KR102122930B1 - Battery module and battery pack having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지 모듈의 양측에 고정부가 형성되고 일측에 전극단자, 전압센싱단자 및 커넥터가 형성되어, 다수개의 전지 모듈을 적층하여 전지 팩의 구성이 용이하고 전극단자들의 직렬 또는 병렬연결이 용이하며 전압센싱라인 및 온도센싱라인의 연결이 용이한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.In the present invention, fixing portions are formed on both sides of a battery module, and an electrode terminal, a voltage sensing terminal, and a connector are formed on one side, so that a plurality of battery modules are stacked to easily configure a battery pack, and serial or parallel connection of electrode terminals is easy. The present invention relates to a battery module that is easy to connect a voltage sensing line and a temperature sensing line and a battery pack including the same.
Description
본 발명은 다수개의 전지 모듈을 적층하여 전지 팩의 구성을 용이하게 할 수 있는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery module and a battery pack including the same, which can easily configure the battery pack by stacking a plurality of battery modules.
일반적으로, 이차전지는 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드카와 같은 다양한 분야에 적용되며 활발한 연구가 진행중이다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지를 들 수 있다. 그리고 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.In general, secondary batteries, unlike primary batteries, can be charged and discharged, so they are applied to various fields such as digital cameras, cell phones, laptops, and hybrid cars, and active research is underway. Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. And among secondary batteries, many studies have been conducted on lithium secondary batteries having high energy density and discharge voltage, and they are commercially used and widely used.
또한, 리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있으며, 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다.In addition, the lithium secondary battery can be manufactured in various forms. Representative shapes include a cylindrical type and a prismatic type, which are mainly used in lithium ion batteries. It is manufactured in a pouch type, so its shape is relatively free.
이러한 파우치형 리튬 폴리머 전지(이하, "파우치형 셀"이라고 함)는 쉽게 휘어지거나 구부러질 수 있기 때문에 외측에 견고한 케이스를 결합하여 파우치형 셀의 낮은 강성을 보강하도록 형성되며, 고출력 대용량의 필요성으로 인해 다수개의 파우치형 셀을 적층시킨 전지 모듈 또는 전지 팩의 형태로 구성된다.These pouch-type lithium polymer batteries (hereinafter referred to as "pouch-type cells") can be easily bent or bent, so they are formed to reinforce the low rigidity of the pouch-shaped cells by combining a sturdy case on the outside. Therefore, it is configured in the form of a battery module or battery pack in which a plurality of pouch-shaped cells are stacked.
이때, 전지 모듈은 다수개의 전지셀들이 수용되고 전기적으로 연결되도록 구성되며, 이러한 다수개의 전지 모듈들이 적층되고 전기적으로 연결되어야 하며 각각의 전지셀들의 전압 및 온도 센싱을 위한 센싱라인들이 연결되어야 한다.At this time, the battery module is configured such that a plurality of battery cells are accommodated and electrically connected, and the plurality of battery modules are stacked and electrically connected, and sensing lines for voltage and temperature sensing of each battery cell are connected.
그런데 이와 같이 전지 모듈 및 전지 팩을 구성함에 있어서 다수개의 전지셀들 또는 전지 모듈의 결합 및 전기적인 연결이 이루어져야 하므로, 전지 모듈 및 전지 팩의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.However, in the configuration of the battery module and the battery pack, since a plurality of battery cells or battery modules must be combined and electrically connected, the configuration of the battery module and the battery pack is complicated.
이와 관련된 종래 기술로는 미국공개특허(20120183820)인 "POWER SWITCHING MODULE FOR BATTERY MODULE ASSEMBLY"가 개시되어 있다.
A related art is disclosed in US Patent Publication (20120183820) "POWER SWITCHING MODULE FOR BATTERY MODULE ASSEMBLY".
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 , 다수개의 전지 모듈을 적층하여 전지 팩의 구성이 용이하고 전극단자들의 직렬 또는 병렬연결 및 전압센싱라인과 온도센서의 연결이 용이 전지 모듈을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to easily construct a battery pack by stacking a plurality of battery modules, and connect the electrode terminals in series or in parallel, and a voltage sensing line and a temperature sensor. It is to provide a battery module for easy connection.
또한, 전지 모듈들의 단자들과 커넥터를 전압센싱라인으로 연결함에 있어서, 일부 전지 모듈들의 커넥터에 전압센싱라인과 연결되지 않는 핀을 이용하여 온도센서 연결라인으로 이용할 수 있도록 하여 전압센싱라인 및 온도센싱라인의 구성이 용이한 전지 팩을 제공하는 것이다.
In addition, when connecting the terminals and the connectors of the battery modules with a voltage sensing line, the voltage sensing line and the temperature sensing by using a pin not connected to the voltage sensing line to the connector of some battery modules to be used as a temperature sensor connection line It is to provide a battery pack with easy line configuration.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지 모듈은, 전지셀을 포함하며, 일측에 다수개의 단자가 형성되는 단위 모듈; 상기 단위 모듈의 양측에 형성되는 고정부; 및 상기 단위 모듈의 일측에 결합되는 커넥터; 를 포함한다.The battery module of the present invention for achieving the above object includes a battery cell, a unit module in which a plurality of terminals are formed on one side; Fixing parts formed on both sides of the unit module; And a connector coupled to one side of the unit module. It includes.
또한, 상기 단위 모듈은, 일측에 전극탭들이 형성되며, 서로 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀; 양측이 개방되게 형성되어 상기 전지셀들이 내부에 수용되는 케이스; 상기 케이스의 개방된 일측에 결합되되, 상기 전극탭들이 위치하는 반대측에 결합되는 하부캡; 일측에 다수개의 단자가 형성되며, 상기 두 개의 전지셀의 마주보는 전극탭 사이에 삽입되어 상기 단자들이 전극탭들과 연결되는 연결 몰드; 및 상기 하부캡이 결합되는 케이스의 개방된 타측에 결합되며, 상기 연결 몰드의 단자들이 외부로 노출되도록 절개부가 형성되는 상부캡; 을 포함한다.In addition, the unit module, electrode tabs are formed on one side, two battery cells are stacked next to each other; A case in which both sides are formed to be open and the battery cells are accommodated therein; A lower cap coupled to an open side of the case and coupled to an opposite side where the electrode tabs are located; A connection mold in which a plurality of terminals are formed on one side and are inserted between opposite electrode tabs of the two battery cells to connect the terminals to the electrode tabs; And an upper cap coupled to the other open side of the case where the lower cap is coupled, and an incision formed to expose terminals of the connection mold to the outside. It includes.
또한, 상기 하부캡 및 상부캡에 각각 고정부가 형성되고, 상기 상부캡의 일측에 커넥터가 결합된다.In addition, fixing portions are formed on the lower cap and the upper cap, respectively, and a connector is coupled to one side of the upper cap.
또한, 상기 두 개의 전지셀은 양극탭과 음극탭이 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극단자, 음극단자 및 전압센싱단자를 포함하며, 상기 양극단자는 제1전지셀의 양극탭에 연결되고, 상기 음극단자는 제2전지셀의 음극탭에 연결되며, 상기 전압센싱단자는 상기 제1전지셀의 음극탭 및 제2전지셀의 양극탭에 연결된다.In addition, the two battery cells are stacked so that the positive electrode tab and the negative electrode tab face each other, the terminal includes a positive electrode terminal, a negative electrode terminal and a voltage sensing terminal, and the positive electrode terminal is connected to the positive electrode tab of the first battery cell, The negative terminal is connected to the negative tab of the second battery cell, and the voltage sensing terminal is connected to the negative tab of the first battery cell and the positive tab of the second battery cell.
그리고 본 발명의 전지 팩은, 나란히 다수개가 적층되는 전지 모듈; 상기 전지 모듈들의 고정부가 결합되는 베이스 프레임; 및 상기 전지 모듈들의 최외곽에 밀착되어 상기 베이스 프레임에 결합되는 한 쌍의 사이드 플레이트; 를 포함한다.And the battery pack of the present invention, the battery module is a plurality of stacked side by side; A base frame to which the fixing portions of the battery modules are coupled; And a pair of side plates in close contact with the outermost portions of the battery modules and coupled to the base frame. It includes.
또한, 상기 전지 모듈들은 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 단자들과 상기 커넥터를 연결하는 전압센싱라인을 더 포함한다.In addition, the battery modules are connected in series or in parallel, further comprising a voltage sensing line connecting the terminals and the connector.
또한, 상기 전지 모듈들의 양극단자 및 음극단자는 고정부측에 형성되고, 상기 전압센싱단자 및 커넥터는 고정부의 반대측에 형성된다.In addition, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery modules are formed on the fixed portion side, and the voltage sensing terminal and the connector are formed on the opposite side of the fixed portion.
또한, 상기 전지 모듈들은 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 단자들과 상기 커넥터를 연결하는 전압센싱라인을 더 포함한다.In addition, the battery modules are connected in series or in parallel, further comprising a voltage sensing line connecting the terminals and the connector.
또한, 상기 전지 모듈들 중 최외곽에 배치되는 전지 모듈 및 일측의 최외곽 전지 모듈을 기준으로 홀수번째에 배치되는 전지 모듈은, 양극단자, 음극단자 및 전압센싱단자가 커넥터에 전압센싱라인으로 각각 연결되며, 짝수번째에 배치되는 전지 모듈은 전압센싱단자가 커넥터에 전압센싱라인으로 연결된다.In addition, among the battery modules, the battery module disposed at the outermost and the battery module disposed at the odd-numbered number based on the outermost battery module on one side, the positive terminal, the negative terminal, and the voltage sensing terminal are respectively connected to the connector as a voltage sensing line. The battery modules arranged in even-numbered cells are connected to a voltage sensing terminal by a voltage sensing line.
또한, 상기 커넥터는 3핀 또는 그 이상으로 형성되고, 상기 전지 모듈에는 온도센서가 설치되어, 상기 짝수번째에 배치되는 전지 모듈의 연결되지 않는 커넥터 핀은 온도센서와 연결된다.
또한, 내부에 복수의 전지셀이 수용되며, 일측에 다수개의 단자가 형성되는 단위 모듈; 상기 단위 모듈의 양측에 형성되는 고정부; 및 상기 단위 모듈의 일측에 결합되는 커넥터; 를 포함하는 전지 모듈에 있어서, 상기 단위 모듈은, 서로 나란하게 적층되되 양극탭과 음극탭이 모두 일측을 향하도록 배치되는 복수개의 전지셀; 양측이 개방되게 형성되며 상기 전지셀들이 내부에 수용되는 케이스; 상기 케이스의 개방된 일측에 결합되되, 상기 양극탭과 음극탭의 반대측에 결합되는 하부캡; 다수개의 단자가 형성되며, 상기 복수개의 전지셀의 양극탭과 음극탭이 삽입되어 상기 단자들에 연결되는 연결 몰드; 및 상기 하부캡의 반대편의 케이스의 개방된 타측에 결합되며, 상기 연결 몰드의 단자들이 외부로 노출되도록 절개부가 형성되는 상부캡; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부에 복수의 전지셀이 수용되며, 일측에 다수개의 단자가 형성되는 단위 모듈; 상기 단위 모듈의 양측에 형성되는 고정부; 및 상기 단위 모듈의 일측에 결합되는 커넥터; 를 포함하는 전지 모듈에 있어서, 상기 단위 모듈은, 서로 나란하게 적층되되 양극탭과 음극탭이 모두 일측을 향하도록 배치되며, 적층되며 서로 마주보게 되는 양극탭과 음극탭이 서로 이격 배치되는 복수개의 전지셀; 양측이 개방되게 형성되며 상기 전지셀들이 내부에 수용되는 케이스; 상기 케이스의 개방된 일측에 결합되되, 상기 양극탭과 음극탭의 반대측에 결합되는 하부캡; 다수개의 단자가 형성되며, 서로 이격 배치된 양극탭과 음극탭 사이에 삽입 시 상기 양극탭과 음극탭이 대응되는 단자에 연결되는 연결 몰드; 및 상기 하부캡의 반대편 케이스의 개방된 타측에 결합되며, 상기 연결 몰드의 단자들이 외부로 노출되도록 절개부가 형성되는 상부캡; 을 포함하고, 상기 단자는 양극단자, 음극단자 및 전압센싱단자를 포함하며, 상기 양극단자와 상기 음극단자는 각각 상기 연결 몰드의 상면에서 일측면과 타측면으로 절곡 형성되고, 상기 전압센싱단자는 상기 연결몰드의 상면에서 일측면 및 타측면으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the connector is formed of three or more pins, the battery module is provided with a temperature sensor, the connector pin of the battery module disposed in the even number is connected to the temperature sensor.
In addition, a plurality of battery cells are accommodated therein, a unit module in which a plurality of terminals are formed on one side; Fixing parts formed on both sides of the unit module; And a connector coupled to one side of the unit module. In the battery module comprising a, the unit module, a plurality of battery cells are stacked side by side with each other, the positive electrode tab and the negative electrode tab are disposed to face one side; A case in which both sides are formed to be open and the battery cells are accommodated therein; A lower cap coupled to an open side of the case and coupled to opposite sides of the positive and negative tabs; A plurality of terminals are formed, and a positive electrode tab and a negative electrode tab of the plurality of battery cells are inserted and connected to the terminals; And an upper cap coupled to the other open side of the case on the opposite side of the lower cap, wherein an incision is formed so that terminals of the connection mold are exposed to the outside. It characterized in that it comprises a.
In addition, a plurality of battery cells are accommodated therein, a unit module in which a plurality of terminals are formed on one side; Fixing parts formed on both sides of the unit module; And a connector coupled to one side of the unit module. In the battery module comprising a, the unit module is stacked side by side with each other, the positive electrode tab and the negative electrode tab are both disposed to face one side, the plurality of positive electrode tabs and the negative electrode tabs facing each other are disposed spaced apart from each other. Battery cells; A case in which both sides are formed to be open and the battery cells are accommodated therein; A lower cap coupled to an open side of the case and coupled to opposite sides of the positive and negative tabs; A plurality of terminals are formed, and when the anode tab and the cathode tab are spaced apart from each other, a connection mold is connected to the anode tab and the cathode tab to a corresponding terminal; And the upper cap is coupled to the other side of the open case of the opposite side of the lower cap, the incision is formed so that the terminals of the connection mold is exposed to the outside; Including, the terminal includes an anode terminal, a cathode terminal and a voltage sensing terminal, the anode terminal and the cathode terminal are formed to be bent in one side and the other side from the upper surface of the connection mold, respectively, the voltage sensing terminal It is characterized in that it is bent from one side and the other side from the upper surface of the connection mold.
본 발명의 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은, 다수개의 전지 모듈을 적층하여 전지 팩의 구성이 용이하고 전극단자들의 직렬 또는 병렬연결 및 전압센싱라인과 온도센서의 연결이 용이한 장점이 있다.The battery module of the present invention and the battery pack including the same have the advantages of stacking a plurality of battery modules to facilitate the construction of the battery pack and to easily connect the terminal terminals in series or parallel and to connect the voltage sensing line and the temperature sensor.
또한, 단자들과 커넥터를 전압센싱라인으로 연결함에 있어서, 일부 전지 모듈들의 커넥터에 전압센싱라인과 연결되지 않는 핀을 이용하여 온도센서 연결라인으로 이용할 수 있어 전압센싱라인 및 온도센싱라인의 구성이 용이한 장점이 있다.
In addition, in connecting the terminals and the connector with a voltage sensing line, the connector of some battery modules can be used as a temperature sensor connection line using a pin that is not connected to the voltage sensing line, so that the configuration of the voltage sensing line and the temperature sensing line There is an easy advantage.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀을 나타낸 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 4 및 도 5는 도 3의 AA', BB', CC', DD'방향 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩에서 전압센싱라인 및 온도센싱라인이 연결되는 구성을 나타낸 개략도. 1 is a perspective view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 is an exploded perspective view and an assembly perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are AA', BB', CC', and DD' cross-sectional views of FIG. 3.
6 and 7 is an exploded perspective view and an assembled perspective view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
8 to 11 are schematic diagrams showing a configuration in which a voltage sensing line and a temperature sensing line are connected in a battery pack according to an embodiment of the present invention.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a battery module of the present invention as described above and a battery pack including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀을 나타낸 사시도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이다.1 is a perspective view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 is an exploded perspective view and an assembly perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 전지 모듈(1000)은, 전지셀(100)을 포함하며, 일측에 다수개의 단자(510)가 형성되는 단위 모듈(200); 상기 단위 모듈(200)의 양측에 형성되는 고정부(410,620); 및 상기 단위 모듈(200)의 일측에 결합되는 커넥터(700); 를 포함한다.As illustrated, the
우선, 단위 모듈(200)은 전기가 충전 및 방전되는 전지셀(100)을 포함하며, 일측에 다수개의 단자(510)가 형성된다. 그리고 단위 모듈(200)의 양측에는 고정부(410,620)가 형성되며, 고정부(410,620)는 관통공이 형성된 브라켓이 양측으로 돌출 형성되어 보강리브에 의해 브라켓이 지지되도록 형성될 수 있다. 또한, 커넥터(700)가 단위 모듈(200)의 일측에 형성되어, 단위 모듈(200)의 일측에 단자(510)들과 커넥터(700)가 함께 형성된다.First, the unit module 200 includes a
그리하여 본 발명의 전지 모듈은 고정부가 형성되므로 다수개의 전지 모듈을 적층하여 고정하기 용이하며, 전지 모듈의 일측에 단자와 커넥터가 형성되므로 전지 모듈들을 직렬 또는 병렬연결하기 용이하고 각각의 전지셀의 전압측정을 위한 전압센싱라인의 연결을 용이하게 할 수 있다.Thus, the battery module of the present invention is easy to fix by stacking a plurality of battery modules because the fixing portion is formed, and since terminals and connectors are formed on one side of the battery module, it is easy to connect the battery modules in series or in parallel and the voltage of each battery cell. The connection of the voltage sensing line for measurement can be facilitated.
그리고 상기 단위 모듈(200)은, 일측에 전극탭(120)들이 형성되며, 서로 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀(100); 양측이 개방되게 형성되어 상기 전지셀(100)들이 내부에 수용되는 케이스(300); 상기 케이스(300)의 개방된 일측에 결합되되, 상기 전극탭(120)들이 위치하는 반대측에 결합되는 하부캡(400); 일측에 다수개의 단자(510)가 형성되며, 상기 두 개의 전지셀(100)의 마주보는 전극탭(120) 사이에 삽입되어 상기 단자(510)들이 전극탭(120)들과 연결되는 연결 몰드(500); 및 상기 하부캡(400)이 결합되는 케이스(300)의 개방된 타측에 결합되며, 상기 연결 몰드(500)의 단자(510)들이 외부로 노출되도록 절개부(610)가 형성되는 상부캡(600); 을 포함한다.And the unit module 200,
이는 단위 모듈(200)이 케이스(300) 내부에 두 개의 전지셀(100)이 적층된 상태로 수용되고, 두 개의 전지셀(100)들이 단자(510)가 형성된 연결몰드(500)에 의해 직렬 또는 병렬로 연결되며, 하부캡(400)과 상부캡(600)이 개방된 케이스(300)의 양측에 결합되도록 구성되는 것이다.This is the unit module 200 is accommodated in a state in which two
이때, 전지셀(100)은 도 1과 같이 전극체(110)의 일측에 전극탭(120)이 형성되고, 전극체(110)는 양극, 음극, 전해질 및 양극과 음극을 분리하는 격리판으로 구성되어 전기가 충전 및 방전되는 부분이며, 전극탭(120)은 전극체(110)에서 방전시 발생되거나 외부로부터 충전시 유입되는 전류를 전달하는 부분이다. 그리고 전지셀(100)은 파우치(130)로 둘러싸여 밀봉된 파우치형 셀이거나 파우치형 셀의 외측에 외장부재가 결합된 형태일 수 있으며, 파우치(130)에 의해 밀봉된 전극체(110)가 파우치(130)를 중심으로 일측면으로만 돌출된 형태이거나, 양측면으로 돌출된 형태일 수 있다.At this time, the
또한, 도 2와 같이 두 개의 전지셀(100)은 전극탭(120)이 마주보도록 서로 나란하게 적층되며, 전극체(110)가 파우치(130)의 일측면으로 돌출된 형태일 경우, 전극체(110)가 돌출된 측이 서로 맞닿도록 적층되어 두 개의 전지셀(100)의 파우치(130)가 폭 방향 바깥쪽에 위치하도록 적층될 수 있다. 즉, 두 개의 전지셀(100)의 전극탭(120)들이 서로 접촉되지 않고 일정거리 이격되도록 전지셀(100)들이 적층된다.In addition, as shown in Figure 2, the two
도 3을 참조하면, 케이스(300)는 양측이 개방되게 형성되어 적층된 상태의 두 개의 전지셀(100)이 케이스(300)내부로 삽입되어 수용된다. 케이스(300)는 0.1mm 내지 1.0mm 두께의 얇은 금속판으로 형성될 수 있으며, 폭 방향 양면의 중앙부가 케이스(300)의 내측으로 함몰된 형태이거나 내측으로 함몰된 다수개의 그루브(홈)가 형성되어 케이스(300) 내에 수용된 두 개의 전지셀(100)을 밀착시킬 수 있다.Referring to FIG. 3, the
하부캡(400)은 내부가 중공되어 상측이 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 두 개의 전지셀(100)이 케이스(300)의 내부에 삽입된 상태에서, 전지셀(100)들의 전극탭(120)들이 위치하는 반대측에 케이스(300)의 개방된 부분에 결합된다. 즉, 하부캡(400)은 캡 타입으로 형성되어 케이스(300)의 개방된 하측이 하부캡(400)의 중공된 내측으로 삽입되도록 결합되어, 케이스(300)의 하측이 밀폐된다.The
여기에 두 개의 전지셀(100)의 마주보는 전극탭(120) 사이에 다수개의 단자(510)가 형성된 연결 몰드(500)가 삽입되며, 삽입된 상태에서 단자(510)들은 전극탭(120)들과 용접에 의해 전기적으로 연결된다. 즉, 연결 몰드(500)는 두 개의 전지셀(100)의 마주보는 전극탭(120)들 사이에 삽입되어 내측을 지지하므로, 전극탭(120)을 측면에서 연결 몰드(500)의 폭 방향으로 누른 후 단자(510)들과 용접하기 용이하게 하며, 전극탭(120)에 연결되는 단자(510)들을 고정하는 역할을 한다. 그리고 연결 몰드(500)가 삽입되기 전에 두 개의 전지셀(100)의 사이에는 핫멜트 또는 접착제 등을 도포한 후 연결 몰드(500)를 삽입하여 고정되도록 할 수 있다.Here, a
그리고 상부캡(600)은 연결 몰드(500)가 삽입되어 결합된 후 그 상측에 결합되며, 내부가 중공되어 하측이 개방되도록 형성되어 케이스(300)의 외측으로 삽입되어 결합될 수 있다. 이때, 연결 몰드(500)의 단자(510)들이 외부로 노출되도록 절개부(610)가 형성되어 상부캡(600)이 결합된 후 단자(510)들이 외부 회로와 연결될 수 있도록 구성된다.In addition, the
그리하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 전지셀들이 케이스 내부에 견고하게 고정되어 안전성이 향상되고, 컴팩트한 케이스 내에 전지셀들이 고정되므로 공간 활용도를 높일 수 있으며, 전지셀의 전극탭들을 전기적으로 연결하기 용이한 구조로 형성되어 모듈형태로 조립이 용이하다.Thus, in the battery module according to an embodiment of the present invention, since the battery cells are firmly fixed inside the case, safety is improved, and since the battery cells are fixed in a compact case, space utilization can be improved, and electrode tabs of the battery cells are provided. It is formed in a structure that is easy to connect electrically, so it is easy to assemble in a module form.
이때, 상기 하부캡(400) 및 상부캡(600)에 각각 고정부(410,620)가 형성되고, 상기 상부캡(600)의 일측에 커넥터(700)가 결합될 수 있다. 즉, 전지 모듈(1000)의 양측인 하부캡(400)과 상부캡(600)에 각각 고정부(410,620)가 형성되도록 구성되어, 사출성형을 통해 하부캡(400) 및 상부캡(600)에 고정부(410,620)가 일체형으로 형성되도록 할 수 있다. 그리고 상부캡(600)에는 커넥터(700)가 결합될 수 있도록 결합부를 형성하여 커넥터(700)의 결합이 용이하도록 할 수 있다.At this time, fixing
여기에서 상기 두 개의 전지셀(100)은 양극탭(120a)과 음극탭(120b)이 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자(510)는 양극단자(511), 음극단자(512) 및 전압센싱단자(513)를 포함하며, 상기 양극단자(511)는 제1전지셀(100a)의 양극탭(120a)에 연결되고, 상기 음극단자(512)는 제2전지셀(100b)의 음극탭(120b)에 연결되며, 상기 전압센싱단자(513)는 상기 제1전지셀(100a)의 음극탭(120b) 및 제2전지셀(100b)의 양극탭(120a)에 연결될 수 있다.Here, the two
이는 도 1 및 도 2와 같이 두 개의 전지셀(100)을 직렬로 연결하기 위해 전지셀(100)들의 극성이 다른 전극탭(120)이 서로 마주보도록 적층되어, 도 4(a)와 같이 제1전지셀(100a)의 양극탭(120a)과 제2전지셀(100b)의 음극탭(120b)이 전압센싱단자(513)에 의해 연결되도록 결합되며, 도 5와 같이 나머지 제1전지셀(100a)의 음극탭(120b)은 음극단자(512)에 연결되고 제2전지셀(100b)의 양극탭(120a)은 양극단자(511)에 연결되도록 결합되는 것이다. 여기에서 두 개의 전지셀(100)은 서로 다른 극성의 전극탭(120)이 마주보도록 적층되므로, 양극단자(511)와 음극단자(512)는 연결 몰드(500)의 길이 방향 일측에 형성되고, 전압센싱단자(513)는 길이 방향 타측에 형성되는 것이 바람직하다.This is stacked so that the
그리하여 두 개의 전지셀(100)이 직렬로 연결되어 양극단자(511)와 음극단자(512)가 외부 회로와 연결되는 출력 단자가 되고, 전압센싱단자(513)는 양극단자(511) 및 음극단자(512)와 별도의 보호회로를 통해 각각 연결되어 각 전지셀(100a,100b)의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.Thus, the two
이때, 도 4 및 도 5와 같이 양극단자(511)는 상기 연결 몰드(500)의 상면에서 일측면으로 절곡 형성되고, 음극단자(512)는 연결 몰드(500)의 상면에서 타측면으로 절곡 형성되며, 전압센싱단자(513)는 연결 몰드(500)의 상면에서 양측면으로 절곡 형성될 수 있다. 이는 두 개의 전지셀(100)이 직렬로 연결될 때 단자(510)들이 전극탭(120)들과 용접으로 결합되기 용이하도록 한 구성으로, 단자(510)와 전극탭(120)이 겹쳐진 상태에서 용접에 의해 결합될 수 있도록 연결 몰드(500)의 상면에 형성되는 단자(510)들을 절곡된 형태로 형성하여, 연결 몰드(500)의 폭 방향 측면으로 단자가 연장 형성되도록 하는 것이다. 즉, 음극단자(512)는 제1전지셀(100a)의 음극탭(120b)쪽으로 ㄱ자 형태로 절곡 형성되고, 양극단자(511)는 제2전지셀(100b)의 양극탭(120a)쪽으로 ㄱ자 형태로 절곡 형성되며, 전압센싱단자(513)는 제1전지셀(100a)의 양극탭(120a)과 제2전지셀(100b)의 음극탭(120b)쪽으로 ㄷ자 형태로 절곡 형성된다.At this time, as shown in Figures 4 and 5, the
그리고 이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전지 모듈(1000)을 포함하는 전지 팩(2000)은, 나란히 다수개가 적층되는 전지 모듈(1000); 상기 전지 모듈(1000)들의 고정부(410,620)가 결합되는 베이스 프레임(1100); 및 상기 전지 모듈(1000)들의 최외곽에 밀착되어 상기 베이스 프레임(1100)에 결합되는 한 쌍의 사이드 플레이트(1200); 를 포함한다.In addition, the
이는 도 6 및 도 7과 같이 양측에 고정부(410,620)가 형성되는 다수개의 전지 모듈(1000)이 베이스 프레임(1100)에 고정 및 나란히 적층되어, 최외곽에 배치되는 전지 모듈(1000)들의 외측에서 사이드 플레이트(1200)가 밀착된 상태로 베이스 프레임(1100)에 결합되어 전지 팩(2000)이 형성되는 것이다.6 and 7, the plurality of
그리하여 본 발명의 전지 팩은, 다수개의 전지 모듈을 적층하여 전지 팩의 구성이 용이하고, 전지 팩의 일측에 전지 모듈들의 단자들과 커넥터가 배치되므로 전극단자들의 직렬 또는 병렬연결 및 각각의 전지셀의 전압측정을 위한 전압센싱라인의 구성이 용이한 장점이 있다.Thus, the battery pack of the present invention is easy to configure a battery pack by stacking a plurality of battery modules, and the terminals and connectors of the battery modules are arranged on one side of the battery pack, so that the electrode terminals are connected in series or in parallel and each battery cell. There is an advantage in that the configuration of the voltage sensing line for measuring the voltage of the easy.
그리고 상기 전지 모듈(1000)들은 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 단자(510)들과 상기 커넥터(700)를 연결하는 전압센싱라인(1300)을 더 포함한다. 즉, 다수개의 전지 모듈(1000)이 적층 및 고정되고, 양극단자(511) 및 음극단자(512)들에 버스바(800)가 결합되어 전지 모듈(1000)들이 직렬 또는 병렬로 연결되며, 각각의 전지 모듈(1000)들은 단자(510)들과 커넥터(700)가 전압센싱라인(1300)으로 연결되어 각각의 전지셀(100)들의 전압을 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the
또한, 내부에 포함되는 두 개의 전지셀(100)이 직렬로 연결되는 전지 모듈(1000)들이 적층되어 구성되는 전지 팩(2000)에서, 상기 전지 모듈(1000)들의 양극단자(511) 및 음극단자(512)는 고정부(620)측에 형성되고, 상기 전압센싱단자(513) 및 커넥터(700)는 고정부(620)의 반대측에 형성될 수 있다.In addition, in the
이는 도 7과 같이 전지 모듈(1000)의 양극단자(511)와 음극단자(512)가 형성된 하측에 고정부(620)가 형성되도록 하여 고정부(620)를 베이스 프레임(1100)에 결합하기 용이하도록 하고, 다수개의 전지 모듈(1000)의 양극단자(511)와 음극단자(512)들을 버스바(800)로 연결하여 직렬 또는 병렬연결이 용이하도록 하는 것이다. 또한, 전압센싱단자(513) 및 커넥터(700)를 그 반대측에 형성하여 전압센싱단자(513)와 커넥터(700)의 연결을 용이하게 할 수 있다.This allows the fixing
또한, 상기 전지 모듈(1000)들은 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 단자(510)들과 상기 커넥터(700)를 연결하는 전압센싱라인(1300)을 더 포함할 수 있다. 즉, 도 8 및 도 9와 같이 전지 모듈(1000)들의 양극단자(511) 및 음극단자(512)들을 버스바(800)를 이용하여 직렬로 연결하여 전압센싱라인(1300)을 연결하여 각각의 전지셀(100)들의 전압을 측정할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 도 10과 같이 다수개의 전지 모듈(1000)들이 병렬로 연결되도록 구성될 수도 있다.In addition, the
여기에서 상기 전지 모듈(1000)들 중 최외곽에 배치되는 전지 모듈(1000) 및 일측의 최외곽 전지 모듈(1000)을 기준으로 홀수번째에 배치되는 전지 모듈(1000)은, 양극단자(511), 음극단자(512) 및 전압센싱단자(513)가 커넥터(700)에 전압센싱라인(1300)으로 각각 연결되며, 짝수번째에 배치되는 전지 모듈(1000)은 전압센싱단자(513)가 커넥터(700)에 전압센싱라인(1300)으로 연결될 수 있다.Here, the
이는 전지 모듈(1000)들 전체를 양극단자(511), 음극단자(512) 및 전압센싱단자(513)가 커넥터(700)에 전압센싱라인(1300)으로 각각 연결되도록 구성할 수도 있으나, 도 8과 같이 일측의 최외곽 전지 모듈(1000)을 기준으로 짝수번째에 배치되는 전지 모듈(1000)들은 전압센싱단자(513)만 커넥터(700)에 연결되도록 하여, 전지 모듈(1000)들 마다 동일한 커넥터(700)를 사용할 수 있으며, 짝수번째 전지 모듈(1000)들에 커넥터 핀(710)의 여유가 생기도록 하는 것이다.This may be configured such that all of the
그리하여 커넥터(700)의 연결되지 않고 남아있는 커넥터 핀(710)을 온도센서 또는 다양한 센서들을 연결할 수 있는 용도로 사용할 수 있다.Thus, the
이때, 최외곽 전지 모듈(1000)들 및 홀수번째 전지 모듈(1000)들은 각각 양극단자(511)와 전압센싱단자(513), 음극단자(512)와 전압센싱단자(513)가 연결된 컨넥터 핀(710)을 연결하여 두 개의 전지셀(100)의 전압을 각각 측정할 수 있으며, 짝수번째 전지 모듈(1000)들은 그 좌우에 배치되는 전지 모듈(1000)들에서 측정되는 각각의 전지셀(100)들의 전압값을 이용하여 전압을 측정할 수 있다.In this case, the
즉, 짝수번째 전지 모듈(1000)의 전압센싱단자(513)와 연결된 커넥터 핀(710)과 그 좌측 전지 모듈(1000)의 양극단자(511)가 연결되는 커넥터 핀(710)을 연결하여 전압을 측정하면, 좌측 전지 모듈(1000)의 두 개의 전지셀(100)의 전압은 측정할 수 있으므로 이를 이용하여 짝수번째 전지 모듈(1000)의 하나의 전지셀(100)의 전압값을 계산할 수 있다. 마찬가지로 짝수번째 전지 모듈(1000)의 전압센싱단자(513)와 연결된 커넥터 핀(710)과 그 우측 전지 모듈(1000)의 음극단자(511)가 연결되는 커넥터 핀(710)을 연결하여 전압을 측정하면, 위와 같이 다른 하나의 전지셀(100)도 전압값을 계산할 수 있다.That is, the
또한, 상기 커넥터(700)는 3핀 또는 그 이상으로 형성되고, 상기 전지 모듈(1000)에는 온도센서(1400)가 설치되어, 상기 짝수번째에 배치되는 전지 모듈(1000)의 연결되지 않는 커넥터 핀(710)은 온도센서(1400)와 연결될 수 있다.In addition, the
즉, 커넥터(700)가 3핀으로 형성되면, 전지 모듈(1000)에 온도센서(1400)가 설치되어 짝수번째 전지 모듈(1000)의 커넥터(700)에 연결되지 않은 두 개의 커넥터 핀(710)을 온도센서(1400)에 연결되도록 온도센싱라인(1500)으로 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 커넥터 핀(710)이 3핀 이상으로 형성되는 경우, 일례로 5핀으로 형성되는 경우 3핀은 각각 전압센싱라인(1300)과 연결되도록 하고 나머지 2핀은 온도센싱라인에 연결되도록 할 수 있다. 이때, 커넥터(700)를 3핀으로 형성하면 커넥터(700)의 크기를 작게 할 수 있어 배터리 팩의 부피를 줄일 수 있으며, 남는 커넥터 핀의 개수를 줄일 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다.That is, when the
그리하여 온도센서(1400)를 연결할 수 있는 별도의 커넥터(700) 또는 커넥터 핀(710)을 형성하지 않아도 되므로, 커넥터(700)의 구성을 간단하게 할 수 있는 장점이 있다.Thus, since it is not necessary to form a
여기에서 도 11(a)와 같이 전지 모듈(1000)들의 개수를 홀수로 구성하여, 짝수번째 전지 모듈(1000)에 전압센싱라인(1300) 연결용으로 하나의 커넥터 핀(710)만을 사용하고, 나머지 두 개의 커넥터 핀(710)은 온도센싱라인(1500) 연결용으로 사용하여 짝수번째 전지 모듈(1000)들에 온도센서(1400)를 설치할 수 있다. 또한, 도 11(b)와 같이 3개의 전지 모듈(1000)을 하나의 단위로 하여 중간에 배치되는 전지 모듈(1000)들에 온도센서(1400)를 설치하도록 할 수 있다.Here, as shown in FIG. 11(a), the number of the
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, the scope of application is diverse, and anyone who has ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.
1000 : 전지 모듈
100 : 전지셀
100a : 제1전지셀 100b : 제2전지셀
110 : 전극체 120 : 전극탭
120a : 양극탭 120b : 음극탭
130 : 파우치
200 : 단위 모듈
300 : 케이스
400 : 하부캡 410 : 고정부
500 : 연결 몰드
510 : 단자 511 : 양극단자
512 : 음극단자 513 : 전압센싱단자
600 : 상부캡
610 : 절개부 620 : 고정부
700 : 커넥터 710 : 커넥터 핀
800 : 버스바
2000 : 전지 팩
1100 : 베이스 프레임 1200 : 사이드 플레이트
1300 : 전압센싱라인 1400 : 온도센서
1500 : 온도센싱라인1000: battery module
100: battery cell
100a:
110: electrode body 120: electrode tab
120a:
130: pouch
200: unit module
300: case
400: lower cap 410: fixing part
500: connection mold
510: terminal 511: positive terminal
512: negative terminal 513: voltage sensing terminal
600: upper cap
610: incision 620: fixing
700: connector 710: connector pin
800: bus bar
2000: battery pack
1100: base frame 1200: side plate
1300: Voltage sensing line 1400: Temperature sensor
1500: Temperature sensing line
Claims (11)
상기 단위 모듈의 양측에 형성되는 고정부; 및
상기 단위 모듈의 일측에 결합되는 커넥터; 를 포함하는 전지 모듈에 있어서,
상기 단위 모듈은,
서로 나란하게 적층되되 양극탭과 음극탭이 모두 일측을 향하도록 배치되며, 적층되며 서로 마주보게 되는 양극탭과 음극탭이 서로 이격 배치되는 복수개의 전지셀;
양측이 개방되게 형성되며 상기 전지셀들이 내부에 수용되는 케이스;
상기 케이스의 개방된 일측에 결합되되, 상기 양극탭과 음극탭의 반대측에 결합되는 하부캡;
다수개의 단자가 형성되며, 서로 이격 배치된 양극탭과 음극탭 사이에 삽입 시 상기 양극탭과 음극탭이 대응되는 단자에 연결되는 연결 몰드; 및
상기 하부캡의 반대편 케이스의 개방된 타측에 결합되며, 상기 연결 몰드의 단자들이 외부로 노출되도록 절개부가 형성되는 상부캡; 을 포함하고,
상기 단자는 양극단자, 음극단자 및 전압센싱단자를 포함하며,
상기 양극단자와 상기 음극단자는 각각 상기 연결 몰드의 상면에서 일측면과 타측면으로 절곡 형성되고, 상기 전압센싱단자는 상기 연결몰드의 상면에서 일측면 및 타측면으로 절곡 형성되는, 전지 모듈.
A unit module in which a plurality of battery cells are accommodated and a plurality of terminals are formed on one side;
Fixing parts formed on both sides of the unit module; And
A connector coupled to one side of the unit module; In the battery module comprising a,
The unit module,
A plurality of battery cells, which are stacked side by side, but are arranged such that both the positive electrode tab and the negative electrode tab face one side, and the positive electrode tab and the negative electrode tab facing each other are stacked and spaced apart from each other;
A case in which both sides are formed to be open and the battery cells are accommodated therein;
A lower cap coupled to an open side of the case and coupled to opposite sides of the positive and negative tabs;
A plurality of terminals are formed, and when inserted between the positive and negative tabs spaced apart from each other, the positive and negative tabs are connected to a corresponding terminal; And
The upper cap is coupled to the other side of the open case on the opposite side of the lower cap, the incision is formed so that the terminals of the connection mold are exposed to the outside; Including,
The terminal includes an anode terminal, a cathode terminal and a voltage sensing terminal,
The positive electrode terminal and the negative electrode terminal are formed to be bent to one side and the other side from the top surface of the connection mold, respectively, and the voltage sensing terminal is formed to be bent to one side and the other side from the top surface of the connection mold.
상기 하부캡 및 상부캡에 각각 고정부가 형성되고, 상기 상부캡의 일측에 커넥터가 결합되는 전지 모듈.
According to claim 2,
A battery module in which fixing portions are formed on the lower cap and the upper cap, and a connector is coupled to one side of the upper cap.
상기 양극단자는 제1전지셀의 양극탭에 연결되고, 상기 음극단자는 제2전지셀의 음극탭에 연결되며, 상기 전압센싱단자는 상기 제1전지셀의 음극탭 및 제2전지셀의 양극탭에 연결되는 전지 모듈.
According to claim 2,
The positive terminal is connected to the positive tab of the first battery cell, the negative terminal is connected to the negative tab of the second battery cell, and the voltage sensing terminal is the negative tab of the first battery cell and the positive tab of the second battery cell. Battery module connected to.
상기 전지 모듈들의 고정부가 결합되는 베이스 프레임; 및
상기 전지 모듈들의 최외곽에 밀착되어 상기 베이스 프레임에 결합되는 한 쌍의 사이드 플레이트; 를 포함하는 전지 팩.
The battery module according to any one of claims 2 to 4, wherein a plurality of cells are stacked side by side;
A base frame to which the fixing portions of the battery modules are coupled; And
A pair of side plates in close contact with the outermost portions of the battery modules and coupled to the base frame; Battery pack comprising a.
상기 전지 모듈들은 직렬 또는 병렬로 연결되며, 상기 단자들과 상기 커넥터를 연결하는 전압센싱라인을 더 포함하는 전지 팩.
The method of claim 5,
The battery modules are connected in series or in parallel, the battery pack further comprises a voltage sensing line connecting the terminals and the connector.
상기 전지 모듈들의 양극단자 및 음극단자는 고정부측에 형성되고, 상기 전압센싱단자 및 커넥터는 고정부의 반대측에 형성되는 전지 팩.
The method of claim 5,
The positive and negative terminals of the battery modules are formed on a fixed portion side, and the voltage sensing terminal and connector are formed on opposite sides of a fixed portion.
상기 전지 모듈들 중 최외곽에 배치되는 전지 모듈 및 일측의 최외곽 전지 모듈을 기준으로 홀수번째에 배치되는 전지 모듈은, 양극단자, 음극단자 및 전압센싱단자가 커넥터에 전압센싱라인으로 각각 연결되며, 짝수번째에 배치되는 전지 모듈은 전압센싱단자가 커넥터에 전압센싱라인으로 연결되는 전지 팩.
The method of claim 6,
Among the battery modules, the battery module disposed on the outermost side and the battery module disposed on the odd number with respect to the outermost battery module on one side, the positive terminal, the negative terminal, and the voltage sensing terminal are respectively connected to the connector by a voltage sensing line. , In the even numbered battery module, the battery sensing terminal is connected to the connector by a voltage sensing line.
상기 커넥터는 3핀 또는 그 이상으로 형성되고, 상기 전지 모듈에는 온도센서가 설치되어, 상기 짝수번째에 배치되는 전지 모듈의 연결되지 않는 커넥터 핀은 온도센서와 연결되는 전지 팩.The method of claim 10,
The connector is formed of three pins or more, the battery module is provided with a temperature sensor, the connector pin of the battery module disposed in the even number is connected to the temperature sensor battery pack.
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