WO2019139302A1 - 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

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김경모
문정오
박진용
이정훈
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery pack including the same and an automobile.
  • Secondary batteries having high electrical characteristics such as high energy density and high ease of application according to the product group can be applied not only to portable devices but also to electric vehicles (EVs) or hybrid electric vehicles (HEVs) driven by electric driving sources It is universally applied.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid electric vehicles
  • Such a secondary battery is not only a primary advantage that the use of fossil fuel can be drastically reduced, but also produces no by-products resulting from the use of energy, and thus is attracting attention as a new energy source for enhancing environmental friendliness and energy efficiency.
  • Types of secondary batteries widely used today include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel metal hydride batteries, and nickel-zinc batteries.
  • the operating voltage of such a unitary secondary battery cell that is, the unit battery cell is about 2.5V to 4.6V. Therefore, when a higher output voltage is required, a plurality of battery cells may be connected in series to form a battery pack. In addition, a plurality of battery cells may be connected in parallel according to a charge / discharge capacity required for the battery pack to form a battery pack. Therefore, the number of battery cells included in the battery pack can be variously set according to the required output voltage or the charge / discharge capacity.
  • a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using the at least one battery module, Is generally used.
  • the battery cells constituting the battery module or the battery pack are generally provided as a pouch type secondary battery having an advantage that they can be easily stacked.
  • the conventional battery module generally comprises a plurality of battery cells, and a module case for packaging a plurality of battery cells.
  • buffer pads for controlling the volume change due to cell swelling are inserted between a plurality of battery cells.
  • the conventional battery module adopts a high-rigidity pressing plate structure that presses the battery cells at both ends of a plurality of battery cells instead of a plurality of cushioning pads.
  • the space occupied by the battery cells in the entire battery module can be secured relatively and the relative movement of the battery cells inside the module can be reduced.
  • the pressing plate and the bending portion of the module cover covering the battery cells are joined through welding or the like, and it is important to secure the bonding strength between these pressing members.
  • both end portions are bent for bonding with the pressing plate.
  • a deviation occurs due to the bending forming angle, defective joining such as ununiform bonding with the pressing plate may occur.
  • Even if the bending portion of the module cover in which the welded joint is formed is unevenly bent, there is a possibility that a certain degree of bending deviation will occur in the bending molding process. Therefore, the uniformity of the joint quality is secured, Is requested.
  • the present invention provides a battery module comprising: at least one battery cell; A pair of pressure plates disposed on both sides of the at least one battery cell; And a module cover coupled to the pair of pressure plates and covering upper and lower sides of the at least one battery cell, wherein both ends of the module cover cover upper and lower ends of the pair of pressure plates And a plurality of auxiliary welding beads welded to the pair of pressing plates and spaced apart from each other by a predetermined distance along the longitudinal direction of the module cover.
  • a plurality of welding portions for welding with the pair of pressing plates after the bending are provided, and the plurality of auxiliary welding beads may be disposed between the plurality of welding portions.
  • the plurality of auxiliary welding beads may be disposed stepwise with respect to the plurality of welds.
  • the plurality of auxiliary welding beads may have a concave groove shape of a predetermined size.
  • both end portions of the module cover are disposed side by side with the pair of pressing plates in accordance with bending of both ends of the module cover, welding is performed in the plurality of welding portions, and according to bending of both ends of the module cover, When both ends are inclined at a predetermined angle from the pair of pressing plates, welding can be performed at the plurality of auxiliary welding beads.
  • the pair of pressing plates may be provided with a cover seat portion on which both end portions of the module cover to be bent are seated.
  • the plurality of auxiliary welding beads may be disposed in a multi-stage bead structure with the plurality of welding portions to cover a bending angle deviation that may be generated according to the bending.
  • the present invention provides a battery pack comprising: at least one battery module according to the above-described embodiments; And a pack case for packaging the at least one battery module.
  • the present invention provides an automobile including at least one battery pack according to the above-described embodiment as an automobile.
  • a battery module a battery pack including the battery module, and an automobile which can ensure the uniformity of the bonding quality when the module cover and the pressure plate are bonded to each other.
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of the battery module of FIG.
  • FIG. 3 is a view for explaining a main part of the battery module of FIG.
  • 4 to 7 are views for explaining the welding process of the module cover of the battery module of FIG.
  • FIG. 8 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery module of FIG. 1
  • FIG. 3 is a view for explaining a main part of the battery module of FIG.
  • the battery module 10 may include a battery cell 100, a pressure plate 200, a protection pad 300, a heat sink 400, and a module cover 500 .
  • the battery cell 100 may be any one of a pouch type secondary battery, a cylindrical secondary battery, and a prismatic secondary battery as a secondary battery.
  • the battery cell 100 is limited to being provided as a pouch type secondary battery.
  • the battery cells 100 may be provided in a plurality of at least one or more. In the following description, a plurality of the battery cells 100 are provided.
  • the pressure plates 200 are provided in a pair and are disposed on both sides of the plurality of battery cells 100 to pressurize the plurality of battery cells 100 .
  • the cell swelling of the plurality of battery cells 100 can be controlled through the pair of pressure plates 200. Accordingly, the cushion pad provided between the battery cells 100 can be omitted, and the total energy density of the battery module 100 can be increased.
  • the pair of pressing plates 200 may be provided with a cover seating part 205.
  • the cover seating portions 205 are provided on the upper and lower sides of the respective pressing plates 200 and can be mounted on both end portions 550 of the module cover 500 which will be described later. To this end, the cover seating portion 205 may have a shape corresponding to bending both ends 550 of the module cover 500 described later.
  • the pair of protection pads 300 may be disposed between the battery cell 100 facing the pressing plate 200 and the pressing plate 200 among the plurality of battery cells 100.
  • the protection pad 300 prevents damage due to direct contact of the battery cell 100 facing the pressing plate 200 when the battery cells 100 are pressed by the pressing plate 200 And an impact or the like transmitted from the pressing plate 200 can be buffered when an external impact or the like occurs.
  • the heat sink 400 is for cooling the plurality of battery cells 100 and may be disposed at the bottom of the plurality of battery cells 100.
  • the heat sink 400 may be an air-cooled or water-cooled structure, and may be formed of a material having high heat transfer efficiency.
  • the module cover 500 is coupled to the pair of pressing plates 200 and may cover the upper and lower sides of the at least one, in the present embodiment, the plurality of battery cells 100.
  • the module cover 500 may package the plurality of battery cells 100 through engagement with the pair of pressure plates 200.
  • the module cover 500 may be bent at both ends 550 to engage with the pair of pressing plates 200. More specifically, the both ends 550 of the module cover 500 may be bent along the vertical direction so as to cover upper and lower ends of the pair of pressing plates 200, and the pair of pressing plates 200 And then fixed to the pair of pressing plates 200 through a welding connection. That is, both end portions 550 of the module cover 500 may be fixed to the pair of pressing plates 200 through welding.
  • a plurality of welding portions 552 may be provided at both ends 550 of the module cover 500.
  • the plurality of welding portions 552 are formed on the surfaces of both ends 550 of the module cover 500 and welded to the pair of pressing plates 200 after bending both ends 550 of the module cover 500 Which is the main welding point.
  • a plurality of auxiliary welding beads 555 may be provided.
  • the plurality of auxiliary welding beads 555 may be disposed at a predetermined distance from each other at both ends of the module cover 500 along the longitudinal direction of the module cover 500.
  • the plurality of auxiliary welding beads 555 may be disposed between the plurality of welding portions 552. That is, the plurality of auxiliary welding beads 555 may be alternately disposed with the plurality of welding portions 552.
  • the plurality of auxiliary welding beads 555 may be stepped with the plurality of welds 552. Specifically, the plurality of auxiliary welding beads 555 may have a concave shape with a predetermined size. In other words, the plurality of auxiliary welding beads 555 may be disposed in a multi-step bead shape with the plurality of welding portions 552. Such a multi-stage bead structure can prevent the deterioration of the welding quality by covering the bending angle deviation even if a deviation occurs due to the bending forming angle, that is, even if a bending angle deviation occurs.
  • the thickness of the both ends 550 of the module cover 500 of the plurality of auxiliary welding beads 555 may be thinner than the plurality of welding portions 552.
  • 4 to 7 are views for explaining the welding process of the module cover of the battery module of FIG.
  • both end portions 550 of the module cover 500 may be disposed alongside the pair of pressing plates 200 in accordance with the bending of both ends 550 of the module cover 500 have.
  • both end portions 550 of the module cover 500 are vertically bent and are arranged in parallel to the pair of pressing plates 200, that is, there is no deviation in the dimensions and flatness of the bent end portions 550
  • the weld joint S may be performed at the main welding point P1 where the plurality of welds 552 are disposed.
  • both end portions 550 of the module cover 500 are inclined at a predetermined angle out of the pair of pressing plates 200 in accordance with the bending of both ends 550 of the module cover 500 .
  • the both ends 550 of the module cover 500 are bent so as to be inclined at a predetermined angle other than a right angle so as to form a predetermined angle with the pair of pressing plates 200, If there is a bias in dimensions and flatness, if the weld joint S is performed in the plurality of welds 552, the risk of welding failure such as unevenness of weld quality due to the step due to the bias can be increased.
  • the welding connection S may cause the main welding point of the plurality of welds 552 (P2) at which the auxiliary welding bead (555) is located rather than the welding spot (P1, see Fig. 5).
  • the auxiliary welding bead 555 having a thickness smaller than that of the welding portion 552 can compensate for the level difference due to the bias, the welding quality is uneven in the welding connection S, Can be significantly reduced.
  • the both ends 550 of the module cover 500 Even if a bending deviation occurs according to the bending forming angles of the both ends 550 of the module cover 500 through the auxiliary welding bead 555, the both ends 550 of the module cover 500 ) And the pressing plate 200 can be uniformly bonded to each other.
  • FIG. 8 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 may include at least one battery module 10 according to the previous embodiment and a pack case 50 for packaging the at least one battery module 10.
  • the battery pack 1 may be provided in a vehicle as a fuel source for an automobile.
  • the battery pack 1 may be provided in an automobile in an electric vehicle, a hybrid vehicle, or any other manner in which the battery pack 1 can be used as a fuel source.
  • the battery pack 1 may be provided in other devices such as an energy storage system using a secondary battery as well as the automobile, apparatuses, and the like.
  • the battery pack 1 according to the present embodiment and the apparatus, mechanism, and equipment including the battery pack 1 such as the automobile include the battery module 10 described above, A battery pack 1 having all the merits of the battery pack 10, and an apparatus, apparatus, and equipment such as an automobile having such a battery pack 1 can be realized.
  • the battery module 10 capable of ensuring the uniformity of the bonding quality when the module cover 500 and the pressing plate 200 are bonded to each other, the battery pack 1 including the battery module 10, And automobiles.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀, 배터리 셀의 양측면에 배치되는 가압 플레이트 및 가압 플레이트와 결합되며, 배터리 셀의 상하측을 커버하는 모듈 커버를 포함하며, 모듈 커버의 양단부는, 가압 플레이트의 상하측 단부를 커버할 수 있게 벤딩되고, 가압 플레이트와 용접 결합되며, 모듈 커버의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격되는 복수 개의 보조 용접 비드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
본 발명은 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 01월 12일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2018-0004408호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.6V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 여기서, 배터리 모듈이나 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀들은 일반적으로 용이하게 상호 적층할 수 있는 이점을 갖는 파우치형 이차 전지로 구비된다.
종래 배터리 모듈은, 일반적으로, 복수 개의 배터리 셀들, 복수 개의 배터리셀들을 패키징하는 모듈 케이스를 포함하여 구성된다. 여기서, 종래 복수 개의 배터리 셀들 사이 사이에는 셀 스웰링으로 인한 부피 변화를 제어하기 위한 완충 패드들이 삽입된다.
그러나, 이러한 복수 개의 배터리 셀들 사이마다 배치되는 완충 패드들로 구성된 배터리 모듈의 경우, 모듈 케이스 내의 복수 개의 완충 패드들로 인한 공간 손실로 인해 전체 배터리 모듈의 에너지 밀도가 감소하며, 진동이나 충격 등 발생 시 모듈 케이스 내에서 배터리 셀들의 상대 운동으로 인해 기구적으로 취약한 문제가 있다.
이를 해결하기 위해, 종래 배터리 모듈은 복수 개의 완충 패드들 대신에 복수 개의 배터리 셀들 양단에서 배터리 셀들을 가압하는 고강성의 가압 플레이트 구조를 채택하는 추세이다.
이러한 가압 플레이트 구조의 경우, 전체 배터리 모듈 내부에서 배터리 셀들이 차지하는 공간을 상대적으로 더 확보할 수 있으며, 모듈 내부에서 배터리 셀들의 상대 운동을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
이러한 가압 플레이트 구조는 가압 플레이트와 배터리 셀들을 커버하는 모듈 커버의 벤딩 부분이 용접 결합 등을 통해 접합되는데, 이들 부재들간의 접합 강도 확보가 중요하다.
종래 모듈 커버는 가압 플레이트와의 접합을 위해 양단부가 벤딩되는데, 벤딩 성형 각도에 따라 편차 발생 시 가압 플레이트와의 접합이 불균일해지는 등의 접합 불량이 발생할 수 있다. 벤딩 성형 공정 상 어느 정도의 벤딩 편차가 발생될 가능성이 크기에, 용접 접합이 이루어지는 모듈 커버의 벤딩 부분이 불균일하게 벤딩되더라도, 접합 품질의 균일성을 확보하여 원하는 접합 강도를 만족할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은 모듈 커버와 가압 플레이트의 상호 접합 시, 접합 품질의 균일성을 확보할 수 있는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 양측면에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트; 및 상기 한 쌍의 가압 플레이트와 결합되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 상하측을 커버하는 모듈 커버;를 포함하며, 상기 모듈 커버의 양단부는, 상기 한 쌍의 가압 플레이트의 상하측 단부를 커버할 수 있게 벤딩되고, 상기 한 쌍의 가압 플레이트와 용접 결합되며, 상기 모듈 커버의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격되는 복수 개의 보조 용접 비드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 모듈 커버의 양단부에는, 상기 벤딩 후 상기 한 쌍의 가압 플레이트와의 용접을 위한 복수 개의 용접부;가 마련되며, 상기 복수 개의 보조 용접 비드는, 상기 복수 개의 용접부 사이 사이에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 보조 용접 비드는, 상기 복수 개의 용접부와 단차지게 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 보조 용접 비드는, 소정 크기의 오목한 홈 형상일 수 있다.
상기 모듈 커버의 양단부의 벤딩에 따라 상기 모듈 커버의 양단부가 상기 한 쌍의 가압 플레이트와 나란히 배치되면, 상기 복수 개의 용접부에서 용접 결합이 수행되며, 상기 모듈 커버의 양단부의 벤딩에 따라 상기 모듈 커버의 양단부가 상기 한 쌍의 가압 플레이트 밖으로 소정 각으로 경사지게 배치되면, 상기 복수 개의 보조 용접 비드에서 용접 결합이 수행될 수 있다.
상기 한 쌍의 가압 플레이트에는, 상기 모듈 커버의 벤딩되는 양단부가 안착되는 커버 안착부;가 마련될 수 있다.
상기 복수 개의 보조 용접 비드는, 상기 복수 개의 용접부와 다단 비드 형상 구조로 배치되어 상기 벤딩에 따라 발생될 수 있는 벤딩 각도 편차를 커버할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 모듈 커버와 가압 플레이트의 상호 접합 시, 접합 품질의 균일성을 확보할 수 있는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 단면도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 7은 도 1의 배터리 모듈의 모듈 커버의 용접 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 단면도이며, 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100), 가압 플레이트(200), 보호 패드(300), 히트 싱크(400) 및 모듈 커버(500)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 원통형 이차 전지 및 각형 이차 전지 중 어느 하나일 수 있다. 이하, 본 실시예에서, 상기 배터리 셀(100)은 파우치형 이차 전지로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.
이러한 상기 배터리 셀(100)은 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 마련될 수 있으며, 이하, 본 실시예에서는 상기 배터리 셀(100)이 복수 개로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.
상기 가압 플레이트(200)는, 한 쌍으로 구비되며, 상기 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 양측면에 배치되어 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 가압할 수 있게 구비될 수 있다.
본 실시예의 경우, 이러한 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)를 통해 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 셀 스웰링을 제어할 수 있다. 이에 따라, 종래와 같은 배터리 셀들(100) 사이 사이에 구비되는 완충 패드를 생략할 수 있어, 상기 배터리 모듈(100)의 전체 에너지 밀도를 높일 수 있다.
상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)에는 커버 안착부(205)가 마련될 수 있다.
상기 커버 안착부(205)는 각각의 가압 플레이트(200)의 상하측에 구비되며, 후술하는 모듈 커버(500)의 벤딩되는 양단부(550)가 안착될 수 있다. 이를 위해, 상기 커버 안착부(205)는 후술하는 모듈 커버(500)의 벤딩되는 양단부(550)에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 보호 패드(300)는 한 쌍으로 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 중 상기 가압 플레이트(200)를 마주 하는 배터리 셀(100)과 상기 가압 플레이트(200) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 상기 보호 패드(300)는 상기 가압 플레이트(200)에 의한 상기 배터리 셀들(100)의 가압 시 상기 가압 플레이트(200)를 마주 하는 배터리 셀(100)의 직접적인 접촉에 따른 손상 등을 방지할 수 있으며, 외부 충격 등 발생 시 상기 가압 플레이트(200)에서 전달되는 충격 등을 완충시킬 수 있다.
상기 히트 싱크(400)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 냉각을 위한 것으로서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 저부에 배치될 수 있다. 이러한 상기 히트 싱크(400)는 공랭식 또는 수냉식 구조로 마련될 수 있으며, 높은 열전달효율을 갖는 소재로 구비될 수 있다.
상기 모듈 커버(500)는, 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)와 결합되며, 상기 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상하측을 커버할 수 있다. 이러한 상기 모듈 커버(500)는 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)와 결합을 통해 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 패키징할 수 있다.
상기 모듈 커버(500)는 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)와 결합을 위해 양단부(550)가 벤딩될 수 있다. 구체적으로, 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)는 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)의 상하측 단부를 커버할 수 있게 수직 방향을 따라 벤딩될 수 있으며, 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)의 상기 커버 안착부(205)에 안착된 후 용접 결합을 통해 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)에 고정될 수 있다. 즉, 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)는 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)에 용접 결합을 통해 접합되어 고정될 수 있다.
이러한 용접 결합을 위해, 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)에는 복수 개의 용접부(552)가 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 용접부(552)는 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550) 표면에 형성되며, 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550) 벤딩 후 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)와 용접이 수행되는 메인 용접 포인트일 수 있다.
상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)에는, 복수 개의 보조 용접 비드(555)가 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 보조 용접 비드(555)는 상기 모듈 커버(500)의 길이 방향을 따라 상기 모듈 커버(500)의 양단부에서 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 보조 용접 비드(555)는 상기 복수 개의 용접부(552) 사이 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 보조 용접 비드(555)는 상기 복수 개의 용접부(552)와 교대로 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 보조 용접 비드(555)는 상기 복수 개의 용접부(552)와 단차지게 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 보조 용접 비드(555)는 소정 크기의 오목한 형상일 수 있다. 다시 말해, 상기 복수 개의 보조 용접 비드(555)는, 상기 복수 개의 용접부(552)와 다단 비드 형상 구조로 배치될 수 있다. 이러한 다단 비드 형상 구조는 상기 벤딩 성형 각도에 따라 편차가 발생되도라도, 즉, 벤딩 각도 편차가 발생되더라도 벤딩 각도 편차를 커버하여, 용접 품질 저하를 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 복수 개의 보조 용접 비드(555)의 상기 모듈 커버(500)의 상기 양단부(550)의 두께 상에서 상기 복수 개의 용접부(552)보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 모듈 커버(500)의 용접 공정에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 4 내지 7은 도 1의 배터리 모듈의 모듈 커버의 용접 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)의 벤딩에 따라 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)가 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)와 나란히 배치될 수 있다.
상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)가 수직하게 벤딩되어 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)와 나란하게 배치될 경우, 즉, 상기 벤딩되는 양단부(550)의 치수 및 평탄도에 치우침이 없을 경우, 용접 결합(S)은 상기 복수 개의 용접부(552)가 배치되는 메인 용접 포인트(P1)에서 수행될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)의 벤딩에 따라 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)가 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200) 밖으로 소정 각으로 경사지게 배치될 수 있다.
상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)가 직각이 아닌 소정 각으로 경사지게 벤딩되어 상기 한 쌍의 가압 플레이트(200)와 소정 각을 형성하게끔 배치될 경우, 즉, 상기 벤딩되는 양단부(550)의 치수 및 평탄도에 치우침이 있을 경우, 상기 용접 결합(S)이 상기 복수 개의 용접부(552)에서 수행된다면 치우침에 따른 단차로 인해 용접 품질이 불균일해지는 등의 용접 불량이 발생할 위험이 커질 수 있다.
본 실시예에서는, 이러한 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)의 벤딩에 따른 치수 및 평탄도에 치우침이 발생할 경우, 상기 용접 결합(S)이 상기 복수 개의 용접부(552)의 상기 메인 용접 포인트(P1, 도 5 참조)가 아닌 상기 보조 용접 비드(555)가 배치되는 보조 용접 포인트(P2)에서 수행될 수 있다.
이 경우, 상기 용접부(552)보다 상대적으로 얇은 두께를 갖는 상기 보조 용접 비드(555)가 상기 치우침에 따른 단차를 보상할 수 있기에, 상기 용접 결합(S) 시 용접 품질이 불균일해지는 등의 용접 불량이 발생되는 위험을 현저히 줄일 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 보조 용접 비드(555)를 통해, 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550) 벤딩 성형 각도에 따라 벤딩 편차가 발생하더라도, 상기 모듈 커버(500)의 양단부(550)와 상기 가압 플레이트(200)의 접합 부분이 균일하게 상호 접합될 수 있다.
아울러, 본 실시예에서는, 상기 보조 용접 비드(555)를 통해, 상기 벤딩 편차로 인한 접합 강도 저하, 또한, 효과적으로 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 모듈 커버(500)와 가압 플레이트(200)의 상호 접합 시, 접합 품질의 균일성을 확보할 수 있는 배터리 모듈(10), 이를 포함하는 배터리 팩(1) 및 자동차를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (9)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀;
    상기 적어도 하나의 배터리 셀의 양측면에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트; 및
    상기 한 쌍의 가압 플레이트와 결합되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 상하측을 커버하는 모듈 커버;를 포함하며,
    상기 모듈 커버의 양단부는,
    상기 한 쌍의 가압 플레이트의 상하측 단부를 커버할 수 있게 벤딩되고, 상기 한 쌍의 가압 플레이트와 용접 결합되며, 상기 모듈 커버의 길이 방향을 따라 상호 소정 거리 이격되는 복수 개의 보조 용접 비드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 커버의 양단부에는,
    상기 벤딩 후 상기 한 쌍의 가압 플레이트와의 용접을 위한 복수 개의 용접부;가 마련되며,
    상기 복수 개의 보조 용접 비드는,
    상기 복수 개의 용접부 사이 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 보조 용접 비드는,
    상기 복수 개의 용접부와 단차지게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 보조 용접 비드는,
    소정 크기의 오목한 홈 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 모듈 커버의 양단부의 벤딩에 따라 상기 모듈 커버의 양단부가 상기 한 쌍의 가압 플레이트와 나란히 배치되면, 상기 복수 개의 용접부에서 용접 결합이 수행되며,
    상기 모듈 커버의 양단부의 벤딩에 따라 상기 모듈 커버의 양단부가 상기 한 쌍의 가압 플레이트 밖으로 소정 각으로 경사지게 배치되면, 상기 복수 개의 보조 용접 비드에서 용접 결합이 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 가압 플레이트에는,
    상기 모듈 커버의 벤딩되는 양단부가 안착되는 커버 안착부;가 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 보조 용접 비드는,
    상기 복수 개의 용접부와 다단 비드 형상 구조로 배치되어 상기 벤딩에 따라 발생될 수 있는 벤딩 각도 편차를 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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