KR20240012281A - Battery pack and cell block included therein and Vehicle including the same - Google Patents
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Abstract
조립성과 공정성, 열폭주에 대한 안전성 등이 우수한 배터리 팩 등을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은 다수의 셀 유닛이 적층된 셀 유닛 적층체; 상기 셀 유닛 적층체를 내부 공간에 수용하는 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스의 내부 공간에서 상기 셀 유닛 적층체의 단부에 위치하여 상기 팩 케이스를 지지하도록 구성된 사이드 월(side wall)을 포함하며, 상기 셀 유닛 적층체 안에 상기 다수의 셀 유닛이 적어도 일 방향으로 적층되어 있고, 상기 셀 유닛은 하나 이상의 파우치형 배터리 셀과 상기 파우치형 배터리 셀을 적어도 부분적으로 감싸도록 구성된 셀 커버를 구비한다. Disclosed is a battery pack with excellent assemblyability, fairness, and safety against thermal runaway. A battery pack according to one aspect of the present invention includes a cell unit stack in which a plurality of cell units are stacked; a pack case accommodating the cell unit stack in an internal space; And a side wall located at an end of the cell unit stack in the internal space of the pack case and configured to support the pack case, wherein the plurality of cell units within the cell unit stack are positioned in at least one direction. are stacked, and the cell unit includes one or more pouch-type battery cells and a cell cover configured to at least partially surround the pouch-type battery cells.
Description
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파우치형 배터리 셀을 포함하면서도 조립성 등이 향상될 수 있는 배터리 팩, 이러한 배터리 팩을 구성할 수 있는 단위 부품, 그리고 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다. The present invention relates to a battery pack and a vehicle including the same, and more specifically, to a battery pack that includes pouch-type battery cells and has improved assembly, etc., unit parts that can constitute such a battery pack, and such battery. It's about a car that includes a pack.
각종 모바일 기기와 전기 자동차, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System : ESS) 등에 대한 기술 개발과 수요가 크게 증가함에 따라, 에너지원으로서의 이차 전지에 대한 관심과 수요가 급격히 증가하고 있다. 종래 이차 전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 니켈수소 전지 등이 많이 사용되었으나, 최근에는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전 및 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 리튬 이차 전지가 많이 사용되고 있다.As technology development and demand for various mobile devices, electric vehicles, energy storage systems (ESS), etc. increase significantly, interest in and demand for secondary batteries as an energy source are rapidly increasing. Conventionally, nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries were widely used as secondary batteries, but recently, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, allowing for free charging and discharging, a very low self-discharge rate, and high energy density. Batteries are widely used.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxide and carbon material as positive and negative electrode active materials, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which positive and negative electrode plates coated with the positive and negative electrode active materials are disposed with a separator in between, and an exterior material, that is, a battery case, that seals and stores the electrode assembly together with an electrolyte.
일반적으로 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.In general, secondary batteries can be classified into can-type batteries in which the electrode assembly is built into a metal can and pouch-type batteries in which the electrode assembly is built in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
최근에는 전기 자동차나 ESS와 같은 중대형 장치에 구동용이나 에너지 저장용으로 배터리 팩이 널리 사용되고 있다. 종래 배터리 팩은 팩 케이스 내부에 하나 이상의 배터리 모듈과 배터리 팩의 충방전을 제어하는 제어 유닛, 이를테면 BMS(Battery Management System)를 포함한다. 여기서, 배터리 모듈은 모듈 케이스의 내부에 다수의 배터리 셀을 포함하는 형태로 구성된다. 즉, 종래 배터리 팩의 경우, 다수의 배터리 셀(이차 전지)이 모듈 케이스 내부에 수납되어 각각의 배터리 모듈을 구성하고, 이러한 배터리 모듈이 하나 이상 팩 케이스 내부에 수납되어 배터리 팩을 구성한다.Recently, battery packs have been widely used for driving or energy storage in medium to large-sized devices such as electric vehicles and ESS. A conventional battery pack includes one or more battery modules inside the pack case and a control unit that controls charging and discharging of the battery pack, such as a BMS (Battery Management System). Here, the battery module is configured to include a plurality of battery cells inside a module case. That is, in the case of a conventional battery pack, a plurality of battery cells (secondary batteries) are stored inside a module case to form each battery module, and one or more of these battery modules are stored inside the pack case to form a battery pack.
특히, 파우치형 전지의 경우, 무게가 가볍고, 적층 시 데드 스페이스(dead space)가 적다는 등의 여러 측면에서 장점을 갖고 있지만, 외부의 충격에 취약하고, 조립성이 다소 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 다수의 셀을 먼저 모듈화시킨 후, 팩 케이스의 내부에 수납되는 형태로 배터리 팩이 제조되는 것이 일반적이다.In particular, pouch-type batteries have advantages in many aspects, such as being light in weight and requiring less dead space when stacked, but they are vulnerable to external shocks and have somewhat poor assembly properties. Therefore, it is common for battery packs to be manufactured by first modularizing a number of cells and then storing them inside a pack case.
하지만, 종래 배터리 팩의 경우, 모듈화 등으로 인해 에너지 밀도와 조립성, 냉각성 등의 측면에서 불리할 수 있다. 구체적으로, 다수의 배터리 셀을 모듈 케이스 내부에 수납하여 모듈화시키는 과정에서, 모듈 케이스 또는 적층용 프레임(frame) 등 여러 구성요소로 인해 배터리 팩의 부피가 불필요하게 증가하거나 배터리 셀이 차지하는 공간이 줄어들 수 있다. 다수의 배터리 셀을 모듈화시켜 배터리 모듈을 먼저 구성한 후, 배터리 모듈을 팩 케이스에 수납하는 과정을 거치게 되므로, 배터리 팩의 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다. 팩 케이스 내부에 모듈 케이스가 수납되고, 모듈 케이스 내부에 배터리 셀이 수납되므로, 모듈 케이스 내부에 수납된 배터리 셀들의 열을 모듈 케이스를 거쳐 팩 케이스 외부로 배출시키는 경우, 냉각 효율이 떨어지고, 냉각 구조도 복잡해질 수 있다. However, in the case of conventional battery packs, they may be disadvantageous in terms of energy density, assembly, cooling, etc. due to modularization. Specifically, in the process of modularizing multiple battery cells by storing them inside a module case, the volume of the battery pack is unnecessarily increased or the space occupied by the battery cells is reduced due to various components such as the module case or stacking frame. You can. Since a battery module is first constructed by modularizing a number of battery cells and then the battery module is stored in a pack case, the manufacturing process of the battery pack becomes complicated. Since the module case is stored inside the pack case and the battery cells are stored inside the module case, when the heat from the battery cells stored inside the module case is discharged to the outside of the pack case through the module case, cooling efficiency is reduced and the cooling structure It can also get complicated.
따라서, 최근에는 셀투팩(Cell To Pack : CTP) 형태의 배터리 팩에 대한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 연질의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 전지 자체로는 배터리 팩 자체에 쌓는 조립 과정이 쉽지 않고, 안정적인 고정이 어려워, 공정성이나 조립성, 안정성 등이 떨어지는 문제가 있다.Therefore, recently, attempts have been made to develop a cell-to-pack (CTP) type battery pack. However, with the pouch-type battery itself embedded in a soft pouch, the assembly process of stacking it on the battery pack itself is not easy, and it is difficult to secure it stably, resulting in poor fairness, assemblyability, and stability.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정성과 조립성, 안정성 등이 우수한 배터리 팩을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to provide a battery pack with excellent fairness, assembly, stability, etc.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 이러한 배터리 팩을 구성할 수 있는 단위 부품을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide unit parts that can configure such a battery pack.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.Another problem that the present invention aims to solve is to provide a vehicle including such a battery pack.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은 다수의 셀 유닛이 적층된 셀 유닛 적층체; 상기 셀 유닛 적층체를 내부 공간에 수용하는 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스의 내부 공간에서 상기 셀 유닛 적층체의 단부에 위치하여 상기 팩 케이스를 지지하도록 구성된 사이드 월(side wall)을 포함하며, 상기 셀 유닛 적층체 안에 상기 다수의 셀 유닛이 적어도 일 방향으로 적층되어 있고, 상기 셀 유닛은 하나 이상의 파우치형 배터리 셀과 상기 파우치형 배터리 셀을 적어도 부분적으로 감싸도록 구성된 셀 커버를 구비한다. A battery pack according to one aspect of the present invention for solving the above problems includes a cell unit stack in which a plurality of cell units are stacked; a pack case accommodating the cell unit stack in an internal space; And a side wall located at an end of the cell unit stack in the internal space of the pack case and configured to support the pack case, wherein the plurality of cell units within the cell unit stack are positioned in at least one direction. are stacked, and the cell unit includes one or more pouch-type battery cells and a cell cover configured to at least partially surround the pouch-type battery cells.
여기서, 상기 사이드 월은 상기 셀 유닛의 적층 방향에 직교하는 수평 방향으로 상기 팩 케이스를 지지할 수 있다.Here, the side wall may support the pack case in a horizontal direction perpendicular to the stacking direction of the cell units.
상기 팩 케이스는 하부 플레이트와 상기 하부 플레이트로부터 상방 직립하는 다수의 측면 플레이트를 포함하며, 상기 사이드 월은 상기 팩 케이스의 서로 다른 측면 플레이트 사이에 개재될 수 있다. The pack case includes a lower plate and a plurality of side plates that stand upward from the lower plate, and the side wall may be interposed between different side plates of the pack case.
이때, 상기 사이드 월은 양단이 상기 팩 케이스의 서로 다른 측면 플레이트에 각각 결합 고정될 수 있다. At this time, both ends of the side wall may be respectively coupled and fixed to different side plates of the pack case.
상기 팩 케이스는 상기 측면 플레이트 위로 결합되는 상부 플레이트를 더 포함하고, 상기 사이드 월의 상단과 하단은 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트에 각각 접촉될 수도 있다. The pack case further includes an upper plate coupled over the side plate, and the upper and lower ends of the side wall may be in contact with the upper plate and the lower plate, respectively.
나아가, 상기 팩 케이스는 서로 다른 측면 플레이트 사이에 센터 빔(center beam)을 더 포함하고, 상기 사이드 월은 상기 측면 플레이트와 센터 빔 사이를 지지하도록 구성될 수도 있다.Furthermore, the pack case may further include a center beam between different side plates, and the side wall may be configured to support between the side plates and the center beam.
상기 사이드 월은 상기 셀 유닛보다 적어도 일측의 크기가 크게 구성될 수 있다.The side wall may be configured to have at least one side larger in size than the cell unit.
또한, 상기 사이드 월은 상기 셀 유닛의 적층 방향 양 단부에 각각 위치할 수 있다.Additionally, the side walls may be located at both ends of the cell unit in the stacking direction.
또한, 상기 셀 유닛의 적층 방향 양 단부에 위치하는 2개의 사이드 월은 외측 표면에 돌출부가 서로 다른 위치 또는 서로 대칭되는 위치에 구비될 수 있다.Additionally, the two side walls located at both ends of the cell unit in the stacking direction may have protrusions on their outer surfaces at different positions or at positions symmetrical to each other.
일 실시예에서, 상기 셀 유닛 적층체가 상기 셀 유닛의 적층 방향을 따라 다수 포함되며, 어느 하나의 셀 유닛 적층체의 사이드 월과 다른 하나의 셀 유닛 적층체의 사이드 월이 서로 인접하여 2개의 사이드 월로 구획되는 내부 공간이 형성된다. In one embodiment, a plurality of the cell unit stacks are included along the stacking direction of the cell units, and the side wall of one cell unit stack and the side wall of the other cell unit stack are adjacent to each other, forming two sides. An internal space divided by walls is formed.
여기서, 상기 내부 공간이 상기 셀 유닛의 적층 방향에 직교하는 수평 방향으로 연장되어 있어 벤팅 채널을 형성할 수 있다.Here, the internal space extends in a horizontal direction perpendicular to the stacking direction of the cell units, thereby forming a venting channel.
상기 2개의 사이드 월은 상기 셀 유닛의 적층 방향을 따르는 좌우 방향에서 상기 셀 유닛 적층체의 우측 단부에 구비되는 제1 사이드 월과 상기 셀 유닛 적층체의 좌측 단부에 구비되는 제2 사이드 월을 포함하며, 상기 제1 사이드 월은 상부 또는 하부에 우측 방향으로 돌출되게 형성된 돌출부가 구비되고, 상기 제2 사이드 월은 하부 또는 상부에 좌측 방향으로 돌출되게 형성된 돌출부가 구비되며, 어느 하나의 셀 유닛 적층체의 제1 사이드월이 다른 하나의 셀 유닛 적층체의 제2 사이드월과 인접하여 상기 내부 공간을 형성한다.The two side walls include a first side wall provided at the right end of the cell unit stack and a second side wall provided at the left end of the cell unit stack in the left and right direction along the stacking direction of the cell units. The first side wall has a protrusion formed at the top or bottom to protrude in the right direction, and the second side wall has a protrusion formed at the bottom or top to protrude in the left direction, and any one cell unit stacking The first sidewall of the sieve is adjacent to the second sidewall of another cell unit stack to form the interior space.
상기 제1 사이드 월의 돌출부와 상기 제2 사이드 월의 돌출부가 서로 간섭하지 않도록, 수평 방향 내지 수직 방향으로 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.The protrusions of the first side wall and the protrusions of the second side wall may be positioned at different positions in the horizontal or vertical direction so as not to interfere with each other.
상기 제1 사이드 월의 돌출부는 상기 제1 사이드 월의 본체 면 방향과 수직하게 절곡된 상기 제1 사이드 월의 본체의 연장부이고 상기 제2 사이드 월의 돌출부는 상기 제2 사이드 월의 본체 면 방향과 수직하게 절곡된 상기 제2 사이드 월의 본체의 연장부일 수 있다.The protrusion of the first side wall is an extension of the main body of the first side wall bent perpendicular to the direction of the main body of the first side wall, and the protrusion of the second side wall is in the direction of the main body of the second side wall. It may be an extension of the main body of the second side wall bent perpendicularly.
상기 제1 사이드 월의 돌출부가 상기 제2 사이드 월에 접촉 또는 결합하거나, 상기 제2 사이드 월의 돌출부가 상기 제1 사이드 월에 접촉 또는 결합하거나, 상기 제1 사이드 월의 돌출부가 상기 제2 사이드 월의 돌출부에 접촉 또는 결합할 수 있다.A protrusion of the first side wall contacts or is coupled to the second side wall, a protrusion of the second side wall contacts or is coupled to the first side wall, or a protrusion of the first side wall contacts or couples to the second side wall. It can be contacted or joined to the protrusion of the wall.
상기 제1 사이드 월 및 제2 사이드 월 중 어느 하나에는 전방 또는 후방에 외측 방향으로 돌출되게 형성된 돌출부가 더 구비될 수도 있다. Any one of the first side wall and the second side wall may further be provided with a protrusion formed to protrude outwardly at the front or rear.
또한, 상기 사이드 월은 상기 셀 유닛 적층체보다 상방으로 돌출되어 있으며, 상기 사이드 월이 돌출된 부분에 유입홀이 형성되어 있을 수 있다.Additionally, the side wall protrudes upward from the cell unit stack, and an inlet hole may be formed in a portion where the side wall protrudes.
상기 파우치형 배터리 셀은 전극 조립체가 수납된 수납부 및 상기 수납부 주위의 에지부를 구비하고, 상기 셀 커버는 상기 파우치형 배터리 셀의 수납부 양측과 에지부의 일부를 감싸도록 구성될 수 있다.The pouch-type battery cell has a storage portion where the electrode assembly is stored and an edge portion around the storage portion, and the cell cover may be configured to cover both sides of the storage portion and a portion of the edge portion of the pouch-type battery cell.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 이러한 배터리 팩을 구성할 수 있는 단위 부품으로서 셀 블록이 제공된다. 본 발명에 따른 셀 블록은 다수의 셀 유닛이 적층된 셀 유닛 적층체; 및 상기 셀 유닛 적층체의 단부에 위치하는 사이드 월을 포함하며, 상기 셀 유닛 적층체 안에 상기 다수의 셀 유닛이 적어도 일 방향으로 적층되어 있고, 상기 셀 유닛은 하나 이상의 파우치형 배터리 셀과 상기 파우치형 배터리 셀을 적어도 부분적으로 감싸도록 구성된 셀 커버를 구비하며, 상기 사이드 월은 상기 셀 유닛의 적층 방향 양 단부에 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention for solving the above-mentioned other problems, a cell block is provided as a unit component that can constitute such a battery pack. The cell block according to the present invention includes a cell unit stack in which a plurality of cell units are stacked; and a side wall located at an end of the cell unit stack, wherein the plurality of cell units are stacked in at least one direction within the cell unit stack, and the cell unit includes one or more pouch-type battery cells and the pouch. A cell cover is provided to at least partially surround a type battery cell, and the side walls are positioned at both ends of the cell unit in a stacking direction.
여기서, 상기 셀 유닛의 적층 방향 양 단부에 위치하는 2개의 사이드 월은 외측 표면에 돌출부가 서로 다른 위치 또는 서로 대칭되는 위치에 구비될 수 있다.Here, the two side walls located at both ends of the cell unit in the stacking direction may have protrusions on their outer surfaces at different positions or at positions symmetrical to each other.
또한, 상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 자동차는 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다. In addition, a vehicle according to another aspect of the present invention for solving the above-described other problem includes a battery pack according to the present invention.
본 발명의 일 측면에 의하면, 플라스틱 카트리지와 같은 적층용 프레임이나 별도의 모듈 케이스 등의 구성이 없이도, 다수의 파우치형 배터리 셀을 팩 케이스 내부에 안정적으로 수납할 수 있다. According to one aspect of the present invention, a plurality of pouch-type battery cells can be stably stored inside a pack case without the need for a stacking frame such as a plastic cartridge or a separate module case.
더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 연질의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 배터리 셀을 쉽게 견고한 형태로 만들어, 팩 케이스 내부에서 직접 적층되는 구성이 보다 용이하게 구현될 수 있다. 따라서, 배터리 팩의 조립성과 기계적 안정성 등이 향상될 수 있다. Moreover, according to one aspect of the present invention, the pouch-type battery cells embedded in the soft pouch can be easily made into a sturdy form, so that a configuration in which they are directly stacked inside the pack case can be more easily implemented. Accordingly, the assemblyability and mechanical stability of the battery pack can be improved.
특히, 본 발명의 일 실시 구성에 의하면, 다수의 파우치형 배터리 셀을 상하 방향으로 세워진 상태에서 수평 방향으로 나란하게 적층시키는 구성이 용이하게 구현될 수 있다. In particular, according to one embodiment of the present invention, a configuration in which a plurality of pouch-type battery cells are stacked side by side in the horizontal direction while standing vertically can be easily implemented.
특히, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 파우치형 배터리 셀을 포함하는 셀 유닛을 블록화한 셀 블록이 제공되고, 이러한 셀 블록을 가지고 배터리 팩을 쉽게 구성할 수 있으며, 셀 블록 안에서 다수의 셀 유닛이 효율적으로 고정될 수 있다. In particular, according to another aspect of the present invention, a cell block is provided in which cell units including pouch-type battery cells are block, and a battery pack can be easily constructed using such a cell block, and a plurality of cell units within the cell block are provided. Can be fixed efficiently.
또한, 본 발명의 다른 실시 구성에 의하면, 다수의 셀 유닛을 포함하는 셀 블록이 팩 케이스 내부에 서로 인접하여 안착되는 과정에서, 자체적으로 크로스 빔이 형성될 수 있다. 따라서, 팩 케이스 내부에 별도의 크로스 빔이 포함되지 않거나 그 개수가 획기적으로 감소될 수 있다. 또한, 이 경우, 미리 팩 케이스 내부에 마련된 별도의 크로스 빔에 의해 구획된 공간에 셀 유닛을 삽입시키기 위한 공정이 수행될 필요가 없다. 뿐만 아니라, 상기 실시 구성에 의하면, 팩 케이스의 내부에 크로스 빔을 미리 마련하기 위한 공정 등이 필요 없게 될 수 있다. 따라서, 이와 같은 여러 측면에 의해, 배터리 팩 제조에 대한 공정성이 향상될 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a cross beam may be formed by itself in the process of seating cell blocks including a plurality of cell units adjacent to each other inside a pack case. Accordingly, a separate cross beam may not be included inside the pack case or its number may be dramatically reduced. Additionally, in this case, there is no need to perform a process for inserting the cell unit into the space defined by a separate cross beam previously provided inside the pack case. In addition, according to the above-described implementation configuration, a process for previously providing a cross beam inside the pack case can be eliminated. Accordingly, through these various aspects, fairness in battery pack manufacturing can be improved.
또한, 본 발명의 다른 실시 구성에 의하면, 다수의 셀 블록을 팩 케이스 내부에 안착시키는 것만으로도, 벤팅 채널이 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 경우, 화염이 발생되는 3요소(연료, 산소, 발화원) 중, 발화원에 해당하는 열의 축적이나 배출을 차단 내지 적절하게 제어하도록 할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 경우, 벤팅 가스의 신속하고 원활한 배출을 통해, 열 축적이 차단되고 내압 증가로 인한 폭발 등이 방지될 수 있다. 또한, 본 발명의 경우, 디렉셔널 벤팅 구성이 쉽게 구현될 수 있다.Additionally, according to another embodiment of the present invention, a venting channel can be formed simply by seating a plurality of cell blocks inside the pack case. Therefore, in the case of the present invention, among the three elements (fuel, oxygen, and ignition source) that generate a flame, the accumulation or discharge of heat corresponding to the ignition source can be blocked or appropriately controlled. Furthermore, in the case of the present invention, heat accumulation can be prevented and explosions due to increased internal pressure can be prevented through rapid and smooth discharge of venting gas. Additionally, in the case of the present invention, a directional venting configuration can be easily implemented.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, CTP 컨셉의 배터리 팩이 제공되며, 이러한 배터리 팩에서는 모듈 케이스 등이 제거되어, 냉각 성능과 에너지 밀도 등이 향상될 수 있다. In addition, according to one aspect of the present invention, a CTP concept battery pack is provided, and in this battery pack, the module case, etc. can be removed, and cooling performance and energy density can be improved.
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 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩에 포함되는 셀 블록의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 4는 도 2의 셀 블록에 포함되는 하나의 셀 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 셀 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 셀 유닛의 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 블록의 우측 단부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 블록의 좌측 단부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10과 도 11은 2개의 셀 블록이 서로 인접하여 배치될 때, 사이드 월의 결합 구성을 개략적으로 나타내는 정면도들이다.
도 12는 인접하여 배치된 2개의 셀 블록 사이에서 사이드 월이 결합되어 벤팅 채널이 형성된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 셀 블록의 우측 단부에 결합되는 사이드 월을 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 셀 블록의 좌측 단부에 결합되는 사이드 월을 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 2개의 셀 블록이 서로 인접하여 배치될 때, 도 13 및 도 14에 도시한 사이드 월의 결합 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a schematic diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a cell block included in the battery pack of FIG. 1.
Figure 3 is an exploded perspective view of a portion of the configuration of Figure 2.
FIG. 4 is a perspective view showing one cell unit included in the cell block of FIG. 2.
Figure 5 is an exploded perspective view showing the cell unit shown in Figure 4.
FIG. 6 is a diagram schematically showing the cross-sectional configuration of the cell unit of FIG. 4.
Figure 7 is a diagram schematically showing some configurations of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view schematically showing the configuration of the right end of a cell block according to another embodiment of the present invention.
Figure 9 is a perspective view schematically showing the configuration of the left end of a cell block according to another embodiment of the present invention.
Figures 10 and 11 are front views schematically showing the combined configuration of side walls when two cell blocks are placed adjacent to each other.
Figure 12 is a perspective view schematically showing a configuration in which a venting channel is formed by combining side walls between two cell blocks arranged adjacently.
Figure 13 is a perspective view showing a side wall coupled to the right end of a cell block according to another embodiment of the present invention.
Figure 14 is a perspective view showing a side wall coupled to the left end of a cell block according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a front view schematically showing the combined configuration of the side walls shown in FIGS. 13 and 14 when two cell blocks are arranged adjacent to each other according to another embodiment of the present invention.
Figure 16 is a diagram schematically showing the configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their common or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it is. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing the present application, various alternatives may be used to replace them. It should be understood that equivalents and variations may exist.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다. 참고로, 본 명세서에 있어서, 방향을 지시하는 용어들은 첨부도면에 나타난 구성요소들을 기준으로 하는 용어들이며, 실제 구성요소들의 자세나 위치에 따라 변경될 수 있는 상대적인 용어들이다. In the drawings, the size of each component or specific part constituting the component is exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. If it is determined that specific descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such descriptions will be omitted. For reference, in this specification, terms indicating direction are terms based on the components shown in the attached drawings, and are relative terms that can change depending on the posture or position of the actual components.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 도면이다. 도 2는 도 1의 배터리 팩에 포함되는 셀 블록의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 일부 구성에 대한 분리 사시도이다. 1 is a schematic diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a cell block included in the battery pack of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view of a portion of the configuration of FIG. 2.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩(10)은 다수의 셀 유닛(100), 팩 케이스(400) 및 사이드 월(500)을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 1, the
셀 유닛(100)은 배터리 팩(10)에 다수 포함될 수 있다. 그리고, 다수의 셀 유닛(100)은 팩 케이스(400) 안에서 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 셀 유닛(100)은 상호 대면된 형태로 좌우 방향, 이를 테면 수평 방향(Y축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. A plurality of
도 2 및 도 3을 더 참조하면, 다수의 셀 유닛(100)이 적층되어 하나의 셀 유닛 적층체(300)를 형성한다. 셀 유닛 적층체(300) 안에 다수의 셀 유닛(100)이 적어도 일 방향으로 적층되어 있다. 도 1에서 팩 케이스(400)는 이러한 셀 유닛 적층체(300)를 내부 공간에 수용한다. 팩 케이스(400)는 플라스틱 또는 금속 재질을 구비할 수 있다. 그 밖에도, 팩 케이스(400)는 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 팩의 외장재 재질을 채용할 수 있다. Referring further to FIGS. 2 and 3 ,
또한, 셀 유닛 적층체(300)와 사이드 월(500)은 셀 블록(600)을 형성한다. 즉, 본 발명에 따른 셀 블록(600)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 셀 유닛(100)과 사이드 월(500)을 포함할 수 있다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 블록(600) 2개가 팩 케이스(400)에 안착되는 구성을 개략적으로 나타내었다.Additionally, the
팩 케이스(400)에 다수의 셀 유닛(100)을 먼저 장착하여 셀 유닛 적층체(300)를 구성한 후 여기에 사이드 월(500)을 장착하여 셀 블록(600)을 형성할 수 있다. 다른 예로, 팩 케이스(400) 외부에서 다수의 셀 유닛(100)간을 접착 등의 방법으로 적층하여 셀 유닛 적층체(300)를 구성한 후 이를 팩 케이스(400)에 장착하고 사이드 월(500)을 장착하는 것도 가능하다. 또 다른 예로, 팩 케이스(400) 외부에서 셀 유닛 적층체(300)를 구성한 후 여기에 사이드 월(500)까지 장착하여 셀 블록(600)을 형성한 다음에 이를 팩 케이스(400)에 장착하는 것도 가능하다. 특히, 다수의 셀 유닛(100)을 적층하고 셀 유닛(100)의 적층 방향 양 단부에 2개의 사이드 월(500)이 위치하도록 하면, 셀 유닛(100)이 한 쌍의 사이드 월(500)에 의해 블록화되어 고정됨으로써, 배터리 팩(10)에 장착되는 파우치형 배터리 셀의 취급과 장착을 용이하게 하면서도, 파우치형 배터리 셀 장착에 요구되는 구조체들을 간소화 및 경량화하고, 제조 비용을 절감할 수 있다.A plurality of
셀 유닛 적층체(300) 안에서 다수의 셀 유닛(100) 사이의 적어도 일부에는 단열 패드나 화염 억제 패드 등이 개재될 수도 있다. 이러한 단열 패드나 화염 억제 패드는 어느 하나의 셀 유닛(100) 안에서 발생할 수도 있는 열이나 화염이 다른 셀 유닛(100) 쪽으로 전달되어 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 화염 억제 패드는 염화 비닐 수지와 같은 내열성 수지, 실리콘이나 세라믹 등의 소재, 혹은 내열성 수지와 세라믹 혹은 유리 필러와의 복합체, 또는 절연 피복을 실시한 금속판 등으로 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것이며 난연 소재이면 충분하다. 적어도 파우치형 배터리 셀이 열폭주가 되는 온도(예를 들면 150℃~200℃)까지는 분해, 용해, 착화하지 않는 재료로 구성되면 바람직하다. In the
또한, 배터리 팩(10)에 다수의 셀 유닛(100)이 적층되어 포함된 경우, 셀 유닛(100) 사이에는 접착 부재가 개재될 수 있다. 예를 들어, 2개의 셀 유닛(100)이 서로 대면하게 되는 부분에는 접착 부재가 개재되어, 이들 사이를 접착 고정시킬 수 있다. 이러한 접착 구성을 통해 다수의 셀 유닛(100)간 연결 구성을 보다 견고히 할 수 있다.Additionally, when the
도 4는 도 2의 셀 블록에 포함되는 하나의 셀 유닛을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 셀 유닛을 나타낸 분해 사시도이다. 그리고, 도 6은 도 4의 셀 유닛의 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a perspective view showing one cell unit included in the cell block of FIG. 2, and FIG. 5 is an exploded perspective view showing the cell unit shown in FIG. 4. And, FIG. 6 is a diagram schematically showing the cross-sectional configuration of the cell unit of FIG. 4.
셀 유닛(100)은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 파우치형 배터리 셀(110)과 셀 커버(200)를 구비할 수 있다. 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 파우치형 배터리 셀(110)에 셀 커버(200)가 결합되어, 모듈 케이스 없이도 파우치형 배터리 셀(110)을 효과적으로 보호할 수 있다.As shown in FIGS. 4 to 6 , the
파우치형 배터리 셀(110)은 전극 조립체, 전해액 및 파우치 외장재를 포함할 수 있다. 이러한 파우치형 배터리 셀(110)은 배터리 팩(10)에 다수 포함될 수 있다. 각각의 파우치형 배터리 셀(110)은 도 5에 도시된 바와 같이, 'R'로 표시된 수납부 및 'E1'~'E4'로 표시된 에지부를 구비할 수 있다. 여기서, 수납부(R)는 양극판과 음극판이 세퍼레이터가 개재된 상태로 상호 적층된 형태로 구성된 전극 조립체가 수납된 부분일 수 있다. 또한, 이러한 수납부(R)에는 전해액이 수납될 수 있다. 그리고, 에지부(E1~E4)는 이러한 수납부(R)의 주위를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. The pouch-
특히, 에지부(E1~E4)는 파우치형 배터리 셀(110)의 케이스인 파우치 외장재가 실링된 실링부일 수 있다. 예를 들어, 도 5의 실시 구성에서, 에지부(E1~E4)는 4개 구비되어, 수납부(R)를 기준으로, 각각 상부측 모서리, 하부측 모서리, 전방측 모서리 및 후방측 모서리에 위치한다고 할 수 있다. 이때, 4개의 에지부(E1~E4)는 모두 실링부일 수 있다. 또는 4개의 에지부(E1~E4) 중 일부는 실링부가 아닌 접혀진 형태로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 5의 실시 구성에서, 상부측 에지부(E1), 전방측 에지부(E3) 및 후방측 에지부(E4)는 모두 실링부이나, 하부측 에지부(E2)는 파우치 외장재가 접혀진 부분일 수 있다. 예를 들어, 상부측 에지부(E1)는 파우치형 배터리 셀(110)의 실링부로서 두 번 접혀진, 이른바 DSF(Double Side Folding)된 부분일 수 있고, 하부측 에지부(E2)는 파우치형 배터리 셀(110)의 미실링부일 수 있다.In particular, the edge portions E1 to E4 may be sealing portions in which the pouch exterior material, which is the case of the pouch-
하나의 셀 유닛(100)은 이러한 파우치형 배터리 셀(110)을 하나 또는 둘 이상의 구비할 수 있다. 예를 들어, 각각의 셀 유닛(100)에는 3개의 파우치형 배터리 셀(110)이 구비될 수 있다. 각 셀 유닛(100)에 다수의 파우치형 배터리 셀(110)이 포함된 경우, 다수의 파우치형 배터리 셀(110)은 수납부(R)가 서로 대면된 상태로 적어도 일 방향, 이를테면 좌우 방향으로 적층될 수 있다. 예를 들어 파우치형 배터리 셀(110)의 장축을 따르는 방향을 길이 방향(X축 방향)이라고 할 경우, 파우치형 배터리 셀(110)은 이러한 길이 방향에 수직인 폭 방향으로 적층될 수 있다. One
셀 커버(200)는 파우치형 배터리 셀(110)을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(200)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 3개의 파우치형 배터리 셀(110)을 적어도 부분적으로 감싸도록 구성될 수 있다. The
셀 유닛(100)은 버스바 프레임(130) 및 절연 커버(140)를 더 포함할 수 있다.The
버스바 프레임(130)은 셀 커버(200)에 의해 커버되는 적어도 하나의 파우치형 배터리 셀(110)의 전극 리드(120)를 지지하며, 이러한 전극 리드(120)를 다른 파우치형 배터리 셀(110)의 전극 리드(120)와 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 버스바 프레임(130)은 전극 리드(120)와 전기적으로 연결되는 단자를 구비할 수 있다. The
절연 커버(140)는 전극 리드(120) 또는 버스바 단락을 방지하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 절연 커버(140)는 절연성을 가진 고분자 합성수지로 구성될 수 있다. The insulating
더욱이, 파우치형 배터리 셀(110)에서 전극 리드(120)가 양측에 구비된 경우, 버스바 프레임(130)과 절연 커버(140)도 전극 리드(120)가 구비된 양 측에 모두 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 전극 리드(120)가 전방측(도면의 X축 방향)과 후방측(도면의 -X축 방향)으로 모두 돌출된 경우, 버스바 프레임(130)과 절연 커버(140) 또한 전방측과 후방측에 모두 위치할 수 있다.Moreover, when the electrode leads 120 are provided on both sides of the pouch-
셀 커버(200)의 내부에서, 하나 이상의 파우치형 배터리 셀(110)은 상하 방향(Z축 방향)으로 세워진 형태로 구성될 수 있다. 각각의 파우치형 배터리 셀(110)은 도 5에 도시된 바와 같이, 수납부(R)가 위치하는 2개의 넓은 표면을 가지며, 넓은 표면의 모서리 부분인 에지부(E1~E4)는 파우치 외장재의 실링부나 접혀진 부분이 존재하며 좁은 표면을 가질 수 있다. 따라서, 파우치형 배터리 셀(110)은 일반적으로 좁은 표면을 아래로 하여 상하 방향으로 세워진 형태로 적층시키는 것이 어렵다. 하지만, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)에서, 셀 커버(200)는 하나 또는 그 이상의 파우치형 배터리 셀(110)을 감싸면서, 감싸진 파우치형 배터리 셀(110)의 세워진 상태, 즉 기립 상태를 지지하도록 구성될 수 있다.Inside the
또한, 파우치형 배터리 셀(110)에서 실링부로서 상부측 에지부(E1)는 미실링부인 하부측 에지부(E2)보다 상대적으로 고온의 가스나 화염의 배출에 더 취약할 수 있다. 그런데, 상기 실시예에 의하면, 실링부인 상부측 에지부(E1)가 셀 커버(200)를 마주하도록 배치되어 디렉셔널 벤팅에 보다 유리할 수 있다.Additionally, in the pouch-
셀 커버(200)는 금속 재질로 구성될 수 있다. 특히, 셀 커버(200)는 스틸 재질로 구성될 수 있다. 더욱이, 셀 커버(200)는 SUS 재질로 구성될 수 있다. 셀 커버(200)가 SUS 재질로 이루어지는 경우, 기계적 강도 내지 강성이 우수하므로, 파우치형 배터리 셀(110)의 적층 상태를 보다 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 이 경우, 외부의 충격, 이를테면 침상체 등으로부터 파우치형 배터리 셀(110)의 손상이나 파손을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 이 경우, 파우치형 배터리 셀(110)의 핸들링이 보다 용이해질 수 있다. The
또한, 특정 배터리 셀에서 화염이 발생하더라도, 화염 등에 의해 셀 커버(200)가 용융되는 것이 보다 효과적으로 방지될 수 있다. 셀 커버(200)가 SUS 재질로 이루어지는 경우, 높은 용융점으로 인해, 파우치형 배터리 셀(110)로부터 화염 발생 시, 전체적인 구조가 안정적으로 유지될 수 있다. 특히, SUS 재질의 경우, 알루미늄 재질에 비해 녹는점이 높으므로, 파우치형 배터리 셀(110)로부터 분출된 화염에도 용융되지 않고, 그 형태가 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서, 파우치형 배터리 셀(110)간 화염 전파 방지 내지 지연 효과, 벤팅 제어 효과 등이 우수하게 확보될 수 있고, 열적 이벤트 발생 시에도, 내부 단락이나 구조적 붕괴를 방지할 수 있어 구조적 안전성이 증대된다.Additionally, even if a flame occurs in a specific battery cell, the
예를 들어, 셀 커버(200)는 팩 케이스(400)의 바닥면에 직접 안착될 수 있다. 이때, 셀 커버(200)의 일부, 이를테면 셀 커버(200)의 하단부가 팩 케이스(400)의 바닥면에 직접 접촉하여 안착될 수 있다. 그리고, 셀 커버(200)는 이와 같이 하단부가 안착된 경우, 안착 상태가 안정적으로 유지되도록 구성될 수 있다. 이때, 셀 커버(200)가 SUS 재질로 구성되는 경우, 자립 상태가 보다 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서, 이 경우, 파우치형 배터리 셀(110)의 기립 상태가 보다 확실하게 지지될 수 있다. For example, the
셀 커버(200)는 대략 2 mm의 두께로 형성될 수 있다. 다만, 셀 커버(200)는 부분적으로 두께가 다르게 형성될 수도 있다. 또한, 셀 커버(200)는 절연을 위해 양측에 대략 0.5 mm 두께의 PI 필름이 부착될 수 있다. The
또한, 셀 커버(200)는 내측면에 절연 코팅층을 포함할 수 있다. 상기 절연 코팅층은 실리콘 수지, 폴리 아미드(Polyamide) 및 고무 중 어느 하나의 절연성 소재를 코팅, 도포 또는 부착한 것일 수 있다. 이러한 본 실시예에 따른 셀 커버(200)의 절연 코팅층 구성에 의하면, 최소한의 코팅양으로 절연 코팅 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 절연 코팅층이 셀 커버(200)의 내측면에 적용되어 있어, 파우치형 배터리 셀(110)과 셀 커버(200) 간의 절연성이 강화될 수 있다.Additionally, the
셀 커버(200)는 감싸진 파우치형 배터리 셀(110)의 적어도 일측이 외부로 노출되도록 파우치형 배터리 셀(110)을 부분적으로 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(200)는 파우치형 배터리 셀(110)을 전체적으로 완전히 감싸지 않고, 일부분만 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 특히, 셀 커버(200)는 파우치형 배터리 셀(110)의 적어도 일측이 팩 케이스(400)를 향하여 노출되도록 구성될 수 있다. 이러한 측면에서, 셀 커버(200)는 셀 슬리브(cell sleeve)와 같은 용어로 지칭될 수도 있다.The
특히, 셀 커버(200)는 내부에 수용된 파우치형 배터리 셀(110)의 여러 에지부 중, 전극 리드가 구비되지 않은 에지부를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 실시 구성을 참조하면, 파우치형 배터리 셀(110)은 2개의 전극 리드(120), 즉 양극 리드와 음극 리드를 구비할 수 있다. 이때, 2개의 전극 리드는 전방측 에지부(E3)와 후방측 에지부(E4)에 각각 위치할 수 있다. 이때, 셀 커버(200)는 이러한 전방측 에지부(E3)와 후방측 에지부(E4)를 제외한 나머지 2개의 에지부(E1, E2) 중 하나를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 셀 커버(200)는 파우치형 배터리 셀(110)의 상부측 에지부(E1)는 감싸고 하부측 에지부(E2)는 노출시킬 수 있다. In particular, the
파우치형 배터리 셀(110)은 대략 6면체로 형성된다고 할 수도 있다. 그리고, 6면 중 2개의 면에 전극 리드(120), 즉 음극 리드와 양극 리드가 각각 형성될 수 있다. 그리고, 셀 커버(200)는 6면의 파우치형 배터리 셀(110)에서 전극 리드(120)가 형성된 2면을 제외한 나머지 4면 중 3면의 적어도 일부를 감싸도록 마련될 수 있다. 이와 같이 셀 커버(200)는, 전극 리드(120)에 대응되는 양 측부에도 개방부가 형성되도록 구성될 수 있다. The pouch-
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 셀 커버(200)의 개방부로 화염 등의 배출 방향을 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시 구성에 의하면, 전극 리드(120)가 위치하는 셀 커버(200)의 전방 측 및 후방 측이 개방되어 있으므로, 이러한 개방된 방향으로 화염 등이 배출되도록 할 수 있다. 특히, 상기와 같이 전방 및 후방이 개방된 형태로 셀 커버(200)가 구성된 경우, 사이드 디렉셔널 벤팅(side directional venting)이 용이하게 구현될 수 있다. 또는 셀 커버(200)의 하단이나 상단이 개방된 형태로 구성된 경우, 셀 커버(200)의 하단 또는 상단의 개방된 측면(개방단)을 향해 디렉셔널 벤팅이 이루어질 수도 있다. According to this implementation configuration of the present invention, the discharge direction of flame, etc. can be guided to the opening of the
더욱이, 셀 커버(200)는 내부에 수용되어 감싸진 하나 이상의 파우치형 배터리 셀(110)에 대하여, 수납부(R)의 양 측면과 상부측 에지부(E1)를 덮는 형태로 마련될 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(200)는 좌우 방향으로 적층된 3개의 파우치형 배터리 셀(110)을 감싸는 형태로 구성된 경우, 셀 커버(200)는 좌측 파우치형 배터리 셀(110)의 수납부(R)의 좌측 표면, 파우치형 배터리 셀(110)의 상부측 에지부(E1)들, 그리고 우측 파우치형 배터리 셀(110)의 수납부(R)의 우측 표면을 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 전방 측에서 바라본 셀 커버(200)의 단면 구성은 대략 'n'자 형태와 유사하다고 할 수 있다. 따라서, 이 경우, 셀 커버(200)는 'n-fin'으로 지칭될 수도 있다. Furthermore, the
보다 구체적으로, 셀 커버(200)는 상측커버부(220), 제1 측면커버부(230) 및 제2 측면커버부(240)를 포함할 수 있다. 여기서, 상측커버부(220)는 내부에 수용된 파우치형 배터리 셀(110)의 상부측 에지부(E1)의 상부를 감싸도록 구성될 수 있다. 상측커버부(220)는 평면 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 상측커버부(220)는 단면이 수평 방향의 직선 형상으로 형성되어, 파우치형 배터리 셀(110)의 상부측 에지부(E1)를 외측에서 직선 형태로 감쌀 수 있다. More specifically, the
제1 측면커버부(230)는 상측커버부(220)의 일단으로부터 하부 방향으로 연장되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 측면커버부(230)는 상측커버부(220)의 좌측 단부에서 하부 방향(도면의 -Z축 방향)으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 제1 측면커버부(230)는 평면 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제1 측면커버부(230)는 상측커버부(220)에서 벤딩된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제1 측면커버부(230)는 내부에 수용된 파우치형 배터리 셀(110)의 일측 수납부(R)의 외측을 감싸도록 구성될 수 있다. The first
제2 측면커버부(240)는 제1 측면커버부(230)로부터 수평 방향으로 이격되게 위치할 수 있다. 그리고, 제2 측면커버부(240)는 상측커버부(220)의 타단으로부터 하부 방향으로 연장되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 측면커버부(240)는 상측커버부(220)의 우측 단부에서 하부 방향으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 제2 측면커버부(240)도 제1 측면커버부(230)와 마찬가지로 평면 형태로 구성될 수 있다. 이때, 제2 측면커버부(240)와 제1 측면커버부(240)는 수평 방향으로 이격된 상태에서 서로 평행하게 배치되어 있다고 할 수 있다. 그리고 제2 측면커버부(240)는 내부에 수용된 파우치형 배터리 셀(110)의 타측 수납부(R)의 외측을 감싸도록 구성될 수 있다. The second
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 하나의 셀 커버(200)로서, 하나 또는 그 이상의 배터리 셀을 지지하고 보호하는 구성이 용이하게 구현될 수 있다. 특히, 상기 실시예에 의하면, 하부측 에지부(E2)는 셀 커버(200)의 개방단에 인접하게 위치하여, 셀 커버(200)에 의해 감싸지지 않고 팩 케이스(400)를 마주보고, 팩 케이스(400)와 직접 대면 접촉될 수 있다. 따라서, 셀 커버(200)에 의해 감싸진 파우치형 배터리 셀(110)의 열이 하부의 팩 케이스(400) 측으로 신속하고 원활하게 배출될 수 있다. 따라서, 배터리 팩(10)의 냉각 성능이 보다 효과적으로 확보될 수 있다. According to this implementation configuration of the present invention, a configuration that supports and protects one or more battery cells can be easily implemented as a
특히, 이와 같은 구성은 팩 케이스(400)의 하부에서 냉각이 주로 이루어지는 경우, 보다 효과적으로 실시될 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차에 장착되는 배터리 팩의 경우, 차체의 하부에 장착되므로, 팩 케이스(400)의 하부에서 주로 냉각이 이루어질 수 있다. 이때, 상기 실시예와 같이, 각 파우치형 배터리 셀(110)의 하부측 에지부(E2)가 팩 케이스(400)에 대면 접촉되는 경우, 각 파우치형 배터리 셀(110)로부터 팩 케이스(400) 측으로 열이 신속하게 전달되어, 냉각 성능이 보다 향상될 수 있다.In particular, this configuration can be implemented more effectively when cooling is mainly performed at the bottom of the
또한, 상기 실시 구성에 의하면, 열폭주 등의 상황에서 파우치형 배터리 셀(110)로부터 고온의 가스나 화염 등이 배출되는 경우, 배출된 가스나 화염이 상부 측으로 향하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 전기 자동차 등과 같이, 배터리 팩(10)의 상부 측에 탑승자가 위치하는 경우, 상기 실시 구성에 의하면, 가스나 화염 등이 탑승자 측으로 향하는 것을 억제하거나 지연시킬 수 있다. In addition, according to the above-mentioned configuration, when high-temperature gas or flame is discharged from the pouch-
이와 같이 본 발명에 따르면, 파우치형 배터리 셀(110)로부터 화염 또는 가스가 배출되더라도 미리 설정된 방향으로 유도 배출될 수 있다. 이 경우, 어느 하나의 파우치형 배터리 셀(110)에서 열 폭주가 발생하더라도 그 파우치형 배터리 셀(110)에서 발생한 화염 또는 가스는 셀 커버(200)를 통하여 미리 설정된 방향으로만 배출될 수 있다. 미리 설정되는 방향이 다른 셀 커버(200)를 향하게 하지 않는 방향이라면, 열 폭주가 발생한 파우치형 배터리 셀(110)에 인접하게 배치된 다른 파우치형 배터리 셀(110)로 화염 또는 가스가 전파되지 않을 수 있다. 즉, 어느 하나의 파우치형 배터리 셀(110)에서 열 폭주가 발생하더라도 다른 파우치형 배터리 셀(110)에 대해서는 그 열 폭주의 영향이 최소화될 수 있다.According to the present invention, even if flame or gas is discharged from the pouch-
셀 커버(200)는 일체로 구성될 수 있다. 이 경우, 셀 커버(200)는 판 구조의 금속 플레이트를 절곡시키는 방식으로 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(200)는 하나의 플레이트가 절곡된 형태로 구성된 것일 수 있다. The
셀 커버(200)는 하나의 판재에 대하여 양 단부를 동일한 방향으로 벤딩시킴으로써 하나 이상의 파우치형 배터리 셀(110)을 감쌀 수 있는 형태로 구성될 수 있다. 특히, 하나의 셀 커버(200)에 상측커버부(220), 제1 측면커버부(230) 및 제2 측면커버부(240)가 구비된 경우, 상측커버부(220), 제1 측면커버부(230) 및 제2 측면커버부(240)는 하나의 플레이트로 이루어질 수 있다. 이 경우, 셀 커버(200)는 여러 구성요소가 일체형으로 제작되어 있다고 할 수 있다.The
여기서, 각각의 구성요소는 절곡부를 통해 구분될 수 있다. 특히, 하나의 플레이트에서 절곡부는 2개 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 2개의 절곡부를 기준으로, 상측커버부(220), 제1 측면커버부(230) 및 제2 측면커버부(240)가 구분될 수 있다. 특히, 하나의 플레이트에서 중앙 부분이 상측커버부(220)를 형성하고, 그러한 상측커버부(220)를 중심으로 양측이 하부 방향으로 벤딩 내지 폴딩됨으로써, 제1 측면커버부(230) 및 제2 측면커버부(240)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 셀 커버(200)를 형성하기 위해 하나의 플레이트에 절곡부를 형성하는 구성은, 프레스(press) 또는 롤 포밍(roll forming)과 같은 다양한 방식으로 구현될 수 있다.Here, each component can be distinguished through a bend. In particular, two bent portions may be formed in one plate. And, based on these two bent parts, the
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 셀 커버(200)의 제조가 보다 간단해질 수 있다. 또한, 간소화된 구조의 셀 커버(200)는 파우치 외장재와 같은 파우치형 배터리 셀(110)의 케이스보다 높은 강성을 가진 금속 재질로 구성되어, 셀 커버(200)에 의해 커버되는 적어도 하나의 파우치형 배터리 셀(110)을 외부 충격이나 진동으로부터 보호할 수 있다. 뿐만 아니라, 이 경우, 셀 커버(200)를 통한 열전도 성능이 보다 향상되어, 냉각 성능이 더욱 개선될 수 있다.According to this implementation configuration of the present invention, manufacturing of the
제1 측면커버부(230)와 파우치형 배터리 셀(110)의 사이, 제2 측면커버부(240)와 파우치형 배터리 셀(110)의 사이는 접착되어 있을 수 있다. 제1 측면커버부(230)와 파우치형 배터리 셀(110)의 사이, 제2 측면커버부(240)와 파우치형 배터리 셀(110)의 사이가 직접적으로 접착이 되어도 좋지만 절연 부재를 더 포함하는 상태로 간접 접착될 수도 있다. The first
셀 커버(200)에는 의도된 벤팅 방향에 따라 다양한 위치에 마련되는 벤팅 홀(venting hole)이 구비될 수 있다. 이러한 벤팅 홀은 셀 커버(200)의 소정 부분에 노치를 형성하는 방식으로 마련될 수 있다. 셀 커버(200)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상측커버부(220)에 형성된 벤팅 홀(210)을 구비할 수 있다. 이러한 벤팅 홀(210)은 셀 커버(200)의 내부 공간에서 외부 측으로 가스 배출이 가능하도록, 내외부 공간 사이를 관통하는 형태로 구성될 수 있다. The
이와 같이 하나 이상의 파우치형 배터리 셀(110)과 파우치형 배터리 셀(110)을 적어도 부분적으로 감싸도록 구성된 셀 커버(200)는 하나의 셀 유닛(100)을 구성할 수 있다. 특히, 셀 커버(200)의 폭 조절 등을 통해, 셀 커버(200)의 내부에 수용되는 파우치형 배터리 셀(110)의 개수 등을 조절할 수 있다는 측면에서, 이러한 셀 유닛(100)은 SPU(Scalable Pouch Unit)로 지칭될 수도 있다. 따라서, 이 경우, 하나의 셀 커버(200)에 의한 용량이나 출력에 대한 변경이 쉽게 이루어질 수 있다. 배터리 팩(10)에는 다수의 셀 유닛(100)이 포함될 수 있으며, 셀 유닛(100)의 개수를 증가시키는 방식으로 스케일의 확장이 용이하게 가능하다. In this way, one or more pouch-
이러한 셀 유닛(100)은 파우치형 배터리 셀(110)을 포함하는 배터리 팩(10) 제조 과정에서, 파우치형 배터리 셀(110)의 취급과 장착을 용이하게 하고, 파우치형 배터리 셀(110)의 손상을 방지하면서도, 파우치형 배터리 셀(110) 장착에 요구되는 구조체들을 간소화 및 경량화하는 효과가 있을 뿐 아니라, 용량이나 출력 변경에 유연하게 대처할 수 있도록 한다.This
셀 커버(200)는 이와 같이 배터리 셀을 감싸는 구조를 통해, 팩 케이스(400) 내부에서 다수의 파우치형 배터리 셀(110)의 적층 상태를 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 파우치형 배터리 셀(110)은 수평 방향으로 적층될 수 있다. 이때, 셀 커버(200)는 이와 같이 수평 방향으로 적층된 다수의 파우치형 배터리 셀(110)의 적층 상태가 안정적으로 유지되도록 구성될 수 있다.The
본 발명의 이러한 측면에 의하면, 모듈 케이스 없이, 다수의 파우치형 배터리 셀(110)이 팩 케이스(400) 내부에 직접 안착되어 수납될 수 있다. 특히, 파우치형 배터리 셀(110)의 경우, 외장재가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치와 같은 연질로 제작되어 외부 충격에 취약하고 또한 경도가 낮다고 할 수 있다. 따라서, 모듈 케이스에 수납하지 않고 파우치형 배터리 셀(110) 자체만으로 팩 케이스(400) 내부에 수납하는 것이 용이하지 않다. 하지만, 본 발명의 경우, 다수의 파우치형 배터리 셀(110)은 셀 커버(200)에 의해 적어도 일부분이 감싸진 상태로 셀 커버(200)와 결합되어, 팩 케이스(400) 내부에 직접 수납되며, 그 적층 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.According to this aspect of the present invention, a plurality of pouch-
더욱이, 본 발명의 경우, 파우치형 배터리 셀(110)을 이용한 CTP 타입의 배터리 팩이 보다 효율적으로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 경우, 별도의 모듈 케이스 내부에 파우치형 배터리 셀(110)을 수납하고 이러한 모듈 케이스를 팩 케이스(400) 내부에 수납시키는 것이 아니라, 파우치형 배터리 셀(110)을 직접 팩 케이스(400) 내부에 수납시키는 형태로 배터리 팩(10)이 마련될 수 있다. 이때, 파우치형 배터리 셀(110)의 적어도 일측이, 셀 커버(200) 외부로 노출되어, 팩 케이스(400)와 직접 대면하도록 배치될 수 있다.Furthermore, in the case of the present invention, a CTP type battery pack using the pouch-
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 팩(10)에 모듈 케이스나 적층용 프레임, 셀의 적층 상태를 유지하기 위한 볼트 등의 체결 부재 등이 추가로 구비될 필요가 없다. 따라서, 모듈 케이스나 적층용 프레임 등 다른 구성요소가 차지하는 공간이나 그로 인한 공차 확보를 위한 공간이 제거될 수 있다. 그러므로, 제거된 공간만큼 배터리 셀이 더 공간을 차지할 수 있으므로, 배터리 팩의 에너지 밀도가 보다 향상될 수 있다. 특히, 연질 케이스를 갖는 파우치형 배터리 셀(110)을 배터리 팩(10)의 팩 케이스(400)에 직접 조립함으로써 배터리 팩(10)의 공간 활용률을 극대화하고 에너지 용량을 현저히 향상시킬 수 있다.Therefore, according to this aspect of the present invention, there is no need to additionally provide the
또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 모듈 케이스나 적층용 프레임, 볼트 등이 구비되지 않으므로, 배터리 팩의 부피나 무게가 감소되고, 제조 공정이 간소화될 수 있다. Additionally, according to this aspect of the present invention, since a module case, stacking frame, bolts, etc. are not provided, the volume and weight of the battery pack can be reduced and the manufacturing process can be simplified.
본 발명에 의하면, 배터리 팩(10)의 조립성이 향상될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 모듈 케이스에 파우치형 배터리 셀(110)을 수납하여 배터리 모듈을 마련하는 공정, 이와 같이 마련된 배터리 모듈을 하나 이상 팩 케이스(400)에 수납하는 공정 등이 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 제조 공정이 간소화되고, 제조 시간이 줄어들 수 있다. According to the present invention, the assembling of the
또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 파우치형 배터리 셀(110)의 핸들링이 보다 용이해질 수 있다. 예를 들어, 다수의 파우치형 배터리 셀(110)을 팩 케이스(400) 내부에 수납하는 경우, 지그 등에 의해 파우치형 배터리 셀(110)을 파지할 수 있다. 이때, 지그는 파우치형 배터리 셀(110)을 직접 파지하지 않고, 파우치형 배터리 셀(110)을 감싸고 있는 셀 커버(200)를 파지하거나, 사이드 월(500)을 파지할 수 있다. 따라서, 지그에 의한 파우치형 배터리 셀(110)의 손상이나 파손이 방지될 수 있다.Additionally, according to this aspect of the present invention, handling of the pouch-
다시 도 1을 참조하면, 팩 케이스(400)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 빈 공간이 형성되며, 이러한 내부 공간에 다수의 셀 유닛 적층체(300)를 수용할 수 있다. 특히, 팩 케이스(400)는 하부 플레이트(410)와 하부 플레이트(410)로부터 상방 직립하는 다수의 측면 플레이트(420)를 포함하며, 이러한 팩 케이스(400)의 하부 플레이트(410) 상면에 다수의 셀 유닛(100) 또는 셀 유닛 적층체(300)가 직접 안착될 수 있다. 더욱이, 셀 커버(200)의 하단이 직접 팩 케이스(400)의 하부 플레이트(410)에 접촉하여 안착될 수 있다. 또한, 셀 커버(200)의 내부에 수용된 파우치형 배터리 셀(110)의 하단도 팩 케이스(400)의 하부 플레이트(410)에 직접 안착될 수 있다. 이와 같이 팩 케이스(400)의 하부 플레이트(410)와 측면 플레이트(420)는 상단이 개방된 박스 형태의 하부 케이스를 구성하여 그 내부 공간에 다수의 셀 유닛 적층체(300)를 수납할 수 있다. Referring again to FIG. 1, the
특히 팩 케이스(400)는 내부 공간에 파우치형 배터리 셀(110)의 에지부(E1~E4)를 하방으로 두어 파우치형 배터리 셀(110)이 세워진 상태로 수납하도록 한다. 도 1 내지 도 6의 실시예에서는 파우치형 배터리 셀(110)의 하부측 에지부(E2)가 하방으로 두어지는 예를 들고 있다. In particular, the
사이드 월(500)은 팩 케이스(400)의 내부 공간에서 셀 유닛 적층체(300)의 단부에 위치할 수 있다. 사이드 월(500)은 셀 유닛(100)의 적층 방향 단부에 위치할 수 있다. 특히, 사이드 월(500)은 셀 유닛 적층체(300)의 적층 방향 외곽에 결합될 수 있다. 여기서, 사이드 월(500)은 셀 유닛 적층체(300)에 대하여, 볼팅, 용접, 후크 등 다양한 체결 방식으로 결합될 수 있다. 더욱이, 사이드 월(500)은 셀 유닛 적층체(300)의 적층 상태를 고정시킬 수 있다. The
또한, 사이드 월(500)은 팩 케이스(400)를 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 셀 블록(600)이 팩 케이스(400)의 내부 공간에 안착될 때, 사이드 월(500)은 팩 케이스(400)의 서로 다른 측면 플레이트(420) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 실시 구성에 도시된 바와 같이, 사이드 월(500)은 팩 케이스(400)의 내부 구성으로서 서로 반대 방향에서 대면된 상태로 세워져 있는 전방 플레이트(420a)와 후방 플레이트(420b) 사이에 개재될 수 있다. 특히, 사이드 월(500)은 양단이 전방 플레이트(420a)와 후방 플레이트(420b)에 각각 결합 고정될 수 있다.Additionally, the
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 셀 블록(600)의 사이드 월(500)이 셀 블록(600) 내부의 적층 상태를 유지할 뿐 아니라, 셀 블록(600)이 안착되는 팩 케이스(400)를 기계적으로 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 특히, 사이드 월(500)은 팩 케이스(400)의 서로 다른 측면 플레이트(420a, 420b) 사이를 지지하므로, 팩 빔 내지 크로스 빔 역할을 수행할 수도 있다. 따라서, 외부의 충격에도 팩 케이스(400)의 전체적인 형상이 유지되는 한편, 내부에 수용된 구성요소가 보호되도록 할 수 있다. 이 경우, 종래 배터리 팩에 포함되는 크로스 빔 등을 제거하거나 감축시킬 수 있다. 그러므로, 배터리 팩(10) 제조 시, 조립 편의성과 공정성 등이 향상되는 한편, 제조 비용이나 시간을 절감할 수 있다. According to this embodiment of the present invention, the
경량화를 위해 팩 케이스(400)를 알루미늄 등의 가벼운 재질로 하는 경우, 사이드 월(500)은 그러한 팩 케이스(400)의 강성을 좀 더 보완할 수 있다. 나아가, 셀 블록(600)의 사이드 월(500)은 다수의 셀 유닛(100)을 블록화 또는 그룹화하면서, 다수의 셀 유닛(100)에 가해지는 압력을 셀 유닛(100) 전체에 균등하게 분배하는 효과도 있다. When the
더욱이, 사이드 월(500)은 셀 유닛(100)의 적층 방향에 직교하는 수평 방향, 이를 테면 전후 방향(X축 방향)으로 팩 케이스(400)를 지지할 수 있다. 또는 사이드 월(500)은 상하 방향으로 팩 케이스(400)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 팩 케이스(400)는 측면 플레이트(420) 위로 결합되는 상부 플레이트(430)를 더 포함하고, 사이드 월(500)의 상단과 하단은 상부 플레이트(430) 및 하부 플레이트(410)에 각각 접촉되어, 팩 케이스(400)의 바닥과 천장면인 하부 플레이트(410)와 상부 플레이트(430) 사이를 지지하도록 구성될 수 있다.Furthermore, the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7에도, 2개의 셀 블록(600)이 팩 케이스(400)에 안착된 구성이 도시되어 있다.Figure 7 is a diagram schematically showing some configurations of a battery pack according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 also shows a configuration in which two
도 7에 도시된 바와 같이, 팩 케이스(400)의 중앙 부분에는 센터 빔(440)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 팩 케이스(400)는 서로 다른 측면 플레이트(420a, 420b) 사이에 센터 빔(440)을 더 포함할 수 있다. 이때, 셀 블록(600)의 사이드 월(500)은 센터 빔(440)과 측면 플레이트(420) 사이에 개재될 수 있다. 그리고, 사이드 월(500)은 센터 빔(440)과 측면 플레이트(420) 사이를 지지하도록 구성될 수 있다. 셀 블록(600)은 도시한 바와 같이 Y축 방향을 따라 배열될 수 있고, X축 방향으로도 배열될 수 있다. 따라서, 다수의 파우치형 배터리 셀(110)은 배터리 팩(10) 내에서 전후 방향 및 수평 방향으로 배치되되, 전후 방향 및 수평 방향으로 다수의 열을 이루는 형태로 배치될 수 있다. As shown in FIG. 7, a
사이드 월(500)은 셀 유닛(100)보다 적어도 일측의 크기가 크게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 사이드 월(500)의 전후 방향 길이(L1)는 셀 유닛(100)의 전후 방향 길이(L2)보다 길게 구성될 수 있다. 또는 사이드 월(500)의 상하 방향 높이(H1)는 셀 유닛(100)의 상하 방향 높이(H2)보다 높게 구성될 수 있다. 이 경우, 외부의 충격이나 압력 등이 사이드 월(500)에만 전달되고, 셀 유닛(100)에는 전달되지 않도록 하거나 줄일 수 있다.The
사이드 월(500)은 알루미늄과 같이, 기계적 강성을 확보할 수 있는 금속 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 사이드 월(500)은 셀 유닛(100)에서 발생된 열을 외부로 전달시켜, 배터리 팩(10)의 냉각 성능이 향상되도록 할 수 있다. 또는 사이드 월(500)은 스틸 등의 재질로 구성되어 기계적 강도가 높아지도록 할 수 있다. 이 밖에도, 사이드 월(500)은 일정 수준 이상의 기계적 강도가 확보될 수 있다면, 폴리머 등 다른 재질로 이루어질 수도 있다. 또한, 인서트 몰딩(insert molding)을 통해 알루미늄과 고분자 합성수지를 조합한 소재로 구성될 수 있다.The
사이드 월(500)은 셀 유닛(100)의 적층 방향 양 단부에 각각 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바를 참조하면, 다수의 셀 유닛(100)이 좌우 방향으로 적층된 상태에서, 사이드 월(500)은 셀 유닛 적층체(300)의 좌측 단부와 우측 단부에 각각 구비될 수 있다.The
여기서, 셀 유닛(100)의 적층 방향 양 단부에 위치하는 2개의 사이드 월(500)은 외측 표면에 돌출부가 서로 다른 위치에 구비될 수 있다. 이와 같은 구성에 대해서는 도 8 내지 도 12를 추가로 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Here, the two
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 블록의 우측 단부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 블록의 좌측 단부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 또한, 도 10과 도 11은 2개의 셀 블록이 서로 인접하여 배치될 때, 사이드 월의 결합 구성을 개략적으로 나타내는 정면도들이다. 그리고, 도 12는 인접하여 배치된 2개의 셀 블록 사이에서 사이드 월이 결합되어 벤팅 채널이 형성된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.Figure 8 is a perspective view schematically showing the configuration of the right end of a cell block according to another embodiment of the present invention. Figure 9 is a perspective view schematically showing the configuration of the left end of a cell block according to another embodiment of the present invention. Additionally, Figures 10 and 11 are front views schematically showing the combined configuration of side walls when two cell blocks are placed adjacent to each other. And, Figure 12 is a perspective view schematically showing a configuration in which a venting channel is formed by combining side walls between two adjacent cell blocks.
먼저, 도 8을 참조하면, 셀 유닛(100)의 적층 방향을 따르는 좌우 방향에서 셀 유닛 적층체(300)의 우측 단부에 구비되는 사이드 월(이하, 우측 월 또는 제1 사이드 월(500a))은 본체(510a)에 P1으로 표시된 바와 같이, 하부에 외측 방향(이를테면 우측 방향)으로 돌출되게 형성된 돌출부가 구비될 수 있다. 그리고, 도 9를 참조하면, 셀 유닛 적층체(300)의 좌측 단부에 구비되는 사이드 월(이하, 좌측 월 또는 제2 사이드 월(500b))은 본체(510b)에 P2로 표시된 바와 같이, 상부에 외측 방향(이를테면 좌측 방향)으로 돌출되게 형성된 돌출부가 구비될 수 있다. 또한, 좌측 월인 제2 사이드 월(500b)은 P3로 표시된 바와 같이, 후방에 외측 방향(이를테면 좌측 방향)으로 돌출되게 형성된 돌출부가 본체(510b)에 구비될 수 있다. First, referring to FIG. 8, a side wall (hereinafter referred to as right wall or
여기서, 하나의 셀 블록(600)에 대하여, 도 8은 우측 단부를 나타내고, 도 9은 좌측 단부를 나타낸다고 할 수도 있다. 따라서, 다수의 셀 블록(600)을 서로 인접하여 배치시킬 때, 서로 다른 셀 블록(600)의 우측 월인 제1 사이드 월(500a)과 좌측 월인 제2 사이드 월(500b)이 서로 대면될 수 있는데, 이 경우 제1 사이드 월(500a)과 제2 사이드 월(500b)의 돌출부들(P1 내지 P3)은 서로 간섭하지 않도록, 수평 방향 내지 수직 방향으로 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.Here, with respect to one
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 제2 셀 블록(600b)을 제1 셀 블록(600a) 측으로 이동시키게 되면, 도 11에 도시된 바와 같이 인접하는 2개의 셀 블록(제1 셀 블록(600a)과 제2 셀 블록(600b)) 사이에서 사이드 월(500a, 500b)이 서로 인접할 수 있다. 나아가, 서로 결합될 수 있다. 즉, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 셀 블록(600a)과 제2 셀 블록(600b)이 서로 인접하여 배치될 때, 제1 셀 블록(600a)의 제1 사이드 월(500a)에 마련된 돌출부(P1)와 제2 셀 블록(600b)의 제2 사이드 월(500b)에 마련된 돌출부(P2, P3)는 서로 충돌되지 않을 수 있다. 그리고, 제1 사이드 월(500a)의 돌출부(P1)가 제2 사이드 월(500b)에 접촉 또는 결합될 수 있다. 제2 사이드 월(500b)의 돌출부(P2, P3)가 제1 사이드 월(500a)에 접촉 또는 결합될 수 있다. For example, when the
본 발명의 이와 같은 구성에 의하면, 제1 셀 블록(600a)과 제2 셀 블록(600b)이 서로 삽입 체결되는 구조를 갖게 되어, 다수의 셀 블록(600) 배열체가 차지하는 공간이 감소되고, 이들 사이의 결합성이 향상될 수 있다.According to this configuration of the present invention, the
특히, 다수의 셀 블록(600)이 서로 인접하거나 결합될 때, 서로 다른 셀 블록(600)에 마련되어 결합된 2개의 사이드 월(500)이 하나의 팩 빔을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 실시 구성에서, 제1 셀 블록(600a)의 제2 사이드 월(미도시)이 좌측으로 인접한 다른 셀 블록(미도시)의 제1 사이드 월(미도시)과 결합하여 하나의 팩 빔을 구성할 수 있다. 마찬가지로, 제2 셀 블록(600b)의 제1 사이드 월(미도시)이 우측으로 인접한 다른 셀 블록(미도시)의 제2 사이드 월(미도시)과 결합하여 하나의 팩 빔을 구성할 수 있다. In particular, when a plurality of
또한, 2개의 사이드 월(500)은 서로 인접하는 경우, 내부에 빈 공간이 형성되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 실시 구성에서, 제1 셀 블록(600a)의 제1 사이드 월(500a)과 제2 셀 블록(600b)의 제2 사이드 월(500b)이 결합된 경우, S로 표시된 바와 같이, 내부에 빈 공간이 형성될 수 있다. Additionally, when the two
특히, 이러한 빈 공간은 사이드 월(500a, 500b)의 돌출부(P1 내지 P3)와 본체(510a, 510b)에 의해 한정될 수 있고, 서로 인접하는 2개의 사이드 월(500)로 구획된다. 예를 들어, 도 8 내지 도 11의 실시 구성을 참조하면, 제1 셀 블록(600a)의 제1 사이드 월(500a)의 본체(510a)와 돌출부(P1)가, S로 표시된 내부 공간의 좌측과 하부를 한정할 수 있다. 또한, 제2 셀 블록(600b)의 제2 사이드 월(500b)의 본체(510b)와 돌출부(P2 및 P3)가, S로 표시된 내부 공간의 우측과 상부 및 후방을 한정할 수 있다. In particular, this empty space may be defined by the protrusions P1 to P3 of the
더욱이, 이와 같이 인접하는 서로 다른 2개의 셀 블록(600a, 600b)에 마련된 사이드 월(500)에 의해 한정된 내부 공간(S)은 단열층으로서 기능할 수 있다. 따라서, 이 경우, 셀 블록(600a, 600b) 사이에 열이나 화염 등의 전파가 방지되거나 억제될 수 있다. Moreover, the internal space S defined by the
또한, 2개의 사이드 월(500)은 서로 인접하여 형성된 내부 공간(S)을 통해 벤팅 채널이 형성되도록 구성될 수 있다. 즉, 2개의 사이드 월(500)에 의해 형성된 내부 공간(S)은 벤팅 채널로 기능할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바를 참조하면, 제1 셀 블록(600a)과 제2 셀 블록(600b)이 서로 인접하게 배치되어, 제1 셀 블록(600a)의 제1 사이드 월(500a)과 제2 셀 블록(600b)의 제2 사이드 월(500b)이 서로 결합되면, 내부에 빈 공간이 형성되며, 이러한 빈 공간은 벤팅 채널로 형성될 수 있다. Additionally, the two
파우치형 배터리 셀(110)은 가볍고 전해액의 누액(leakage) 가능성이 적으며 형태에 융통성을 가질 수 있어 보다 작은 부피 및 질량으로 같은 용량의 이차 전지를 구현할 수 있는 장점이 있는 한편, 과열이 될 경우 폭발 위험성이 있어서 안전성을 확보하는 것이 중요한 과제 중의 하나이다. 파우치형 배터리 셀(110)의 과열은 여러 가지 원인에서 발생되는데, 그 중 하나가 파우치형 배터리 셀(110)을 통해 한계 이상의 과전류(overcharge)가 흐르는 경우를 들 수 있다. 과전류가 흐르면 파우치형 배터리 셀(110)이 주울열에 의해 발열을 하므로 파우치형 배터리 셀(110) 내부 온도가 급속하게 상승한다. 온도의 급속한 상승은 전해액의 분해 반응을 야기하여 가스가 발생될 수 있다. 이로 인한 파우치 외장재 내부의 압력 증가로 일종의 부풀음 현상인 스웰링(swelling) 현상이 발생하여 이차 전지가 폭발하는 등 심각한 문제가 발생될 수 있다. 이러한 과전류뿐 아니라, 고온에의 노출, 외부에서의 충격 등에 의해 파우치형 배터리 셀(110) 내부에서 가스가 발생하는 경우, 가스를 효과적으로 배출하여 이차 전지의 안전성을 확보할 필요가 있다. 이차 전지 내부에서 발생한 가스를 외부로 배출하는 것을 벤팅이라고 한다. 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(10)에 포함되는 파우치형 배터리 셀(110)에서 벤팅 가스가 배출되는 경우, 상기 벤팅 채널을 통해 벤팅 가스를 배출하여 이차 전지의 안전성을 확보할 수 있게 한다.The pouch-
구체적으로, 제1 셀 블록(600a) 또는 제2 셀 블록(600b)에서 벤팅 가스 등이 발생하면, 발생된 가스는 도 12에서 S로 표시된 바와 같은 사이드 월(500)이 구획하는 공간으로 유입될 수 있다. 그리고, 이러한 벤팅 가스 등은 사이드 월(500)에 의해 형성된 내부 공간(S)을 따라 흐르다가 도 12에서 화살표로 표시된 바와 같이 외부로 배출될 수 있다. Specifically, when venting gas or the like is generated in the
이를 위해, 2개의 사이드 월(500)은 서로 결합된 상태에서 특정 부분이 개방되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 사이드 월(500)이 결합된 상태에서, 전방 측이 개방되도록 구성될 수 있다. To this end, the two
따라서, 벤팅 채널 내부로 유입된 제1 셀 블록(600a) 또는 제2 셀 블록(600b)의 벤팅 가스 등은 도 12에서 화살표로 표시된 바와 같이, 벤팅 채널을 따라 흐르다가 개방부를 통해 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(200)의 내부에 수용된 파우치형 배터리 셀(110)에서 열 폭주 등으로 인해 벤팅 가스가 발생하는 경우, 발생된 벤팅 가스는 사이드 월(500)에 의해 구획되는 내부 공간(S)을 통해 전후 방향(다른 말로 길이 방향)으로 이동할 수 있다. 따라서, 셀 커버(200)의 내압이 증대되는 것을 방지하고, 벤팅 가스의 배출 방향 유도와 같은 효율적인 벤팅 제어가 가능해질 수 있다. 도 8 내지 도 12에 도시된 구성에서, 사이드 월(500)에서 돌출부(P3)가 마련되지 않은 전방부는 벤팅 채널의 유출구로서 기능할 수 있다. Therefore, the venting gas of the
이상 본 발명의 일 실시예에 의하면, 파우치형 배터리 셀(110)로부터 배출된 가스 등이 외부로 원활하게 배출될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 파우치형 배터리 셀(110)로부터 배출된 가스나 화염 등의 배출 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 인접한 배터리 셀 간 열폭주 전파가 효과적으로 방지될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, gas discharged from the pouch-
한편, 사이드 월(500)이 돌출부(P3)를 포함하지 않게 하여, 사이드 월(500)에 의해 구획되는 내부 공간(S)이 전방부와 후방부 모두 개방되도록 구성될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 돌출부(P3)가 제2 셀 블록(600b)의 제2 사이드 월(500b)에 구비되는 경우를 설명하였는데, 돌출부(P3)는 제1 셀 블록(600a)의 제1 사이드 월(500a)에 외측 방향(이를 테면 우측 방향)으로 돌출되게 형성될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 돌출부(P3)가 사이드 월(500)의 후방에 외측 방향으로 돌출되게 형성되는 예를 들었으나, 돌출부(P3)는 사이드 월(500)의 전방에 구비될 수도 있다. Meanwhile, the
한편, 인접하는 셀 블록(600)의 사이드 월(500) 사이의 공간이 벤팅 채널로서 기능하는 경우, 사이드 월(500)에는 셀 유닛(100)의 벤팅 가스를 벤팅 채널로 유입시키기 위한 유입홀이 형성될 수 있다.Meanwhile, when the space between the
예를 들어, 도 8, 도 10 내지 도 12에서 H로 표시된 바와 같이, 사이드 월(500)에는 유입홀이 형성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 유입홀(H)은 사이드 월(500)의 상부 측에 위치하여, 셀 유닛(100) 측에서 외부 방향으로 관통된 형태로 형성될 수 있다. 바람직하게, 사이드 월(500)은 셀 유닛 적층체(300)보다 상방으로 돌출되어 있으며, 사이드 월(500)이 돌출된 부분에 유입홀(H)이 형성된다. 따라서, 셀 유닛(100)에서 발생된 벤팅 가스는 유입홀(H)을 관통하여 벤팅 채널로 유입될 수 있다. For example, as indicated by H in FIGS. 8 and 10 to 12, an inlet hole may be formed in the
한편, 도 8, 도 10 내지 도 12에서는 셀 블록(600)의 제1 사이드 월(500a)에만 유입홀(H)이 도시되어 있으나, 제2 사이드 월(500b)에도 유입홀이 형성될 수 있음은 물론이다. 따라서, 제1 셀 블록(600a)과 제2 셀 블록(600b)이 서로 인접하게 배치되어 제1 셀 블록(600a)의 제1 사이드 월(500a)과 제2 셀 블록(600b)의 제2 사이드 월(500b)이 서로 결합되면, 제1 셀 블록(600a)의 유입홀과 제2 셀 블록(600b)의 유입홀이 마주보게 위치할 수 있으며, 이때, 수평 내지 수직 방향으로 서로 다른 위치에 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 셀 블록(600a)의 유입홀을 통해 벤팅 채널 내부로 유입된 벤팅 가스 등이, 다시 제2 셀 블록(600b)의 유입홀을 통해 제2 셀 블록(600b)의 셀 유닛(100) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, in FIGS. 8 and 10 to 12, the inlet hole H is shown only in the
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 팩 케이스(400)의 내부 공간에 수납된 제어 모듈(700)을 더 포함할 수 있다. 이러한 제어 모듈(700)은 BMS를 포함할 수 있다. 제어 모듈(700)은 팩 케이스(400)의 내부 공간에 장착되며, 파우치형 배터리 셀(110)의 충방전 동작이나 데이터 송수신 동작 등을 전반적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈(700)은 모듈 단위가 아닌 팩 단위에 제공될 수 있다. 보다 구체적으로는 제어 모듈(700)은 팩 전압 및 팩 전류를 통해 파우치형 배터리 셀(110)의 충방전 상태, 전력 상태 및 성능 상태 등을 제어하도록 마련될 수 있다. 제어 모듈(700)은 배터리 팩(10) 내의 파우치형 배터리 셀(110)의 상태를 추정하고, 추정한 상태 정보를 이용하여 배터리 팩(10)을 관리한다. 예컨대, 배터리 팩(10)의 SOC(State Of Charge), SOH(State Of Health), 최대 입출력 전력 허용량, 출력 전압 등 배터리 팩(10) 상태 정보를 추정하고 관리한다. 그리고, 이러한 상태 정보를 이용하여 배터리 팩(10)의 충전 또는 방전을 제어하며, 나아가 배터리 팩(10)의 교체 시기 추정도 가능하다. In addition, the
본 발명에 따른 배터리 팩(10)은 배터리 차단 유닛(Battery Disconnect Unit : BDU, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 배터리 차단 유닛은 배터리 팩(10)의 전력 용량과 기능을 관리하기 위해 배터리 셀들의 전기적 연결을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 배터리 차단 유닛은 파워 릴레이와 전류 센서, 퓨즈 등을 포함할 수 있다. 배터리 차단 유닛 역시 모듈 단위가 아닌 팩 단위에 제공되는 구성으로서, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 차단 유닛이 채용될 수 있다.The
이 밖에도, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 팩의 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 경우, 작업자가 수작업으로 서비스 플러그를 분리하여 전원을 차단할 수 있는 MSD(Manual Service Disconnector)를 더 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 셀 유닛 블록간을 상호 연결하기 위한 플랙서블 버스바나 케이블들을 더 포함할 수도 있다.In addition, the
셀 유닛(100)의 적층 방향 양 단부에 위치하는 2개의 사이드 월(500)은 외측 표면에 돌출부가 서로 대칭되는 위치에 구비될 수도 있다. 이와 같은 구성에 대해서는 도 13 내지 도 15를 추가로 참조하여 설명한다.The two
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 셀 블록의 우측 단부에 결합되는 사이드 월을 나타내는 사시도이다. 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 셀 블록의 좌측 단부에 결합되는 사이드 월을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 2개의 셀 블록이 서로 인접하여 배치될 때, 도 13 및 도 14에 도시한 사이드 월의 결합 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다. Figure 13 is a perspective view showing a side wall coupled to the right end of a cell block according to another embodiment of the present invention. Figure 14 is a perspective view showing a side wall coupled to the left end of a cell block according to another embodiment of the present invention. In addition, Figure 15 is a front view schematically showing the combined configuration of the side walls shown in Figures 13 and 14 when two cell blocks are arranged adjacent to each other according to another embodiment of the present invention.
먼저, 도 13을 참조하면, 셀 유닛(100)의 적층 방향을 따르는 좌우 방향에서 셀 유닛 적층체(300)의 우측 단부에 구비되는 제1 사이드 월(500a)은 본체(510a)에 P1'으로 표시된 바와 같이, 상부와 하부에 외측 방향(이를테면 우측 방향)으로 돌출되게 형성된 돌출부가 구비될 수 있다. 그리고, 도 14를 참조하면, 셀 유닛 적층체(300)의 좌측 단부에 구비되는 제2 사이드 월(500b)은 본체(510b)에 P2'로 표시된 바와 같이, 상부와 하부에 외측 방향(이를테면 좌측 방향)으로 돌출되게 형성된 돌출부가 구비될 수 있다. First, referring to FIG. 13, the
다수의 셀 블록(600)을 서로 인접하여 배치시킬 때, 서로 다른 셀 블록(600)의 제1 사이드 월(500a)과 제2 사이드 월(500b)이 서로 대면될 수 있는데, 이 경우 제1 사이드 월(500a)과 제2 사이드 월(500b)의 돌출부들(P1' 및 P2')은 서로 대칭되는 위치에 있을 수 있다.When placing a plurality of
이에 따라, 도 15에 도시된 바와 같이 제1 셀 블록(600a)과 제2 셀 블록(600b) 인접하게 위치시키면 제1 셀 블록(600a)의 제1 사이드 월(500a)과 제2 셀 블록(600b)의 제2 사이드 월(500b)이 서로 접촉할 수 있다. 나아가, 서로 결합될 수 있다. 제1 셀 블록(600a)의 제1 사이드 월(500a)에 마련된 돌출부(P1')와 제2 셀 블록(600b)의 제2 사이드 월(500b)에 마련된 돌출부(P2')는 서로 접촉하여 결합될 수 있다. Accordingly, as shown in FIG. 15, when the
이 경우 제1 사이드 월(500a)과 제2 사이드 월(500b)의 형상은 완전히 일치할 수가 있다. 따라서, 동일한 형상의 사이드 월(500)을 일괄 마련하여 두고 셀 유닛 적층체(300)의 양 단부에 결합하여 셀 블록(600)을 제조할 수 있으므로, 모양이 다른 사이드 월을 결합 방향까지 고려하여 결합해야 할 필요가 없어 조립 과정이 수월할 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는 사이드 월(500)이 결합된 상태에서, 전방 및 후방 측이 모두 개방되도록 구성될 수 있다.In this case, the shapes of the
한편, 제1 사이드 월(500a)의 돌출부(P1')는 제1 사이드 월(500a)의 본체(510a) 면 방향과 수직하게 절곡된 제1 사이드 월(500a)의 본체(510a)의 연장부이고 제2 사이드 월(500b)의 돌출부(P1')는 제2 사이드 월(500b)의 본체(510b) 면 방향과 수직하게 절곡된 제2 사이드 월(500b)의 본체(510b)의 연장부일 수 있다.Meanwhile, the protrusion P1' of the
이 경우, 사이드 월(500)은 판 구조의 금속 플레이트를 절곡시키는 방식으로 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(200)와 마찬가지로 하나의 플레이트가 절곡된 형태로 구성된 것일 수 있다. 사이드 월(500)은 하나의 판재에 대하여 양 단부를 동일한 방향으로 벤딩시킴으로써 돌출부(P1')를 포함하게 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 사이드 월(500)의 제조가 보다 간단해질 수 있다. In this case, the
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스는 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단이 대표적이나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 배터리 팩(10)은 전기 자동차용 배터리 팩으로 활용되기 적합하다. 또한, ESS의 에너지원으로 사용될 수도 있다. The
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. Figure 16 is a diagram schematically showing the configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(V)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)을 포함할 수 있다. 여기서, 자동차(V)는 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 구동원으로 사용하는 소정의 자동차를 포함할 수 있다. 또한, 자동차(V)는 본 발명에 따른 배터리 팩(10) 이외에, 자동차에 포함되는 다른 다양한 구성요소, 이를테면 차체나 모터 등을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16, a vehicle V according to an embodiment of the present invention may include the
배터리 팩(10)은 자동차(V) 내의 소정의 위치에 배설될 수 있다. 배터리 팩(10)은 전기 자동차의 모터에 구동력을 제공하여 자동차(V)를 구동시키는 전기 에너지원으로 사용될 수 있다. 이 경우, 배터리 팩(10)은 100V 이상의 높은 공칭 전압을 가진다. The
배터리 팩(10)은 모터 및/또는 내연 기관의 구동에 따라 인버터에 의해 충전되거나 방전될 수 있다. 배터리 팩(10)은 브레이크(brake)와 결합된 회생충전 장치에 의해 충전될 수 있다. 배터리 팩(10)은 인버터를 통해 자동차(V)의 모터에 전기적으로 연결될 수 있다.The
이상에서 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 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the description below will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the claims.
10: 배터리 팩
100: 셀 유닛
110: 파우치형 배터리 셀
200: 셀 커버
300: 셀 유닛 적층체
400: 팩 케이스
500: 사이드 월
600: 셀 블록10: Battery pack 100: Cell unit
110: Pouch-type battery cell 200: Cell cover
300: Cell unit stack 400: Pack case
500: Side wall 600: Cell block
Claims (21)
상기 셀 유닛 적층체를 내부 공간에 수용하는 팩 케이스; 및
상기 팩 케이스의 내부 공간에서 상기 셀 유닛 적층체의 단부에 위치하여 상기 팩 케이스를 지지하도록 구성된 사이드 월을 포함하며,
상기 셀 유닛 적층체 안에 상기 다수의 셀 유닛이 적어도 일 방향으로 적층되어 있고,
상기 셀 유닛은 하나 이상의 파우치형 배터리 셀과 상기 파우치형 배터리 셀을 적어도 부분적으로 감싸도록 구성된 셀 커버를 구비하는 배터리 팩.A cell unit stack in which multiple cell units are stacked;
a pack case accommodating the cell unit stack in an internal space; and
It includes a side wall located at an end of the cell unit stack in the internal space of the pack case and configured to support the pack case,
In the cell unit stack, the plurality of cell units are stacked in at least one direction,
A battery pack wherein the cell unit includes one or more pouch-type battery cells and a cell cover configured to at least partially surround the pouch-type battery cells.
상기 제1 사이드 월은 상부 또는 하부에 우측 방향으로 돌출되게 형성된 돌출부가 구비되고, 상기 제2 사이드 월은 하부 또는 상부에 좌측 방향으로 돌출되게 형성된 돌출부가 구비되며,
어느 하나의 셀 유닛 적층체의 제1 사이드월이 다른 하나의 셀 유닛 적층체의 제2 사이드월과 인접하여 상기 내부 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 10, wherein the two side walls are a first side wall provided at the right end of the cell unit stack in the left and right direction along the stacking direction of the cell units, and a first side wall provided at the left end of the cell unit stack. It includes a second side wall,
The first side wall has a protrusion formed at the top or bottom to protrude in the right direction, and the second side wall has a protrusion formed at the bottom or top to protrude in the left direction,
A battery pack, wherein a first sidewall of one cell unit stack is adjacent to a second sidewall of another cell unit stack to form the internal space.
상기 셀 커버는 상기 파우치형 배터리 셀의 수납부 양측과 에지부의 일부를 감싸도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 1, wherein the pouch-type battery cell includes a receiving portion in which an electrode assembly is stored and an edge portion around the receiving portion,
The cell cover is a battery pack characterized in that it is configured to cover both sides of the storage portion and a portion of the edge portion of the pouch-type battery cell.
상기 셀 유닛 적층체의 단부에 위치하는 사이드 월을 포함하며,
상기 셀 유닛 적층체 안에 상기 다수의 셀 유닛이 적어도 일 방향으로 적층되어 있고,
상기 셀 유닛은 하나 이상의 파우치형 배터리 셀과 상기 파우치형 배터리 셀을 적어도 부분적으로 감싸도록 구성된 셀 커버를 구비하며,
상기 사이드 월은 상기 셀 유닛의 적층 방향 양 단부에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 셀 블록.A cell unit stack in which multiple cell units are stacked; and
It includes a side wall located at an end of the cell unit stack,
In the cell unit stack, the plurality of cell units are stacked in at least one direction,
The cell unit includes one or more pouch-type battery cells and a cell cover configured to at least partially surround the pouch-type battery cells,
A cell block, characterized in that the side walls are located at both ends of the cell unit in the stacking direction.
상기 셀 유닛의 적층 방향 양 단부에 위치하는 2개의 사이드 월은 외측 표면에 돌출부가 서로 다른 위치 또는 서로 대칭되는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 셀 블록.According to clause 19,
A cell block, characterized in that the two side walls located at both ends of the cell unit in the stacking direction have protrusions on their outer surfaces at different positions or symmetrical positions.
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