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WO2019107734A1 - 셀 조립체에 대한 초기 가압력 강화 구조를 갖는 배터리 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

셀 조립체에 대한 초기 가압력 강화 구조를 갖는 배터리 모듈 및 그 제조방법 Download PDF

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WO2019107734A1
WO2019107734A1 PCT/KR2018/011899 KR2018011899W WO2019107734A1 WO 2019107734 A1 WO2019107734 A1 WO 2019107734A1 KR 2018011899 W KR2018011899 W KR 2018011899W WO 2019107734 A1 WO2019107734 A1 WO 2019107734A1
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WO
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plate
pressing plate
side pressing
module housing
cell stack
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/011899
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English (en)
French (fr)
Inventor
김용일
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a battery module having a module housing capable of pressing a cell assembly and a method of manufacturing the same.
  • Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, and nickel-zinc batteries.
  • the operating voltage of such a unitary secondary battery cell is about 2.5V to 4.2V. Accordingly, when a higher output voltage is required, a plurality of secondary battery cells may be connected in series, or a plurality of secondary battery cells may be connected in series and parallel depending on the charge / discharge capacity to form a battery module.
  • the lithium-polymer pouch type secondary battery since the lithium-polymer pouch type secondary battery is generally provided with an electrode assembly including an aluminum laminate sheet, it has a high energy density compared to a small size and weight, but has a disadvantage in that the mechanical rigidity is weak. Particularly, in the case of the lithium-polymer pouch type secondary battery, the electrode may become thick during repetitive charging / discharging process, or gas may be generated due to decomposition of internal electrolyte due to side reaction.
  • the swelling phenomenon of the pouch type secondary battery cell due to electrode expansion and / or generated gas is referred to as " swelling phenomenon ".
  • the swelling phenomenon is caused by the factor of the electrode expansion when charging / discharging is larger.
  • a battery module according to the present invention is a battery module having a cell stacked body in which pouch-shaped battery cells are stacked in a horizontal direction, and a module housing for housing the cell stacked body,
  • the module housing includes a bottom plate which is provided in the form of a rectangular plate and supports the cell stack body at a lower portion of the cell stack body and extends in the upward direction so as to form an acute angle with respect to a vertically upward direction on both side edge regions of the bottom plate,
  • the first left side pressing plate and the first right side pressing plate are elastically biased so that both side surfaces of the cell stack body are pressed against each other by the elastic force of the first left side pressing plate and the first right side pressing plate, It is possible to pressurize.
  • the module housing may further include a top plate that is welded or bolted to the upper ends of the first left side platen and the first right side platen to cover an upper portion of the cell stack.
  • the module housing includes a top plate that is provided in a rectangular plate shape and covers an upper portion of the cell stacked body at an upper portion of the cell stacked body, and an elastic member which is formed to extend downward in both corner regions of the top plate, A second left side pressing plate elastically biased so as to be in close contact with an outer surface of the first left side pressing plate and a second right side pressing plate biased elastically against the outer surface of the first right side pressing plate.
  • the first left side pressing plate and the first right side pressing plate are extended from the end of the bottom plate in a predetermined distance in the upper direction so that the second left side pressing plate and the second right side pressing plate are located inside the end of the bottom plate .
  • the lower ends of the second left pressing plate and the second right pressing plate may be welded to the upper surface of the lower plate.
  • the method of manufacturing a battery module according to the present invention includes a bottom plate in the form of a rectangular plate and a pair of side plates extending in an upward direction to form acute angles with respect to the vertical direction in both side edge regions of the bottom plate, A first module housing formed of a first left side pressing plate having elasticity and a first right side pressing plate, and a cell laminate to be stored in the first module housing; And the first left push plate and the first right push plate are pulled within an elastic limit to widen the gap and then the cell stack is inserted into the first module housing and then the first left push plate and the first right push plate And pressing the both side surfaces of the cell stack body.
  • a floor panel comprising: a top plate in the form of a rectangular plate; and a bottom plate extending in the downward direction so as to form an acute angle with respect to the vertical downward direction in both side edge regions of the top plate, Providing a second module housing comprising a second left side pressing plate having elasticity and a second right side pressing plate; And pulling the second left side platen and the second right side platen within an elastic limit to widen the gap so that the upper side plate is placed on the upper ends of the first left side platen and the first right side platen, And pressing the first left side pressing plate and the first right side pressing plate by releasing the second right side pressing plate.
  • the battery cells can be housed in the module housing in a pressurized state without using a separate component. Since the battery cells are housed in the module housing in a strongly pressed state at the initial stage, volume expansion during charging and discharging can be suppressed.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a sensing assembly of the battery module of FIG. 1;
  • FIG 3 is a perspective view of a first module housing according to an embodiment of the present invention.
  • 4 and 5 are step-by-step process diagrams for manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of a method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are step-by-step process diagrams for manufacturing a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a sensing assembly of the battery module of FIG. 1.
  • a battery module 10 may include a cell stack 100, a sensing assembly 200, and a module housing 300.
  • the cell stack 100 may be an aggregate of secondary cells composed of pouch-shaped battery cells 110 having large surfaces stacked one on the other. More precisely, the cell stack 100 of the present invention may be a collection of secondary cells housed in the module housing 300 in a form of stacked horizontally with the pouch-shaped battery cells 110 laid side by side.
  • the pouch-type battery cells 110 refer to a pouch outer case, an electrode assembly accommodated in the pouch outer case, and a secondary battery composed of an electrolyte.
  • the pouch-type sheathing material may be composed of two pouches, and at least one of them may be formed with a concave inner space.
  • the electrode assembly can be housed in the inner space of the pouch.
  • the two pouch peripheries are welded to each other, so that the inner space in which the electrode assembly is accommodated can be sealed.
  • the electrode lead 111 can be attached to the electrode assembly and the electrode lead 111 is interposed between the fused portions of the pouch case member and exposed to the outside of the pouch case member to function as an electrode terminal of the battery cell 110 have.
  • the sensing assembly 200 may include a plurality of bus bars, a printed circuit board to which one end of the bus bars is connected, and a place where the bus bars are integrally fixed, And a sensing assembly 200 housing configured to cover the openings.
  • the bus bars may be connected in series and / or in parallel with the electrode leads 111 of the battery cells 110 by, for example, ultrasonic welding with an electrically conductive metal such as copper or aluminum as a part of the current path.
  • One end of the plurality of bus bars may be connected to a printed circuit board.
  • components such as a circuit chip for measuring the voltage of the individual battery cells 110 and a connector for transmitting / receiving an external device may be provided.
  • the sensing assembly 200 may be connected to a BMS (Battery Management System) to provide voltage information of the battery cell 110 to the BMS.
  • the BMS may be configured to charge or discharge the battery cell 110, Can be controlled.
  • the module housing 300 has an internal space for accommodating the battery cells 110 therein and provides a mechanical support force for the accommodated battery cells 110 and protects the battery cells 110 from external shocks . Therefore, it is preferable that the module housing 300 is made of a metal material so that rigidity can be secured. Of course, the scope of the present invention is not limited to the module housing 300 made of metal. For example, the module housing 300 may be made of a nonmetallic material or any material as long as it has a predetermined elasticity.
  • the module housing 300 may include a first module housing 310 and a top plate 321.
  • the first module housing 310 can press the cell stack 100, the swelling amount of the battery cells 110 during charging and discharging without the need for a pressing part such as a conventional strap .
  • the pressure pad previously interposed between the battery cells 110 can be omitted, the energy density of the battery module 10 can be improved.
  • the first module housing 310 includes a bottom plate 311 and a first left platen 312 (see FIG. 3).
  • the first module housing 310 includes a first module housing 310, And a first right side pressure plate 313.
  • the bottom plate 311, the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313 constituting the first module housing 310 are conceptually divided into elements, Of course.
  • the lower plate 311 serves to support the cell stack 100 at a lower portion of the cell stack 100 in the form of a rectangular plate having a predetermined area.
  • the predetermined area may be an area (L x T) corresponding to a product of a length L of the battery cell 110 and a thickness T of all the battery cells 110 constituting the cell stack 100 have.
  • the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313 may be provided to correspond to both side surfaces of the cell stack body 100 in a configuration forming a wall of the module housing 300.
  • the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313 may extend upward in both side edge areas of the lower plate 311.
  • the both edge regions correspond to the long sides of the bottom plate 311 and can substantially coincide with the length of the battery cell 110.
  • the first module housing 310 is made of a metal material having elasticity and the first left pressing plate 312 and the first right pressing plate 313 are disposed inside the lower plate 311 at a predetermined angle? ) ≪ / RTI >
  • first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313 extend in the upper direction so as to form an acute angle? With respect to the vertically upward direction in both corner areas of the bottom plate 311, The distance between them becomes narrower as the distance increases.
  • the first module housing 310 Since the first module housing 310 has elasticity, when the first left pressure plate 312 and the first right pressure plate 313 are pulled and pulled, the first module housing 310 can be restored to its original state. At this time, the elastic restoring forces of the first left pressing plate 312 and the first right pressing plate 313 act as a force for pressing both side surfaces of the cell laminate 100.
  • the top plate 321 may be provided to have an area corresponding to the bottom plate 311 in the form of a rectangular plate that covers the top of the cell stack 100.
  • the upper surface plate 321 may be welded or bolted to the upper ends of the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313.
  • the module housing 300 can be provided in the form of a square tube by coupling the first module housing 310 and the top plate 321.
  • FIG. 4 and FIG. 5 are step-by-step process diagrams for manufacturing the battery module 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart of a method of manufacturing the battery module 10 according to an embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing a battery module 10 according to the present invention includes a step S10 of providing a cell stack 100 to be housed in a first module housing 310 and an upper face plate 321 and a first module housing 310, And inserting the cell stack 100 into the first module housing 310 and pressing the cell stack 100 (S20).
  • a first module housing 310 is provided by molding a resilient metal plate.
  • the first module housing 310 has a shape in which the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313 are slightly shrunk inside the bottom plate 311.
  • the cell stack 100 includes stacked pouch-type battery cells 110 that can be accommodated in the first module housing 310.
  • the bottom plate 311 of the first module housing 310 has a width corresponding to the total thickness of the battery cells 110 constituting the cell stack 100.
  • the cell stack 100 is provided with a number of pouch-type battery cells 110 prepared in advance and stacked in the left and right direction, and the bottom plate 311 has a width in the predetermined number of pouch- So that the total thickness of the battery cells 110 is substantially equal to the total thickness of the battery cells 110.
  • the cell stack 100 of the present embodiment is formed by laminating a total of eight pouch-shaped battery cells 110 in the left-right direction, and the width of the bottom plate 311 of the first module housing 310 is such that a total of 8 Shaped battery cells 110 are formed to have a size corresponding to the entire thickness of the pouch-shaped battery cells 110.
  • the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313 are pulled so as to secure a space for inserting the cell stack 100,
  • the cell stack 100 is inserted into the inner space of the first module housing 310.
  • the battery cells 110 are constrained to the internal space of the first module housing 310 in an initial pressurized state, not only the fixability can be secured but the thickness expansion due to swelling during charging and discharging can be suppressed.
  • the upper plate 321 is welded to the upper ends of the first left platen 312 and the first right platen 313 (S30). 5 (b), both corner regions of the upper surface plate 321 are placed on the upper ends of the first left pressing plate 312 and the first right pressing plate 313, and welded to the contact portions W) may be performed to cover the upper portion of the cell stack 100.
  • the upper plate 321 covers not only the upper portion of the cell stack 100 but also the upper plate 312 and the lower plate 313 in the state in which the initial pressing force is applied to the cell stack 100, So that the first left pressing plate 312 and the first right pressing plate 313 can be held.
  • the module housing 300 according to the present embodiment thus manufactured may be finally provided in the form of a tube.
  • the electrode leads 111 of the battery cells 110 may be exposed to the outside through the open front and rear portions of the module housing 300 and the bus bars may be connected to the electrode leads 111, Welding can be done and electrically connected.
  • the cell stack 100 can then be completely packaged by mounting the housing of the sensing assembly 200 to the front and rear portions of the module housing 300.
  • FIG 7 and 8 are step-by-step process diagrams for manufacturing the battery module 10 according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module 10 according to another embodiment of the present invention further includes a second module housing 320 as compared with the above embodiment so that the initial pressing force for the cell stack 100 is further strengthened And the assembly convenience can be further improved.
  • the second module housing 320 may be configured to be pressed against the first left pressure plate 312 and the first right pressure plate 313 so as to be covered by the first module housing 310.
  • the second module housing 320 may include an upper plate 321, a second left platen 322, and a second right platen 323.
  • the upper plate 321, the second left platen 322 and the second right platen 323 constituting the second module housing 320 are conceptually divided into a first module housing 310 may be integrally formed of a metal material having elasticity.
  • the upper plate 321 may be provided to cover the upper portion of the cell stack 100 at the upper portion of the cell stack 100 in the form of a rectangular plate.
  • the second left side pressing plate 322 and the second right side pressing plate 323 may be provided at a predetermined angle inward toward the inside of the top plate 321.
  • the second left side pressing plate 322 and the second right side pressing plate 323 are extended downward to form an acute angle with respect to the vertically downward direction in both side edge areas of the top plate 321,
  • the interval can be made narrower.
  • the second left side pressure plate 322 and the second right side pressure plate 323 of the second module housing 320 are connected to the first left pressure plate 312 and the first right side pressure plate 313 of the first module housing 310, ), It can be restored to its original state by pulling and pulling it within the elastic limit.
  • the pressure plate 322 may be elastically biased toward the first left pressure plate 312 to be in close contact with the second right side pressure plate 323 and the second right side pressure plate 323 may be elastically biased toward the second right side pressure plate 323.
  • the method of manufacturing the battery module 10 including the second module housing 320 is identical to the step of pressing the cell stack 100 to the first module housing 310 as shown in FIG.
  • the upper left plate 322 and the second right lower plate 323 are pulled within the elastic limit to widen the gap so that the upper plate 321 is positioned between the first left platen 312 and the first right platen 313 and then the second left side pressing plate 322 and the second right side pressing plate 323 are pressed to press the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313, have.
  • the pressing force applied to the cell stack 100 can be doubled by adding the pressing force of the first left / right side pressing plate to the pressing force of the second left / right side pressing plate.
  • the anti-expansion force can be further strengthened.
  • the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 323 are positioned such that the second left side pressing plate 322 and the second right side pressing plate 323 are positioned inside the end of the bottom plate 311.
  • the pressure plate 313 may extend from an end of the bottom plate 311 inwardly of a predetermined distance. Both ends of the lower surface plate 311 are exposed to the outside with respect to the first left side pressing plate 312 and the first right side pressing plate 313.
  • both ends of the lower surface plate 311 will be referred to as a weld spot portion 311a.
  • the position of the top plate 321 should be held by using a separate jig.
  • the second left / right side pressure plate may be bolted to the first left / right side pressure plate 312, 313 or the bottom plate 311 of the first module housing 310.
  • the module housing 300 according to the present embodiment is constructed such that the first module housing 310 is surrounded by the second module housing 320 and pressed, it is also possible to omit welding or bolt fastening separately .
  • the battery module 10 and the method of manufacturing the battery module 10 according to the present invention since the battery cells 110 are initially pressed in the module housing 300 And the volume expansion of the battery cells 110 during charging and discharging can be suppressed. In addition, a portion required for welding or fastening can be minimized in assembling the module housing 300, so that the assembling process can be simplified.
  • the battery module may further include various devices (not shown) such as a battery management system (BMS), a current sensor, a fuse, and the like for controlling charging and discharging of the battery cells.
  • BMS battery management system
  • Such a battery module may be used as an energy source for an electric vehicle, a hybrid car or a power storage device.

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Abstract

본 발명은 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 파우치형 배터리 셀들이 나란히 세워져 수평 방향으로 적층된 형태로 구성된 셀 적층체, 상기 셀 적층체를 수납하는 모듈 하우징을 갖는 배터리 모듈로서, 상기 모듈 하우징은, 사각 판 형태로 마련되어 상기 셀 적층체의 하부에서 상기 셀 적층체를 지지하는 하면판, 상기 하면판의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 각각 연직 상방향을 기준으로 예각을 이루도록 상부 방향으로 연장 형성되어 상부 방향으로 갈수록 간격이 좁아지되 탄성을 갖는 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 포함하여, 상기 제1 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판이 탄성 바이어스되어 상기 셀 적층체의 양쪽 사이드면을 가압할 수 있다.

Description

셀 조립체에 대한 초기 가압력 강화 구조를 갖는 배터리 모듈 및 그 제조방법
본 발명은 배터리 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 셀 조립체를 압박할 수 있는 모듈 하우징을 구비한 배터리 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 11월 30일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2017-0162861호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀의 작동 전압은 약 2.5V~4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 다수의 이차전지 셀을 직렬로 연결하거나 충방전 용량에 따라 다수의 이차전지 셀을 직렬 및 병렬 연결하여 배터리 모듈을 구성하기도 한다.
다수의 이차전지 셀을 직렬/병렬로 연결하여 중/대형 배터리 모듈을 구성할 경우, 에너지 밀도가 높으면서 적층이 용이한 리튬-폴리머 파우치형 이차전지 셀을 많이 사용하여, 이들을 적층 시켜 셀 조립체를 먼저 구성한다. 그 다음 셀 조립체를 모듈 하우징으로 패키징하여 보호하고, 이차전지 셀들의 전기적 연결 및 전압 측정을 위해 전장 부품들을 추가하여 배터리 모듈을 구성하는 방법이 일반적이다.
그런데 리튬-폴리머 파우치형 이차전지는 일반적으로 알루미늄 라미네이트 시트로 전극 조립체를 내장한 형태로 마련되기 때문에 작은 크기와 중량에 비해 에너지 밀도가 높은 장점이 있지만, 기계적 강성이 약한 단점이 있다. 특히, 리튬-폴리머 파우치형 이차전지의 경우, 반복적인 충방전 과정에서 전극이 두꺼워지거나, 부반응으로 내부 전해질이 분해되어 가스가 발생할 수 있다. 이때 전극 팽창 및/또는 발생한 가스에 의해 파우치형 이차전지 셀이 부풀어 오르는 현상을 '스웰링 현상'이라고 한다. 참고로, 스웰링 현상은 충방전시 전극 팽창에 따른 요인에 더 크게 기인한다.
이러한 파우치형 이차전지 셀에 스웰링 현상이 심화될 경우, 이차전지 셀의 성능이 저하될 뿐만 아니라, 모듈 하우징의 외형을 변화시켜 배터리 모듈의 구조적 안정성에 악영향을 미칠 수 있다.
현재까지 연구된 바에 의하면 적층되어 있는 이차전지 셀들을 조립 초기부터 강하게 압박할 경우 상대적으로 스웰링으로 인한 두께 팽창이 작아지는 것으로 알려져 있다. 이에 스웰링 현상 방지 기술들 중 이차전지 셀과 셀 사이에 압박 패드를 삽입하여 팽창력을 분산시키는 기술과, 예컨대 JP 공개특허번호 2013-089566 에 개시되어 있는 것처럼 배터리 모듈을 스트랩(strap)으로 조여서 압박하는 기술이 알려져 있다.
그러나 압박 패드를 사용할 경우, 그 부피만큼 이차전지 셀을 수용할 수 있는 공간이 감소하게 되어 배터리 모듈의 단위 부피당 에너지 밀도 측면에서 불리하며, 스트랩을 사용할 경우, 스트랩으로 조여진 부분과 그렇지 않은 부분의 압력이 불균일하게 작용하는 문제와, 스트랩 조립 공정 및 부품 수가 증가하게 되는 문제가 있다. 따라서 이러한 문제점들은 개선할 수 있는 조립 구조를 갖춘 배터리 모듈에 대한 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 별도의 부품을 사용하지 않고 가압 상태로 배터리 셀들을 수납할 수 있는 배터리 모듈 및 그 제조방법을 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.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 파우치형 배터리 셀들이 나란히 세워져 수평 방향으로 적층된 형태로 구성된 셀 적층체, 상기 셀 적층체를 수납하는 모듈 하우징을 갖는 배터리 모듈로서,
상기 모듈 하우징은, 사각 판 형태로 마련되어 상기 셀 적층체의 하부에서 상기 셀 적층체를 지지하는 하면판, 상기 하면판의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 각각 연직 상방향을 기준으로 예각을 이루도록 상부 방향으로 연장 형성되어 상부 방향으로 갈수록 간격이 좁아지되 탄성을 갖는 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 포함하여, 상기 제1 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판이 탄성 바이어스되어 상기 셀 적층체의 양쪽 사이드면을 가압할 수 있다.
상기 모듈 하우징은, 상기 제1 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판의 상단부에 용접 또는 볼트 결합되어 상기 셀 적층체의 상부를 커버하는 상면판을 더 포함할 수 있다.
상기 모듈 하우징은, 사각 판 형태로 마련되어 상기 셀 적층체의 상부에서 상기 셀 적층체의 상부를 커버하는 상면판과, 탄성을 가지며 상기 상면판의 양쪽 모서리 영역에서 각각 하부 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 좌측 가압판의 외면에 밀착되게 탄성 바이어스되는 제2 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판의 외면에 밀착되게 탄성 바이어스되는 제2 우측 가압판을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 좌측 가압판과 상기 제2 우측 가압판이 상기 하면판의 끝단 안쪽에 위치하도록, 상기 제1 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판은 상기 하면판의 끝단으로부터 소정 간격 안쪽에서 상부 방향으로 연장 형성될 수 있다.
상기 제2 좌측 가압판과 상기 제2 우측 가압판의 하단부는 상기 하면판의 상면에 용접될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법은, 사각 판 형태의 하면판과, 상기 하면판의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 각각 연직 방향을 기준으로 예각을 이루도록 상부 방향으로 연장 형성되어 상부 방향으로 갈수록 간격이 좁아지되 탄성을 갖는 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판으로 구성된 제1 모듈 하우징과, 상기 제1 모듈 하우징에 수납시킬 셀 적층체를 마련하는 단계; 및 상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 탄성 한계 이내에서 잡아당겨 간격을 넓힌 다음, 상기 셀 적층체를 상기 제1 모듈 하우징 내부에 삽입한 후, 상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 놓아 상기 셀 적층체의 양쪽 사이드면을 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판의 상단부에 상면판을 용접 또는 볼트 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 사각 판 형태의 상면판과, 상기 상면판의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 각각 연직 하방향을 기준으로 예각을 이루도록 하부 방향으로 연장 형성되어 하부 방향으로 갈수록 간격이 좁아지되 탄성을 갖는 제2 좌측 가압판과 제2 우측 가압판으로 구성된 제2 모듈 하우징을 마련하는 단계; 및 상기 제2 좌측 가압판과 제2 우측 가압판을 탄성 한계 이내에서 잡아당겨 간격을 넓혀서 상기 상면판을 상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판의 상단부에 올려놓은 한 후, 상기 제2 좌측 가압판과 제2 우측 가압판을 놓아 상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 가압하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 좌측 가압판과 상기 제2 우측 가압판의 하단부를 상기 제1 모듈 하우징에 용접 또는 볼트 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 별도의 부품을 사용하지 않고도 가압된 상태로 배터리 셀들을 모듈 하우징 내부에 수납할 수 있다. 배터리 셀들이 초기에 강하게 압박된 상태로 모듈 하우징 내부에 수납됨으로서 충방전시 부피 팽창이 억제될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 배터리 셀들을 압박하는데 별도의 부품이 필요하지 않아 이에 따른 제조비를 낮출 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 모듈 하우징 조립시 용접 내지 체결이 필요한 개소가 최소화되어 있어 조립 공정이 간소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈에서 센싱 조립체를 분리한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모듈 하우징의 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 제조하기 위한 단계별 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 제조방법의 플로차트이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 제조하기 위한 단계별 공정도이다.
본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
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 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 모듈에서 센싱 조립체를 분리한 사시도이다.
이들 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 셀 적층체(100), 센싱 조립체(200) 그리고 모듈 하우징(300)을 포함할 수 있다.
상기 셀 적층체(100)는 넓은 면이 서로 대면하게 적층된 파우치형 배터리 셀(110)들로 구성된 이차전지들의 집합체일 수 있다. 더 정확히 말하면, 본 발명의 셀 적층체(100)는 파우치형 배터리 셀(110)들이 나란히 세워져 수평 방향으로 적층된 형태로 모듈 하우징(300)에 수납된 이차전지들의 집합체일 수 있다.
여기서 파우치형 배터리 셀(110)들은 파우치 외장재, 상기 파우치 외장재에 수납 가능하게 마련된 전극 조립체와 전해질로 구성된 이차전지를 의미한다. 예컨대, 파우치형 외장재는, 2개의 파우치로 구성될 수 있으며, 그 중 적어도 하나에는 오목한 내부 공간이 형성될 수 있다. 그리고 이러한 파우치의 내부 공간에 전극 조립체가 수납될 수 있다. 2개의 파우치 둘레는 서로 융착됨으로써, 전극 조립체가 수용된 내부 공간이 밀폐될 수 있다.
상기 전극 조립체에 전극 리드(111)가 부착될 수 있고, 이러한 전극 리드(111)가 파우치 외장재의 융착부 사이에 개재되어 파우치 외장재의 외부로 노출됨으로써 배터리 셀(110)의 전극 단자로서 기능할 수 있다.
센싱 조립체(200)는, 도면의 편의상 자세히 도시하지 않았으나, 다수의 버스바들, 상기 버스바들의 일단이 접속되는 인쇄회로기판, 그리고 이들을 일체로 고정시킬 수 있는 장소를 제공하며 모듈 하우징(300)의 개방부를 커버할 수 있게 형성된 센싱 조립체(200) 하우징을 포함할 수 있다.
버스바들은 전류의 통로 역할을 하는 부품으로 구리나 알루미늄과 같은 전기 전도성 금속으로 예컨대 초음파 용접으로 배터리 셀(110)들의 전극 리드(111)들과 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 이러한 다수의 버스바들의 일단은 인쇄회로기판에 접속될 수 있다. 인쇄회로기판상에는 개별 배터리 셀(110)의 전압 측정에 필요한 회로칩과 외부 디바이스와 송수신을 하기 위한 커넥터와 같은 부품들이 구비될 수 있다.
이러한 센싱 조립체(200)는 BMS(Battery Management System)와 연결되어 배터리 셀(110)의 전압 정보 등을 BMS에 제공할 수 있으며, BMS는 상기 전압 정보를 바탕으로 충전이나 방전 등 배터리 셀(110)들의 동작을 제어할 수 있다.
모듈 하우징(300)은 배터리 셀(110)들을 내부에 수납할 수 있는 내부 공간을 가지며, 수납된 배터리 셀(110)들에 대한 기계적 지지력을 제공하고 외부의 충격 등으로부터 보호하는 역할을 하는 구성이다. 따라서 모듈 하우징(300)은 강성이 확보될 수 있도록 금속 재질로 마련되는 것이 바람직할 수 있다. 물론 본 발명의 권리범위가 금속 재질의 모듈 하우징(300)에 한정되어야 하는 것은 아니다. 예컨대, 모듈 하우징(300)은 비금속 재질이라도 소정의 탄성을 갖는 것이라면 어떠한 재질이라도 무방할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 하우징(300)은 제1 모듈 하우징(310)과 상면판(321)으로 구성될 수 있다.
자세히 후술하겠지만, 본 실시예의 경우, 제1 모듈 하우징(310)으로 셀 적층체(100)를 압박할 수 있기 때문에 종전의 스트랩과 같은 압박용 부품 없이도 충방전시 배터리 셀(110)들의 스웰링 양을 낮출 수 있다. 또한, 종전에 배터리 셀(110)들 사이 사이에 개재하였던 압박 패드를 생략할 수 있어 배터리 모듈(10)의 에너지 밀도를 향상시킬 수도 있다. 물론, 필요에 따라 본 발명에 따른 모듈 하우징(300)에 종전의 스트랩과 압박 패드를 추가하여 배터리 셀(110)들에 대한 압박력을 더욱 높이는 구성도 가능할 수 있다.
도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 모듈 하우징(300)을 구성하는 제1 모듈 하우징(310)을 자세히 살펴보면, 제1 모듈 하우징(310)은 하면판(311)과 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 제1 모듈 하우징(310)을 구성하는 하면판(311), 제1 좌측 가압판(312), 제1 우측 가압판(313)은 개념적으로 구분되는 요소로서, 이 3개의 판들은 일체로 성형될 수 있음은 물론이다.
상기 하면판(311)은 미리 결정된 면적을 갖는 사각 판 형태로 셀 적층체(100)의 하부에서 셀 적층체(100)를 지지하는 역할을 한다. 여기서 상기 미리 결정된 면적은 배터리 셀(110)의 길이(L)와 셀 적층체(100)를 구성하는 전체 배터리 셀(110)들의 두께(T)의 곱에 해당하는 면적(L×T)일 수 있다.
제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)은 모듈 하우징(300)의 벽체를 형성하는 구성으로 셀 적층체(100)의 양쪽 사이드면에 대응하게 마련될 수 있다.
상기 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)은 상기 하면판(311)의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 상부 방향으로 연장 형성될 수 있다. 여기서 상기 양쪽 모서리 영역은 하면판(311)의 장변에 해당하는 곳으로 배터리 셀(110)의 길이와 거의 일치할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 제1 모듈 하우징(310)은 탄성을 갖는 금속 재질로 마련되고 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)이 하면판(311) 안쪽 방향으로 소정 각도(θ)오므라진 형태로 성형될 수 있다.
다시 말하면, 상기 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)은 상기 하면판(311)의 양쪽 모서리 영역에서 각각 연직 상방향을 기준으로 예각(θ)을 이루도록 상부 방향으로 연장되어 상부 방향으로 갈수록 이들 사이의 간격이 좁아지는 형태를 취할 수 있다.
이러한 제1 모듈 하우징(310)은 탄성을 갖기 때문에 상기 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)을 잡아당겼다 놓으면 오므라진 원상태로 복원될 수 있다. 이때의 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)의 탄성 복원력이 셀 적층체(100)의 양쪽 사이드면을 압박하는 힘으로 작용한다.
상면판(321)은 셀 적층체(100)의 상부를 커버하는 사각 판 형태로 하면판(311)에 대응하는 면적을 갖도록 마련될 수 있다. 이러한 상면판(321)은 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)의 상단부에 용접 또는 볼트 결합될 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 모듈 하우징(300)은 상기 제1 모듈 하우징(310)과 상기 상면판(321)의 결합으로 사각 관 형태로 제공될 수 있다.
이하에서는 이러한 구성을 갖는 모듈 하우징(300)을 사용해 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)을 제조하는 방법을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 제조하기 위한 단계별 공정도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10) 제조방법의 플로차트이다.
본 발명에 따른 배터리 모듈(10) 제조방법은 제1 모듈 하우징(310)과 상면판(321), 그리고 제1 모듈 하우징(310)에 수납할 셀 적층체(100)를 마련하는 단계(S10)와, 이러한 셀 적층체(100)를 상기 제1 모듈 하우징(310)에 삽입 후 가압하는 단계(S20)를 포함할 수 있다.
먼저, 탄성을 갖는 금속판을 성형하여 제1 모듈 하우징(310)을 마련한다. 이때, 상술한 바와 같이, 제1 모듈 하우징(310)은 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)이 하면판(311) 안쪽으로 약간 오므라진 형태를 갖도록 한다. 그리고 셀 적층체(100)는 상기 제1 모듈 하우징(310)에 수납할 수 있을 개수만큼의 파우치형 배터리 셀(110)을 적층하여 마련한다.
제1 모듈 하우징(310)의 하면판(311)은 그 폭이 셀 적층체(100)를 구성하는 배터리 셀(110)들의 전체 두께에 대응하도록 마련한다. 부연하면, 셀 적층체(100)는 미리 준비된 개수의 파우치형 배터리 셀(110)들을 세워서 좌우 방향을 적층시킨 형태로 마련되며, 상기 하면판(311)은 그 폭이 상기 미리 준비된 개수의 파우치형 배터리 셀(110)들의 전체 두께의 합과 거의 일치하도록 한다.
예컨대, 본 실시예의 셀 적층체(100)는 총 8개의 파우치형 배터리 셀(110)들을 좌우 방향으로 적층하여 구성된 것이며, 제1 모듈 하우징(310)의 하면판(311)의 폭은 이러한 총 8개의 파우치형 배터리 셀(110)들의 전체 두께에 해당하는 사이즈를 갖도록 제작된 것이다.
그 다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 셀 적층체(100)를 삽입할 수 있는 공간 확보를 위해 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)을 잡아당겨 이들 사이의 간격을 벌린 후, 셀 적층체(100)를 제1 모듈 하우징(310) 내부 공간에 삽입한다.
그 다음, 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)을 놓으면, 도 5의 (a)와 같이, 상기 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)이 오므라지면서 셀 적층체(100)의 양쪽 사이드면을 압박하게 된다.
이와 같이 배터리 셀(110)들이 초기 가압 상태로 제1 모듈 하우징(310)의 내부 공간에 구속되기 때문에 고정성이 확보될 수 있을 뿐만 아니라 충방전시 스웰링으로 인한 두께 팽창이 억제될 수 있다.
그 다음, 상면판(321)을 상기 제1 좌측 가압판(312)과 상기 제1 우측 가압판(313)의 상단부에 용접하여 부착한다(S30). 이를테면, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 상면판(321)의 양쪽 모서리 영역을 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)의 상단부 위에 올려놓고, 접촉 부분에 용접(W)을 수행하여 셀 적층체(100)의 상부를 커버할 수 있다.
이러한 상면판(321)은 셀 적층체(100)의 상부를 커버할 뿐만 아니라, 셀 적층체(100)에 초기 가압력이 인가된 상태의 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313) 간의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)을 잡아주는 역할을 할 수 있다.
이와 같이 제작된 본 실시예에 따른 모듈 하우징(300)은 최종적으로 각 관 형태로 제공될 수 있다. 배터리 셀(110)들의 전극 리드(111)들은 상기 모듈 하우징(300)의 개방된 전면부와 후면부를 통해 외부로 노출될 수 있고, 이러한 전극 리드(111)(111)들에 버스바들을 예컨대 초음파 용접을 수행해 전기적으로 연결시킬 수 있다. 그 후 센싱 조립체(200) 하우징을 모듈 하우징(300)의 전면부와 후면부에 장착함으로써 셀 적층체(100)가 완전히 패키징될 수 있다.
이어서, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 배터리 모듈(10) 구성에 대해 설명하기로 한다. 전술한 실시예와 동일한 부재 번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 전술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 제조하기 위한 단계별 공정도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 전술한 실시예와 비교할 때, 제2 모듈 하우징(320)을 더 포함하고 있어, 셀 적층체(100)에 대한 초기 가압력이 더 강화될 수 있을 뿐만 아니라 조립 편의성이 더 향상될 수 있다.
상기 제2 모듈 하우징(320)은 상기 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)을 압박하며 제1 모듈 하우징(310)에 씌워질 수 있게 구성될 수 있다. 이러한 제2 모듈 하우징(320)은 상면판(321), 제2 좌측 가압판(322), 제2 우측 가압판(323)을 포함할 수 있다. 상기 제2 모듈 하우징(320)을 구성하는 상면판(321), 제2 좌측 가압판(322), 제2 우측 가압판(323)은 개념적으로 구분되는 요소로서, 이 3개의 판들은 제1 모듈 하우징(310)과 같이 탄성을 갖는 금속 재질로 일체로 성형될 수 있음은 물론이다.
상기 상면판(321)은 사각 판 형태로 상기 셀 적층체(100)의 상부에서 상기 셀 적층체(100)의 상부를 커버할 수 있게 마련될 수 있다. 그리고 상기 제2 좌측 가압판(322)과 제2 우측 가압판(323)은 상면판(321) 안쪽 방향으로 소정 각도 오므라진 형태로 마련될 수 있다.
즉, 상기 제2 좌측 가압판(322)과 제2 우측 가압판(323)은 각각 상면판(321)의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 연직 하방향을 기준으로 예각을 이루도록 하부 방향으로 연장 형성되어 하부 방향으로 갈수록 간격이 좁아지게 마련될 수 있다.
이러한 제2 모듈 하우징(320)은의 제2 좌측 가압판(322)과 제2 우측 가압판(323)은, 상술한 제1 모듈 하우징(310)의 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)과 같이, 탄성 한계 이내에서 잡아당겼다 놓으면 오므라진 원상태로 복원될 수 있다.
따라서 제2 모듈 하우징(320)을, 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 좌측 가압판(322)과 제2 우측 가압판(323)을 잡아당겨서 제1 모듈 하우징(310)에 씌운 후 놓으면 제2 좌측 가압판(322)은 제1 좌측 가압판(312)을 향해 탄성 바이어스되어 밀착될 수 있고 제2 우측 가압판(323)은 제2 우측 가압판(323)을 향해 탄성 바이어스되어 밀착될 수 있다.
이러한 제2 모듈 하우징(320)을 포함하는 배터리 모듈(10) 제조방법은 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 모듈 하우징(310)에 셀 적층체(100) 가압하는 단계까지는 동일하다. 그 다음, 상기 제2 좌측 가압판(322)과 제2 우측 가압판(323)을 탄성 한계 이내에서 잡아당겨 간격을 넓혀서 상기 상면판(321)이 상기 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)의 상단부에 닿도록 한 후, 상기 제2 좌측 가압판(322)과 제2 우측 가압판(323)을 놓아 상기 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)을 가압하도록 하는데 차이가 있다.
이 경우, 셀 적층체(100)가 받는 압박력은 제1 좌/우측 가압판의 압박력에 제2 좌/우측 가압판의 압박력까지 합해져 배가될 수 있어, 전술한 실시예에 비해 배터리 셀(110)들에 대한 팽창 억제력이 더 강화될 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 제2 좌측 가압판(322)과 상기 제2 우측 가압판(323)이 상기 하면판(311)의 끝단 안쪽에 위치하도록 상기 제1 좌측 가압판(312)과 상기 제1 우측 가압판(313)은 상기 하면판(311)의 끝단으로부터 소정 간격 안쪽에서 상부 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라 하면판(311)의 양쪽 끝단은 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)을 기준으로 바깥쪽에 노출된다. 이하 상기 하면판(311)의 양쪽 끝단을 용접 스팟부(311a)로 지칭하기로 한다.
상술한 바와 같이, 제2 모듈 하우징(320)을 제1 모듈 하우징(310)에 씌운 다음에는, 도 8의 (c)와 같이, 상기 제2 좌측 가압판(322)과 제2 우측 가압판(323)의 하단부를 하면판(311)의 용접 스팟부(311a)에 용접(W)할 수 있다.
전술한 실시예의 경우, 상면판(321)을 제1 좌측 가압판(312)과 제1 우측 가압판(313)의 상단부에 올려놓고 용접을 수행할 때, 용접 과정에서 약간의 충격에도 상면판(321)의 위치가 틀어질 수 있어 별도의 지그를 사용해 상면판(321)의 위치를 홀딩시켜주어야 한다.
이에 반해, 본 실시예의 경우에는 제2 모듈 하우징(320)이 제1 모듈 하우징(310)을 강하게 압박하고 있기 때문에 제2 좌/우측 가압판의 하단부가 용접 스팟부(311a)에 대해 틀어질 염려가 없어 용접 공정이 더 수월해질 수 있다.
물론, 상기 제2 좌/우측 가압판을 제1 모듈 하우징(310)의 제1 좌/우측 가압판(312,313) 또는 하면판(311)에 볼트 체결할 수도 있다. 참고로, 본 실시예에 따른 모듈 하우징(300)은 제1 모듈 하우징(310)이 제2 모듈 하우징(320)으로 감싸여 압박되게 구성되기 때문에 별도로 용접 내지 볼트 체결을 생략하는 것도 무방할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 구성과 작용을 갖는 배터리 모듈(10) 및 그 제조방법에 의하면, 별도의 부품을 사용하지 않고도 초기 가압된 상태로 배터리 셀(110)들을 모듈 하우징(300) 내부에 수납할 수 있게 되어 배터리 셀(110)들의 충방전시 부피 팽창이 억제될 수 있다. 또한, 모듈 하우징(300) 조립시 용접 내지 체결이 필요한 개소가 최소화될 수 있어 조립 공정이 간소화될 수 있다.
한편, 배터리 모듈은 배터리 셀들의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치(미도시), 예컨대 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 배터리 모듈은 전기 자동차나 하이브리드 자동차 또는 전력 저장장치의 에너지원으로 사용될 수도 있다.
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.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우와 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.

Claims (9)

  1. 파우치형 배터리 셀들이 나란히 세워져 수평 방향으로 적층된 형태로 구성된 셀 적층체, 상기 셀 적층체를 수납하는 모듈 하우징을 갖는 배터리 모듈로서,
    상기 모듈 하우징은,
    사각 판 형태로 마련되어 상기 셀 적층체의 하부에서 상기 셀 적층체를 지지하는 하면판, 상기 하면판의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 각각 연직 상방향을 기준으로 예각을 이루도록 상부 방향으로 연장 형성되어 상부 방향으로 갈수록 간격이 좁아지되 탄성을 갖는 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 포함하여,
    상기 제1 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판이 탄성 바이어스되어 상기 셀 적층체의 양쪽 사이드면을 가압하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 하우징은,
    상기 제1 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판의 상단부에 용접 또는 볼트 결합되어 상기 셀 적층체의 상부를 커버하는 상면판을 더 포함하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 하우징은,
    사각 판 형태로 마련되어 상기 셀 적층체의 상부에서 상기 셀 적층체의 상부를 커버하는 상면판과, 탄성을 가지며 상기 상면판의 양쪽 모서리 영역에서 각각 하부 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 좌측 가압판의 외면에 밀착되게 탄성 바이어스되는 제2 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판의 외면에 밀착되게 탄성 바이어스되는 제2 우측 가압판을 더 포함하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 좌측 가압판과 상기 제2 우측 가압판이 상기 하면판의 끝단 안쪽에 위치하도록, 상기 제1 좌측 가압판과 상기 제1 우측 가압판은 상기 하면판의 끝단으로부터 소정 간격 안쪽에서 상부 방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 좌측 가압판과 상기 제2 우측 가압판의 하단부는 상기 하면판의 상면에 용접되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 사각 판 형태의 하면판과, 상기 하면판의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 각각 연직 방향을 기준으로 예각을 이루도록 상부 방향으로 연장 형성되어 상부 방향으로 갈수록 간격이 좁아지되 탄성을 갖는 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판으로 구성된 제1 모듈 하우징과, 상기 제1 모듈 하우징에 수납시킬 셀 적층체를 마련하는 단계; 및
    상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 탄성 한계 이내에서 잡아당겨 간격을 넓힌 다음, 상기 셀 적층체를 상기 제1 모듈 하우징 내부에 삽입한 후, 상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 놓아 상기 셀 적층체의 양쪽 사이드면을 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 배터리 모듈 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판의 상단부에 상면판을 용접 또는 볼트 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    사각 판 형태의 상면판과, 상기 상면판의 나란한 양쪽 모서리 영역에서 각각 연직 하방향을 기준으로 예각을 이루도록 하부 방향으로 연장 형성되어 하부 방향으로 갈수록 간격이 좁아지되 탄성을 갖는 제2 좌측 가압판과 제2 우측 가압판으로 구성된 제2 모듈 하우징을 마련하는 단계; 및
    상기 제2 좌측 가압판과 제2 우측 가압판을 탄성 한계 이내에서 잡아당겨 간격을 넓혀서 상기 상면판을 상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판의 상단부에 올려놓은 한 후, 상기 제2 좌측 가압판과 제2 우측 가압판을 놓아 상기 제1 좌측 가압판과 제1 우측 가압판을 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 좌측 가압판과 상기 제2 우측 가압판의 하단부를 상기 제1 모듈 하우징에 용접 또는 볼트 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조방법.
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