KR101491282B1

KR101491282B1 - Battery module fixing structure

Info

Publication number: KR101491282B1
Application number: KR20130086442A
Authority: KR
Inventors: 임해규
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2015-02-06
Also published as: KR20150011480A

Abstract

본 발명은 밴드형 홀더를 이용하여 셀 하우징 조립체를 결합시킴으로써 배터리 셀 하우징의 안정적인 고정성을 확보함과 동시에 품질문제를 개선할 수 있는 배터리 모듈 고정구조로서, 배터리 단위 셀 하우징이 스택형 방식으로 복수개 적층되어 형성된 셀 하우징 조립체; 및 상기 적층된 상태의 셀 하우징 조립체의 측면상에 결합되는 밴드형 홀더; 를 포함하고, 상기 단위 셀 하우징은, 셀 하우징 프레임에 단위 셀이 결합된 구성으로 되고, 상기 밴드형 홀더는, 양측단에 홀더 고정용 걸림턱이 형성된 구성으로 된다.The present invention relates to a battery module fixing structure for securing a stable fixability of a battery cell housing by joining a cell housing assembly using a band-shaped holder and improving a quality problem, A stacked cell housing assembly; And a band-shaped holder coupled to a side of the cell housing assembly in the stacked state; Wherein the unit cell housing has a structure in which a unit cell is coupled to a cell housing frame, and the band-shaped holder has a structure in which hook holders for fixing a holder are formed at both ends thereof.

Description

Battery module fixing structure {BATTERY MODULE FIXING STRUCTURE}

본 발명은 배터리 모듈 고정구조에 관한 것으로, 보다 상세히는 밴드형 홀더를 이용하여 셀 하우징 조립체를 결합시킴으로써 배터리 셀 하우징의 안정적인 고정성을 확보함과 동시에 품질문제를 개선할 수 있는 배터리 모듈 고정구조에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery module fastening structure, and more particularly, to a battery module fastening structure that can secure stable fixability of a battery cell housing by coupling a cell housing assembly using a band- .

최근, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 화석 연료를 사용하던 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로도 주목받고 있다.Recently, a rechargeable lithium secondary battery has been widely used as an energy source for wireless mobile devices. In addition, it is attracting attention as a power source for electric vehicles and hybrid electric vehicles (HEV), which are proposed as measures to solve air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles that used fossil fuels.

자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 시스템이 사용되며 점차적으로 요구되는 출력량 또는 에너지 밀도가 높아짐에 따라 중대형 이차 전지에 포함되는 단위 모듈의 수는 점차 증가하게 될 것이다. Medium and large-sized devices such as automobiles are required to have high power and large capacity, middle- or large-sized battery systems in which a plurality of battery cells are electrically connected are used, and as the output or energy density is gradually increased, the number of unit modules Will gradually increase.

또한, 전기 자동차, plug-in 및 hybrid 자동차 등의 전원으로 사용되는 중대형의 리튬 이차전지의 팩 설계 시, 기존 배터리와 같이 높은 출력만을 요구하는 것이 아니라, 높은 에너지 또한 요구되기 때문에 갈수록 상기와 같은 중대형의 배터리는 고용량 고출력화 되어야 한다. 이를 위해서는 한정된 스페이스에 큰 용량의 전지가 탑재되어야 하기 때문에 셀이 커지거나, 많은 수의 단위 셀들을 하나의 리튬이차전지 내에 패키징하여 사용해야 하는바, 하나의 배터리에 점차 포함되는 단위셀의 수가 늘어나거나 셀의 크기가 매우 커지게 된다. 이 경우 그 패키징 공정이 복잡해지는 것은 물론 패키징의 두께 등도 늘어나게 되어 결과적으로 제조 공정상의 어려움과 성능감소 및 효율적 공간을 사용해야 하는 패키징의 효과가 저하되는 문제 등이 발생할 우려가 있다. In addition, when designing a pack of a middle- or large-sized lithium secondary battery used as a power source for an electric vehicle, a plug-in, and a hybrid automobile, not only a high output like a conventional battery is required but also high energy is required. Of the battery should be high capacity and high power. In order to accomplish this, a large-capacity battery must be mounted in a limited space, so that the number of cells is increased or a large number of unit cells are packaged in a single lithium rechargeable battery. This increases the number of unit cells gradually included in one battery The size of the cell becomes very large. In this case, the packaging process becomes complicated, and the thickness of the packaging increases. As a result, there arises a problem that the difficulty in the manufacturing process and the reduction of the performance, and the problem of deterioration of the packaging effect which requires the efficient space.

종래의 배터리 모듈 조립구조 예에 있어서는, 셀모듈 조립 형태에 따라 주로 셀 끼움 방식과 스택형 방식이 적용되고 있으나, 이러한 방식에 있어서는 스큐류 혹은 볼트를 이용하여 지지 또는 고정하고 있으며, 이 경우 스크류 체결 각도에 따른 스크류의 부러짐 및 하우징 크랙 등의 문제가 발생하게 될 소지가 있다.
In the conventional battery module assembly structure, a cell fitting method and a stacking method are mainly applied according to the cell module assembly type, but in this method, they are supported or fixed using a skew or bolt. In this case, There is a possibility that problems such as breaking of the screw and housing crack due to the angle are likely to occur.

KRKR 10-2013-001605410-2013-0016054 AA

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하이브리드 및 전기 자동차 등의 전원으로 이용되는 배터리 모듈을 스택형 방식으로 구성할 시, 셀 하우징을 지지하기 위한 방안으로 밴드형 홀더를 이용하여 조립함에 의해 안정적인 고정성을 확보함과 동시에 품질문제를 개선할 수 있는 배터리 모듈 고정구조를 제공한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a battery module for use in a power supply of a hybrid electric vehicle, Thereby assuring a stable fixing property and at the same time improving a quality problem.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 모듈 고정구조는, 배터리 단위 셀 하우징이 스택형 방식으로 복수개 적층되어 형성된 셀 하우징 조립체; 및 상기 적층된 상태의 셀 하우징 조립체의 측면상에 결합되는 밴드형 홀더; 를 포함하고, 상기 단위 셀 하우징은, 셀 하우징 프레임에 단위 셀이 결합된 구성으로 되고, 상기 밴드형 홀더는, 양측단에 홀더 고정용 걸림턱이 형성된 구성으로 된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery module fixing structure comprising: a cell housing assembly formed by stacking a plurality of battery unit cell housings in a stacked manner; And a band-shaped holder coupled to a side of the cell housing assembly in the stacked state; Wherein the unit cell housing has a structure in which a unit cell is coupled to a cell housing frame, and the band-shaped holder has a structure in which hook holders for fixing a holder are formed at both ends thereof.

본 발명의 상기 셀 하우징 조립체는 측면부상에 밴드형 홀더가 삽입 결합되는 걸림턱 삽입홈이 형성되게 하는 것이 바람직하다.The cell housing assembly of the present invention preferably has a latching jaw insertion groove formed on a side surface thereof, into which a band-shaped holder is inserted.

또한, 상기 밴드형 홀더는, 양단에 형성된 홀더 고정용 걸림턱의 일측은 셀 하우징상에 회전이 가능하게 조립되도록 고정바 형태로 형성할 수도 있다.The band-shaped holder may be formed in a fixed bar shape so that one side of the holder fixing hooks formed at both ends thereof is rotatably assembled on the cell housing.

상기 밴드형 홀더의 고정바는 상기 셀 하우징에 결합되는 위치에 인서트 사출성형으로 형성되게 하는 것이 바람직하다.And the fixing bar of the band-shaped holder is formed by insert injection molding at a position coupled to the cell housing.

또한, 상기 밴드형 홀더의 고정바는 셀 하우징 조립체의 최하부에 위치한 셀 하우징의 측면에 결합되도록 하는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that the fixing bar of the band-shaped holder is coupled to the side of the cell housing located at the lowermost part of the cell housing assembly.

본 발명에 따르면, 배터리 셀 하우징의 결합을 위해 종래 스크류를 적용하여 체결시 스크류 체결 각도에 따른 스크류의 부러짐 및 셀 하우징의 크랙 발생 등을 방지하여 제작품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, a conventional screw is used to engage a battery cell housing to prevent cracking of a screw according to a screw tightening angle and cracking of a cell housing, thereby improving manufacturing quality.

또한, 고정부에서의 장,탈착이 용이하며 고정 상태를 외관으로도 파악이 가능한 장점이 있다.In addition, there is an advantage that a sheet can be easily detached and attached to the fixing portion, and the fixing state can be grasped from the outside.

나아가, 스택형 고정 지지방식으로 확장이 용이하고, 조립 공정의 단순화로 인건비 절감을 도모할 수 있다.
Further, expansion is facilitated by the stack type fixed support method, and labor costs can be reduced by simplifying the assembling process.

도 1은 본 발명에 따라 밴드형 홀더를 이용하여 다수의 셀 하우징을 조립하는 과정을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따라 가 조립된 상태의 셀 하우징 조립체에 밴드형 홀더를 결합시키는 과정을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 밴드형 홀더와 셀 하우징 조립체상에 형성된 밴드형 홀더 삽입홀의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 셀 하우징 조립체에 있어서, 셀의 과충전에 의한 스웰링 현상 시 밴드형 홀더의 지지 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 밴드형 홀더의 고정방식을 도시한 도면임.1 is a view illustrating a process of assembling a plurality of cell housings using a band-shaped holder according to the present invention,
FIG. 2 is a view illustrating a process of assembling a band-shaped holder to a cell housing assembly assembled according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing a structure of a band-shaped holder insertion hole formed on a band-shaped holder and a cell housing assembly of the present invention,
FIG. 4 is a view showing a supporting structure of a band-shaped holder in a cell housing assembly of the present invention when swelling occurs due to overcharging of a cell,
FIG. 5 is a view showing a fixing method of the band-shaped holder according to the present invention. FIG.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 고정구조의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a battery module fixing structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따라 밴드형 홀더를 이용하여 다수의 셀 하우징을 조립하는 과정을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따라 가 조립된 상태의 셀 하우징 조립체에 밴드형 홀더를 결합시키는 과정을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 밴드형 홀더와 셀 하우징 조립체상에 형성된 밴드형 홀더 삽입홀의 구조를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a process of assembling a plurality of cell housings using a band-shaped holder according to the present invention. FIG. 2 is a view illustrating a process of assembling a band- FIG. 3 is a view showing the structure of a band-shaped holder insertion hole formed on a band-shaped holder and a cell housing assembly of the present invention.

본 발명에 따른 배터리 모듈 조립구조는, 배터리 단위 셀 하우징(10)이 스택형 방식으로 복수개 적층되어 형성된 셀 하우징 조립체(30); 및 상기 적층된 상태의 셀 하우징 조립체(30)의 측면상에 결합되는 밴드형 홀더(50); 를 포함하는 구성으로 이루어진다. The battery module assembly structure according to the present invention includes a cell housing assembly 30 in which a plurality of battery unit cell housings 10 are stacked in a stacked manner; And a band-shaped holder (50) coupled to a side of the cell housing assembly (30) in the stacked state; .

상기한 구성에서, 단위 셀 하우징(10)은, 도 1의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 셀 하우징 프레임에 단위 셀이 결합된 구성으로 이루어지고, 상기 밴드형 홀더(50)는, 양측단에 홀더 고정용 걸림턱(도 3의 51,53)이 형성되어, 가 조립된 상태의 셀 하우징 조립체(30)의 양측면상에 끼움 결합이 이루어질 수 있도록 형성된다. 1 (a) and 1 (b), the unit cell housing 10 has a structure in which a unit cell is coupled to a cell housing frame, (51 and 53 in FIG. 3) are formed at both ends of the holder to fix the cell housing assembly 30 on both sides of the cell housing assembly 30 in an assembled state.

완성된 상태의 셀 하우징 조립체(70)는 도 1의 (e) 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가 조립 상태의 셀 하우징 조립체(30)의 양측면상에 본 발명의 상기 밴드형 홀드(50)가 끼움 결합되고, 밴드형 홀드(50)가 결합되지 않은 셀 하우징 조립체(30)의 양측면의 단부에 별도의 보조 커버(60)가 결합된 구조를 이룬다.The completed cell housing assembly 70 includes the band-shaped hold 50 of the present invention on both sides of the assembled cell housing assembly 30, as shown in Figure 1 (e) and Figure 2, And a separate auxiliary cover 60 is coupled to the ends of both side surfaces of the cell housing assembly 30 to which the band-shaped hold 50 is not coupled.

본 발명의 밴드형 홀더(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체의 양단에 홀더 고정용 걸림턱(51,53)이 각각 형성되며, 상기 양단의 각 걸림턱(51,53)은 동일 형상 또는 다른 형상으로 형성될 수 있다. 이때 상기 걸림턱(51,53)은 셀 하우징 조립체(30 또는 70)에 끼움 결합될 시 결합 후 이탈되지 않도록 상호 대응하는 끼움 결합구조를 갖도록 한다. 예컨대, 밴드형 홀드(50)가 결합되는 셀 하우징 조립체(30 또는 70)의 양측면상에는 밴드형 홀드(50)가 삽입되는 삽입홈(40)이 형성되고, 상기 삽입홈(40)의 양단부(41,43)는 밴드형 홀드(50)의 양측단의 홀더 고정용 걸림턱(51,53)이 결합되는 걸림턱 삽입홈(41,43)이 각각 형성된다.As shown in FIG. 3, the band-shaped holder 50 of the present invention is formed with hook holders 51 and 53 for fixing the holders at both ends of the body respectively, and the hooks 51 and 53 at the both ends are the same Shape or other shape. At this time, the engagement protrusions 51 and 53 have a fitting structure corresponding to each other so as not to be detached after being engaged with the cell housing assembly 30 or 70. For example, on both sides of the cell housing assembly 30 or 70 to which the band-shaped hold 50 is coupled, an insertion groove 40 into which the band-shaped hold 50 is inserted is formed, and both ends 41 And 43 are formed with engaging jaw insertion grooves 41 and 43 to which the holder fixing jaws 51 and 53 at both side ends of the band-shaped holder 50 are coupled.

상기한 밴드형 홀드(50)를 이용한 배터리 모듈 고정 구조에 있어서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 셀의 과충전에 의한 스웰링 현상으로 압력 상승이 발생하더라도 밴드형 홀드(50)의 걸림턱(51,53)의 지지력과 장력으로 고정 지지 상태가 유지된다.In the battery module fixing structure using the band-shaped hold 50, as shown in FIG. 4, even if a pressure rise occurs due to a swelling phenomenon caused by overcharging of the cell, , 53) and the tensile force of the support members (53, 53).

한편, 도 5는 본 발명에 따른 밴드형 홀더의 고정방식을 도시한 도면이다.5 is a view showing a fixing method of the band-shaped holder according to the present invention.

도시된 예에서와 같이, 본 발명의 밴드형 홀드(70)는 일측이 셀 하우징상에 회전이 가능하게 조립되는 고정바(71) 형태로 구성될 수 있다. 이 경우 밴드형 홀더(70)의 고정바(71)는 상기 셀 하우징에 결합되는 위치에 인서트 사출성형으로 형성되게 할 수 있다.As in the illustrated example, the band-shaped hold 70 of the present invention can be configured in the form of a fixing bar 71, one side of which is rotatably assembled on the cell housing. In this case, the fixing bar 71 of the band-shaped holder 70 may be formed by insert injection molding at a position coupled to the cell housing.

또한, 이러한 방식의 밴드형 홀더(70)를 적용할 경우, 밴드형 홀드의 고정바(71)는 결합되는 셀 하우징 조립체(30 또는 50)의 최하부에 위치한 셀 하우징의 측면에 결합되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.When the band-shaped holder 70 of this type is applied, the band-shaped holding bar 71 is coupled to the side of the cell housing located at the lowermost part of the cell-housing assembly 30 or 50 to be coupled .

한편, 셀 하우징 조립체(30 또는 70)에 결합되는 단위 셀 하우징(10)은 3 개 내지 6개로 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the number of the unit cell housings 10 coupled to the cell housing assembly 30 or 70 is preferably 3 to 6.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 모듈 고정구조는 밴드형 홀더를 이용하여 셀 하우징 조립체를 결합시킴으로써 배터리 셀 하우징의 안정적인 고정성을 확보함과 동시에 품질문제를 개선할 수 있게 된다.
As described above, according to the battery module fixing structure of the present invention, the cell housing assembly is coupled using the band-shaped holder, thereby ensuring stable fixation of the battery cell housing and improving quality problems.

10 : 단위 셀 하우징 30, 70 : 셀 하우징 조립체
50,70 : 밴드형 홀드 51,53 : 홀더 고정용 걸림턱
71 : 고정바 10: unit cell housing 30, 70: cell housing assembly
50, 70: Band type hold 51, 53:
71: Fixed bar

Claims

A cell housing assembly formed by stacking a plurality of battery unit cell housings in a stacked manner; And
A band-shaped holder coupled to a side of the cell housing assembly in the stacked state; Lt; / RTI >
The unit cell housing has a structure in which a unit cell is coupled to a cell housing frame,
The band-shaped holders are provided with hooks for fixing the holders at both ends thereof,
One side of the holder fixing hook is formed in a fixed bar shape so as to be rotatable on the cell housing,
Wherein the fastening bar of the band-shaped holder is adapted to engage a side of a cell housing located at the lowermost portion of the cell housing assembly.

The method according to claim 1,
Wherein the cell housing assembly has a latching jaw insertion groove formed on a side surface thereof to receive a band-shaped holder.

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The method according to claim 1,
Wherein the fixing bar of the band-shaped holder is formed by insert injection molding at a position coupled to the cell housing.

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