WO2021230542A1 - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차 - Google Patents

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차 Download PDF

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frame
battery
battery module
module
frames
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PCT/KR2021/005469
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류상우
최지순
최용석
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery pack including such a battery module, and a vehicle, and more particularly, to a battery module with reduced manufacturing cost and a battery pack including the same.
  • a lithium secondary battery mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator interposed therebetween, and a casing for sealing and housing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery pouch casing.
  • secondary batteries have been 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.
  • 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-to-large device due to the advantage of easy stacking.
  • secondary batteries of various sizes may be applied according to the capacity of the battery module required by the product. That is, the size change of the secondary battery was followed by a change in the size of the module housing accommodating the plurality of secondary batteries therein. As a result, the design of the module housing and the production equipment for producing the same had to be changed. Due to these design changes, the manufacturing cost of the battery module or battery pack is greatly increased, which is a factor that cannot lower the production cost of the product.
  • an object of the present invention is to provide a battery module having reduced manufacturing cost, a battery pack including the same, and a vehicle.
  • the battery module according to the present invention for achieving the above object,
  • a cell assembly including a plurality of secondary batteries
  • the module housing The module housing,
  • the at least two frames may be configured such that another frame is accommodated in the inner space of one frame, or the other frame protrudes from the inner space of one frame.
  • a lower plate coupled to a lower portion of the cover plate and configured to mount the cell assembly may be provided.
  • It may have a coupling groove into which a part of the other frame is inserted, and an insertion part configured to be inserted into the coupling groove of the other frame.
  • the module housing has a form that is elongated in a variable length direction
  • the coupling groove and the insertion part may be configured to be movable in the longitudinal direction in a state in which they are coupled to each other.
  • any one frame is selected from the at least two or more frames.
  • At least one other frame may be accommodated therein by the coupling of the coupling groove and the insertion part.
  • It may include a fitting groove inserted in the inner direction so as to be coupled to each other, and a coupling protrusion configured to be inserted into the fitting groove.
  • it may further include a fixing member configured to limit a change in the length of the module housing.
  • it may further include a filler configured to fill the empty space of the coupling groove is not inserted into the insertion portion.
  • At least two or more of the battery modules are At least two or more of the battery modules.
  • the at least two or more battery modules are connected to the at least two or more battery modules.
  • the sides of the module housing are arranged to face each other.
  • One frame has a larger size than the other frame to accommodate the other frame therein,
  • a frame having a relatively large size of one battery module may be disposed to face a frame having a relatively small size of another battery module.
  • the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes the battery pack according to the present invention.
  • the module housing includes at least two or more frames in which the length of the module housing can be varied according to the size of the cell assembly, so that the module housing is configured according to the size of the cell assembly. Since the length can be adjusted, one type of module housing can be applied to battery modules of various sizes, so there is no need to separately produce module housings of different sizes for each battery module of various sizes. Accordingly, the battery module of the present invention can be made to order, can be easily mass-produced, and a product design change is unnecessary, so that the manufacturing cost can be dramatically reduced.
  • any one frame is configured to receive at least one other frame therein by coupling the coupling groove and the insertion part, so that the size of the applied cell assembly Accordingly, the module housing can be reduced.
  • the battery module of the present invention is transported in a compact size by minimizing the size of the module housing during transport of the module housing, and performing primary and secondary transformations according to the size of the cell assembly during assembly, the battery module can be manufactured. Accordingly, there is an advantage that can reduce the transportation cost or storage cost of the battery module.
  • a frame having a relatively large size of one battery module is disposed to face a frame having a relatively small size of another battery module, so that the spaced apart between the plurality of battery modules is Since the size of the space can be minimized, the energy density of the battery pack can be effectively increased.
  • a plurality of battery modules are disposed to contact each other, there is no empty space, so that the arrangement of the battery modules may not be disturbed by an external shock. Accordingly, durability of the battery pack can be effectively increased.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating a state in which the battery module of FIG. 1 of the present invention is first deformed.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a secondary deformation of the battery module of FIG. 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a bottom perspective view schematically showing a modified state of some frames of the module housing of FIG. 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a bottom perspective view schematically showing a modified state of the cover plates of the module housing of FIG. 4 of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a modified state of the lower plates of the module housing of FIG. 4 of the present invention.
  • FIG. 8 is a bottom perspective view schematically illustrating a state of cover plates of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically illustrating a battery pack including a plurality of battery modules according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating a battery pack including a plurality of battery modules according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically illustrating a battery pack including a plurality of battery modules according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the X-axis direction is the right direction
  • the Y-axis direction is the rear direction
  • the Z-axis direction is the upward direction.
  • the battery module 200 of the present invention includes a cell assembly 100 and a module housing 210 .
  • the cell assembly 100 may include a plurality of secondary batteries 110 .
  • the secondary battery 110 may be a pouch-type secondary battery 110 .
  • the pouch-type secondary battery 110 may include an electrode assembly, an electrolyte, and a pouch packaging material.
  • the electrode assembly may be configured in a form in which one or more positive plates and one or more negative plates are disposed with a separator interposed therebetween. More specifically, the electrode assembly may be classified into a winding type in which one positive electrode plate and one negative electrode plate are wound together with a separator, and a stack type in which a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates are alternately stacked with a separator interposed therebetween. .
  • the pouch case may be configured in a form including an outer insulating layer, a metal layer, and an inner adhesive layer.
  • a pouch case may be configured in a form including a metal thin film, such as an aluminum thin film, to protect internal components such as the electrode assembly and the electrolyte, and to supplement the electrochemical properties of the electrode assembly and the electrolyte and improve heat dissipation.
  • the aluminum thin film is disposed between the insulating layer formed of an insulating material in order to secure electrical insulation with other components outside the secondary battery 110 or components inside the secondary battery 110 such as the electrode assembly and electrolyte. may be interposed.
  • the pouch exterior material may be composed of two pouches, and at least one of them may have a concave interior space formed therein.
  • the electrode assembly may be accommodated in the inner space of the pouch.
  • sealing parts are provided on the outer peripheral surfaces of the two pouches, so that the sealing parts are fused to each other, so that the inner space in which the electrode assembly is accommodated can be sealed.
  • Each pouch-type secondary battery 110 may include an electrode lead 111 , and the electrode lead 111 may include a positive electrode lead and a negative electrode lead.
  • the electrode lead 111 may be configured to protrude forward or backward from a sealing part located on the outer periphery of the front or rear of the pouch case.
  • the electrode lead 111 may function as an electrode terminal of the secondary battery 110 .
  • one electrode lead 111 may be configured to protrude forward from the secondary battery 110
  • the other electrode lead 111 may be configured in the secondary battery 110 .
  • a plurality of pouch-type secondary batteries 110 may be included in the battery module 200 and may be arranged to be stacked in at least one direction.
  • a plurality of pouch-type secondary batteries 110 may be stacked side by side in the left and right directions.
  • each pouch-type secondary battery 110 when viewed from the front, has two wide sides respectively located on the left and right sides, and is substantially perpendicular to the ground so that the sealing part is located at the top and bottom, front and rear. can be placed as In other words, each secondary battery 110 may be configured in a vertical direction.
  • the battery module 200 of the present invention may include a bus bar electrically connecting the plurality of secondary batteries 110 of the cell assembly 100 .
  • the bus bar may be mounted on a bus bar frame of the bus bar assembly.
  • the bus bar may be made of a metal material.
  • the bus bar may be positioned at each of the front and rear sides of the cell assembly 100 .
  • the module housing 210 may serve as an exterior material in the battery module 200 . Accordingly, the module housing 210 provides structural stability to the battery module 200 and protects the components housed therein, such as the cell assembly 100, from other external physical factors such as impact or material. play a role To this end, the module housing 210 may be made of a metal material such as steel or aluminum or a non-conductive plastic.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating a state in which the battery module of FIG. 1 of the present invention is first deformed.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a secondary deformation of the battery module of FIG. 1 of the present invention.
  • the module housing 210 may include at least two or more frames 212 , 214 , and 216 .
  • the at least two frames 212 , 214 , and 216 may be configured to have a variable length of the module housing 210 according to the size of the cell assembly 100 .
  • the module housing ( 210) may be first deformed so that the length in the front-rear direction is about two times longer.
  • the module housing 210 of the battery module 200 shown in FIG. 4 is about 3 times longer in the front-back direction (Y-axis direction) based on the length of the module housing 210 shown in FIG. 1 . It can be secondarily transformed to
  • the present invention in the present invention, at least two or more frames 212 in which the module housing 210 can vary the length of the module housing 210 according to the size of the cell assembly 100 . , 214 and 216 are provided, so that the length of the module housing 210 can be adjusted according to the size of the cell assembly 100, one type of module housing 210 is provided in the battery modules 200 of various sizes. Since it is applicable, there is no need to separately produce the module housing 210 having a different size for each battery module 200 of various sizes. Accordingly, the battery module 200 of the present invention is easy to order and mass production is easy, and it is not necessary to change the product design, so that the manufacturing cost can be remarkably reduced.
  • the at least two frames 212 , 214 , and 216 may form an internal space in which the cell assembly 100 can be accommodated therein.
  • the at least two frames 212 , 214 , and 216 may include an upper wall, a left wall, a right wall, and a lower wall to form an inner space of a rectangular parallelepiped.
  • the at least two frames 212 , 214 , and 216 may have an open shape in the front-rear direction so that the cell assembly 100 can be inserted in the front-rear direction.
  • the at least two frames 212 , 214 , and 216 may accommodate at least one other frame 214 , 216 in the inner space of one frame 212 .
  • the at least two frames 212 , 214 , and 216 may be configured such that at least one other frame 214 , 216 protrudes from the inner space of one frame 212 .
  • the first frame 212, the second frame 214, and the third frame 216 can be accommodated in the inner space therein.
  • the second frame 214, the third frame 216 can be accommodated in the inner space therein.
  • the second frame 214 may be positioned to protrude rearward from the inner space of the first frame 212 .
  • the at least two frames 212 , 214 , and 216 may include cover plates 212a , 214a , and 216a , and lower plates 212b , 214b and 216b.
  • the cover plates 212a , 214a , and 216a may be configured to cover an upper portion of the cell assembly 100 and a side portion in a horizontal direction.
  • each of the cover plates 212a , 214a , and 216a of the module housing 210 includes an upper wall and a left side to cover the upper portion and the left and right sides of the cell assembly 100 .
  • a wall and a right wall may be provided.
  • the lower plates 212a, 214a, and 216a may be configured to mount the cell assembly 100 on an upper surface.
  • the lower plates 212a , 214a , and 216a may have a size corresponding to a lower surface of the cell assembly 100 .
  • each of the lower plates 212a, 214a, and 216a may be coupled to a lower portion of the cover plates 212a, 214a, and 216a.
  • the lower plates 212a, 214a, and 216a may be coupled to the lower ends of the left and right walls of the cover plates 212a, 214a, and 216a, respectively.
  • a portion of each of the cover plates 212a, 214a, and 216a and the lower plates 212a, 214a, and 216a may be coupled to each other in a male-female coupling manner.
  • the module housing 210 of the present invention has a structure separated into cover plates and lower plates, so that the cell assembly 100 can be easily mounted therein. For example, by mounting the cell assembly 100 on the lower plate and coupling the cover plate with the lower plate, the cell assembly 100 may be mounted inside the module housing 210 .
  • FIG. 5 is a bottom perspective view schematically showing a modified state of some frames of the module housing of FIG. 1 of the present invention.
  • 6 is a bottom perspective view schematically showing a modified state of the cover plates of the module housing of FIG. 4 of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a modified state of the lower plates of the module housing of FIG. 4 of the present invention.
  • the at least two frames 212 , 214 , 216 include coupling grooves 212h and 214h , and insertion portions 212i , 214i and 216i.
  • the coupling groove 212h of one frame 212 may be configured such that the insertion portion 214i of the other frame 214 is inserted.
  • the insertion portion 214i of the other frame 214 may be configured to be inserted into the coupling groove 212h of the one frame 212 .
  • the module housing 210 of the present invention includes a first frame 212 , a second frame 214 , and a third frame 216 .
  • One frame 212 includes a cover plate 212a and a lower plate 212b.
  • the second frame 214 includes a cover plate 214a and a lower plate 214b.
  • the third frame 216 includes a cover plate 216a and a lower plate 216b.
  • the battery pack 300 is, in order of size, a first frame 212 with a relatively largest size among three frames 212 , 214 , and 216 , a second frame 214 with a medium size, and a third frame with a small size.
  • a frame 216 may be provided.
  • cover plate 212a of the first frame 212 may include a coupling groove 212h and an insertion portion 212i.
  • the cover plate 214a of the second frame 214 may include a coupling groove 214h and an insertion portion 214i.
  • the cover plate 216a of the third frame 216 may include a coupling groove and an insertion part 216i.
  • the cover plate 212a of the first frame 212 includes at least one cover plate 214a of the second frame 214 and the third frame 216 .
  • ) may be provided with coupling grooves (212h) configured to be inserted into the insertion portion (214i).
  • the cover plate 214a of the second frame 214 may have a coupling groove 214h configured to be inserted into the insertion portion 216i of the cover plate 216a of the third frame 216 .
  • the cover plate 216a of the third frame 216 has an insertion part 216i configured to be inserted into the coupling groove 212h of the cover plate 212a of at least one of the first frame 212 and the second frame 214 . ) may be provided.
  • the lower plates 212b, 214b, and 216b may include coupling grooves 212h and 214h, and insertion portions 212i, 214i, and 216i.
  • the lower plate 212b of the first frame 212 is inserted into the lower plate 214b of at least one of the second frame 214 and the third frame 216 . It may be provided with coupling grooves 212h configured to be inserted into the portion 214i.
  • the lower plate 214b of the second frame 214 may include a coupling groove 214h configured to be inserted into the insertion portion 216i of the lower plate 216b of the third frame 216 .
  • the lower plate 216b of the third frame 216 has an insertion portion 216i configured to be inserted into the coupling groove 212h of at least one lower plate 212b of the first frame 212 and the second frame 214 . ) may be provided.
  • each of the coupling grooves 212h and 214h may have a shape in which the module housing 210 extends in a variable length direction.
  • Each of the insertion parts 212i, 214i, and 216i may have a shape in which the module housing 210 extends in a variable length direction.
  • coupling grooves 212h and 214h extending in the front-rear direction are provided in each of the cover plates 212a and 214a of the first frame 212 and the second frame 214 .
  • Each of the cover plates 212a and 214a of the second frame 214 and the third frame 216 may include insertion portions 214i and 216i extending in the front-rear direction.
  • the lower plates 212b and 214b of the first frame 212 and the second frame 214 have coupling grooves 212h and 214h extending in the front-rear direction, respectively.
  • Each of the lower plates 214b and 216b of the second frame 214 and the third frame 216 may include insertion portions 214i and 216i extending in the front-rear direction.
  • the at least two frames 212 , 214 , and 216 may be configured to be movable in the longitudinal direction while the coupling groove and the insertion part are coupled to each other.
  • each of the cover plates 212a, 214a, and 216a of the first frame 212 , the second frame 214 , and the third frame 216 and The lower plates 212b, 214b, and 216b may be configured to slide forward and backward in a state in which the coupling grooves 212h, 214h and the insertion parts 212i, 214i, and 216i are coupled to each other.
  • the present invention is configured such that the at least two or more frames (212, 214, 216) are movable in the longitudinal direction in a state in which the coupling groove and the insertion part are coupled to each other, so that the module
  • the overall length of the module housing 210 may be easily changed according to the size of the cell assembly 100 applied to the housing 210 . Accordingly, it is possible to effectively reduce the manufacturing cost of the battery module 200 .
  • At least any one or more frames 214 have an insertion part 214i of another frame ( At least one frame 214 by being inserted into the coupling groove 212h of the 212 may be configured to accommodate the other frame 212 inside.
  • the cover plate 212a of the first frame 212 is provided in the coupling groove 212h of the second frame 214 and the cover plate of the third frame 216 .
  • the cover plates 214a and 216a of the second frame 214 and the third frame 216 are connected to the first frame ( It may be accommodated inside the cover plate 212a of the 212 .
  • the cover plate 216a of the third frame 216 may be accommodated therein by the coupling of the coupling groove 214h and the insertion part 216i.
  • the lower plate 212b of the first frame 212 is provided in the coupling groove 212h of the second frame 214 and the lower plate of the third frame 216 .
  • the lower plates 214b and 216b of the second frame 214 and the third frame 216 are each inserted into the first frame by inserting the respective insertion portions 214i and 216i of the respective ones 214b and 216b. It may be accommodated inside the lower plate 212b of the 212 .
  • the lower plate 216b of the third frame 216 has the lower plate 214b of the second frame 214 accommodated therein by the coupling of the coupling groove 214h and the insertion part 216i. can At this time, among the three lower plates 212b, 214b, and 216b, one lower plate 212b has the largest size, the other lower plate 214b has the medium size, and the other lower plate 216b has the smallest size. can do.
  • any one of the frames 212 is formed of the coupling groove 212h and the insertion part 214i.
  • the module housing (210) By being configured to accommodate at least one other frame (214, 216) therein by coupling, it is possible to reduce the module housing (210) according to the size of the applied cell assembly (100).
  • the battery module 200 of the present invention is transported in a compact size by minimizing the size of the module housing 210 during transport of the module housing 210, and is 1 according to the size of the cell assembly 100 when assembling.
  • the battery module 200 may be manufactured by performing the primary to secondary transformations. Accordingly, there is an advantage that can reduce the transportation cost or storage cost of the battery module 200 .
  • the cover plates 212a, 214a, and 216a and the lower plates 212b, 214b, and 216b may be configured to be coupled to each other.
  • Each of the cover plates 212a, 214a, and 216a may include fitting grooves 212g, 214g, and 216g formed by inserting the outer surface of the body in the inward direction.
  • Each of the lower plates 212b, 214b, and 216b may include coupling protrusions 212p, 214p, and 216p configured to be inserted into the fitting groove 21g.
  • Each of the fitting grooves 212g, 214g, and 216g and the coupling protrusions 212p, 214p, and 216p may be male and female to each other.
  • Each of the fitting grooves 212g, 214g, and 216g and the coupling protrusions 212p, 214p, and 216p may be positioned to face each other.
  • the lower ends of the cover plates 212a , 214a , 216a of the first frame 212 , the second frame 214 , and the third frame 216 respectively.
  • the first frame 212, the second frame 214, and the lower plates 212b, 214b, 216b of the third frame 216, respectively, engaging projections (212p, 214p, 216p) configured to be inserted Fitting grooves (212g, 214g, 216g) may be provided.
  • the fitting grooves (212g, 214g, 216g) and the coupling protrusions (212p, 214p, 216p) may be configured to be movable in one direction while being coupled to each other.
  • the fitting grooves 212g, 214g, and 216g provided in each of the cover plates 212a, 214a, and 216a may have a shape extending in the front-rear direction.
  • the coupling protrusions 212p, 214p, and 216p of the lower plates 212b, 214b, and 216b may extend in the front-rear direction.
  • the present invention is provided with the fitting groove and the engaging projection, the first frame 212, the second frame 214, and the third frame 216, each cover plate can be easily coupled to each of the lower plates 21b, and the size of the module housing 210 can be changed while moving in the front and rear directions in a state in which each of the cover plates and the lower plates are coupled to each other. .
  • the battery module 200 of the present invention may further include a fixing member (not shown) configured to limit a change in the length of the module housing 210 .
  • the fixing member may be an adhesive.
  • the adhesive may be applied to a contact surface between the first frame 212 , the second frame 214 , and the third frame 216 .
  • an adhesive is added between the inner surface of the coupling groove 212h of the first frame 212 and the outer surface of the insertion part 214i of the second frame 214,
  • the first frame 212 and the second frame 214 may be bound to each other.
  • An adhesive is added between the inner surface of the coupling groove 21h of the second frame 214 and the outer surface of the insertion part 21i of the third frame 216, and the second frame 214 and the third frame (216) can be bound to each other.
  • FIG. 8 is a bottom perspective view schematically illustrating a state of cover plates of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the module housing 210 of the battery module 200 is compared with the module housing 210 of FIG. 6 , the coupling grooves 212h and 214h, respectively.
  • a filler 240 may be further added thereto.
  • a filler 240 configured to fill empty spaces of the coupling grooves 212h and 214h in which the insertion parts 212i, 214i, and 216i are not inserted will be added.
  • the filler 240 may be configured to be cured after being filled in each of the coupling grooves 212h and 214h in a liquid state.
  • the filler 240 may be a polymer resin.
  • the filler 240 may be an epoxy resin.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically illustrating a battery pack including a plurality of battery modules according to another embodiment of the present invention.
  • a battery pack 300A includes at least two or more battery modules 200 .
  • the at least two battery modules 200 may be arranged such that side portions of the module housing 210 face each other.
  • the 24 battery modules 200 may be arranged in 4 rows and 6 columns.
  • the four battery modules 200 arranged in each row may be arranged so that the side portions of the module housing 210 face each other.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating a battery pack including a plurality of battery modules according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 300B of FIG. 10 includes at least two or more frames 212 , 214 , 216 provided in each of the battery modules 200A, 200B, 200C, and 200D.
  • any one frame may be configured to accommodate the other frame therein.
  • one frame 212 may have a larger size than the other frame 214 or another frame 216 .
  • the frame 212 having a relatively large size provided in each of the one battery modules 200A is relatively larger than that of the other battery module 200B.
  • the frames 214 and 216 having a small size may be disposed to face each other.
  • a battery pack 300B may include 12 secondary modified battery modules 200A and 200B, like the battery module shown in FIG. 3 . .
  • the 12 battery modules 200A and 200B may have an arrangement of 4 rows and 3 columns.
  • the first frame 212 of one battery module 200A may be disposed to face the second frame 214 of the other battery module 200B. That is, one battery module 200A and the other battery module 200B may be disposed to be symmetrical to each other in the front-rear direction. In other words, the front and rear sides of the one battery module 200A and the other battery module 200B may be disposed to be opposite to each other.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically illustrating a battery pack including a plurality of battery modules according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 300C may include eight battery modules 200C and 200D that are secondarily modified as shown in FIG. 4 . have.
  • the eight battery modules 200C and 200D may have an arrangement of 4 rows and 2 columns.
  • the first frame 212 of one battery module 200C may be disposed to face the third frame 216 of the other battery module 200D.
  • the second frame 214 of one battery module 200C may be disposed to face the second frame 214 of the other battery module 200D. That is, one battery module 200C and the other battery module 200D may be arranged to be symmetrical to each other in the front-rear direction.
  • a frame having a relatively large size of one battery module 200 is disposed to face each other with a frame having a relatively small size of another battery module 200 .
  • the size of the space spaced apart between the plurality of battery modules 200 can be minimized, so that the energy density of the battery pack 300 can be effectively increased.
  • the plurality of battery modules 200 are disposed to contact each other, there is no empty space, so that the arrangement of the battery modules 200 may not be disturbed by an external shock. Accordingly, durability of the battery pack 300 may be effectively increased.
  • the battery pack 300 may include at least two or more of the battery modules 200 according to the present invention described above.
  • the battery pack 300 may further include various devices for controlling the charging and discharging of the cell assembly 100, such as a battery management system (BMS), a current sensor, a fuse, and the like, in addition to the battery module 200 . have.
  • BMS battery management system
  • the battery module 200 according to the present invention may be applied to a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, the vehicle according to the present invention may include the battery module 200 .
  • module housing 230 busbar assembly

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Abstract

본 발명은, 제조 비용을 절감한 배터리 모듈과 그것을 포함하는 배터리 팩을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 이차전지를 구비하는 셀 어셈블리; 및 상기 셀 어셈블리를 수납하는 모듈 하우징을 포함하며, 상기 모듈 하우징은, 상기 셀 어셈블리의 크기에 따라 상기 모듈 하우징의 길이를 가변할 수 있는 적어도 둘 이상의 프레임을 구비한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조 비용을 절감한 배터리 모듈과 그것을 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 05월 11일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2020-0056134호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 파우치 외장재를 구비한다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차전지가 많이 이용된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 배터리 모듈을 집합시킨 구조의 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
더욱이, 제품이 요구하는 배터리 모듈의 용량에 따라 다양한 크기의 이차전지가 적용될 수 있다. 즉, 이차전지의 크기 변화는 복수의 이차전지를 내부에 수용하는 모듈 하우징의 크기 변경이 뒤따랐고, 이로 인해 모듈 하우징의 설계 변경과 이를 생산하는 생산 기기의 변경이 이루어져야 했다. 이러한 설계 변경들에 의해 배터리 모듈 내지 배터리 팩의 제작 비용이 크게 증가하게 되어 제품 생산 단가를 낮출 수 없는 요인이 되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 제조 비용을 절감한 배터리 모듈과 그것을 포함하는 배터리 팩 및 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,
복수의 이차전지를 구비하는 셀 어셈블리; 및
상기 셀 어셈블리를 수납하는 모듈 하우징을 포함하며,
상기 모듈 하우징은,
상기 셀 어셈블리의 크기에 따라 상기 모듈 하우징의 길이를 가변할 수 있는 적어도 둘 이상의 프레임을 구비한다.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 프레임은, 하나의 프레임의 내부 공간에 다른 프레임이 수용되거나, 또는, 하나의 프레임의 내부 공간으로부터 다른 프레임이 돌출되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 프레임 각각은,
상기 셀 어셈블리의 상부와 수평 방향의 측부를 커버하는 커버 플레이트; 및
상기 커버 플레이트의 하부와 결합되고 상기 셀 어셈블리를 탑재하도록 구성된 하부 플레이트를 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 적어도 둘 이상의 프레임은, 각각,
다른 프레임의 일부분이 삽입되는 결합홈, 및 상기 다른 프레임의 결합홈에 삽입되도록 구성된 삽입부를 가질 수 있다.
그리고, 상기 결합홈 및 상기 삽입부 각각은,
상기 모듈 하우징이 가변되는 길이 방향으로 길게 연장된 형태를 가지고,
상기 적어도 둘 이상의 프레임은,
상기 결합홈 및 상기 삽입부가 서로 결합된 상태에서 상기 길이 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
나아가, 상기 적어도 둘 이상의 프레임 중, 어느 하나의 프레임은,
상기 결합홈과 상기 삽입부의 결합에 의해 적어도 다른 하나 이상의 프레임을 내부에 수용하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 커버 플레이트 및 상기 하부 플레이트는,
서로 결합되도록 내부 방향으로 내입된 끼움홈, 및 상기 끼움홈에 삽입되도록 구성된 결합 돌기를 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 모듈 하우징의 길이가 가변되는 것을 제한하도록 구성된 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 삽입부가 삽입되어 있지 않은 상기 결합홈의 빈 공간을 충진하도록 구성된 충진재를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 배터리 팩은,
상기 배터리 모듈을 적어도 둘 이상 포함하고,
상기 적어도 둘 이상의 배터리 모듈은,
상기 모듈 하우징의 측부가 서로 대면하도록 배열된다.
또한, 상기 배터리 모듈의 적어도 둘 이상의 프레임은,
어느 하나의 프레임이 다른 하나의 프레임을 내부에 수용하도록 상기 다른 하나의 프레임보다 더 큰 크기를 가지고,
하나의 배터리 모듈의 상대적으로 큰 크기를 가진 프레임은 다른 하나의 배터리 모듈의 상대적으로 크기가 작은 프레임과 서로 대면하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 모듈 하우징이 셀 어셈블리의 크기에 따라 모듈 하우징의 길이를 가변할 수 있는 적어도 둘 이상의 프레임을 구비함으로써, 셀 어셈블리의 크기에 따라 모듈 하우징의 길이를 조절할 수 있는 바, 다양한 크기의 배터리 모듈들에 한 종류의 모듈 하우징이 적용이 가능하므로, 다양한 크기의 배터리 모듈 마다 크기가 다른 모듈 하우징을 별도 생산할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 배터리 모듈은, 주문 제작이 용이하여 대량 생산이 수월하고 제품 디자인 변경이 불필요하여 제조 단가를 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 적어도 둘 이상의 프레임 중, 어느 하나의 프레임은 결합홈과 삽입부의 결합에 의해 적어도 다른 하나 이상의 프레임을 내부에 수용하도록 구성됨으로써, 적용된 셀 어셈블리의 크기에 따라 모듈 하우징을 축소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 배터리 모듈은, 모듈 하우징의 운반 중에는 모듈 하우징의 크기를 최소화하여 컴팩트한 크기로 운송하고, 조립시에는 셀 어셈블리의 크기에 따라 1차 변형 내지 2차 변형을 실시하여, 배터리 모듈을 제조할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈의 운송비 내지 보관비를 절감할 수 있는 이점이 있다.
더욱이, 본 발명의 배터리 팩은, 하나의 배터리 모듈의 상대적으로 큰 크기를 가진 프레임은 다른 하나의 배터리 모듈의 상대적으로 크기가 작은 프레임과 서로 대면하도록 배치됨으로써, 복수의 배터리 모듈의 사이의 이격된 공간의 크기를 최소화할 수 있어, 배터리 팩의 에너지 밀도를 효과적으로 높일 수 있다. 그리고, 복수의 배터리 모듈이 서로 접촉하도록 배치될 경우, 빈공간이 없어, 외부 충격에 배터리 모듈이 배열이 흐트러지지 않을 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩의 내구성을 효과적으로 높일 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 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 도 1의 배터리 모듈이 1차 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 도 1의 배터리 모듈이 2차 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 도 1의 모듈 하우징의 일부 프레임들의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 도 4의 모듈 하우징의 커버 플레이트들의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 도 4의 모듈 하우징의 하부 플레이트들의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 커버 플레이트들의 모습을 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
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 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 참고로, 도 1의 X축 방향은 우 방향이고, Y축 방향은 후 방향이며, Z축 방향은 상 방향이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 셀 어셈블리(100) 및 모듈 하우징(210)을 포함한다. 구체적으로, 상기 셀 어셈블리(100)는 복수의 이차전지(110)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 이차전지(110)는 파우치형 이차전지(110)일 수 있다. 특히, 이러한 파우치형 이차전지(110)는, 전극 조립체, 전해질 및 파우치 외장재를 구비할 수 있다.
여기서, 전극 조립체는, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전극 조립체는, 하나의 양극판과 하나의 음극판이 세퍼레이터와 함께 권취된 권취형, 및 다수의 양극판과 다수의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 교대로 적층된 스택형 등으로 구분될 수 있다.
또한, 파우치 외장재는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 파우치 외장재는, 전극 조립체와 전해액 등 내부 구성요소를 보호하고, 전극 조립체와 전해액에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여 금속 박막, 이를테면 알루미늄 박막이 포함된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 알루미늄 박막은, 전극 조립체 및 전해액과 같은 이차전지(110) 내부의 구성요소나 이차전지(110) 외부의 다른 구성 요소와의 전기적 절연성을 확보하기 위해, 절연물질로 형성된 절연층 사이에 개재될 수 있다.
특히, 파우치 외장재는, 2개의 파우치로 구성될 수 있으며, 그 중 적어도 하나에는 오목한 형태의 내부 공간이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 파우치의 내부 공간에는 전극 조립체가 수납될 수 있다. 그리고, 2개의 파우치의 외주면에는 실링부가 구비되어 이러한 실링부가 서로 융착됨으로써, 전극 조립체가 수용된 내부 공간이 밀폐되도록 할 수 있다.
각각의 파우치형 이차전지(110)는, 전극 리드(111)를 구비할 수 있으며, 이러한 전극 리드(111)에는 양극 리드 및 음극 리드가 포함될 수 있다.
더욱 구체적으로, 전극 리드(111)는, 파우치 외장재의 전방 또는 후방의 외주변에 위치한 실링부로부터 전방 또는 후방으로 돌출되게 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 전극 리드(111)는, 이차전지(110)의 전극 단자로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 전극 리드(111)가 이차전지(110)로부터 전방으로 돌출되는 형태로 구성될 수 있고, 다른 하나의 전극 리드(111)가 이차전지(110)로부터 후방으로 돌출되는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 이차전지(110)에서, 양극 리드와 음극 리드 사이의 간섭이 없게 되어, 전극 리드(111)의 면적을 넓힐 수 있고, 전극 리드(111)와 버스바 어셈블리(230)에 구비된 버스바 간의 용접 공정 등이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
파우치형 이차전지(110)는, 배터리 모듈(200)에 복수 포함되어, 적어도 일 방향으로 적층되게 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 파우치형 이차전지(110)가 좌우 방향으로 나란하게 적층된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 각각의 파우치형 이차전지(110)는, 정면에서 바라봤을 때, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 각각 위치하고, 상부와 하부, 전방 및 후방에는 실링부가 위치하도록 대략 지면에 수직하게 세워지는 형태로 배치될 수 있다. 다시 말해, 각 이차전지(110)는, 상하 방향으로 세워진 형태로 구성될 수 있다.
앞서 설명한 파우치형 이차전지(110)의 구성에 대해서는, 본원발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이므로, 보다 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 본 발명에 따른 셀 어셈블리(100)에는, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차전지가 채용될 수 있다.
또한, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 상기 셀 어셈블리(100)의 복수의 이차전지(110)를 전기적으로 연결하는 버스바를 구비할 수 있다. 상기 버스바는, 버스바 어셈블리의 버스바 프레임 상에 탑재될 수 있다. 상기 버스바는 금속 소재를 구비할 수 있다. 상기 버스바는 셀 어셈블리(100)의 전방 및 후방 각각에 위치될 수 있다.
한편, 상기 모듈 하우징(210)은, 배터리 모듈(200)에 있어서, 외장재 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 상기 모듈 하우징(210)은, 배터리 모듈(200)에 구조적 안정성을 부여하고, 충격이나 물질 등 외부의 다른 물리적인 요소로부터 셀 어셈블리(100)와 같은 내부에 수납된 구성요소들을 보호하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 모듈 하우징(210)은, 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속 재질 또는 비전도성의 플라스틱을 구비할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 도 1의 배터리 모듈이 1차 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 4는, 본 발명의 도 1의 배터리 모듈이 2차 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2와 함께, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 모듈 하우징(210)은 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)을 구비할 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 상기 셀 어셈블리(100)의 크기에 따라 상기 모듈 하우징(210)의 길이를 가변할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 배터리 모듈(200)은, 내부에 수용되는 셀 어셈블리(100)의 전후 방향의 길이가 도 2에 도시된 셀 어셈블리(100)의 길이 보다 긴 경우, 모듈 하우징(210)의 전후 방향의 길이가 약 2배 더 길어지도록 1차 변형될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 배터리 모듈(200)의 모듈 하우징(210)은, 도 1에 도시된 모듈 하우징(210)의 길이 기준으로, 전후 방향(Y축 방향)의 길이가 약 3배 더 길어지도록 2차 변형될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 모듈 하우징(210)이 상기 셀 어셈블리(100)의 크기에 따라 상기 모듈 하우징(210)의 길이를 가변할 수 있는 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)을 구비함으로써, 셀 어셈블리(100)의 크기에 따라 모듈 하우징(210)의 길이를 조절할 수 있는 바, 다양한 크기의 배터리 모듈(200)들에 한 종류의 모듈 하우징(210)이 적용이 가능하므로, 다양한 크기의 배터리 모듈(200) 마다 크기가 다른 모듈 하우징(210)을 별도 생산할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 주문 제작이 용이하여 대량 생산이 수월하고 제품 디자인 변경이 불필요하여 제조 단가를 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 상기 셀 어셈블리(100)를 내부에 수용할 수 있는 내부 공간을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 직육면체의 내부 공간을 형성하기 위해, 상벽, 좌측벽, 우측벽, 및 하측벽을 구비할 수 있다. 나아가, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 전후 방향으로 셀 어셈블리(100)가 삽입 가능하도록 전후 방향으로 개방된 형태를 가질 수 있다.
더욱이, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 하나의 프레임(212)의 내부 공간에 적어도 하나 이상의 다른 프레임(214, 216)이 수용될 수 있다. 또는, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 하나의 프레임(212)의 내부 공간으로부터 적어도 하나 이상의 다른 프레임(214, 216)이 돌출되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 1에서와 같이, 제1 프레임(212)은, 그 내부의 내부 공간에 제2 프레임(214), 및 제3 프레임(216)이 수용될 수 있다. 예를 들면, 도 3에서와 같이, 제2 프레임(214)은, 그 내부의 내부 공간에 제3 프레임(216)이 수용될 수 있다. 또한, 제2 프레임(214)은, 제1 프레임(212)의 내부 공간으로부터 후방으로 돌출된 형태로 위치될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a), 및 하부 플레이트들(212b, 214b, 216b)를 구비할 수 있다. 상기 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a)은, 상기 셀 어셈블리(100)의 상부와 수평 방향의 측부를 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 하우징(210)의 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a) 각각은 상기 셀 어셈블리(100)의 상부와 좌우 방향의 측부를 커버하도록 상벽, 좌측벽, 우측벽을 구비할 수 있다.
또한, 상기 하부 플레이트들(212a, 214a, 216a)은 상기 셀 어셈블리(100)를 상면에 탑재하도록 구성될 수 있다. 상기 하부 플레이트들(212a, 214a, 216a)은 상기 셀 어셈블리(100)의 하면과 대응되는 크기를 가질 수 있다. 더욱이, 상기 하부 플레이트들(212a, 214a, 216a) 각각은, 상기 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a)의 하부와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 플레이트들(212a, 214a, 216a)은 상기 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a) 각각의 좌측벽, 및 우측벽의 하단부와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a)과 상기 하부 플레이트들(212a, 214a, 216a)은 각각의 일부분이 서로 암수 결합 방식으로 결합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 모듈 하우징(210)은, 커버 플레이트들과 하부 플레이트들로 분리된 구성을 가지고 있어, 내부에 셀 어셈블리(100)를 손쉽게 탑재할 수 있다. 예를 들면, 하부 플레이트 상에 셀 어셈블리(100)를 탑재하고, 커버 플레이트를 상기 하부 플레이트와 결합시키는 것으로, 셀 어셈블리(100)를 모듈 하우징(210) 내부에 탑재시킬 수 있다.
도 5는, 본 발명의 도 1의 모듈 하우징의 일부 프레임들의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다. 도 6은, 본 발명의 도 4의 모듈 하우징의 커버 플레이트들의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다. 그리고, 도 7은, 본 발명의 도 4의 모듈 하우징의 하부 플레이트들의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4와 함께 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 결합홈들(212h, 214h), 및 삽입부들(212i, 214i, 216i)을 구비할 수 있다. 구체적으로, 하나의 프레임(212)의 상기 결합홈(212h)은 다른 프레임(214)의 삽입부(214i)가 삽입되도록 구성될 수 있다. 반대로, 다른 프레임(214)의 상기 삽입부(214i)는 상기 하나 프레임(212)의 결합홈(212h)에 삽입되도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 모듈 하우징(210)은, 제1 프레임(212), 제2 프레임(214), 및 제3 프레임(216)을 구비하고 있고, 제1 프레임(212)은 커버 플레이트(212a)와 하부 플레이트(212b)를 구비하고 있다. 제2 프레임(214)은 커버 플레이트(214a)와 하부 플레이트(214b)를 구비하고 있다. 제3 프레임(216)은 커버 플레이트(216a)와 하부 플레이트(216b)를 구비하고 있다. 상기 배터리 팩(300)은, 크기 순서로, 3개의 프레임들(212, 214, 216) 중 상대적으로 가장 큰 제1 프레임(212), 중간 크기의 제2 프레임(214), 작은 크기의 제3 프레임(216)을 구비할 수 있다.
또한, 제1 프레임(212)의 상기 커버 플레이트(212a)는 결합홈(212h), 및 삽입부(212i)를 구비할 수 있다. 제2 프레임(214)의 상기 커버 플레이트(214a)는 결합홈(214h), 및 삽입부(214i)를 구비할 수 있다. 그리고, 제3 프레임(216)의 상기 커버 플레이트(216a)는 결합홈, 및 삽입부(216i)를 구비할 수 있다.
예를 들면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(212)의 커버 플레이트(212a)는, 제2 프레임(214) 및 제3 프레임(216) 중 적어도 하나 이상의 커버 플레이트(214a)의 삽입부(214i)가 삽입되도록 구성된 결합홈(212h)들을 구비할 수 있다. 제2 프레임(214)의 커버 플레이트(214a)는 제3 프레임(216)의 커버 플레이트(216a)의 삽입부(216i)가 삽입되도록 구성된 결합홈(214h)을 구비할 수 있다. 제3 프레임(216)의 커버 플레이트(216a)는 상기 제1 프레임(212) 및 제2 프레임(214) 중 적어도 하나 이상의 커버 플레이트(212a)의 결합홈(212h)에 삽입되도록 구성된 삽입부(216i)가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 하부 플레이트들(212b, 214b, 216b)은 결합홈들(212h, 214h), 및 삽입부들(212i, 214i, 216i)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(212)의 하부 플레이트(212b)는, 제2 프레임(214) 및 제3 프레임(216) 중 적어도 하나 이상의 하부 플레이트(214b)의 삽입부(214i)가 삽입되도록 구성된 결합홈(212h)들을 구비할 수 있다. 제2 프레임(214)의 하부 플레이트(214b)는 제3 프레임(216)의 하부 플레이트(216b)의 삽입부(216i)가 삽입되도록 구성된 결합홈(214h)을 구비할 수 있다. 제3 프레임(216)의 하부 플레이트(216b)는 상기 제1 프레임(212) 및 제2 프레임(214) 중 적어도 하나 이상의 하부 플레이트(212b)의 결합홈(212h)에 삽입되도록 구성된 삽입부(216i)가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 결합홈들(212h, 214h) 각각은, 상기 모듈 하우징(210)이 가변되는 길이 방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 상기 삽입부들(212i, 214i, 216i) 각각은, 상기 모듈 하우징(210)이 가변되는 길이 방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(212) 및 제2 프레임(214)의 커버 플레이트들(212a, 214a) 각각에는 전후 방향으로 연장된 결합홈들(212h, 214h)이 구비될 수 있다. 제2 프레임(214) 및 제3 프레임(216) 각각의 커버 플레이트들(212a, 214a)은 전후 방향으로 연장된 삽입부들(214i, 216i)이 구비될 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(212) 및 제2 프레임(214)의 하부 플레이트들(212b, 214b) 각각에는 전후 방향으로 연장된 결합홈들(212h, 214h)이 구비될 수 있다. 제2 프레임(214) 및 제3 프레임(216)의 하부 플레이트들(214b, 216b) 각각은 전후 방향으로 연장된 삽입부들(214i, 216i)이 구비될 수 있다.
나아가, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)은, 상기 결합홈 및 상기 삽입부가 서로 결합된 상태에서 상기 길이 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(212), 제2 프레임(214), 및 제3 프레임(216)의 각각의 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a)과 하부 플레이트(212b, 214b, 216b)은 결합홈들(212h, 214h) 삽입부들(212i, 214i, 216i)이 서로 결합된 상태에서 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성을 의하면, 본 발명은, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216)이 상기 결합홈 및 상기 삽입부가 서로 결합된 상태에서 상기 길이 방향으로 이동 가능하도록 구성됨으로써, 모듈 하우징(210)에 적용되는 셀 어셈블리(100)의 크기에 따라 손쉽게 모듈 하우징(210)의 전체 길이를 변경할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(200)의 제조 비용을 효과적으로 줄일 수 있다.
한편, 도 2, 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216) 중, 적어도 어느 하나 이상의 프레임(214)은, 그것의 삽입부(214i)가 다른 프레임(212)의 결합홈(212h)에 삽입되는 것에 의해 적어도 어느 하나 이상의 프레임(214)을 상기 다른 프레임(212) 내부에 수용하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(212)의 커버 플레이트(212a)는, 구비된 결합홈(212h)에 제2 프레임(214) 및 제3 프레임(216)의 커버 플레이트들(214a, 216a) 각각의 삽입부들(214i, 216i)이 삽입되는 것에 의해, 상기 제2 프레임(214) 및 제3 프레임(216)의 커버 플레이트들(214a, 216a)이 상기 제1 프레임(212)의 커버 플레이트(212a) 내부에 수용될 수 있다. 또한, 제3 프레임(216)의 커버 플레이트(216a)는 상기 결합홈(214h)과 상기 삽입부(216i)의 결합에 의해 상기 제2 프레임(214)의 커버 플레이트(214a)가 내부에 수용될 수 있다. 즉, 3개의 커버 플레이트(212a, 214a, 216a) 중, 하나의 커버 플레이트(212a)는 가장 크기가 크고, 다른 커버 플레이트(214a)가 중간 크기이며, 나머지 커버 플레이트(216a)는 크기가 가장 작다고 할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(212)의 하부 플레이트(212b)는, 구비된 결합홈(212h)에 제2 프레임(214) 및 제3 프레임(216)의 하부 플레이트들(214b, 216b) 각각의 삽입부들(214i, 216i)이 삽입되는 것에 의해, 상기 제2 프레임(214) 및 제3 프레임(216)의 하부 플레이트들(214b, 216b) 각각이 상기 제1 프레임(212)의 하부 플레이트(212b) 내부에 수용될 수 있다.
또한, 제3 프레임(216)의 하부 플레이트(216b)는 상기 결합홈(214h)과 상기 삽입부(216i)의 결합에 의해 상기 제2 프레임(214)의 하부 플레이트(214b)가 내부에 수용될 수 있다. 이때, 3개의 하부 플레이트(212b, 214b, 216b) 중, 하나의 하부 플레이트(212b)는 가장 크기가 크고, 다른 하부 플레이트(214b)가 중간 크기이며, 나머지 하부 플레이트(216b)는 크기가 가장 작다고 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216) 중, 어느 하나의 프레임(212)은 상기 결합홈(212h)과 상기 삽입부(214i)의 결합에 의해 적어도 다른 하나 이상의 프레임(214, 216)을 내부에 수용하도록 구성됨으로써, 적용된 셀 어셈블리(100)의 크기에 따라 모듈 하우징(210)을 축소 시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 모듈 하우징(210)의 운반 중에는 모듈 하우징(210)의 크기를 최소화하여 컴팩트한 크기로 운송하고, 조립시에는 셀 어셈블리(100)의 크기에 따라 1차 변형 내지 2차 변형을 실시하여, 배터리 모듈(200)을 제조할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(200)의 운송비 내지 보관비를 절감할 수 있는 이점이 있다.
다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a)과 상기 하부 플레이트들(212b, 214b, 216b)은 서로 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a) 각각은 몸체의 외면이 내부 방향으로 내입되어 형성된 끼움홈들(212g, 214g, 216g)을 구비할 수 있다. 상기 하부 플레이트들(212b, 214b, 216b) 각각은, 상기 끼움홈(21g)에 삽입되도록 구성된 결합 돌기들(212p, 214p, 216p)를 구비할 수 있다. 상기 끼움홈들(212g, 214g, 216g) 각각과 상기 결합 돌기들(212p, 214p, 216p) 각각은 서로 암수 결합될 수 있다. 상기 끼움홈들(212g, 214g, 216g) 각각과 상기 결합 돌기들(212p, 214p, 216p) 각각은 서로 대면하도록 위치될 수 있다.
예를 들면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(212), 제2 프레임(214), 및 제3 프레임(216)의 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a) 각각의 하단면에는 제1 프레임(212), 제2 프레임(214), 및 제3 프레임(216)의 하부 플레이트들(212b, 214b, 216b) 각각의 결합 돌기들(212p, 214p, 216p)이 삽입되도록 구성된 끼움홈들(212g, 214g, 216g)이 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 끼움홈들(212g, 214g, 216g)과 상기 결합 돌기들(212p, 214p, 216p)은 서로 결합된 상태에서 일 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 커버 플레이트들(212a, 214a, 216a) 각각에 구비된 끼움홈들(212g, 214g, 216g)은 전후 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 플레이트들(212b, 214b, 216b) 각각의 결합 돌기들(212p, 214p, 216p)은 전후 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은 상기 끼움홈과 상기 결합 돌기를 구비함으로써, 상기 제1 프레임(212), 제2 프레임(214), 및 제3 프레임(216) 각각의 커버 플레이트들이 각각의 하부 플레이트(21b)들에 손쉽게 결합될 수 있을 뿐만 아니라, 커버 플레이트들 각각과 하부 플레이트들 각각이 서로 결합된 상태에서 전후 방향으로 이동하면서 모듈 하우징(210)의 크기를 가변시킬 수 있다.
한편, 다시 도 2 및 도 5을 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(200)은 모듈 하우징(210)의 길이가 가변되는 것을 제한하도록 구성된 고정 부재(보이지 않음)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 고정 부재는 접착제일 수 있다. 상기 접착제는, 상기 제1 프레임(212), 제2 프레임(214), 및 제3 프레임(216) 간의 접촉면에 부가될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(212)의 결합홈(212h)의 내면과 상기 제2 프레임(214)의 삽입부(214i)의 외면 사이에는 접착제가 부가되어, 상기 제1 프레임(212)과 상기 제2 프레임(214)을 서로 결속시킬 수 있다. 상기 제2 프레임(214)의 결합홈(21h)의 내면과 상기 제3 프레임(216)의 삽입부(21i)의 외면 사이에는 접착제가 부가되어, 상기 제2 프레임(214)과 상기 제3 프레임(216)을 서로 결속시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 모듈 하우징(210)의 길이가 가변되는 것을 제한하도록 구성된 고정 부재를 더 포함함으로써, 배터리 모듈(200)의 제조가 완료된 후에 모듈 하우징(210)의 길이가 가변되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(200)의 제조 공정성을 높일 수 있다. 제품의 제조 후, 외부 충격에 의해 모듈 하우징(210)이 크기가 변형되는 등의 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 커버 플레이트들의 모습을 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시에에 따른 배터리 모듈(200)의 모듈 하우징(210)은, 도 6의 모듈 하우징(210)과 비교할 경우, 상기 결합홈들(212h, 214h) 각각에 충진재(240)가 더 부가될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 삽입부들(212i, 214i, 216i)이 삽입되어 있지 않은 상기 결합홈들(212h, 214h)의 빈 공간을 충진하도록 구성된 충진재(240)가 부가될 수 있다. 상기 충진재(240)는 액체 상태로 상기 결합홈들(212h, 214h) 각각에 충진된 후, 경화되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 충진재(240)를 고분자 수지일 수 있다. 예를 들면, 상기 충진재(240)는 에폭시 수지일 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 다른 배터리 팩(300A)은 적어도 둘 이상의 배터리 모듈(200)을 포함한다. 상기 적어도 둘 이상의 배터리 모듈(200)은 상기 모듈 하우징(210)의 측부가 서로 대면하도록 배열될 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 24개의 배터리 모듈(200)은, 4행 6열로 배치될 수 있다. 이때, 각 행에 배치된 4개의 배터리 모듈(200)은, 서로 모듈 하우징(210)의 측부가 서로 대면하도록 배치될 수 있다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3과 함께, 도 10을 참조하면, 먼저, 도 10의 배터리 팩(300B)은, 상기 배터리 모듈들(200A, 200B, 200C, 200D) 각각이 구비한 적어도 둘 이상의 프레임(212, 214, 216) 중, 어느 하나의 프레임이 다른 하나의 프레임을 내부에 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 어느 하나의 프레임(212)이 상기 다른 하나의 프레임(214) 또는 또 다른 하나의 프레임(216) 보다 더 큰 크기를 가질 수 있다.
이러한 구조적 특징으로 인해, 본 발명의 배터리 팩(300B)은, 하나의 배터리 모듈들(200A) 각각이 구비한 상대적으로 큰 크기를 가진 프레임(212)은 다른 하나의 배터리 모듈(200B)의 상대적으로 작은 크기를 가진 프레임들(214, 216)과 서로 대면하도록 배치될 수 있다. 이러한 복수의 배터리 모듈을 이렇게 배치시킬 경우, 복수의 배터리 모듈 간의 이격된 공간의 크기를 효과적으로 줄일 수 있다.
예를 들면, 도 10을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩(300B)은, 도 3에 나타낸 배터리 모듈과 같이, 2차 변형된 12개의 배터리 모듈(200A, 200B)을 구비할 수 있다. 상기 12개의 배터리 모듈(200A, 200B)은 4행 3열의 배치를 가질 수 있다. 하나의 배터리 모듈(200A)의 제1 프레임(212)은, 다른 하나의 배터리 모듈(200B)의 제2 프레임(214)과 대면하도록 배치될 수 있다. 즉, 하나의 배터리 모듈(200A)과 다른 하나의 배터리 모듈(200B)은 서로 전후 방향으로 대칭이 되도록 배치될 수 있다. 달리 말해, 하나의 배터리 모듈(200A)과 다른 하나의 배터리 모듈(200B)의 전방과 후방이 서로 반대로 위치하도록 배치될 수 있다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
또한, 도 4와 함께 도 11을 참조하면, 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩(300C)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 2차 변형된 8개의 배터리 모듈(200C, 200D)을 구비할 수 있다. 상기 8개의 배터리 모듈(200C, 200D)은 4행 2열의 배치를 가질 수 있다. 하나의 배터리 모듈(200C)의 제1 프레임(212)은, 다른 하나의 배터리 모듈(200D)의 제3 프레임(216)과 대면하도록 배치될 수 있다. 하나의 배터리 모듈(200C)의 제2 프레임(214)은, 다른 하나의 배터리 모듈(200D)의 제2 프레임(214)과 대면하도록 배치될 수 있다. 즉, 하나의 배터리 모듈(200C)과 다른 하나의 배터리 모듈(200D)은 서로 전후 방향으로 대칭이 되도록 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 하나의 배터리 모듈(200)의 상대적으로 큰 크기를 가진 프레임은 다른 하나의 배터리 모듈(200)의 상대적으로 크기가 작은 프레임과 서로 대면하도록 배치됨으로써, 복수의 배터리 모듈(200)의 사이의 이격된 공간의 크기를 최소화할 수 있어, 배터리 팩(300)의 에너지 밀도를 효과적으로 높일 수 있다. 그리고, 복수의 배터리 모듈(200)이 서로 접촉하도록 배치될 경우, 빈공간이 없어, 외부 충격에 배터리 모듈(200)이 배열이 흐트러지지 않을 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩(300)의 내구성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩(300)은, 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)을 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 배터리 팩(300)은, 배터리 모듈(200) 이외에, 셀 어셈블리(100)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리 모듈(200)을 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 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.
[부호의 설명]
300: 배터리 팩
200: 배터리 모듈
110: 이차전지 100: 셀 어셈블리
210: 모듈 하우징 230: 버스바 어셈블리
212, 214, 216: 제1 프레임, 제2 프레임, 제3 프레임
212a, 214a, 216a: 커버 플레이트
212b, 214b, 216b: 하부 플레이트
212h, 214h: 결합홈
212i, 214i, 216i: 삽입부
212g, 214g, 216g: 끼움홈
212p, 214p, 216p: 결합 돌기
240: 충진재

Claims (12)

  1. 복수의 이차전지를 구비하는 셀 어셈블리; 및
    상기 셀 어셈블리를 수납하는 모듈 하우징을 포함하며,
    상기 모듈 하우징은,
    상기 셀 어셈블리의 크기에 따라 상기 모듈 하우징의 길이를 가변할 수 있는 적어도 둘 이상의 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 프레임은, 하나의 프레임의 내부 공간에 다른 프레임이 수용되거나, 또는 하나의 프레임의 내부 공간으로부터 다른 프레임이 돌출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 프레임 각각은,
    상기 셀 어셈블리의 상부와 수평 방향의 측부를 커버하는 커버 플레이트; 및
    상기 커버 플레이트의 하부와 결합되고 상기 셀 어셈블리를 탑재하도록 구성된 하부 플레이트를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 프레임은, 각각,
    다른 프레임의 일부분이 삽입되는 결합홈, 및 상기 다른 프레임의 결합홈에 삽입되도록 구성된 삽입부를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결합홈 및 상기 삽입부 각각은,
    상기 모듈 하우징이 가변되는 길이 방향으로 길게 연장된 형태를 가지고,
    상기 적어도 둘 이상의 프레임은,
    상기 결합홈 및 상기 삽입부가 서로 결합된 상태에서 상기 길이 방향으로 이동 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 프레임 중, 어느 하나의 프레임은,
    상기 결합홈과 상기 삽입부의 결합에 의해 적어도 다른 하나 이상의 프레임을 내부에 수용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 커버 플레이트 및 상기 하부 플레이트는,
    서로 결합되도록 내부 방향으로 내입된 끼움홈, 및 상기 끼움홈에 삽입되도록 구성된 결합 돌기를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 모듈 하우징의 길이가 가변되는 것을 제한하도록 구성된 고정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 삽입부가 삽입되어 있지 않은 상기 결합홈의 빈 공간을 충진하도록 구성된 충진재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 둘 이상 포함하고,
    상기 적어도 둘 이상의 배터리 모듈은,
    상기 모듈 하우징의 측부가 서로 대면하도록 배열된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 모듈의 적어도 둘 이상의 프레임은,
    어느 하나의 프레임이 다른 하나의 프레임을 내부에 수용하도록 상기 다른 하나의 프레임보다 더 큰 크기를 가지고,
    하나의 배터리 모듈의 상대적으로 큰 크기를 가진 프레임은 다른 하나의 배터리 모듈의 상대적으로 크기가 작은 프레임과 서로 대면하도록 배치된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
PCT/KR2021/005469 2020-05-11 2021-04-29 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차 WO2021230542A1 (ko)

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