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KR20230067109A - 모듈리스 배터리 팩 - Google Patents

모듈리스 배터리 팩 Download PDF

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KR20230067109A
KR20230067109A KR1020210152840A KR20210152840A KR20230067109A KR 20230067109 A KR20230067109 A KR 20230067109A KR 1020210152840 A KR1020210152840 A KR 1020210152840A KR 20210152840 A KR20210152840 A KR 20210152840A KR 20230067109 A KR20230067109 A KR 20230067109A
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KR
South Korea
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cell
battery pack
assembly
pack
frame
Prior art date
Application number
KR1020210152840A
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English (en)
Inventor
이승훈
김관용
손솔산
Original Assignee
에스케이온 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이온 주식회사 filed Critical 에스케이온 주식회사
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Abstract

본 발명은 모듈없이 셀 어셈블리를 팩 프레임에 직접 안착한 배터리 팩에 관한 것으로, 본 발명의 배터리 팩은 상부로 셀 탭이 돌출된 셀 파티션과 셀 파티션이 복수 개 적층되어 이루어진 셀 어셈블리를 포함하고, 측면에서 프레임을 고정하고 전력 또는 전기신호를 공급하는 장치가 구비되는 사이드 빔 및 배터리 안전장치와 셀 어셈블리를 함께 고정하는 센터 빔의 고정부재로 구성된다.

Description

모듈리스 배터리 팩{ModulelessBattery Pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모듈없이 셀 어셈블리를 배터리 팩 프레임에 직접 안착할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 팩은 내부에 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 모듈을 구성하고 각 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함한 형태로 제작되고 있다. 각 모듈은 복수의 배터리 셀을 수용하기 위해 별도의 하우징 부재를 사용하고 있으며, 이로 인해 배터리 팩 내에 수용되는 배터리 셀의 크기를 확장하는데 한계가 있고, 결국 배터리 셀의 용량을 보다 키울 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 모듈 하우징을 제거하여 배터리 셀의 용량을 증대시키는 경우 모듈 하우징의 배터리 셀 보호하거나 내부의 각종 전기장치를 절연하는 역할을 상실하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1912015호 ("배터리 팩", 등록일 2018.10.19.)
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모듈 하우징을 제거하고 모듈 하우징의 역할을 대체할 최소한의 부재를 적용하여 배터리 셀의 체적을 증대시키고 배터리 용량을 늘릴 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 최소한의 고정부재를 설치 공간 및 가스배출 용도로 동시에 활용하여 체적 효율을 높일 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 절연커버를 적용하여 모듈의 상부 케이싱 없이도 배터리의 전극을 절연할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 셀 어셈블리의 형상 또는 팩 프레임의 형상을 통해 조립이 쉬운 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 모듈 하우징을 제거하고 모듈 하우징의 역할을 대체할 최소한의 부재를 적용하여 배터리 셀의 체적을 증대시키고 배터리 용량을 늘린 배터리 팩으로, 적어도 하나 이상의 셀이 내장되는 셀 파티션; 상기 셀 파티션이 복수 개 적층되어 형성되는 셀 어셈블리; 및 복수의 셀 어셈블리가 수용되는 팩 프레임;을 포함하고, 상기 복수의 셀 어셈블리는 상기 팩 프레임에 직접 결합될 수 있다.
또한, 상기 셀 파티션은 제1 센터프레임 및 제2 센터프레임을 포함하며, 상기 제1 센터프레임과 상기 제2 센터프레임 사이에 적어도 하나 이상의 셀이 결합될 수 있다.
또한, 상기 셀 파티션은 상기 제1 센터프레임 또는 상기 제2 센터프레임 중 적어도 어느 하나의 일측에 쿨링 핀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 파티션은 양단에 사이드 파트를 포함하며, 상기 사이드 파트는 상단에서 하단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상일 수 있다.
또한, 상기 사이드 파트는 상단에 돌출된 사이드 조립부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 셀 어셈블리는 적어도 하나 이상의 사이드 빔에 의해 결합되며, 상기 사이드 빔은 상기 사이드 파트의 상기 조립부를 통해 상기 셀 어셈블리를 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 사이드 빔은 상부가 개방된 형태일 수 있다.
또한, 상기 사이드 빔 내부로 와이어링하네스가 설치될 수 있다.
또한, 상기 셀 파티션은 셀과 셀이 연결되는 파티션 연결부를 포함하며, 상기 파티션 연결부는 상기 셀 파티션이 적층되는 방향으로 돌출된 적층부 및 상기 적층부의 타측으로 적층오목부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 파티션은 상기 파티션 연결부 상단에 오목부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오목부로 상기 셀 어셈블리와 상기 팩 프레임을 고정시키는 센터 빔이 결합될 수 있다.
또한, 상기 센터 빔은 배터리 안전장치를 함께 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 센터 빔은 벤팅홀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 어셈블리는 상기 셀 파티션이 적층된 방향의 전방 또는 후방 중 적어도 한 곳에 전후방 커버를 포함하며, 상기 전후방 커버는 하단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상일 수 있다.
또한, 상기 전후방 커버는 상단에 돌출된 커버 조립부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 팩 프레임은 하단으로 갈수록 폭이 넓어지는 팩 빔을 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 어셈블리는 상기 셀로부터 상부로 돌출된 셀 탭을 포함하며, 상기 돌출된 셀 탭의 상단으로 셀 모니터링 유닛이 결합될 수 있다.
또한, 상기 셀 모니터링 유닛과 상기 돌출된 셀 탭을 덮는 절연 커버가 더 포함될 수 있다.
또한, 배터리 팩을 제작하는 배터리 팩 제작 방법에 관한 것으로, 셀 어셈블리를 팩 프레임에 직접 안착시키는 셀 어셈블리 조립 단계; 상기 셀 어셈블리 조립 단계 이후 사이드 빔과 센터 빔을 조립하는 빔 조립 단계; 및 상기 셀 어셈블리 조립 단계 이후 셀 모니터링 유닛을 결합하는 유닛 조립 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 어셈블리 조립 단계 이전 셀 어셈블리를 압축시키는 셀 어셈블리 압축 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유닛 조립 단계 이후 상기 셀 모니터링 유닛을 용접하는 용접 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 모니터링 유닛은 레이저 용접을 통해 결합될 수 있다.
또한, 상기 용접 단계 이전 셀 어셈블리 상단에 돌출된 복수의 셀 탭을 굽혀 셀과 셀의 전기적 연결을 하는 벤딩 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 모듈의 하우징 또는 상부 케이싱을 제거하여 모듈없이도 배터리 셀을 배터리 팩에 안착하여 체적효율을 늘림으로써 수용할 수 있는 배터리 총 용량을 늘릴 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 모듈 하우징의 역할인 절연역할을 최소한의 절연커버를 통해 체적효율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 고정부재를 와이어링 하네스를 설치하거나 가스배출 역할로 동시에 활용하여 체적효율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 셀 어셈블리와 팩 프레임의 형상을 통해 쉽게 조립이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 셀 파티션의 사시도 및 확대도
도 3은 본 발명에 따른 셀 파티션의 분해도
도 4는 본 발명에 따른 셀 파티션의 단면도
도 5는 본 발명에 따른 배터리 팩의 분해도
도 6은 본 발명에 따른 배터리 팩 제작방법의 개념도
도 7은 본 발명에 따른 배터리 팩의 단면도
도 8은 본 발명에 따른 배터리 팩의 분해도
도 9는 본 발명에 따른 배터리 팩의 분해도
도 10은 본 발명에 따른 배터리 팩의 단면도
도 11은 본 발명에 따른 배터리 팩의 사시도 및 확대도
도 12는 본 발명에 따른 배터리 팩의 분해도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해석 되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 전방, 후방, 상단, 하단 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상이 놓여 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩(1)의 전체 모습을 나타낸 것으로, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은 모듈 케이싱 또는 모듈 커버를 제거한 형태로, 팩 프레임(10)에 안착되는 복수의 셀 어셈블리(100), 상기 셀 어셈블리(100)를 고정하는 고정부재 및 상기 셀 어셈블리(100)의 전극을 절연하는 절연커버(500)로 구성된다..
좀 더 상세하게 설명하자면, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은 셀 어셈블리(100)가 팩 프레임(10)에 직접 결합되는 형태로, 복수의 사이드 빔(300)이 상기 셀 어셈블리(100)의 측면을 상기 팩 프레임(10)에 고정하고, 센터 빔(200)이 상기 셀 어셈블리(100)와 함께 배터리 안전장치 등을 상기 팩 프레임(10)에 고정한다. 또한, 셀(111) 또는 전기장치에 대한 모듈 하우징의 절연 역할을 대신하기 위한 절연커버(500)가 상기 셀 어셈블리(100)의 상단에 전극을 덮는 형태로 결합된다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 팩(1)의 셀 파티션(110)의 사시도를 나타낸 것으로, 상기 셀 어셈블리(100)는 도 2에 도시된 셀 파티션(110)이 복수 개 적층되어 형성될 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 셀 파티션(110)은 제1 센터프레임(112)과 제2 센터프레임(113)을 포함한다. 제1 센터프레임(112)과 제2 센터프레임(113)은 각각 냉각장치 또는 셀(111)이 측면으로 포개어지는 형태로 결합될 수 있다. 이때, 상기 셀(111)은 상기 제1 센터프레임(112)과 제2 센터프레임(113)의 상부로 셀 탭(111-1)이 돌출되는 형태로 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1 센터프레임(112)과 상기 제2 센터프레임(113)은 길이방향의 양 끝단에 사이드 파트(112-1, 113-1)를 더 포함할 수 있다. 상기 사이드 파트(112-1, 113-1)는 상단부에서 하단부로 갈수록 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 사이드 파트(112-1, 113-1)의 상단부에는 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)의 길이방향으로 더 돌출된 사이드 조립부(112-2, 113-2)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)은 각각 복수의 셀(111)이 결합될 수 있다. 이때, 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)은 각 셀(111)이 물리적으로 연결되는 파티션 연결부(112-3, 113-3)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 파티션 연결부(112-3, 113-3)는 상부에 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)의 최상단보다 높이가 낮은 오목부(112-4, 113-4)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)은 서로 적층되어 결합되기 위해 상기 셀 파티션(110)의 적층방향으로 돌출된 적층부(112-5, 113-5)를 더 포함할 수 있다.이때, 상기 제1 센터 프레임(112) 및 상기 제2 센터 프레임(113)은 각각 도 2의 확대도에 도시된 바와 같이 상기 적층부(112-5, 113-5)의 타측으로 다른 센터프레임(112, 113)의 적층부(112-5, 113-5)가 결합될 수 있도록 적층오목부(112-6, 113-6)가 형성될 수 있다.
도 4는 상기 셀 파티션(110)이 분해된 모습을 나타낸 것으로, 도 4를 참조하면, 상기 셀 파티션(110)은 상기 제1 센터프레임(112)과 상기 제2 센터프레임(113) 사이에 셀(111)이 결합되고, 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)의 상기 셀(111)이 결합된 타측으로 쿨링핀(114)이 결합되어 구성되며, 이러한 구성이 반복적으로 적층되어 상기 셀 어셈블리(100) 전체를 구성할 수 있다. 이때, 상기 셀 파티션(110)이 적층되는 방향의 양 끝단으로 전후방 커버(115)가 결합될 수 있는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 공기와의 접촉으로 인한 냉각을 고려하고 그 부피를 최소화하기 위해 양 끝단에 위치한 상기 제1 센터프레임(112) 또는 상기 제2 센터프레임(113)이 맞닿는 상기 전후방 커버(115)와의 사이에는 상기 쿨링핀(114)이 생략될 수 있다.
또한, 상기 각 셀(111)의 상부는 셀(111)의 전극인 셀 탭(111-1)이 최소 두 개 이상이 구비되며, 상기 셀(111)이 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)과 결합되었을 때 상기 셀 탭(111-1)이 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)의 상부로 노출이 되어 서로 다른 셀(111)끼리 셀 탭(111-1)이 접촉되는 형태로 모든 셀(111)이 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 한 셀(111) 당 셀 탭(111-1)이 두 개가 구비된다면, 한 셀 탭(111-1)은 적층방향의 일측 방향으로 다른 셀 탭(111-1)은 적층방향의 타측 방향으로 굽어져 모든 셀(111)이 전기적으로 연결되는 형태가 될 수 있다.
또한, 상기 셀 파티션(110)은 상기 제1 센터프레임(112) 및 상기 제2 센터프레임(113)의 가운데가 뚫려 상기 쿨링 핀(114)과 상기 셀(111)이 직접 맞닿는 냉각효율이 좀 더 높은 형태로 제작될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 셀 어셈블리(100)가 팩 프레임(10)에 안착되는 모습을 나타낸 것으로, 전방과 후방에 전후방 커버(115)가 결합되어 팩 프레임(10)으로 안착될 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 본 발명에 따른 셀 어셈블리(100)는 셀(111) 적층방향의 전방과 후방에 팩 프레임(10)과의 고정을 위한 전후방 커버(115)가 결합될 수 있다. 상기 전후방 커버(115)는 커버 조립부(115-1)를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 조립부(115-1)는 상기 전후방 커버(115)의 상부에서 셀(111)의 적층방향으로 돌출된 형태로, 팩 프레임(10)의 팩 빔(11, 12)과 결합될 수 있다. 이때, 상기 전후방 커버(115)는 커버 전극 탭(115-2)을 포함할 수 있다. 상기 커버 전극 탭(115-2)은 상기 복수의 셀 어셈블리(100) 간 전기적 연결을 위한 것으로 상기 셀 어셈블리(100) 상단으로 돌출된 상기 셀 탭(111-1)과 접촉되어 결합될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 셀 어셈블리(100)가 팩 빔(11, 12)과 결합된 모습을 나타낸 단면도로서, 상기 전후방 커버(115)는 상단에서 하단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 반대로 상기 팩 빔(11, 12)은 상단에서 하단으로 갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 상기 전후방 커버(115)가 결합된 상기 셀 어셈블리(100)가 상기 팩 프레임(10)으로 안착될 때 결합 공정이 용이해지는 효과가 있다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 팩(1) 제작방법의 셀 어셈블리(100)가 팩 프레임(10)에 안착되는 셀 어셈블리 조립 단계를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)의 제작방법은 셀 어셈블리 조립 단계를 포함하고, 상기 셀 어셈블리 조립 단계는 셀 어셈블리(100)를 압축하는 셀 어셈블리 압축 단계를 포함할 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 셀 어셈블리 조립 단계는 셀 파티션(110)이 가결합되어 형성된 셀 어셈블리(100)를 좀 더 견고하게 결합하거나 팩 프레임(10)에 조립이 용이하도록 그 부피를 줄이기 위해 셀 어셈블리(100)를 압축하는 셀 어셈블리 압축단계를 포함할 수 있다. 상기 셀 어셈블리 압축 단계는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 셀 어셈블리(100)의 전후방 커버(115)에 압축기를 거치하고 상기 셀 파티션(110)이 적층된 방향으로 압축하여 팩 프레임(10)에 안착시키는 과정을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 셀 어셈블리(100)를 팩 프레임(10)에 안착시킨 이후 고정시키는 모습을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)의 제작방법은 상기 셀 어셈블리(100)가 팩 프레임(10)에 고정 결합되는 빔 조립 단계를 포함할 수 있다. 상기 빔 조립 단계는 사이드 빔(300)을 통해 상기 셀 어셈블리(100)의 측면을 고정 결합하는 사이드 빔(300) 조립 과정이 포함될 수 있다. 좀 더 상세하게 설명하자면, 도 2를 참조하면, 상기 셀 어셈블리(100)를 이루는 상기 셀 파티션(110)은 길이방향으로 양단에 사이드 파트(112-1, 113-1)를 포함할 수 있다. 상기 사이드 파트(112-1, 113-1)는 상단부에 상기 셀 파티션(110)의 상부와 단차를 두고 돌출된 사이드 조립부(112-2, 113-2)를 더 포함할 수 있다. 상기 셀 어셈블리(100)는 상기 팩 프레임(10)에 안착된다. 이후, 도시된 바와 같이 상기 사이드 조립부(112-2, 113-2)의 상단에 형성된 공간으로 상기 사이드 빔(300)이 결합되어 상기 셀 어셈블리(100)와 상기 팩 프레임(10)을 결속시킬 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 셀 어셈블리(100)를 팩 프레임(10)에 안착시킨 이후 고정시키는 모습을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)의 제작방법은 상기 셀 어셈블리(100)가 팩 프레임(10)에 고정 결합되는 빔 조립 단계를 포함할 수 있다. 상기 빔 조립 단계는 배터리 안전장치가 결합된 이후 센터 빔(200)을 통해 상기 셀 어셈블리(100)와 상기 배터리 안정장치를 함께 팩 프레임(10)에 결속시키는 센터 빔(200) 조립 과정을 포함할 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 도 2를 참조하면, 상기 셀 어셈블리(100)를 이루는 상기 셀 파티션(110)은 오목부(112-4, 113-4)를 포함할 수 있다. 상기 센터 빔(200)은 상기 오목부(112-4, 113-4)로 결합될 수 있다. 상기 오목부(112-4, 113-4)로 결합된 상기 센터 빔(200)은 도 5에 도시된 팩 빔(11, 12)에 결합됨으로써 상기 셀 어셈블리(100)를 팩 프레임(10)에 결속시킬 수 있다. 상기 센터 빔(200)이 결합되기 이전, 팩 프레임(10)에 상기 셀 어셈블리(100) 이외의 배터리 안전장치 등과 같은 장치가 더 결합되는 과정이 포함될 수 있다. 이때, 상기 센터 빔(200)은 배터리 안전장치 등과 같은 장치를 함께 팩 프레임(10)에 고정시키는 역할을 할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 배터리 팩(1)의 단면도를 나타낸 것으로, 상기 사이드 빔(300)과 상기 센터 빔(200)이 결합된 모습을 나타낸 것이다. 사이드 빔(300)과 센터 빔(200)은 각각 상기 셀 어셈블리(100)의 사이드 조립부(112-2, 113-2)와 오목부(112-4, 113-4)의 상단으로 결합된다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 사이드 빔(300)은 상부가 개방된 형태로 제작될 수 있다. 이때, 상기 사이드 빔(300)의 상단으로 체결수단이 들어가 상기 사이드 조립부(112-2, 113-2)와 팩 빔(11, 12)을 함께 체결하여 고정할 수 있다. 또한, 상기 사이드 빔(300)은 개방된 상부로 와이어링하네스와 같은 전기신호 및 전력 공급수단 등이 수납 또는 설치될 수 있다.
상기 센터 빔(200)은 상기 오목부(112-4, 113-4)의 상단으로 결합될 수 있다. 이때, 상기 센터 빔(200)은 길이방향을 기준으로 전후방과 측면에 복수의 벤팅홀(210)을 포함할 수 있다. 상기 벤팅홀(210)은 공기를 유입시켜 배터리 셀(111)의 냉각에 일조하거나 내부에 발생하는 가스를 외부로 배출하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 셀 어셈블리(100)는 상부로 셀 모니터링 유닛(400)과 그 위로 절연커버(500)가 더 결합될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 셀 어셈블리(100)의 상부로 셀 모니터링 유닛(400)이 결합된 모습을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 배터리 팩(1) 제작방법은 셀 모니터링 유닛(400)을 결합하는 유닛 조립 단계를 포함할 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 유닛 조립 단계는 상기 셀 모니터링 유닛(400)이 상기 셀 어셈블리(100) 상부로 결합되기 전 상기 셀 어셈블리(100) 상부로 돌출된 셀 탭(111-1)을 굽히는 벤딩 단계를 포함할 수 있다. 상기 벤딩 단계에서 굽혀져 서로 접촉된 복수의 셀 탭(111-1)은 전기적으로 연결된 상태가 된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하나의 셀 탭(111-1)은 적층방향의 일측으로 또 다른 하나는 적층방향의 타측으로 굽혀져 적층방향의 모든 셀(111)이 전기적으로 연결될 수 있다. 이 후 벤딩 단계를 거친 상기 셀 탭(111-1) 상부로 셀 모니터링 유닛(400)이 결합될 수 있다. 이때, 상기 유닛 조립 단계는 상기 셀 모니터링 유닛(400)과 상기 셀 탭(111-1)을 용접하는 용접 단계가 포함될 수 있다. 상기 용접 단계의 용접 방식은 레이저 용접일 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 셀 어셈블리(100) 상부로 절연커버(500)가 결합되는 모습을 나타낸 것이다. 상기 셀 어셈블리(100)는 상부로 노출된 셀 탭(111-1) 및 셀 모니터링 유닛(400)의 절연을 위해 절연커버(500)가 결합될 수 있다. 도 10을 참조하면, 상기 절연커버(500)의 폭은 상기 셀 탭(111-1) 및 상기 셀 모니터링 유닛(400)을 완전히 덮는 크기로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연커버(500)는 일정한 단차를 두고 상기 셀 탭(111-1) 또는 상기 셀 모니터링 유닛(400)과 직접 접촉하지 않는 상태로 결합이 되는 형태로 절연역할을 수행할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형은 청구범위 내에 있게 된다.
1000 : 배터리 팩
10 : 팩 프레임 11, 12 : 팩 빔
20, 30 : 배터리 안전장치
100 : 셀 어셈블리
110 : 셀 파티션
111 : 셀 111-1 : 셀 탭
112 : 제1 센터프레임 113 : 제2 센터프레임
112-1, 113-1 : 사이드파트 112-2, 113-2 : 사이드 조립부
112-3, 113-3 : 파티션연결부 112-4, 113-4 :오목부
112-5, 113-5 : 적층부 112-6, 113-6 : 적층오목부
114 : 쿨링 핀
115 : 전후방 커버
115-1 : 커버 조립부 115-2 : 커버 전극 탭
200 : 센터 빔 210 : 벤팅홀
300 : 사이드 빔
400 : 셀 모니터링 유닛
500 : 절연커버

Claims (23)

  1. 적어도 하나 이상의 셀이 내장되는 셀 파티션;
    상기 셀 파티션이 복수 개 적층되어 형성되는 셀 어셈블리; 및
    복수의 셀 어셈블리가 수용되는 팩 프레임;을 포함하고,
    상기 복수의 셀 어셈블리는 상기 팩 프레임에 직접 결합되는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셀 파티션은 제1 센터프레임 및 제2 센터프레임을 포함하며, 상기 제1 센터프레임과 상기 제2 센터프레임 사이에 적어도 하나 이상의 셀이 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 셀 파티션은 상기 제1 센터프레임 또는 상기 제2 센터프레임 중 적어도 어느 하나의 일측에 쿨링 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 셀 파티션은 양단에 사이드 파트를 포함하며, 상기 사이드 파트는 상단에서 하단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사이드 파트는 상단에 돌출된 사이드 조립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 셀 어셈블리는 적어도 하나 이상의 사이드 빔에 의해 결합되며, 상기 사이드 빔은 상기 사이드 파트의 상기 사이드 조립부를 통해 상기 셀 어셈블리를 고정시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사이드 빔은 상부가 개방된 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사이드 빔 내부로 와이어링하네스가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 셀 파티션은 셀과 셀이 연결되는 파티션 연결부를 포함하며, 상기 파티션 연결부는 상기 셀 파티션이 적층되는 방향으로 돌출된 적층부 및 상기 적층부의 타측으로 적층오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 셀 파티션은 상기 파티션 연결부 상단에 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오목부로 상기 셀 어셈블리와 상기 팩 프레임을 고정시키는 센터 빔이 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센터 빔은 배터리 안전장치를 함께 고정시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 센터 빔은 벤팅홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는 상기 셀 파티션이 적층된 방향의 전방 또는 후방 중 적어도 한 곳에 전후방 커버를 포함하며, 상기 전후방 커버는 하단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전후방 커버는 상단에 돌출된 커버 조립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제3항 또는 제13항에 있어서,
    상기 팩 프레임은 하단으로 갈수록 폭이 넓어지는 팩 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는 상기 셀로부터 상부로 돌출된 셀 탭을 포함하며, 상기 돌출된 셀 탭의 상단으로 셀 모니터링 유닛이 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 셀 모니터링 유닛과 상기 돌출된 셀 탭을 덮는 절연 커버가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제1항의 배터리 팩을 제작하는 배터리 팩 제작 방법에 관한 것으로,
    셀 어셈블리를 팩 프레임에 직접 안착시키는 셀 어셈블리 조립 단계;
    상기 셀 어셈블리 조립 단계 이후 사이드 빔과 센터 빔을 조립하는 빔 조립 단계; 및
    상기 셀 어셈블리 조립 단계 이후 셀 모니터링 유닛을 결합하는 유닛 조립 단계;
    를 포함하는 배터리 팩 제작 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리 조립 단계 이전 셀 어셈블리를 압축시키는 셀 어셈블리 압축 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제작 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 유닛 조립 단계 이후 상기 셀 모니터링 유닛을 용접하는 용접 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제작 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 셀 모니터링 유닛은 레이저 용접을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제작 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 용접 단계 이전 셀 어셈블리 상단에 돌출된 복수의 셀 탭을 굽혀 셀과 셀의 전기적 연결을 하는 벤딩 단계를 포함하는 배터리 팩 제작 방법.


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