KR20120096886A - 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 방향으로 정렬된 복수개의 배터리 셀; 상기 복수개의 배터리 셀의 제1 최외곽 배터리 셀과 인접하는 제1 엔드 플레이트; 상기 복수개의 배터리 셀의 제2 최외곽 배터리 셀과 인접하고, 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 엔드 플레이트로부터 이격되어 구비되는 제2 엔드 플레이트; 상기 복수개의 배터리 셀을 따라 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 엔드 플레이트와 연결되는 제1 끝단 및 제2 엔드 플레이트와 연결되는 제2 끝단은 구비하는 연결부재; 상기 연결부재의 제1 끝단을 상기 제1 엔드 플레이트에 결합시키는 제1 결합부; 및 상기 제2 끝단을 제2 엔드 플레이트에 결합시키고, 상기 제1 결합부와는 다른 형태를 갖는 제2 결합부;를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈 {BATTERY MODULE}
본 발명은 복수개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
통상적으로 배터리 셀은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부 전자 기기의 종류에 따라 다양하게 그 형태를 변화시켜 사용된다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 복수개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈이 선호되며, 배터리 모듈은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
이러한 배터리 모듈은 출력전압, 전류를 고려하여 복수개의 배터리 셀을 포함하고 있는 반면에, 자동차 등의 협소한 장착공간 내에 수용되어야 하므로, 공간 대비 장착효율을 높일 수 있는 기술적 수단이 요구된다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 배터리 모듈의 제작 공정이 단순화된 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 볼트 등의 부재를 생략할 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 상기 배터리 모듈은 제1 방향으로 정렬된 복수개의 배터리 셀; 상기 복수개의 배터리 셀의 제1 최외곽 배터리 셀과 인접하는 제1 엔드 플레이트; 상기 복수개의 배터리 셀의 제2 최외곽 배터리 셀과 인접하고, 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 엔드 플레이트로부터 이격되어 구비되는 제2 엔드 플레이트; 상기 복수개의 배터리 셀을 따라 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 엔드 플레이트와 연결되는 제1 끝단 및 제2 엔드 플레이트와 연결되는 제2 끝단은 구비하는 연결부재; 상기 연결부재의 제1 끝단을 상기 제1 엔드 플레이트에 결합시키는 제1 결합부; 및 상기 제2 끝단을 제2 엔드 플레이트에 결합시키고, 상기 제1 결합부와는 다른 형태를 갖는 제2 결합부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 결합부는 제1 엔드 플레이트와 상기 연결부재의 제1 끝단을 결합시키는 제1 용접 (weld)을 포함할 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 제2 엔드 플레이트에 상기 제2 끝단을 결합시키는 제2 용접을 포함할 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 제2 엔드 플레이트에 상기 제2 끝단을 결합시키는 체결구 (fastener)를 포함할 수 있다.
상기 연결부재의 제1 끝단은 상기 복수개의 배터리 셀의 제1 최외곽 배터리 셀에 인접하는 제1 엔드 플레이트 면의 반대면인 제1 엔드 플레이트의 노출된 면에 나란하게 평면으로 연장될 수 있다.
상기 배터리 모듈은 상기 제1 방향으로 따라 제1 엔드 플레이트의 노출된 면에서 돌출되는 제1 엔드 플레이트 얼라인 마크를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 끝단은 상기 제1 엔드 플레이트 얼라인 마크를 수용하도록 구비되는 홀을 포함할 수 있다. 상기 제1 결합부는 상기 연결부재의 제1 끝단에 제1 엔드 플레이트 얼라인 마크를 결합시키는 용접을 포함할 수 있다.
상기 연결부재는 상기 복수개의 배터리 셀의 대향하는 양측면을 따라서 구비되는 두개의 측면 연결부재를 포함할 수 있다.
상기 연결부재는 상기 복수개의 배터리 셀의 바닥면을 따라서 연장되는 바닥면 연결부재를 포함할 수 있다.
상기 연결부재의 제2 끝단은 상기 복수개의 배터리 셀의 제2 최외곽 배터리 셀에 인접하는 제2 엔드 플레이트 면의 반대면인 제2 엔드 플레이트의 노출된 면의 넘어서 제1 방향을 따라 연장될 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 제1 방향으로 따라 상기 제2 엔드 플레이트의 노출된 면에서 연장된 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 제2 결합부는 상기 돌출부에 상기 제2 끝단을 결합시키는 용접을 포함할 수 있다. 상기 제2 끝단은 제2 끝단 얼라인 마크를 포함하고, 상기 돌출부는 제2 엔드 플레이트 얼라인 마크를 포함할 수 있다. 상기 제2 끝단 얼라인 마크와 상기 제2 엔드 플레이트 얼라인 마크는 체결구를 수용하도록 구비되는 통로 (channel)를 형성할 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 제2 최외곽 배터리 셀에 인접하는 제2 엔드 플레이트 면의 반대면인 상기 제2 엔드 플레이트의 노출된 면의 바닥부에서, 상기 제1 방향을 따라 연장된 플랜지를 포함할 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 상기 제2 끝단에서 연장된 체결부재 (fastening member)를 포함할 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 제2 엔드 플레이트의 노출된 면의 바닥부 및 상기 플랜지에 형성된 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 체결부재를 수용하도록 구비될 수 있다. 상기 가이드부는 상기 플랜지부에서 그 폭이 제1 방향을 따라 감소되되, 상기 제2 엔드 플레이트로부터 가장멀리떨어진 상기 가이드부의 폭은 상기 체결부재의 폭에 대응하도록 감소될 수 있다.
상기 배터리 모듈은 상기 체결부재를 고정하는 고정부재를 더 포함할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 제작 공정이 단순화되어 작업시간을 단축시킬 수 있고, 생산 효율이 향상된 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 볼트 등의 부재를 생략할 수 있어, 제조비를 절감하고 경량화된 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 모듈을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 엔드 플레이트와, 사이드 브라켓 및 바텀 브라켓을 도시한 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예의 한 배터리 모듈을 나타낸 도면.
도 4는 도 3b의 A-A에 따른 단면도.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈을 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 모듈을 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 제1 및 제2 엔드 플레이트와, 사이드 브라켓 및 바텀 브라켓을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈 (100)은 쌍을 이루어 마주보게 배치되는 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120); 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120) 사이에서 일방향으로 배열된 복수개의 배터리 셀 (10); 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)를 연결하는 연결 부재를 포함한다.
상기 연결 부재는 브라켓일 수 있고, 상기 브라켓은 상기 배터리 셀 (10)의 양측면을 지지하는 측면 연결부재인 사이드 브라켓 (bracket) (130); 및 일단이 상기 제1 엔드 플레이트 (110)에 결합되고, 상기 배터리 셀 (10)의 바닥면을 지지하는 바닥면 연결부재인 바텀 브라켓 (140)을 포함할 수 있다.
배터리 셀 (10)은 개구부를 구비하는 전지 케이스와 상기 개구부를 밀폐하는 캡 플레이트 (14)를 포함한다. 상기 전지 케이스에는 양극판 및 음극판과, 이들 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체와 전해액이 수용된다. 또한, 상기 캡 플레이트 (14)의 양끝단에는 양극판과 연결되는 양극 단자 (11), 음극판과 연결되는 음극 단자 (12)가 외부로 돌출된 형태로 구비된다. 상기 양극판 및 음극판은 전해액과 반응하여 에너지를 발생하고, 이때 발생한 에너지는 양극 단자 (11) 및 음극 단자 (12)를 통하여 외부로 전달된다.
또한, 캡 플레이트 (14)의 양극 단자 (11) 및 음극 단자 (12)의 사이에는 벤트 (13)가 구비되어 있다. 벤트 (13)는 배터리 셀 (10) 내부에서 기체의 압력이 소정 이상일 경우에, 상기 기체를 외부로 방출하는 통로의 역할을 하여, 배터리 셀 (10)이 내압에 의하여 파손되는 것을 방지한다.
본 실시예에 따른 배터리 모듈 (100)은 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120) 사이에 정렬된 복수개의 배터리 셀 (10)을 포함할 수 있으며, 상기 복수개의 배터리 셀 (10)은 일방향으로 정렬되어 구비될 수 있다. 이때, 배터리 셀 (10)의 넓은 전면이 서로 대향하도록 나란하게 정렬된다. 따라서, 배터리 셀 (10)의 캡 플레이트 (14)의 중심에 구비된 벤트 (13)는 대략 일직선상으로 정렬된다. 이웃한 두 배터리 셀 (10)의 양극 단자 (11) 및 음극 단자 (12)는 니켈 등으로 형성된 버스바 (bus-bar) (미도시)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 배터리 셀 (10)은 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지를 적용할 수 있다.
배터리 모듈 (100)은 서로 공간적으로 이격되어 구비되는 한쌍의 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)와, 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)의 좌우 측면을 연결하는 사이드 브라켓 (braket) (130) 및 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)의 바닥면을 연결하는 바텀 브라켓 (140)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120) 사이에는 복수개의 배터리 셀 (10)이 정렬되어 배치된다.
제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120)는 각각 최외곽의 배터리 셀 (10)과 면접촉하도록 배치되고, 복수개의 배터리 셀 (10)을 내측으로 가압한다. 또한, 사이드 브라켓 (130)은 배터리 셀 (10)의 양측면을 지지하고, 상기 배터리 셀 (10)의 바닥면은 바텀 브라켓 (140)에 의하여 지지될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120), 사이드 브라켓 (130) 및 바텀 브라켓 (140)에 의하여 지지되는 복수개의 배터리 셀 (10)은 그 내부에서 양극 단자 (11) 및 음극 단자 (12)가 서로 교대로 정렬되어, 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 배터리 셀 (10)의 연결 구조 및 개수는 배터리 모듈 (100)의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
제1 엔드 플레이트 (110)는 사이드 브라켓 (130) 및 바텀 브라켓 (140)의 일단과 결합되어 일체로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 엔드 플레이트 (110)의 좌측 및 우측에 각각 결합되는 두개의 사이드 브라켓 (130)은 그 일단 (131)이 제1 엔드 플레이트 (110)의 좌우 측면과 각각 결합하여 제1 결합부 (151)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 바텀 브라켓 (130)의 일단 (141)은 상기 제1 엔드 플레이트 (110)의 하부측과 결합하여 제2 결합부 (152)를 형성할 수 있다. 상기 제1 및 제2 결합부 (151, 152)는 레이저 용접 또는 저항 용접 등에 의하여 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 엔드 플레이트 (110)는 사이드 브라켓 (130)과 바텀 브라켓 (140)과 결합시키기 위하여, 별도의 부재를 필요로 하지 않는다. 따라서, 볼트 또는 리벳 등을 이용하지 않고도, 상기 제1 엔드 플레이트 (110)와 사이드 브라켓 (130) 및 바텀 브라켓 (140)의 알단을 견고하게 결합시킬 수 있으므로, 생산 단계가 단순화되고, 동시에 볼트 등의 부재를 생략할 수 있으므로 배터리 모듈 (100)을 경량화시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 엔드 플레이트와, 사이드 브라켓 및 바텀 브라켓을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하여, 상기 제1 및 제2 결합부 (151, 152)로 이루어지는 결합부 (150)에 대해서 설명한다. 상기 제1 엔드 플레이트 (110)는 제1 및 제2 얼라인 마크 (111, 112)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 얼라인 마크 (111, 121)는 사이드 브라켓 (130)과 바텀 브라켓 (140)과 용접 등을 이용하여 결합부 (150, 도 1 참조)를 형성하는 부분이다. 또한, 사이드 브라켓 (130)의 제1 끝단 (131)과 바텀 브라켓 (140)의 제1 끝단 (141)에는 홀 (131a, 141a)이 구비될 수 있으며, 상기 홀 (131a, 141a)은 제1 및 제2 얼라인 마크 (111, 121)에 대응하는 부위에 구비되는 것이 바람직하다.
제1 엔드 플레이트 (110)에서 사이드 브라켓 (130)이 결합되어야 할 부분에 미리 제1 얼라인 마크 (111)를 구비시킨다. 예컨대, 상기 제1 얼라인 마크 (111)는 돌기의 형태일 수 있으며, 상기 돌기는 사이드 브라켓 (130)의 일단 (131)에 구비되는 홀에 삽입될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 얼라인 마크 (112)는, 예컨대 돌기의 형태일 수 있다. 상기 제2 얼라인 마크 (112)에는 세개의 돌기 (112)가 구비될 수 있고, 상기 바텀 브라켓 (140)의 제1 끝단 (141)에는 상기 세개의 돌기 (112)에 대응하는 부분에 각각 세개의 홀 (141a)이 구비될 수 있다. 상기 돌기 (112)는 각각 대응하는 홀 (141a)에 삽입되어 상기 바텀 브라켓 (140)의 위치를 가이드할 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 얼라인 마크 (111, 112)는 사이드 브라켓 (130)과 바텀 브라켓 (140)의 부착될 위치를 가이드할 수 있으므로, 사이드 브라켓 (130)과 바텀 브라켓 (140)은 제1 엔드 플레이트 (110)의 미리 정해놓은 위치에 용이하게 부착시킬 수 있다. 반면, 전술한 바와 같이 제1 및 제2 얼라인 마크 (111, 112)에 의한 결합은 견고하지 못하여 상기 배터리 모듈 (100)에 구비되는 복수개의 배터리 셀 (10)을 지지하는데 충분하지 않다. 따라서, 상기 돌기가 삽입된 제1 및 제2 얼라인 마크 (111, 112)측에는 용접을 더 포함할 수 있으며, 상기 용접에 의하여 결합부 (150)를 더 견고하게 할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 얼라인 마크 (111, 112)와 상기 돌기는 그에 대응하는 위치에 구비되면 족하므로, 상기 제1 및 제2 얼라인 마크 (111, 112)의 개수 및 형상은 다양하게 변형이 가능하다.
사이드 브라켓 (130)과 바텀 브라켓 (140)은 상기 제2 엔드 플레이트 (120)와 체결되는 결합부 (150)가 구비되고, z 방향을 따라서 상기 제1 끝단 (131, 141)에서 이격된 제2 끝단 (132, 142)를 구비할 수 있다. 상기 사이드 브라켓 (130)의 제2 끝단 (132)은 연장부 (132)일 수 있고, 예컨대 상기 연장부 (132)는 일방향 (예컨대, z 방향)으로 배열된 복수개의 배터리 셀 (10)의 측면보다 z 방향으로 더 길도록, 복수개의 배터리 셀 (10)의 측면을 넘어서 연장될 수 있다. 또한, 상기 연장부 (132)는 상기 제2 엔드 플레이트 (120)의 좌우측면의 가장자리에서 절곡된 플랜지부 (121)와 대응하여 구비될 수 있다. 이와 유사하게, 상기 바텀 브라켓 (140)의 제2 끝단 (142)은 연장부 (142)일 수 있고, 상기 연장부 (142)는 상기 복수개의 배터리 셀 (10)의 바닥면보다 z 방향으로 더 길 도록, 복수개의 배터리 셀 (10)의 바닥면을 넘어서 연장될 수 있다. 상기 바텀 브라켓 (140)의 연장부 (142)는 제2 엔드 플레이트 (120)의 바닥면의 가장자리에서 절곡된 플랜지부 (122)에 대응하여 구비된다. 또한, 상기 사이드 브라켓 (130)과 바텀 브라켓 (140)의 연장부 (132, 142)는 제2 엔드 플레이트 (120)의 좌우측면 및 바닥면의 가장자리에서 절곡된 플랜지부 (121, 122)와 적어도 일부에 걸쳐서 서로 맞닿는 면 접촉을 형성할 수 있다.
또한, 사이드 브라켓 (130)과 바텀 브라켓 (140)의 연장부 (132, 142)에는 각각 홀 (132a, 142a)이 구비될 수 있다. 상기 홀 (132a, 142a)은 제2 엔드 플레이트 (120)의 플랜지부 (121, 122)에 구비되는 홀 (121a, 122a)과, 예컨대 정렬되도록 대응하는 위치에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 사이드 브라켓 (130)과 바텀 브라켓 (140)의 연장부 (132, 142)에 구비되는 홀 (132a, 142a)과, 상기 제2 엔드 플레이트 (120)의 플랜지부 (121, 122)에 구비되는 홀 (121a, 122a)은 서로 연장되어 하나의 통로 (channel)를 형성할 수 있으며, 상기 통로는 예컨대, 리벳 또는 볼트 등의 체결구 (fastener, 160)를 수용하는 데 이용될 수 있다. 이때, 사이드 브라켓 (130) 및 바텀 브라켓 (140)과 제2 엔드 플레이트 (120)와의 체결을 더 견고하게 하기 위하여 상기 체결구 (160)로 체결된 부분에 용접을 더 포함할 수 있다.
별법으로, 사이드 브라켓 (130) 및 바텀 브라켓 (140)의 연장부 (132, 142)와, 제2 엔드 플레이트 (120)의 플랜지부 (121, 122)에 홀이 구비되지 않을 수 있다. 이와 같은 경우에는, 사이드 브라켓 (130) 및 바텀 브라켓 (140)과 제2 엔드 플레이트 (120)를 용접 등을 이용하여 체결시킬 수 있다. 전술한 용접은, 예컨대 레이저 용접 또는 저항 용접 등을 이용하여 수행될 수 있따.
상기 사이드 브라켓 (130) 및 바텀 브라켓 (140)의 연장부 (132, 142)의 형태는 제2 엔드 플레이트 (120)에 구비되는 플랜지부 (121, 122)와 대응하는 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 연장부 (132, 142) 및 플랜지부 (121, 122)는 체결되어 사이드 브라켓 (130) 및 바텀 브라켓 (140)을 제2 엔드 플레이트 (120)에 고정시키면 족하므로 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 연장부 (132, 142) 및 플랜지부 (121, 122)가 대응하는 형태로 구비되면, 상기 배터리 모듈 (100)을 설계에 부합하도록 제작하는데 가이드가 될 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 사이드 브라켓 (130)은 지지부 (133)를 더 포함할 수 있다. 상기 지지부 (133)는 사이드 브라켓 (130)의 내측면에 구비되어 배터리 셀 (10)의 좌우 측면을 지지할 수 있다. 상기 지지부 (133)에 의하여 배터리 셀 (10)은 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (110, 120) 사이에서 더 견고하게 고정될 수 있다. 예컨대, 상기 지지부 (133)는 리브 또는 비드의 형태일 수 있으며, 상기 배터리 셀 (10)의 측면에 대응하도록 구비될 수 있다.
도 3a 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명한다. 이하에서, 후술할 내용을 제외하고는 도 1 내지 도 2에서 설명한 내용과 유사하므로, 이에 대한 자세한 내용은 생략한다.
도 3a 및 도 3b은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 모듈 (200)을 나타낸 도면이다. 도 3a는 배터리 모듈 (200)에서 제2 엔드 플레이트 (220)를 압착시키기 전을 도시한 도면이고, 도 3b는 제2 엔드 플레이트 (220)를 압착시킨 후를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 모듈 (200)은 쌍을 이루어 마주보게 배치되는 제1 엔드 플레이트 (미도시) 및 제2 엔드 플레이트 (220); 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (220) 사이에서 일방향으로 배열된 복수개의 배터리 셀 (10); 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트 (220)에 결합되고 상기 배터리 셀 (10)의 양측면을 지지하는 사이드 브라켓 (230); 및 일단이 상기 제1 엔드 플레이트에 결합되고, 상기 배터리 셀 (10)의 바닥면을 지지하는 바텀 브라켓 (240);을 포함한다. 또한, 상가 바텀 브라켓 (240)의 타단에는 체결 부재 (250)가 구비될 수 있으며, 상기 제2 엔드 플레이트 (220)에는 상기 체결 부재 (250)에 대응하는 위치에 가이드부 (223)가 구비될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 제1 엔드 플레이트 (미도시)에 사이드 브라켓 (230)과 바텀 브라켓 (240)이 결합된 상태에서, 복수개의 배터리 셀 (10)을 일방향으로 배열한 후, 상기 배터리 셀 (10)의 최외곽에는 제2 엔드 플레이트 (220)을 압착시키는 모습을 도시하였다.
본 실시예의 바텀 브라켓 (240)은 체결 부재 (250)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 체결 부재 (250)는 바텀 브라켓 (240)의 연장부 (242)에 구비되는 것으로, 예컨대 스터드 (stud)일 수 있다. 또한, 상기 제2 엔드 플레이트 (220)는 가이드부 (223)을 더 포함할 수 있다. 상기 가이드부 (223)은 제2 엔드 플레이트 (220)의 바닥면과, 플랜지부 (222)를 거쳐서 형성되도록 구비될 수 있다. 상기 플랜지부 (222)는 제2 엔드 플레이트 (220)의 바닥면의 가장자리에서 절곡된 부분으로, 상기 바텀 브라켓 (240)의 연장부 (242)와 적어도 일부가 면 접촉하도록 구비될 수 있다.
가이드부 (223)는, 예컨대 홀의 형태일 수 있다. 상기 가이드부 (223)는 상기 바텀 브라켓 (240)에 구비된 체결 부재 (250)에 대응하는 형태로 구비될 수 있다. 즉, 상기 제2 엔드 플레이트 (220)를 압착시킨 후, 이를 고정하기 위하여 사이드 브라켓 (230)과 바텀 브라켓 (240)의 연장부 (232, 242)를 제2 엔드 플레이트 (220)의 좌우측면 및 바닥면의 가장자리에서 연장된 플랜지부 (221, 242)와 체결시킨다. 이때, 상기 제2 엔드 플레이트 (220)를 사이드 브라켓 (230) 및 바텀 브라켓 (240)에 용이하게 체결 고정시키기 위하여, 상기 제2 엔드 플레이트 (220)와 바텀 브라켓 (240)과 먼저 체결시키는 것이 바람직하다.
통상, 상기 제2 엔드 플레이트 (220)와 바텀 브라켓 (240)은 볼트-너트에 의하여 체결시킨다. 이와 같이, 볼트-너트를 이용할 경우에는, 상기 바텀 브라켓 (240)의 연장부 (242)측은 그 하부에서 삽입되는 볼트의 헤드에 의하여 주변부와 단차진 부분이 생겨 중심을 맞추기 어려워 질 수 있다.
반면, 본 발명에서는, 바텀 브라켓 (240)의 연장부 (242)에 스터드 등의 체결 부재 (250)가 구비될 수 있다. 상기 스터드는 바텀 브라켓 (240)의 연장부 (242)에 삽입하여 제작할 수 있으므로, 별도의 볼트를 필요로 하지 않고, 또한 전술한 볼트의 헤드부에 의하여 초래되는 단차진 부분이 생기지 않는다.
또한, 제2 엔드 플레이트 (220)에는 상기 바텀 브라켓 (240)에 구비된 체결 부재 (250)에 대응하는 위치에 가이드부 (223)를 포함할 수 있다. 상기 가이드부 (223)는 제2 엔드 플레이트 (220)를 이용하여 배터리 셀 (10)을 압착할 때, 그 위치를 가이드하는 역할을 하는 부분으로, 상기 배터리 모듈 (200)의 조립을 용이하게 한다.
또한, 상기 배터리 모듈 (200)는 고정부재 (260)를 포함할 수 있다. 상기 고정부재 (260)는 상기 바텀 브라켓 (240)의 체결부재 (250)가 통과하는 홀을 포함한다. 상기 고정부재 (260)는 상기 체결부재 (250)와 결합한 후, 상기 사이드 브라켓 (230)의 연장부 (232)와 상기 제2 엔드 플레이트 (220)의 플랜지부 (221)를, 예컨대 용접 (weld, 251)에 의하여 결합시킬 수 있다.
도 4는 도 3b의 A-A에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 가이드부 (223)는 제2 엔드 플레이트 (220)로 배터리 셀 (10)을 압착할 때, 바텀 브라켓 (240)에 구비되는 체결 부재 (250)와의 간섭을 방지하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 가이드부 (223)는 제2 엔드 플레이트 (220)의 바닥부를 거쳐서 플랜지부 (222)로 연장되어 형성될 수 있다.
이때, 제2 엔드 플레이트 (220)의 바닥부에 구비되는 가이드부 (223) 형태는 바텀 브라켓 (240)에 구비된 체결 부재 (250)의 높이 방향의 단면에 대응하여 구비될 수 있다. 또한, 상기 플랜지부 (222)에 구비되는 가이드부 (223)는 상기 체결 부재 (250)의 가로 방향의 단면에 대응하여 구비될 수 있다.
상기 플랜지부 (222)에 구비되는 가이드부 (223)의 형태는 테이퍼형 (taper type)인 것이 바람직하다. 상기 플랜지부 (222)측의 가이드부 (223)는 제2 엔드 플레이트 (220)의 바닥면의 가장자리에서 점점 폭이 좁아지는 형태로 구비될 수 있으며, 이때, 상기 테이퍼형의 가장 좁은 폭은 체결 부재 (250)의 가로 방향의 단면에 대응하도록 구비될 수 있다. 이와 같이, 테이퍼형으로 구비되는 플랜지부 (222)측의 가이드부 (223)는 제2 엔드 플레이트 (220)를 압착할 때, 좌우측의 조립 공차를 막아주는 가이드의 역할을 하여, 배터리 모듈 (200)의 조립을 용이하게 하여 생산성을 향상시킨다.
또한, 본 발명의 배터리 모듈 (200)은 고정 부재 (260)를 더 포함할 수 있다. 고정 부재 (260)에는 바텀 브라켓 (240)에 구비되는 체결 부재 (250)가 관통할 수 있는 홀을 구비한다. 본 실시예에 따른 배터리 모듈 (200)은 가이드부 (223)를 통하여 돌출된 체결 부재 (250)를 상기 고정 부재 (260)에 구비된 홀을 관통시킴으로써 제2 엔드 플레이트 (220)와 바텀 브라켓 (240)의 결합을 견고하게 할 수 있다. 예컨대, 상기 고정 부재 (260)는 너트 등을 이용할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 배터리 셀 11: 양극 단자
12: 음극 단자 13: 벤트
14: 캡 플레이트 100, 200: 배터리 모듈
110: 제1 엔드 플레이트 111, 112: 제1 및 제2 얼라인 마크
120, 220: 제2 엔드 플레이트 130, 230: 사이드 브라켓
131: 지지부 140, 240: 바텀 브라켓
150, 151, 151: 결합부 223: 가이드부
250: 결합 부재 260: 고정 부재

Claims (20)

  1. 제1 방향으로 정렬된 복수개의 배터리 셀;
    상기 복수개의 배터리 셀의 제1 최외곽 배터리 셀과 인접하는 제1 엔드 플레이트;
    상기 복수개의 배터리 셀의 제2 최외곽 배터리 셀과 인접하고, 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 엔드 플레이트로부터 이격되어 구비되는 제2 엔드 플레이트;
    상기 복수개의 배터리 셀을 따라 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 엔드 플레이트와 연결되는 제1 끝단 및 제2 엔드 플레이트와 연결되는 제2 끝단은 구비하는 연결부재;
    상기 연결부재의 제1 끝단을 상기 제1 엔드 플레이트에 결합시키는 제1 결합부; 및
    상기 제2 끝단을 제2 엔드 플레이트에 결합시키고, 상기 제1 결합부와는 다른 형태를 갖는 제2 결합부;를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 결합부는 제1 엔드 플레이트와 상기 연결부재의 제1 끝단을 결합시키는 제1 용접 (weld)을 포함하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 제2 엔드 플레이트에 상기 제2 끝단을 결합시키는 제2 용접을 포함하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 제2 엔드 플레이트에 상기 제2 끝단을 결합시키는 체결구 (fastener)를 포함하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결부재의 제1 끝단은 상기 복수개의 배터리 셀의 제1 최외곽 배터리 셀에 인접하는 제1 엔드 플레이트 면의 반대면인 제1 엔드 플레이트의 노출된 면에 나란하게 평면으로 연장되는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상기 제1 방향으로 따라 제1 엔드 플레이트의 노출된 면에서 돌출되는 제1 엔드 플레이트 얼라인 마크를 더 포함하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 끝단은 상기 제1 엔드 플레이트 얼라인 마크를 수용하도록 구비되는 홀을 포함하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 결합부는 상기 연결부재의 제1 끝단에 제1 엔드 플레이트 얼라인 마크를 결합시키는 용접을 포함하는 배터리 모듈.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 복수개의 배터리 셀의 대향하는 양측면을 따라서 구비되는 두개의 측면 연결부재를 포함하는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 복수개의 배터리 셀의 바닥면을 따라서 연장되는 바닥면 연결부재를 포함하는 배터리 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 연결부재의 제2 끝단은 상기 복수개의 배터리 셀의 제2 최외곽 배터리 셀에 인접하는 제2 엔드 플레이트 면의 반대면인 제2 엔드 플레이트의 노출된 면의 넘어서 제1 방향을 따라 연장되는 배터리 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 제1 방향으로 따라 상기 제2 엔드 플레이트의 노출된 면에서 연장된 돌출부를 포함하는 배터리 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 돌출부에 상기 제2 끝단을 결합시키는 용접을 포함하는 배터리 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 끝단은 제2 끝단 얼라인 마크를 포함하고, 상기 돌출부는 제2 엔드 플레이트 얼라인 마크를 포함하는 배터리 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 끝단 얼라인 마크와 상기 제2 엔드 플레이트 얼라인 마크는 체결구를 수용하도록 구비되는 통로 (channel)를 형성하는 배터리 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 제2 최외곽 배터리 셀에 인접하는 제2 엔드 플레이트 면의 반대면인 상기 제2 엔드 플레이트의 노출된 면의 바닥부에서, 상기 제1 방향을 따라 연장된 플랜지를 포함하는 배터리 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 상기 제2 끝단에서 연장된 체결부재 (fastening member)를 포함하는 배터리 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 제2 엔드 플레이트의 노출된 면의 바닥부 및 상기 플랜지에 형성된 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 체결부재를 수용하도록 구비되는 배터리 모듈.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 플랜지부에서 그 폭이 제1 방향을 따라 감소되되, 상기 제2 엔드 플레이트로부터 가장멀리떨어진 상기 가이드부의 폭은 상기 체결부재의 폭에 대응하도록 감소되는 배터리 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상기 체결부재를 고정하는 고정부재를 더 포함하는 배터리 모듈.
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