WO2022019624A1 - 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

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강달모
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윤현기
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack and an automobile including the same.
  • Secondary batteries that are easy to apply according to product groups and have electrical characteristics such as high energy density are not only portable devices, but also electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HEVs) driven by an electric drive source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of being able to dramatically reduce the use of fossil fuels but also the fact that no by-products are generated from the use of energy.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid vehicles
  • the types of secondary batteries currently widely used include a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, and the like.
  • the unit secondary battery cell that is, the operating voltage of the unit battery cell is about 2.5V ⁇ 4.5V. Accordingly, when a higher output voltage is required, a plurality of battery cells are connected in series to form a battery pack. In addition, a plurality of battery cells may be connected in parallel to form a battery pack according to the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.
  • a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using the at least one battery module.
  • a method of configuring the battery pack is common.
  • a conventional battery pack generally includes at least one battery cell assembly including battery cells and a housing structure made of a metal material in the form of a box for accommodating the at least one battery cell assembly.
  • a housing structure accommodating such a battery cell assembly is mounted on a pack tray of a vehicle.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack capable of increasing energy density and a vehicle including the same.
  • Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of reducing overall weight through weight reduction and a vehicle including the same.
  • Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of more efficiently controlling cell swelling and a vehicle including the same.
  • the present invention as a battery pack provided in a vehicle, a pack tray mounted on the vehicle; and at least one battery module provided on the pack tray, wherein the at least one battery module includes: at least one battery cell assembly mounted on the pack tray and including at least one battery cell; and a plurality of side plates provided on both sides of the at least one battery cell assembly so as to support the at least one battery cell assembly and fixed to the pack tray, wherein the plurality of side plates, respectively, a support for supporting the at least one battery cell assembly; and a fixing part extending from the support part and fixed to the pack tray.
  • the support part may cover a side surface of the at least one battery cell assembly and be disposed perpendicular to the pack tray, and the fixing part may be formed to protrude from the support part by a predetermined length perpendicular to the support part.
  • a mounting beam of a predetermined length may be provided on an upper surface of the pack tray, and the fixing part may be fixed to the mounting beam.
  • the fixing part may be formed to be higher than a height of the mounting beam in a height direction of the pack tray.
  • the at least one battery module further includes; at least one fastening member for fixing the fixing part and the mounting beam, the at least one fastening member passing through the fixing part to be fastened to the mounting beam.
  • the at least one battery module may include at least one connection member connected to side plates provided on both sides of the at least one battery cell assembly and disposed above the at least one battery cell assembly.
  • the at least one connection member may include at least one long bolt member fastened to side plates provided on both sides of the at least one battery cell assembly.
  • the at least one connection member may include at least one band member integrally covering the side plates provided on both sides of the at least one battery cell assembly.
  • the at least one band member may include a band body disposed on an upper side of the at least one battery cell assembly; and a band clip bent from the band body and fixed to the side plates.
  • the present invention provides a vehicle comprising, as a vehicle, at least one battery pack according to the above-described embodiments.
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a main part of the battery pack of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view for explaining a battery module of the battery pack of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery module of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a view for explaining a side plate of the battery module of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a view for explaining another embodiment of the side plate of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a view for explaining another embodiment of the side plate of FIG. 5 .
  • FIG. 8 is a view for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 is provided in a vehicle V (refer to FIG. 10 ), and may include a pack tray 10 and a battery module 50 .
  • the pack tray 10 is mounted on the vehicle V, and may support at least one battery module 50 and an electric unit 70, which will be described later.
  • the pack tray 10 may include a tray body 12 and a mounting beam 15 .
  • the tray body 12 may be mounted on the vehicle (V, see FIG. 10 ).
  • the battery module 50 and the electric unit 70 may be seated on the tray body 12 .
  • the mounting beam 15 is provided with a predetermined length on the upper surface of the tray body 12 , and may be provided between at least one pair of battery modules 50 to be described later.
  • the mounting beam 15 may buffer an impact transmitted to the battery modules 50 from an external impact or the like.
  • the mounting beam 15 may be provided in plurality.
  • the plurality of mounting beams 15 may be provided between battery modules 50 to be described later. Of course, this is only an example, and the mounting beam 15 may be provided only between some battery modules 50 .
  • the battery module 50 is provided on the pack tray 10 and may be provided in at least one or a plurality.
  • the battery module 50 will be described as being provided in plurality.
  • the plurality of battery modules 50 will be looked at in more detail in the following related drawings.
  • the battery pack 1 may further include an electric unit 70 .
  • the electric unit 70 may be mounted on the tray body 12 of the pack tray 10 .
  • the electric unit 70 may include various electric components capable of managing or controlling the plurality of battery modules 50 .
  • FIG. 2 is a view for explaining a main part of the battery pack of FIG. 1
  • FIG. 3 is a view for explaining a battery module of the battery pack of FIG. 2
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery module of FIG. 3 .
  • the plurality of battery modules 50 may include a battery cell assembly 100 and a side plate 400 , respectively.
  • the battery cell assembly 100 may be mounted on the pack tray 10 .
  • the battery cell assembly 100 may include at least one or more battery cells 150 .
  • the battery cell assembly 100 will be described as including a plurality of battery cells 150 .
  • the plurality of battery cells 150 is a secondary battery, and may be provided as a pouch-type secondary battery, a prismatic secondary battery, or a cylindrical secondary battery.
  • the plurality of battery cells 150 will be described as being provided as a pouch-type secondary battery.
  • Each of the plurality of battery cells 150 may include an electrode assembly, a battery case accommodating the electrode assembly, and a pair of electrode leads 155 protruding out of the battery case and electrically connected to the electrode assembly. have.
  • the battery module 50 may further include a bus bar assembly 200 .
  • the bus bar assembly 200 is electrically connected to the battery cell assembly 100 and may cover the front and rear surfaces of the battery cell assembly 100 .
  • the bus bar assembly 200 may include a bus bar cover 210 , a bus bar member 230 , a sensing PCB 250 , and a connector 270 .
  • the bus bar cover 210 may cover the front and rear surfaces of the battery cell assembly 100 . To this end, the bus bar covers 210 may be provided as a pair to cover the front and rear surfaces of the battery cell assembly 100 , respectively.
  • the bus bar member 230 may be provided on the bus bar cover 210 and may be electrically connected to the electrode leads 155 of the plurality of battery cells 150 of the battery cell assembly 100 . . A plurality of such bus bar members 230 may be provided.
  • the sensing PCB 250 may connect the pair of bus bar covers 210 and may be provided as a flexible printed circuit board.
  • the sensing PCB 250 may have a predetermined length and may be disposed above the battery cell assembly 100 .
  • the connector 270 is provided on at least one bus bar cover 210 and may be electrically connected to an external device or the like.
  • a plurality of such connectors 270 may be provided.
  • the plurality of connectors 270 may be provided as a high voltage connector, a low voltage connector, or the like.
  • the battery module 50 may further include a heat sink 300 .
  • the heat sink 300 is for cooling the battery cell assembly 100 , and may be provided under the battery cell assembly 100 .
  • the heat sink 300 may be provided on the tray body 12 of the pack tray 10 .
  • a plurality of fastening holes 350 may be provided in the heat sink 300 .
  • a fastening member 500 for coupling with a side plate 400 to be described later may be fastened to the plurality of fastening holes 350 .
  • the heat sink 300 may be fixed by a coupling method such as welding coupling with the side plate 400 to be described later in addition to coupling through the coupling member 500 .
  • the heat sink 300 is provided individually for each battery module 50 , it is possible to shorten the cooling path of the battery module 50 and realize weight reduction of the entire battery pack 1 . have.
  • FIG. 5 is a view for explaining a side plate of the battery module of FIG. 4 .
  • the side plate 400 is provided on both sides of the at least one battery cell assembly 100 to support the at least one battery cell assembly 100 , and the pack tray 10 ) can be fixed.
  • the side plate 400 may be provided as a pair for each battery module 50 .
  • the pair of side plates 400 may include a support part 410 and a fixing part 450 , respectively.
  • the support part 410 may cover a side surface of the at least one battery cell assembly 100 and support the at least one battery cell assembly 100 .
  • the support part 410 may be disposed perpendicular to the pack tray 10 .
  • a heat sink coupling hole 413 and a connection hole 415 may be provided in the support part 410 .
  • the heat sink fastening hole 413 is provided under the support part 410 and may be provided in plurality.
  • a fastening member 500 for fastening with the heat sink 300 may be penetrated through the plurality of heat sink fastening holes 413 , respectively.
  • connection hole 415 is provided on the upper side of the support part 410 and may be provided in plurality.
  • a connection member 600 for interconnecting the pair of side plates 400 may be through-fastened to the plurality of connection holes 415 , respectively.
  • the fixing part 450 may extend from the support part 410 and be fixed to the pack tray 10 .
  • the fixing part 450 may be formed to protrude from the support part 410 by a predetermined length perpendicular to the support part 410 .
  • the cell through the fixing part 450 Through the protruding structure of the fixing part 450 , when an abnormal situation such as expansion due to cell swelling of the battery cell assembly 100 occurs, the cell through the fixing part 450 , It is possible to secure a rigid structure of the battery module 50 for swelling control.
  • the fixing part 450 may be fixed to the mounting beam 15 of the pack tray 10 .
  • the fixing part 450 may be formed to be higher than the height of the mounting beam 15 in the height direction of the pack tray 10 .
  • a beam fastening hole 453 may be provided in the fixing part 450 .
  • the beam fastening hole 453 may be provided in plurality.
  • a fastening member 500 for fastening with the mounting beam 15 of the pack tray 10 may be penetrated through the plurality of beam fastening holes 453 , respectively.
  • the battery module 50 is mounted on the mounting beam 15 of the pack tray 10 through a pair of side plates 400 provided in each of the plurality of battery modules 50 . It is directly coupled, and the pair of side plates 400 of the battery module 50 may be connected to each other through the connecting members 600 .
  • the battery modules 50 can be stably mounted on the pack tray 10 without an additional case structure for fixing with the separate pack tray 10 , and a separate battery It is possible to stably support and fix the battery cell assembly 100 without a member such as a cover case of the module.
  • FIG. 6 is a view for explaining another embodiment of the side plate of FIG. 5 .
  • the side plate 403 may include a support part 460 and a fixing part 470 .
  • At least one heat sink fastening hole 463 through which a fastening member 500 (refer to FIGS. 3 and 4) for fastening with the heat sink 300 (refer to FIGS. 2 and 3) passes through the support part 460 is provided. can be provided.
  • the fixing part 470 may be formed to protrude vertically from the upper end of the support part 460 to the support part 460 .
  • the fixing part 470 may be provided at the upper end of the support part 460 to secure rigidity.
  • the fastening member 500 for fastening with the mounting beam 15 (refer to FIGS. 2 and 3) of the pack tray 10 (refer to FIGS. 2 and 3) is through-fastened.
  • a plurality of beam fastening holes 473 may be provided.
  • a plurality of connection holes 475 through which a connection member 600 for connecting the pair of side plates 403 to each other is coupled may be provided in the fixing part 470 .
  • FIG. 7 is a view for explaining another embodiment of the side plate of FIG. 5 .
  • the side plate 405 may include a support part 480 and a fixing part 490 .
  • connection holes 485 through which connection members 600 (refer to FIGS. 2 and 3 ) for connecting the pair of side plates 405 to each other are penetrated may be provided in the support 480 .
  • the fixing part 490 may be formed to protrude vertically from the lower end of the support part 480 to the support part 480 .
  • the fixing part 490 may be provided at the lower end of the support part 480 to secure rigidity.
  • At least one heat sink fastening hole 493 through which a fastening member 500 (refer to FIGS. 3 and 4) for fastening with the heat sink 300 (refer to FIGS. 2 and 3) passes through the fixing part 490, ) may be provided.
  • the fastening member 500 for fastening with the mounting beam 15 (refer to FIGS. 2 and 3) of the pack tray 10 (refer to FIGS. 2 and 3) is through-fastened.
  • a plurality of beam fastening holes 495 may be provided.
  • the side plates 400 , 403 , and 405 may have various protrusion structures for securing rigidity of the fixing parts 450 , 470 , 490 .
  • the battery module 50 may further include a fastening member 500 .
  • the fastening member 500 is for fixing the fixing part 410 of the pair of side plates 400 and the mounting beam 15 of the pack tray 10, and may be provided in plurality. .
  • the plurality of fastening members 500 may be provided as bolting members.
  • the plurality of fastening members 500 may connect the pair of side plates 400 and the heat sink 300 to each other.
  • the plurality of fastening members 500 may pass through the fixing part 410 of the pair of side plates 400 to be fastened to the mounting beam 15 of the pack tray 10 . .
  • the battery module 50 may further include a connection member 600 .
  • connection member 600 is connected to the side plates 400 provided on both sides of the at least one battery cell assembly 100 , and may be disposed above the at least one battery cell assembly 100 . .
  • connection member 600 may include at least one long bolt member 600 fastened to the side plates 400 provided on both sides of the at least one battery cell assembly 100 .
  • At least one or more of the long bolt members 600 may be provided.
  • the long bolt member 600 will be described as being provided in plurality.
  • the plurality of long bolt members 600 may be through-fastened to the pair of side plates 400 to connect the pair of side plates 400 , respectively.
  • the plurality of long bolt members 600 may be disposed above the battery cell assembly 100 .
  • the battery pack 1 according to the present embodiment can reduce the overall weight by increasing the energy density and reducing the weight through the above-described structure.
  • the battery pack 1 according to the present embodiment can more efficiently control cell swelling through the protrusion structure of the pair of side plates 400 , 403 , and 405 .
  • FIG. 8 is a view for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module 60 according to this embodiment is similar to the battery module 50 of the previous embodiment, redundant descriptions of components substantially the same as or similar to those of the previous embodiment will be omitted, and hereinafter, the previous embodiment The difference between and will be explained.
  • the battery module 60 includes a battery cell assembly 100 , a bus bar assembly 200 , a heat sink 300 , a pair of side plates 400 , a fastening member 500 , and a connection.
  • a member 700 may be included.
  • the battery cell assembly 100 , the bus bar assembly 200 , the heat sink 300 , the pair of side plates 400 and the fastening member 500 are similar to those of the previous embodiment. A duplicate description is omitted.
  • connection member 700 may include at least one band member 700 integrally covering the side plates 400 provided on both sides of the at least one battery cell assembly 100 .
  • the band member 700 is provided as a metal member of an elastic material, and may be provided in at least one or more plurality. Hereinafter, in this embodiment, the band member 700 will be described by limiting it to being provided in plurality.
  • the plurality of band members 700 may include a band body 710 and a band clip 750 , respectively.
  • the band body 710 may be made of a material having a predetermined length of elasticity, and may be disposed above the at least one battery cell assembly 100 .
  • the band clip 750 may be integrally formed with the band body 710 , bent downward at both ends of the band body 710 , and fixed to the side plates 400 .
  • the band clip 750 may be additionally fixed to each side plate 400 by welding or the like. Accordingly, the band member 700 may be more stably fixed to the side plates 400 .
  • the connecting member 700 may be provided in a welding coupling method of the elastic band member 700 instead of a bolting coupling coupling method in addition to the long bolting member 600 as in the previous embodiment.
  • FIG. 9 is a view for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 2 according to the present embodiment is similar to the battery pack 1 of the previous embodiment, redundant descriptions of components substantially the same as or similar to those of the previous embodiment will be omitted, and hereinafter, the previous embodiment The difference between and will be explained.
  • the battery pack 2 may include a plurality of battery modules 50 , a pack tray 80 , and an integrated heat sink 90 .
  • the plurality of battery modules 50 are substantially the same as or similar to those of the previous embodiment, a redundant description will be omitted below.
  • the pack tray 80 may include a tray body 82 and a mounting beam 85 .
  • tray body 82 and the mounting beam 85 are similar to the tray body 12 and the mounting beam 15 of the previous embodiment, a redundant description will be omitted below.
  • the integrated heat sink 90 is provided on the tray body 82 of the pack tray 80 , and may be provided in a shape and size to cover all of the plurality of battery modules 50 .
  • the integrated heat sink 90 may be provided on the tray body 82 of the pack tray 80 while integrally covering the bottom surfaces of the plurality of battery modules 50 .
  • the battery pack 2 integrally controls the cooling of the plurality of battery modules 50 through the integrated heat sink 90 , and the plurality of battery modules (50) can be supported more stably.
  • FIG. 10 is a view for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • a vehicle V according to the present embodiment may include at least one battery pack 1 according to the previous embodiment. This is only an example, and the vehicle V may also include at least one battery pack 2 (refer to FIG. 9 ) of the previous embodiment, and the battery pack 1 and the battery pack 2 and FIG. 9 . It may also be possible to include combinations of ).
  • the battery pack 1 provided in the vehicle V may be provided as a fuel source for the vehicle.
  • the battery pack 1 may be provided in the vehicle V in an electric vehicle, a hybrid vehicle, and any other manner in which the battery pack 1 may be used as a fuel source.
  • the battery pack 1 may also be provided in other devices, devices, and facilities, such as an energy storage system using a secondary battery, in addition to the vehicle V.
  • a battery pack 1 capable of increasing energy density and a vehicle V including the same.
  • the battery packs 1 and 2 capable of reducing the overall weight through weight reduction and the vehicle V including the same.
  • the battery packs 1 and 2 capable of more efficiently controlling cell swelling and the vehicle V including the same.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차에 구비되는 배터리 팩은, 팩 트레이, 팩 트레이 상에 구비되는 배터리 셀 조립체 및 배터리 셀 조립체를 지지할 수 있게 배터리 셀 조립체의 양측면에 구비되며, 팩 트레이에 고정되는 복수 개의 사이드 플레이트를 포함하며, 복수 개의 사이드 플레이트는, 각각, 배터리 셀 조립체를 지지하는 지지부 및 지지부로부터 연장되며, 팩 트레이에 고정되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 07월 22일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2020-0091079호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
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 ~ 4.5V이다. 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 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
종래 배터리 팩의 경우, 일반적으로, 배터리 셀들을 포함하는 적어도 하나의 배터리 셀 조립체 및 이러한 적어도 하나의 배터리 셀 조립체를 수용하는 박스 형태의 금속 소재의 하우징 구조를 포함한다. 종래 배터리 팩의 경우, 이러한 배터리 셀 조립체를 수용한 하우징 구조가 자동차의 팩 트레이 상에 장착된다.
그러나, 이러한 종래 배터리 팩의 구조에서는, 이러한 별도의 하우징 구조 자체 무게나 부피 등에 의해 전체 배터리 팩의 에너지 밀도가 저하되며, 전체 배터리 팩의 무게가 증가되는 문제가 있다.
그러므로, 에너지 밀도를 보다 더 높일 수 있으며, 경량화를 통해 전체 무게를 줄일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 에너지 밀도를 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 경량화를 통해 전체 무게를 줄일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 셀 스웰링을 보다 더 효율적으로 제어할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 자동차에 구비되는 배터리 팩으로서, 상기 자동차에 장착되는 팩 트레이; 및 상기 팩 트레이 상에 구비되는 적어도 하나의 배터리 모듈;을 포함하며, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈은, 상기 팩 트레이 상에 장착되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 적어도 하나의 배터리 셀 조립체; 및 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체를 지지할 수 있게 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 양측면에 구비되며, 상기 팩 트레이에 고정되는 복수 개의 사이드 플레이트;를 포함하며, 상기 복수 개의 사이드 플레이트는, 각각, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체를 지지하는 지지부; 및 상기 지지부로부터 연장되며, 상기 팩 트레이에 고정되는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
상기 지지부는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 측면을 커버하며, 상기 팩 트레이와 수직하게 배치되며, 상기 고정부는, 상기 지지부와 수직하게 상기 지지부로부터 소정 길이로 돌출 형성될 수 있다.
상기 팩 트레이의 상면에는, 소정 길이의 마운팅 빔에 구비되며, 상기 고정부는, 상기 마운팅 빔에 고정될 수 있다.
상기 고정부는, 상기 팩 트레이의 높이 방향에서, 상기 마운팅 빔의 높이보다 높게 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 배터리 모듈은, 상기 고정부와 상기 마운팅 빔의 고정을 위한 적어도 하나의 체결부재;를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 체결부재는, 상기 고정부를 관통하여 상기 마운팅 빔에 체결될 수 있다.
상기 적어도 하나의 배터리 모듈은, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들과 연결되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 상측에 배치되는 적어도 하나의 연결부재;를 포함될 수 있다.
상기 적어도 하나의 연결부재는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들과 체결되는 적어도 하나의 롱볼트부재;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 연결부재는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들을 통합적으로 커버하는 적어도 하나의 밴드부재;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 밴드부재는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 상측에 배치되는 밴드 본체; 및 상기 밴드 본체로부터 절곡되며, 상기 사이드 플레이트들에 고정되는 밴드 클립;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, 에너지 밀도를 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 경량화를 통해 전체 무게를 줄일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 셀 스웰링을 보다 더 효율적으로 제어할 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 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 배터리 팩의 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 배터리 모듈을 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 배터리 모듈의 사이드 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 사이드 플레이트의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 사이드 플레이트의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 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 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 팩(1)은, 자동차(V, 도 10 참조) 등에 구비되며, 팩 트레이(10), 및 배터리 모듈(50)을 포함할 수 있다.
상기 팩 트레이(10)는, 상기 자동차(V)에 장착되며, 후술하는 적어도 하나의 배터리 모듈(50) 및 전장 유닛(70) 등을 지지할 수 있다.
이러한 상기 팩 트레이(10)는, 트레이 본체(12) 및 마운팅 빔(15)을 포함할 수 있다.
상기 트레이 본체(12)는, 상기 자동차(V, 도 10 참조)에 장착될 수 있다. 이러한 상기 트레이 본체(12)에는 상기 배터리 모듈(50) 및 상기 전장 유닛(70)이 안착될 수 있다.
상기 마운팅 빔(15)은, 상기 트레이 본체(12)의 상면에 소정 길이로 구비되며, 후술하는 적어도 한 쌍의 배터리 모듈들(50) 사이 사이에 구비될 수 있다. 이러한 상기 마운팅 빔(15)은, 외부 충격 등으로부터 상기 배터리 모듈들(50) 측으로 전달되는 충격 등을 완충시킬 수 있다.
상기 마운팅 빔(15)은 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 마운팅 빔(15)은, 후술하는 배터리 모듈들(50) 사이 사이에 구비될 수 있다. 이는 예시적인 것일 뿐 상기 마운팅 빔(15)은 일부 배터리 모듈들(50) 사이에만 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
상기 배터리 모듈(50)은, 상기 팩 트레이(10) 상에 구비되며, 적어도 하나 또는 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈(50)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다. 상기 복수 개의 배터리 모듈들(50)에서는 하기 관련 도면들에서 보다 더 상세히 살펴 본다.
아울러, 상기 배터리 팩(1)은, 전장 유닛(70)을 더 포함할 수 있다.
상기 전장 유닛(70)은, 상기 팩 트레이(10)의 상기 트레이 본체(12) 상에 장착될 수 있다. 이러한 상기 전장 유닛(70)은 상기 복수 개의 배터리 모듈들(50)을 관리하거나 또는 제어할 수 있는 각종 전장 부품 등을 포함할 수 있다.
이하, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)의 상기 배터리 모듈(50)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 주요부를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2의 배터리 팩의 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3의 배터리 모듈을 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 복수 개의 배터리 모듈(50)은, 각각, 배터리 셀 조립체(100) 및 사이드 플레이트(400)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 조립체(100)는, 상기 팩 트레이(10) 상에 장착될 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀 조립체(100)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 셀(150)을 포함할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀 조립체(100)가 복수 개의 배터리 셀(150)을 포함하는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 배터리 셀(150)은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 복수 개의 배터리 셀(150)이 파우치형 이차 전지로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 배터리 셀(150)은, 각각, 전극 조립체, 이러한 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스 및 상기 전지 케이스 밖으로 돌출되며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전극 리드(155)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈(50)은, 버스바 어셈블리(200)를 더 포함할 수 있다.
상기 버스바 어셈블리(200)는, 상기 배터리 셀 조립체(100)와 전기적으로 연결되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전방 및 후방을 커버할 수 있다.
이러한 상기 버스바 어셈블리(200)는, 버스바 커버(210), 버스바부재(230), 센싱 PCB(250) 및 커넥터(270)를 포함할 수 있다.
상기 버스바 커버(210)는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전방 및 후방을 커버할 수 있다. 이를 위해, 상기 버스바 커버(210)는 한 쌍으로 구비되어, 각각, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 전방 및 후방을 커버할 수 있다.
상기 버스바부재(230)는, 상기 버스바 커버(210)에 구비되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상기 복수 개의 배터리 셀들(150)의 전극 리드들(155)과 전기저긍로 연결될 수 있다. 이러한 상기 버스바부재(230)는 복수 개로 구비될 수 있다.
상기 센싱 PCB(250)는, 상기 한 쌍의 버스바 커버(210)를 연결할 수 있으며, 플렉서블 인쇄회로기판으로 마련될 수 있다. 이러한 상기 센싱 PCB(250)는, 소정 길이로 구비되며, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 커넥터(270)는, 적어도 하나의 버스바 커버(210)에 구비되며, 외부 기기 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 커넥터(270)는 복수 개로 구비될 수 있다. 예로서, 상기 복수 개의 커넥터(270)는 고전압 커넥터, 저전압 커넥터 등으로 구비될 수 있다.
한편, 상기 배터리 모듈(50)은, 히트 싱크(300)를 더 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크(300)는, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 냉각을 위한 것으로서, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 하측에 구비될 수 있다. 이러한 상기 히트 싱크(300)는 상기 팩 트레이(10)의 상기 트레이 본체(12) 상에 구비될 수 있다.
상기 히트 싱크(300)에는 복수 개의 체결홀(350)이 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 체결홀(350)에는 후술하는 사이드 플레이트(400)와의 결합을 위한 체결부재(500)가 체결될 수 있다.
한편, 상기 히트 싱크(300)는 상기 체결부재(500)를 통한 체결 이외에 후술하는 사이드 플레이트(400)와 용접 결합 등과 같은 결합 방식으로 고정되는 것도 가능할 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 히트 싱크(300)가 상기 배터리 모듈(50)마다 개별적으로 구비되는 바, 상기 배터리 모듈(50)의 냉각 경로를 단축함과 아울러 전체 배터리 팩(1)의 경량화를 구현할 수 있다.
도 5는 도 4의 배터리 모듈의 사이드 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 사이드 플레이트(400)는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)를 지지할 수 있게 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)의 양측면에 구비되며, 상기 팩 트레이(10)에 고정될 수 있다. 이러한 상기 사이드 플레이트(400)는, 각각의 배터리 모듈(50)마다 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400)는, 각각, 지지부(410) 및 고정부(450)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(410)는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)의 측면을 커버하며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)를 지지할 수 있다. 이러한 상기 지지부(410)는, 상기 팩 트레이(10)와 수직하게 배치될 수 있다.
상기 지지부(410)에는, 히트 싱크 체결홀(413) 및 연결홀(415)이 구비될 수 있다.
상기 히트 싱크 체결홀(413)은, 상기 지지부(410)의 하측에 구비되며, 복수 개로 마련될 수 있다. 상기 복수 개의 히트 싱크 체결홀(413)에는, 각각, 상기 히트 싱크(300)와의 체결을 위한 체결부재(500)가 관통 체결될 수 있다.
상기 연결홀(415)은, 상기 지지부(410)의 상측에 구비되며, 복수 개로 마련될 수 있다. 상기 복수 개의 연결홀(415)에는, 각각, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400)의 상호 연결을 위한 연결부재(600)가 관통 체결될 수 있다.
상기 고정부(450)는, 상기 지지부(410)로부터 연장되며, 상기 팩 트레이(10)에 고정될 수 있다. 이러한 상기 고정부(450)는, 상기 지지부(410)와 수직하게 상기 지지부(410)로부터 소정 길이로 돌출 형성될 수 있다.
본 실시예에서는, 이러한 상기 고정부(450)의 돌출 구조를 통해, 상기 배터리 셀 조립체(100)의 셀 스웰링에 따른 팽창 등의 이상 상황 발생 시, 상기 고정부(450)를 통해, 상기 셀 스웰링 제어를 위한 상기 배터리 모듈(50)의 강성 구조를 확보할 수 있다.
상기 고정부(450)는 상기 팩 트레이(10)의 상기 마운팅 빔(15)에 고정될 수 있다. 이러한 상기 고정부(450)는, 상기 팩 트레이(10)의 높이 방향에서, 상기 마운팅 빔(15)의 높이보다 높게 형성될 수 있다.
상기 고정부(450)에는, 빔 체결홀(453)이 구비될 수 있다.
상기 빔 체결홀(453)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 빔 체결홀(453)에는, 각각, 상기 팩 트레이(10)의 상기 마운팅 빔(15)과의 체결을 위한 체결부재(500)가 관통 체결될 수 있다.
본 실시예의 경우, 이러한 상기 복수 개의 배터리 모듈(50), 각각에 마련되는 한 쌍의 사이드 플레이트(400)를 통해 상기 배터리 모듈(50)을 상기 팩 트레이(10)의 상기 마운팅 빔(15)에 직접적으로 체결하며, 상기 연결부재들(600)을 통해 상기 배터리 모듈(50)의 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400) 상호 간을 연결할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 별도의 팩 트레이(10)와의 고정을 위한 추가 케이스 구조 없이도 상기 배터리 모듈들(50)을 상기 팩 트레이(10)에 안정적으로 장착시킬 수 있음과 아울러, 별도의 배터리 모듈의 커버 케이스 등과 같은 부재 없이도 배터리 셀 조립체(100)를 안정적으로 지지 및 고정할 수 있다.
결국, 본 실시예에서는, 종래와 같은 별도의 추가 케이스 및 커버 케이스 구조를 생략할 수 있어, 상기 배터리 팩(1)의 전체 에너지 밀도를 현저히 높일 수 있으며, 상기 배터리 팩(1)의 보다 더 슬림한 구조를 구현할 수 있다.
도 6은 도 5의 사이드 플레이트의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 사이드 플레이트(403)는, 지지부(460) 및 고정부(470)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(460)에는 상기 히트 싱크(300, 도 2 및 도 3 참조)와의 체결을 위한 체결부재(500, 도 3 및 도 4 참조)가 관통 체결되는 적어도 하나의 히트 싱크 체결홀(463)이 구비될 수 있다.
상기 고정부(470)는, 상기 지지부(460)의 상단으로부터 상기 지지부(460)와 수직하게 돌출 형성될 수 있다. 상기 고정부(470)는, 강성 확보 등을 위해 상기 지지부(460)의 상단에 마련되는 것도 가능할 수 있다.
이러한 상기 고정부(470)에는, 상기 팩 트레이(10, 도 2 및 도 3 참조)의 상기 마운팅 빔(15, 도 2 및 도 3 참조)와의 체결을 위한 상기 체결부재(500)가 관통 체결되는 복수 개의 빔 체결홀(473)이 구비될 수 있다.
상기 고정부(470)에는, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(403) 상호 간을 연결하기 위한 연결부재(600)가 관통 체결되는 복수 개의 연결홀(475)이 구비될 수 있다.
도 7은 도 5의 사이드 플레이트의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 사이드 플레이트(405)는, 지지부(480) 및 고정부(490)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(480)에는 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(405) 상호 간을 연결하기 위한 연결부재(600, 도 2 및 도 3 참조)가 관통 체결되는 복수 개의 연결홀(485)이 구비될 수 있다.
상기 고정부(490)는, 상기 지지부(480)의 하단으로부터 상기 지지부(480)와 수직하게 돌출 형성될 수 있다. 상기 고정부(490)는, 강성 확보 등을 위해 상기 지지부(480)의 하단에 마련되는 것도 가능할 수 있다.
상기 고정부(490)에는, 상기 히트 싱크(300, 도 2 및 도 3 참조)와의 체결을 위한 체결부재(500, 도 3 및 도 4 참조)가 관통 체결되는 적어도 하나의 히트 싱크 체결홀(493)이 구비될 수 있다.
이러한 상기 고정부(490)에는, 상기 팩 트레이(10, 도 2 및 도 3 참조)의 상기 마운팅 빔(15, 도 2 및 도 3 참조)와의 체결을 위한 상기 체결부재(500)가 관통 체결되는 복수 개의 빔 체결홀(495)이 구비될 수 있다.
이처럼, 상기 사이드 플레이트들(400, 403, 405)의 상기 고정부(450, 470, 490)의 강성 확보를 위한 다양한 돌출 구조를 가질 수 있다.
다시, 도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 배터리 모듈(50)은, 체결부재(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 체결부재(500)는, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400)의 상기 고정부(410)와 상기 팩 트레이(10)의 상기 마운팅 빔(15)의 고정을 위한 것으로서, 복수 개로 구비될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 체결부재(500)는, 볼팅 부재로 구비될 수 있다. 아울러, 상기 복수 개의 체결부재(500)는 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400)와 상기 히트 싱크(300)를 상호 체결할 수 있다.
구체적으로, 상기 복수 개의 체결부재(500)는, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400)의 상기 고정부(410)를 관통하여 상기 팩 트레이(10)의 상기 마운팅 빔(15)에 체결될 수 있다.
상기 배터리 모듈(50)은, 연결부재(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부재(600)는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들(400)과 연결되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 연결부재(600)는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들(400)과 체결되는 적어도 하나의 롱볼트부재(600)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 롱볼트부재(600)는, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서, 상기 롱볼트부재(600)는 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 롱볼트부재(600)는, 각각, 한 쌍의 사이드 플레이트(400)에 관통 체결되어 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400)를 연결할 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 롱볼트부재(600)는 상기 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 배치될 수 있다.
이처럼 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)은, 전술한 구조를 통해, 에너지 밀도를 높임과 아울러 경량화를 통해 전체 무게를 줄일 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)은, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400, 403, 405)의 돌출 구조를 통해, 셀 스웰링을 보다 더 효율적으로 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 배터리 모듈(60)은, 앞선 실시예의 상기 배터리 모듈(50)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 상기 배터리 모듈(60)은, 배터리 셀 조립체(100), 버스바 어셈블리(200), 히트 싱크(300), 한 쌍의 사이드 플레이트(400), 체결부재(500) 및 연결부재(700)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 조립체(100), 상기 버스바 어셈블리(200), 상기 히트 싱크(300), 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(400) 및 상기 체결부재(500)는, 앞선 실시예와 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 연결부재(700)는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들(400)을 통합적으로 커버하는 적어도 하나의 밴드부재(700)를 포함할 수 있다.
상기 밴드부재(700)는, 탄성 재질의 금속부재로 구비되며, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 밴드부재(700)가 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 밴드부재(700)는, 각각, 밴드 본체(710) 및 밴드 클립(750)을 포함할 수 있다.
상기 밴드 본체(710)는, 소정 길이의 탄성을 갖는 재질로 구비되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체(100)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 밴드 클립(750)은, 상기 밴드 본체(710)와 일체로 형성되며, 상기 밴드 본체(710)의 양단에서 하측으로 절곡되고, 상기 사이드 플레이트들(400)에 고정될 수 있다.
상기 밴드 클립(750)은, 각각의 사이드 플레이트(400)에 용접 결합 등으로 추가 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 밴드부재(700)는, 보다 더 안정적으로 상기 사이드 플레이트들(400)에 고정될 수 있다.
이처럼, 상기 연결부재(700)는, 앞선 실시예와 같은 롱볼팅부재(600) 이외에도 볼팅 체결 결합 방식이 아닌 탄성을 갖는 밴드부재(700)의 용접 결합 방식으로 구비되는 것도 가능할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 배터리 팩(2)은, 앞선 실시예의 상기 배터리 팩(1)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9를 참조하면, 상기 배터리 팩(2)은, 복수 개의 배터리 모듈(50), 팩 트레이(80) 및 통합 히트 싱크(90)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 모듈(50)은, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다. 아울러, 상기 복수 개의 배터리 모듈(50) 이외의 앞선 실시예의 상기 복수 개의 배터리 모듈(60)로 구비되는 것도 가능할 수 있으며, 상기 배터리 모듈(50)와 상기 배터리 모듈(60)의 조합으로 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
상기 팩 트레이(80)는, 트레이 본체(82) 및 마운팅 빔(85)을 포함할 수 있다.
상기 트레이 본체(82) 및 상기 마운팅 빔(85)은, 앞선 실시예의 상기 트레이 본체(12) 및 상기 마운팅 빔(15)과 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 통합 히트 싱크(90)는, 상기 팩 트레이(80)의 상기 트레이 본체(82) 상에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 모듈(50) 전부를 커버할 수 있는 형상 및 크기로 마련될 수 있다.
이러한 상기 통합 히트 싱크(90)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(50)의 저면을 통합적으로 커버하면서 상기 팩 트레이(80)의 상기 트레이 본체(82) 상에 구비될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(2)은, 상기 통합 히트 싱크(90)를 통해, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(50)의 냉각을 통합적으로 제어함과 아울러, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(50)을 보다 더 안정적으로 지지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 자동차(V)는, 앞선 실시예의 적어도 하나의 배터리 팩(1)를 포함할 수 있다. 이는 예시적인 것일 뿐 상기 자동차(V)는, 앞선 실시예의 적어도 하나의 배터리 팩(2, 도 9 참조)을 포함하는 것도 가능할 수 있으며, 상기 배터리 팩(1)과 상기 배터리 팩(2, 도 9 참조)의 조합체를 포함하는 것도 가능할 수 있다.
이러한 상기 자동차(V)에 구비되는 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차(V)에 구비될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차(V) 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 에너지 밀도를 높일 수 있는 배터리 팩(1) 및 이를 포함하는 자동차(V)를 제공할 수 있다.
또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 경량화를 통해 전체 무게를 줄일 수 있는 배터리 팩(1, 2) 및 이를 포함하는 자동차(V)를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 셀 스웰링을 보다 더 효율적으로 제어할 수 있는 배터리 팩(1, 2) 및 이를 포함하는 자동차(V)를 제공할 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.

Claims (10)

  1. 자동차에 구비되는 배터리 팩에 있어서,
    상기 자동차에 장착되는 팩 트레이; 및
    상기 팩 트레이 상에 구비되는 적어도 하나의 배터리 모듈;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈은,
    상기 팩 트레이 상에 장착되며, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 적어도 하나의 배터리 셀 조립체; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체를 지지할 수 있게 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 양측면에 구비되며, 상기 팩 트레이에 고정되는 복수 개의 사이드 플레이트;를 포함하며,
    상기 복수 개의 사이드 플레이트는, 각각,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체를 지지하는 지지부; 및
    상기 지지부로부터 연장되며, 상기 팩 트레이에 고정되는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 측면을 커버하며, 상기 팩 트레이와 수직하게 배치되며,
    상기 고정부는,
    상기 지지부와 수직하게 상기 지지부로부터 소정 길이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 팩 트레이의 상면에는,
    소정 길이의 마운팅 빔에 구비되며,
    상기 고정부는,
    상기 마운팅 빔에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 팩 트레이의 높이 방향에서, 상기 마운팅 빔의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈은,
    상기 고정부와 상기 마운팅 빔의 고정을 위한 적어도 하나의 체결부재;를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 체결부재는,
    상기 고정부를 관통하여 상기 마운팅 빔에 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈은,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들과 연결되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 상측에 배치되는 적어도 하나의 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 연결부재는,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들과 체결되는 적어도 하나의 롱볼트부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 연결부재는,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 양측에 구비되는 사이드 플레이트들을 통합적으로 커버하는 적어도 하나의 밴드부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 밴드부재는,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀 조립체의 상측에 배치되는 밴드 본체; 및
    상기 밴드 본체로부터 절곡되며, 상기 사이드 플레이트들에 고정되는 밴드 클립;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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