KR20230067109A - 모듈리스 배터리 팩 - Google Patents
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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
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.
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
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
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)
- 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.
- 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.
- 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.
- 제1항에 있어서,
상기 셀 파티션은 양단에 사이드 파트를 포함하며, 상기 사이드 파트는 상단에서 하단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제4항에 있어서,
상기 사이드 파트는 상단에 돌출된 사이드 조립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 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.
- 제6항에 있어서,
상기 사이드 빔은 상부가 개방된 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제7항에 있어서,
상기 사이드 빔 내부로 와이어링하네스가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 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.
- 제9항에 있어서,
상기 셀 파티션은 상기 파티션 연결부 상단에 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제10항에 있어서,
상기 오목부로 상기 셀 어셈블리와 상기 팩 프레임을 고정시키는 센터 빔이 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제11항에 있어서,
상기 센터 빔은 배터리 안전장치를 함께 고정시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제11항에 있어서,
상기 센터 빔은 벤팅홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 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.
- 제14항에 있어서,
상기 전후방 커버는 상단에 돌출된 커버 조립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제3항 또는 제13항에 있어서,
상기 팩 프레임은 하단으로 갈수록 폭이 넓어지는 팩 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 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.
- 제17항에 있어서,
상기 셀 모니터링 유닛과 상기 돌출된 셀 탭을 덮는 절연 커버가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 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.
- 제19항에 있어서,
상기 셀 어셈블리 조립 단계 이전 셀 어셈블리를 압축시키는 셀 어셈블리 압축 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제작 방법.
- 제19항에 있어서,
상기 유닛 조립 단계 이후 상기 셀 모니터링 유닛을 용접하는 용접 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제작 방법.
- 제21항에 있어서,
상기 셀 모니터링 유닛은 레이저 용접을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제작 방법.
- 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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210152840A KR20230067109A (ko) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 모듈리스 배터리 팩 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020210152840A KR20230067109A (ko) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 모듈리스 배터리 팩 |
Publications (1)
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KR20230067109A true KR20230067109A (ko) | 2023-05-16 |
Family
ID=86546547
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020210152840A KR20230067109A (ko) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 모듈리스 배터리 팩 |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20230067109A (ko) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101912015B1 (ko) | 2016-11-15 | 2018-10-25 | 엘지전자 주식회사 | 배터리 팩 |
-
2021
- 2021-11-09 KR KR1020210152840A patent/KR20230067109A/ko unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101912015B1 (ko) | 2016-11-15 | 2018-10-25 | 엘지전자 주식회사 | 배터리 팩 |
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