KR20210071381A - Battery module - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지 셀이, 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 조립체, 상기 전지 셀 조립체를 수용하는 모듈 프레임, 상기 전지 셀 조립체의 길이 방향의 양단에 위치하여 상기 전지 셀 조립체의 단부를 덮는 절연 커버, 및 상기 절연 커버를 사이에 두고 상기 전지 셀 조립체의 길이 방향의 양단에 위치하는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 절연 커버는 상기 엔드 플레이트를 향해 돌출된 결합 돌기를 포함하고, 상기 엔드 플레이트는 상기 결합 돌기와 결합하는 결합 홀을 포함한다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells, a battery cell assembly stacked adjacent to each other in parallel, a module frame accommodating the battery cell assembly, and located at both ends in the longitudinal direction of the battery cell assembly. an insulating cover covering an end of the battery cell assembly, and end plates positioned at both ends in a longitudinal direction of the battery cell assembly with the insulating cover interposed therebetween, wherein the insulating cover includes a coupling protrusion protruding toward the end plate and, the end plate includes a coupling hole coupled to the coupling protrusion.
Description
본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로 보다 상세하게는 전지 모듈의 부품간조립 구조 및 방법을 보다 간소화한 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module with a more simplified assembly structure and method between parts of the battery module.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Accordingly, a lot of research has been done on secondary batteries that can meet various needs.
이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전기, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.Secondary batteries are attracting a lot of attention as an energy source for power devices, such as electric magnetrons, electric vehicles, and hybrid electric vehicles, as well as mobile devices such as cell phones, digital cameras, and notebook computers.
휴대폰, 카메라 등의 소형 디바이스에는 하나의 전지 셀이 팩킹되어 있는 소형 전지팩이 사용되나, 노트북, 전기 자동차 등의 중대형 디바이스에는 둘 또는 그 이상의 전지 셀들을 병렬 및/또는 직렬로 연결한 전지팩이 팩킹되어 있는 중형 또는 대형 전지팩이 사용되고 있다. 따라서, 상기 전지 팩에 포함되는 전지 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.A small battery pack in which a single battery cell is packed is used for small devices such as mobile phones and cameras, but a battery pack in which two or more battery cells are connected in parallel and/or in series is used in mid- to large-sized devices such as notebook computers and electric vehicles. Packed medium or large battery packs are used. 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.
한편, 복수개의 전지 셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지 셀로 이루어지는 전지 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 상기 전지 팩에 포함되는 전지 모듈의 개수, 또는 전지 모듈에 포함되는 전지 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이렇게 설정된 전지 모듈은 상호 적층되는 복수 개의 전지 셀들 및 상기 복수 개의 전지 셀들의 전극 리드들을 전기적으로 연결하는 버스바 조립체를 포함하여 구성된다. On the other hand, when configuring a battery pack 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 to add other components to the battery pack. The general way to configure The number of battery modules included in the battery pack or the number of battery cells included in the battery module may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity. The battery module set in this way is configured to include a plurality of battery cells stacked together and a bus bar assembly electrically connecting electrode leads of the plurality of battery cells.
전지 모듈에 포함되는 부품의 재질은 강성을 위해 금속 재질인 경우도 있고, 절연 및 성형의 용이성을 위해 사출물인 경우도 있는데, 이들을 결합함에 있어서 다양한 수단이 채용되고 있다. 다만, 서로 다른 특성을 갖는 재질의 결합에 있어서 보다 용이하게 조립 가능하면서도 공차 등의 관리를 통해 모듈 내에서 안정적으로 결합할 수 있는 구조가 요구되고 있다.The material of the parts included in the battery module may be a metal material for rigidity or an injection molding for ease of insulation and molding, and various means are employed in combining them. However, there is a demand for a structure that can be assembled more easily in combination of materials having different characteristics and can be stably combined in a module through management of tolerances, etc.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전지 모듈에 포함된 부품 중 사출물과 금속 재료의 결합에 있어서, 용이한 결합을 도모하고, 나아가서 이 때 발생할 수 있는 조립 공차를 제거하여 부품 간 결합이 보다 안정적인 전지 모듈을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention is to solve this problem, and in the coupling of the injection-molded material and the metal material among the parts included in the battery module, it promotes easy coupling, and furthermore, by removing the assembly tolerance that may occur at this time, the coupling between the parts is more An object is to provide a stable battery module.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and may be variously expanded within the scope of the technical idea included in the present invention.
본 발명의 한 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지 셀이, 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 조립체, 상기 전지 셀 조립체를 수용하는 모듈 프레임, 상기 전지 셀 조립체의 길이 방향의 양단에 위치하여 상기 전지 셀 조립체의 단부를 덮는 절연 커버, 및 상기 절연 커버를 사이에 두고 상기 전지 셀 조립체의 길이 방향의 양단에 위치하는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 절연 커버는 상기 엔드 플레이트를 향해 돌출된 결합 돌기를 포함하고, 상기 엔드 플레이트는 상기 결합 돌기와 결합하는 결합 홀을 포함한다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells, a battery cell assembly stacked adjacent to each other in parallel, a module frame accommodating the battery cell assembly, and located at both ends in the longitudinal direction of the battery cell assembly. an insulating cover covering an end of the battery cell assembly, and end plates positioned at both ends in a longitudinal direction of the battery cell assembly with the insulating cover interposed therebetween, wherein the insulating cover includes a coupling protrusion protruding toward the end plate and, the end plate includes a coupling hole coupled to the coupling protrusion.
상기 결합 홀은 상기 결합 돌기로부터 연장된 열용착(heat staking)부에 의해 덮여있을 수 있다.The coupling hole may be covered by a heat staking portion extending from the coupling protrusion.
상기 열용착부는 상기 엔드 플레이트의 표면에 밀착되어 있을 수 있다.The heat welding part may be in close contact with the surface of the end plate.
상기 결합 홀의 크기는 상기 열용착부의 크기보다 작을 수 있다.The size of the coupling hole may be smaller than the size of the heat welding part.
상기 절연 커버는 사출물로 이루어지고, 상기 결합 돌기는 상기 절연 커버로부터 일체로 연장되어 있으며, 상기 열용착부는 상기 결합 돌기의 단부에 열을 가하여 형상이 변형된 구성일 수 있다.The insulating cover may be made of an injection-molded material, and the coupling protrusion may extend integrally from the insulating cover, and the heat-welded portion may have a shape deformed by applying heat to an end of the coupling protrusion.
상기 결합 돌기는 상기 결합 홀을 통과하여 연장되어 있을 수 있다.The coupling protrusion may extend through the coupling hole.
상기 결합 돌기는 상기 결합 돌기로부터 연장된 걸림 턱을 포함하고, 상기 걸림턱이 상기 결합 홀의 가장자리에 걸리도록 구성될 수 있다.The coupling protrusion may include a locking protrusion extending from the coupling protrusion, and the locking protrusion may be configured to be caught on an edge of the coupling hole.
상기 결합 돌기는 상기 결합 돌기로부터 연장된 걸림 턱을 포함하고, 상기 결합홀은 그 내벽에 단차부를 포함하며, 상기 걸림턱이 상기 단차부에 걸리도록 구성될 수 있다.The coupling protrusion may include a locking protrusion extending from the coupling protrusion, the coupling hole may include a step portion on an inner wall thereof, and the locking protrusion may be configured to be caught by the step portion.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지 셀이 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 조립체, 상기 전지 셀 조립체의 전후면에 형성된 버스바 프레임, 및 상기 전지 셀 조립체를 기준으로 상기 버스바 프레임의 외측에 형성되어 외부의 전원과 전기적으로 연결되는 복수의 버스바를 포함하고, 상기 버스바 프레임은 상기 버스바를 향해 돌출된 결합 돌기를 포함하고, 상기 버스바는 상기 결합 돌기와 결합하는 결합 홀을 포함하며, 상기 결합 홀은 상기 결합 돌기로부터 연장된 열용착(heat staking)부에 의해 덮여있다.A battery module according to another embodiment of the present invention includes a battery cell assembly in which a plurality of battery cells are stacked adjacent to each other in parallel, a bus bar frame formed on front and rear surfaces of the battery cell assembly, and the battery cell assembly a plurality of bus bars formed outside the bus bar frame and electrically connected to an external power source, wherein the bus bar frame includes a coupling protrusion protruding toward the bus bar, and the bus bar is coupled to the coupling protrusion and a hole, wherein the engaging hole is covered by a heat staking portion extending from the engaging projection.
상기 열용착부는 상기 버스바의 표면에 밀착되어 있을 수 있다.The heat welding part may be in close contact with the surface of the bus bar.
상기 결합 홀의 크기는 상기 열용착부의 크기보다 작을 수 있다.The size of the coupling hole may be smaller than the size of the heat welding part.
상기 절연 커버는 사출물로 이루어지고, 상기 결합 돌기는 상기 절연 커버로부터 일체로 연장되어 있으며, 상기 열용착부는 상기 결합 돌기의 단부에 열을 가하여 형상이 변형된 구성일 수 있다.The insulating cover may be made of an injection-molded material, and the coupling protrusion may extend integrally from the insulating cover, and the heat-welded portion may have a shape deformed by applying heat to an end of the coupling protrusion.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은, 상기한 적어도 하나의 전지 모듈, 및 상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스를 포함할 수 있다.A battery pack according to another embodiment of the present invention may include the at least one battery module, and a pack case for packaging the at least one battery module.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는 상기한 적어도 하나의 전지 팩을 포함할 수 있다.A device according to another embodiment of the present invention may include the above-described at least one battery pack.
실시예들에 따르면, 전지 모듈에 포함된 부품 중 사출물과 금속 재료의 결합에 있어서, 결합이 용이할 뿐만 아니라, 결합 시 발생할 수 있는 조립 공차를 제거하여 부품 간 결합이 보다 안정적인 전지 모듈을 제공할 수 있다.According to the embodiments, in the combination of the injection molded product and the metal material among the parts included in the battery module, it is not only easy to combine, but also to provide a battery module in which the coupling between parts is more stable by removing the assembly tolerance that may occur during the coupling. can
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈이 분해된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에서, 도 1의 A부분의 단면을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈에서, 도 1의 A부분의 단면을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 모듈에서, 버스바 부분을확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 V-V'를 따르는 단면을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a disassembled state of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of FIG. 1 in a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of FIG. 1 in a battery module according to another embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view illustrating a bus bar portion in a battery module according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view illustrating a cross-section taken along V-V' of FIG. 4 .
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar elements throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에"있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, to be "on" or "on" the reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily mean to be located "on" or "on" in the direction opposite to the gravity no.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to "planar", it means when the target part is viewed from above, and "in cross-section" means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈이 분해된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에서, 도 1의 A부분의 단면을 확대하여 도시한 도면이다. 1 is a view illustrating an exploded state of a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-section of part A of FIG. 1 in the battery module according to an embodiment of the present invention. It is a drawing.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지 셀이 적층된 전지 셀 조립체(110), 상기 전지 셀 조립체(110)에 결합된 탑 프레임(400)과 버스바 프레임(300), 및 전지 셀 조립체(110), 탑 프레임(400)과 버스바 프레임(300)이 수납되는 모듈 프레임(200)을 포함하여 구성된다.1 and 2 , the
상기 전지 셀 조립체(110)는 복수의 전지 셀을 포함하는 이차 전지의 집합체이다. 전지 셀 조립체(110)는 복수의 전지 셀을 포함할 수 있고, 각각의 전지 셀은 전극 리드를 포함한다. 전지 셀은 판상 형태를 갖는 파우치형 전지 셀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각각의 전지 셀에 포함된 전극 리드는 양극 리드 또는 음극 리드이며, 각 전지 셀의 전극 리드는 단부가 한쪽 방향으로 구부러질 수 있고, 이에 의해 인접한 다른 전지 셀이 갖는 전극 리드의 단부와 맞닿을 수 있다. 서로 맞닿은 2개의 전극 리드는 서로 용접 등을 통해 고정될 수 있고, 이를 통해 전지 셀 조립체(110) 내부의 전지 셀 간의 전기적 연결이 이루어질 수 있다. 또한, 전지 셀 조립체(110)의 양 단부에 정렬된 전극 리드들은 버스바 프레임(300)에 결합하여, 버스 바 프레임(300)에 탑재된 버스바(310)와 전기적으로 연결될 수 있다.The
복수의 전지 셀은 전극 리드들이 일측 방향으로 정렬되도록 수직 적층되어 전지 셀 조립체(110)를 이룬다. 일측 방향으로 정렬된 전극 리드들은 전지 셀 조립체(110)를 커버하도록 배치되는 버스바 프레임(300)에 고정된 버스바(310)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 버스바 프레임(300)은 절연체로 이루어져 전지 셀 조립체(110)로부터 인출되는 전극 리드들이 통과할 수 있는 리드 슬롯을 포함하며, 버스바(310)는 전지 셀 조립체(110)의 전극 리드를 전기적으로 연결할 수 있다. The plurality of battery cells are vertically stacked such that electrode leads are aligned in one direction to form the
버스바 프레임(300)에는 그 밖에 각종 전장 부품들이 부착될 수 있다. 일례로 ICB (Internal Circuit Board) 및 BMS (Battery Management System) 등이 구비될 수 있으며, 상기 ICB 및 BMS 보드 등의 전장 부품들은 상기 복수 개의 전지 셀들과 전기적으로 연결될 수 있다.Various other electrical components may be attached to the
탑 프레임(400)은 전지 셀 조립체(110)의 상부에 위치하며, 그 양쪽 측면에서 버스바 프레임(300)이 회동 가능하게 결합된다. 이 때 버스바(310)는 버스바 프레임(300)에 장착되고, 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)은 탑 프레임(400)의 길이 방향을 따라 상단에 배치될 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판은 버스바와 전기적으로 연결되므로 이를 통해 전지 셀의 과전압 및 과전류 등의 센싱이 가능하며, 그 일단에 커넥터가 연결되어 전압 센싱 및 온도 센싱과 관련한 신호를 전지 모듈(100) 외부에 마련된 제어기로 송수신 할 수 있다. The
전지 셀 조립체(110)의 상면에 탑 프레임(400)을 배치하고, 버스바 프레임(300)을 회동하여 전극 리드가 형성된 전지 셀 조립체(110)의 측면에 결합한다. 이러한 결합체는 전지 셀 조립체(110)의 길이 방향으로 개방된 적어도 하나의 개구를 가지고, 전지 셀 조립체(110)의 적어도 4개의 면을 감싸는 4개의 플레이트를 포함하여 사각 관 형태를 갖는 모듈 프레임(200) 내에 수용된다. 이 때, 상기 버스바 프레임(300)은 상기 개구를 통해 노출되고, 개구는 버스바 프레임(300)을 통해 전극 리드를 외부와 전기적으로 연결하는 구성을 포함하는 엔드 플레이트(600)에 의해 덮일 수 있다.The
엔드 플레이트(600)와 버스바 프레임(300) 사이에는, 버스바 프레임(300)과 엔드 플레이트(600) 간의 전기적 연결을 차단하는 절연 커버(500)가 배치된다. 절연 커버(500)는 절연성의 사출물로 형성될 수 있으며, 엔드 플레이트(600)의 내측면에 결합되어 위치할 수 있다.Between the
엔드 플레이트(600)는 외부의 충격으로부터 버스바 프레임(300) 및 이와 연결된 여러 전장품을 보호할 수 있도록 강성을 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다. 이러한 엔드 플레이트(600)에 절연 커버(500)를 결합하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 절연 커버(500)는 절연 커버(500)로부터 돌출된 결합 돌기(510)를 포함하고, 엔드 플레이트(600)는 결합 돌기(510)와 결합하는 결합 홀(610)을 포함한다. 결합 돌기(510)는 사출물로 형성된 절연 커버(500)와 일체로 형성되어 절연 커버(500)로부터 연장된 구성이다. 결합 홀(610)을 통과하여 돌출된 결합 돌기(510)의 단부에는, 결합 돌기(510)로부터 연장되어 형성된 열용착(heat staking)부(511)를 포함한다. 열용착부(511)는 결합 홀(610)을 덮으면서, 엔드 플레이트(600)의 표면에 밀착하도록 형성된다. 이 때, 결합 홀(610)이 열용착부(511)에 의해 완전히 덮일 수 있도록, 결합 홀(610)의 크기는 열용착부(511)의 크기보다 작게 형성된다.The
열용착부(511)는 결합 홀(610)을 통해 돌출된 결합 돌기(510)의 단부에 열을 가하여 형상을 변형시키는 것에 의해 형성될 수 있다. 결합 돌기(510)의 형상은, 도 2에 도시한 바와 같이 막대 형상일 수도 있고 또는 도 3에 도시된 바와 같이 후크 형상에서 스냅핏 결합이 가능할 수 있도록 서로 이격된 구성일 수도 있으며, 특별히 한정되지는 않는다. 이와 같이 결합 돌기(510)의 단부로부터 열에 의해 열용착부(511)가 형성되는 것에 의해, 엔드 플레이트(600)의 표면에 견고하게 결합될 수 있다. 아울러 이와 같은 열용착부(511)에 의해 견고하게 결합됨으로써 결합 홀(610)과 결합 돌기(510)의 제조 과정에서 발생하는 공차가 제거되어 공차 관리에 소요되는 공정상 부담을 절감할 수 있다. 또한 이와 같이 열용착부(511)에 의해 견고하게 결합된 엔드 플레이트(600)와 절연 커버(500)는, 공차가 제거되기 때문에 흔들림이나 진동에 의한 부품 손상도 방지할 수 있다.The
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 열용착부(511)를 형성하는 것 대신 걸림 턱(512)과, 결합 홀(610)의 가장자리, 특히 결합 홀(610) 내벽에 형성된 단차부(611)가 결합하여 엔드 플레이트(600)와 절연 커버(500)가 결합될 수도 있다. 이 경우 보다 간소한 공정에 의해 엔드 플레이트(600)와 절연 커버(500)를 결합 시킬 수 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이 양쪽 걸림 턱(512) 사이에 사출물 사이의 간격을 두어 걸림 턱(512)이 형성된 부분에 탄성이 발생할 수 있도록 구성함으로써, 흔들림 내지 진동에 의한 외부 충격을 흡수할 수 있는바, 이로부터 부품 손상을 방지할 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3 , instead of forming the
전지 셀 조립체(110)의 하면과 모듈 프레임(200)의 하면 사이에는, 열전도성 수지층(800)이 위치한다. 열전도성 수지층(800)는 전지 셀 조립체(110)로부터 발생하는 열을 외부로 방출할 수 있도록 열 전도 물질로 이루어지며, 예를 들면 써멀 레진으로 구성될 수 있다. 이러한 써멀 레진의 예로는 실리콘, 우레탄, 에폭시 등을 들 수 있다. 또한 열전도성 수지층(800)은 이와 같이 발생한 열을 전디 모듈(100)의 바닥으로 전달하는 역할과 함께 전지 셀 조립체(110)를 전지 모듈(100) 내에서 고정하는 역할을 수행할 수 있다.A thermally
전지 셀 조립체(110)의 측면과 모듈 프레임(200) 사이에는 팽창 제어 패드(700)가 구비될 수 있다. 팽창 제어 패드(700)전지 셀이 팽창할 경우 압축되어 완충 작용을 하는 것에 의해 셀 스웰링을 제어할 수 있고, 따라서 전지 셀의 팽창에 따른 전지 셀 및 모듈 프레임(200)의 손상을 방지할 수 있다. 이를 위해, 팽창 제어 패드(700)는, 폴리우레탄(PU) 또는 EDPM(Ethlene PropyleneDiene Monomer) 등과 같은 소프트한 탄성 재질을 포함하는 소재를 포함할 수 있다. 이를 소재는 진동에 대한 흡수성 및 압축에 의한 반발력이 우수하기 때문에, 복수의 전지 셀에 셀 스웰링 현상이 발생하더라도 우수한 치수 안정성을 갖는 전지 모듈(100)을 제공할 수 있도록 가이드할 수 있다.An
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본원의 다른 실시예에 따른 전지 모듈에서, 버스바 프레임(300)에 버스바(310)를 장착하는 구조에 대해 설명한다. Next, a structure for mounting the
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 모듈에서, 버스바 부분을확대하여 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 V-V'를 따르는 단면을 도시한 도면이다.4 is an enlarged view showing a bus bar portion in a battery module according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing a cross-section taken along V-V' of FIG. 4 .
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 버스바 프레임(300)은 버스바(310)를 향해 돌출된 결합 돌기(302)를 포함하고, 버스바(310)는 결합 돌기(302)와 결합하는 결합 홀(311)을 포함한다. 즉, 버스바 프레임(300)은 절연성의 사출물로 이루어지며, 결합 돌기(302)는 버스바 프레임(300)과 일체로 형성되어 버스바 프레임(300)으로부터 연장된다. 결합 홀(311)을 통과하여 돌출된 결합 돌기(302)의 단부에는, 결합 돌기(302)로부터 연장되어 형성된 열용착(heat staking)부(301)를 포함한다. 열용착부(301)는 결합 홀(311)을 덮으면서, 버스바(310)의 표면에 밀착하도록 형성된다. 이 때, 결합 홀(311)이 열용착부(301)에 의해 완전히 덮일 수 있도록, 결합 홀(311)의 크기는 열용착부(301)의 크기보다 작게 형성된다.4 and 5, the
열용착부(301)는 앞서 설명한 절연 커버(500)의 열용착부(511)와 동일한 구성으로서, 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 이와 같이 열용착부(301)에 의해 버스바(310)와 버스바 프레임(300)이 견고하게 결합하는 것에 의해, 결합됨으로써 결합 홀(311)과 결합 돌기(302)의 제조 과정에서 발생하는 공차가 제거되어 공차 관리에 소요되는 공정상 부담을 절감할 수 있다. 또한 이와 같이 열용착부(301)에 의해 견고하게 결합된 버스바(310)와 버스바 프레임(300)는, 공차가 제거되기 때문에 흔들림이나 진동에 의한 부품 손상도 방지할 수 있다.The heat-welded
한편, 본 명세서에서는, 열용착부를 형성하여 결합하는 부품에 대해 엔드 플레이트와 절연 커버, 버스바와 버스바 프레임만을 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 전지 모듈 내에서 플라스틱 재질 등의 사출물과, 금속 재질의 부품을 결합할 때에 적절하게 적용하여 공차 흡수 및 이에 따른 부품 방지 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, in the present specification, only the end plate, the insulating cover, the bus bar and the bus bar frame have been exemplified and described with respect to the parts to be joined by forming the thermal welding part, but the present invention is not limited thereto, and the injection-molded material such as a plastic material in the battery module, and the metal By properly applying the material when combining parts, tolerance absorption and thus part prevention effect can be obtained.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지팩을 형성할 수 있다.Meanwhile, one or more battery modules according to an embodiment of the present invention may be packaged in a pack case to form a battery pack.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.The above-described battery module and battery pack including the same may be applied to various devices. These devices can be applied to transportation means such as electric bicycles, electric vehicles, hybrid vehicles, etc., but the present invention is not limited thereto and can be applied to various devices that can use a battery module and a battery pack including the same. It belongs to the scope of the invention.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the
100: 전지 모듈
110: 전지 셀 조립체
300: 버스바 프레임
500: 절연 커버
600: 엔드 플레이트
510, 302: 결합 돌기
601, 311: 결합 홀
511, 301: 열용착부100: battery module
110: battery cell assembly
300: bus bar frame
500: insulation cover
600: end plate
510, 302: bonding protrusions
601, 311: mating hole
511, 301: heat welding part
Claims (14)
상기 전지 셀 조립체를 수용하는 모듈 프레임;
상기 전지 셀 조립체의 길이 방향의 양단에 위치하여 상기 전지 셀 조립체의 단부를 덮는 절연 커버; 및
상기 절연 커버를 사이에 두고 상기 전지 셀 조립체의 길이 방향의 양단에 위치하는 엔드 플레이트
를 포함하고,
상기 절연 커버는 상기 엔드 플레이트를 향해 돌출된 결합 돌기를 포함하고,
상기 엔드 플레이트는 상기 결합 돌기와 결합하는 결합 홀을 포함하는, 전지 모듈.a battery cell assembly in which a plurality of battery cells are stacked adjacent to each other in parallel;
a module frame accommodating the battery cell assembly;
an insulating cover positioned at both ends in the longitudinal direction of the battery cell assembly to cover an end of the battery cell assembly; and
End plates positioned at both ends in the longitudinal direction of the battery cell assembly with the insulating cover interposed therebetween
including,
The insulating cover includes a coupling protrusion protruding toward the end plate,
The end plate includes a coupling hole coupled to the coupling protrusion, the battery module.
상기 결합 홀은 상기 결합 돌기로부터 연장된 열용착(heat staking)부에 의해 덮여있는, 전지 모듈.In claim 1,
The coupling hole is covered by a heat staking portion extending from the coupling protrusion, the battery module.
상기 열용착부는 상기 엔드 플레이트의 표면에 밀착되어 있는 전지 모듈.In claim 2,
The heat welding part is in close contact with the surface of the end plate battery module.
상기 결합 홀의 크기는 상기 열용착부의 크기보다 작은 전지 모듈.In claim 2,
The size of the coupling hole is smaller than the size of the heat welding part battery module.
상기 절연 커버는 사출물로 이루어지고, 상기 결합 돌기는 상기 절연 커버로부터 일체로 연장되어 있으며,
상기 열용착부는 상기 결합 돌기의 단부에 열을 가하여 형상이 변형된 구성인 전지 모듈.In claim 2,
The insulating cover is made of an injection-molded material, and the coupling protrusion extends integrally from the insulating cover,
The heat welding part is a battery module having a deformed shape by applying heat to the end of the coupling protrusion.
상기 결합 돌기는 상기 결합 홀을 통과하여 연장되어 있는 전지 모듈.In claim 1,
The coupling protrusion is a battery module extending through the coupling hole.
상기 결합 돌기는 상기 결합 돌기로부터 연장된 걸림 턱을 포함하고, 상기 걸림턱이 상기 결합 홀의 가장자리에 걸리도록 구성된 전지 모듈.In claim 5,
The coupling protrusion includes a locking protrusion extending from the coupling protrusion, and the locking protrusion is configured to be caught on an edge of the coupling hole.
상기 결합 돌기는 상기 결합 돌기로부터 연장된 걸림 턱을 포함하고, 상기 결합홀은 그 내벽에 단차부를 포함하며, 상기 걸림턱이 상기 단차부에 걸리도록 구성된 전지 모듈.In claim 5,
The coupling protrusion includes a locking protrusion extending from the coupling protrusion, the coupling hole includes a step portion on an inner wall thereof, and the locking protrusion is configured to be caught by the step portion.
상기 전지 셀 조립체의 전후면에 형성된 버스바 프레임; 및
상기 전지 셀 조립체를 기준으로 상기 버스바 프레임의 외측에 형성되어 외부의 전원과 전기적으로 연결되는 복수의 버스바를 포함하고,
상기 버스바 프레임은 상기 버스바를 향해 돌출된 결합 돌기를 포함하고, 상기 버스바는 상기 결합 돌기와 결합하는 결합 홀을 포함하며,
상기 결합 홀은 상기 결합 돌기로부터 연장된 열용착(heat staking)부에 의해 덮여있는, 전지 모듈.a battery cell assembly in which a plurality of battery cells are stacked adjacent to each other in parallel;
a bus bar frame formed on front and rear surfaces of the battery cell assembly; and
a plurality of bus bars formed outside the bus bar frame with respect to the battery cell assembly and electrically connected to an external power source;
The bus bar frame includes a coupling protrusion protruding toward the bus bar, and the bus bar includes a coupling hole coupled to the coupling protrusion,
The coupling hole is covered by a heat staking portion extending from the coupling protrusion, the battery module.
상기 열용착부는 상기 버스바의 표면에 밀착되어 있는 전지 모듈.In claim 8,
The heat welding part is in close contact with the surface of the bus bar battery module.
상기 결합 홀의 크기는 상기 열용착부의 크기보다 작은 전지 모듈.In claim 8,
The size of the coupling hole is smaller than the size of the heat welding part battery module.
상기 절연 커버는 사출물로 이루어지고, 상기 결합 돌기는 상기 절연 커버로부터 일체로 연장되어 있으며,
상기 열용착부는 상기 결합 돌기의 단부에 열을 가하여 형상이 변형된 구성인 전지 모듈.In claim 8,
The insulating cover is made of an injection-molded material, and the coupling protrusion extends integrally from the insulating cover,
The heat welding part is a battery module having a deformed shape by applying heat to the end of the coupling protrusion.
상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스
를 포함하는 전지 팩.At least one battery module according to any one of claims 1 to 12, and
A pack case for packaging the at least one battery module
A battery pack comprising a.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190161497A KR20210071381A (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Battery module |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190161497A KR20210071381A (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Battery module |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102574499B1 (en) * | 2023-04-10 | 2023-09-06 | 신성에스티 주식회사 | End Plate for Battery Module |
WO2024112046A1 (en) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | End plate preventing heat propagation |
WO2024214896A1 (en) * | 2023-04-10 | 2024-10-17 | 신성에스티 주식회사 | Battery module end plates |
WO2025042018A1 (en) * | 2023-08-22 | 2025-02-27 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery module and battery pack including same |
-
2019
- 2019-12-06 KR KR1020190161497A patent/KR20210071381A/en active Pending
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WO2024112046A1 (en) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | End plate preventing heat propagation |
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WO2024214896A1 (en) * | 2023-04-10 | 2024-10-17 | 신성에스티 주식회사 | Battery module end plates |
WO2025042018A1 (en) * | 2023-08-22 | 2025-02-27 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery module and battery pack including same |
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