KR20160088581A - A Battery Module Having Joint Clips - Google Patents
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Abstract
하나 이상의 전지셀이 카트리지에 내장된 구조로 이루어진 단위모듈이 둘 이상의 개수로 적층되어 있는 전지모듈로서, 상기 카트리지의 적어도 하나 이상의 모서리에는 지면을 기준으로 상향 돌출된 중공 구조의 제 1 체결부가 카트리지의 상면에 형성되어 있고, 인접한 카트리지의 제 1 체결부가 삽입되어 조립될 수 있는 상향 만입된 중공 구조의 제 2 체결부가 카트리지의 하면에 형성되어 있으며; 상기 제 1 체결부의 내부 또는 제 2 체결부의 내부에는 제 1 체결부와 제 2 체결부의 상호 결합을 체결용 클립이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.A battery module in which at least one unit cell having a structure in which at least one battery cell is embedded in a cartridge is stacked in two or more numbers, wherein at least one corner of the cartridge has a first fastening portion of a hollow structure protruding upward A second fastening portion of an upwardly recessed hollow structure formed on an upper surface of the cartridge and capable of being assembled by inserting the first fastening portion of the adjacent cartridge; Wherein a fastening clip is mounted inside the first fastening portion or inside the second fastening portion so that mutual engagement of the first fastening portion and the second fastening portion is performed.
Description
본 발명은 체결용 클립을 포함하는 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a fastening clip.
최근, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로 주목받고 있다.In recent years, secondary batteries have attracted attention as power sources for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV), which are proposed as solutions for air pollution in conventional gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels .
소형 모바일 기기들이 디바이스 1 대당 하나 또는 서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지모듈이 사용된다.Small and medium sized devices, such as automobiles, use one or three battery cells per device. However, due to the necessity of high output large capacity, a battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected is used.
전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the battery module is preferably manufactured with a small size and a weight as much as possible, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, or the like, which can be charged with a high degree of integration and has a small weight to capacity, is mainly used as a battery cell of a battery module. In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has attracted a great deal of attention recently due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.
이러한 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고 외력에 대해 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.In order for such a battery module to provide the output and capacity required by a predetermined device or device, a plurality of battery cells must be electrically connected in series and a stable structure against external force must be maintained.
따라서, 다수의 전지셀들을 사용하여 전지모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다. 더욱이, 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 다수의 부재들의 결합, 용접, 솔더링 등을 위한 공간이 요구되며, 그로 인해 시스템 전체의 크기는 커지게 된다. 이러한 크기 증가는 중대형 전지모듈이 장착되는 장치 내지 디바이스의 공간상의 한계 측면에서 바람직하지 않다. 더욱이, 차량 등과 같이 한정된 내부공간에 효율적으로 장착되기 위해서는 더욱 콤팩트한 구조의 중대형 전지모듈이 요구된다.Therefore, when a battery module is constructed using a plurality of battery cells, a large number of members are generally required for mechanical fastening and electrical connection thereof, and the process of assembling such members is very complicated. Furthermore, a space is required for the joining of a plurality of members for mechanical fastening and electrical connection, welding, soldering, and the like, thereby increasing the overall size of the system. This increase in size is undesirable in terms of the space limitations of the device or device in which the middle- or large-sized battery module is mounted. Furthermore, in order to be efficiently mounted in a limited internal space such as a vehicle, a middle- or large-sized battery module with a more compact structure is required.
특히, 다수의 전지셀들을 고정하여 적층하기 위해서는 다수의 부품이 필요하며, 전지셀들을 고정하는 부품을 사용하여 정확하고 안정적으로 전지셀들을 고정시켜야 하므로, 조립공정이 복잡해지고 제조공정의 난이도가 상승하는 문제점이 발생한다. 또한, 이러한 문제점은 전지의 부피 및 무게를 증가시키고 제조 비용을 상승시키는 원인이 되고 있다.Particularly, in order to fix and laminate a plurality of battery cells, a large number of parts are required. Since the battery cells are fixed accurately and stably using a component for fixing the battery cells, the assembling process is complicated and the difficulty . This problem also causes increase in the volume and weight of the battery and increase in manufacturing cost.
따라서, 간단하고 콤팩트한 구조로 제조될 수 있고, 부품 수를 줄여 제조비용을 감소시키면서도 조립공정의 효율을 높일 수 있는 전지모듈에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high need for a battery module that can be manufactured in a simple and compact structure, can reduce the number of components, reduce the manufacturing cost, and increase the efficiency of the assembly process.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 전지팩에 소요되는 부재 수를 줄이고 조립공정을 간소화하여 전지의 제조비용을 감소시키고, 구조적 안정성이 우수한 전지모듈을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery module having a reduced number of members required for the battery pack, simplifying the assembling process, reducing the manufacturing cost of the battery, and having excellent structural stability.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은, According to an aspect of the present invention,
하나 이상의 전지셀이 카트리지에 내장된 구조로 이루어진 단위모듈이 둘 이상의 개수로 적층되어 있는 전지모듈로서,1. A battery module in which a plurality of unit modules each having at least one battery cell built in a cartridge are stacked in two or more numbers,
상기 카트리지의 적어도 하나 이상의 모서리에는 지면을 기준으로 상향 돌출된 중공 구조의 제 1 체결부가 카트리지의 상면에 형성되어 있고, 인접한 카트리지의 제 1 체결부가 삽입되어 조립될 수 있는 상향 만입된 중공 구조의 제 2 체결부가 카트리지의 하면에 형성되어 있으며;Wherein at least one corner of the cartridge is provided with a first fastening portion of a hollow structure protruding upward with respect to the paper surface on an upper surface of the cartridge and a first fastening portion of an upwardly hollowed hollow structure 2 fastening portion is formed on the lower surface of the cartridge;
상기 제 1 체결부의 내부 또는 제 2 체결부의 내부에는 제 1 체결부와 제 2 체결부의 상호 결합을 위한 체결용 클립이 장착되어 있는 구조일 수 있다.And a fastening clip for mutual engagement of the first fastening part and the second fastening part is mounted inside the first fastening part or inside the second fastening part.
따라서, 본 발명에 따른 전지모듈은, 제 1 및 제 2 체결부를 체결용 클립에 의해 상호 결합함으로써, 별도의 작업 공구를 사용하지 않고도 카트리지를 결합하므로, 전지모듈을 용이하게 조립할 수 있다. 또한, 제조공정을 간소화하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 원재료와 인원을 절감하여 제조비용을 절감할 수 있다.Therefore, in the battery module according to the present invention, the first and second fastening portions are coupled to each other by the fastening clip, so that the cartridge is assembled without using a separate working tool, so that the battery module can be easily assembled. In addition, the manufacturing process can be simplified to improve the productivity, and the manufacturing cost can be reduced by reducing the raw materials and personnel.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 한정된 공간에서 높은 적층률을 제공할 수 있도록 판상형 전지셀로 이루어지며, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조의 파우치형 전지셀일 수 있다.In one specific example, the battery cell is formed of a plate-shaped battery cell so as to provide a high lamination ratio in a limited space, and a pouch having a structure in which an electrode assembly is embedded in a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer Type battery cell.
구체적으로, 상기 전지셀은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 파우치형 전지셀로서, 전체적으로 폭 대비 두께가 얇은 대략 직육면체 구조인 판상형으로 이루어져 있다. 이러한 파우치형 전지셀은 일반적으로 파우치형의 전지케이스로 이루어져 있으며, 상기 전지케이스는 내구성이 우수한 고분자 수지로 이루어진 외부 피복층; 수분, 공기 등에 대해 차단성을 발휘하는 금속 소재로 이루어진 차단층; 및 열융착될 수 있는 고분자 수지로 이루어진 내부 실란트층이 순차적으로 적층되어 있는 라미네이트 시트 구조로 구성되어 있다.Specifically, the battery cell is a pouch-shaped battery cell in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure is sealed inside a battery case together with an electrolytic solution, and is formed as a plate-like battery cell having a substantially rectangular parallelepiped structure. Such a pouch-shaped battery cell is generally composed of a battery case of a pouch type, and the battery case is composed of an outer coating layer made of a polymer resin having excellent durability; A barrier layer made of a metal material exhibiting barrier properties against moisture, air, and the like; And an inner sealant layer composed of a polymer resin that can be thermally fused, are laminated in this order.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 외주면의 일측에 양극 및 음극 단자가 돌출되어 있거나, 또는 외주면의 일측에 양극 단자가 돌출되어 있고 대향하는 반대측에 음극 단자가 돌출되어 있는 구조일 수도 있다.In one specific example, the battery cell may have a structure in which the positive and negative terminals are protruded on one side of the outer circumferential surface, or the positive terminal is protruded on one side of the outer circumferential surface and the negative terminal is protruded on the opposite side.
또한, 본 발명에 따른 전지모듈은 상기 카트리지에 하나의 전지셀이 장착되어 있거나, 또는 적층 배열 또는 평면 배열된 둘 이상의 전지셀들이 장착되어 높은 집적도와 용량을 만족할 수 있는 구조일 수 있다.In addition, the battery module according to the present invention may have a structure in which one battery cell is mounted on the cartridge, or two or more battery cells stacked or arranged in a plane are mounted to satisfy a high degree of integration and capacity.
하나의 구체적인 예에서, 상기 카트리지는 평면 상으로 사각형 형상으로 이루어져 있고, 상기 제 1 체결부와 제 2 체결부는 카트리지의 4개의 모서리에 각각 형성되어 있는 구조일 수 있고, 상기 카트리지를 안정적으로 고정할 수 있다면 4개 이상의 체결부가 형성되어 있을 수 있으며 그보다 작은 개수일 수도 있다.In one specific example, the cartridge may have a rectangular shape in a plan view, and the first fastening portion and the second fastening portion may be respectively formed at four corners of the cartridge, and the cartridge may be stably fixed If possible, there may be four or more fasteners, or a smaller number.
또한, 상기 제 1 체결부는 카트리지의 두께를 기준으로 10% 이상 내지 50% 미만의 크기로 상향 돌출되어 있을 수 있다.The first fastening portion may protrude up to a size of 10% or more to less than 50% based on the thickness of the cartridge.
상기 제 1 체결부가 카트리지의 두께를 기준으로 10% 미만의 크기로 상향 돌출되어 있을 경우에는, 길이가 짧으므로 제 2 체결부와 용이하게 결합되지 않으며, 반면에 50% 를 초과하는 경우에는 길이가 길어짐에 따라 결합을 방해하는 요인으로 작용할 수 있다.When the first fastening portion protrudes upward to a size of less than 10% based on the thickness of the cartridge, the fastening portion is not easily engaged with the second fastening portion because the length is short, whereas when the first fastening portion exceeds 50% As the length increases, it may act as a factor to interfere with the bonding.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 체결부의 외주면에는 상향으로 폭이 감소하는 계단 구조의 단차부가 형성되어 있을 수 있다. 그에 따라, 제 1 체결부에 대한 제 2 체결부의 삽입 조립 시 제 2 체결부의 하단부가 제 1 체결부의 단차부 상에 탑재될 수 있다.In one specific example, the outer circumferential surface of the first fastening portion may be provided with a stepped step portion whose width decreases downward. Accordingly, the lower end of the second fastening portion can be mounted on the stepped portion of the first fastening portion when the second fastening portion is inserted and assembled with respect to the first fastening portion.
상기 제 1 체결부의 최외곽의 외주면 둘레는 상기 제 2 체결부의 하단부의 내주면의 둘레와 동일한 길이로 형성되어 있어, 상기 제 1 체결부의 외주면과 상기 제 2 체결부의 하단부의 삽입 조립 시 안정적인 결합을 유도할 수 있다.The outer circumferential surface of the outermost periphery of the first fastening portion is formed to have the same length as the circumference of the inner circumferential surface of the lower end portion of the second fastening portion to induce a stable engagement when the outer circumferential surface of the first fastening portion and the lower end portion of the second fastening portion are inserted and assembled. can do.
상기 제 1 체결부의 내주면에는, 제 1 체결부의 상단부로부터 내측으로 연장된 제 1 돌기와, 단차부에 대응하는 위치에서 내측으로 연장된 제 2 돌기가 형성되어 있을 수 있다.The inner circumferential surface of the first fastening portion may have a first projection extending inwardly from an upper end of the first fastening portion and a second projection extending inward at a position corresponding to the stepped portion.
상기 제 1 돌기 및 제 2 돌기는 수직단면 상으로 “F”자가 마주보는 형상으로 각 돌기들이 체결용 클립을 단단히 고정하는 구조일 수 있으며, 체결용 클립의 구조는 후술하기로 한다.The first projections and the second projections may have a structure in which each projection has a shape in which an " F " character is opposite to a vertical cross section, and the fastening clip is firmly fixed.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 2 체결부의 중공 부위에는, 제 1 체결부에 대한 제 2 체결부의 삽입 조립시 제 1 체결부의 중공 부위로 삽입되도록 지면 방향쪽으로 하향 연장된 하향 돌기가 형성되어 있고, 상기 하향 돌기의 하단을 감싸면서 하향 돌기의 양 측면에 탄력적으로 밀착되는 절곡 구조로 이루어져 있는 탄성 판재로 이루어져 있는 체결용 클립이 장착되어 있을 수 있다.In one specific example, the hollow portion of the second fastening portion is formed with a downward protrusion extending downward toward the ground so as to be inserted into the hollow portion of the first fastening portion when the second fastening portion is inserted into the first fastening portion, And a fastening clip formed of an elastic plate material having a bent structure that elastically contacts closely to both sides of the downward protrusion while surrounding the lower end of the downward protrusion.
구체적으로, 상기 체결용 클립은, 제 1 체결부의 제 1 중공 내면을 향하는 제 1 단부, 상기 제 1 단부로부터 연장되어 있고 하향 돌기의 제 1 측면에 밀착되도록 절곡된 제 1 절곡부, 상기 제 1 절곡부로부터 연장되어 있고 제 1 체결부의 제 1 중공 내면을 향하도록 절곡된 제 2 절곡부, 상기 제 2 절곡부로부터 연장되어 있고 하향 돌기의 하단을 감싸는 제 3 절곡부, 상기 제 3 절곡부로부터 연장되어 있고 제 1 체결부의 제 2 중공 내면을 향하도록 절곡된 제 4 절곡부, 상기 제 4 절곡부로부터 연장되어 있고 하향 돌기의 제 2 측면에 밀착되도록 절곡된 제 5 절곡부, 및 상기 제 5 절곡부로부터 연장되어 있고 제 1 체결부의 제 2 중공 내면을 향하는 제 2 단부를 포함하고 있으며;Specifically, the fastening clip has a first end directed toward the first hollow inner surface of the first fastening portion, a first bent portion extending from the first end and bent to be in close contact with the first side surface of the downward projection, A second bending portion extending from the bending portion and bent toward the first hollow inner surface of the first fastening portion, a third bending portion extending from the second bending portion and surrounding the lower end of the downward protrusion, A fifth bend extending from the fourth bend and bent to be in close contact with the second side of the downward protrusion, and a fourth bend extending from the fourth bend to the fifth bend, And a second end extending from the bent portion and facing the second hollow inner surface of the first fastening portion;
수직 단면상 상기 제 3 절곡부를 중심으로, 제 1 단부, 제 1 절곡부 및 제 2 절곡부는 제 2 단부, 제 5 절곡부 및 제 4 절곡부와 대칭 구조를 이루고 있는 구조일 수 있다.The first end, the first bent portion, and the second bent portion may have a structure symmetrical to the second end, the fifth bent portion, and the fourth bent portion with respect to the third bent portion in a vertical section.
또한, 상기 제 1 절곡부는 내각이 30도 내지 80도의 각도로 절곡되어 있고, 상기 제 2 절곡부는 내각이 100도 내지 160도의 각도로 절곡되어 있으며, 상기 제 3 절곡부는 제 1 절곡부와 제 2 절곡부의 절곡 각도에 대응하여 하향 돌기의 하단을 감싸는 각도로 절곡되어 있는 구조일 수 있다.The first bent portion is bent at an angle of 30 to 80 degrees, the second bent portion is bent at an angle of 100 to 160 degrees, and the third bent portion is bent at an angle of the first bent portion and the second And may be bent at an angle to cover the lower end of the downward protrusion corresponding to the bending angle of the bent portion.
상기 제 2 절곡부의 내각이 100도 미만인 경우, 제 1 체결부에 용이하게 삽입되지 않고 많은 힘을 필요로 하며, 160도를 초과할 경우, 제 2 절곡부의 하향 돌기와 탄력적으로 결합되지 않으므로 소망하는 결합력을 얻을 수 없다.If the internal angle of the second bent portion is less than 100 degrees, it is not easily inserted into the first fastening portion and requires a large amount of force. When the internal angle is more than 160 degrees, it is not elastically engaged with the downward protrusion of the second bent portion, Can not be obtained.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 체결부에 대한 제 2 체결부의 삽입 조립 시, 제 1 체결부의 제 1 돌기와 제 2 돌기 사이에 체결용 클립의 제 2 절곡부가 위치하게 되며, 상기 제 1 체결부의 제 1 돌기와 제 2 돌기가 체결용 클립의 외면에 탄력적으로 밀착되어, 제 1 체결부와 제 2 체결부의 결합이 이루어지는 구조일 수 있다.In one specific example, when inserting the second fastening portion into the first fastening portion, the second bending portion of the fastening clip is positioned between the first projection and the second projection of the first fastening portion, and the second fastening portion The first projection and the second projection may be elastically brought into close contact with the outer surface of the fastening clip so that the first fastening portion and the second fastening portion are engaged with each other.
상기의 구조는 1 차적으로 제 1 체결부의 외주면과 제 2 체결부의 내주면이 결합되고, 2 차적으로 체결용 클립에 의해 결합되어 있는 구조로 소망하는 결합력을 얻을 수 있다.The above structure can achieve a desired bonding force with a structure in which the outer circumferential surface of the first fastening portion is first coupled to the inner circumferential surface of the second fastening portion, and the second fastening portion is coupled with the second fastening clip.
또한, 상기의 체결용 클립은 탄력적으로 제 1 체결부와 제 2 체결부를 결합할 수 있다면 소재에 제한이 없으며, 구체적으로는 금속 소재로 이루어진 것이 적절하다.In addition, if the fastening clip is capable of elastically coupling the first fastening portion and the second fastening portion, there is no limitation on the material of the fastening clip, and more specifically, it is suitably made of a metal material.
상기 전지셀은 전지모듈 및 전지팩의 구성시 고전압 및 고전류를 제공할 수 있는 전지이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 체적당 에너지 저장량이 큰 리튬 이차전지일 수 있다.The battery cell is not particularly limited as long as it is capable of providing high voltage and high current when the battery module and the battery pack are constructed. For example, the battery cell may be a lithium secondary battery having a large energy storage amount per volume.
본 발명은 또한 상기 전지모듈을 단위모듈로 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including the battery module as a unit module.
상기 전지팩은 소망하는 출력 및 용량에 따라 단위모듈로서 상기 이차전지를 조합하여 제조될 수 있으며, 장착 효율성, 구조적 안정성 등을 고려할 때, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력 저장 장치 등의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있지만, 적용 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The battery pack may be manufactured by assembling the secondary battery as a unit module according to a desired output and capacity. In consideration of mounting efficiency, structural stability, and the like, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, A storage device, etc., but the scope of application is not limited thereto.
따라서, 본 발명은 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하고, 상기 디바이스는 구체적으로, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 전력저장 장치일 수 있다.Accordingly, the present invention provides a device comprising the battery pack as a power source, and the device can be specifically an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle or a power storage device.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure and manufacturing method of such a device are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은, 제 1 및 제 2 체결부를 체결용 클립에 의해 상호 결합함으로써, 별도의 작업 공구를 사용하지 않고도 카트리지를 결합하므로, 전지팩에 소요되는 부재 수를 줄이고 조립공정을 간소화하여 전지의 제조비용을 감소시키고, 구조적 안정성이 우수한 전지모듈을 제공할 수 있다.As described above, according to the battery module of the present invention, since the first and second fastening portions are mutually coupled by the fastening clip, the cartridge is coupled without using a separate working tool, It is possible to reduce the manufacturing cost of the battery by simplifying the assembling process and to provide the battery module with excellent structural stability.
도 1은 본 발명의 전지모듈에 장착되는 하나의 예시적인 전지셀의 사시도이다;
도 2는 도 1의 분해 사시도이다;
도 3은 카트리지에 전지셀들이 장착되어 있는 단위모듈의 사시도이다;
도 4는 도 3의 단위모듈들이 적층되어 있는 전지모듈의 사시도이다;
도 5는 도 3의 카트리지의 A부분의 확대도이다;
도 6은 도5의 제 2 체결부와 인접한 카트리지의 제 1 체결부가 삽입되어 있는 부위의 단면도 이다;
도 7은 체결용 클립에 대한 사시도이다.1 is a perspective view of one exemplary battery cell mounted in a battery module of the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
3 is a perspective view of a unit module in which battery cells are mounted on a cartridge;
4 is a perspective view of a battery module in which the unit modules of FIG. 3 are stacked;
Figure 5 is an enlarged view of part A of the cartridge of Figure 3;
Fig. 6 is a cross-sectional view of a portion of the cartridge adjacent to the second fastening portion of Fig. 5 where the first fastening portion is inserted; Fig.
7 is a perspective view of the fastening clip.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 1에는 본 발명의 전지모듈에 장착되는 하나의 예시적인 전지셀의 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 is a perspective view of an exemplary battery cell mounted on a battery module of the present invention, and FIG. 2 schematically shows an exploded perspective view of FIG.
이들 도면을 참조하면, 파우치형 전지셀(100)은, 파우치형 전지케이스(110) 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체(120)가 그것의 양극 및 음극 탭들(122, 124)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극단자(132, 134)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.Referring to these figures, the pouch-shaped
전지케이스(110)는 전극조립체(120)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(112)를 포함하는 상부 케이스(114) 및 하부 케이스(116)로 이루어져 있다.The
폴딩형 또는 스택형 또는 스택/폴딩형의 구조를 가진 전극조립체(120)는 다수의 양극 탭들(122)과 다수의 음극 탭들(124)이 각각 융착되어 전극단자(132, 134)에 함께 결합되어 있다. 또한, 상부 케이스(114) 및 하부 케이스(116)의 외주면이 열융착기에 의해 열융착될 때 그러한 열융착기와 전극단자(132, 134) 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지하고 전극단자(132, 134)와 전지케이스(110)와의 밀봉성을 확보하기 위하여, 전극단자(132, 134)의 상하면에 절연필름(140)이 부착된다.The
상부 케이스(114)와 하부 케이스(116)는 외측 수지층(117), 차단성 금속층(118) 및 내측 수지층(119)으로 구성되어 있고, 내측 수지층(119)은 열융착기(도시하지 않음)로부터의 열과 압력에 의해 밀착 고정될 수 있게 된다.The
전해액이 함침된 전극조립체(110)를 수납부(112)에 안착한 상태에서 상부 케이스(114) 및 하부 케이스(116)의 외주면 접촉부위를 열융착 시키면 실링부가 형성된다.When the
도 3에는 카트리지에 전지셀들이 장착되어 있는 단위모듈의 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 단위모듈들이 적층되어 있는 전지모듈의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.3 is a perspective view of a unit module in which battery cells are mounted on a cartridge, and FIG. 4 is a perspective view of a battery module in which unit modules of FIG. 3 are stacked.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 하나 이상의 전지셀들(210)이 평면 상으로 사각형 형상으로 이루어져 있는 카트리지(220)에 내장되어 있다. 전지셀들(210)이 내장된 카트리지(220)의 구조로 이루어진 단위모듈(200)이 둘 이상의 개수로 적층되어 있는 전지모듈(240)이 형성되어 있으며, 카트리지의 4개의 모서리의 상면에는 제 1 체결부(230)가 형성되어 있고 이와 대응하여, 하면에는 제 2 체결부(도시하지 않음)가 형성되어 있다.3 to 4, one or
도 5에는 도 3의 카트리지의 A부분의 확대 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 6에는 도5의 제 2 체결부와 인접한 카트리지의 제 1 체결부가 삽입되어 있는 부위의 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 5 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a portion A of the cartridge of Fig. 3, and Fig. 6 is a cross-sectional view of a portion where the first fastening portion of the cartridge adjacent to the second fastening portion of Fig. .
도 5 내지 도 6을 참조하면, 카트리지의 모서리(300)에는 지면을 기준으로 상향 돌출된 중공 구조의 제 1 체결부(310)가 카트리지의 상면에 형성되어 있고, 인접한 카트리지의 제 1 체결부(330)가 삽입되어 조립될 수 있는 상향 만입된 중공 구조의 제 2 체결부(320)가 카트리지의 하면에 형성되어 있으며, 제 1 체결부(310)의 내부 또는 제 2 체결부(320)의 내부에는 제 1 체결부(310)와 제 2 체결부(320)의 상호 결합을 위한 체결용 클립(340)이 장착되어 있다.Referring to FIGS. 5 to 6, a
제 1 체결부(310)는 카트리지의 두께(H)를 기준으로 10% 이상 내지 50% 미만의 크기로 상향 돌출되어 있다.The
제 1 체결부(330)의 수직 단면 상을 기준으로, 외주면에는 상향으로 폭이 감소하는 계단 구조의 단차부(350)가 형성되어 있고, 제 1 체결부(330)에 대한 제 2 체결부(320)의 삽입 조립시 제 2 체결부(320)의 하단부가 제 1 체결부(330)의 단차부(350) 상에 탑재된다.A stepped
제 1 체결부(330)의 내주면에는, 제 1 체결부의 상단부로부터 내측으로 연장된 제 1 돌기(361)와, 단차부에 대응하는 위치에서 내측으로 연장된 제 2 돌기(362)가 형성되어 있다.A
제 2 체결부(320)의 중공 부위에는, 제 1 체결부(330)에 대한 제 2 체결부(320)의 삽입 조립시 제 1 체결부(330)의 중공 부위로 삽입되도록 하향 연장된 하향 돌기(370)가 형성되어 있고, 상기 하향 돌기(370)에 체결용 클립(340)이 장착되어 있다.The hollow portion of the
체결용 클립(340)은 탄성 판재로 이루어져 있고, 상기 하향 돌기(370)의 하단을 감싸면서 하향 돌기의 양 측면에 탄력적으로 밀착되는 절곡 구조로 이루어져 있다.The
도 7은 체결용 클립에 대한 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 7 schematically shows a perspective view of the fastening clip.
도 7을 도6과 함께 참조하면, 체결용 클립은(400), 제 1 체결부(330)의 제 1 중공 내면(381)을 향하는 제 1 단부(410), 상기 제 1 단부(410)로부터 연장되어 있고 하향 돌기(370)의 제 1 측면(371)에 밀착되도록 절곡된 제 1 절곡부(420), 상기 제 1 절곡부(420)로부터 연장되어 있고 제 1 체결부(330)의 제 1 중공 내면(381)을 향하도록 절곡된 제 2 절곡부(430), 상기 제 2 절곡부(430)로부터 연장되어 있고 하향 돌기(370)의 하단을 감싸는 제 3 절곡부(440), 상기 제 3 절곡부(440)로부터 연장되어 있고 제 1 체결부(330)의 제 2 중공 내면(382)을 향하도록 절곡된 제 4 절곡부(450), 상기 제 4 절곡부(450)로부터 연장되어 있고 하향 돌기의 제 2 측면(372)에 밀착되도록 절곡된 제 5 절곡부(460), 및 상기 제 5 절곡부(460)로부터 연장되어 있고 제 1 체결부(330)의 제 2 중공 내면(382)을 향하는 제 2 단부(470)를 포함하고 있으며;Referring to Figure 7 with reference to Figure 6, the
제 3 절곡부(440)를 중심으로, 제 1 단부(410), 제 1 절곡부(420) 및 제 2 절곡부(430)는 제 2 단부(470), 제 5 절곡부(460) 및 제 4 절곡부(450)와 수직 단면상을 기준으로 대칭 구조를 이루고 있다.The
제 1 절곡부(420)는 내각(x)이 70도의 각도로 절곡되어 있고, 상기 제 2 절곡부(430)는 내각(y)이 120도의 각도로 절곡되어 있으며, 상기 제 3 절곡부(440)는 제 1 절곡부(420)와 제 2 절곡부(430)의 절곡 각도에 대응하여 하향 돌기의 하단을 감싸는 각도(z)로 절곡되어 있다.The first
또한, 제 1 체결부(330)에 대한 제 2 체결부(320)의 삽입 조립시, 제 1 체결부(330)의 제 1 돌기(361)와 제 2 돌기(362) 사이에 체결용 클립(140)의 제 2 절곡부(430)가 위치하고, 제 1 체결부(330)의 제 1 돌기(361)와 제 2 돌기(362)가 가압에 의해 체결용 클립(340)의 외면에 탄력적으로 밀착되어, 제 1 체결부(330)와 제 2 체결부(320)의 결합이 이루어진다.When the
따라서, 본 발명에 따른 전지모듈은, 앞서 설명한 바와 같이 제 1 및 제 2 체결부를 체결용 클립에 의해 상호 결합함으로써, 별도의 작업 공구를 사용하지 않고도 카트리지를 결합하므로, 전지모듈에 소요되는 부재 수를 줄이고 조립공정을 간소화하여 전지의 제조비용을 감소시키고, 구조적 안정성을 달성할 수 있다.Therefore, as described above, the battery module according to the present invention can couple the first and second fastening portions with each other with the fastening clip, so that the cartridge is coupled without using a separate working tool, And the assembly process can be simplified, thereby reducing the manufacturing cost of the battery and achieving structural stability.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (20)
상기 카트리지의 적어도 하나 이상의 모서리에는 지면을 기준으로 상향 돌출된 중공 구조의 제 1 체결부가 카트리지의 상면에 형성되어 있고, 인접한 카트리지의 제 1 체결부가 삽입되어 조립될 수 있는 상향 만입된 중공 구조의 제 2 체결부가 카트리지의 하면에 형성되어 있으며;
상기 제 1 체결부의 내부 또는 제 2 체결부의 내부에는 제 1 체결부와 제 2 체결부의 상호 결합을 위한 체결용 클립이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.1. A battery module in which a plurality of unit modules each having at least one battery cell built in a cartridge are stacked in two or more numbers,
Wherein at least one corner of the cartridge is provided with a first fastening portion of a hollow structure protruding upwards with respect to the paper surface on an upper surface of the cartridge and having an upwardly recessed hollow structure 2 fastening portion is formed on the lower surface of the cartridge;
Wherein a fastening clip for mutual engagement of the first fastening part and the second fastening part is mounted inside the first fastening part or inside the second fastening part.
상기 제 3 절곡부를 중심으로, 제 1 단부, 제 1 절곡부 및 제 2 절곡부는 제 2 단부, 제 5 절곡부 및 제 4 절곡부와 대칭 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.12. The connector according to claim 11, wherein the fastening clip has a first end directed toward the first hollow inner surface of the first fastening portion, a first bent portion extending from the first end and bent to be in close contact with the first side surface of the downward projection, A second bending portion extending from the first bending portion and bent toward the first hollow inner surface of the first fastening portion, a third bending portion extending from the second bending portion and surrounding the lower end of the downward protrusion, A fourth bent portion extending from the bent portion and bent toward the second hollow inner surface of the first fastening portion, a fifth bent portion extending from the fourth bent portion and bent to be in close contact with the second side surface of the downward protrusion, And a second end extending from the fifth bent portion and facing the second hollow inner surface of the first fastening portion;
Wherein the first end, the first bent portion, and the second bent portion are symmetrical with the second end, the fifth bent portion, and the fourth bent portion around the third bent portion.
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