WO2017052296A1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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WO2017052296A1
WO2017052296A1 PCT/KR2016/010702 KR2016010702W WO2017052296A1 WO 2017052296 A1 WO2017052296 A1 WO 2017052296A1 KR 2016010702 W KR2016010702 W KR 2016010702W WO 2017052296 A1 WO2017052296 A1 WO 2017052296A1
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side cover
cooling plate
battery module
welded
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이종영
신은규
문정오
이윤구
최항준
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery including at least one secondary battery, and more particularly, to a battery module and a battery pack and a vehicle including the same, which have excellent processability, ensure high sealing performance, and reduce the number of parts.
  • водородн ⁇ е ⁇ е ⁇ ество Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.
  • Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively.
  • the lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a packaging material for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution.
  • a lithium secondary battery may be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
  • secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices.
  • medium and large devices such as automobiles and power storage devices.
  • a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output.
  • a pouch type secondary battery is widely used in such a medium-large size device because of its easy lamination.
  • the battery module including a plurality of pouch-type secondary batteries, it is necessary to secure a certain level of mechanical strength, that is, rigidity, so as not to be damaged by external shock or vibration.
  • a certain level of mechanical strength that is, rigidity
  • the battery module it is necessary to have a stable sealing performance so that foreign matters such as moisture do not easily penetrate.
  • the battery module has good assembly properties in order to increase productivity and the number of parts is as small as possible.
  • the present invention has been made to solve the above problems, it is an object to provide a battery module and an automobile including the same, which has a stable strength and rigidity, excellent sealing and assembly properties, and improved productivity It is done.
  • the cell assembly having a plurality of secondary cells stacked in at least one direction;
  • a cooling plate configured to have a plate shape and disposed below the cell assembly to seat the cell assembly;
  • a front cover covering a front end of the cell assembly, the front cover welded to the cooling plate;
  • a rear cover which covers a rear end of the cell assembly and a lower part of which is welded to the cooling plate;
  • a left side cover covering a left side of the cell assembly, a lower end welded to the cooling plate, a front end welded to the front cover, and a rear end welded to the rear cover;
  • a right side cover covering a right side of the cell assembly, a lower end welded to the cooling plate, a front end welded to the front cover, and a rear end welded to the rear cover;
  • an upper plate covering an upper portion of the cell assembly, a left end welded to the left side cover, and a right end welded to the right side cover.
  • cooling plate the front cover, the rear cover, the left side cover, the right side cover, and the upper plate may be welded by friction stir welding.
  • the cooling plate may be made of a material including aluminum, and the front cover, the rear cover, the left side cover, the right side cover, and the upper plate may be made of a material including steel.
  • At least one of the front cover, the rear cover, the left side cover, the right side cover, and the upper plate may have an insulating coating layer made of an electrically insulating material formed on at least a portion of an inner surface thereof, or may be made of an electrically insulating material. Sheets may be provided.
  • a heat transfer material may be interposed between the cooling plate and the cell assembly.
  • left side cover and the right side cover may be welded with at least one of the front cover, the rear cover, the cooling plate, and the upper plate in continuous corners.
  • the left side cover and the right side cover, the welding portion with at least one of the front cover, the rear cover, the cooling plate and the upper plate may be continuously formed in one straight shape from one end to the other end.
  • the left side cover and the right side cover, the welded portion with at least one of the front cover, the rear cover, the cooling plate and the upper plate may be formed discontinuously from one end to the other end.
  • left side cover and the right side cover, the front end, the rear end, the upper end and the lower end of the welding line may be configured to form a ring shape.
  • At least one of the front cover and the rear cover may be formed with a step so that an end portion of at least one of the left side cover and the right side cover may be inserted and seated from the outside to the inside.
  • a step may be formed in at least one of the cooling plate and the upper plate so that an end portion of at least one of the left side cover and the right side cover is inserted and seated from the outside to the inside.
  • left side cover and the right side cover, the front cover, the rear cover, the cooling plate and the joint portion with the upper plate may be configured to be exposed to the side.
  • the battery pack according to the present invention for achieving the above object includes a battery module according to the present invention.
  • the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes a battery module according to the present invention.
  • the sealing performance of the battery module can be secured excellently.
  • the sealing property can be stably maintained even at high pressure.
  • the rigidity of the battery module can be securely ensured.
  • the assembly of the battery module can be easily performed, it may be excellent in processability.
  • it may not include a sealing component such as an O-ring, a cooling component such as a cooling fin, a reinforcement or a fixed component such as an end plate or a cartridge, and the number of components of the battery module may be reduced.
  • a sealing component such as an O-ring
  • a cooling component such as a cooling fin
  • a reinforcement or a fixed component such as an end plate or a cartridge
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the configuration of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 'of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a configuration in which a cell assembly and a cooling plate are separated in a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view schematically showing a configuration in which the front cover is welded in the battery module according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view schematically showing a configuration in which the side cover is coupled in the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration in which an upper plate is coupled to a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view schematically showing a welded portion of the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a portion of a cross section taken along line A2-A2 'of FIG. 1.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion B1 of FIG. 3.
  • FIG. 11 is an enlarged view of a portion B3 of FIG. 3.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view schematically showing a welding configuration of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a portion of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the configuration of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 'of FIG. That is, FIG. 3 may be referred to as a vertical cross-sectional view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module according to the present invention includes a cell assembly 100, a cooling plate 200, a front cover 300, a rear cover 400, a left side cover 500, and a right side.
  • the cover 600 and the upper plate 700 may be included.
  • the cell assembly 100 may include a secondary battery 110.
  • the secondary battery 110 may be a pouch type secondary battery.
  • the pouch type secondary battery may include an electrode assembly, an electrolyte solution, and a pouch packaging material.
  • the electrode assembly is an assembly of an electrode and a separator, and may be configured in a form in which one or more positive electrode plates and one or more negative electrode plates are disposed with the separator interposed therebetween.
  • each electrode plate of the electrode assembly is provided with an electrode tab, one or more electrode tabs may be connected to the electrode lead.
  • the electrode lead is interposed between the pouch packaging material so that one end thereof is exposed to the outside, and the exposed part may function as an electrode terminal of the secondary battery 110.
  • the pouch packaging material can accommodate the electrolyte solution in the internal space together with the electrode assembly.
  • the pouch exterior material may be configured in a form in which the edge portion is sealed by a method such as heat fusion.
  • the pouch sheath may be composed of a left pouch and a right pouch, and each pouch may include an outer insulating layer, a metal layer, and an inner adhesive layer, such that the inner adhesive layers may be fused together.
  • the configuration of the secondary battery 110 is obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains, and thus, a detailed description thereof will be omitted.
  • various secondary batteries known at the time of filing the present invention may be employed.
  • the secondary battery 110 may be included in a plurality of battery modules and stacked in at least one direction.
  • the plurality of pouch-type secondary batteries may have roughly the ground such that the two wide surfaces are located at the left and right sides, and the sealing parts are located at the top, bottom, front, and rear sides. It can be configured in a vertically erect form.
  • the secondary battery 110 of the upright shape may be arranged in parallel to the left and right directions so that wide surfaces thereof face each other.
  • the cooling plate 200 may be disposed under the cell assembly 100. Accordingly, the cooling plate 200 may protect the cell assembly 100 from physical or chemical elements such as vibration or moisture applied to the cell assembly 100 side from the bottom outside of the battery module.
  • the cooling plate 200 may be made of a thermally conductive material. Therefore, when heat is generated in the cell assembly 100, the generated heat may be transferred to the outside of the battery module through the cooling plate 200.
  • the cooling plate 200 may be made of a metal material.
  • the cell assembly 100 may be configured to be stacked in the horizontal direction on the cooling plate 200.
  • each secondary battery 110 is configured in a form standing on the cooling plate 200, all secondary batteries 110 may be adjacent to the cooling plate 200 in the lower portion. Therefore, heat of each secondary battery 110 may be directly transferred to the cooling plate 200.
  • the cooling plate 200 may be configured in a substantially plate shape.
  • the cell assembly 100 may be seated on an upper portion of the cooling plate 200. That is, the cell assembly 100 may directly contact the upper portion of the cooling plate 200, as shown in FIG. 3. In this case, the cooling plate 200 may support the cell assembly 100 in an upward direction.
  • the cell assembly 100 need not be provided with a cartridge.
  • the cartridge is provided in the shape of a substantially rectangular ring is configured to surround the edge of the pouch-type secondary battery (110).
  • the cartridge accommodates the pouch type secondary battery 110 in an internal space and is stacked on each other, such that a plurality of pouch type secondary batteries 110 are arranged side by side.
  • each pouch type secondary battery 110 may be directly mounted on the upper portion of the cooling plate 200.
  • the battery module does not need to be provided with a cartridge.
  • the manufacturing process of the battery module can be facilitated, and volume, weight, cost, and the like can be reduced.
  • the heat generated from each pouch-type secondary battery 110 can be directly conducted to the cooling plate 200, the cooling performance can be further improved.
  • a plate-like cooling member such as a cooling fin between the secondary batteries 100 and between the secondary batteries 100 and the cooling plate 200.
  • the volume and weight of the battery module, manufacturing cost, etc. are further reduced, and assemblability may be improved.
  • the cooling plate 200, the concave-convex structure may be formed on the upper surface. That is, the convex portion and the concave portion may be formed on the cooling plate 200, as shown in FIGS. 2 and 3. According to this configuration of the present invention, it is possible to facilitate the standing of each pouch type secondary battery 110 and to maintain the standing state stably. In addition, the contact between the secondary battery 110 and the cooling plate 200 more closely, the contact area is increased to increase the heat exchange performance between the secondary battery 110 and the cooling plate 200.
  • the uneven portion of the cooling plate 200 may be formed in a shape corresponding to the lower shape of the secondary battery 110.
  • the concave portion of the cooling plate 200 may have an inclined surface to correspond to the shape in which the sealing portion of the secondary battery 110 is folded.
  • the convex portion of the cooling plate 200 may have an inclined surface having an upper surface inclined at an inclination corresponding to an accommodating portion of the secondary battery 110 without being parallel to the ground.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a configuration in which the cell assembly 100 and the cooling plate 200 are separated from the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • a thermal interface material may be interposed between the cooling plate 200 and the cell assembly 100.
  • TIM thermal interface material
  • an uneven portion may be formed on an upper portion of the cooling plate 200, and a heat transfer material may be provided on an upper surface of the uneven portion, that is, a portion indicated by I in the drawing.
  • a heat transfer material may be interposed between the cooling plate 200 and the cell assembly 100.
  • the heat transfer effect between the secondary battery 110 and the cooling plate 200 by the heat transfer material can be increased.
  • the air layer between the secondary battery 110 and the cooling plate 200 may be removed or reduced by the heat transfer material, the heat of the secondary battery 110 is discharged more quickly to the cooling plate 200.
  • the heat transfer material may be applied in the form of a gel on top of the cooling plate 200 before the cell assembly 100 is seated. In this case, the air layer between the secondary battery 110 and the cooling plate 200 can be removed more reliably.
  • the heat transfer material may be a thermal bond.
  • the heat transfer efficiency is increased by the thermal bond, while the bonding between the cooling plate 200 and the cell assembly 100 can be further improved.
  • the standing state of the secondary battery 110 may be stably maintained by the thermal bond during assembly of the battery module, the assembly of the battery module may be further improved.
  • the front cover 300 may be positioned in front of the cell assembly 100 to cover the front end of the cell assembly 100.
  • the front cover 300 may be configured to have a concave shape forward to accommodate the electrode leads.
  • the front cover 300 may be configured in a substantially plate shape, and both left and right ends thereof may be bent at approximately right angles.
  • the front cover 300 may protect the front of the cell assembly 100 from external physical or chemical elements. Furthermore, the front cover 300 may be made of a metal material such as steel in order to secure excellent rigidity. In the case of steel, it can be said that the cost is low and the mechanical strength is excellent.
  • the front cover 300, the lower portion may be welded to the cooling plate 200. This will be described in more detail with reference to FIG. 5.
  • FIG 5 is a view schematically showing a configuration in which the front cover 300 is welded in the battery module according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the front cover 300 is positioned in front of the cell assembly 100, and a lower end of the front cover 300 may be welded to the cooling plate 200.
  • the front cover 300 may include bent portions at both ends of the left and right sides, and welding may be performed at both ends of the front cover 300 as well as at both ends of the front cover 300. That is, the lower end of the front cover 300 may be welded to the cooling plate 200 as a whole from the left end to the right end, as indicated by the portion W3 in FIG. 5.
  • the welding line between the front cover 300 and the cooling plate 200 may be formed in a substantially 'C' shape from the left end to the right end of the front cover.
  • the front cover 300 can be strongly coupled to the cooling plate 200, and the sealing property between the front cover 300 and the cooling plate 200 can be secured stably. Therefore, it is necessary to include a separate fastening member for coupling the front cover 300 to the cooling plate 200 or a separate sealing member for sealing between the cooling plate 200 and the front cover 300 in the battery module. There is no.
  • the rear cover 400 may be located at the rear of the cell assembly 100 to cover the rear end of the cell assembly 100.
  • an electrode lead of each secondary battery 110 may protrude from the rear of the cell assembly 100.
  • the secondary battery 110 may include electrode leads having different polarities at both the front and the rear thereof.
  • the rear cover 400 may be configured in a concave shape to the rear so that the electrode lead protruding to the rear can be accommodated.
  • the rear cover 400 may be configured in a substantially plate shape, and both left and right ends thereof may be configured to be bent at approximately right angles.
  • the rear cover 400 may protect the rear of the cell assembly 100 from external physical or chemical elements.
  • the rear cover 400 may be made of a metal material such as steel to secure excellent rigidity.
  • the rear cover 400 may have a lower portion welded to the cooling plate 200.
  • the rear cover 400 may be disposed at the rear end of the cooling plate 200 in a state in which the cell assembly 100 is seated on the cooling plate 200.
  • the rear cover 400 similar to the front cover 300, may be provided with bent on both left and right ends, the welding may be performed on both the central portion and the bent end of the rear cover 400.
  • the lower end of the rear cover 400 may be welded to the cooling plate 200 as a whole from the left end to the right end, as indicated by the portion W4 in FIG. 5.
  • the welding line between the rear cover 400 and the cooling plate 200 is formed in a substantially 'C' shape from the left end to the right end of the rear cover, as in the case of the front front cover 300. It can be said to be similar.
  • the left side cover 500 may be positioned on the left side of the cell assembly 100 to cover the left side of the cell assembly 100.
  • the left side cover 500 may be formed in a substantially plate shape.
  • the left side cover 500 may be configured in a substantially rectangular plate shape, as shown in FIG. 2.
  • the left side cover 500 may be welded to the cooling plate 200, the front cover 300, and the rear cover 400. This will be described in more detail with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 is a view schematically showing a configuration in which the side cover is coupled in the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the cell assembly 100 is seated on an upper portion of the cooling plate 200, and the front cover 300 and the rear cover 400 are respectively mounted on the cooling plate 200.
  • the left side of the cell assembly 100 can be approached as indicated by the arrow.
  • the left side cover 500 may have a lower end mounted on an upper portion of the cooling plate 200, and the front end portion and the rear end portion may contact the front cover 300 and the rear cover 400, respectively.
  • the left side cover 500 may be welded with the cooling plate 200, the front cover 300, and the rear cover 400, respectively.
  • the left side cover 500 is welded to the left side of the cooling plate 200, the front end is welded to the left side of the front cover 300, and the rear end is the rear cover, as shown by W5 in FIG. 6. It may be welded to the left side of 400.
  • the cooling plate 200, the front cover 300 and the rear cover 400 and the left side cover 500 can be stably fixed and secured, sealing properties therebetween. . Therefore, it is necessary to include a separate fastening member for fixing the left side cover 500 or a side of the battery module, or a separate sealing member for sealing the edge portion of the left side cover 500 in the battery module. none.
  • the right side cover 600 may be located at the right side of the cell assembly 100 to cover the right side surface of the cell assembly 100.
  • the right side cover 600 may also be formed in a substantially plate shape.
  • the right side cover 600 may be configured in a substantially rectangular plate shape, as shown in the figure.
  • the right side cover 600 may be welded to the cooling plate 200, the front cover 300, and the rear cover 400. That is, the right side cover 600, the lower end may be seated on the upper portion of the cooling plate 200, and the front end and the rear end may contact the front cover 300 and the rear cover 400, respectively.
  • the contact portions may be welded to each other. That is, the right side cover 600, the lower end is welded to the right side of the cooling plate 200, the front end is welded to the right side of the front cover 300, the rear end is welded to the right side of the rear cover 400 Can be.
  • the coupling and sealing properties of the cooling plate 200, the front cover 300 and the rear cover 400 and the right side cover 600 is stably secured, and a separate fastening member or sealing The member does not need to be provided.
  • the side cover may protect the side of the cell assembly 100 from external physical or chemical elements. That is, the left side cover 500 may protect the left side of the cell assembly 100, and the right side cover 600 may protect the right side of the cell assembly 100.
  • a side cover may be made of a metal material such as steel in order to ensure excellent rigidity.
  • the upper plate 700 may be positioned above the cell assembly 100 to cover the top of the cell assembly 100.
  • the cell assembly 100 may be configured in a substantially plate shape.
  • the upper plate 700 may be configured in a substantially rectangular plate shape, as shown in FIG. 2.
  • the upper plate 700 may protect the upper portion of the cell assembly 100 from external physical or chemical elements.
  • the upper play is made of a metal material such as steel can ensure excellent rigidity.
  • the upper plate 700 may be welded to the side cover. This will be described in more detail with reference to FIG. 7.
  • FIG. 7 is a view schematically showing a configuration in which the upper plate 700 is coupled to the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the upper plate 700 may be seated on the top of the cell assembly 100 by moving from the top to the bottom of the cell assembly 100, as indicated by the arrow.
  • the upper plate 700, the left side and the right side may be welded in contact with the side cover, respectively. That is, the upper plate 700 may be welded to the left side cover 500 and the right end to the right side cover 600, as indicated by the portion W7 in FIG. 7.
  • the upper plate 700 may be stably fixed to the battery module, and the sealing property of the upper portion of the battery module may be secured.
  • the configuration in which the upper plate 700 is welded only to the side cover is described, but the upper plate 700 may be welded to the front cover 300 and / or the rear cover 400.
  • the upper plate 700 may have a concave-convex structure on a lower surface thereof. That is, convex portions and concave portions may be formed at the lower portion of the upper plate 700, similar to the upper portion of the cooling plate 200, as shown in FIG. 3. In this case, the standing state of the pouch type secondary battery 110 provided in the cell assembly 100 may be more stably maintained, and the flow of the secondary battery 110 may be limited even when the battery module is impacted or moved. Damage to 110 or the connection therebetween can be effectively prevented.
  • the uneven portion of the upper plate 700 may be formed in a shape corresponding to the upper shape of the secondary battery 110. For example, as illustrated in FIG.
  • the concave portion of the upper plate 700 may have an inclined surface to correspond to the shape in which the sealing portion of the secondary battery 110 is folded.
  • the convex portion of the upper plate 700 may have an inclined surface at an inclination corresponding to the accommodating portion of the secondary battery 110.
  • friction stir welding between the cooling plate 200, the front cover 300, the rear cover 400, the left side cover 500, the right side cover 600, and the upper plate 700 is performed.
  • Frition Stir Welding can be welded.
  • the friction stir welding method can be applied to all of the welding portion therebetween.
  • a coupling portion between the front cover 300 and the cooling plate 200 and the rear cover 400 and the cooling plate 200 such as the portions indicated by W3 and W4 in FIG. 5, may be subjected to friction stir welding.
  • W3 and W4 in FIG. 5 may be subjected to friction stir welding.
  • 400 may be welded by a friction stir welding method.
  • the present invention it is possible to prevent the internal components of the battery module from being damaged or broken due to heat or deformation generated during the welding process. That is, in the case of the pouch type secondary battery 110 included in the cell assembly 100, when a predetermined level or more of heat is applied, the pouch exterior material, the electrode plate, and the separator may be damaged. However, in the case of the friction stir welding method, since the heat input is not higher than that of other welding methods, such damage of the secondary battery 110 can be prevented.
  • the mechanical properties of the welded portion may be improved.
  • the sealing performance of the battery module can be further improved. That is, in the case of friction stir welding, since the metals of the two base materials can be mixed and welded, airtightness can be ensured and the sealing performance can be improved. Therefore, in this case, there is no need to include sealing parts such as O-rings or rubber pads in the gaps between the respective components constituting the case, and the sealing performance can be stably ensured.
  • the cooling plate 200 is made of an aluminum-based material for high thermal conductivity
  • the left side cover 500, the right side cover 600, the front cover 300 and the rear cover 400 is the rigidity of the battery module It can be constructed of steel-based materials for improvement.
  • heterogeneous welding may be performed between the cooling plate 200 and other components. In the case of a friction stir welding method, welding reliability may be improved even when such heterogeneous welding is performed.
  • a welding strength may be weakened by generating a compound such as an intermetallic compound (IMC).
  • IMC intermetallic compound
  • the butt welding which welds two board
  • the cross sections may be welded to each other by friction stir welding while the edges are not overlapped with each other but the edges are abutted with each other. have.
  • welding may be performed between the side cover and the front cover 300 to the rear cover 400 in a state where the edges thereof do not overlap with each other but the edges are abutted with each other. In this case, friction stir welding may be usefully applied.
  • the volume of the battery module can be reduced, and the energy density can be high.
  • the left side cover 500 and / or the right side cover 600 may include at least one of the front cover 300, the rear cover 400, the cooling plate 200, and the upper plate 700.
  • the edges can be welded in successive butts.
  • the left side cover 500 may have a front side edge against the left edge of the front cover 300, and the butted portions may be welded to each other.
  • the front edge of the front side of the left side cover and the left edge of the front cover may be continuously contacted in contact with each other in a long form extending from the top to the bottom.
  • the left side cover may be welded to the front side cover of the front side welded portion of the welded portion indicated by W5, and the front side welded portion is continuously formed in a form extending from the top to the bottom of the left side cover. Can be.
  • the left side cover 500 may be similarly welded to each other by having a lower side edge continuously butt against the left edge of the cooling plate 200.
  • the lower side welded portion of the left side cover may be continuously formed in a form extending long from the front end to the rear end of the left side cover.
  • the left side cover 500 may have a similar shape, and the rear end side edge may be continuously joined to the left edge of the rear cover 400 to be welded to each other.
  • the rear end side welded portion of the left side cover may be continuously formed in a form extending from the upper end of the left side cover to the lower end.
  • the left side cover 500 may have a similar shape, and the upper side edge may be continuously butted with the left edge of the upper plate 700 to be welded to each other.
  • the upper side welded portion of the left side cover may be continuously formed in a form extending long from the front end to the rear end of the left side cover.
  • the right side cover 600 also includes at least one of the front cover 300, the rear cover 400, the cooling plate 200, and the upper plate 700, and an edge thereof. Can be continuously butt welded.
  • the right side cover 600 may be welded to each other by the front side edges of the front side cover 300, the cooling plate 200, and / or the right edges of the rear cover 400.
  • the right side cover may be continuously formed in such a manner that the front side welded part, the bottom side welded part, and / or the rear end welded part extends from the upper end of the right side cover to the lower end or from the front end to the rear end.
  • the welded portion can be formed to extend in a long form, the sealing property of the battery module can be improved, and the coupling force between the components constituting the case can be enhanced.
  • the continuity of the welding process can be secured, and the convenience in the process can be improved.
  • the left side cover 500 and / or the right side cover 600 may include at least one of the front cover 300, the rear cover 400, the cooling plate 200, and the upper plate 700.
  • the welding portion of the vortex may be configured to be continuously formed in one straight shape from one end to the other end.
  • the front side welded portion of the left side cover 500 formed between the front cover 300 may be continuously formed to form one straight line from the top to the bottom of the left side cover. have.
  • front side welded portion of the left side cover 500 formed between the cooling plate 200 may be continuously formed in a form of forming a straight line from the front end to the rear end of the left side cover.
  • the rear end welding part of the left side cover 500 formed between the rear cover 400 may be continuously formed in a form of forming a straight line from an upper end to a lower end of the left side cover.
  • the upper side welded portion of the left side cover 500 formed between the upper plate 700 may be formed in a form of forming a straight line from the front end to the rear end of the left side cover.
  • the right side cover 600 also has a front side welded part, a bottom side welded part, a top side welded part and / or a rear end side welded part, similarly to the left side cover 600, or at the bottom of the right side cover, or It may be continuously formed in the form of a straight line from the front end to the rear end of the right side cover.
  • the welding portion for welding the two components constituting the battery module case is formed in a straight line, the welding process can be made smoothly.
  • welding between components is performed by friction stir welding
  • welding may be performed while the probe of the welding unit is inserted and moved between the joint surfaces between the components. According to this, since the probe can move in a straight line, the welding process can be made more effectively.
  • the left side cover 500 and the right side cover 600 may be welded to at least one of the front cover 300, the rear cover 400, the cooling plate 200, and the upper plate 700. It may be formed discontinuously from one end to the other end.
  • the left side cover 500 and / or the right side cover 600 may include a front side welded part with the front cover, a lower end welded part with the cooling plate, and / or a rear end welded part with the rear cover. It can be configured to have a welding point and discontinuously formed. According to this configuration of the present invention, since the welded portion can be made small, the welding time can be further shortened.
  • the left side cover 500 and the right side cover 600 may have a welding line of a front end, a rear end, an upper end, and a lower end in a ring shape. This configuration will be described in more detail with reference to FIG. 8.
  • FIG. 8 is a view schematically showing a welded portion of the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • portions where the welded portions are visible are indicated by dashed lines, and portions where the welded portions are not visible are indicated by broken lines (hidden lines).
  • the right side cover 600 may weld the entire front line to the front cover 300 and the entire rear end line to the rear cover 400.
  • the entire upper line may be welded to the upper plate 700, and the entire lower line may be welded to the cooling plate 200.
  • each of the four welding lines may be interconnected at both ends to form one ring shape. That is, the welding line of the right side cover 600 may be formed in a substantially rectangular ring shape along the edge portion, as indicated by C1 of FIG. 8.
  • the left side cover 500 may also have a weld line formed in a substantially rectangular ring shape along the edge portion. That is, the left side cover 500, the entire upper and lower lines are welded to the upper plate 700 and the cooling plate 200, and the entire front and rear lines are welded to the front cover 300 and the rear cover 400. Can be.
  • the bottom line may be welded to the cooling plate 200 as a whole.
  • the rear cover 400 may also be welded with the cooling plate 200 as a whole, as indicated by C3 of FIG. 8.
  • the lower line of the C1 one end may be connected to the C2 line
  • the other end may be connected to the C3 line.
  • the lower line of the right side cover 600 may also be connected to the C2 line and the C3 line.
  • the lower side of the battery module may be welded entirely along the edge of the cooling plate 200.
  • the cooling plate 200 is configured in a substantially square plate shape
  • the welded portion between the cooling plate 200 and other components may be configured in a substantially square ring shape.
  • the adhesion and sealing property to the battery module lower portion can be improved.
  • the lower part of the battery module may be located on the outer side.
  • the welding between the cooling plate 200 and the front cover 300 and the welding between the cooling plate 200 and the rear cover 400 may be performed on the lower side of the battery module, but the present invention is necessarily It is not limited to this embodiment.
  • the cooling plate 200, the front cover 300, the rear cover 400, the left side cover 500, the right side cover 600, and the upper plate 700 may all be made of a metal material.
  • the cooling plate 200 may be made of a material having excellent thermal conductivity compared to other components.
  • other components except the cooling plate 200 that is, the front cover 300, the rear cover 400, the left side cover 500, the right side cover 600 and the upper plate 700 are excellent in rigidity It can be configured as.
  • the cooling plate 200 is made of a material containing aluminum
  • the front cover 300, the rear cover 400, the left side cover 500, the right side cover 600 and the upper plate ( 700 may be made of a material including steel.
  • the battery module according to the present invention may be mounted in a lower portion of the vehicle such that the upper plate 700 faces the inner side of the vehicle and the cooling plate 200 faces the outer side of the battery module.
  • the cooling plate 200 is made of a material having excellent thermal conductivity than other case parts, heat dissipation by the cooling plate 200 may be more effectively performed.
  • a cooling fluid for example, air or water flows under the battery module, heat inside the battery module may be discharged to the cooling fluid through the cooling plate 200 located below.
  • At least one of the front cover 300, the rear cover 400, the left side cover 500, the right side cover 600, and the upper plate 700 may be insulated from at least a portion of an inner surface of an electrically insulating material.
  • a coating layer can be formed.
  • at least one of the front cover 300, the rear cover 400, the left side cover 500, the right side cover 600, and the upper plate 700 may include at least one insulating sheet made of an electrically insulating material. Some may be provided.
  • the cell Insulation with the assembly 100 may be stably ensured.
  • the welding between the front cover 300, the rear cover 400, the left side cover 500, the right side cover 600 and the upper plate 700 is The friction stir welding method described above is preferably performed. Since the friction stir welding method does not generate much heat, breakage of the insulating coating layer or the insulating sheet can be prevented. Therefore, in this case, the insulation of the battery module can be stably maintained.
  • At least one of the front cover 300 and the rear cover 400 may be formed with a step. This will be described in more detail with reference to FIG. 9.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a portion of a cross section taken along line A2-A2 'of FIG. 1. That is, FIG. 9 may be referred to as an enlarged view of a part of a configuration in which a horizontal cross section of the battery module according to an embodiment of the present invention is viewed from top to bottom, in particular, the left edge portion of the front cover 300. .
  • the front cover 300 may have a stepped concave shape in an inward direction, such as a portion indicated by D1, on a left end, particularly a left bent portion.
  • the front end portion of the left side cover 500 may be seated on the concave portion formed due to the step. That is, the left side cover 500 formed in a plate shape, the front end portion may be inserted in the inward direction from the outside of the battery module to be seated.
  • the step formed in the front cover 300 may have a size equal to or similar to the thickness of the left side cover 500.
  • the outer surface of the front cover 300 and the outer surface of the left side cover 500 may form one flat surface.
  • the front cover 300 may be configured such that a step of concave shape inwardly is formed at the right end, and the front end of the right side cover 600 is inserted into the step at the outside from the outside.
  • the assemblability between the side cover and the front cover 300 can be improved.
  • the assembly position of the side cover may be guided due to the step formed in the front cover 300, the assembling process of the front cover 300 and the side cover may be more easily performed.
  • the rigidity of the battery module can be reinforced. That is, since the front cover 300 is located inside the front end of the side cover, the front cover 300 can support the side cover in the outward direction even if a force is applied from the outside of the side cover.
  • friction stir welding can be performed more easily.
  • the probe of the welding unit may be contacted and inserted while the probe of the welding unit rotates to the joint surface of the front cover 300 and the side cover, such as the portion indicated by T1. Near the joining surface of the side cover, a force can be applied in the inward direction, as indicated by arrow T1.
  • the D1 portion formed due to the step of the front cover 300 can support the pressure in the T1 direction. Therefore, in the step forming configuration of the present invention, it can be more preferably applied when friction stir welding is performed between the front cover 300 and the side cover.
  • the rear cover 400 is similarly formed in steps, so that the rear end of the left side cover 500 and the rear end of the right side cover 600 are similar.
  • the part may be configured to be inserted into and seated in the inward direction from the outside.
  • the left end portion of the rear cover 400 may have a stepped shape and a front-back symmetry (left-right symmetry in FIG. 9) of the front cover 300 illustrated in FIG. 9.
  • a step may be formed so that the right end of the rear cover 400 may also be inserted and seated at the rear end of the right side cover 600.
  • a step may be formed in at least one of the cooling plate 200 and the upper plate 700. This will be described in more detail with reference to FIGS. 10 and 11.
  • the cooling plate 200 may have a stepped concave shape in an inward direction at a right end as in a portion indicated by D2.
  • a lower end of the right side cover 600 may be inserted and seated in an inward direction from the outer side to the concave portion formed due to the step.
  • the step formed in the cooling plate 200 may have a size corresponding to the thickness of the right side cover 600.
  • the left end of the cooling plate 200 may also have a stepped concave shape inward, so that the lower end of the left side cover 500 may be inserted.
  • the assemblability between the cooling plate 200 and the side cover can be improved. That is, since the assembly position of the side cover may be guided due to the step formed in the cooling plate 200, the assembling process of the cooling plate 200 and the side cover may be more easily performed.
  • the rigidity of the battery module can be reinforced. That is, since the cooling plate 200 is positioned inside the lower end of the side cover, the cooling plate 200 may support the side cover in the outward direction even when a force is applied in the horizontal direction from the outside of the side cover. In addition, the step of the cooling plate 200 may support the side cover in the upper direction.
  • friction stir welding can be performed more easily.
  • the probe of the welding unit may be contacted and inserted into the joint surface between the cooling plate 200 and the side cover, such as the portion indicated by T2.
  • a force can be applied inward.
  • the D2 portion due to the step of the cooling plate 200 can support the pressure in the T2 direction.
  • the upper plate 700 may have a stepped concave shape in an inward direction at a right end thereof, as indicated by a portion D3.
  • the upper end portion of the right side cover 600 may be inserted into and contact with the stepped portion from the outside to the inside.
  • a left end of the upper plate 700 may also have a stepped concave shape inward, so that an upper end of the left side cover 500 may be inserted.
  • the cooling plate 200 may have an advantage similar to the configuration in which the step is formed. That is, according to the configuration, the assemblability between the upper plate 700 and the side cover can be improved, and the rigidity of the battery module can be reinforced. Further, according to the above configuration, friction stir welding between them can be performed more easily.
  • the left side cover 500 and / or the right side cover 600 may be connected to the front cover 300, the rear cover 400, the cooling plate 200, and the upper plate 700.
  • the (bonding surface) can all be configured to be exposed to the side.
  • the left side cover 500 may be configured such that a bonding surface of the front side cover 300 is substantially perpendicular to an outer surface of the left side cover and the front cover.
  • the opening of the bonding surface between the left side cover and the front cover located at the portion indicated by T1 may be configured to face the left side (upper side in FIG. 9) of the battery module.
  • the right side cover 600 may be configured such that a bonding surface with the cooling plate 200 is substantially perpendicular to an outer surface of the right side cover, that is, an outer surface of the battery module. Can be.
  • the opening of the joining surface between the right side cover and the cooling plate located at the portion indicated by T2 may be configured to face the right side (right side in FIG. 9) of the battery module.
  • the right side cover 600 may be configured such that a bonding surface with the upper plate 700 is substantially perpendicular to an outer surface of the right side cover.
  • the opening of the joining surface between the right side cover and the upper plate located at the portion indicated by T3 may be configured to face the right side of the battery module.
  • the welding process is performed more smoothly.
  • the probe of the welding unit may be inserted into the opening of the joint part by moving forward in the horizontal direction, as indicated by arrows T1 to T3 of FIGS. 9 to 11, on the left or right side of the battery module. have. After the welding process is performed, the probe of the welding unit may retreat back in the horizontal direction to escape from the battery module. Therefore, since there is no structure that interferes with the process of inserting and moving the joint surface of the probe of the welding unit, the welding process can be made efficiently.
  • the opening of the joint surface which is a welding site
  • the insertion and movement of the welding unit should be made in the vertical direction. In this case, the process may not be performed smoothly due to other structures. Can be.
  • the opening of the joining surface for welding is preferably exposed to the right or left side of the battery module rather than to the front or rear side of the battery module.
  • An electrode lead of a secondary battery may be present at the front end or the rear end of the battery module. According to this configuration, damage or interference of the electrode lead can be prevented.
  • the left side cover 500 and / or the right side cover 600 may be configured in the form of chamfered corners. That is, the side cover may be configured in the form of a square plate having four sides, and all four vertices where the two sides meet may be configured in a rounded shape. For example, the vertices of the side cover may be configured in a curved shape to have a radius of 10 mm or more.
  • processability can be improved at the time of friction stir welding. That is, when the vertex is rounded to have a predetermined radius or more, the edge of the side cover may be welded continuously, so that the welding line may be configured in a ring shape.
  • the module case is composed of a cooling plate 200, the front cover 300, the rear cover 400, the left side cover 500, the right side cover 600 and the upper plate 700 Can be.
  • each component constituting the module case may be coupled to each other by welding.
  • the welding order may be variously implemented.
  • the front cover 300 and the rear cover 400 are shown in FIG. 5.
  • the front and rear ends of the assembly 100 may be welded to contact the cooling plate 200, respectively.
  • the left side cover 500 and the right side cover 600 are positioned to the side of the cell assembly 100, so that the cooling plate 200, the front cover 300, and the rear cover are located.
  • the upper plate 700 may be positioned above the cell assembly 100 and welded to the left side cover 500 and the right side cover 600, as shown in FIG. 7.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view schematically showing a welding configuration of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the cell assembly 100 may be seated on an upper portion of the cooling plate 200.
  • the assembly of the upper plate 700, the left side cover 500 and the rear cover 400 may be assembled in the downward direction from the top of the cell assembly 100, as indicated by arrow S2.
  • the assembly of the upper plate 700, the left side cover 500 and the rear cover 400, the upper plate 700, the left side cover 500 and the rear cover 400 is pre-coupled by mutual welding It may be.
  • such an assembly may be configured to be bonded to each other in a friction stir welding method.
  • the front cover 300 may be positioned at the front end of the cell assembly 100 and welded to the cooling plate 200 and the left side cover 500.
  • the right side cover 600 is located on the right side of the cell assembly 100, as indicated by arrow S4, to provide cooling plate 200, front cover 300, rear cover 400, and upper plate 700. And can be welded.
  • the battery module according to the present invention may include at least one of a cooling plate 200, a front cover 300, a rear cover 400, a left side cover 500, a right side cover 600, and an upper plate 700. Between the weld and the cell assembly 100, may further comprise a heat shield. This will be described in more detail with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a portion of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 may be referred to as another embodiment of the configuration of FIG. 9.
  • a heat shield as indicated by F may be provided inside the left bent portion of the front cover 300.
  • the heat shield F may prevent heat from moving from outside to inside between the weld assembly such as the front cover and the cell assembly.
  • the heat shield F may be welded to the joint surface between the front cover 300 and the left side cover 500 at the portion indicated by T1, in which case along the joint surface. It is possible to block the transmission of the welding heat to the inside.
  • problems such as deformation or damage of internal components of the battery module, such as a pouch sheath of the secondary battery, an electrode lead, and a bus bar, can be prevented by heat generated during welding.
  • the heat generation rate is smaller than that of other welding methods, but according to the above configuration, even a slight generated heat can be prevented from being transferred to the inner side of the battery module.
  • the heat shield F may be formed of various components constituting the case of the battery module, for example, a material having a lower heat transfer rate than the front cover 300 in order to effectively block heat.
  • the heat shield F may be formed of a heat insulating material including heat-resistant resin such as polyimide, fibers such as glass or rock wool, and / or a ceramic material.
  • the heat shield (F) may be provided on the inner surface of the front cover 300.
  • an electrode lead may be present on the front cover 300 side, and according to the above configuration, it is possible to reduce or block transmission of welding heat or the like to the electrode lead side due to the heat shield F.
  • the heat shield F is configured to be coated on the inner surface of the components constituting the case of the battery module, such as the front cover 300, the side covers 500, 600, the rear cover 400, It may be configured in a separate sheet form may be provided inside the front cover. Alternatively, the heat shield F may be configured to protrude convex inward from the inner surface of the components constituting the case of the battery module such as the front cover, the side cover, or the rear cover.
  • the heat shield F may include other components constituting the case of the battery module.
  • the left side cover 500, the right side cover 600, the rear cover 400, the cooling plate 200, and / or the upper plate 700 may be provided inside.
  • the battery pack according to the present invention may include one or more battery modules according to the present invention.
  • the battery pack according to the present invention in addition to such a battery module, a pack case for accommodating such a battery module, various devices for controlling the charge and discharge of the battery module, such as BMS (Battery Management System), current sensor, fuse, etc. It may further include.
  • BMS Battery Management System
  • current sensor current sensor
  • fuse fuse
  • the battery module according to the present invention can be applied to an automobile such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, the vehicle according to the present invention may include a battery module according to the present invention.
  • the battery module according to the present invention in particular, in the case of automobiles, high rigidity is required because they may be exposed to many vibrations and severe shocks, and since they are mainly located outdoors, the sealing properties need to be secured so that moisture or foreign substances do not penetrate.
  • the battery module according to the present invention may have excellent strength and rigidity, high sealing performance and productivity.

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Abstract

본 발명은 강도 및 강성이 안정적으로 확보되고, 실링성 및 조립성이 우수하며, 생산성이 향상된 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 셀 어셈블리; 쿨링 플레이트; 하부가 상기 쿨링 플레이트에 용접된 프론트 커버; 하부가 상기 쿨링 플레이트에 용접된 리어 커버; 하단부가 상기 쿨링 플레이트에 용접되며, 후단부가 상기 리어 커버에 용접된 좌측 사이드 커버; 하단부가 상기 쿨링 플레이트에 용접되며, 전단부가 상기 프론트 커버에 용접되고, 후단부가 상기 리어 커버에 용접된 우측 사이드 커버; 및 좌측 단부가 상기 좌측 사이드 커버에 용접되며, 우측 단부가 상기 우측 사이드 커버에 용접된 어퍼 플레이트를 포함한다.

Description

배터리 모듈
본 출원은 2015년 9월 24일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2015-0135686호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 하나 이상의 이차 전지를 포함하는 배터리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정성이 우수하고 높은 실링 성능이 확보되며 부품 개수를 줄일 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.
이처럼, 다수의 파우치형 이차 전지를 포함하는 배터리 모듈의 경우, 외부의 충격이나 진동 등에도 파손되지 않도록 기계적 강도, 즉 강성이 일정 수준 이상 확보될 필요가 있다. 또한, 배터리 모듈의 경우, 수분 등의 외부 이물질이 쉽게 침투하지 않도록 안정적인 실링 성능을 가질 필요가 있다. 뿐만 아니라, 배터리 모듈은, 생산성을 높이기 위해 조립성이 좋아야 하고 부품의 개수는 가급적 적은 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 강도 및 강성이 안정적으로 확보되고, 실링성 및 조립성이 우수하며, 생산성이 향상된 배터리 모듈과 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 적어도 일 방향으로 적층된 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리; 판상으로 구성되며, 상기 셀 어셈블리의 하부에 배치되어, 상기 셀 어셈블리가 안착되는 쿨링 플레이트; 상기 셀 어셈블리의 전단부를 커버하고, 하부가 상기 쿨링 플레이트에 용접된 프론트 커버; 상기 셀 어셈블리의 후단부를 커버하고, 하부가 상기 쿨링 플레이트에 용접된 리어 커버; 상기 셀 어셈블리의 좌측면을 커버하고, 하단부가 상기 쿨링 플레이트에 용접되며, 전단부가 상기 프론트 커버에 용접되고, 후단부가 상기 리어 커버에 용접된 좌측 사이드 커버; 상기 셀 어셈블리의 우측면을 커버하고, 하단부가 상기 쿨링 플레이트에 용접되며, 전단부가 상기 프론트 커버에 용접되고, 후단부가 상기 리어 커버에 용접된 우측 사이드 커버; 및 상기 셀 어셈블리의 상부를 커버하고, 좌측 단부가 상기 좌측 사이드 커버에 용접되며, 우측 단부가 상기 우측 사이드 커버에 용접된 어퍼 플레이트를 포함한다.
여기서, 상기 쿨링 플레이트, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 좌측 사이드 커버, 상기 우측 사이드 커버 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 일부 사이는, 마찰 교반 용접 방식으로 용접될 수 있다.
또한, 상기 쿨링 플레이트는 알루미늄을 포함하는 재질로 구성되고, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 좌측 사이드 커버, 상기 우측 사이드 커버 및 상기 어퍼 플레이트는 스틸을 포함하는 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 좌측 사이드 커버, 상기 우측 사이드 커버 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나는, 내측면의 적어도 일부에 전기적 절연성 재질로 구성된 절연코팅층이 형성되거나 전기적 절연성 재질로 구성된 절연시트가 구비될 수 있다.
또한, 상기 쿨링 플레이트와 상기 셀 어셈블리 사이에는 열전달 물질이 개재될 수 있다.
또한, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나와, 모서리가 연속적으로 맞대어져 용접될 수 있다.
여기서, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나와의 용접부가 일단에서 타단까지 하나의 직선 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나와의 용접부가, 일단에서 타단까지 불연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 전단부, 후단부, 상단부 및 하단부의 용접 라인이 링 형태를 형성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 프론트 커버 및 상기 리어 커버 중 적어도 하나는, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버 중 적어도 하나의 단부가 외측에서 내측 방향으로 삽입되어 안착될 수 있도록 단차가 형성될 수 있다.
또한, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나는, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버 중 적어도 하나의 단부가 외측에서 내측 방향으로 삽입되어 안착될 수 있도록 단차가 형성될 수 있다.
또한, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트와의 이음부가 모두 측면으로 노출되도록 구성될 수 있다.
상기 쿨링 플레이트, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 좌측 사이드 커버, 상기 우측 사이드 커버 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나의 용접부와 상기 셀 어셈블리 사이에, 외측에서 내측 방향으로 열이 이동하는 것을 방지하는 열 차단부가 구비될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈의 실링성이 우수하게 확보될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 모듈의 경우, 높은 압력에도 실링성이 안정적으로 유지될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 외부의 수분이나 먼지와 같은 이물질이 배터리 모듈 내부로 쉽게 침투하지 못하므로, 이들로 인한 배터리 모듈의 고장 내지 파손이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈의 강성이 안정적으로 확보될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈의 조립이 용이하게 수행될 수 있어, 공정성이 우수할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 오링과 같은 실링 부품이나 쿨링 핀과 같은 냉각 부품, 엔드플레이트나 카트리지와 같은 보강 내지 고정 부품 등을 포함하지 않을 수 있어, 배터리 모듈의 부품 수가 감소할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 제조 비용 및 시간, 무게 등을 줄일 수 있어 배터리 모듈의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 3은, 도 1의 A1-A1'선에 대한 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 셀 어셈블리와 쿨링 플레이트가 분리된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서, 프론트 커버가 용접된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 사이드 커버가 결합되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 어퍼 플레이트가 결합되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성에 대하여, 용접 부분을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 1의 A2-A2'선에 대한 단면의 일 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 10은, 도 3의 B1 부분을 각각 확대하여 나타낸 도면이다.
도 11은, 도 3의 B3 부분을 각각 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 용접 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부분에 대한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성에 대한 분리 사시도이다. 또한, 도 3은 도 1의 A1-A1'선에 대한 단면도이다. 즉, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 수직 단면도라 할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 셀 어셈블리(100), 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700)를 포함할 수 있다.
상기 셀 어셈블리(100)는, 이차 전지(110)를 구비할 수 있다. 특히, 이차 전지(110)는, 파우치형 이차 전지일 수 있다. 상기 파우치형 이차 전지는, 전극 조립체, 전해액 및 파우치 외장재를 구비할 수 있다.
여기서, 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 전극 조립체의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드와 연결될 수 있다. 그리고, 전극 리드는, 파우치 외장재 사이에 개재되어 일단이 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차 전지(110)의 전극 단자로서 기능할 수 있다.
파우치 외장재는, 전극 조립체와 함께 전해액을 내부 공간에 수납할 수 있다. 그리고, 파우치 외장재는 테두리부가 열융착 등의 방식으로 실링되는 형태로 구성될 수 있다. 파우치 외장재는 좌측 파우치와 우측 파우치로 구성될 수 있으며, 각 파우치는 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하여, 내부 접착층이 상호 융착될 수 있다.
이러한 이차 전지(110)의 구성에 대해서는, 본원발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이므로, 보다 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 본 발명에 따른 배터리 모듈에는, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차 전지가 채용될 수 있다.
상기 이차 전지(110)는, 배터리 모듈에 복수 개 포함되어, 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 파우치형 이차 전지는, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 각각 위치하고, 상부와 하부, 전방 및 후방에 실링부가 위치하도록, 대략 지면에 수직하게 세워지는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 세워진 형태의 이차 전지(110)는, 넓은 면이 서로 대면되는 형태로 좌우 방향으로 평행하게 배열될 수 있다.
상기 쿨링 플레이트(200)는, 셀 어셈블리(100)의 하부에 배치될 수 있다. 따라서, 쿨링 플레이트(200)는, 배터리 모듈의 하부 외측에서 셀 어셈블리(100) 측으로 가해지는 진동이나 수분과 같은 물리적 또는 화학적 요소로부터 셀 어셈블리(100)를 보호할 수 있다.
상기 쿨링 플레이트(200)는, 열 전도성 재질로 구성될 수 있다. 따라서, 셀 어셈블리(100)에서 열이 발생한 경우, 발생된 열은 상기 쿨링 플레이트(200)를 통해 배터리 모듈의 외부로 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 금속 재질로 구성될 수 있다.
특히, 상기 셀 어셈블리(100)는 쿨링 플레이트(200) 상부에서 수평 방향으로 적층되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 각각의 이차 전지(110)가 쿨링 플레이트(200)의 상부에 세워진 형태로 구성되며, 모든 이차 전지(110)는 하부에서 쿨링 플레이트(200)와 인접할 수 있다. 따라서, 각 이차 전지(110)의 열은 쿨링 플레이트(200)로 직접 전달될 수 있다.
상기 쿨링 플레이트(200)는, 대략 판상으로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 쿨링 플레이트(200)의 상부에는 셀 어셈블리(100)가 안착될 수 있다. 즉, 상기 셀 어셈블리(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 쿨링 플레이트(200)의 상부에 직접 접촉될 수 있다. 이 경우, 쿨링 플레이트(200)는, 셀 어셈블리(100)를 상부 방향으로 지지할 수 있다.
본 발명의 배터리 모듈에 있어서, 셀 어셈블리(100)에는 카트리지가 구비될 필요가 없다. 일반적으로, 카트리지는 대략 사각 링 형태로 구비되어 파우치형 이차 전지(110)의 테두리를 감싸는 형태로 구성된다. 카트리지는 내부 공간에 파우치형 이차 전지(110)를 수납하고, 상호 적층됨으로써, 다수의 파우치형 이차 전지(110)가 나란하게 배열되도록 할 수 있다. 하지만, 본 발명의 상기 측면에 따른 배터리 모듈의 경우, 각각의 파우치형 이차 전지(110)는 쿨링 플레이트(200)의 상부에 직접 안착될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈에 카트리지가 구비될 필요가 없다.
이러한 구성에 의하면, 카트리지라는 부품이 감소되므로, 배터리 모듈의 제조 공정이 용이해지고, 부피와 무게 및 비용 등이 감소될 수 있다. 또한, 각각의 파우치형 이차 전지(110)로부터 발생된 열이 쿨링 플레이트(200)로 직접 전도될 수 있으므로, 냉각 성능이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(100) 사이 및 이차 전지(100)와 쿨링 플레이트(200) 사이에 쿨링 핀과 같은 플레이트 형태의 냉각 부재를 구비하지 않을 수 있다. 이 경우, 배터리 모듈의 부피 및 무게, 제조 비용 등이 더욱 감소되고, 조립성은 더욱 좋아질 수 있다.
한편, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 상면에 요철 구조가 형성될 수 있다. 즉, 쿨링 플레이트(200)의 상부에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 볼록부 및 오목부가 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 각 파우치형 이차 전지(110)의 기립을 용이하게 하고 기립 상태가 안정적으로 유지되도록 할 수 있다. 또한, 이차 전지(110)와 쿨링 플레이트(200) 사이가 보다 가깝게 밀착되고, 접촉 면적이 증대되어 이차 전지(110)와 쿨링 플레이트(200) 사이의 열교환 성능이 증대될 수 있다.
특히, 쿨링 플레이트(200)의 요철부는, 이차 전지(110)의 하부 형태에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바를 참조하면, 상기 쿨링 플레이트(200)의 오목부는, 이차 전지(110)의 실링부가 폴딩된 형태에 대응되도록 경사면을 가질 수 있다. 또한, 상기 쿨링 플레이트(200)의 볼록부는 상면이 지면에 평행하지 않고 이차 전지(110)의 수납부에 대응되는 기울기로 기울어진 형태의 경사면을 가질 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 셀 어셈블리(100)와 쿨링 플레이트(200)가 분리된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 쿨링 플레이트(200)와 셀 어셈블리(100) 사이에는, 열전달 물질(Thermal Interface Materials; TIM)이 개재될 수 있다. 특히, 쿨링 플레이트(200)의 상부에는 요철부가 형성될 수 있는데, 이러한 요철부의 상면, 즉 도면에서 I로 표시된 부분에는 열전달 물질이 구비될 수 있다. 그리고, 이러한 쿨링 플레이트(200)의 상부로 셀 어셈블리(100)가 안착됨으로써, 쿨링 플레이트(200)와 셀 어셈블리(100) 사이에는 열전달 물질이 개재될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 열전달 물질에 의해 이차 전지(110)와 쿨링 플레이트(200) 사이의 열전달 효과가 증대될 수 있다. 특히, 열전달 물질에 의해 이차 전지(110)와 쿨링 플레이트(200) 사이의 공기층이 제거되거나 감소될 수 있으므로, 이차 전지(110)의 열은 쿨링 플레이트(200)로 보다 많은 양이 보다 신속하게 배출될 수 있다. 더욱이, 열전달 물질은, 셀 어셈블리(100)가 안착되기 전에 쿨링 플레이트(200)의 상부에 겔과 같은 형태로 도포될 수 있다. 이 경우, 이차 전지(110)와 쿨링 플레이트(200) 사이의 공기층은 보다 확실하게 제거될 수 있다.
특히, 상기 열전달 물질은, 써멀 본드(thermal bond)일 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 써멀 본드에 의해 열전달 효율이 증대되는 한편, 쿨링 플레이트(200)와 셀 어셈블리(100) 사이의 결합성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 배터리 모듈의 조립 중에 써멀 본드에 의해 이차 전지(110)의 기립 상태가 안정적으로 유지될 수 있으므로, 배터리 모듈의 조립성이 보다 향상될 수 있다.
상기 프론트 커버(300)는, 셀 어셈블리(100)의 전방에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 전단부를 커버할 수 있다. 특히, 셀 어셈블리(100)의 전방으로는 각 이차 전지(110)의 전극 리드가 돌출될 수 있으므로, 프론트 커버(300)는, 이러한 전극 리드가 수용될 수 있도록 전방으로 오목한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 프론트 커버(300)는, 대략 판상으로 구성되되, 좌우 측 양단이 대략 직각으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다.
상기 프론트 커버(300)는, 외부의 물리적 또는 화학적 요소로부터 셀 어셈블리(100)의 전방을 보호할 수 있다. 더욱이, 상기 프론트 커버(300)는, 우수한 강성을 확보하기 위해 스틸과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다. 스틸의 경우, 비용이 저렴하면서도 기계적 강도가 우수하다고 할 수 있다.
특히, 상기 프론트 커버(300)는, 하부가 쿨링 플레이트(200)에 용접될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서, 프론트 커버(300)가 용접된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 셀 어셈블리(100)의 전방에 프론트 커버(300)가 위치하고, 이러한 프론트 커버(300)의 하단이 쿨링 플레이트(200)에 용접될 수 있다. 특히, 프론트 커버(300)는 좌측 및 우측 양단에 절곡부를 구비할 수 있는데, 용접은 프론트 커버(300)의 중앙 부분은 물론이고 양단 절곡부에까지 이루어질 수 있다. 즉, 프론트 커버(300)의 하단은, 도 5에서 W3로 표시된 부분과 같이, 좌측 단부에서 우측 단부에 이르기까지 전체적으로 쿨링 플레이트(200)와 용접될 수 있다. 이 경우, 프론트 커버(300)와 쿨링 플레이트(200) 사이의 용접 라인은, 프론트 커버의 좌측 단부에서 우측 단부에 이르기까지 대략 'C'자 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 프론트 커버(300)가 쿨링 플레이트(200)에 강하게 결합될 수 있고, 프론트 커버(300)와 쿨링 플레이트(200) 사이의 실링성이 안정적으로 확보될 수 있다. 따라서, 프론트 커버(300)를 쿨링 플레이트(200)에 결합시키기 위한 별도의 체결 부재나, 쿨링 플레이트(200)와 프론트 커버(300) 사이를 실링하기 위한 별도의 실링 부재를 배터리 모듈에 포함시킬 필요가 없다.
상기 리어 커버(400)는, 셀 어셈블리(100)의 후방에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 후단부를 커버할 수 있다. 특히, 셀 어셈블리(100)의 후방으로는 각 이차 전지(110)의 전극 리드가 돌출될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이차 전지(110)는 전방과 후방 모두에 서로 다른 극성의 전극 리드를 구비할 수 있다. 이 경우, 리어 커버(400)는, 후방으로 돌출된 전극 리드가 수용될 수 있도록, 후방으로 오목한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 리어 커버(400)는, 대략 판상으로 구성되되, 좌우 측 양단이 대략 직각으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다.
상기 리어 커버(400)는, 외부의 물리적 또는 화학적 요소로부터 셀 어셈블리(100)의 후방을 보호할 수 있다. 특히, 상기 리어 커버(400)는, 우수한 강성을 확보하기 위해 스틸과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다.
특히, 상기 리어 커버(400)는, 하부가 쿨링 플레이트(200)에 용접될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 구성을 참조하면, 상기 리어 커버(400)는, 셀 어셈블리(100)가 쿨링 플레이트(200)에 안착된 상태에서, 쿨링 플레이트(200)의 후단부에 배치될 수 있다. 여기서, 리어 커버(400)는, 프론트 커버(300)와 유사하게, 좌측 및 우측 양단에 절곡부를 구비할 수 있는데, 용접은 리어 커버(400)의 중앙 부분과 양단 절곡부에 모두 수행될 수 있다. 즉, 리어 커버(400)의 하단은, 도 5에서 W4로 표시된 부분과 같이, 좌측 단부에서 우측 단부에 이르기까지 전체적으로 쿨링 플레이트(200)와 용접될 수 있다. 이 경우, 리어 커버(400)와 쿨링 플레이트(200) 사이의 용접 라인이 리어 커버의 좌측 단부에서 우측 단부에 이르기까지 대략 'C'자 형태로 형성됨은, 앞선 프론트 커버(300)의 경우에서와 유사하다고 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 리어 커버(400)와 쿨링 플레이트(200)의 결합이 안정적으로 이루어지는 한편, 이들 사이의 실링성도 확보될 수 있다. 따라서, 리어 커버(400)와 쿨링 플레이트(200)를 상호 결합시키기 위한 체결 부재나, 별도의 실링 부재가 배터리 모듈에 구비될 필요가 없다.
상기 좌측 사이드 커버(500)는, 셀 어셈블리(100)의 좌측에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 좌측면을 커버할 수 있다. 특히, 셀 어셈블리(100)의 좌측에는 최외곽에 구비된 이차 전지(110)의 평평한 표면이 위치할 수 있으므로, 좌측 사이드 커버(500)는 대략 판상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 좌측 사이드 커버(500)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 직사각형 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
특히, 상기 좌측 사이드 커버(500)는, 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)에 용접될 수 있다. 이에 대해서는, 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 사이드 커버가 결합되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 좌측 사이드 커버(500)는, 셀 어셈블리(100)가 쿨링 플레이트(200)의 상부에 안착되고, 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)가 쿨링 플레이트(200)에 각각 용접된 상태에서, 화살표로 표시된 바와 같이 셀 어셈블리(100)의 좌측면으로 접근할 수 있다. 그리고, 좌측 사이드 커버(500)는, 하단부가 쿨링 플레이트(200)의 상부에 안착되고, 전단부와 후단부가 각각 프론트 커버(300)와 리어 커버(400)에 접촉될 수 있다. 그리고, 좌측 사이드 커버(500)는, 이러한 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)와의 접촉 부분이 각각 용접될 수 있다. 즉, 좌측 사이드 커버(500)는, 도 6의 W5로 표시된 부분과 같이, 하단부가 쿨링 플레이트(200)의 좌측부에 용접되고, 전단부가 프론트 커버(300)의 좌측부에 용접되며, 후단부가 리어 커버(400)의 좌측부에 용접될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)와 좌측 사이드 커버(500)가 안정적으로 결합 고정될 수 있으며, 이들 사이의 실링성도 확보될 수 있다. 따라서, 좌측 사이드 커버(500)를 고정하거나 배터리 모듈의 측면을 고정하기 위한 별도의 체결 부재, 또는 좌측 사이드 커버(500)의 테두리 부분을 실링하기 위한 별도의 실링 부재를 배터리 모듈에 포함시킬 필요가 없다.
상기 우측 사이드 커버(600)는, 셀 어셈블리(100)의 우측에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 우측면을 커버할 수 있다. 특히, 셀 어셈블리(100)의 좌측과 마찬가지로 셀 어셈블리(100)의 우측에는 이차 전지(110)의 평평한 표면이 위치할 수 있으므로, 우측 사이드 커버(600) 역시 대략 판상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 우측 사이드 커버(600)는, 도면에 도시된 바와 같이, 대략 직사각형 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
특히, 상기 우측 사이드 커버(600)는, 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)에 용접될 수 있다. 즉, 우측 사이드 커버(600)는, 하단부가 쿨링 플레이트(200)의 상부에 안착되고, 전단부와 후단부가 각각 프론트 커버(300)와 리어 커버(400)에 접촉될 수 있다. 그리고, 우측 사이드 커버(600)는, 도 6에서 W6으로 표시된 부분과 같이, 이러한 접촉 부분이 각각 용접될 수 있다. 즉, 우측 사이드 커버(600)는, 하단부가 쿨링 플레이트(200)의 우측부에 용접되고, 전단부가 프론트 커버(300)의 우측부에 용접되며, 후단부가 리어 커버(400)의 우측부에 용접될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)와 우측 사이드 커버(600)의 결합성 및 실링성이 안정적으로 확보되고, 별도의 체결 부재나 실링 부재가 마련될 필요가 없다.
상기 사이드 커버는, 외부의 물리적 또는 화학적 요소로부터 셀 어셈블리(100)의 측면을 보호할 수 있다. 즉, 상기 좌측 사이드 커버(500)는 셀 어셈블리(100)의 좌측면을 보호하고, 상기 우측 사이드 커버(600)는 셀 어셈블리(100)의 우측면을 보호할 수 있다. 특히, 이러한 사이드 커버는, 우수한 강성을 확보하기 위해 스틸과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다.
상기 어퍼 플레이트(700)는, 셀 어셈블리(100)의 상부에 위치하여 셀 어셈블리(100)의 상부를 커버할 수 있다. 특히, 셀 어셈블리(100)는 대략 판상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 어퍼 플레이트(700)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 직사각형 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
상기 어퍼 플레이트(700)는, 외부의 물리적 또는 화학적 요소로부터 셀 어셈블리(100)의 상부를 보호할 수 있다. 특히, 상기 어퍼 플레이는, 스틸과 같은 금속 재질로 구성되어 우수한 강성을 확보할 수 있다.
특히, 상기 어퍼 플레이트(700)는, 사이드 커버에 용접될 수 있다. 이에 대해서는, 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 어퍼 플레이트(700)가 결합되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 어퍼 플레이트(700)는, 화살표로 표시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 상부에서 하부 방향으로 이동함으로써, 셀 어셈블리(100)의 상부에 안착될 수 있다. 특히, 어퍼 플레이트(700)는, 좌측 변과 우측 변이 각각 사이드 커버에 접촉되어 용접될 수 있다. 즉, 어퍼 플레이트(700)는, 도 7에서 W7로 표시된 부분과 같이, 좌측 단부가 좌측 사이드 커버(500)에 용접되고, 우측 단부가 우측 사이드 커버(600)에 용접될 수 있다.
따라서, 어퍼 플레이트(700)는 배터리 모듈에 안정적으로 고정될 수 있고, 배터리 모듈의 상부에 대한 실링성이 확보될 수 있다. 다만, 상기 실시예에서는 어퍼 플레이트(700)가 사이드 커버와만 용접되는 구성이 설명되어 있으나, 어퍼 플레이트(700)는 프론트 커버(300) 및/또는 리어 커버(400)와 용접될 수 있다.
상기 어퍼 플레이트(700)는, 하면에 요철 구조가 형성될 수 있다. 즉, 어퍼 플레이트(700)의 하부에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 쿨링 플레이트(200)의 상부와 유사하게, 볼록부 및 오목부가 형성될 수 있다. 이 경우, 셀 어셈블리(100)에 구비된 파우치형 이차 전지(110)의 기립 상태는 더욱 안정적으로 유지될 수 있고, 배터리 모듈의 충격이나 움직임에도 이차 전지(110)의 유동이 제한되어 이차 전지(110)나 이들 사이의 연결 부분에 대한 손상이 효과적으로 방지될 수 있다. 특히, 어퍼 플레이트(700)의 요철부는, 이차 전지(110)의 상부 형태에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 어퍼 플레이트(700)의 오목부는, 이차 전지(110)의 실링부가 폴딩된 형태에 대응되도록 경사면을 가질 수 있다. 또한, 상기 어퍼 플레이트(700)의 볼록부는 이차 전지(110)의 수납부에 대응되는 기울기로 경사면을 가질 수 있다.
바람직하게는, 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 일부 사이는, 마찰교반용접(Friction Stir Welding) 방식으로 용접될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 모듈의 경우, 이들 사이의 용접 부분에는 모두 마찰교반용접 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 W3 및 W4로 표시된 부분과 같은 프론트 커버(300)와 쿨링 플레이트(200) 사이 및 리어 커버(400)와 쿨링 플레이트(200) 사이의 결합 부분은, 마찰교반용접 방식에 의해 서로 용접될 수 있다. 또한, 도 6에서 W5로 표시된 부분과 같이, 좌측 사이드 커버(500)와 쿨링 플레이트(200) 사이, 좌측 사이드 커버(500)와 프론트 커버(300) 사이 및 좌측 사이드 커버(500)와 리어 커버(400) 사이는, 마찰교반용접 방식에 의해 용접될 수 있다. 또한, 도 6에서 W6으로 표시된 부분과 같이, 우측 사이드 커버(600)와 쿨링 플레이트(200) 사이, 우측 사이드 커버(600)와 프론트 커버(300) 사이 및 우측 사이드 커버(600)와 리어 커버(400) 사이는, 마찰교반용접방식에 의해 용접될 수 있다. 그리고, 도 7에서 W7로 표시된 부분과 같이, 어퍼 플레이트(700)와 좌측 사이드 커버(500) 사이 및 어퍼 플레이트(700)와 우측 사이드 커버(600) 사이는, 마찰교반용접방식에 의해 서로 용접될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 용접 과정에서 발생하는 열이나 변형으로 인해 배터리 모듈의 내부 구성요소가 손상 내지 파손되는 것을 막을 수 있다. 즉, 셀 어셈블리(100)에 포함된 파우치형 이차 전지(110)의 경우, 일정 수준 이상의 열이 가해지면 파우치 외장재나 전극판, 세퍼레이터 등이 손상될 우려가 있다. 하지만, 마찰교반용접 방식의 경우, 다른 용접 방식에 비해 입열이 높지 않기 때문에, 이러한 이차 전지(110)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 마찰교반용접방식의 경우, 기존의 용융 용접에 비해 잔류 응력 및 열변형이 최소화되므로, 용접 부위의 기계적 특성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 마찰교반용접방식의 경우, 대략 모재 강도의 90%까지 강도 확보가 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 측면에 따른 배터리 모듈의 경우, 배터리 케이스를 구성하는 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700) 간 결합 강도가 안정적으로 확보될 수 있다.
또한 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈의 실링 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 마찰교반용접 방식의 경우, 두 모재의 금속이 섞여져 용접될 수 있기 때문에, 기밀성이 확보되어 실링 성능이 개선될 수 있다. 따라서, 이 경우, 케이스를 구성하는 각 구성요소 사이의 틈에 오링이나 고무 패드와 같은 실링 부품을 포함시킬 필요가 없고, 실링 성능이 안정적으로 확보될 수 있다.
또한 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 케이스를 구성하는 각 구성요소 간 다른 종류의 금속 재질로 구성되더라도, 용접 강도가 안정적으로 유지될 수 있다. 특히, 쿨링 플레이트(200)는 높은 열전도도를 위해 알루미늄 계열 재질로 구성되고, 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600), 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)는 배터리 모듈의 강성 향상을 위해 스틸 계열 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 쿨링 플레이트(200)와 다른 구성요소 사이는 이종 용접이 이루어질 수 있는데, 마찰교반용접방식의 경우 이러한 이종 용접 시에도 용접의 신뢰성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄-스틸 접합 시, 레이저 용접과 같이 용융하는 용접 방식을 적용할 경우, IMC(Inter Metallic Compound)와 같은 화합물을 발생시켜 용접 강도가 약화될 수 있다. 하지만, 마찰교반용접방식을 이용하는 경우, 두 모재를 녹이지 않고 마찰에 의해 접합하므로, 쿨링 플레이트(200)와 다른 구성요소들 사이의 용접 강도가 거의 약해지지 않고 안정적으로 유지될 수 있다.
또한 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 2개의 판재를 겹치지 않고 용접하는 맞대기 용접이 가능하다. 예를 들어, 사이드 커버와 쿨링 플레이트(200) 사이, 또는 사이드 커버와 어퍼 플레이트(700) 사이는, 단부가 서로 겹쳐지지 않고 모서리가 서로 맞대어진 상태에서 마찰교반용접에 의해 단면이 서로 용접될 수 있다. 또는, 사이드 커버와 프론트 커버(300) 내지 리어 커버(400) 사이 역시 단부가 서로 겹쳐지지 않고 모서리가 서로 맞대어진 상태에서 용접이 이루어질 수 있는데, 이 경우에도 마찰교반용접이 유용하게 적용될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈의 부피가 감소되고, 에너지 밀도가 높아질 수 있다.
또한 바람직하게는, 좌측 사이드 커버(500) 및/또는 우측 사이드 커버(600)는, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 쿨링 플레이트(200) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 하나와, 모서리가 연속적으로 맞대어져 용접될 수 있다.
예를 들어, 도 6의 구성을 참조하면, 상기 좌측 사이드 커버(500)는, 전단 측 모서리가 프론트 커버(300)의 좌측 모서리와 맞대어지고, 이와 같이 맞대어진 부분은 서로 용접될 수 있다. 이때, 좌측 사이드 커버의 전단 측 모서리와 프론트 커버의 좌측 모서리는 각각의 상단에서 하단까지 길게 연장된 형태로 연속적으로 맞대어져 접촉될 수 있다. 따라서, 좌측 사이드 커버는, W5로 표시된 용접부 중, 전단 측 용접부가 프론트 커버(300)와 용접될 수 있는데, 이러한 전단 측 용접부는, 좌측 사이드 커버의 상단에서 하단까지 길게 연장되는 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 좌측 사이드 커버(500)는, 이와 유사한 형태로, 하단 측 모서리가 쿨링 플레이트(200)의 좌측 모서리와 연속적으로 맞대어져 상호 용접될 수 있다. 이 경우, 좌측 사이드 커버의 하단 측 용접부는, 좌측 사이드 커버의 전단에서 후단까지 길게 연장되는 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 좌측 사이드 커버(500)는, 이와 유사한 형태로, 후단 측 모서리가 리어 커버(400)의 좌측 모서리와 연속적으로 맞대어져 상호 용접될 수 있다. 이 경우, 좌측 사이드 커버의 후단 측 용접부는, 좌측 사이드 커버의 상단에서 하단까지 길게 연장되는 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 좌측 사이드 커버(500)는, 이와 유사한 형태로, 상단 측 모서리가 어퍼 플레이트(700)의 좌측 모서리와 연속적으로 맞대어져 상호 용접될 수 있다. 이 경우, 좌측 사이드 커버의 상단 측 용접부는, 좌측 사이드 커버의 전단에서 후단까지 길게 연장되는 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
그리고, 우측 사이드 커버(600) 역시, 상기 좌측 사이드 커버(500)와 유사하게, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 쿨링 플레이트(200) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 하나와, 모서리가 연속적으로 맞대어져 용접될 수 있다.
예를 들어, 우측 사이드 커버(600)는, 전단 측 모서리가 프론트 커버(300), 쿨링 플레이트(200) 및/또는 리어 커버(400)의 우측 모서리와 연속적으로 맞대어져 상호 용접될 수 있다. 이 경우, 우측 사이드 커버는, 전단 측 용접부, 하단 측 용접부 및/또는 후단 측 용접부가, 우측 사이드 커버의 상단에서 하단 또는 전단에서 후단까지 길게 연장되는 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 용접부가 길게 연장되는 형태로 형성될 수 있으므로, 배터리 모듈의 밀폐성이 향상되고, 케이스를 구성하는 각 구성요소 간 결합력이 강화될 수 있다. 또한, 이 경우, 용접 공정의 연속성이 확보되어, 공정상 편의성이 향상될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 좌측 사이드 커버(500) 및/또는 상기 우측 사이드 커버(600)는, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 쿨링 플레이트(200) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 하나와의 용접부가, 일단에서 타단까지 하나의 직선 형태로 연속적으로 형성되게 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 6의 구성에서, 프론트 커버(300)와의 사이에 형성된 좌측 사이드 커버(500)의 전단 측 용접부는, 좌측 사이드 커버의 상단에서 하단까지 하나의 직선을 형성하도록 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 쿨링 플레이트(200)와의 사이에 형성된 좌측 사이드 커버(500)의 전단 측 용접부는, 좌측 사이드 커버의 전단에서 후단까지 하나의 직선을 형성하는 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
그리고, 리어 커버(400)와의 사이에 형성된 좌측 사이드 커버(500)의 후단 측 용접부는, 좌측 사이드 커버의 상단에서 하단까지 하나의 직선을 형성하는 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 어퍼 플레이트(700)와의 사이에 형성된 좌측 사이드 커버(500)의 상단 측 용접부는, 좌측 사이드 커버의 전단에서 후단까지 하나의 직선을 형성하는 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 우측 사이드 커버(600) 역시, 상기 좌측 사이드 커버(600)와 유사하게, 전단 측 용접부, 하단 측 용접부, 상단 측 용접부 및/또는 후단 측 용접부가, 우측 사이드 커버의 상단에서 하단, 또는 우측 사이드 커버의 전단에서 후단까지 하나의 직선을 형성하는 형태로 연속적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈 케이스를 구성하는 2개의 구성요소를 용접하기 위한 용접부가 직선으로 형성되어, 용접 공정이 원활하게 이루어질 수 있다. 특히, 마찰교반용접방식에 의해 각 구성요소 간 용접이 수행되는 경우, 용접유닛의 프루브가 구성요소 간 접합면 사이로 삽입되어 이동하면서 용접이 이루어질 수 있는데, 상기와 같이 용접부가 직선 형태로 이루어진 구성에 의하면, 프루브가 직선으로 이동할 수 있으므로, 용접 공정이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.
또는, 상기 좌측 사이드 커버(500) 및 상기 우측 사이드 커버(600)는, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 쿨링 플레이트(200) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 하나와의 용접부가, 일단에서 타단까지 불연속적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 좌측 사이드 커버(500) 및/또는 우측 사이드 커버(600)는, 프론트 커버와의 전단 측 용접부, 쿨링 플레이트와의 하단 측 용접부 및/또는 리어 커버와의 후단 측 용접부가 다수의 용접 포인트를 가지면서 불연속적으로 형성되도록 구성될 수 있다.본 발명의 이러한 구성에 의하면, 용접 부분을 작게 할 수 있으므로, 용접 시간이 보다 단축될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 좌측 사이드 커버(500) 및 우측 사이드 커버(600)는, 전단부, 후단부, 상단부 및 하단부의 용접 라인이 링 형태로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 대해서는, 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성에 대하여, 용접 부분을 개략적으로 나타내는 도면이다. 다만, 도 8에서는, 설명의 편의를 위해, 용접 부분이 보이는 부분에 대해서는 쇄선으로 나타내고, 용접 부분이 보이지 않는 부분에 대해서는 파선(숨은선)으로 나타내도록 한다.
도 8을 참조하면, 상기 우측 사이드 커버(600)는, 전단 라인 전체가 프론트 커버(300)에 용접되고, 후단 라인 전체가 리어 커버(400)에 용접될 수 있다. 또한, 상기 우측 사이드 커버(600)는, 상단 라인 전체가 어퍼 플레이트(700)에 용접되고, 하단 라인 전체가 쿨링 플레이트(200)에 용접될 수 있다. 그리고, 4개의 각 용접 라인은 양 단부가 상호 연결되어, 하나의 링 형태를 구성할 수 있다. 즉, 우측 사이드 커버(600)의 용접 라인은, 도 8의 C1으로 표시된 바와 같이, 테두리 부분을 따라, 대략 사각 링 형태로 형성될 수 있다.
또한, 좌측 사이드 커버(500) 역시, 우측 사이드 커버(600)와 마찬가지로, 테두리 부분을 따라, 용접 라인이 대략 사각 링 형태로 형성될 수 있다. 즉, 좌측 사이드 커버(500)는, 상단 및 하단 라인 전체가 어퍼 플레이트(700) 및 쿨링 플레이트(200)에 용접되고, 전단 및 후단 라인 전체가 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)에 용접될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 사이드 커버와 다른 구성요소 사이의 접합 부분에 틈이 생기지 않아, 사이드 커버 주변부에 대한 배터리 모듈의 실링성이 확보될 수 있다. 따라서, 이러한 사이드 커버 주변에서 수분이나 이물질 침투가 효과적으로 방지되고, 배터리 모듈 내부에서 발생된 가스가 외부로 쉽게 유출되지 못하며, 냉각 성능이 향상될 수 있다.
한편, 프론트 커버(300)는, 도 8의 C2로 표시된 바와 같이, 하단 라인이 전체적으로 쿨링 플레이트(200)와 용접될 수 있다. 그리고, 리어 커버(400) 역시, 도 8의 C3로 표시된 바와 같이, 하단 라인이 전체적으로 쿨링 플레이트(200)와 용접될 수 있다. 이때, C1의 하부 라인은, 일단이 C2 라인에 연결되고, 타단이 C3 라인에 연결될 수 있다. 그리고, 우측 사이드 커버(600)의 하단 라인 역시 C2 라인 및 C3 라인에 연결될 수 있다. 이 경우, 배터리 모듈의 하부 측은 쿨링 플레이트(200)의 테두리를 따라 전체적으로 용접이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 쿨링 플레이트(200)가 대략 사각 플레이트 형태로 구성된 경우, 쿨링 플레이트(200)와 다른 구성요소 사이의 용접 부분은 대략 사각 링 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈 하부에 대한 접합성 및 실링성이 향상될 수 있다. 특히, 배터리 모듈이 차량 등에 장착되는 경우, 배터리 모듈의 하부가 외부 측에 위치할 수 있는데, 상기 구성과 같이 배터리 모듈의 하부 라인이 전체적으로 실링되는 경우, 배터리 모듈의 하부 측에서 수분이나 이물질이 침투하는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 쿨링 플레이트(200)와 프론트 커버(300) 사이의 용접 및 쿨링 플레이트(200)와 리어 커버(400) 사이의 용접은 배터리 모듈의 하부 측에서 수행될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.
한편, 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700)는 모두 금속 재질로 구성될 수 있다. 특히, 상기 쿨링 플레이트(200)는 다른 구성요소에 비해 열전도성이 우수한 재질로 구성될 수 있다. 반면, 쿨링 플레이트(200)를 제외한 다른 구성요소, 즉 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700)는 강성이 우수한 재질로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 알루미늄을 포함하는 재질로 구성되고, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700)는 스틸을 포함하는 재질로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈에 대하여 강성을 일정 수준 이상 확보하면서도 우수한 냉각 성능을 갖도록 할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 차량의 하부에 장착되어, 어퍼 플레이트(700)가 차량의 내부 측을 향하고, 쿨링 플레이트(200)가 배터리 모듈의 외부 측을 향하는 형태로 배치될 수 있다. 이 경우, 쿨링 플레이트(200)가 다른 케이스 부분에 비해 열전도성이 우수한 재질로 구성되는 경우 쿨링 플레이트(200)에 의한 열 배출이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다. 또한, 배터리 모듈의 하부에 냉각 유체, 이를테면 공기나 물이 흐르는 경우, 하부에 위치한 쿨링 플레이트(200)를 통해 이러한 냉각 유체로 배터리 모듈 내부의 열이 배출될 수 있다.
또한, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 하나는, 내측면의 적어도 일부에 전기적 절연성 재질로 구성된 절연코팅층이 형성될 수 있다. 또는, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 하나는, 전기적 절연성 재질로 구성된 절연시트가 내측면의 적어도 일부에 구비될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및/또는 어퍼 플레이트(700)가 금속 재질로 구성되더라도, 셀 어셈블리(100)와의 절연성이 안정적으로 확보될 수 있다.
특히, 이처럼 절연코팅층이나 절연시트가 구비된 구성에 있어서, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700) 사이의 용접은 상술한 마찰교반용접 방식에 의해 수행되는 것이 좋다. 마찰교반용접방식에 의하면 발생되는 열이 많지 않기 때문에, 절연코팅층이나 절연시트의 파손이 방지될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 배터리 모듈의 절연성이 안정적으로 유지될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 프론트 커버(300) 및 상기 리어 커버(400) 중 적어도 하나에는, 단차가 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 9는, 도 1의 A2-A2'선에 대한 단면의 일 부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 즉, 도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 수평 단면을 상부에서 하부 방향으로 바라본 형태의 일부 구성, 특히 프론트 커버(300)의 좌측 모서리 부분을 확대하여 나타낸 도면이라 할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 프론트 커버(300)는, D1으로 표시된 부분과 같이, 좌측 단부, 특히 좌측 절곡부에 내측 방향으로 오목한 형태의 단차가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 단차로 인해 형성된 오목한 부분에는 좌측 사이드 커버(500)의 전단부가 안착될 수 있다. 즉, 판상으로 형성된 좌측 사이드 커버(500)는, 전단부가 배터리 모듈의 외측에서 내측 방향으로 삽입되어 안착될 수 있다. 이때, 프론트 커버(300)에 형성된 단차는 좌측 사이드 커버(500)의 두께와 동일하거나 그에 유사한 크기를 가질 수 있다. 이 경우, 프론트 커버(300)의 외측면과 좌측 사이드 커버(500)의 외측면은 하나의 평평한 표면을 형성할 수 있다.
이와 유사하게, 프론트 커버(300)는, 우측 단부에 내측 방향으로 오목한 형태의 단차가 형성되고, 그러한 단차에는 우측 사이드 커버(600)의 전단부가 외측에서 내측 방향으로 삽입되게 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 사이드 커버와 프론트 커버(300) 사이의 조립성이 개선될 수 있다. 특히, 프론트 커버(300)에 형성된 단차로 인해 사이드 커버의 조립 위치가 가이드될 수 있으므로, 프론트 커버(300)와 사이드 커버의 조립 공정이 보다 수월하게 진행될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈의 강성이 보강될 수 있다. 즉, 사이드 커버의 전단부 내측에는 프론트 커버(300)가 위치하므로, 사이드 커버 외측에서 힘이 가해지더라도 프론트 커버(300)가 사이드 커버를 외측 방향으로 지지할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 마찰교반용접이 보다 용이하게 수행될 수 있다. 특히, 마찰교반용접 방식에 의하면, T1으로 표시된 부분과 같은 프론트 커버(300)와 사이드 커버의 접합면으로 용접유닛의 프루브가 회전하면서 접촉 및 삽입될 수 있는데, 이 과정에서 프론트 커버(300)와 사이드 커버의 접합면 부근에, 화살표 T1으로 표시된 바와 같이, 내측 방향으로 힘이 가해질 수 있다. 이때, 본 발명의 상기 구성에 의하면, 프론트 커버(300)의 단차로 인해 형성된 D1 부분이 T1 방향의 압력을 지지할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 상기 단차 형성 구성의 경우, 프론트 커버(300)와 사이드 커버 사이에 마찰교반용접이 수행될 때 보다 바람직하게 적용될 수 있다.
한편, 도 9의 경우, 프론트 커버(300)에 대해서만 도시되어 있으나, 리어 커버(400) 역시 이와 유사하게 단차가 형성되어, 좌측 사이드 커버(500)의 후단부 및 우측 사이드 커버(600)의 후단부가 외측에서 내측 방향으로 삽입되어 안착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 리어 커버(400)의 좌측 단부는, 도 9에 도시된 프론트 커버(300)의 단차 구성과 전후 대칭(도 9에서는 좌우 대칭)되는 형태로, 단차가 형성될 수 있다. 그리고, 리어 커버(400)의 우측 단부 또한 우측 사이드 커버(600)의 후단부가 삽입되어 안착될 수 있도록 단차가 형성될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 쿨링 플레이트(200) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 하나에는, 단차가 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 10 및 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 10 및 도 11은, 도 3의 B1 및 B2 부분을 각각 확대하여 나타낸 도면이다.
먼저, 도 10을 참조하면, 상기 쿨링 플레이트(200)는, D2로 표시된 부분과 같이, 우측 단부에 내측 방향으로 오목한 형태의 단차가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 단차로 인해 형성된 오목한 부분에는 우측 사이드 커버(600)의 하단부가 외측에서 내측 방향으로 삽입되어 안착될 수 있다. 이때, 쿨링 플레이트(200)에 형성된 단차는 우측 사이드 커버(600)의 두께에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
이와 유사하게, 쿨링 플레이트(200)의 좌측 단부 역시, 내측 방향으로 오목한 형태의 단차가 형성되어, 좌측 사이드 커버(500)의 하단부가 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 쿨링 플레이트(200)와 사이드 커버 사이의 조립성이 개선될 수 있다. 즉, 쿨링 플레이트(200)에 형성된 단차로 인해 사이드 커버의 조립 위치가 가이드될 수 있으므로, 쿨링 플레이트(200)와 사이드 커버의 조립 공정이 보다 수월하게 진행될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈의 강성이 보강될 수 있다. 즉, 사이드 커버의 하단부 내측에는 쿨링 플레이트(200)가 위치하므로, 사이드 커버 외측에서 수평 방향으로 힘이 가해지더라도 쿨링 플레이트(200)가 사이드 커버를 외측 방향으로 지지할 수 있다. 또한, 쿨링 플레이트(200)의 단차는, 사이드 커버를 상부 방향으로 지지할 수도 있다.
더욱이, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 마찰교반용접이 보다 용이하게 수행될 수 있다. 특히, 마찰교반용접 방식에 의할 경우, T2로 표시된 부분과 같은 쿨링 플레이트(200)와 사이드 커버 사이의 접합면에 용접유닛의 프루브가 접촉 및 삽입될 수 있는데, 이 과정에서 화살표 T2로 표시된 바와 같이 내측 방향으로 힘이 가해질 수 있다. 하지만, 본 발명의 상기 구성에 의할 경우, 쿨링 플레이트(200)의 단차로 인한 D2 부분이 T2 방향의 압력을 지지할 수 있다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 상기 어퍼 플레이트(700)는, D3로 표시된 부분과 같이, 우측 단부에 내측 방향으로 오목한 형태의 단차가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 단차 부분에는 우측 사이드 커버(600)의 상단부가 외측에서 내측 방향으로 삽입되어 접촉될 수 있다. 또한, 이와 유사하게, 어퍼 플레이트(700)의 좌측 단부 또한, 내측 방향으로 오목한 형태의 단차가 형성되어, 좌측 사이드 커버(500)의 상단부가 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 쿨링 플레이트(200)에 단차가 형성된 구성과 유사한 장점을 가질 수 있다. 즉, 상기 구성에 의하면, 어퍼 플레이트(700)와 사이드 커버 사이의 조립성이 개선되고, 배터리 모듈의 강성이 보강될 수 있다. 또한, 상기 구성에 의하면, 이들 사이의 마찰교반용접이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 좌측 사이드 커버(500) 및/또는 상기 우측 사이드 커버(600)는, 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 쿨링 플레이트(200) 및 어퍼 플레이트(700)와의 이음부(접합면)가 모두 측면으로 노출되게 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 9의 구성을 참조하면, 상기 좌측 사이드 커버(500)는, 프론트 커버(300)와의 접합면이, 좌측 사이드 커버와 프론트 커버의 외면에 대략 수직이 되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, T1으로 표시된 부분에 위치한 좌측 사이드 커버와 프론트 커버 사이의 접합면의 개구부는, 배터리 모듈의 좌측(도 9에서 상부 측)을 향하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 10의 구성을 참조하면, 상기 우측 사이드 커버(600)는, 쿨링 플레이트(200)와의 접합면이, 우측 사이드 커버의 외면, 다시 말해 배터리 모듈의 외면에 대략 수직이 되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, T2로 표시된 부분에 위치한 우측 사이드 커버와 쿨링 플레이트 사이의 접합면의 개구부는, 배터리 모듈의 우측(도 9에서 우측)을 향하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 11의 구성을 참조하면, 상기 우측 사이드 커버(600)는, 어퍼 플레이트(700)와의 접합면이, 우측 사이드 커버의 외면에 대략 수직이 되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, T3로 표시된 부분에 위치한 우측 사이드 커버와 어퍼 플레이트 사이의 접합면의 개구부는, 배터리 모듈의 우측을 향하도록 구성될 수 있다.
상기와 같이, 좌측 사이드 커버 및 우측 사이드 커버의 다른 구성요소와의 이음부(접합면)의 개구부가 모두 측면으로 노출되도록 구성한 실시예에 의하면, 용접 공정, 특히 마찰교반 용접 공정이 보다 원활하게 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 구성의 경우, 용접 유닛의 프루브가 배터리 모듈의 좌측이나 우측에서, 도 9 내지 도 11의 화살표 T1~T3로 표시된 바와 같이, 수평 방향으로 전진 이동하여 이음부의 개구부에 삽입될 수 있다. 그리고, 이와 같은 용접 공정이 수행된 후에는, 용접 유닛의 프루브가 다시 수평 방향으로 후퇴 이동하여 배터리 모듈로부터 벗어날 수 있다. 그러므로, 용접 유닛의 프루브의 접합면 삽입 및 이동 공정에 방해되는 구조물이 없으므로, 용접 공정이 효율적으로 이루어질 수 있다.
반면, 용접 부위인 접합면의 개구부가 배터리 모듈의 상방이나 하방을 향하여 노출되는 경우, 용접 유닛의 삽입과 이동이 상하 방향으로 이루어져야 하는데, 이 경우 다른 구조물 등으로 인해 해당 공정이 원활하게 수행되기 어려울 수 있다.
더욱이, 용접을 위한 접합면의 개구부는, 배터리 모듈의 전방이나 후방보다는 배터리 모듈의 우측이나 좌측으로 노출되는 것이 좋다. 배터리 모듈의 전단이나 후단에는 이차 전지의 전극 리드가 존재할 수 있는데, 이러한 구성에 의하면, 전극 리드의 손상 내지 간섭 등을 방지할 수 있다.
한편, 상기 좌측 사이드 커버(500) 및/또는 우측 사이드 커버(600)는, 꼭지점(모서리)이 모따기된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 사이드 커버는, 4개의 변을 갖는 사각 플레이트 형태로 구성될 수 있는데, 2개의 변이 만나는 4개의 꼭지점은 모두 라운드진 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 사이드 커버의 꼭지점은 10mm 이상의 반경을 갖도록 곡선 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 마찰교반용접 시, 공정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 일정 반경 이상을 갖도록 꼭지점이 라운드진 경우, 사이드 커버의 테두리는 연속적으로 용접될 수 있으므로, 용접 라인이 링 형태로 구성되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 모듈 케이스는 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700)로 구성될 수 있다. 이때, 모듈 케이스를 구성하는 각 구성요소 사이는, 상기 살펴본 바와 같이, 용접에 의해 서로 결합될 수 있다. 이때, 용접 순서는 다양하게 구현될 수 있다.
예를 들어, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 셀 어셈블리(100)가 쿨링 플레이트(200)의 상단에 안착되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 프론트 커버(300)와 리어 커버(400)가 셀 어셈블리(100)의 전단부와 후단부에서 각각 쿨링 플레이트(200)에 접촉하여 용접될 수 있다. 다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 좌측 사이드 커버(500)와 우측 사이드 커버(600)가 셀 어셈블리(100)의 측면으로 위치하여, 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300) 및 리어 커버(400)와 용접될 수 있다. 그리고 나서, 어퍼 플레이트(700)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 상부에 위치하여, 좌측 사이드 커버(500) 및 우측 사이드 커버(600)와 용접될 수 있다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 용접 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 12를 참조하면, 먼저 화살표 S1으로 표시된 바와 같이, 쿨링 플레이트(200)의 상부에 셀 어셈블리(100)가 안착될 수 있다. 다음으로, 어퍼 플레이트(700), 좌측 사이드 커버(500) 및 리어 커버(400)의 조립체가, 화살표 S2로 표시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 상부에서 하부 방향으로 조립될 수 있다. 이때, 어퍼 플레이트(700), 좌측 사이드 커버(500) 및 리어 커버(400)의 조립체는, 어퍼 플레이트(700), 좌측 사이드 커버(500) 및 리어 커버(400)가 상호 용접에 의해 미리 결합된 것일 수 있다. 특히, 이러한 조립체는, 마찰교반용접방식에 상호 접합되어 구성될 수 있다.
다음으로, 프론트 커버(300)가, 화살표 S3로 표시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 전단부에 위치하여, 쿨링 플레이트(200) 및 좌측 사이드 커버(500)와 용접될 수 있다. 그리고 나서, 우측 사이드 커버(600)가, 화살표 S4로 표시된 바와 같이 셀 어셈블리(100)의 우측에 위치하여 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300), 리어 커버(400) 및 어퍼 플레이트(700)와 용접될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 쿨링 플레이트(200), 프론트 커버(300), 리어 커버(400), 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600) 및 어퍼 플레이트(700) 중 적어도 하나의 용접부와 셀 어셈블리(100) 사이에, 열 차단부를 더 포함할 수 있다. 이에 대해서는, 도 13을 참조하여, 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부분에 대한 단면도이다. 특히, 도 13은 도 9의 구성에 대한 다른 실시예라 할 수 있다.
도 13을 참조하면, 프론트 커버(300)의 좌측 절곡부 내측에, F로 표시된 바와 같은 열 차단부가 구비될 수 있다. 상기 열 차단부(F)는, 프론트 커버 등의 용접부와 셀 어셈블리 사이에서, 외측에서 내측 방향으로 열이 이동하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 열 차단부(F)는, T1으로 표시된 부분에서, 프론트 커버(300)와 좌측 사이드 커버(500) 사이의 접합면에 용접이 수행될 수 있는데, 이 경우 이러한 접합면을 따라 내측으로 용접열이 전달되는 것을 차단할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 용접 시 발생하는 열에 의해 이차 전지의 파우치 외장재나 전극 리드, 버스바 등과 같이 배터리 모듈의 내부 구성요소가 변형되거나 손상되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 더욱이, 마찰교반용접 방식의 경우, 다른 용접 방식에 비해 열 발생률이 적기는 하나, 상기 구성에 의하면, 약간의 발생열이라도 배터리 모듈의 내부 측으로 전달되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
상기 열 차단부(F)는, 열을 효과적으로 차단하기 위해, 배터리 모듈의 케이스를 구성하는 여러 구성요소, 이를테면 프론트 커버(300)보다 열전달율이 낮은 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 열 차단부(F)는, 이를테면 폴리이미드 등의 내열성 수지, 유리면이나 암면 등의 섬유질, 및/또는 세라믹 재질을 구비하는 단열재로 구성될 수 있다.
한편, 도 13의 구성에 도시된 바와 같이, 상기 열 차단부(F)는, 프론트 커버(300)의 내측면에 구비될 수 있다. 특히, 프론트 커버(300) 측에는, 전극 리드가 존재할 수 있는데, 상기와 같은 구성에 의하면, 열 차단부(F)로 인해 전극 리드 측으로 용접열 등이 전달되는 것을 감소시키거나 차단시킬 수 있다.
상기 열 차단부(F)는, 프론트 커버(300)나 사이드 커버(500, 600), 리어 커버(400)와 같은 배터리 모듈의 케이스를 구성하는 구성요소의 내측 표면에 코팅되는 형태로 구성되거나, 별도의 시트 형태로 구성되어 프론트 커버 등의 내측에 구비될 수 있다. 또는, 상기 열 차단부(F)는, 프론트 커버나 사이드 커버, 리어 커버와 같은 배터리 모듈의 케이스를 구성하는 구성요소의 내측 표면에서 내측으로 볼록하게 돌출되는 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 도 13의 구성에서는, 열 차단부(F)가 프론트 커버(300)에 구비된 구성이 도시되어 있으나, 이러한 열 차단부(F)는, 배터리 모듈의 케이스를 구성하는 다른 구성요소, 즉 좌측 사이드 커버(500), 우측 사이드 커버(600), 리어 커버(400), 쿨링 플레이트(200) 및/또는 어퍼 플레이트(700)의 내측에 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 팩 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 자동차의 경우 많은 진동 및 심한 충격에 노출될 수 있으므로 높은 강성이 필요하고, 주로 실외에 위치하므로 수분이나 이물질이 침투하지 않도록 실링성이 확보될 필요가 있다. 본 발명에 따른 배터리 모듈이 이러한 자동차에 적용되는 경우, 배터리 모듈에 대하여 우수한 강도 및 강성과, 높은 실링 성능을 가지며 생산성이 향상되도록 할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 적어도 일 방향으로 적층된 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리;
    판상으로 구성되며, 상기 셀 어셈블리의 하부에 배치되어, 상기 셀 어셈블리가 안착되는 쿨링 플레이트;
    상기 셀 어셈블리의 전단부를 커버하고, 하부가 상기 쿨링 플레이트에 용접된 프론트 커버;
    상기 셀 어셈블리의 후단부를 커버하고, 하부가 상기 쿨링 플레이트에 용접된 리어 커버;
    상기 셀 어셈블리의 좌측면을 커버하고, 하단부가 상기 쿨링 플레이트에 용접되며, 전단부가 상기 프론트 커버에 용접되고, 후단부가 상기 리어 커버에 용접된 좌측 사이드 커버;
    상기 셀 어셈블리의 우측면을 커버하고, 하단부가 상기 쿨링 플레이트에 용접되며, 전단부가 상기 프론트 커버에 용접되고, 후단부가 상기 리어 커버에 용접된 우측 사이드 커버; 및
    상기 셀 어셈블리의 상부를 커버하고, 좌측 단부가 상기 좌측 사이드 커버에 용접되며, 우측 단부가 상기 우측 사이드 커버에 용접된 어퍼 플레이트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쿨링 플레이트, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 좌측 사이드 커버, 상기 우측 사이드 커버 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 일부 사이는, 마찰 교반 용접 방식으로 용접된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 쿨링 플레이트는 알루미늄을 포함하는 재질로 구성되고, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 좌측 사이드 커버, 상기 우측 사이드 커버 및 상기 어퍼 플레이트는 스틸을 포함하는 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 좌측 사이드 커버, 상기 우측 사이드 커버 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나는, 내측면의 적어도 일부에 전기적 절연성 재질로 구성된 절연코팅층이 형성되거나 전기적 절연성 재질로 구성된 절연시트가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 쿨링 플레이트와 상기 셀 어셈블리 사이에는 열전달 물질이 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나와, 모서리가 연속적으로 맞대어져 용접된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나와의 용접부가, 일단에서 타단까지 하나의 직선 형태로 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나와의 용접부가, 일단에서 타단까지 불연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 전단부, 후단부, 상단부 및 하단부의 용접 라인이 링 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프론트 커버 및 상기 리어 커버 중 적어도 하나는, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버 중 적어도 하나의 단부가 외측에서 내측 방향으로 삽입되어 안착될 수 있도록 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나는, 상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버 중 적어도 하나의 단부가 외측에서 내측 방향으로 삽입되어 안착될 수 있도록 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 좌측 사이드 커버 및 상기 우측 사이드 커버는, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 어퍼 플레이트와의 이음부가 모두 측면으로 노출된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 쿨링 플레이트, 상기 프론트 커버, 상기 리어 커버, 상기 좌측 사이드 커버, 상기 우측 사이드 커버 및 상기 어퍼 플레이트 중 적어도 하나의 용접부와 상기 셀 어셈블리 사이에, 외측에서 내측 방향으로 열이 이동하는 것을 방지하는 열 차단부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190074516A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
JP2019110097A (ja) * 2017-12-20 2019-07-04 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
JP2020520062A (ja) * 2017-11-29 2020-07-02 エルジー・ケム・リミテッド エンドフレームを備えるバッテリーモジュール
JP2020522111A (ja) * 2018-01-17 2020-07-27 エルジー・ケム・リミテッド リユース、リサイクル又は再加工が容易な接着構造を有するバッテリーモジュールハウジング及びそれを含むバッテリーモジュール
US20210184306A1 (en) * 2018-10-05 2021-06-17 Lg Chem, Ltd. Battery pack comprising battery pack frame capable of preventing welding defect and pressing jig for preparing the same
JPWO2019235173A1 (ja) * 2018-06-05 2021-06-17 三洋電機株式会社 電池モジュール及びこれを備える車両
CN113728503A (zh) * 2019-10-10 2021-11-30 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
JP2022520585A (ja) * 2019-10-07 2022-03-31 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびこれを含む電池パック

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102258827B1 (ko) * 2017-06-02 2021-05-31 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩과 이를 포함하는 자동차
KR102148993B1 (ko) 2017-06-13 2020-08-27 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
CN107706325B (zh) * 2017-06-30 2020-12-01 多氟多新能源科技有限公司 电源模块及车辆
KR102248228B1 (ko) * 2017-09-26 2021-05-03 주식회사 엘지화학 전자기 펄스 접합 기술을 적용한 배터리 모듈 하우징 및 배터리 모듈 하우징 제조 방법
KR102050139B1 (ko) * 2017-12-12 2019-11-28 주식회사 이노윌 내압성능이 향상된 주전열면 열교환유닛과 그 제조방법 및 이 주전열면 열교환유닛을 이용한 열교환시스템
KR102128588B1 (ko) * 2017-12-26 2020-07-08 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 및 이의 제조 방법
US20190198952A1 (en) * 2017-12-26 2019-06-27 Sk Innovation Co., Ltd. Battery module and manufacturing method thereof
KR102388127B1 (ko) 2018-01-31 2022-04-19 주식회사 엘지에너지솔루션 탑 커버, 이를 구비한 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102277035B1 (ko) 2018-03-21 2021-07-13 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
DE102018205765A1 (de) * 2018-04-17 2019-10-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Montageanordnung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs
KR102372348B1 (ko) * 2018-06-08 2022-03-07 주식회사 엘지에너지솔루션 개선된 냉각 구조를 갖는 배터리 모듈
KR20200003600A (ko) 2018-07-02 2020-01-10 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
CN109103372B (zh) * 2018-07-16 2021-06-11 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种电动汽车用电池模组
KR102424400B1 (ko) 2018-09-13 2022-07-22 주식회사 엘지에너지솔루션 열수축성 튜브를 포함하는 배터리 모듈
KR20200055215A (ko) * 2018-11-12 2020-05-21 현대자동차주식회사 배터리 모듈
KR102317638B1 (ko) * 2018-12-05 2021-10-25 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 적층체의 보호 구조를 갖는 배터리 모듈
KR102392767B1 (ko) * 2018-12-26 2022-04-28 주식회사 엘지에너지솔루션 내측 커버를 포함하는 배터리 모듈
CN209401683U (zh) * 2018-12-29 2019-09-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池和电池模组
KR102380443B1 (ko) * 2019-01-04 2022-03-29 주식회사 엘지에너지솔루션 인접 배터리 모듈들로 열을 분산할 수 있는 구조를 갖는 에너지 저장 시스템
KR102640879B1 (ko) * 2019-02-08 2024-02-23 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이의 제조방법
KR102416919B1 (ko) * 2019-02-26 2022-07-04 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈
US11641038B2 (en) * 2019-03-12 2023-05-02 Sk On Co., Ltd. Pouch-type secondary battery and battery module including the same
KR20200111525A (ko) * 2019-03-19 2020-09-29 주식회사 엘지화학 연장된 길이를 갖는 절연 패드를 구비하는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CN113767512B (zh) * 2019-03-29 2023-12-29 三洋电机株式会社 电源装置和具有该电源装置的电动车辆以及蓄电装置、电源装置的制造方法
CN113632305B (zh) * 2019-03-29 2023-11-28 三洋电机株式会社 电源装置和使用该电源装置的电动车辆以及蓄电装置、电源装置用紧固构件、电源装置的制造方法、电源装置用紧固构件的制造方法
KR20200125184A (ko) * 2019-04-26 2020-11-04 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
CN110010999B (zh) * 2019-05-06 2024-03-15 西南交通大学 一种电池散热装置
KR20200136229A (ko) * 2019-05-27 2020-12-07 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
CN209747611U (zh) * 2019-06-28 2019-12-06 江苏时代新能源科技有限公司 电池模组
KR102472690B1 (ko) * 2019-07-19 2022-11-29 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
CN114207911A (zh) * 2019-08-03 2022-03-18 三洋电机株式会社 电源装置和具有该电源装置的电动车辆以及蓄电装置
KR102398574B1 (ko) * 2019-10-10 2022-05-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20210064935A (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈
KR20210099424A (ko) * 2020-02-04 2021-08-12 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20210125674A (ko) * 2020-04-09 2021-10-19 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 제조방법 및 이를 통해 제조된 배터리 모듈
KR20210129489A (ko) * 2020-04-20 2021-10-28 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
KR20210133528A (ko) * 2020-04-29 2021-11-08 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN112997350B (zh) * 2020-05-21 2023-07-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模块、电池模块组件及其生产方法以及装置
KR20220021611A (ko) * 2020-08-14 2022-02-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20220025413A (ko) * 2020-08-24 2022-03-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20220047050A (ko) * 2020-10-08 2022-04-15 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 배터리 랙, 및 전력 저장 장치
US20230012792A1 (en) * 2020-10-19 2023-01-19 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including the same
DE102020127794B8 (de) * 2020-10-22 2022-03-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gehäuseteil, insbesondere Gehäuseunterteil, eines Energiespeichergehäuses, Energiespeichergehäuse sowie Verfahren zum Herstellen eines Gehäuseteils
DE102020213561B3 (de) * 2020-10-28 2022-04-21 Audi Aktiengesellschaft Zellmodul sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen
KR20220081540A (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 에스케이온 주식회사 배터리 모듈의 하부케이스 제조방법 및 배터리 모듈의 하부케이스
KR102357486B1 (ko) * 2021-04-07 2022-02-08 광성기업 주식회사 배터리 팩 케이스
KR20230134660A (ko) * 2022-03-14 2023-09-22 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN114792864B (zh) * 2022-05-31 2024-06-21 东风汽车集团股份有限公司 电池包下箱体结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130011740A (ko) * 2011-07-22 2013-01-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR101271858B1 (ko) * 2011-03-08 2013-06-07 로베르트 보쉬 게엠베하 방열 특성이 향상된 배터리 팩
KR20130086677A (ko) * 2012-01-26 2013-08-05 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20140085890A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 현대자동차주식회사 고전압 배터리팩용 배터리모듈 조립체
KR101481198B1 (ko) * 2010-11-08 2015-01-13 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 이를 포함하는 리튬이차 전지팩

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8715708D0 (en) * 1987-07-03 1987-08-12 Chloride Silent Power Ltd Batteries
JP2001135282A (ja) * 1999-11-04 2001-05-18 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池
JP2012069408A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi Maxell Energy Ltd 電気化学素子モジュール
KR20120048802A (ko) * 2010-11-08 2012-05-16 현 규 곽 전지케이스
JP5681298B2 (ja) * 2011-01-24 2015-03-04 グオアン フェンＧｕｏａｎ ＦＥＮＧ パワーバッテリパック冷却装置
JP5537497B2 (ja) * 2011-05-26 2014-07-02 株式会社日立製作所 電池モジュール
US20130171487A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Roger Bull Rechargeable battery and method
US20130243079A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Nokia Siemens Networks Oy Storage and processing savings when adapting video bit rate to link speed
JP2015111493A (ja) * 2012-03-28 2015-06-18 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置
JP5993615B2 (ja) 2012-05-22 2016-09-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電モジュール
CN104641487B (zh) * 2012-08-31 2017-03-08 日立汽车***株式会社 方形二次电池
US20140272508A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Vecture Inc. Battery pack system
JP6174381B2 (ja) * 2013-06-06 2017-08-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電ブロックおよび蓄電モジュール
KR20140145250A (ko) 2013-06-12 2014-12-23 엘지전자 주식회사 전기 자동차의 배터리 냉각 시스템
US9525195B2 (en) * 2013-07-30 2016-12-20 Johnson Controls Technology Corporation Remanufacturing methods for battery module
US9887439B2 (en) * 2014-05-13 2018-02-06 Ford Global Technologies, Llc Method of biasing a battery cell to enhance thermal energy transfer
CA2953412A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 Dana Canada Corporation Multi-sided heat exchangers with compliant heat transfer surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101481198B1 (ko) * 2010-11-08 2015-01-13 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 이를 포함하는 리튬이차 전지팩
KR101271858B1 (ko) * 2011-03-08 2013-06-07 로베르트 보쉬 게엠베하 방열 특성이 향상된 배터리 팩
KR20130011740A (ko) * 2011-07-22 2013-01-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR20130086677A (ko) * 2012-01-26 2013-08-05 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20140085890A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 현대자동차주식회사 고전압 배터리팩용 배터리모듈 조립체

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3343691A4 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020520062A (ja) * 2017-11-29 2020-07-02 エルジー・ケム・リミテッド エンドフレームを備えるバッテリーモジュール
JP7038738B2 (ja) 2017-11-29 2022-03-18 エルジー エナジー ソリューション リミテッド エンドフレームを備えるバッテリーモジュール
JP7031284B2 (ja) 2017-12-20 2022-03-08 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
JP2019110097A (ja) * 2017-12-20 2019-07-04 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
KR102527004B1 (ko) * 2017-12-20 2023-04-27 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
KR20190074516A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
EP3644398A4 (en) * 2018-01-17 2020-11-04 Lg Chem, Ltd. BATTERY MODULE BOX HAVING AN EASILY REUSABLE, RECYCLABLE AND REUSABLE GRIP STRUCTURE AND BATTERY MODULE INCLUDING IT
JP7038944B2 (ja) 2018-01-17 2022-03-22 エルジー エナジー ソリューション リミテッド リユース、リサイクル又は再加工が容易な接着構造を有するバッテリーモジュールハウジング及びそれを含むバッテリーモジュール
US11611125B2 (en) 2018-01-17 2023-03-21 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module housing having easily reusable, recyclable, and reworkable adhesion structure and battery module comprising same
JP2020522111A (ja) * 2018-01-17 2020-07-27 エルジー・ケム・リミテッド リユース、リサイクル又は再加工が容易な接着構造を有するバッテリーモジュールハウジング及びそれを含むバッテリーモジュール
JPWO2019235173A1 (ja) * 2018-06-05 2021-06-17 三洋電機株式会社 電池モジュール及びこれを備える車両
JP7348174B2 (ja) 2018-06-05 2023-09-20 三洋電機株式会社 電池モジュール及びこれを備える車両
US20210184306A1 (en) * 2018-10-05 2021-06-17 Lg Chem, Ltd. Battery pack comprising battery pack frame capable of preventing welding defect and pressing jig for preparing the same
US11909062B2 (en) * 2018-10-05 2024-02-20 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack comprising battery pack frame capable of preventing welding defect and pressing jig for preparing the same
JP2022520585A (ja) * 2019-10-07 2022-03-31 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
JP7262880B2 (ja) 2019-10-07 2023-04-24 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
CN113728503A (zh) * 2019-10-10 2021-11-30 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
JP2022522492A (ja) * 2019-10-10 2022-04-19 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
JP7262882B2 (ja) 2019-10-10 2023-04-24 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびこれを含む電池パック

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