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KR102201332B1 - 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 Download PDF

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KR102201332B1
KR102201332B1 KR1020170138611A KR20170138611A KR102201332B1 KR 102201332 B1 KR102201332 B1 KR 102201332B1 KR 1020170138611 A KR1020170138611 A KR 1020170138611A KR 20170138611 A KR20170138611 A KR 20170138611A KR 102201332 B1 KR102201332 B1 KR 102201332B1
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sliding
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module
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공진학
김동연
최용석
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈들 및 복수 개의 배터리 모듈들이 장착되는 배터리 트레이를 포함하며, 복수 개의 배터리 모듈들은, 상호 슬라이딩 결합되며, 일측면에서 상호 면접촉하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차{BATTERY PACK AND VEHICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
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 팩은, 일반적으로, 복수 개의 배터리 모듈들 및 복수 개의 배터리 모듈들이 안착되며 차량 등에 장착되는 배터리 트레이를 포함하여 구성된다. 여기서, 배터리 모듈들의 배터리 트레이 안착 시, 각각의 배터리 모듈은 배터리 트레이에 롱 볼트 등으로 볼팅 결합되어 고정된다. 그리고, 각각의 배터리 모듈은 배터리 트레이 상에서 상호 소정 거리 이격 배치된다.
그러나, 종래 배터리 팩에서는, 배터리 트레이 상에서 각각의 배터리 모듈 사이의 이격에 따라 배터리 모듈들 사이에 필연적으로 빈 공간이 발생하게 된다. 이러한 빈 공간은 전체 배터리 팩의 용적률을 저하시키는 문제가 있다.
또한, 종래 배터리 팩에서는, 배터리 모듈과 배터리 트레이 사이의 결합이 롱 볼트 등의 볼팅 결합만으로 이루어지기에, 배터리 모듈과 배터리 트레이의 볼팅 결합부에 하중이 집중되며, 구조적 안정성, 또한, 불안정한 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 배터리 모듈의 용적률을 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 배터리 모듈과 배터리 트레이 결합 시 하중을 분산시킬 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조립 공정 효율을 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈들; 및 상기 복수 개의 배터리 모듈들이 장착되는 배터리 트레이;를 포함하며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들은, 상호 슬라이딩 결합되며, 적어도 일측면에서 상호 면접촉할 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 모듈들은, 상기 배터리 트레이에 슬라이딩 결합될 수 있다.
상기 배터리 트레이에는, 상기 복수 개의 배터리 모듈들이 슬라이딩 장착되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 길이 방향을 따라 형성되는 복수 개의 슬라이딩 가이드 레일들;이 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 슬라이딩 가이드 레일들은, 상기 배터리 트레이의 길이 방향을 따라 형성되며, 소정 깊이를 갖는 복수 개의 슬라이딩 가이드 홈들; 및 상기 복수 개의 슬라이딩 가이드 홈들과 소정 거리 이격되며, 소정 길이로 돌출되는 슬라이딩 가이드 돌기들;을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 모듈들은, 각각, 상기 복수 개의 슬라이딩 가이드 홈들 중 적어도 하나에 슬라이딩 결합되는 적어도 하나의 슬라이딩 돌기; 및 상기 복수 개의 슬라이딩 가이드 돌기들 중 적어도 하나에 슬라이딩 결합되는 적어도 하나의 슬라이딩 홈;을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 모듈들의 적어도 일측면에는, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 길이 방향을 따라 형성되며, 마주 하는 배터리 모듈과 슬라이딩 결합되는 적어도 하나의 슬라이딩 레일;이 구비될 수 있다.
상기 슬라이딩 레일은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 슬라이딩 레일들은, 각각, 각각의 배터리 모듈의 길이 방향을 따라 형성되는 적어도 하나의 슬라이딩 돌기; 및 상기 적어도 하나의 슬라이딩 돌기와 상기 배터리 모듈의 적어도 일측면 상에서 소정 거리 이격되며, 각각의 배터리 모듈의 길이 방향을 따라 형성되는 적어도 하나의 슬라이딩 홈;을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 슬라이딩 돌기는, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 상호 결합 시, 마주 하는 배터리 모듈의 상기 적어도 하나의 슬라이딩 홈과 결합되며, 상기 적어도 하나의 슬라이딩 홈은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 상호 결합 시, 마주 하는 배터리 모듈의 상기 적어도 하나의 슬라이딩 돌기와 결합될 수 있다.
상기 배터리 팩은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 높이 방향을 따라 마주 하는 두 개의 배터리 모듈들 사이에 삽입되거나 또는 적어도 하나의 배터리 모듈에 삽입되면서 상기 배터리 트레이에 안착되는 적어도 하나의 모듈 지지 빔;을 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈의 용적률을 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
또한, 배터리 모듈과 배터리 트레이 결합 시 하중을 분산시킬 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
더불어, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 조립 공정 효율을 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 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 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 배터리 팩의 배터리 트레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 10은 도 1의 배터리 팩의 조립 공정을 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 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 팩의 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 배터리 팩의 배터리 트레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 팩(10)은, 에너지원으로서, 이차 전지를 포함하는 것으로 마련될 수 있다. 상기 배터리 팩(10)은 전력 저장 장치 및 자동차 등에 구비될 수 있으며, 특히, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차에 장착될 수 있다.
이러한 배터리 팩(10)은, 배터리 모듈(100), 배터리 트레이(200) 및 모듈 지지 빔(300)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈(100)은, 적어도 하나, 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 셀들을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 모듈(100) 내부에는 적어도 하나, 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 셀들이 수용될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 복수 개의 배터리 셀들이 구비된 것으로 한정하여 설명한다. 상기 복수 개의 배터리 셀들은 이차 전지로서, 리튬 이온 전지로 구비될 수 있다.
이러한 상기 배터리 모듈(100)은, 적어도 하나, 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 배터리 모듈(100)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은, 상기 배터리 팩(10) 구성 시 상호 슬라이딩 결합될 수 있고, 적어도 일측면에서 상호 면접촉될 수 있으며, 후술하는 배터리 트레이(200)에 슬라이딩 결합되어 장착될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은, 각각, 슬라이딩 레일(120) 및 빔 삽입홈(150)을 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩 레일(120)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 길이 방향을 따라 형성되며, 마주 하는 배터리 모듈(100)의 슬라이딩 레일(120)과 슬라이딩 결합될 수 있다. 이러한 상기 슬라이딩 레일(120)은 적어도 하나 또는 그 이상으로 복수 개로 마련될 수 있으며, 이하, 본 실시예에서는 복수 개로 마련된 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 슬라이딩 레일들(120)은, 도 2에 개시된 바와 같이, 상기 배터리 모듈(100)의 길이 방향에서, 상측, 하측, 좌측 및 우측에 각각 마련될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 그 상측, 하측, 좌측 및 우측에서 마주 하는 배터리 모듈(100)과 슬라이딩 결합 가능하며, 상호 결합 시 상기 네 개의 면에서 모두 마주 하는 배터리 모듈(100)과 면접촉될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 슬라이딩 레일들(120)은, 각각, 슬라이딩 돌기(122) 및 슬라이딩 홈(126)을 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩 돌기(122)는, 각각의 배터리 모듈(100)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 슬라이딩 돌기(122)는, 각각의 배터리 모듈(100)의 상측, 하측, 좌측 및 우측에 형성될 수 있다.
각각의 슬라이딩 돌기(122)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상호 결합 시, 마주 하는 배터리 모듈(100)의 후술하는 슬라이딩 홈(126)과 슬라이딩 결합될 수 있다.
복수 개의 슬라이딩 돌기들(122) 중 적어도 하나는, 후술하는 배터리 트레이(200)와 슬라이딩 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 슬라이딩 돌기들(122) 중 적어도 하나는, 후술하는 슬라이딩 가이드 홈(226)에 슬라이딩 결합될 수 있다.
상기 슬라이딩 홈(126)은, 상기 슬라이딩 돌기(122)와 같이, 각각의 배터리 모듈(100)의 길이 방향을 따라 형성되며, 상기 슬라이딩 돌기(122)와 상기 배터리 모듈(100)의 적어도 일측면 상에서 소정 거리 이격될 수 있다. 상기 슬라이딩 홈(126), 또한, 각각의 배터리 모듈(100)의 상측, 하측, 좌측 및 우측에 형성될 수 있다.
각각의 슬라이딩 홈(126)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상호 결합 시, 마주 하는 배터리 모듈(100)의 상기 슬라이딩 돌기(122)와 슬라이딩 결합될 수 있다.
이러한 슬라이딩 결합을 위해, 각각의 배터리 모듈(100)의 상측에 형성된 슬라이딩 홈(126)과 슬라이딩 돌기(122)는, 상기 배터리 모듈(100)의 상하 방향에서, 각각의 배터리 모듈(100)의 하측에 형성된 슬라이딩 홈(126)과 슬라이딩 돌기(122)와 서로 반대로 배치될 수 있다. 또한, 각각의 배터리 모듈(100)의 좌측에 형성된 슬라이딩 홈(126)과 슬라이딩 돌기(122)는, 상기 배터리 모듈(100)의 좌우 방향에서, 각각의 배터리 모듈(100)의 우측에 형성된 슬라이딩 홈(126)과 슬라이딩 돌기(122)와 서로 반대로 배치될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 모듈(100)의 상부면 좌측에 슬라이딩 홈(126)이 형성되면, 이에 대응되는 상기 배터리 모듈(100)의 하부면 좌측에는 슬라이딩 돌기(122)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 배터리 모듈(100)의 우측면 상부에 슬라이딩 홈(126)이 형성되면, 이에 대응되는 상기 배터리 모듈(100)의 좌측면 상부에는 슬라이딩 돌기(122)가 형성될 수 있다. 결국, 상기 슬라이딩 돌기들(122)과 상기 슬라이딩 홈들(126)은, 상기 배터리 모듈(100)의 외면 상에서 서로 교대로 배치될 수 있다.
복수 개의 슬라이딩 홈들(126) 중 적어도 하나는, 후술하는 배터리 트레이(200)와 슬라이딩 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 슬라이딩 홈들(126) 중 적어도 하나는, 후술하는 슬라이딩 가이드 돌기(222)에 슬라이딩 결합될 수 있다.
상기 빔 삽입홈(150)은, 후술하는 모듈 지지 빔(300)의 삽입을 위한 것으로서, 상기 배터리 모듈(100)의 상하 방향을 따라 형성될 수 있다. 이러한 상기 빔 삽입홈(150)은 복수 개로 마련될 수 있다.
상기 복수 개의 빔 삽입홈들(150)은, 상기 배터리 모듈(100)의 양측면에 마련될 수 있다. 상기 복수 개의 빔 삽입홈들(150)은 상기 배터리 모듈들(100)의 상호 결합 시 마주 하는 배터리 모듈(100)의 빔 삽입홈들(150)과 함께 소정 공간을 형성할 수 있다. 이러한 상기 소정 공간은 후술하는 모듈 지지 빔(300)이 끼워질 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
상기 배터리 트레이(200)는, 상기 차량 등에 장착될 수 있다. 이러한 상기 배터리 트레이(200)에는 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)이 안착되면서 장착될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 배터리 트레이(200)에 슬라이딩 결합을 통해 장착될 수 있다.
상기 배터리 트레이(200)는, 슬라이딩 가이드 레일(220) 및 빔 안착홈(250)을 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩 가이드 레일(220)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 슬라이딩 장착을 위한 것으로서, 상기 배터리 트레이(200) 상에서 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.
이러한 상기 슬라이딩 가이드 레일(220)은 적어도 하나, 또는 그 이상의 복수 개로 마련될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 배터리 모듈들(100)이 복수 개로 마련되기에, 상기 슬라이딩 가이드 레일(220), 또한, 복수 개로 마련될 수 있다.
상기 복수 개의 슬라이딩 가이드 레일들(220)은, 각각, 슬라이딩 가이드 돌기(222) 및 슬라이딩 가이드 홈(226)을 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩 가이드 돌기(222)는, 소정 깊이를 가지며, 상기 배터리 트레이(200)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 이러한 상기 슬라이딩 가이드 돌기(222)에는 상기 배터리 모듈(100)의 상기 슬라이딩 홈(126)이 슬라이딩 결합될 수 있다. 이러한 슬라이딩 결합에 따라, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 배터리 트레이(100)와 슬라이딩 결합 시 상기 배터리 트레이(100)의 상면과 면접촉될 수 있다.
상기 슬라이딩 가이드 홈(226)은, 소정 길이로 돌출되며, 상기 슬라이딩 가이드 돌기(222)와 같이 상기 배터리 트레이(200)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 이러한 상기 슬라이딩 가이드 홈(226)은 상기 슬라이딩 가이드 돌기(222)와 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
이렇나 상기 슬라이딩 가이드 홈(226)에는 상기 배터리 모듈(100)의 상기 슬라이딩 돌기(122)가 슬라이딩 결합될 수 있다. 이러한 슬라이딩 결합에 따라, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 배터리 트레이(100)와 슬라이딩 결합 시 상기 배터리 트레이(100)의 상면과 면접촉될 수 있다.
상기 빔 안착홈(250)은, 상기 배터리 트레이(200)의 상면에 형성되며, 후술하는 모듈 지지 빔(300)을 안착시켜 고정시킬 수 있다. 이러한 상기 빔 안착홈(250)은 복수 개로 마련될 수 있으며, 상기 배터리 모듈들(100)의 상기 배터리 트레이(200) 장착 시, 상기 배터리 모듈들(100)의 상기 빔 삽입홈들(150)의 저부에 배치될 수 있다.
상기 모듈 지지 빔(300)은, 소정 길이로 형성되며, 적어도 하나, 또는 그 이상의 복수 개로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 모듈 지지 빔(300)이 복수 개로 마련된 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 모듈 지지 빔들(300)은, 각각, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 높이 방향을 따라 마주 하는 두 개의 배터리 모듈들(100) 사이에 삽입되거나 또는 적어도 하나의 배터리 모듈(100)에 삽입되면서 상기 배터리 트레이(200)에 안착될 수 있다.
각각의 모듈 지지 빔(300)은, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 배터리 트레이(200)의 슬라이딩 결합 이후, 상하 방향을 슬라이딩되면서 상기 배터리 모듈(100)의 상기 빔 삽입홈(150)에 삽입되면서 상기 배터리 트레이(200)의 상기 빔 안착홈(250)에 안착 고정될 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)의 조립 공정에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 4 내지 도 10은 도 1의 배터리 팩의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 먼저, 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 적어도 일측면에서 상호 면접촉될 수 있게 상호 슬라이딩 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 길이 방향에서 서로를 향해 슬라이딩되면서 결합될 수 있다. 이때, 어느 하나의 배터리 모듈(100)의 상기 슬라이딩 레일(120)의 슬라이딩 돌기(122)는 다른 하나의 배터리 모듈(100)의 상기 슬라이딩 레일(120)의 슬라이딩 홈(126)과 슬라이딩 결합될 수 있으며, 어느 하나의 배터리 모듈(100)의 상기 슬라이딩 레일(120)의 상기 슬라이딩 홈(126)은 다른 하나의 배터리 모듈(100)의 상기 슬라이딩 레일(120)의 슬라이딩 돌기(122)와 슬라이딩 결합될 수 있다.
한편, 도면 상에는 두 개의 배터리 모듈들(100) 상호 간의 슬라이딩 결합만이 개시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이상의 배터리 모듈들이 추가적으로 적어도 일측면에서 면접촉될 수 슬라이딩 결합 가능한 것은 물론이다. 예로써, 도 5의 배터리 모듈들(100)의 상측, 하측, 좌측 및 우측 중 적어도 일측에서 추가적인 배터리 모듈들(100)의 슬라이딩 결합이 가능함은 물론이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 슬라이딩 결합이 완료되면, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 배터리 트레이(100)의 상면에 면접촉될 수 있게 슬라이딩 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)은 상기 배터리 트레이(100)의 길이 방향을 따라 슬라이딩되면서 상기 배터리 트레이(100)의 상면에 안착될 수 있다. 이때, 상기 배터리 모듈들(100)의 저부에 구비되는 슬라이딩 레일(120)의 슬라이딩 돌기(122)는 상기 배터리 트레이(200)의 상기 슬라이딩 가이드 레일(220)의 슬라이딩 가이드 홈(226)과 슬라이딩 결합될 수 있으며, 상기 배터리 모듈들(100)의 저부에 구비되는 슬라이딩 레일(120)의 슬라이딩 홈(126)은 배터리 트레이(200)의 상기 슬라이딩 가이드 레일(220)의 슬라이딩 가이드 돌기(222)과 슬라이딩 결합될 수 있다.
한편, 도면 상에는 상기 배터리 트레이(200) 상에 두 개의 배터리 모듈들(100)이 슬라이딩 결합되는 것만이 개시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이상의 배터리 모듈들이 추가적으로 적어도 배터리 트레이(200) 상에 슬라이딩 결합 가능한 것은 물론이다. 예로써, 도 8의 배터리 트레이(200)의 상면 상의 빈 공간에도 배터리 모듈들(100)이 슬라이딩 결합되어 안착될 수 있음은 물론이다.
이러한 결합 구조에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈들(100) 상호 간 및 상기 배터리 모듈들(100)과 상기 배터리 트레이(200) 사이가 면접촉되기에, 이들 사이의 이격에 따른 빈 공간, 즉, 데드 스페이스가 생기지 않을 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 배터리 모듈들(100)의 상기 배터리 트레이(200) 상의 슬라이딩 결합이 완료되면, 이후, 상기 복수 개의 모듈 지지 빔들(300)이 삽입 장착될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 모듈 지지 빔들(300)은, 상기 배터리 트레이(200) 상에서의 상기 배터리 모듈들(100)의 유동을 방지함과 아울러 상기 배터리 트레이(200) 상에서 상기 배터리 모듈들(100)을 안정적으로 지지할 수 있다.
이처럼, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈들(100) 상호 간 및 상기 배터리 모듈들(100)과 상기 배터리 트레이(200)가 상호 면접촉되면서 슬라이딩 결합되기에, 상기 배터리 팩(10) 구성 시 상기 배터리 모듈들(100) 사이 및 상기 배터리 모듈들(100)과 상기 배터리 트레이(200) 사이에 빈 공간이 발생되지 않을 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(10) 구성 시 모듈들이나 트레이 사이의 빈 공간에 따른 데드 스페이스가 생기지 않기에, 배터리 모듈들(100)의 용적률을 현저히 높일 수 있으며, 공간 활용도를 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(10) 구성 시 슬라이딩 구조 및 모듈 지지 빔(300)을 통해 배터리 모듈들(100)을 상기 배터리 트레이(200)에 결합시키기에, 배터리 모듈들과 배터리 트레이의 볼팅 결합만으로 구성되는 구조에서 야기되던 볼팅 결합부 주변의 하중 집중을 방지할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈들(100)과 상기 배터리 트레이(200) 결합 시 하중을 분산시킬 수 있다.
아울러, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(10) 구성 시, 상기 배터리 모듈들(100)과 상기 배터리 트레이(200)의 슬라이딩 결합 이후 추가적으로 상기 모듈 지지 빔(300)을 통해 상기 배터리 모듈들(100)의 유동 등을 방지할 수 있기에, 구조적 안정성을 보다 더 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 실시예에서는, 상기 배터리 팩(10) 구성 시, 스크류 체결과 같은 볼팅 결합 공정을 생략할 수 있기에, 조립 공정 효율을 현저히 높일 수 있으며, 추후 배터리 모듈들(100)의 교체 등의 관리 측면에서도 보다 더 용이할 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.
10: 배터리 팩
100: 배터리 모듈
120: 슬라이딩 레일
122: 슬라이딩 돌기
126: 슬라이딩 홈
150: 빔 삽입홈
200: 배터리 트레이
220: 슬라이딩 가이드 레일
222: 슬라이딩 가이드 돌기
226: 슬라이딩 가이드 홈
250: 빔 안착홈
300: 모듈 지지 빔

Claims (10)

  1. 배터리 팩에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈들; 및
    상기 복수 개의 배터리 모듈들이 장착되는 배터리 트레이;를 포함하며,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들은,
    상호 슬라이딩 결합되며, 적어도 일측면에서 상호 면접촉하며,
    상기 배터리 팩은,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 높이 방향을 따라 마주 하는 두 개의 배터리 모듈들 사이에 삽입되거나 또는 적어도 하나의 배터리 모듈에 삽입되면서 상기 배터리 트레이에 안착되는 적어도 하나의 모듈 지지 빔;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 모듈 지지 빔의 삽입 방향은,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 상호 슬라이딩 방향과 수직한 방향인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들은,
    상기 배터리 트레이에 슬라이딩 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 트레이에는,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들이 슬라이딩 장착되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈들의 길이 방향을 따라 형성되는 복수 개의 슬라이딩 가이드 레일들;이 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 슬라이딩 가이드 레일들은,
    상기 배터리 트레이의 길이 방향을 따라 형성되며, 소정 깊이를 갖는 적어도 하나의 슬라이딩 가이드 홈; 및
    상기 적어도 하나의 슬라이딩 가이드 홈과 소정 거리 이격되며, 소정 길이로 돌출되는 슬라이딩 가이드 돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들은, 각각,
    상기 적어도 하나의 슬라이딩 가이드 홈에 슬라이딩 결합되는 적어도 하나의 슬라이딩 돌기; 및
    상기 적어도 하나의 슬라이딩 가이드 돌기에 슬라이딩 결합되는 적어도 하나의 슬라이딩 홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 적어도 일측면에는,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 길이 방향을 따라 형성되며, 마주 하는 배터리 모듈과 슬라이딩 결합되는 적어도 하나의 슬라이딩 레일;이 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬라이딩 레일은,
    복수 개로 구비되며,
    상기 복수 개의 슬라이딩 레일들은, 각각,
    각각의 배터리 모듈의 길이 방향을 따라 형성되는 적어도 하나의 슬라이딩 돌기; 및
    상기 적어도 하나의 슬라이딩 돌기와 상기 배터리 모듈의 적어도 일측면 상에서 소정 거리 이격되며, 각각의 배터리 모듈의 길이 방향을 따라 형성되는 적어도 하나의 슬라이딩 홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬라이딩 돌기는,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 상호 결합 시, 마주 하는 배터리 모듈의 상기 적어도 하나의 슬라이딩 홈과 결합되며,
    상기 적어도 하나의 슬라이딩 홈은,
    상기 복수 개의 배터리 모듈들의 상호 결합 시, 마주 하는 배터리 모듈의 상기 적어도 하나의 슬라이딩 돌기와 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 삭제
  10. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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