KR101511024B1 - Battery Module Having Assembling-typed Module Case - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조립형 케이스를 포함하는 전지모듈로서, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체가 장착되고, 상기 전지셀 적층체의 일측, 상기 일측에 대향하는 타측, 및 하부를 고정하는 하부 모듈 케이스; 및 상기 하부 모듈 케이스와 결합되며 전지셀 적층체의 상면을 덮는 상부 모듈 케이스; 를 포함하고, 상기 상부 및 하부 모듈 케이스들 중 적어도 하나는, 상기 전지셀 적층체의 일측을 고정하는 제 1 하우징, 상기 일측에 대향하는 타측을 고정하는 제 2 하우징, 및 상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징 사이에 조립 체결 구조로 연결되면서 상기 전지셀 적층체의 일면을 고정하는 연결 플레이트를 포함하는 전지모듈을 제공한다.The present invention relates to a battery module including an assembled case, comprising: a battery cell laminate in which a plurality of battery cells or unit modules connected in series and / or in parallel are stacked in a state of being laid in a lateral direction; A lower module case on which the battery cell stack is mounted and which fixes one side of the battery cell stack body, the other side opposite to the one side, and the lower side; An upper module case coupled to the lower module case and covering an upper surface of the battery cell stack; Wherein at least one of the upper and lower module cases includes a first housing for fixing one side of the battery cell stack body, a second housing for fixing the other side opposite to the one side, And a connection plate for fixing one surface of the battery cell stack body while being connected by an assembly fastening structure between the two housings.
Description
본 발명은 조립형 케이스를 포함하는 전지모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체가 장착되고, 상기 전지셀 적층체의 일측, 상기 일측에 대향하는 타측, 및 하부를 고정하는 하부 모듈 케이스; 및 상기 하부 모듈 케이스와 결합되며 전지셀 적층체의 상면을 덮는 상부 모듈 케이스; 를 포함하고, 상기 상부 및 하부 모듈 케이스들 중 적어도 하나는, 상기 전지셀 적층체의 일측을 고정하는 제 1 하우징, 상기 일측에 대향하는 타측을 고정하는 제 2 하우징, 및 상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징 사이에 조립 체결 구조로 연결되면서 상기 전지셀 적층체의 일면을 고정하는 연결 플레이트를 포함하는 전지모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery module including an assembled case, and more particularly, to a battery module including a battery cell stack in which a plurality of battery cells or unit modules connected in series and / or in parallel are stacked in a standing state in a lateral direction; A lower module case on which the battery cell stack is mounted and which fixes one side of the battery cell stack body, the other side opposite to the one side, and the lower side; An upper module case coupled to the lower module case and covering an upper surface of the battery cell stack; Wherein at least one of the upper and lower module cases includes a first housing for fixing one side of the battery cell stack body, a second housing for fixing the other side opposite to the one side, And a connection plate for fixing one surface of the battery cell stack body while being connected by an assembly fastening structure between the two housings.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-In HEV) and the like.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지모듈 또는 전지모듈들 다수 개를 전기적으로 연결한 전지팩이 사용된다.In the case of small mobile devices, one or two or more battery cells are used per device, whereas a large or large type device such as an automobile requires a large number of battery modules or a plurality of battery modules electrically connected to a plurality of battery cells An electrically connected battery pack is used.
전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the battery module is preferably manufactured in a small size and a weight as much as possible, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, and the like, which can be charged with a high degree of integration and have a small weight to capacity ratio, are mainly used as battery cells of a middle- or large-sized battery module. Particularly, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a great deal of attention due to its advantages such as a small weight and a low manufacturing cost.
일반적으로 전지모듈은 상부 케이스 및 하부 케이스로 구성된 모듈 케이스에 전지셀들이 수납된 구조로 이루어져 있다. 예를 들어, 하부 케이스에 전지셀들을 장착하고 전지셀들의 전극단자를 직렬 및/또는 병렬로 연결한 후 상부 케이스를 덮는 구조로 이루어져 있다. 이러한 상부 케이스 및 하부 케이스는 전지셀의 보호 및 고정을 위하여 절연성의 플라스틱 사출물로 제조되며, 또한 모듈 케이스는 조립의 편의성 및 구조적인 강성을 확보하기 위하여 상부 케이스 및 하부케이스가 각각의 1 단위의 사출물로 제조되고 있다.Generally, the battery module has a structure in which battery cells are housed in a module case composed of an upper case and a lower case. For example, the battery cell is mounted on the lower case and the electrode terminals of the battery cells are connected in series and / or in parallel, and then the upper case is covered. The upper case and the lower case are made of an insulating plastic molded article for protecting and fixing the battery cell. In order to assure ease of assembly and rigidity of the module case, .
그러나, 플라스틱 사출물로 구성되는 모듈케이스는 사출의 한계상 일정수치 이상의 두께로 제조될 수 밖에 없고, 이에 따라 전지모듈의 부피가 증가하는 단점이 발생한다.However, the module case made of a plastic injection molded article has to be manufactured with a thickness exceeding a certain value on the limit of the injection molding, and accordingly, the battery module is bulky.
또한, 상부 케이스와 하부 케이스가 각각 1 단위의 사출물로서 전지셀의 크기에 대응하여 제작되므로, 전지셀의 길이 변동이 있을 경우, 새로운 전지셀의 크기에 맞추어 플라스틱 사출물을 제조하는 금형을 다시 설계하여 제작해야 하므로 제조 비용 및 시간이 상승하는 문제점이 발생한다.In addition, since the upper case and the lower case are manufactured as one unit of an extruded product corresponding to the size of the battery cell, if there is a variation in length of the battery cell, the mold for manufacturing the plastic molded article is designed again according to the size of the new battery cell The manufacturing cost and time are increased.
따라서, 상기의 문제점들을 해결하면서 보다 안정성이 우수한 전지모듈에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a great need for a battery module having superior stability while solving the above problems.
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-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 종래의 모듈 케이스를 개선하여 보다 콤팩트한 전지모듈을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery module that is more compact by improving the conventional module case.
본 발명의 또 다른 목적은 전지셀의 크기가 변경되었을 때에도 전체적으로 모듈 케이스을 완전히 새롭게 설계 및 제작하는 과정 없이 간단한 작업으로 용이하게 전지셀을 장착할 수 있는 케이스를 포함하는 전지모듈을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a battery module including a case in which a battery cell can be easily mounted by a simple operation without completely newly designing and manufacturing the module case as a whole even when the size of the battery cell is changed.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은,According to an aspect of the present invention,
직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체;A battery cell laminate in which a plurality of battery cells or unit modules connected in series and / or in parallel are stacked in a state of being laid in a lateral direction;
상기 전지셀 적층체가 장착되고, 상기 전지셀 적층체의 일측, 상기 일측에 대향하는 타측, 및 하부를 고정하는 하부 모듈 케이스; 및A lower module case on which the battery cell stack is mounted and which fixes one side of the battery cell stack body, the other side opposite to the one side, and the lower side; And
상기 하부 모듈 케이스와 결합되며 전지셀 적층체의 상면을 덮는 상부 모듈 케이스;An upper module case coupled to the lower module case and covering an upper surface of the battery cell stack body;
를 포함하고,Lt; / RTI >
상기 상부 및 하부 모듈 케이스들 중 적어도 하나는, 상기 전지셀 적층체의 일측을 고정하는 제 1 하우징, 상기 일측에 대향하는 타측을 고정하는 제 2 하우징, 및 상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징 사이에 조립 체결 구조로 연결되면서 상기 전지셀 적층체의 일면을 고정하는 연결 플레이트를 포함하는 것으로 구성되어 있다.At least one of the upper and lower module cases has a first housing for fixing one side of the battery cell stack body, a second housing for fixing the other side opposite to the one side, and a second housing for fixing the other side of the battery cell stack body between the first housing and the second housing And a connection plate for fixing one surface of the battery cell stack body while being connected by an assembly fastening structure.
즉, 본 발명에 따른 전지모듈은 제 1 하우징 및 제 2 하우징 사이에 연결 플레이트가 조립 체결된 구조로 이루어져 있어서 이들의 조립 및 분해가 용이한 구조로 이루어져 있다.That is, the battery module according to the present invention has a structure in which a connection plate is assembled and fastened between a first housing and a second housing, so that they can be easily assembled and disassembled.
따라서, 전지셀의 구조 개선에 따라, 전지셀의 길이가 변경될 경우, 전지셀의 적층구조인 전지셀 적층체의 길이도 변경되며, 이 때, 상기 연결 플레이트를 변경된 전지셀 적층체의 길이에 대응하는 구조의 다른 연결 플레이트로 교체하여 제 1 하우징 및 제 2 하우징의 사이에 조립 체결함으로써, 길이가 변경된 전지셀 적층체를 용이하게 장착할 수 있는 구조로 이루어져 있다.Therefore, when the length of the battery cell is changed according to the improvement of the structure of the battery cell, the length of the battery cell stacked structure of the stacked structure of the battery cells is also changed. At this time, The battery cell stack body having a length changed is easily mounted by replacing the connecting plate with another connecting plate having a corresponding structure and assembling the first housing and the second housing.
종래의 전지모듈 케이스는 전지셀의 길이 변동이 있을 경우, 새로운 전지셀의 크기에 맞추어 플라스틱 사출물을 제조하는 금형을 다시 설계하여 모듈 케이스를 제작해야 하는데 비해, 본 발명의 전지모듈은 연결 플레이트의 분해 조립 만으로 간단하게 새로운 전지셀 크기에 맞는 모듈 케이스를 제공하는 구조를 사용함으로써, 상기와 같이 금형을 설계하여 모듈 케이스를 다시 제작하는 과정을 생략할 수 있다.In the conventional battery module case, when a length of a battery cell varies, a mold for manufacturing a plastic molded article according to a size of a new battery cell is designed again to fabricate a module case. In contrast, It is possible to omit the process of designing the mold and re-fabricating the module case by using a structure that provides a module case that matches the new battery cell size simply by assembling.
상기 연결 플레이트가 제 1 하우징 및 제는 하부 2 하우징 사이에 조립 체결된 구조는 상부 모듈 케이스 및 하부 모듈 케이스 모두 적용될 수 있고, 또한 상부 모듈 케이스 및 하부 모듈 케이스 중 하나에 적용될 수도 있다. 이 중에서 하부 모듈 케이스에 연결 플레이트가 조립된 구조가 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.The structure in which the connection plate is assembled between the first housing and the lower housing 2 can be applied to both the upper module case and the lower module case and also to one of the upper module case and the lower module case. Of these, a structure in which the connection plate is assembled to the lower module case can be more preferably used.
상기 단위모듈은 둘 또는 그 이상의 전지셀들이 직렬 연결된 상태로 셀 커버에 내장에 되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 바람직하게는 두 개의 전지셀들을 포함하는 구조로 이루어져 있다.The unit module has a structure in which two or more battery cells are embedded in a cell cover in a connected state, and preferably includes two battery cells.
바람직하게는, 상기 셀 커버는 둘 또는 그 이상의 전지셀들을 그것의 양극단자 및 음극단자 부위를 제외하고 상호 밀착된 전지셀들의 외면을 감싸도록 한 쌍의 부재가 상호 결합되는 구조일 수 있다. 이러한 셀 커버는 기계적 강성이 낮은 전지셀을 보호하면서 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화를 억제하여 전지셀의 실링부위가 분리되는 것을 방지하여 준다.Preferably, the cell cover may have a structure in which a pair of members are coupled to each other so as to enclose the outer surfaces of the battery cells which are in close contact with each other except for the positive electrode terminal and the negative electrode terminal portion of the two or more battery cells. Such a cell cover protects a battery cell having a low mechanical rigidity while suppressing repeated changes of expansion and contraction during charging and discharging, thereby preventing the sealing portion of the battery cell from being separated.
상기 연결 플레이트는 바람직하게 금속 소재로 이루어질 수 있다. 금속 소재의 플레이트는 플라스틱 사출 소재의 플레이트에 비하여 열전도성이 높고, 얇은 구조로 제조가 가능하다. The connecting plate is preferably made of a metal material. Plates made of metal have higher thermal conductivity than plates made of plastic injection material and can be manufactured with a thin structure.
따라서, 금속 소재의 연결 플레이트를 사용하는 모듈 케이스가 포함된 전지모듈은, 종래의 플라스틱 구조의 모듈 케이스를 사용하는 전지모듈과 비교하여, 더욱 얇고 콤팩트한 전지모듈을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 연결 플레이트 부분으로 방열을 수행시킴으로써 전지모듈의 안전성을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.Therefore, the battery module including the module case using the connecting plate made of the metal material can not only manufacture a thinner and more compact battery module as compared with the battery module using the conventional plastic module case, And the heat dissipation is performed to the connection plate portion so that the safety of the battery module can be improved.
상기 금속 소재는 금속 중에서도 열전도성이 높고 경량인 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용될 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The metal material may be aluminum or aluminum alloy having high thermal conductivity and light weight among metals, but is not limited thereto.
경우에 따라서는, 금속 소재의 연결 플레이트의 일면 또는 양면에 절연성 코팅이 추가로 포함될 수 있다.In some cases, an insulating coating may be further included on one or both sides of the connection plate of the metal material.
하나의 구체적인 예에서, 상기 연결 플레이트는 상기 전지셀 적층체의 일면이 안착되도록 상기 전지셀 적층체의 일면 형상에 대응하여 절곡된 구조로 이루어질 수 있다. 상기 연결 플레이트의 절곡 구조는 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 전지셀 적층체를 구성하는 전지셀 또는 단위모듈들의 단부의 형상에 대응하도록 요철 형상으로 이루어질 수 있다.In one specific example, the connection plate may have a bent structure corresponding to one surface shape of the battery cell stack body so that one surface of the battery cell stack body is seated. The bending structure of the connection plate may have a variety of shapes, for example, a concavo-convex shape corresponding to the shape of the ends of the battery cells or unit modules constituting the battery cell stack.
상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징의 각각의 일측 단부와 상기 연결 플레이트의 양측 단부는 기계적 체결 구조에 의해 결합될 수 있다. 상기 기계적 체결구조는 조립 및 분리가 용이한 구조라면 특별히 한정되지 않으며, 나사에 의한 결합, 체결돌기-체결홈에 의한 결합, 슬라이딩 방식의 결합 등 다양한 구조로 이루어질 수 있다. One side end of each of the first housing and the second housing and both side ends of the connecting plate may be coupled by a mechanical fastening structure. The mechanical fastening structure is not particularly limited as long as it is easy to assemble and separate, and may have various structures such as a screw, a fastening-fastening, and a sliding-type fastening.
하나의 구체적인 예로, 상기 연결 플레이트의 양측 단부와 제 1 하우징 및 제 2 하우징의 일측 단부에는 인서트 나사가 장착되어 형성되어 있고, 상기 인서트 나사에 대응하여 연결 플레이트에는 관통홈이 형성되어 있으며, 볼트가 상기 관통홈을 경유하여 인서트 나사에 삽입되면서 결합되는 구조로 이루어질 수 있다. In one specific example, insert screws are mounted on both side ends of the connecting plate and one end of the first housing and the second housing, through grooves are formed in the connecting plate corresponding to the insert screws, And inserted into the insert screw via the through-hole.
상기 전지셀은 한정된 공간에서 높은 적층률을 제공할 수 있도록 바람직하게는 판상형 전지셀이며, 예를 들어, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조의 파우치형 전지셀일 수 있다.The battery cell is preferably a plate-shaped battery cell so as to provide a high lamination ratio in a limited space. For example, a pouch type battery cell 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 It may be a battery cell.
구체적으로는, 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, a 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 a plate-shaped battery cell having a generally rectangular parallelepiped structure with a thin width. 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.
상기 파우치형 전지셀에서 케이스는 다양한 구조로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 2 단위의 부재로서 상부 및/또는 하부 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체를 수납한 후 상하부 접촉부위를 밀봉하는 구조 등을 들 수 있다. 상기와 같은 구조의 파우치형 전지셀은 본 출원인의 PCT 국제출원 제PCT/KR2004/003312호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.The case of the pouch-shaped battery cell may have a variety of structures. For example, the case may be a two-unit member, which houses the electrode assembly in a housing portion formed on the top and / or bottom inner surface, Structure and the like. A pouch-shaped battery cell having such a structure is disclosed in PCT International Application No. PCT / KR2004 / 003312 of the present applicant, which application is incorporated herein by reference.
상기 전극조립체는 충방전이 가능할 수 있도록 양극과 음극이 구성되어 있으며, 예를 들어, 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조로서, 젤리-롤 방식, 스택형 방식, 스택/폴딩형 방식으로 이루어져 있다. 상기 전극조립체의 양극과 음극은 그것의 전극 탭이 직접 전지의 외부로 돌출된 형태이거나, 또는 상기 전극 탭이 별도의 리드에 접속되어 전지의 외부로 돌출된 형태일 수 있다. 이러한 전극 탭 또는 전극 리드의 전극단자는, 예를 들어, 양극단자가 전지셀의 일측에 돌출되어 있고 음극단자가 대향면의 타측에 돌출되어 있는 형태로 이루어져 있다.The electrode assembly has a positive electrode and a negative electrode configured to be chargeable and dischargeable. For example, the electrode assembly has a structure in which an anode and a cathode are stacked with a separator interposed therebetween, and a jelly- Lt; / RTI > The positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly may have a shape in which the electrode tab protrudes directly out of the battery, or the electrode tab may be connected to a separate lead to protrude to the outside of the battery. The electrode tabs or the electrode terminals of the electrode leads are formed, for example, in such a manner that the positive electrode terminals protrude from one side of the battery cell and the negative electrode terminals protrude from the other side of the opposing surface.
따라서, 상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징은 상기 전지셀의 전극단자들이 위치하는 전지셀 적층체의 양측 측면에 각각 장착되고, 상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징은 내측에 전기 접속부재가 위치하여 상기 전기 접속부재와 상기 전지셀의 전극단자들이 접속되는 구조로 이루어질 수 있다.Therefore, the first housing and the second housing are respectively mounted on both side surfaces of the battery cell stack where the electrode terminals of the battery cell are located, and the first and second housings are located inside the electrical connecting member, And the electrical connection member and the electrode terminals of the battery cell are connected to each other.
상기 전지셀은 전지모듈 및 전지팩의 구성시 고전압 및 고전류를 제공할 수 있는 이차전지이면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 체적당 에너지 저장량이 큰 리튬 이차전지일 수 있다.The battery cell is not particularly limited as long as it is a secondary battery capable of providing high voltage and high current when the battery module and the battery pack are constructed, but may be a lithium secondary battery having a large energy storage amount per unit volume.
본 발명은 또한 상기 전지모듈 다수 개를 적층하여 제조되는 전지팩을 제공한다. The present invention also provides a battery pack manufactured by stacking a plurality of battery modules.
상기 전지팩은 소망하는 출력 및 용량에 따라 단위모듈로서 상기 전지모듈을 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 battery module as a unit module according to a desired output and capacity. In consideration of mounting efficiency and structural stability, 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 하우징 및 제 2 하우징 사이에 연결 플레이트가 조립 체결된 구조로 이루어져 있어서 이들의 조립 및 분해가 용이한 구조로 이루어져 있다. 따라서, 전지셀의 길이가 변경되었을 때 모듈 케이스를 전체적으로 새롭게 제작할 필요 없이 연결 플레이트의 교체 과정 만으로 길이가 변경된 전지셀을 용이하게 장착할 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery module according to the present invention has a structure in which a connection plate is assembled and fastened between a first housing and a second housing, so that they can be easily assembled and disassembled. Therefore, when the length of the battery cell is changed, it is possible to easily mount the battery cell whose length is changed by simply replacing the connection plate without having to newly manufacture the module case as a whole.
또한, 금속 소재의 연결 플레이트를 사용한 구조에 의해, 종래의 플라스틱 구조의 모듈 케이스를 사용하는 전지모듈과 비교하여, 더욱 얇고 콤팩트한 전지모듈을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 연결 플레이트 부분으로 방열을 수행시킴으로써 전지모듈의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the structure using the metal connection plate can produce a thinner and more compact battery module than the battery module using the conventional plastic structure module case, and also the heat dissipation to the connection plate portion The safety of the battery module can be further improved.
도 1은 본 발명의 전지모듈에 장착되는 하나의 예시적인 파우치형 전지셀에 관한 사시도이다;
도 2는 본 발명의 전지모듈에 장착되는 하나의 예시적인 단위모듈에 관한 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도이다;
도 4는 도 3의 하부 모듈 케이스의 사시도이다;
도 5는 도 4의 분해 사시도이다.1 is a perspective view of one exemplary pouch-shaped battery cell mounted on a battery module of the present invention;
2 is a perspective view of one exemplary unit module mounted on the battery module of the present invention;
3 is a perspective view of a battery module according to one embodiment of the present invention;
Figure 4 is a perspective view of the lower module case of Figure 3;
5 is an exploded perspective view of Fig.
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 1 및 도 2에는 각각 본 발명의 전지모듈에 장착되는 예시적인 전지셀 및 단위모듈의 사시도가 각각 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 and FIG. 2 each schematically illustrate perspective views of exemplary battery cells and unit modules mounted on the battery module of the present invention, respectively.
먼저, 도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀(10)은 두 개의 전극 리드(11, 12)가 서로 대향하여 전지 본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 전지셀 케이스(14)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)를 부착시킴으로써 전지셀(10)이 만들어진다. 전지케이스(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다.Referring to FIG. 1, the pouch-shaped
도 2를 참조하면, 단위모듈(20)은 2개의 판상형 전지셀들(10a, 10b), 및 한 쌍의 셀 커버(21, 22)를 포함하고 있고, 전지셀들(10a, 10b)은 전극단자들(23, 24)이 직렬로 상호 연결된 상태로 적층된다.Referring to FIG. 2, the
또한, 셀 커버들(21, 22)은 전지셀들(10)의 전극단자 부위를 제외하고 2개의 전지셀들(10)이 측면으로 적층된 구조의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합된다.The cell covers 21 and 22 are coupled to each other so as to surround the entire outer surface of the structure in which two
각각의 전지셀들(10a, 10b)에 형성된 전극단자들(23, 24)은 연결부가 상호 절곡되어 용접에 의해 상호 연결되고, 셀 커버들(21, 22)은 전지셀들(10a, 10b)이 적층된 구조의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있으며, 조립 체결방식으로 결합된다.The
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.3 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 전지모듈(100)은 전지셀 적층체(110), 하부 모듈 케이스(120), 및 상부 모듈 케이스(130)를 포함하는 구조로 이루어져 있다. 전지셀 적층체(110)는 도 1의 전지셀(10) 또는 도 2의 단위모듈(20)이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 구조로 구성된다. 하부 모듈 케이스(120)는 전지셀 적층체(110)의 양 측면 및 하부를 고정하고 있고, 상부 모듈 케이스(130)는 하부 모듈 케이스(120)에 전지셀 적층체(110)가 수납된 구조의 상면에 장착되어 있다.Referring to FIG. 3, the
도 4에는 도 3의 하부 모듈 케이스가 모식적으로 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 4 schematically shows the lower module case of Fig. 3, and Fig. 5 schematically shows an exploded perspective view of Fig.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 연결 플레이트가 하부 모듈 케이스에 조립 체결된 구조를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 상부 모듈 케이스에 연결 플레이트가 조립 체결된 구조, 또는 상부 및 하부 모듈 케이스에 연결 플레이트가 조립 체결된 구조도 가능함은 물론이다.Although the connecting plate is assembled to the lower module case for convenience of explanation, the present invention is not limited thereto. For example, the connecting plate may be assembled to the upper module case, Needless to say, the module case may have a structure in which the connection plate is assembled.
도 4 및 도 5를 도 3과 함께 참조하면, 하부 모듈 케이스(120)는 전지셀 적층체(110)의 전극단자가 위치하는 일측을 고정하는 제 1 하우징(122)과, 전지셀 적층체(110)의 전극단자가 위치하는 다른 측을 고정하는 제 2 하우징(124), 및 제 1 하우징(122)과 제 2 하우징(124) 사이에 조립 체결 구조로 연결되면서 전지셀 적층체(110)의 하부를 고정하는 연결 플레이트(126)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 together with FIG. 3, the
절연성 소재의 수지로 이루어진 제 1 하우징(122) 및 제 2 하우징(124)은 내측에 각각 전기 접속부재(125)가 위치하여 전지셀 적층체(110)의 전극단자와 전기적으로 연결한다. 또한, 연결 플레이트(126)는 가볍고 열전도성이 뛰어난 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되어 있고, 전지셀 적층체(110)의 하부가 안착되도록 전지셀 적층체(110)의 하부 형상에 대응하여 요철이 형성되어 있다.The
제 1 하우징(122) 및 제 2 하우징(124) 사이에 연결되는 연결 플레이트(126)는 서로 기계적 체결 구조에 의해 결합되어 있다.The connecting
즉, 연결 플레이트(120)의 양측 단부와 제 1 하우징(122) 및 제 2 하우징(124)의 일측 단부에는 인서트 나사(123)가 장착되어 있고, 인서트 나사(123)에 대응하여 연결 플레이트(126)에는 관통홈(127)이 형성되어 있으며, 볼트(129)가 관통홈(127)을 경유하여 인서트 나사(123)에 삽입되면서 결합되는 구조로 이루어져 있다.That is, the insert screws 123 are mounted on both side ends of the connecting
한편, 전지셀의 구조 변경 등으로 전지셀 적층체의 길이가 변경되었을 때, 길이가 다른 연결 플레이트(도시하지 않음)를 제 1 하우징(122) 및 제 2 하우징(124) 사이에 조립 체결함으로써, 새로운 하부 모듈 플레이트의 제작 과정이 불필요하며, 간단한 분리 조립 과정에 의해 길이가 변경된 전지셀 적층체의 장착이 가능한 구조로 이루어져 있다.Meanwhile, when a length of the battery cell stack body is changed due to a structural change of the battery cell or the like, a connection plate (not shown) having a different length is assembled and assembled between the
또한, 전지셀에서 발생하는 열을 연결 플레이트를 통해 방열을 수행시킬 수 있으므로 별도의 방열 부재 없이도 전지셀의 온도를 관리 할 수 있으며, 따라서 전지모듈의 제조 비용을 절감시킬 수 있는 구조로 이루어져 있다.
In addition, since the heat generated in the battery cells can be dissipated through the connection plate, the temperature of the battery cells can be managed without a separate heat dissipation member, thereby reducing the manufacturing cost of the battery module.
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (15)
상기 전지셀 적층체가 장착되고, 상기 전지셀 적층체의 일측, 상기 일측에 대향하는 타측, 및 하부를 고정하는 하부 모듈 케이스; 및
상기 하부 모듈 케이스와 결합되며 전지셀 적층체의 상면을 덮는 상부 모듈 케이스;
를 포함하고,
상기 상부 및 하부 모듈 케이스들 중 적어도 하나는, 상기 전지셀 적층체의 일측을 고정하는 제 1 하우징, 상기 일측에 대향하는 타측을 고정하는 제 2 하우징, 및 상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징 사이에 조립 체결 구조로 연결되면서 상기 전지셀 적층체의 일면을 고정하는 연결 플레이트를 포함하고 포함하고,
상기 연결 플레이트는 금속 소재로 이루어진 것이고, 상기 전지셀 적층체의 일면이 안착되도록 상기 전지셀 적층체의 일면 형상에 대응하여 절곡되어 있고,
상기 전지셀은 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀이며,
상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징은 상기 전지셀의 전극단자들이 위치하는 전지셀 적층체의 양측 측면에 각각 장착되고, 내측에 전지셀의 전극단자들과 접속되는 전기 접속부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery cell laminate in which a plurality of battery cells or unit modules connected in series and / or in parallel are stacked in a state of being laid in a lateral direction;
A lower module case on which the battery cell stack is mounted and which fixes one side of the battery cell stack body, the other side opposite to the one side, and the lower side; And
An upper module case coupled to the lower module case and covering an upper surface of the battery cell stack body;
Lt; / RTI >
At least one of the upper and lower module cases has a first housing for fixing one side of the battery cell stack body, a second housing for fixing the other side opposite to the one side, and a second housing for fixing the other side of the battery cell stack body between the first housing and the second housing And a connection plate for fixing one surface of the battery cell stack body while being connected by an assembly fastening structure,
Wherein the connection plate is made of a metal material and is bent to correspond to one surface shape of the battery cell stack body so that one surface of the battery cell stack body is seated,
Wherein the battery cell is a plate-shaped battery cell having electrode terminals formed at an upper end and a lower end, respectively,
And the first housing and the second housing include electrical connection members mounted on both side surfaces of the battery cell stack where the electrode terminals of the battery cell are located and connected to the electrode terminals of the battery cell on the inside .
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