KR20230164598A - battery module - Google Patents

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KR20230164598A
KR20230164598A KR1020230066811A KR20230066811A KR20230164598A KR 20230164598 A KR20230164598 A KR 20230164598A KR 1020230066811 A KR1020230066811 A KR 1020230066811A KR 20230066811 A KR20230066811 A KR 20230066811A KR 20230164598 A KR20230164598 A KR 20230164598A
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이현재
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전지 모듈은 전지 모듈로서, 다수개의 전지셀이 적층된 셀 적층체; 상기 셀 적층체를 내부에 수용하는 모듈 하우징; 상기 셀 적층체와 전기적으로 연결되고, 일측부가 상기 모듈 하우징의 외부로 노출되도록 구비되어 외부 커넥터가 연결되는 모듈 커넥터; 및 상기 모듈 커넥터의 위치를 고정시키는 고정부를 포함하고, 상기 모듈 커넥터는, 상기 외부 커넥터가 삽입되어 접속되는 커넥터부; 및 상기 커넥터부가 고정된 제1 부분 및 상기 제1 부분과 연결된 제2 부분을 갖는 커넥터 PCB를 포함하며, 상기 고정부는, 상기 제1 부분을 고정시키며 상기 제1 부분의 단부가 삽입되어 상기 제1 부분의 단부 위치를 고정하는 걸림턱을 갖는 제1 고정부; 및 상기 제2 부분을 고정시키며 고정하는 제2 고정부를 포함한다.The present invention relates to a battery module. The battery module according to the present invention includes a cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a module housing accommodating the cell stack therein; a module connector electrically connected to the cell stack and having one side exposed to the outside of the module housing to which an external connector is connected; and a fixing part that fixes the position of the module connector, wherein the module connector includes: a connector part into which the external connector is inserted and connected; and a connector PCB having a first part to which the connector part is fixed and a second part connected to the first part, wherein the fixing part fixes the first part and an end of the first part is inserted to form the first part. A first fixing part having a locking protrusion for fixing the end position of the part; and a second fixing part that secures the second part.

Description

전지 모듈{battery module} Battery module {battery module}

본 발명은 전지 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module.

이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다. Unlike primary batteries, secondary batteries can be recharged and have been extensively researched and developed in recent years due to their small size and high capacity. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다. Secondary batteries are classified into coin-shaped batteries, cylindrical batteries, square-shaped batteries, and pouch-shaped batteries, depending on the shape of the battery case. In a secondary battery, the electrode assembly mounted inside the battery case is a power generating element capable of charging and discharging consisting of a stacked structure of electrodes and a separator.

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 much attention as an energy source not only for mobile devices such as mobile phones, digital cameras, and laptops, but also for power devices such as electric motorcycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.

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.Small devices such as mobile phones and cameras use small battery packs packed with a single battery cell, but medium and large devices such as laptops and electric vehicles use battery packs with two or more battery cells connected in parallel and/or series. Packed medium or large battery packs are used. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack can be set in various ways depending on the 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 전지팩을 구성하는 방법이 일반적이다. On the other hand, when constructing a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module consisting of at least one battery cell is first constructed, and other components are added using this at least one battery module to pack the battery pack. This method of configuring is common.

즉, 배터리는 가장 작은 단위체인 셀(Cell)로 이루어져 있으며, 파우치 형태의 셀은 구조적 강성을 필요로 하기 때문에, 다수개의 셀을 포함하는 모듈(Module) 이라는 중간 단위체로 구성되고, 다수개의 모듈을 포함하여 팩(Pack)을 구성하게된다.In other words, a battery is made up of cells, which are the smallest units, and because pouch-shaped cells require structural rigidity, they are made up of an intermediate unit called a module that contains multiple cells, and multiple modules. It forms a pack including:

모듈은 커넥터(Connector)를 통해 셀 정보를 팩으로 전달하며, 조립성 편의를 위해 커넥터를 모듈에서 노출하고 있는 구조를 갖고 있다.The module transmits cell information to the pack through a connector, and has a structure where the connector is exposed on the module for convenience of assembly.

커넥터 조립 시 인입부에 수평하게 힘이 발생하지 않고 일부 대각선 방향으로 힘을 받을 경우 커넥터 파손에 노출되고 있으며, 이는 구조적으로 개선할 필요성이 있다.When assembling a connector, the connector is exposed to damage if the force is not generated horizontally at the inlet but is applied in a diagonal direction. This requires structural improvement.

본 발명의 하나의 관점은 모듈 커넥터를 3축 방향으로 안정적으로 고정할 수 있는 전지 모듈을 제공하기 위한 것이다.One aspect of the present invention is to provide a battery module that can stably fix module connectors in three axes.

본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 전지 모듈로서, 다수개의 전지셀이 적층된 셀 적층체; 상기 셀 적층체를 내부에 수용하는 모듈 하우징; 상기 셀 적층체와 전기적으로 연결되고, 일측부가 상기 모듈 하우징의 외부로 노출되도록 구비되어 외부 커넥터가 연결되는 모듈 커넥터; 및 상기 모듈 커넥터의 위치를 고정시키는 고정부를 포함하고, 상기 모듈 커넥터는, 상기 외부 커넥터가 삽입되어 접속되는 커넥터부; 및 상기 커넥터부가 고정된 제1 부분 및 상기 제1 부분과 연결된 제2 부분을 갖는 커넥터 PCB를 포함하며, 상기 고정부는, 상기 제1 부분을 고정시키며 상기 제1 부분의 단부가 삽입되어 상기 제1 부분의 단부 위치를 고정하는 걸림턱을 갖는 제1 고정부; 및 상기 제2 부분을 고정시키며 고정하는 제2 고정부를 포함할 수 있다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a module housing accommodating the cell stack therein; a module connector electrically connected to the cell stack and having one side exposed to the outside of the module housing to which an external connector is connected; and a fixing part that fixes the position of the module connector, wherein the module connector includes: a connector part into which the external connector is inserted and connected; and a connector PCB having a first part to which the connector part is fixed and a second part connected to the first part, wherein the fixing part fixes the first part and an end of the first part is inserted to form the first part. A first fixing part having a locking protrusion for fixing the end position of the part; And it may include a second fixing part that secures the second part.

본 발명에 따르면, 전지셀의 정보를 전달하는 모듈 커넥터를 제1 고정부 및 제2 고정부를 포함하는 고정부로 3축 방향으로 고정하여 안정적으로 모듈 커넥터를 고정할 수 있다.According to the present invention, the module connector that transmits information about the battery cell can be stably fixed by fixing it in three axes with a fixing part including a first fixing part and a second fixing part.

또한, 제1 고정부가 한 쌍의 걸림턱을 포함하여 모듈 커넥터를 제1 방향으로 이탈되지 않도록 고정할 수 있고, 제2 고정부가 결합 돌기를 포함하여 제2 및 제3 방향으로 모듈 커넥터가 이탈되지 않도록 고정할 수 있어, 모듈 커넥터에 외부 커넥터를 결합(조립) 시, 모듈 커넥터의 흔들림을 방지하고, 모듈 커넥터의 고정 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the first fixing part includes a pair of locking protrusions to prevent the module connector from coming off in the first direction, and the second fixing part includes a coupling protrusion to prevent the module connector from coming off in the second and third directions. This prevents the module connector from shaking and prevents the fixed part of the module connector from being damaged when connecting (assembling) an external connector to the module connector.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 셀 적층체를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈의 요부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터가 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터 및 외부 커넥터를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터가 장착되기 전 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 제1 고정부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터 및 버스바 프레임을 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터를 나타낸 정면도이다.Figure 1 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a cell stack in a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view showing main parts of a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing a state in which a module connector is mounted in a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing a module connector and an external connector in a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing a state before the module connector is installed in the battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a perspective view showing the first fixing part in the battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a front view showing a module connector and a bus bar frame in a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a front view showing a module connector in a battery module according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In this specification, when adding reference numbers to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same number as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Also, in describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 셀 적층체를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈의 요부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터가 장착된 상태를 나타낸 사시도이다. Figure 1 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a cell stack in a battery module according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a battery module according to an embodiment of the present invention. It is an exploded perspective view showing the main part of , and Figure 4 is a perspective view showing a state in which the module connector is mounted in the battery module according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지 모듈(100)로서, 다수개의 전지셀(111)이 적층된 셀 적층체(110), 셀 적층체(110)를 내부에 수용하는 모듈 하우징(120), 셀 적층체(110)와 전기적으로 연결되고, 일측부가 모듈 하우징(120)의 외부로 노출되도록 구비되어 외부 커넥터(C)가 연결되는 모듈 커넥터(130), 및 모듈 커넥터(130)의 위치를 고정시키는 고정부(140)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 한 쌍의 버스바 프레임(150) 및 연성회로기판(170)을 더 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 4, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention is a battery module 100, a cell stack 110 in which a plurality of battery cells 111 are stacked, a cell stack ( A module housing 120 accommodating 110 inside, electrically connected to the cell stack 110, and a module connector ( 130), and a fixing part 140 that fixes the position of the module connector 130. Additionally, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention may further include a pair of bus bar frames 150 and a flexible circuit board 170.

보다 상세히, 도 2를 참고하면, 셀 적층체(110)는 다수개의 전지셀(111)이 적층된 적층체를 형성할 수 있다.In more detail, referring to FIG. 2, the cell stack 110 may form a stack in which a plurality of battery cells 111 are stacked.

전지셀(111)은 전극 조립체 및 전해액과, 전극 조립체 및 전해액을 내부에 수용하는 파우치를 포함할 수 있다. The battery cell 111 may include an electrode assembly and an electrolyte, and a pouch containing the electrode assembly and the electrolyte therein.

전극 조립체는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극 및 분리막이 교대로 적층될 수 있다. 이때, 전극은 양극 및 음극을 포함하여, 양극, 분리막, 및 음극이 교대로 적층될 수 있다. 여기서, 분리막은 양극과 음극을 분리하여 전기적으로 절연시킨다. The electrode assembly is a power generating element capable of charging and discharging, and electrodes and separators may be alternately stacked. At this time, the electrode includes an anode and a cathode, and the anode, separator, and cathode may be alternately stacked. Here, the separator separates the anode and cathode and electrically insulates them.

양극은 양극 집전체와, 양극 집전체에 적층된 양극 활물질을 포함할 수 있다. The positive electrode may include a positive electrode current collector and a positive electrode active material stacked on the positive electrode current collector.

양극 집전체는 알루미늄 재질의 포일(Foil)로 이루어질 수 있다. The positive electrode current collector may be made of aluminum foil.

양극 활물질은 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.The positive electrode active material may be made of lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron phosphate, or compounds and mixtures containing one or more of these.

음극은 음극 집전체와, 음극 집전체에 적층된 음극 활물질을 포함할 수 있다.The negative electrode may include a negative electrode current collector and a negative electrode active material laminated on the negative electrode current collector.

음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu)재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다. The negative electrode current collector may be made of, for example, a foil made of copper (Cu).

음극 활물질은 흑연계 물질을 포함하는 화합물 또는 혼합물일 수 있다.The negative electrode active material may be a compound or mixture containing a graphite-based material.

분리막은 절연 재질로 이루어져 양극과 음극 사이를 전기적으로 절연한다. 여기서, 분리막(124)은 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.The separator is made of an insulating material and electrically insulates the anode and cathode. Here, the separator 124 may be formed of a microporous polyolefin-based resin film, such as polyethylene or polypropylene.

한편, 전지셀(111)은 일측부가 전극 조립체의 전극과 연결되고, 타측부가 파우치의 외부로 연장된 전극 리드(111a)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the battery cell 111 may further include an electrode lead 111a whose one side is connected to the electrode of the electrode assembly and whose other side extends to the outside of the pouch.

전극 리드(111a)는 양극과 연결된 양극 리드 및 음극과 연결된 음극 리드를 포함할 수 있다.The electrode lead 111a may include a positive electrode lead connected to the positive electrode and a negative electrode lead connected to the negative electrode.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 모듈 하우징(120)은 셀 적층체(110)를 내부에 수용할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3 , the module housing 120 may accommodate the cell stack 110 therein.

모듈 하우징(120)은 양측이 개방된 통형의 케이스(121), 및 케이스(121)의 개방된 양측을 각각 덮는 엔드 플레이트(122)를 포함할 수 있다. 이때, 모듈 커넥터(130)의 일측부는 엔드 플레이트(122)의 외부로 노출될 수 있다. 엔드 플레이트(122)는 모듈 커넥터(130)의 일측부가 관통되는 관통홀(122a)이 형성될 수 있다(참조 도 5).The module housing 120 may include a cylindrical case 121 with both sides open, and an end plate 122 covering both open sides of the case 121, respectively. At this time, one side of the module connector 130 may be exposed to the outside of the end plate 122. The end plate 122 may be formed with a through hole 122a through which one side of the module connector 130 passes (see FIG. 5).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터 및 외부 커넥터를 나타낸 사시도이다.Figure 5 is a perspective view showing a module connector and an external connector in a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참고하면, 모듈 커넥터(130)는 셀 적층체(110)와 전기적으로 연결되고, 일측부가 모듈 하우징(120)의 외부로 노출되도록 구비되어 외부 커넥터(C)가 연결될 수 있다.Referring to Figures 4 and 5, the module connector 130 is electrically connected to the cell stack 110, and one side is provided to be exposed to the outside of the module housing 120, so that the external connector C can be connected. .

모듈 커넥터(130)는 외부 커넥터(C)가 삽입되어 접속되는 커넥터부(131) 및 커넥터부(131)가 고정된 커넥터 PCB(피씨비; Printed circuit board)(132)를 포함할 수 있다.The module connector 130 may include a connector portion 131 into which the external connector C is inserted and connected, and a connector printed circuit board (PCB) 132 to which the connector portion 131 is fixed.

커넥터부(131)는 외부 커넥터(C)가 삽입되는 접속되는 접속부(131a) 및 접속부(131a)를 커넥터 PCB(132)와 전기적으로 연결하는 연결라인(131b)을 포함할 수 있다.The connector portion 131 may include a connection portion 131a into which the external connector C is inserted, and a connection line 131b electrically connecting the connection portion 131a to the connector PCB 132.

커넥터 PCB(132)는 제1 방향인 Y축방향으로 관통된 결합홀(132a)이 형성될 수 있다. 이때, 결합홀(132a)은 다수개로 구비될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 커넥터 PCB(132)에 수직한 방향일 수 있다. 즉, 제1 방향은 판 형태의 PCB(132) 평면에 대하여 수직 방향일 수 있다. The connector PCB 132 may have a coupling hole 132a penetrating in the Y-axis direction, which is the first direction. At this time, a plurality of coupling holes 132a may be provided. Here, the first direction may be a direction perpendicular to the connector PCB 132. That is, the first direction may be perpendicular to the plane of the plate-shaped PCB 132.

또한, 커넥터 PCB(132)는 커넥터부(131)가 고정된 제1 부분(R1) 및 제1 부분(R1)과 연결된 제2 부분(R2)을 포함한다.Additionally, the connector PCB 132 includes a first part (R1) to which the connector part 131 is fixed and a second part (R2) connected to the first part (R1).

한편, 외부 커넥터(C)는 전지팩 커넥터로 이루어질 수 있다. 그리고, 전지셀(111)의 정보가 모듈 커넥터(130)에서 전지팩 커넥터를 통해 전지팩으로 전달될 수 있다. 여기서, 전지팩 커넥터는 전지팩의 비엠에스(BMS; Battery Management System; 배터리 관리 시스템)와 연결될 수 있다. 이때, 전지팩 커넥터와 비엠에스 사이를 전기적으로 연결하는 LV(Low Voltage) Line 등의 전기 연결 라인이 구비될 수 있다. 따라서, 전지셀(111)의 전압 또는 전류 등의 정보가 전지셀(111)과 전기적으로 연결된 모듈 커넥터(130)를 통해 전지팩 커넥터에서 전지팩의 비엠에스로 전달될 수 있다.Meanwhile, the external connector (C) may be made of a battery pack connector. Additionally, information on the battery cell 111 may be transmitted from the module connector 130 to the battery pack through the battery pack connector. Here, the battery pack connector may be connected to the Battery Management System (BMS) of the battery pack. At this time, an electrical connection line such as an LV (Low Voltage) Line that electrically connects the battery pack connector and the BMS may be provided. Accordingly, information such as voltage or current of the battery cell 111 can be transmitted from the battery pack connector to the BMS of the battery pack through the module connector 130 electrically connected to the battery cell 111.

한편, 전지팩은 전지 모듈(100)과, 비엠에스와, 전지 모듈(100) 및 비엠에스를 수용하는 팩 케이스를 포함할 수 있다.Meanwhile, the battery pack may include a battery module 100, a BMS, and a pack case that accommodates the battery module 100 and the BMS.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터가 장착되기 전 상태를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 제1 고정부를 나타낸 사시도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터 및 버스바 프레임을 나타낸 정면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 모듈 커넥터를 나타낸 정면도이다.Figure 6 is a perspective view showing a state before the module connector is mounted in the battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a perspective view showing the first fixing part in the battery module according to an embodiment of the present invention, and Figure 8 is a It is a front view showing a module connector and a bus bar frame in a battery module according to an embodiment of the present invention, and Figure 9 is a front view showing a module connector in a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 9를 참고하면, 고정부(140)는 모듈 커넥터(130)의 위치를 고정시킬 수 있다.Referring to FIGS. 6 to 9 , the fixing part 140 may fix the position of the module connector 130.

또한, 고정부(140)는커넥터 PCB(132)의 제1 부분(R1)을 고정시키며 제1 부분(R1)의 단부가 삽입되어 제1 부분(R1)의 단부 위치를 고정하는 걸림턱(141a)을 갖는 제1 고정부(141) 및 커넥터 PCB(132)의 제2 부분(R2)을 고정시키며 고정하는 제2 고정부(142)를 포함할 수 있다.In addition, the fixing part 140 fixes the first part (R1) of the connector PCB 132, and the end of the first part (R1) is inserted into the locking protrusion 141a to fix the end position of the first part (R1). It may include a first fixing part 141 having ) and a second fixing part 142 that secures the second part (R2) of the connector PCB 132.

제1 고정부(141)는 커넥터 PCB(132)에 수직한 제1 방향(Y축)에 대해 커넥터 PCB(132)를 고정하고, 제2 고정부(142)는 커넥터 PCB(132)와 나란하며 서로 수직한 제2방향(X축) 및 제3방향(Z축)에 대해 커넥터 PCB(132)를 고정할 수 있다. 이때, 제1 부분(R1)의 단부가 모듈 하우징(120)에 대하여 들리는 것이 방지되도록, 커넥터 PCB(132)의 단부가 걸림턱(141a)에 제2 방향으로 삽입된 형태로 구비될 수 있다.The first fixing part 141 fixes the connector PCB 132 in the first direction (Y-axis) perpendicular to the connector PCB 132, and the second fixing part 142 is parallel to the connector PCB 132. The connector PCB 132 can be fixed in a second direction (X-axis) and a third direction (Z-axis) that are perpendicular to each other. At this time, the end of the connector PCB 132 may be inserted into the locking protrusion 141a in the second direction to prevent the end of the first portion R1 from being lifted relative to the module housing 120.

여기서, 제2 방향은 전지 모듈(100)의 폭 방향이고, 제1 방향은 전지 모듈(100)의 길이 방향이며, 제3 방향은 전지 모듈(100)의 높이 방향일 수 있다(참조 도 1). Here, the second direction may be the width direction of the battery module 100, the first direction may be the longitudinal direction of the battery module 100, and the third direction may be the height direction of the battery module 100 (reference FIG. 1). .

제1 고정부(141)는 커넥터 PCB(132)에 수직한 제1 방향(제1)에 대해 커넥터 PCB(132)를 고정하고, 제2 고정부(142)는 커넥터 PCB(132)와 나란하며 서로 수직한 제2방향(제2) 및 제3방향(제3)에 대해 커넥터 PCB(132)를 고정할 수 있다.The first fixing part 141 fixes the connector PCB 132 in a first direction (first) perpendicular to the connector PCB 132, and the second fixing part 142 is parallel to the connector PCB 132. The connector PCB 132 can be fixed in a second direction (second) and a third direction (third) perpendicular to each other.

또한, 제2 고정부(142)는 제1 방향으로 돌출되어 커넥터 PCB(132)에 형성된 결합홀(132a)이 삽입되는 결합 돌기(142a)를 포함할 수 있다. Additionally, the second fixing part 142 may include a coupling protrusion 142a that protrudes in the first direction and is inserted into the coupling hole 132a formed in the connector PCB 132.

결합 돌기(142a)는 원기둥 또는 사각 기둥 형태로 형성될 수 있다. 이때, 결합 돌기(142a)는 다수개로 구비될 수 있다.The coupling protrusion 142a may be formed in a cylindrical or square pillar shape. At this time, a plurality of coupling protrusions 142a may be provided.

한편, 결합 돌기(142a)는 단부에 결합홀(132a) 보다 폭이 넓은 이탈방지부(142a-1)가 더 형성되어, 제1 방향으로의 이탈도 방지될 수 있다. 여기서, 예를 들어 이탈방지부(142a-1)는 결합 돌기(142a)가 결합홀(132a)에 삽입되기 전에는 결합 돌기(142a)가 일정한 지름의 원기둥 형태로 형성되지만(참도 도 6), 결합 돌기(142a)가 결합홀(132a)에 삽입된 후에는 결합 돌기(142a)의 단부를 가압하여 결합홀(132a)의 폭(W2) 보다 넓은 폭(W1)을 갖는 이탈방지부(142a-1)를 형성시킬 수 있다(참고 도 4). 이때, 결합 돌기(142a)는 예를 들어 플라스틱 재질을 포함할 수 있다.Meanwhile, the coupling protrusion 142a is further formed at an end with a separation prevention portion 142a-1 wider than the coupling hole 132a, so that separation in the first direction can be prevented. Here, for example, in the separation prevention portion 142a-1, the engaging protrusion 142a is formed in the shape of a cylinder with a certain diameter before the engaging protrusion 142a is inserted into the connecting hole 132a (see Figure 6). After the coupling protrusion (142a) is inserted into the coupling hole (132a), the end of the coupling protrusion (142a) is pressed to form the separation prevention portion (142a-) having a width (W1) wider than the width (W2) of the coupling hole (132a). 1) can be formed (see FIG. 4). At this time, the coupling protrusion 142a may include, for example, a plastic material.

걸림턱(141a)은 한 쌍으로 구비되어 서로 마주보는 방향으로 "L "형태로 절곡될 수 있다. 그리고, 한 쌍의 걸림턱(141a)은 제1 방향으로 커넥터 PCB(132)의 단부 양측과 접촉되는 위치에 구비될 수 있다. The locking jaws 141a are provided in pairs and can be bent into an “L” shape in directions facing each other. Additionally, a pair of locking protrusions 141a may be provided at a position in contact with both ends of the connector PCB 132 in the first direction.

또한, 걸림턱(141a)은 제1 방향으로 연장된 제1 연장부분(141a-1), 및 제1 연장부분(141a-1)의 단부에서 제3 방향과 나란한 방향으로 연장된 제2 연장부분(141a-2)을 포함할 수 있다.In addition, the locking protrusion 141a includes a first extension part 141a-1 extending in the first direction, and a second extension part extending in a direction parallel to the third direction from an end of the first extension part 141a-1. It may include (141a-2).

이때, 커넥터 PCB(132)의 단부는 걸림턱(141a)의 제2 연장부분(141a-2)에 의해 제1 방향으로의 이탈이 단속될 수 있다.At this time, the end of the connector PCB 132 may be prevented from leaving in the first direction by the second extension portion 141a-2 of the locking protrusion 141a.

한편, 제3 방향인 Z축 방향으로 커넥터 PCB(132)의 단부와 커넥터부(131)의 단부 사이의 폭 차(L1)는 예를 들어 2~4mm일 수 있다. 또한, 제2 방향인 X축 방향으로 커넥터 PCB(132)의 단부와 커넥터부(131)의 단부 사이의 폭 차(L2)는 예를 들어 2~4mm일 수 있다.Meanwhile, the width difference L1 between the end of the connector PCB 132 and the end of the connector portion 131 in the Z-axis direction, which is the third direction, may be, for example, 2 to 4 mm. Additionally, the width difference L2 between the end of the connector PCB 132 and the end of the connector portion 131 in the X-axis direction, which is the second direction, may be, for example, 2 to 4 mm.

따라서, 제2 방향 및 제3 방향으로 커넥터 PCB(132)의 단부와 커넥터부(131)의 단부 사이의 간격이 하한값인 2mm 이상으로 형성되어, 걸림턱(141a)의 설치공간을 확보할 수 있다.Therefore, the gap between the end of the connector PCB 132 and the end of the connector portion 131 in the second and third directions is formed to be 2 mm or more, which is the lower limit, so that installation space for the stopping protrusion 141a can be secured. .

아울러, 2 방향 및 제3 방향으로 커넥터 PCB(132)의 단부와 커넥터부(131)의 단부 사이의 간격이 하한값인 4mm 이하로 형성되어, 공간효율을 높이고, 재료비를 절감하며, 모듈 커넥터(130)를 엔드 플레이트(122)에 용이하게 설치할 수 있다. 이때, 커넥터 PCB(132)의 단부와 커넥터부(131)의 단부 사이의 간격이 4mm 이하일때 나사 등의 고정수단을 설치할 수 없는 부분을 걸림턱(141a)을 설치하여 커넥터 PCB(132)의 단부의 들림을 방지할 수 있다.In addition, the gap between the end of the connector PCB 132 and the end of the connector portion 131 in the second and third directions is formed to be less than the lower limit of 4 mm, thereby increasing space efficiency, reducing material costs, and improving the module connector (130). ) can be easily installed on the end plate 122. At this time, when the gap between the end of the connector PCB (132) and the end of the connector portion (131) is 4 mm or less, a locking protrusion (141a) is installed in the part where fixing means such as screws cannot be installed to secure the end of the connector PCB (132). It can prevent lifting.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 버스바 프레임(150)은 셀 적층체(110)의 양단에 위치되어 전지셀(111)의 전극 리드(111a)와 연결될 수 있다. 이때, 고정부(140)는 버스바 프레임(150)에 형성되어, 모듈 커넥터(130)가 버스바 프레임(150)에 결합될 수 있다. Referring to FIGS. 2 to 4 , the bus bar frame 150 may be located at both ends of the cell stack 110 and connected to the electrode lead 111a of the battery cell 111. At this time, the fixing part 140 is formed on the bus bar frame 150, so that the module connector 130 can be coupled to the bus bar frame 150.

또한, 버스바 프레임(150)은 전지셀(111)의 전극 리드(111a)와 전기적으로 연결되는 전도성 재질의 버스바를 포함할 수 있다. 이때, 예를 들어 모듈 커넥터(130)의 커넥터 PCB(132)는 버스바 프레임(150)의 버스바와 솔더링(soldering)되어 버스바 프레임(150)과 전기적으로 연결될 수 있다.Additionally, the bus bar frame 150 may include a bus bar made of a conductive material that is electrically connected to the electrode lead 111a of the battery cell 111. At this time, for example, the connector PCB 132 of the module connector 130 may be electrically connected to the bus bar frame 150 by soldering it to the bus bar of the bus bar frame 150.

연성회로기판(170)은 한 쌍의 버스바 프레임(150)과 연결될 수 있다. 여기서, 연성회로기판(170)은 예를 들어 버스바 프레임(150)의 버스바와 전기적으로 연결될 수 있다.The flexible circuit board 170 may be connected to a pair of bus bar frames 150. Here, the flexible circuit board 170 may be electrically connected to a bus bar of the bus bar frame 150, for example.

또한, 연성회로기판(170)은 셀 적층체(110)의 상면을 따라 한 쌍의 버스바 프레임(150)과 연결될 수 있다. 이때, 연성회로기판(170)은 온도센서를 포함하여 셀 적층체(110)의 온도를 센싱할 수 있다.Additionally, the flexible circuit board 170 may be connected to a pair of bus bar frames 150 along the upper surface of the cell stack 110. At this time, the flexible circuit board 170 may include a temperature sensor to sense the temperature of the cell stack 110.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 전지셀(111)의 정보를 전달하는 모듈 커넥터(130)를 제1 고정부(141) 및 제2 고정부(142)를 포함하는 고정부(140)로 3축 방향으로 고정하여 안정적으로 모듈 커넥터(130)를 고정할 수 있다.The battery module 100 according to an embodiment of the present invention configured as described above includes the module connector 130, which transmits information of the battery cell 111, to the first fixing part 141 and the second fixing part 142. The module connector 130 can be stably fixed by fixing it in three axes with the included fixing part 140.

또한, 제1 고정부(141)가 한 쌍의 걸림턱(141a)을 포함하여 모듈 커넥터(130)를 제1 방향으로 이탈되지 않도록 고정할 수 있고, 제2 고정부(142)가 결합 돌기(142a)를 포함하여 제2 및 제3 방향으로 모듈 커넥터(130)가 이탈되지 않도록 고정할 수 있어, 모듈 커넥터(130)에 외부 커넥터(C)를 결합(조립) 시, 모듈 커넥터(130)의 흔들림을 방지하고, 모듈 커넥터(130)의 고정 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the first fixing part 141 includes a pair of locking protrusions 141a to fix the module connector 130 so that it does not come off in the first direction, and the second fixing part 142 has a coupling protrusion ( 142a), the module connector 130 can be fixed in the second and third directions so that it does not come off, so that when the external connector C is coupled (assembled) to the module connector 130, the module connector 130 It is possible to prevent shaking and prevent the fixed part of the module connector 130 from being damaged.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다. Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for detailed explanation of the present invention, and the present invention is not limited thereto. It can be said that various implementations are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다. Additionally, the specific scope of protection of the invention will be made clear by the appended claims.

100: 전지 모듈
110: 셀 적층체
111: 전지셀
111a: 전극 리드
120: 모듈 하우징
121: 케이스
122: 엔드 플레이트
130: 모듈 커넥터
131: 커넥터부
132: 커넥터 PCB(Printed circuit board)
132a: 결합홀
140: 고정부
141: 제1 고정부
141a: 걸림턱
142: 제2 고정부
142a: 결합 돌기
150: 버스바 프레임
170: 연성회로기판
C: 외부 커넥터100: battery module
110: Cell stack
111: battery cell
111a: electrode lead
120: module housing
121: case
122: End plate
130: module connector
131: connector part
132: Connector PCB (Printed circuit board)
132a: coupling hole
140: fixing part
141: first fixing part
141a: Stopper
142: second fixing part
142a: combination protrusion
150: Busbar frame
170: Flexible circuit board
C: External connector

Claims (15)

전지 모듈로서,
다수개의 전지셀이 적층된 셀 적층체;
상기 셀 적층체를 내부에 수용하는 모듈 하우징;
상기 셀 적층체와 전기적으로 연결되고, 일측부가 상기 모듈 하우징의 외부로 노출되도록 구비되어 외부 커넥터가 연결되는 모듈 커넥터; 및
상기 모듈 커넥터의 위치를 고정시키는 고정부를 포함하고,
상기 모듈 커넥터는,
상기 외부 커넥터가 삽입되어 접속되는 커넥터부; 및
상기 커넥터부가 고정된 제1 부분 및 상기 제1 부분과 연결된 제2 부분을 갖는 커넥터 PCB를 포함하며,
상기 고정부는,
상기 제1 부분을 고정시키며 상기 제1 부분의 단부가 삽입되어 상기 제1 부분의 단부 위치를 고정하는 걸림턱을 갖는 제1 고정부; 및
상기 제2 부분을 고정시키며 고정하는 제2 고정부를 포함하는 전지 모듈.As a battery module,
A cell stack in which multiple battery cells are stacked;
a module housing accommodating the cell stack therein;
a module connector electrically connected to the cell stack and having one side exposed to the outside of the module housing to which an external connector is connected; and
It includes a fixing part that fixes the position of the module connector,
The module connector is,
a connector portion into which the external connector is inserted and connected; and
It includes a connector PCB having a first part to which the connector part is fixed and a second part connected to the first part,
The fixing part,
a first fixing part that fixes the first part and has a locking protrusion into which an end of the first part is inserted to fix the end position of the first part; and
A battery module including a second fixing part that secures the second part. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 고정부는, 상기 커넥터 PCB에 수직한 제1 방향(Y축)에 대해, 상기 커넥터 PCB를 고정하고,
상기 제2 고정부는, 상기 커넥터 PCB와 나란하며 서로 수직한 제2방향(X축) 및 제3방향(Z축)에 대해, 상기 커넥터 PCB를 고정하는 전지 모듈.In claim 1,
The first fixing part fixes the connector PCB in a first direction (Y-axis) perpendicular to the connector PCB,
The second fixing part is parallel to the connector PCB and fixes the connector PCB in a second direction (X-axis) and a third direction (Z-axis) perpendicular to each other. 청구항 2에 있어서,
상기 제2 방향은 상기 전지 모듈의 폭 방향이고, 상기 제1 방향은 상기 전지 모듈의 길이 방향이며, 상기 제3 방향은 상기 전지 모듈의 높이 방향인 전지 모듈.In claim 2,
The second direction is a width direction of the battery module, the first direction is a longitudinal direction of the battery module, and the third direction is a height direction of the battery module. 청구항 2에 있어서,
상기 커넥터 PCB는 상기 제1 방향으로 관통된 결합홀이 형성되고,
상기 제2 고정부는 상기 제1 방향으로 돌출되어 상기 결합홀이 삽입되는 결합 돌기를 포함하는 전지 모듈.In claim 2,
The connector PCB is formed with a coupling hole penetrating in the first direction,
The second fixing part is a battery module including a coupling protrusion that protrudes in the first direction and into which the coupling hole is inserted. 청구항 4에 있어서,
상기 결합 돌기는 원기둥 또는 사각 기둥 형태로 형성되는 전지 모듈.In claim 4,
The battery module wherein the coupling protrusion is formed in the shape of a cylinder or square pillar. 청구항 4에 있어서,
상기 결합홀 및 상기 결합 돌기는 각각 다수개로 구비되는 전지 모듈.In claim 4,
A battery module wherein the coupling hole and the coupling protrusion are each provided in plural numbers. 청구항 4에 있어서,
상기 결합 돌기는 단부에 상기 결합홀 보다 폭이 넓은 이탈방지부가 더 형성되어, 상기 제1 방향으로의 이탈도 방지되는 전지 모듈.In claim 4,
The battery module is further formed at an end of the coupling protrusion with a separation prevention part wider than the coupling hole, thereby preventing separation in the first direction. 청구항 7에 있어서,
상기 결합 돌기는 플라스틱 재질을 포함하는 전지 모듈.In claim 7,
The battery module wherein the coupling protrusion includes a plastic material. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 부분의 단부가 상기 모듈 하우징에 대하여 들리는 것이 방지되도록, 상기 커넥터 PCB의 단부가 상기 걸림턱에 상기 제2 방향으로 삽입된 형태로 구비되는 전지 모듈.In claim 2,
A battery module wherein the end of the connector PCB is inserted into the locking protrusion in the second direction to prevent the end of the first portion from being lifted relative to the module housing. 청구항 9에 있어서,
상기 걸림턱은 한 쌍으로 구비되어 서로 마주보는 방향으로 "L"형태로 절곡되는 전지 모듈.In claim 9,
A battery module in which the locking protrusions are provided in pairs and are bent in an “L” shape in directions facing each other. 청구항 10에 있어서,
한 쌍의 상기 걸림턱은 상기 제1 방향으로 상기 커넥터 PCB의 단부 양측과 접촉되는 위치에 구비되는 전지 모듈.In claim 10,
A battery module wherein the pair of locking protrusions are provided at a position in contact with both ends of the connector PCB in the first direction. 청구항 10에 있어서,
상기 걸림턱은
상기 제1 방향으로 연장된 제1 연장부분; 및
상기 제1 연장부분의 단부에서 상기 제3 방향과 나란한 방향으로 연장된 제2 연장부분을 포함하고,
상기 커넥터 PCB의 단부는 상기 걸림턱의 제2 연장부분에 의해 상기 제1 방향으로의 이탈이 단속되는 전지 모듈.In claim 10,
The hitch is
a first extension portion extending in the first direction; and
It includes a second extension part extending from an end of the first extension part in a direction parallel to the third direction,
A battery module in which an end of the connector PCB is prevented from leaving in the first direction by a second extension portion of the locking protrusion. 청구항 1에 있어서,
상기 셀 적층체의 양단에 위치되어 상기 전지셀의 전극 리드와 연결되는 한 쌍의 버스바 프레임을 더 포함하고,
상기 고정부는 상기 버스바 프레임에 형성되어, 상기 모듈 커넥터가 상기 버스바 프레임에 결합되는 전지 모듈.In claim 1,
It further includes a pair of bus bar frames located at both ends of the cell stack and connected to electrode leads of the battery cell,
The battery module wherein the fixing part is formed on the bus bar frame, and the module connector is coupled to the bus bar frame. 청구항 13에 있어서,
상기 외부 커넥터는 전지팩 커넥터로 이루어지며,
상기 전지셀의 정보가 상기 모듈 커넥터에서 상기 전지팩 커넥터를 통해 전지팩으로 전달되는 전지 모듈.In claim 13,
The external connector consists of a battery pack connector,
A battery module in which information about the battery cell is transmitted from the module connector to a battery pack through the battery pack connector. 청구항 1에 있어서,
상기 모듈 하우징은
양측이 개방된 통형의 케이스; 및
상기 케이스의 양측을 각각 덮는 엔드 플레이트를 포함하고,
상기 모듈 커넥터의 일측부는 상기 엔드 플레이트의 외부로 노출되는 전지 모듈.
In claim 1,
The module housing is
A barrel-shaped case open on both sides; and
Includes an end plate covering both sides of the case,
A battery module in which one side of the module connector is exposed to the outside of the end plate.
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