KR101573224B1 - Battery Module Having Inserted-Typed Temperature Measuring Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 삽입형 온도 측정 장치를 포함하는 전지모듈로서, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 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/또는 하부 모듈 케이스에는, 상기 전지셀 또는 단위모듈의 일부가 노출되도록 연통되어 있고 케이스의 내측으로 만입된 장착홈이 형성되어 있으며, 상기 장착홈에 상기 전지셀 또는 단위모듈의 노출된 일부와 접촉되도록 온도 측정 장치가 장착되어 있는 전지모듈을 제공한다. The present invention relates to a battery module including an insertion-type temperature measuring device, comprising: a battery cell laminate in which a plurality of battery cells or unit modules connected in series and / or in parallel are laminated; 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 the upper and / or lower module case is formed with a mounting groove communicating with the battery cell or a part of the unit module so as to be exposed to the inside of the case, A battery module is provided with a temperature measuring device to be brought into contact with an exposed part of the module.
Description
본 발명은 삽입형 온도 측정 장치를 포함하는 전지모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 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 케이스를 포함하고, 상기 상부 및/또는 하부 모듈 케이스에는, 상기 전지셀 또는 단위모듈의 일부가 노출되도록 연통되어 있고 케이스의 내측으로 만입된 장착홈이 형성되어 있으며, 상기 장착홈에 상기 전지셀 또는 단위모듈의 노출된 일부와 접촉되도록 온도 측정 장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including an insertion-type temperature measuring device, 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, And a lower module case coupled to the lower module case and covering an upper surface of the battery cell stack body, wherein the lower module case is fixed to the lower module case, The upper and / or lower module case may have a mounting groove formed therein to communicate with the battery cell or a part of the unit module, And a temperature measuring device is mounted so as to be in contact with a part of the battery module.
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.
전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고 외력에 대해 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.In order for the battery module to provide the output and capacity required by a predetermined device or device, a plurality of battery cells must be electrically connected in series and a stable structure against external force must be maintained.
또한, 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있고, 이 중에서도 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시키는 바, 충방전 과정에서 발생한 단위전지의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 단위전지의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발의 위험성도 존재한다. 따라서, 고출력 대용량의 전지모듈에서는 전지셀들의 온도를 측정하고 제어하는 수단이 필요하다.In addition, the battery cells constituting the battery module are composed of a rechargeable secondary battery. Among them, the high-output large-capacity secondary battery generates a large amount of heat in the charging and discharging process, If it can not be effectively removed, heat accumulation occurs and consequently accelerates deterioration of the unit cell, and in some cases there is a risk of ignition or explosion. Therefore, a means for measuring and controlling the temperature of the battery cells is required in the high output large capacity battery module.
종래의 전지모듈에서는 전지셀과 전지셀 사이에 얇은 판 형상의 온도 측정 장치를 위치시켜 전지모듈 내부의 전지셀의 온도를 측정하는 구조를 사용하였다. 그러나, 이러한 구조는 온도 측정 장치가 단순한 판 형상으로 구성되어 전지셀과의 접촉이 불안정해질 수 있으며, 전지셀 간에 공간이 확보되어 온도 측정 장치를 끼울 수 있는 경우에는 문제가 없으나, 전지셀 간에 공간 확보가 되지 않을 경우 온도 측정 장치를 사용할 수 없는 단점이 있었다.In the conventional battery module, a structure in which the temperature of the battery cell inside the battery module is measured by placing a thin plate-shaped temperature measuring device between the battery cell and the battery cell is used. However, in such a structure, there is no problem when the temperature measuring device is formed in a simple plate shape, the contact with the battery cell can become unstable, the space between the battery cells can be secured and the temperature measuring device can be inserted. However, There is a disadvantage that the temperature measuring device can not be used.
또한, 온도 측정 장치를 전지셀들에 연결하여 실시간 또는 일정한 간격으로 작동 상태를 확인하여 제어하고 있는 바, 이러한 검출수단의 장착 내지 연결은 전지모듈의 조립과정을 매우 번잡하게 하고 이를 위한 배선으로 인해 단락의 발생하는 문제점이 발생하였다.In addition, since the temperature measuring device is connected to the battery cells to check the operation state at real time or at regular intervals, the mounting or connection of such a detecting means can complicate the assembling process of the battery module, A short circuit occurred.
따라서, 상기의 문제점들을 해결하는 전지모듈에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a great need for a battery module that solves 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-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 온도 측정 장치의 형상 및 장착 구조를 개선하여, 보다 안정적이고 효율적으로 온도 측정을 가능하게 하는 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery module with a structure that improves the shape and mounting structure of the temperature measuring device, and enables temperature measurement more stably and efficiently.
본 발명의 또 다른 목적은 전지셀들 또는 단위모듈들 사이에 온도 측정 장치가 삽입될 공간이 확보되지 않는 경우에도 효과적으로 온도 측정 장치를 통한 전지모듈 내부의 온도 측정이 가능한 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a battery module having a structure capable of effectively measuring the temperature inside the battery module through the temperature measuring device even when a space for inserting the temperature measuring device is not secured between the battery cells or the unit modules will be.
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 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;
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/또는 하부 모듈 케이스에는 상기 전지셀 또는 단위모듈의 일부가 노출되도록 연통되어 있고 케이스의 내측으로 만입된 장착홈이 형성되어 있으며, 상기 장착홈에 상기 전지셀 또는 단위모듈의 노출된 일부와 접촉되도록 온도 측정 장치가 장착되어 있는 구조로 구성되어 있다.The upper and / or lower module case is formed with a mounting groove formed therein to communicate with the battery cell or a part of the unit module, And a temperature measuring device is mounted so as to be in contact with the heating plate.
즉, 상기 장착홈에는 모듈 케이스 내부의 전지셀 또는 단위모듈의 일부가 노출되는 연통된 부위가 형성되어 있고, 상기 온도 측정 장치의 일측이 상기 연통된 부위에 노출된 부위를 통해 상기 전지셀 또는 단위모듈의 일부와 접촉하는 구조로 이루어져 있다.That is, the mounting groove is formed with a communicating portion in which a battery cell or a part of the unit module is exposed in the module case, and the battery cell or the unit It is composed of a structure that contacts a part of the module.
따라서, 본 발명의 전지모듈은 상부 및/또는 하부 모듈 케이스의 장착홈에 온도 측정 장치를 삽입하는 과정만으로 간단하게 전지셀의 온도 측정을 위한 온도 측정 장치를 장착할 수 있으며, 온도 측정 장치가 삽입되면서 상기 장착홈의 연통된 부위를 통해 전지셀 또는 단위모듈의 일부와 자연스럽게 접촉하여, 전지셀 또는 단위모듈의 온도를 효과적으로 측정할 수 있는 구조로 이루어져 있다.Therefore, the battery module of the present invention can easily mount the temperature measuring device for measuring the temperature of the battery cell only by inserting the temperature measuring device into the mounting groove of the upper and / or lower module case, The battery cell or the unit module is in contact with a part of the battery cell or the unit module through the communicated portion of the mounting groove so that the temperature of the battery cell or the unit module can be measured effectively.
상기 장착홈에 온도 측정 장치가 장착되는 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 온도 측정 장치에는 걸림부가 형성되어 있고, 상기 장착홈에는 걸림홈이 형성되어 있어서, 상기 걸림부 및 걸림홈의 결합구조에 의하여 장착홈에 온도 측정 장치가 삽입되어 고정될 수 있다.For example, the temperature measuring apparatus is provided with a latching portion, and the latching groove is formed in the latching groove, so that the latching portion and the latching portion The temperature measuring device can be inserted and fixed to the mounting groove by the coupling structure of the grooves.
구체적으로, 상기 장착홈의 일측에는 모듈 케이스의 내부와 연통되는 부위가 형성되어 있고, 타측에는 걸림홈이 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 온도 측정 장치 또한 상기 장착홈의 구조에 대응하여 일측에 온도 측정 센서가 위치하고, 타측에 걸림부가 형성되어 있어서, 상기 온도 측정 장치가 상기 장착홈에 삽입되면서 상기 장착홈의 연통된 부위 측에 온도 측정 센서가 위치하게 되고, 상기 걸림홈에 걸림부가 결합되면서 장착홈에 온도 측정 장치가 장착되는 구조로 이루어질 수 있다.Specifically, a portion communicating with the inside of the module case is formed on one side of the mounting groove, and a latching groove is formed on the other side. The temperature measuring device may further include a temperature measuring sensor disposed on one side and a latching portion on the other side corresponding to the structure of the mounting groove so that the temperature measuring device is inserted into the mounting groove, And a temperature measuring device is mounted on the mounting groove while the latching part is coupled to the latching groove.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전지셀 적층체는 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있고, 상기 장착홈이 전지셀과 전지셀 사이 또는 단위모듈과 단위모듈 사이에 대응하는 위치에 형성되거나, 또는 상기 장착홈이 전지셀 적층체의 상면 또는 하면에 위치하도록 형성될 수 있다.In one preferred embodiment, the battery cell stack is constructed such that the battery cells or the unit modules are stacked in a state in which they are erected in the lateral direction, and the mounting groove is located between the battery cell and the battery cell, or between the unit module and the unit module Or the mounting groove may be formed on the upper or lower surface of the battery cell stack.
상기 장착홈의 연통된 부위에 상기 전지셀 또는 단위모듈의 일부가 노출되는 구조로 이루어진다면, 상기 장착홈의 위치는 특별히 한정되지 않으며, 상기와 같이 장착홈이 측면 방향으로 적층된 전지셀들 또는 단위모듈들의 사이에 형성되어 전지셀 또는 단위모듈의 측면 일부가 연통된 부위를 통해 노출되는 구조로 이루어지거나, 장착홈이 전지셀 적층체 상면 또는 하면에 위치하여 전지셀 적층체의 상면 또는 하면이 연통된 부위를 통해 노출되는 구조로 이루어질 수 있다.The position of the mounting groove is not particularly limited as long as the battery cell or the unit module is partially exposed to the communicating portion of the mounting groove. The battery cell stack or the bottom surface of the battery cell stack may be formed of a structure in which the battery cell or a unit module is exposed through a portion where a side portion of the unit module is communicated, And may be made of a structure that is exposed through the communicated portion.
상기 전지셀과 전지셀, 또는 단위모듈과 단위모듈 사이에 장착홈을 형성할 공간이 확보되지 않은 경우, 상기와 같이 장착홈을 전지셀 적층체의 상면 또는 하면에 위치시키는 구조를 사용할 수도 있다.A structure may be used in which the mounting groove is located on the upper surface or the lower surface of the battery cell stack body when the space for forming the mounting groove is not secured between the battery cell and the battery cell or between the unit module and the unit module.
한편, 상기 장착홈은 상부 및/또는 하부 모듈 케이스의 일측 모서리 방향으로 그루브가 연장된 구조일 수 있다. 즉, 상기 온도 측정 장치가 장착홈에 장착되고, 상기 온도 측정 장치에 연결된 와이어가 상기 그루브가 연장된 구조에 안착되는 구조로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the mounting groove may have a structure in which grooves extend in one side edge direction of the upper and / or lower module case. That is, the temperature measuring device may be mounted in the mounting groove, and a wire connected to the temperature measuring device may be mounted on the structure in which the groove is extended.
상기 온도 측정 장치는 하부 모듈 케이스의 만입홈에 장착되어 전지셀들 또는 단위모듈들의 온도를 측정할 수 있는 부재이면 특별히 한정되지는 않으며, 바람직하게는 써미스터가 사용될 수 있다.The temperature measuring device is not particularly limited as long as it is a member mounted in the recessed groove of the lower module case and capable of measuring the temperature of the battery cells or the unit modules, and preferably a thermistor can be used.
상기 온도 측정 장치는 상기 장착홈에 삽입되어 장착되었을 때, 온도측정 장치의 상부가 모듈 케이스의 외측으로 돌출되지 않을 높이로 제조될 수 있다. 즉, 상기 온도 측정 장치의 높이가 상기 장착홈의 깊이의, 예를 들어, 60 내지 100%의 범위에서 형성되도록 제조될 수 있다. The temperature measuring device may be manufactured to have a height such that the upper portion of the temperature measuring device does not protrude outside the module case when inserted into the mounting groove. That is, the height of the temperature measuring device can be made to be in the range of, for example, 60 to 100% of the depth of the mounting groove.
하나의 바람직한 예에서, 상기 온도 측정 장치와 연결되어 전지모듈의 작동을 제어하는 제어부가 추가로 포함될 수 있다. 상기 제어부는 전지모듈 별로 하나의 부재로서 장착될 수 있고, 다수의 전지모듈들에 대해 하나의 부재로서 장착될 수도 있다. 전자의 경우에, 하부 모듈 케이스의 후면에 제어부가 일체형으로 조립될 수 있도록, 바람직하게는 제어부가 삽입될 수 있는 돌출 형태의 제어부 장착부가 일체로 형성되어 있으며, 상기 제어부 장착부에는 온도 측정 장치로부터 연결된 케이블이 접속되는 커넥터가 설치되는 구조일 수 있다.In one preferred example, a control unit connected to the temperature measuring device and controlling the operation of the battery module may be further included. The control unit may be mounted as one member for each battery module, and may be mounted as one member for the plurality of battery modules. In case of the former case, a protruding control unit mounting part, into which the control unit can be inserted, is integrally formed so that the control unit can be integrally assembled to the rear surface of the lower module case. And a connector to which a cable is connected may be provided.
이러한 제어부는, 예를 들어, 전지모듈의 작동을 모니터링 및 제어하는 BMS (Battery management System)로 이루어질 수 있다. The control unit may be, for example, a battery management system (BMS) for monitoring and controlling the operation of the battery module.
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.
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 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 상부 및/또는 하부 모듈 케이스의 장착홈에 온도 측정 장치를 삽입하는 과정으로 간단하게 전지셀의 온도 측정을 위한 온도 측정 장치를 장착할 수 있으며, 온도 측정 장치가 삽입되면서 장착홈의 연통된 부위를 통해 전지셀 또는 단위모듈의 일부와 자연스럽게 접촉하여, 전지셀 또는 단위모듈의 온도를 효과적으로 측정할 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery module according to the present invention can easily mount a temperature measuring device for measuring the temperature of the battery cell by inserting the temperature measuring device into the mounting groove of the upper and / or lower module case, There is an effect that the temperature of the battery cell or the unit module can be effectively measured by contacting the battery cell or a part of the unit module naturally through the communicated portion of the mounting groove while inserting the temperature measuring device.
또한, 온도 측정 장치와 장착홈의 걸림홈-걸림부 결합 구조에 의하여 온도 측정 장치와 전지셀 또는 단위모듈의 일부의 접촉 상태가 안정적으로 유지되는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the contact state between the temperature measuring device and the battery cell or a part of the unit module is stably maintained by the engagement structure of the temperature measuring device and the engagement groove-engagement portion of the mounting groove.
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 부분 사시도이다;
도 4는 도 3에서 온도 측정 장치가 장착되는 구조의 모식도이다;
도 5는 도 3의 장착홈에 온도 측정 장치가 삽입된 구조의 모식도이다.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 partial perspective view of a battery module according to one embodiment of the present invention;
4 is a schematic view of a structure in which the temperature measuring device is mounted in Fig. 3;
Fig. 5 is a schematic view of a structure in which a temperature measuring device is inserted into the mounting groove of Fig. 3;
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
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 the two
각각의 전지셀들(10a, 10b)에 형성된 전극단자들(23, 24)은 연결부가 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 부분 사시도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 상부 모듈 케이스 부위만을 나타내었다.3 is a partial perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3, only the upper module case portion is shown for convenience of explanation.
도 3을 참조하면, 전지모듈(100)은 전지셀 적층체(110), 하부 모듈 케이스(도시하지 않음), 및 상부 모듈 케이스(130)를 포함하는 구조로 이루어져 있다. 전지셀 적층체(110)는 도 1의 전지셀들(10) 또는 도 2의 단위모듈들(20)이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 구조로 구성된다. 하부 모듈 케이스는 전지셀 적층체(110)의 양 측면 및 하부를 고정하고 있고, 상부 모듈 케이스(130)는 하부 모듈 케이스에 전지셀 적층체(110)가 수납된 구조의 상면에 장착되어 있다.Referring to FIG. 3, the
상부 모듈 케이스(130)에는 장착홈(140)이 형성되어 있고, 온도 측정 장치가 장착홈(140)에 삽입되어 고정되는 구조로 이루어져 있다.A mounting
도 4 및 도 5에는 도 3의 장착홈에 온도 측정 장치가 삽입되는 구조에 관한 확대 모식도들이 도시되어 있다.Figs. 4 and 5 are enlarged schematic views showing a structure in which a temperature measuring device is inserted into the mounting groove of Fig.
이들 도면을 참조하면, 상부 모듈 케이스(130)에는 내측으로 만입된 장착홈(140)이 형성되어 있으며, 이러한 장착홈(140)의 일측은 케이스 내부의 전지셀(10)의 일부가 노출되도록 연통되어 있다. 따라서, 온도 측정 장치(150)가 장착홈(140)에 삽입되었을 때, 장착홈(140)의 연통된 부위를 통해 노출된 전지셀(10) 일부와 접촉되는 구조로 이루어져 있다.Referring to these figures, the
또한, 온도 측정 장치(150)에는 걸림부(152)가 형성되어 있고, 장착홈(140)에는 그에 대응하는 형상의 걸림홈(도시하지 않음)이 형성되어 있어서, 온도 측정 장치(150)가 장착홈(140)에 삽입되면서 걸림부(152)와 걸림홈이 체결되어 고정되는 구조로 이루어져 있다. 온도 측정 장치(150)의 일측은 온도 측정 센서(154)가 위치하여 장착홈(140)의 연통된 부위를 통해 전지셀(10)과 접촉하고, 걸림부(152)가 형성되어 있는 타측은 장착홈(140)의 걸림홈과 탄력적으로 체결되면서 전지셀(10)과 온도 측정 센서(154)의 접촉을 지지하고, 걸림홈에서 온도 측정 장치(150)가 분리되지 않도록 고정하는 구조로 이루어져 있다.The
한편, 도면에는 도시되지 않았지만 장착홈에 형성되는 연통되는 부위가 장착홈의 측면이 아니라 하면에 형성된 구조로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 전지셀들 또는 단위모듈들이 적층된 전지셀 적층체의 상면 일부가 장착홈의 하면에 형성된 연통된 부위로 노출된다. 따라서, 이러한 장착홈에 온도 측정 장치가 삽입되는 경우에는 전지셀 적층체의 상면과 온도 측정 장치의 하면이 서로 접촉되어 온도 측정을 수행하는 구조로 이루어진다.Although not shown in the drawing, the communicating portion formed in the mounting groove may be formed on the lower surface of the mounting groove, not on the side surface of the mounting groove. In this case, a part of the upper surface of the battery cell stack in which the battery cells or the unit modules are stacked is exposed to the communicating portion formed on the lower surface of the mounting groove. Therefore, when the temperature measuring device is inserted into the mounting groove, the upper surface of the battery cell stack body and the lower surface of the temperature measuring device are brought into contact with each other to perform temperature measurement.
온도 측정 장치(150)에서 전지셀(10) 또는 단위모듈(20)의 온도가 측정되고, 측정된 온도 데이터는 와이어(도시하지 않음)를 통해 전지모듈(100)의 작동을 모니터링 및 제어하는 BMS (Battery management System: 도시하지 않음)로 전송된다.The temperature of the
이러한 구조에서, 온도 측정 장치(150)와 연결되는 와이어가 상부 모듈 케이스(130) 외측으로 노출되지 않도록 상부 모듈 케이스(130)의 일측 모서리 방향으로 장착홈(140)의 그루브(144)가 연장된 구조로 이루어져 있다. 따라서 장착홈(140)에 온도 측정 장치(150)가 장착되었을 때 온도 측정 장치(150)와 연결된 와이어는 그루브(144)가 연장된 구조에 안착된다.The
온도 측정 장치(150)는 장착홈(140)에 삽입되었을 때, 상부 모듈 케이스(130)의 외측으로 돌출되지 않을 높이로 제조된다. 구체적으로, 온도 측정 장치(150)의 높이(H)는 장착홈의 깊이(D)의 80% 내외에서 형성된다.
The
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 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 (16)
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 또는 하부 모듈 케이스에는, 상기 전지셀 또는 단위모듈의 일부가 노출되도록 연통되어 있고 케이스의 내측으로 만입된 장착홈이 형성되어 있으며, 상기 장착홈에 상기 전지셀 또는 단위모듈의 노출된 일부와 접촉되도록 온도 측정 장치가 장착되어 있고,
상기 온도 측정 장치에는 걸림부가 형성되어 있고, 상기 장착홈에는 걸림홈이 형성되어 있어서, 상기 걸림부 및 걸림홈의 결합구조에 의하여 장착홈에 온도 측정 장치가 삽입되어 고정되며,
상기 온도 측정 장치가 장착홈에 삽입될 때, 상기 장착홈의 연통된 부위 측에 온도 측정 센서가 위치하여 장착홈의 연통된 부위를 통해 전지셀과 접촉하고, 상기 온도 측정 센서의 반대측에는 걸림부가 형성되어 전지셀과 온도 측정 센서의 접촉을 지지하고, 걸림홈에서 온도 측정 장치가 분리되지 않도록 고정하는 구조로 이루어져 있고,
상기 온도 측정 장치의 높이는 상기 장착홈의 깊이의 60 내지 100%이며,
상기 온도 측정 장치의 와이어가 안착될 수 있도록, 상기 장착홈은 상부 또는 하부 모듈 케이스의 일측 모서리 방향으로 그루브가 연장되어 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;
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 >
The upper or lower module case is formed with a mounting groove communicating with the battery cell or a part of the unit module and exposed to the inside of the case, A temperature measuring device is mounted so as to be in contact with the temperature measuring device,
The temperature measuring apparatus is provided with a latching portion. The latching groove is formed in the latching groove. The temperature measuring device is inserted and fixed to the latching groove by the engagement structure of the latching portion and the latching groove,
Wherein a temperature measuring sensor is disposed on a side of the communicating portion of the mounting groove so as to be in contact with the battery cell through a communicating portion of the mounting groove when the temperature measuring device is inserted into the mounting groove, And is configured to support the contact between the battery cell and the temperature measurement sensor and to fix the temperature measurement device in the engagement groove so as not to be detached,
The height of the temperature measuring device is 60 to 100% of the depth of the mounting groove,
Wherein a groove extends in a direction of one side edge of the upper or lower module case so that a wire of the temperature measurement device can be seated.
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| JP2009176601A (en) | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Yazaki Corp | Temperature sensor mounting structure |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140020375A (en) | 2014-02-19 |
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