 상부 케이스에 설치된 구조물을 지지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, in the space Z2 where the battery module 30 is not installed, it is preferable that the aforementioned support brackets 50A are installed long left and right to support the upper case or a structure installed in the upper case.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에서는 배터리 모듈(30)을 최대 2개, 또는 4개가 탑재될 수 있는 외함(10) 구조에서, 차종 또는 기타 필요에 따라서 배터리 모듈(30)의 개수를 설정하여 탑재할 수 있는 구성에 대하여 설명하였다.In the embodiment of the present invention as described above, in the structure of the enclosure 10 in which a maximum of two or four battery modules 30 can be mounted, the number of battery modules 30 is set according to the vehicle model or other needs. A configuration that can be mounted has been described.

하지만, 본 발명은 상기한 실시예의 구성에 한정되지 않고 외함(10) 및 미들 패널(20) 등의 형상 및 구조를 변경하여 5개의 이상의 배터리 모듈(30)을 탑재할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다. 이에 대해서는 상기한 본 발명의 실시예를 통해 용이하게 변경 실시 가능하므로 구체적인 도면 예시 및 그에 대한 설명은 생략한다.However, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and it is also possible to change the shape and structure of the enclosure 10 and the middle panel 20 to mount five or more battery modules 30 . . For this, since it can be easily changed through the above-described embodiments of the present invention, detailed drawings and descriptions thereof will be omitted.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 배터리 팩은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 탑재되어 적용될 수 있는 바, 본 발명에 따른 자동차는 상기한 본 발명에 따른 배터리 팩을 하나 이상 포함하여 구성된다.On the other hand, the battery pack according to the present invention as described above can be applied to being mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and the vehicle according to the present invention is configured to include one or more battery packs according to the present invention. .

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, although the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and detailed description of the invention, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. It is possible. Accordingly, the technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

10 : 외함 11 : 상부 케이스
14 : 커넥터부 15 : 하부 케이스
17 : 바닥면 20 : 미들 패널
21 : 중앙 비드 23 : 마운팅 비드
25 : 서포팅 비드 27 : 스터드 볼트
30 : 배터리 모듈 35 : 홀드 다운 브래킷
38 : 결합 비드 39 : 볼트 홀
40 : 전장 부품 50 : 지지 브래킷
60 : 냉각 플레이트10: enclosure 11: upper case
14: connector part 15: lower case
17: bottom surface 20: middle panel
21: central bead 23: mounting bead
25: supporting bead 27: stud bolt
30: battery module 35: hold down bracket
38: coupling bead 39: bolt hole
40: electrical component 50: support bracket
60: cooling plate

Claims (17)

복수개의 배터리 모듈을 탑재할 수 있는 공간을 갖는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스에서 배터리 모듈이 탑재되는 공간과 공간 사이의 바닥면에 고정되어 양쪽에 배터리 모듈을 각각 고정할 수 있도록 이루어진 미들 패널을 포함하는 외함; 및
상기 외함에 탑재되고 상기 미들 패널에 고정되는 하나 또는 복수개의 배터리 모듈을 포함하되,
상기 미들 패널은 배터리 모듈이 조립되는 양쪽 부분이 대칭 구조를 갖도록 구성되며, 좌우로 길게 형성되는 중앙 비드, 상기 중앙 비드를 중심으로 양쪽에 설치될 배터리 모듈 쪽으로 이어져 배터리 모듈의 일측이 고정되는 복수개의 마운팅 비드, 및 상기 마운팅 비드 사이에서 상기 중앙 비드에서 배터리 모듈 쪽으로 이어지게 형성되되, 상기 마운팅 비드보다 길이가 짧게 형성되어 배터리 모듈의 일측면을 지지하는 서포팅 비드를 포함하고,
상기 배터리 모듈에는 하부 일측에 상기 미들 패널과 조립되는 홀드 다운 브래킷이 설치되되, 상기 홀드 다운 브래킷은 배터리 모듈 쪽에 조립되어 고정되는 상부 절곡부, 및 상기 미들 패널에 결합될 수 있도록 배터리 모듈이 설치되는 방향으로 결합 비드들이 길게 형성된 하측 바닥부를 포함하며, 상기 홀드 다운 브래킷과 상기 미들 패널은 상기 배터리 모듈 방향으로 상호 겹쳐진 상태에서 체결 부재를 통해 상호 조립되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.It includes a lower case having a space for mounting a plurality of battery modules, and a middle panel fixed to the space between the space and the space in which the battery module is mounted in the lower case so that the battery modules can be fixed on both sides, respectively. enclosure to do; and
Including one or a plurality of battery modules mounted on the enclosure and fixed to the middle panel,
The middle panel is configured so that both parts to which the battery module is assembled have a symmetrical structure, a central bead elongated left and right, and a plurality of battery modules to be installed on both sides around the central bead, to which one side of the battery module is fixed. A mounting bead, and a supporting bead formed to extend from the central bead toward the battery module between the mounting beads, the length being shorter than the mounting bead, and supporting one side of the battery module,
The battery module is provided with a hold-down bracket assembled with the middle panel on one side of the lower side, and the hold-down bracket is an upper bent part assembled and fixed to the battery module side, and the battery module is installed so that it can be coupled to the middle panel A battery pack, characterized in that it comprises a lower bottom portion having coupling beads elongated in the direction, wherein the hold-down bracket and the middle panel are mutually assembled through a fastening member in a state in which they overlap each other in the direction of the battery module. 청구항 1에 있어서,
상기 미들 패널은 상기 하부 케이스의 바닥면 중앙부에 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method according to claim 1,
The middle panel is a battery pack, characterized in that fixed to the center of the bottom surface of the lower case. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 마운팅 비드의 양단부에는 상기 배터리 모듈을 고정할 수 있도록 스터드 볼트가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method according to claim 1,
The battery pack, characterized in that stud bolts are provided at both ends of the mounting bead to fix the battery module. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 외함은 상기 하부 케이스의 상부에 조립되는 상부 케이스를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method according to claim 1,
The enclosure is a battery pack, characterized in that it further comprises an upper case assembled on top of the lower case. 청구항 8에 있어서,
상기 상부 케이스는 상면이 높이가 다른 단차 구조를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.9. The method of claim 8,
The upper case is a battery pack, characterized in that the upper surface is formed to have a stepped structure having different heights. 청구항 9에 있어서,
상기 상부 케이스는 단차 구조에서 상대적으로 높이가 높은 부분의 내부 공간에 전장 부품이 설치될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.10. The method of claim 9,
The upper case is a battery pack, characterized in that it is configured such that the electrical components can be installed in the inner space of the relatively high part of the stepped structure. 청구항 8에 있어서,
상기 하부 케이스에는 상기 배터리 모듈이 탑재되는 공간에 배터리 모듈이 설치되지 않을 때 상기 상부 케이스 또는 상기 상부 케이스에 설치되는 구조물을 지지하는 지지 브래킷이 설치된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.9. The method of claim 8,
A battery pack, characterized in that the lower case is provided with a support bracket for supporting the upper case or a structure installed on the upper case when the battery module is not installed in a space in which the battery module is mounted. 청구항 11에 있어서,
상기 지지 브래킷은,
수평 방향으로 길게 형성되어 상기 상부 케이스 또는 상부 케이스에 설치되는 구조물을 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 양단부에서 하측 방향으로 연결되어 상기 하부 케이스에 고정되는 고정부를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.12. The method of claim 11,
The support bracket,
A battery pack comprising: a support part extending in a horizontal direction to support the upper case or a structure installed on the upper case; and a fixing part connected in a downward direction from both ends of the support part and fixed to the lower case. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 홀드 다운 브래킷에는 볼트 홀이 형성되고, 상기 미들 패널에는 상기 볼트 홀에 끼워지는 스터드 볼트가 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method according to claim 1,
A battery pack, characterized in that a bolt hole is formed in the hold-down bracket, and a stud bolt fitted into the bolt hole is formed in the middle panel. 청구항 1에 기재된 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.

A vehicle comprising the battery pack according to claim 1 .
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