WO2023090641A1 - 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack and a vehicle including the battery pack.
  • Secondary batteries which are highly applicable to each product group and have electrical characteristics such as high energy density, are used not only in portable devices but also in electric vehicles (EVs) or hybrid electric vehicles (HEVs) driven by an electrical driving source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving energy efficiency and eco-friendliness in that they do not generate any by-products due to the use of energy as well as the primary advantage of dramatically reducing the use of fossil fuels.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid electric vehicles
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series.
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to a 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 pack is configured by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, 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 a battery pack is common.
  • a conventional battery pack generally includes at least one battery module including at least one battery cell, a case tray supporting the at least one battery module, and a tray cover coupled to the case tray.
  • a sealing gasket is assembled together with a case tray and a tray cover to implement a watertight structure.
  • a separate gasket seating structure such as a flange or a groove for seating the sealing gasket is additionally made on a case tray or tray cover.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack capable of securing sealing performance while increasing energy density, and a vehicle including the battery pack.
  • Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of securing cost competitiveness and a vehicle including the battery pack.
  • the present invention as a battery pack, at least one battery module including at least one battery cell; a case tray supporting the at least one battery module; a tray cover coupled to the case tray; and at least one bushing gasket connecting the case tray and the tray cover and supporting the case tray at at least three points.
  • the bushing gasket may include a gasket member for supporting the case tray; a bushing member inserted into the gasket member; a bolting member disposed on one side of the gasket member; and a nut member coupled to the bolting member and penetrating the bushing member at the other side of the gasket member.
  • the gasket member may include a gasket body provided with a bushing member insertion hole into which the bushing member is inserted; and at least one guide pin provided on the gasket body.
  • the at least one guide pin may protrude from the other side of the gasket body to a predetermined length.
  • the guide pins are provided as a pair, and the pair of guide pins may be disposed with the bushing member insertion hole interposed therebetween.
  • the gasket member may include a gasket bead provided in the gasket body and provided along a circumference of the bushing member insertion hole.
  • the bushing member may include a bushing body inserted into the bushing member insertion hole; and a bushing opening formed in the bushing body and passing the nut member therethrough.
  • the tray cover may include a nut member insertion hole through which the nut member passes.
  • the bushing gasket may be provided in plural, and the plurality of bushing gaskets may be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the present invention as a vehicle, provides a vehicle characterized in that it includes; at least one battery pack according to the above-described embodiments.
  • a battery pack capable of securing sealing performance while increasing energy density and a vehicle including the battery pack may be provided.
  • a battery pack capable of securing cost competitiveness and a vehicle including the battery pack may be provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a bushing gasket of the battery pack of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a front view of the bushing gasket of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a rear view of the bushing gasket of FIG. 2;
  • 5 to 7 are views for explaining an assembly process of a bushing gasket of the battery pack of FIG. 1 .
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 may be provided as an energy source in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the battery pack 1 may be mounted on a body of the vehicle, or may be mounted on a lower portion of the body of the vehicle.
  • the battery pack 1 may include a battery module 10 , a case tray 20 , a tray cover 30 and a bushing gasket 50 .
  • the battery module 10 may be provided in at least one or a plurality of pieces.
  • the battery module 10 may include battery cells 15 .
  • the battery cell 15 may include at least one or more.
  • the battery cell 15 may be provided as a pouch-type secondary battery, a prismatic secondary battery, or a cylindrical secondary battery.
  • the battery cell 15 will be described as being provided as a pouch-type secondary battery.
  • the case tray 20 supports the at least one battery module 10 and may be mounted on a machine or appliance using the battery pack 1 as an energy source.
  • the case tray 20 may be mounted on a vehicle such as an electric vehicle.
  • the case tray 20 may include a nut member fastening hole 25 (see FIGS. 5 to 7) and a guide pin insertion hole 27 (see FIGS. 5 to 7).
  • the nut member fastening hole 25 may be provided in at least one or a plurality of numbers.
  • the nut member 400 of the bushing gasket 50 to be described later may be passed through or through-connected to the nut member fastening hole 25 .
  • the nut member fastening hole 25 may be provided near an edge of the case tray 20 . What is limited to this is that the nut member fastening hole 25 may also be formed in other parts other than the vicinity of the rim of the case tray 20 for fastening the bushing gasket 50 to be described later.
  • At least one or more guide pin insertion holes 27 may be provided so as to face each other with the nut member fastening hole 25 interposed therebetween.
  • a guide pin 130 of a bushing gasket 50 described later may be inserted through the guide pin insertion hole 27 .
  • the tray cover 30 is coupled to the case tray 20 and can reinforce the strength of the case tray 20 .
  • the tray cover 30 may be mounted on an upper edge of the case tray 20 .
  • the present invention is not limited thereto, and the tray cover 30 may be provided in a shape capable of covering the upper side of the case tray 20 and coupled to the case tray 20 , of course.
  • the tray cover 30 may be provided with a nut member fastening hole 35 (see FIGS. 5 to 7).
  • the nut member fastening hole 35 may be provided in at least one or a plurality of numbers.
  • the nut member 400 of the bushing gasket 50 which will be described later, may pass through or be fastened through the nut member fastening hole 35.
  • the nut member fastening hole 35 may be provided near an edge of the tray cover 30 .
  • the nut member fastening hole 35 may be formed at a position opposite to the nut member fastening hole 25 of the case tray 20 . Meanwhile, the nut member fastening hole 35 may also be formed in other parts other than the vicinity of the rim of the tray cover 30 for fastening the bushing gasket 50 to be described later.
  • the bushing gasket 50 is for implementing a watertight structure, connects the case tray 20 and the tray cover 30, and supports the case tray 20 at at least three points.
  • the bushing gasket 50 may more stably support the battery module 10 together with the case tray 20 and the tray cover 30 through the three-point support structure.
  • the bushing gasket 50 may be provided in plurality.
  • the plurality of bushing gaskets 50 may be spaced apart from each other by a predetermined distance when the case tray 20 and the tray cover 30 are connected.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a bushing gasket of the battery pack of FIG. 1
  • FIG. 3 is a front view of the bushing gasket of FIG. 2
  • FIG. 4 is a rear view of the bushing gasket of FIG. 2 .
  • the bushing gasket 50 includes a gasket member 100, a bushing member 200, a bolting member 300 (see FIGS. 5 to 7), and a nut member 400 (see FIGS. 5 to 7). 7) may be included.
  • the gasket member 100 may support the case tray 20 .
  • the gasket member 100 may include a gasket body 110 , a guide pin 130 and a gasket bead 150 .
  • the gasket body 110 may include a bushing member insertion hole 115 into which a bushing member 200 to be described later is inserted.
  • the bushing member insertion hole 115 may be provided at the center of the gasket body 110 .
  • At least one or more guide pins 130 are provided, and may be provided on the gasket body 110 .
  • the guide pins 130 may be provided as a pair.
  • the pair of guide pins 130 may be disposed facing each other with the bushing member insertion hole 115 interposed therebetween.
  • the pair of guide pins 130 may protrude from the other side of the gasket body 110 to a predetermined length.
  • the pair of guide pins 130 may be integrally formed from the gasket body 110 or may be separately mounted on the gasket body 110 .
  • the pair of guide pins 130 may form a three-point support structure together with a bolt member 300 and a nut member 400 to be described later. Accordingly, in the present embodiment, when the bushing gasket 50 is coupled, a three-point support structure is formed, so that the support of the battery module 10 can be more stably guided.
  • the gasket bead 150 is provided in the gasket body 110 to further improve the sealing performance of the bushing gasket 50, and may be provided along the circumference of the bushing member insertion hole 115. there is.
  • the gasket bead 150 may be elastically deformed when the bolting member 300 and the nut member 30 are coupled to each other, so that the gasket bead 150 may come into closer contact with the case tray 20 and the case cover 30 . That is, the gasket bead 150 is pressed to form surface pressure on both sides of the case tray 20 and the case cover 30 when the bolting member 300 and the nut member 30, which will be described later, are coupled, and the case tray ( 20) and the case cover 30.
  • the bushing member 200 serves to guide fastening of the bolting member 300 and the nut member 400, which will be described later, and may be inserted into the gasket member 100.
  • the bushing member 200 may include a bushing body 210 and a bushing opening 230 .
  • the bushing body 210 has a substantially cylindrical ring shape and may be inserted into the bushing member insertion hole 115 .
  • the bushing body 210 may be made of a metal material. Meanwhile, the bushing body 210 may also be made of an insulating material.
  • the bushing opening 230 is formed at the center of the bushing body 210 and can pass a nut member 400 to be described later.
  • the bushing opening 230 may pass through a nut member 400 to be described later, or may penetrate and fasten a nut member 400 to be described later.
  • the bolting member 300 is disposed on one side of the gasket member 110 and may be fastened with a nut member 400 to be described later.
  • the gasket member 100 may be fixed to the case tray 20 and the case cover 30 through fastening of the bolting member 300 and the nut member 400 to be described later.
  • the nut member 400 is coupled to the bolting member 300 and may be penetrated or penetrated into the bushing member 200 at the other side of the gasket member 100 . Specifically, the nut member 400 may pass through or be fastened through the bushing opening 230 disposed in the gasket body 110 of the gasket member 100 .
  • 5 to 7 are views for explaining an assembly process of a bushing gasket of the battery pack of FIG. 1 .
  • the operator, etc. inserts the nut member 100 of the bushing gasket 50 into the nut member fastening hole 25 of the case tray 20 and the nut member fastening hole of the tray cover 30 (35) can be passed through or fastened through.
  • the worker or the like may seat the gasket member 100 of the bushing gasket 50 between the case tray 20 and the tray cover 30 .
  • the worker or the like may insert the guide pins 130 of the gasket member 100 into the guide pin insertion holes 27 of the case tray 20 .
  • the worker or the like may fasten the bolting member 300 to the nut member 400 disposed in the bushing opening 230 of the bushing member 200 of the bushing gasket 50 .
  • the bushing body 210 of the bushing member 200 when the bolting member 300 and the nut member 400 are coupled, the bolting member 300 and the nut member 400 flow, etc. It is possible to guide the bolting member 300 and the nut member 400 to a more stable coupling between each other by preventing this.
  • the energy density of the battery pack 1 can be remarkably increased while implementing a slimmer structure of the battery pack 1 by omitting an additional gasket seating structure.
  • the assembly process of the battery pack 10 can be simplified and the manufacturing cost of the battery pack 10 can be significantly reduced by omitting the additional gasket mounting structure.
  • cost competitiveness can be secured by lowering manufacturing cost while remarkably improving assembly efficiency of the battery pack 1 through the bushing gasket 50 .
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 may be provided in a vehicle V as a fuel source of the vehicle.
  • the battery pack 1 may be provided in an electric vehicle, a hybrid vehicle, a commercial vehicle such as a truck or a bus, and a vehicle V in any other manner that uses the battery pack 1 as a fuel source.
  • the battery pack 1 may also be provided in other devices, instruments, and facilities, such as an energy storage system using a secondary battery, in addition to the vehicle V.
  • the battery pack 1 according to the present embodiment and the device, instrument, or facility having the battery pack 1 such as the vehicle V includes the battery module 10 described above, A battery pack 1 having all the advantages of one battery module 10 and a device such as a vehicle V having such a battery pack 1, or devices, equipment, and the like can be implemented.
  • a battery pack 1 capable of securing sealing performance while increasing energy density and a vehicle V including the battery pack 1 may be provided.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈, 적어도 하나의 배터리 모듈을 지지하는 케이스 트레이, 케이스 트레이와 결합되는 트레이 커버 및 케이스 트레이와 상기 트레이 커버를 연결하며, 적어도 3점에서 케이스 트레이를 지지하는 적어도 하나의 부싱 개스킷을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
본 출원은 2021년 11월 22일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2021-0161760호에 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 팩은, 일반적으로, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈, 적어도 하나의 배터리 모듈을 지지하는 케이스 트레이 및 케이스 트레이와 결합되는 트레이 커버를 포함하여 구성된다.
한편, 종래 배터리 팩의 경우, 수밀 구조 구현을 위해, 실링 개스킷이 케이스 트레이 및 트레이 커버와 함께 조립된다. 종래 배터리 팩의 경우, 이러한 실링 개스킷 조립을 위해, 케이스 트레이나 트레이 커버 등에 실링 개스킷 안착을 위한 플랜지나 홈 등의 별도의 개스킷 안착 구조를 추가적으로 만들게 된다.
그러나, 종래 이러한 별도의 개스킷 안착 구조는, 배터리 팩 구조 내에서 상당한 공간이나 부피를 차지하여, 전체 배터리 팩의 사이즈를 증대시켜 배터리 팩의 에너지 밀도를 저하시키는 문제가 있다.
아울러, 종래 별도의 개스킷 안착 구조의 경우, 이러한 별도의 추가 구조 형성을 위한 케이스 트레이나 트레이 커버의 추가적인 성형 공정 등에 따른 제조 비용 상승을 야기하여 원가 경쟁력을 저하시키는 문제도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 에너지 밀도를 높이면서 실링 성능을 확보할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
아울러, 본 발명의 다른 목적은, 원가 경쟁력을 확보할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈; 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 지지하는 케이스 트레이; 상기 케이스 트레이와 결합되는 트레이 커버; 및 상기 케이스 트레이와 상기 트레이 커버를 연결하며, 적어도 3점에서 상기 케이스 트레이를 지지하는 적어도 하나의 부싱 개스킷;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
상기 부싱 개스킷은, 상기 케이스 트레이를 지지하기 위한 개스킷 부재; 상기 개스킷 부재에 삽입되는 부싱 부재; 상기 개스킷 부재의 일측에 배치되는 볼팅 부재; 및 상기 볼팅 부재와 체결되며, 상기 개스킷 부재의 타측에서 상기 부싱 부재에 관통되는 너트 부재;를 포함할 수 있다.
상기 개스킷 부재는, 상기 부싱 부재가 삽입되는 부싱 부재 삽입홀이 구비되는 개스킷 바디; 및 상기 개스킷 바디에 구비되는 적어도 하나의 가이드 핀;을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 가이드 핀은, 상기 개스킷 바디의 타측으로부터 소정 길이로 돌출 형성될 수 있다.
상기 가이드 핀은, 한 쌍으로 구비되며, 상기 한 쌍의 가이드 핀은, 상기 부싱 부재 삽입홀을 사이에 두고 배치될 수 있다.
상기 개스킷 부재는, 상기 개스킷 바디에 구비되며, 상기 부싱 부재 삽입홀의 둘레를 따라 구비되는 개스킷 비드;를 포함할 수 있다.
상기 부싱 부재는, 상기 부싱 부재 삽입홀에 삽입되는 부싱 바디; 및 상기 부싱 바디에 형성되며, 상기 너트 부재를 통과시키는 부싱 개구;를 포함할 수 있다.
상기 트레이 커버에는, 상기 너트 부재가 관통되는 너트 부재 삽입홀;이 구비될 수 있다.
상기 부싱 개스킷은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 부싱 개스킷은, 상호 소정 거리 이격 배치될 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 높이면서 실링 성능을 확보할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 원가 경쟁력을 확보할 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 부싱 개스킷의 분해 사시도이다.
도 3는 도 2의 부싱 개스킷의 정면도이다.
도 4는 도 2의 부싱 개스킷의 배면도이다.
도 5 내지 도 7은 도 1의 배터리 팩의 부싱 개스킷의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 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, 배터리 팩(1)은, 에너지원으로서, 전기 차량 또는 하이브리드 차량과 같은 자동차 등에 구비될 수 있다. 이러한 상기 배터리 팩(1)은, 상기 자동차의 차체에 장착될 수 있으며, 상기 자동차의 차체 하부에 장착될 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은, 배터리 모듈(10), 케이스 트레이(20), 트레이 커버(30) 및 부싱 개스킷(50)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈(10)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 상기 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(15)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(15)은, 적어도 하나 또는 그 이상으로 구비될 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀(15)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서, 상기 배터리 셀(15)은 파우치형 이차 전지로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 케이스 트레이(20)는 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 지지하며, 상기 배터리 팩(1)을 에너지원으로 하는 기계나 기구물 등에 장착될 수 있다. 예로써, 상기 케이스 트레이(20)는 전기 자동차와 같은 자동차에 장착될 수 있다.
이러한 상기 케이스 트레이(20)에는, 너트 부재 체결홀(25, 도 5 내지 도 7 참조) 및 가이드 핀 삽입홀(27, 도 5 내지 도 7 참조)이 구비될 수 있다.
상기 너트 부재 체결홀(25)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 상기 너트 부재 체결홀(25)에는, 후술하는 부싱 개스킷(50)의 너트 부재(400)가 관통되거나 또는 관통 체결될 수 있다.
이러한 상기 너트 부재 체결홀(25)은, 상기 케이스 트레이(20)의 테두리 부근에 구비될 수 있다. 이에 한정되는 것은 상기 너트 부재 체결홀(25)은, 후술하는 부싱 개스킷(50)의 체결을 위해 상기 케이스 트레이(20)의 테두리 부근 이외의 기타 다른 부분에 형성되는 것도 가능할 수 있다.
상기 가이드 핀 삽입홀(27)은, 상기 너트 부재 체결홀(25)을 사이에 두고 대향 배치되도록 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 상기 가이드 핀 삽입홀(27)에는, 후술하는 부싱 개스킷(50)의 가이드 핀(130)이 관통되게 삽입될 수 있다.
상기 트레이 커버(30)는, 상기 케이스 트레이(20)와 결합되며, 상기 케이스 트레이(20)의 강도를 보강할 수 있다. 이러한 상기 트레이 커버(30)는, 상기 케이스 트레이(20)의 상측 테두리에 장착될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 트레이 커버(30)는, 상기 케이스 트레이(20)의 상측을 커버할 수 있는 형상으로 구비되어 상기 케이스 트레이(20)에 결합되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이러한 상기 트레이 커버(30)에는, 너트 부재 체결홀(35, 도 5 내지 도 7 참조)이 구비될 수 있다.
상기 너트 부재 체결홀(35)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 너트 부재 체결홀(35)에는, 후술하는 부싱 개스킷(50)의 너트 부재(400)가 관통되거나 또는 관통 체결될 수 있다.
상기 너트 부재 체결홀(35)은, 상기 트레이 커버(30)의 테두리 부근에 구비될 수 있다. 이러한 상기 너트 부재 체결홀(35)은, 상기 케이스 트레이(20)의 너트 부재 체결홀(25)에 대향하는 위치에 형성될 수 있다. 한편, 상기 너트 부재 체결홀(35)은, 후술하는 부싱 개스킷(50)의 체결을 위해 상기 트레이 커버(30)의 테두리 부근 이외의 기타 다른 부분에 형성되는 것도 가능할 수 있다.
상기 부싱 개스킷(50)은, 수밀 구조 구현을 위한 것으로서, 상기 케이스 트레이(20)와 상기 트레이 커버(30)를 연결하며, 적어도 3점에서 상기 케이스 트레이(20)를 지지할 수 있다.
이러한 상기 부싱 개스킷(50)은, 이러한 3점 지지 구조를 통해, 상기 케이스 트레이(20)와 상기 트레이 커버(30)와 함께 상기 배터리 모듈(10)을 보다 더 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 부싱 개스킷(50)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 부싱 개스킷(50)은, 상기 케이스 트레이(20)와 상기 트레이 커버(30) 연결 시, 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 부싱 개스킷(50)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 부싱 개스킷의 분해 사시도이며, 도 3는 도 2의 부싱 개스킷의 정면도이며, 도 4는 도 2의 부싱 개스킷의 배면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 부싱 개스킷(50)은, 개스킷 부재(100), 부싱 부재(200), 볼팅 부재(300, 도 5 내지 도 7 참조) 및 너트 부재(400, 도 5 내지 도 7 참조)를 포함할 수 있다.
상기 개스킷 부재(100)는, 상기 케이스 트레이(20)를 지지할 수 있다.
이러한 상기 개스킷 부재(100)는, 개스킷 바디(110), 가이드 핀(130) 및 개스킷 비드(150)를 포함할 수 있다.
상기 개스킷 바디(110)에는, 후술하는 부싱 부재(200)가 삽입되는 부싱 부재 삽입홀(115)이 구비될 수 있다. 상기 부싱 부재 삽입홀(115)는, 상기 개스킷 바디(110)의 중앙에 마련될 수 있다.
상기 가이드 핀(130)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비되며, 상기 개스킷 바디(110)에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 가이드 핀(130)은, 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 가이드 핀(130)은, 상기 부싱 부재 삽입홀(115)을 사이에 두고 상호 대향 배치될 수 있다.
이러한 상기 한 쌍의 가이드 핀(130)은, 상기 개스킷 바디(110)의 타측으로부터 소정 길이로 돌출 형성될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 가이드 핀(130)은, 상기 개스킷 바디(110)로부터 일체로 형성되거나 또는 별도로 상기 개스킷 바디(110)에 장착될 수 있다.
상기 한 쌍의 가이드 핀(130)은, 후술하는 볼트 부재(300) 및 너트 부재(400)의 체결 결합 구조와 함께 3점 지지 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 부싱 개스킷(50)의 결합 시 3점 지지 구조를 형성하여, 상기 배터리 모듈(10)의 지지를 보다 더 안정적으로 가이드 할 수 있다.
상기 개스킷 비드(150)는, 상기 부싱 개스킷(50)의 실링 성능을 보다 더 향상시키기 위한 것으로서, 상기 개스킷 바디(110)에 구비되며, 상기 부싱 부재 삽입홀(115)의 둘레를 따라 구비될 수 있다.
이러한 상기 개스킷 비드(150)는, 후술하는 볼팅 부재(300)와 너트 부재(30) 결합 시 탄성 변형되면서 상기 케이스 트레이(20)와 상기 케이스 커버(30)에 보다 더 밀착될 수 있다. 즉, 상기 개스킷 비드(150)는, 후술하는 볼팅 부재(300)와 너트 부재(30) 결합 시 상기 케이스 트레이(20)와 상기 케이스 커버(30) 양측에서 면압을 형성하게끔 가압되면서 상기 케이스 트레이(20)와 상기 케이스 커버(30)에 보다 더 밀착될 수 있다.
상기 부싱 부재(200)는, 후술하는 볼팅 부재(300)와 너트 부재(400)을 체결을 가이드하기 위한 것으로서, 상기 개스킷 부재(100)에 삽입될 수 있다.
이러한 상기 부싱 부재(200)는, 부싱 바디(210) 및 부싱 개구(230)를 포함할 수 있다.
상기 부싱 바디(210)는, 대략 원통형의 링 형상으로서, 상기 부싱 부재 삽입홀(115)에 삽입될 수 있다. 이러한 상기 부싱 바디(210)는, 금속 재질로 구비될 수 있다. 한편, 상기 부싱 바디(210)는, 절연 재질로 구비되는 것도 가능할 수 있다.
상기 부싱 개구(230)는, 상기 부싱 바디(210)의 중앙에 형성되며, 후술하는 너트 부재(400)를 통과시킬 수 있다. 여기서, 상기 부싱 개구(230)는, 후술하는 너트 부재(400)를 관통시키거나 또는 후술하는 너트 부재(400)를 관통 체결시킬 수 있다.
상기 볼팅 부재(300)는, 상기 개스킷 부재(110)의 일측에 배치되며, 후술하는 너트 부재(400)와 체결될 수 있다. 이러한 상기 볼팅 부재(300)와 후술하는 너트 부재(400)와의 체결을 통해, 상기 개스킷 부재(100)는 상기 케이스 트레이(20) 및 상기 케이스 커버(30)에 고정될 수 있다.
상기 너트 부재(400)는, 상기 볼팅 부재(300)와 체결되며, 상기 개스킷 부재(100)의 타측에서 상기 부싱 부재(200)에 관통되거나 또는 관통 체결될 수 있다. 구체적으로, 상기 너트 부재(400)는, 상기 개스킷 부재(100)의 상기 개스킷 바디(110) 내에 배치되는 부싱 개구(230)에 관통되거나 또는 관통 체결될 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 부싱 개스킷(50)의 조립 공정에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 5 내지 도 7은 도 1의 배터리 팩의 부싱 개스킷의 조립 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 배터리 팩(1)의 제조 공정 시, 작업자 등은, 상기 배터리 모듈(10)을 상기 케이스 트레이(20) 내에 안착시킨 후 상기 케이스 트레이(20)와 상기 트레이 커버(30)를 결합시킬 수 있다. 여기서, 상기 부싱 개스킷(50)은, 상기 케이스 트레이(20)와 상기 트레이 커버(30) 사이에 배치되면서, 상기 배터리 팩(1)의 수밀 구조를 함께 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 작업자 등은, 상기 부싱 개스킷(50)의 상기 너트 부재(100)를 상기 케이스 트레이(20)의 상기 너트 부재 체결홀(25) 및 상기 트레이 커버(30)의 상기 너트 부재 체결홀(35)에 관통시키거나 또는 관통 체결시킬 수 있다.
아울러, 상기 작업자 등은, 상기 부싱 개스킷(50)의 상기 개스킷 부재(100)를 상기 케이스 트레이(20)와 상기 트레이 커버(30) 사이에 안착시킬 수 있다. 여기서, 상기 작업자 등은, 상기 개스킷 부재(100)의 상기 가이드 핀들(130)을 상기 케이스 트레이(20)의 가이드 핀 삽입홀(27)에 삽입시킬 수 있다.
이러한 상기 가이드 핀들(130)의 삽입을 통해, 상기 볼팅 부재(300)와 상기 너트 부재(400) 결합 시, 케이스 트레이(20)의 포지셔닝을 가이드 하여, 상기 결합 시 야기될 수 있는 케이스 트레이(20) 또는 상기 트레이 커버(30)의 위치 이탈이나 상호 간의 위치 어긋남 등을 방지할 수 있다.
이후, 상기 작업자 등은, 상기 볼팅 부재(300)를 상기 부싱 개스킷(50)의 부싱 부재(200)의 부싱 개구(230) 내에 배치되는 너트 부재(400)와 체결시킬 수 있다. 여기서, 상기 부싱 부재(200)의 상기 부싱 바디(210)는, 상기 볼팅 부재(300)와 상기 너트 부재(400)의 결합 시, 상기 볼팅 부재(300)와 상기 너트 부재(400)의 유동 등을 방지하여 상기 볼팅 부재(300)와 상기 너트 부재(400) 상호 간의 보다 더 안정적인 체결 결합을 가이드 할 수 있다.
본 실시예에서는, 이러한 부싱 개스킷(50)을 통해, 종래와 같은 플랜지나 홈 등의 별도의 개스킷 안착 구조 없이 보다 더 간단한 볼트 너트 조립 구조를 구현하여 상기 배터리 팩(10)의 실링 성능을 효과적으로 확보할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 별도의 추가적인 개스킷 안착 구조 생략에 따라, 상기 배터리 팩(1)의 보다 더 슬림한 구조를 구현하면서 상기 배터리 팩(1)의 에너지 밀도를 현저히 높일 수 있다.
아울러, 본 실시예에서는, 별도의 추가적인 개스킷 안착 구조 생략에 따라, 상기 배터리 팩(10)의 조립 공정을 간소화할 수 있으며, 상기 배터리 팩(10)의 제조 비용 또한 현저히 줄일 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는, 상기 부싱 개스킷(50)을 통해 상기 배터리 팩(1)의 조립 효율을 현저히 향상시키면서 제조 비용을 낮춰 원가 경쟁력을 확보할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 배터리 팩(1)은 자동차의 연료원으로써, 자동차(V)에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 트럭이나 버스 등의 상용차 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.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차(V)와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10) 을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차(V) 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 에너지 밀도를 높이면서 실링 성능을 확보할 수 있는 배터리 팩(1) 및 이를 포함하는 자동차(V)를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 원가 경쟁력을 확보할 수 있는 배터리 팩(1) 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. 배터리 팩에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 적어도 하나의 배터리 모듈;
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 지지하는 케이스 트레이;
    상기 케이스 트레이와 결합되는 트레이 커버; 및
    상기 케이스 트레이와 상기 트레이 커버를 연결하며, 적어도 3점에서 상기 케이스 트레이를 지지하는 적어도 하나의 부싱 개스킷;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부싱 개스킷은,
    상기 케이스 트레이를 지지하기 위한 개스킷 부재;
    상기 개스킷 부재에 삽입되는 부싱 부재;
    상기 개스킷 부재의 일측에 배치되는 볼팅 부재; 및
    상기 볼팅 부재와 체결되며, 상기 개스킷 부재의 타측에서 상기 부싱 부재에 관통되는 너트 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개스킷 부재는,
    상기 부싱 부재가 삽입되는 부싱 부재 삽입홀이 구비되는 개스킷 바디; 및
    상기 개스킷 바디에 구비되는 적어도 하나의 가이드 핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가이드 핀은,
    상기 개스킷 바디의 타측으로부터 소정 길이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 핀은,
    한 쌍으로 구비되며,
    상기 한 쌍의 가이드 핀은,
    상기 부싱 부재 삽입홀을 사이에 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 개스킷 부재는,
    상기 개스킷 바디에 구비되며, 상기 부싱 부재 삽입홀의 둘레를 따라 구비되는 개스킷 비드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 부싱 부재는,
    상기 부싱 부재 삽입홀에 삽입되는 부싱 바디; 및
    상기 부싱 바디에 형성되며, 상기 너트 부재를 통과시키는 부싱 개구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 트레이 커버에는,
    상기 너트 부재가 관통되는 너트 부재 삽입홀;이 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 부싱 개스킷은,
    복수 개로 구비되며,
    상기 복수 개의 부싱 개스킷은,
    상호 소정 거리 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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