KR101667519B1 - Battery Module having Bus Bar employed with External Input-Output Terminal - Google Patents

Battery Module having Bus Bar employed with External Input-Output Terminal Download PDF

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Abstract

본 발명은 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체, 제 1 단부가 상기 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 접속되어 있고, 제 2 단부가 전지모듈의 상부 방향인 제 1 방향을 향하도록 외부로 노출되어 있는 버스 바, 상기 전지셀 적층체의 상부와, 전지셀의 전극단자가 돌출되어 있는 전방부의 일부와 대향측인 후방부의 일부를 감싸고 있고, 버스 바의 제 2 단부를 제 1 방향으로 노출시키기 위한 개구부가 전방부에 형성되어 있는 구조의 상부 모듈 케이스, 상기 상부 모듈 케이스와 결합되며, 상부 모듈 케이스에 대응하여, 전지셀 적층체의 하부 및 전지셀의 전극단자가 돌출되어 있는 전방부의 일부와 및 대향측인 후방부의 일부를 감싸는 구조의 하부 모듈 케이스, 및 상기 전지셀 적층체의 전극단자들을 감싸면서 상부 및 하부 모듈 케이스들의 전방부 내면과 전지셀 적층체 사이에 개재되어 있으며, 버스 바를 정위치 고정하는 전방 단자 커버를 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다. The present invention relates to a battery cell stack in which a plurality of battery cells or unit modules connected in series or in parallel are stacked in a state of being laid out in a lateral direction, a first end connected to an outermost electrode terminal of the battery cell stack A bus bar having a second end exposed to the outside such that the second end faces the first direction which is the upper direction of the battery module, an upper part of the battery cell stack body, a part of the front part protruding from the electrode terminal of the battery cell, An upper module case enclosing a part of the rear part of the bus bar and having an opening for exposing a second end of the bus bar in a first direction, and an upper module case coupled to the upper module case, A lower module case having a structure that surrounds a lower portion of the battery cell stack body, a part of the front portion where the electrode terminals of the battery cell protrude, and a part of the opposite rear side portion, And a front terminal cover which is interposed between the inner surface of the front part of the upper and lower module cases and the battery cell stack to surround the electrode terminals of the battery cell stack, and fixes the bus bars in position. And a battery module.

Description

외부 입출력 단자를 형성하는 버스 바를 포함하는 전지모듈 {Battery Module having Bus Bar employed with External Input-Output Terminal}[0001] The present invention relates to a battery module including a bus bar forming an external input / output terminal,
본 발명은 외부 입출력 단자를 형성하는 버스 바를 포함하는 전지모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module including a bus bar forming an external input / output terminal.
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) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. The secondary battery is also attracting attention as a power source for an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), etc., which is proposed as a solution to solve the air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels .
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 중대형 전지모듈이 사용된다.In a small mobile device, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized battery module such as an automobile is used as a middle- or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected due to the necessity of a large-
중대형 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 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다. Since the middle- or large-sized battery module is preferably manufactured in a small size and weight, 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. In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has attracted a great deal of attention recently due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.
중대형 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 middle- or large-sized 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 with respect to external force must be maintained.
따라서, 다수의 전지셀들을 사용하여 중대형 전지모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다. 더욱이, 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 다수의 부재들의 결합, 용접, 솔더링 등을 위한 공간이 요구되며, 그로 인해 시스템 전체의 크기는 커지게 된다. 이러한 크기 증가는 중대형 전지모듈이 장착되는 장치 내지 디바이스의 공간상의 한계 측면에서 바람직하지 않다. 더욱이, 차량 등과 같이 한정된 내부공간에 효율적으로 장착되기 위해서는 더욱 콤팩트한 구조의 중대형 전지모듈이 요구된다. Therefore, when a middle- or large-sized battery module is constructed using a plurality of battery cells, a large number of members are generally required for mechanical fastening and electrical connection thereof, so that the process of assembling such members is very complicated. Furthermore, a space is required for the joining of a plurality of members for mechanical fastening and electrical connection, welding, soldering, and the like, thereby increasing the overall size of the system. This increase in size is undesirable in terms of the space limitations of the device or device in which the middle- or large-sized battery module is mounted. Furthermore, in order to be efficiently mounted in a limited internal space such as a vehicle, a middle- or large-sized battery module with a more compact structure is required.
한편, 전지모듈은 다수의 전지셀들이 전기적으로 연결되어 있고, 외측에 외부와 연결되는 외부 입출력 단자를 형성시키는 바, 이러한 외부 입출력 단자는 일반적으로 외부로 돌출된 구조로 형성되었다. 구체적으로, 나사산이 형성되어 있는 돌출 구조로 형성되어 있고, 이들에 나사 등을 이용하여 버스 바를 결합하는 구조를 사용하였다. 그러나, 이러한 구조는 버스 바를 장착하였을 때, 외부 입출력 단자가 형성된 방향으로 부피가 늘어나는 단점이 있으며, 또한 버스 바 및 외부 입출력 단자의 연결부위를 보호하는 커버를 추가하였을 경우 부피가 더욱 늘어나 전지모듈의 전체 크기가 커지는 문제점이 발생하였다. Meanwhile, the battery module includes a plurality of battery cells electrically connected to each other, and external input / output terminals connected to the outside are formed. The external input / output terminals are generally protruded to the outside. Specifically, a structure in which a bus bar is engaged with a screw or the like is used. However, this structure has a disadvantage that the volume increases in the direction in which the external input / output terminal is formed when the bus bar is mounted, and when a cover for protecting the connection portion of the bus bar and the external input / output terminal is added, The total size is increased.
따라서, 상기의 문제점들을 해결하면서 보다 콤팩트하고 구조적 안정성이 우수하며, 외부 입출력 단자와 버스 바의 연결이 용이한 구조를 포함하는 전지모듈에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a battery module that includes a structure that is more compact, has excellent structural stability, and is easily connected to an external input / output terminal and a bus bar while solving the above problems.
본 발명은 종래기술의 문제점들과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims at solving the problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은 차량 등과 같은 제한된 공간에서 최소의 공간으로 안정적으로 장착될 수 있는 콤팩트한 구조를 가지며, 전지모듈의 조립시 전기적 연결이 용이한 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery module having a compact structure that can be stably mounted in a limited space such as a vehicle and stably installed in a minimum space, and having an easy electrical connection when the battery module is assembled.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은, According to an aspect of the present invention,
직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체;A plurality of battery cells or unit modules connected in series or in parallel are stacked in a state of standing in a lateral direction;
제 1 단부가 상기 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 접속되어 있고, 제 2 단부가 전지모듈의 상부 방향인 제 1 방향을 향하도록 외부로 노출되어 있는 버스 바;A bus bar having a first end connected to an outermost electrode terminal of the battery cell stack body and a second end exposed to the outside so as to face a first direction which is an upper direction of the battery module;
상기 전지셀 적층체의 상부와, 전지셀의 전극단자가 돌출되어 있는 전방부의 일부와 대향측인 후방부의 일부를 감싸고 있고, 버스 바의 제 2 단부를 제 1 방향으로 노출시키기 위한 개구부가 전방부에 형성되어 있는 구조의 상부 모듈 케이스;An opening portion for exposing the second end portion of the bus bar in the first direction is formed in the front portion of the battery cell stack body and a portion of the rear portion opposite to the portion of the front portion in which the electrode terminal of the battery cell protrudes, An upper module case having a structure formed on the upper module case;
상기 상부 모듈 케이스와 결합되며, 상부 모듈 케이스에 대응하여, 전지셀 적층체의 하부 및 전지셀의 전극단자가 돌출되어 있는 전방부의 일부와 및 대향측인 후방부의 일부를 감싸는 구조의 하부 모듈 케이스; 및A lower module case coupled to the upper module case and corresponding to the upper module case, the lower module case being configured to surround a lower portion of the battery cell stack and a portion of the front portion of the battery cell protruding from the electrode terminal and a portion of the opposite rear portion; And
상기 전지셀 적층체의 전극단자들을 감싸면서 상부 및 하부 모듈 케이스들의 전방부 내면과 전지셀 적층체 사이에 개재되어 있으며, 버스 바를 정위치 고정하는 전방 단자 커버;A front terminal cover which is interposed between the inner surface of the front part of the upper and lower module cases and the battery cell stack to surround the electrode terminals of the battery cell stack,
를 포함하는 구조로 구성될 수 있다. As shown in FIG.
종래의 전지모듈은 전지모듈의 전극단자와 접속되는 접속부재, 외부와의 연결을 위한 외부 입출력 단자, 및 상기 접속부재와 외부 입출력 단자를 연결하는 별도의 구조 등을 포함하는 구조로 형성되어 있다. The conventional battery module has a structure including a connecting member connected to the electrode terminal of the battery module, an external input / output terminal for connection to the outside, and a separate structure for connecting the connecting member to the external input / output terminal.
그러나, 본 발명에 따른 전지모듈은, 전지셀 적층체와 직접적으로 접속되는 버스 바가 전지모듈 외측으로 노출되어, 외부 입출력 단자의 역할을 수행하는 구조를 포함하고 있으므로, 부품의 개수를 줄여 조립성을 향상시키고 제조비용을 감소시키며, 버스 바가 위치한 부위의 부피를 줄여 보다 콤팩트한 구조를 제공하는 효과가 있다. However, since the battery module according to the present invention includes a structure in which the bus bar directly connected to the battery cell stack body is exposed to the outside of the battery module and functions as an external input / output terminal, the number of parts is reduced, The manufacturing cost is reduced, and the volume of the portion where the bus bar is located is reduced, thereby providing a more compact structure.
상기 전지셀은 전극단자들(양극단자 및 음극단자)이 외주면의 일측에 형성되어 있거나, 또는 외주면의 일측 및 대향측에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀일 수 있다. The battery cell may be a plate-shaped battery cell having electrode terminals (a positive terminal and a negative terminal) formed on one side of the outer circumferential surface, or formed on one side and an opposite side of the outer circumferential surface, respectively.
이러한 판상형 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 셀 케이스에 전극조립체를 내장한 상태에서 셀 케이스의 외주면을 밀봉한 구조의 파우치형 전지셀일 수 있다. Such a plate-shaped battery cell may be a pouch-shaped battery cell having a structure in which an outer peripheral surface of a cell case is sealed with an electrode assembly embedded in a cell case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.
앞서 언급한 바와 같이, 상기 버스 바는 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 연결되며, 양극을 구성하는 전극단자, 및 음극을 구성하는 전극단자와 접속되도록 2 개가 포함될 수 있다. As described above, the bus bar may be connected to the outermost electrode terminal of the battery cell stack body, and may include two electrode terminals to constitute the anode and to be connected to the electrode terminal constituting the cathode.
이러한 버스 바의 제 1 단부는 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 용접에 의해 접속될 수 있으나, 볼트, 리벳 등을 이용한 기계적 접속 방식이 사용될 수 도 있다. The first end of the bus bar may be connected to the outermost electrode terminal of the battery cell stack by welding, but a mechanical connection method using bolts, rivets, or the like may also be used.
또한, 상기 버스 바의 제 2 단부는 전방 단자 커버의 상단에 안착된 상태로 제 1 방향으로 노출된 구조일 수 있다. The second end of the bus bar may be exposed in a first direction while being seated on an upper end of the front terminal cover.
상기 버스 바의 제 2 단부는 전지셀의 적층 방향에 평행하면서 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 절곡된 구조로 형성될 수 있다. 즉, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 절곡된 구조는, 상기 제 2 단부가 제 1 방향으로 노출될 때, 제 2 단부가 면 형상으로 노출되는 구조임을 의미한다. The second end of the bus bar may be formed to be bent in a second direction parallel to the stacking direction of the battery cells and perpendicular to the first direction. That is, the structure bent in the second direction perpendicular to the first direction means that the second end is exposed in a planar shape when the second end is exposed in the first direction.
또한, 상기 버스 바의 제 2 단부에는 전기적 및 기계적 체결을 위한 관통구가 천공되어 있을 수 있다. 이러한 관통구와의 체결을 통해 디바이스 또는 다른 전지모듈과 전기적으로 연결되는 구조일 수 있다. In addition, a through hole for electrical and mechanical fastening may be formed at the second end of the bus bar. And may be a structure that is electrically connected to the device or another battery module through engagement with the through-hole.
이 때, 상기 제 2 단부의 하부에는 제 2 단자의 관통구와 연통되는 홈이 형성되어 있는 너트를 부가함으로써, 제 2 단자의 관통구를 통해 볼트 결합을 수행할 때 결합력을 확보하는 구조로 형성될 수 있다. At this time, a nut having a groove communicating with the through-hole of the second terminal is formed in the lower part of the second end, thereby securing the bonding force when the bolt connection is performed through the through-hole of the second terminal .
한편, 상기 버스 바를 정위치에서 고정하는 상기 전방 단자 커버는 상부가 상부 모듈 케이스의 전방부 내측에 삽입되고 나머지 하부가 하부 모듈 케이스의 전방부 내측에 삽입되는 구조로 장착되어 있을 수 있다. The front terminal cover for fixing the bus bar in a fixed position may be mounted in a structure in which an upper portion is inserted into an inside of a front portion of an upper module case and a remaining lower portion is inserted inside a front portion of a lower module case.
또한, 상기 전방 단자 커버에는 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 접속되어 있는 버스 바가 삽입되는 한 쌍의 슬릿이 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 한 쌍의 슬릿에 양극 버스 바 및 음극 버스 바가 각각 삽입되어 고정되는 구조일 수 있다. The front terminal cover may be formed with a pair of slits into which bus bars connected to the outermost electrode terminals of the battery cell stack are inserted. Therefore, the anode bus bar and the cathode bus bar may be respectively inserted and fixed to the pair of slits.
하나의 구체적인 예에서, 상기 버스 바의 제 1 단부는 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 평행한 상태로 부착되어 있고, 제 2 단부는 제 1 단부에 대해 수직인 상태로 제 2 방향으로 절곡되어 있을 수 있다. In one specific example, the first end of the bus bar is attached parallel to the outermost electrode terminals of the battery cell stack, and the second end is bent perpendicularly to the first end in a second direction .
한편, 상기 상부 모듈 케이스의 개구부의 외주면 중의 적어도 일부에는 버스 바의 제 2 단부를 보호하는 측벽이 상향 돌출되어 있을 수 있다. 상기 측벽에 의해 제 2 단부 및 상기 제 2 단부를 통한 외부 접속 부위가 보호되는 구조를 이룰 수 있다. 이 때, 상기 상부 모듈 케이스의 개구부의 외주면 중에서 버스 바의 제 2 단부에 대향 방향인 제 3 방향으로는 측벽이 형성되어 있지 않은 구조로 형성될 수 있다. Meanwhile, a side wall protecting the second end of the bus bar may protrude upward from at least a part of the outer circumferential surface of the opening of the upper module case. And the second end portion and the external connection portion through the second end portion are protected by the side wall. In this case, a sidewall is not formed in the third direction, which is the opposite direction to the second end of the bus bar, in the outer peripheral surface of the opening of the upper module case.
상기 전지셀 적층체는 전극단자들이 일측 및 대향측에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈 다수 개로 이루어져 있고, 상기 단위모듈은, Wherein the battery module stack body includes a plurality of unit modules including plate-shaped battery cells having electrode terminals formed on one side and opposite sides, respectively,
전극단자들이 직렬 및/또는 병렬로 상호 연결되어 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들; 및Two or more battery cells in which electrode terminals are connected in series and / or in parallel; And
상기 전지셀들의 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버; A pair of high strength cell covers coupled to each other so as to surround the entire outer surface of the battery cell stack body except for the electrode terminal portions of the battery cells;
를 포함하는 것으로 구성될 수 있다. As shown in FIG.
또한, 상기 전지모듈은 안전성의 확보를 위하여 전압 센싱부재들과 온도 측정센서를 추가로 포함하는 구조일 수 있다. 상기 전압 센싱부재들 및 온도 측정센서에서 측정된 데이터는 BMS(Battery Management System)로 전송되어 전지모듈이 제어되는 구조로 이루어질 수 있다.In addition, the battery module may further include voltage sensing members and a temperature measurement sensor for securing safety. The data measured by the voltage sensing members and the temperature measurement sensor may be transmitted to a battery management system (BMS) to control the battery module.
한편, 상기 하부 모듈 케이스의 전방부의 하단에는 제 1 방향으로 체결공이 천공되어 있는 체결부가 돌출되어 있을 수 있다. 즉, 상기 전지모듈을 수납하는 디바이스, 또는 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩에 상기 전지모듈을 고정하기 위한 체결부가 돌출된 구조로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the lower end of the front portion of the lower module case may have a fastening portion protruding in the first direction. That is, the battery pack may include a device that houses the battery module, or a structure in which a fastening portion for fixing the battery module is protruded from a battery pack including the battery module.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈이 둘 이상이 조합되어 구성된 고출력 대용량의 전지팩을 제공한다. The present invention also provides a high-output, large-capacity battery pack in which two or more of the battery modules are combined.
상기 전지팩은 전지모듈들이 상하 방향 또는 측면 방향으로 적층 배열되어 있는 구조로 구성될 수 있으며, 상하 및 측면으로 적층 배열되어 있는 구조일 수 도 있다. The battery pack may have a structure in which the battery modules are stacked in the vertical direction or in the lateral direction, and may be a structure in which the battery modules are stacked vertically and side by side.
예를 들어, 상기 전지모듈들은 버스 바들이 일측 방향으로 노출되도록 측면방향으로 적층 배열될 수 있다. For example, the battery modules may be stacked in the lateral direction so that the bus bars are exposed in one direction.
이러한 구조에서, 상기 전지모듈들의 전기적 접속 구조에 대한 하나의 예로, 상기 전지모듈들은 상호 접해 있는 제 1 전지모듈과 제 2 전지모듈을 포함하고 있고, 상기 제 1 전지모듈의 전방 단자 커버에 장착되어 있는 제 1 버스 바의 제 2 단부와, 상기 제 2 전지모듈의 전방 단자 커버에 장착되어 있는 제 2 버스 바의 제 2 단부에, 모듈 연결용 버스 바를 장착하여 전기적 접속을 이루는 구조일 수 있다. In this structure, as an example of the electrical connection structure of the battery modules, the battery modules include a first battery module and a second battery module which are in contact with each other, and are mounted on a front terminal cover of the first battery module And a module connecting bus bar is mounted on the second end of the second bus bar mounted on the front terminal cover of the second battery module to make an electrical connection.
이 때, 상기 모듈 연결용 버스 바는 제 1 버스 바의 제 2 단부와 제 2 버스 바의 제 2 단부에 각각 볼트를 결합하여 장착 및 접속되는 구조일 수 있다. In this case, the module connecting bus bar may be structured such that a bolt is coupled to the second end of the first bus bar and the second end of the second bus bar, respectively.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다. The present invention also provides a device including the battery pack.
상기 디바이스는 장착의 효율성, 구조적 안정성 등을 고려할 때, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기 바이크, 전기 자전거, 및 전력저장장치 중 하나일 수 있으나 이들만으로 한정되지는 않는다. The device may be, but is not limited to, one of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, an electric bicycle, an electric bicycle, and a power storage device, considering the efficiency of mounting, structural stability,
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.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은, 전지셀 적층체와 직접적으로 접속되는 버스 바가 전지모듈 외측으로 노출되어, 외부 입출력 단자의 역할을 수행하는 구조를 포함하고 있으므로, 부품의 개수를 줄여 조립성을 향상시키고 제조비용을 감소시키는 효과가 있다. As described above, the battery module according to the present invention includes a structure in which a bus bar directly connected to the battery cell stack body is exposed to the outside of the battery module and functions as an external input / output terminal. Therefore, Thereby improving the assemblability and reducing the manufacturing cost.
또한, 버스 바의 노출 단부를 특정한 방향으로 형성시킴으로써, 모듈 연결용 버스 바를 장착하였을 때, 부피의 증가를 방지함으로써 보다 콤팩트한 구조를 제공하는 효과가 있다. Further, by forming the exposed end portion of the bus bar in a specific direction, there is an effect of providing a more compact structure by preventing an increase in volume when the bus bar for module connection is mounted.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도이다;
도 2는 도 1의 분해 사시도이다;
도 3은 도 1에서 상부 케이스를 생략한 구조의 부분 사시도이다;
도 4는 전지모듈의 연결 구조를 나타내는 사시도이다.
1 is a perspective view of a battery module according to one embodiment of the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
3 is a partial perspective view of the structure in which the upper case is omitted in Fig. 1;
4 is a perspective view showing a connection structure of the battery module.
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 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1에서 상부 케이스를 생략한 구조의 부분 사시도가 도시되어 있다. FIG. 1 is a perspective view of a battery module according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial perspective view of the battery module Respectively.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전지모듈(100)은 전지셀 적층체(110), 버스 바(120), 상부 모듈 케이스(130), 하부 모듈 케이스(140), 및 전방 단자 커버(150)를 포함하는 구조로 구성되어 있다. 1 to 3, the battery module 100 includes a battery cell stack 110, a bus bar 120, an upper module case 130, a lower module case 140, and a front terminal cover 150. [ As shown in FIG.
전지셀 적층체(110)는 직렬로 연결되어 있는 다수의 단위모듈(112)이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 구조로 형성되어 있다. 단위모듈(112)은 전극단자들(114)이 일측 및 대향측에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀(113) 2 개가 상호 직렬로 연결되어 적층되어 있고, 이러한 구조에 전지셀들의 전극단자(114)가 돌출된 부위를 제외한 외면 전체를 감싸도록 결합되는 고강도 셀 커버(116)가 장착된 구조로 형성되어 있다. The battery cell stack body 110 is formed in a structure in which a plurality of unit modules 112 connected in series are stacked in a state in which they are erected in the lateral direction. The unit module 112 includes two plate-shaped battery cells 113 formed on one side and opposite sides of the electrode terminals 114, which are connected in series to each other. And a high-strength cell cover 116 coupled to cover the entire outer surface except for the protruded portion.
한 쌍의 버스 바(120)는 제 1 단부(122)가 전지셀 적층체(110)의 최외곽 전극단자에 접속되어 있고, 제 2 단부(124)가 전지모듈(100)의 상부 방향을 향하도록 외부로 노출되어 있다. The pair of bus bars 120 are connected to the outermost electrode terminals of the battery cell stack 110 and the second end portions 124 are connected to the upper portion of the battery module 100 As shown in Fig.
상부 모듈 케이스(130)는 전지셀 적층체(110)의 상부와, 전지셀(113)의 전극단자(114)가 돌출되어 있는 전방부의 일부와 대향측인 후방부의 일부를 감싸고 있고, 버스 바(120)의 제 2 단부(124)를 상부 방향으로 노출시키기 위한 한 쌍의 개구부(132)가 전방부에 형성되어 있다. 또한, 상부 모듈 케이스(130)와 결합되는 하부 모듈 케이스(140)는, 상부 모듈 케이스(140)에 대응하여, 전지셀 적층체(110)의 하부 및 전지셀(113)의 전극단자(114)가 돌출되어 있는 전방부의 일부와 및 대향측인 후방부의 일부를 감싸는 구조로 형성되어 있다. 하부 모듈 케이스(140)의 전방부의 하단에는 체결공(142)이 형성되어 있어서 전지모듈(100)을 수납하는 디바이스, 또는 전지모듈(100)을 포함하는 전지팩에 고정되는 구조로 이루어져 있다. The upper module case 130 surrounds the upper part of the battery cell stack 110 and a part of the rear part opposite to a part of the front part where the electrode terminal 114 of the battery cell 113 protrudes, A pair of openings 132 for exposing the second end portions 124 of the first and second openings 120 in the upper direction are formed in the front portion. The lower module case 140 coupled to the upper module case 130 is connected to the lower portion of the battery cell stack 110 and the electrode terminals 114 of the battery cell 113, And a part of the rear portion which is the opposite side. The lower module case 140 has a fastening hole 142 formed at the lower end of the front portion thereof and is fixed to a battery pack including a device for housing the battery module 100 or the battery module 100.
상부 모듈 케이스(130)의 개구부(130)에는 개구부(130)의 외주면 중에서 버스 바(120)의 제 2 단부(124)에 대향 방향, 즉, 단위모듈들(112)이 적층되어 있는 방향을 기준으로 전지모듈(100)의 외측 방향을 제외한 부위에 버스 바(120)의 제 2 단부(124)를 보호하는 측벽(134)이 상향 돌출되어 있다. A direction in which the unit modules 112 are stacked in the direction opposite to the second end portion 124 of the bus bar 120 among the outer circumferential surfaces of the opening portion 130 is defined as a reference in the opening portion 130 of the upper module case 130, A side wall 134 for protecting the second end portion 124 of the bus bar 120 is protruded upward from a portion of the battery module 100 other than the outer side of the battery module 100.
전방 단자 커버(150)는 전지셀 적층체(110)의 전극단자들(114)을 감싸면서 상부 및 하부 모듈 케이스들(130, 140)의 전방부 내면과 전지셀 적층체(110) 사이에 개재되어 있다. 즉, 버스 바(120)를 정위치에서 고정하는 전방 단자 커버(150)는 상부가 상부 모듈 케이스(130)의 전방부 내측에 삽입되고 나머지 하부가 하부 모듈 케이스(140)의 전방부 내측에 삽입되는 구조로 장착되며, 버스 바(120)를 정위치 고정하는 한 쌍의 슬릿이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. The front terminal cover 150 surrounds the electrode terminals 114 of the battery cell stack 110 so as to be interposed between the inner surface of the front portion of the upper and lower module cases 130 and 140 and the battery cell stack 110. [ . That is, the front terminal cover 150 for fixing the bus bar 120 in the right position is inserted into the front portion of the upper module case 130 and the remaining portion is inserted into the front portion of the lower module case 140 And a pair of slits for fixing the bus bar 120 in a fixed position.
버스 바(120)의 제 1 단부(122)는 전지셀 적층체(110)의 최외곽에 위치하는 양극단자 및 음극단자에 각각 용접에 의해 접속되며, 제 2 단부(124)는 전방 단자 커버(150)의 상단에 안착된 상태로 상부 방향으로 노출되어 있다. 이러한 제 2 단부(124)는 상부 방향으로 면 형상으로 노출되도록 수직 절곡된 구조로 안착되어 있다. 그리고, 제 2 단부(124)에는 관통구(125)가 형성되어 있고, 제 2 단부(124)와 전방 단자 커버(150)의 상단 사이에는 너트(155)가 부가되어, 외부와 볼트 결합으로 전기적 및 기계적으로 결합되는 구조로 이루어져 있다. The first end portion 122 of the bus bar 120 is welded to the anode terminal and the cathode terminal located at the outermost portion of the battery cell stack 110 respectively and the second end portion 124 is connected to the front terminal cover 150 in the upper direction. The second end portion 124 is vertically bent so as to be exposed in a planar shape in the upward direction. A through hole 125 is formed in the second end portion 124 and a nut 155 is provided between the second end portion 124 and the upper end of the front terminal cover 150 to electrically And a mechanically coupled structure.
도 4에는 전지모듈의 연결 구조를 나타내는 사시도가 도시되어 있다.4 is a perspective view showing a connection structure of the battery module.
도 4를 도 2와 함께 참조하면, 전지모듈들(100)은 버스 바들이 일측 방향으로 노출되도록 측면방향으로 적층 배열되며, 구체적으로 전지모듈들(100)은 하나의 전지모듈의 전방 단자 커버에 장착되어 있는 제 1 버스 바(120)의 제 2 단부(124)와, 인접한 전지모듈의 전방 단자 커버에 장착되어 있는 제 2 버스 바(120’)의 제 2 단부(124’)에, 모듈 연결용 버스 바(170)를 장착하여 전기적 접속을 이루는 구조로 형성되어 있다. 이 때, 모듈 연결용 버스 바(170)는 제 1 버스 바(120)의 제 2 단부(124)와 제 2 버스 바(120’)의 제 2 단부(124’)에 각각 볼트를 결합하여 장착 및 접속되는 구조로 형성되어 있다.
Referring to FIG. 4 together with FIG. 2, the battery modules 100 are stacked in a lateral direction so that bus bars are exposed in one direction. Specifically, the battery modules 100 are stacked on a front terminal cover of one battery module A second end 124 'of the second bus bar 120' mounted on the front terminal cover of the adjacent battery module is connected to the second end 124 of the mounted first bus bar 120, And a bus bar 170 for connecting the bus bar 170 to the bus bar. At this time, the module connecting bus bar 170 is connected to the second end 124 of the first bus bar 120 and the second end 124 'of the second bus bar 120' And a connection structure.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (22)

  1. 전지모듈이 둘 이상이 조합되어 구성된 전지팩으로서,
    상기 전지모듈들은 각각,
    직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있는 전지셀 적층체;
    제 1 단부가 상기 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 접속되어 있고, 제 2 단부가 전지모듈의 상부 방향인 제 1 방향을 향하도록 외부로 노출되어 있는 버스 바;
    상기 전지셀 적층체의 상부와, 전지셀의 전극단자가 돌출되어 있는 전방부의 일부와 대향측인 후방부의 일부를 감싸고 있고, 버스 바의 제 2 단부를 제 1 방향으로 노출시키기 위한 개구부가 전방부에 형성되어 있는 구조의 상부 모듈 케이스;
    상기 상부 모듈 케이스와 결합되며, 상부 모듈 케이스에 대응하여, 전지셀 적층체의 하부 및 전지셀의 전극단자가 돌출되어 있는 전방부의 일부와 및 대향측인 후방부의 일부를 감싸는 구조의 하부 모듈 케이스; 및
    상기 전지셀 적층체의 전극단자들을 감싸면서 상부 및 하부 모듈 케이스들의 전방부 내면과 전지셀 적층체 사이에 개재되어 있으며, 버스 바를 정위치 고정하는 전방 단자 커버; 를 포함하며,
    상기 버스 바의 제 2 단부는 전방 단자 커버의 상단에 안착된 상태로 제 1 방향으로 노출되어 있고,
    상기 버스 바의 제 1 단부는 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 평행한 상태로 부착되어 있고, 제 2 단부는 제 1 단부에 대해 수직인 상태로 제 2 방향으로 절곡되어 있으며,
    상기 제 2 단부는 외부 디바이스와 연결되는 외부 입출력 단자인 구조로 이루어져 있고,
    상기 버스 바의 제 1 단부는 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 용접에 의해 접속되어 있으며,
    상기 버스 바의 제 2 단부는 전지셀의 적층 방향에 평행하면서 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 절곡되어 있고,
    상기 버스 바의 제 2 단부에는 전기적 및 기계적 체결을 위한 관통구가 상기 제 1 방향으로 천공되어 있으며,
    상기 제 2 단부의 하부에는 제 2 단자의 관통구와 연통되는 홈이 상기 제 1 방향으로 형성되어 있는 너트가 부가되어 있고,
    상기 전방 단자 커버에는 전지셀 적층체의 최외곽 전극단자에 접속되어 있는 버스 바가 삽입되는 한 쌍의 슬릿이 상기 제 1 방향으로 연장 형성되어 있으며,
    상기 전지모듈들이 측면방향으로 적층되어 있고,
    상기 전지모듈들은 상호 접해 있는 제 1 전지모듈과 제 2 전지모듈을 포함하고 있고, 상기 제 1 전지모듈의 전방 단자 커버에 장착되어 있는 제 1 버스 바의 제 2 단부와, 상기 제 2 전지모듈의 전방 단자 커버에 장착되어 있는 제 2 버스 바의 제 2 단부에, 모듈 연결용 버스 바를 상기 제 1 방향으로 장착하여 전기적 접속을 이루며,
    상기 모듈 연결용 버스 바는 제 1 버스 바의 제 2 단부와 제 2 버스 바의 제 2 단부에 각각 상기 제 1 방향으로 볼트를 결합하여 장착 및 접속되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
    A battery pack comprising two or more battery modules,
    Each of the battery modules includes:
    A plurality of battery cells or unit modules connected in series or in parallel are stacked in a state of standing in a lateral direction;
    A bus bar having a first end connected to an outermost electrode terminal of the battery cell stack body and a second end exposed to the outside so as to face a first direction which is an upper direction of the battery module;
    An opening portion for exposing the second end portion of the bus bar in the first direction is formed in the front portion of the battery cell stack body and a portion of the rear portion opposite to the portion of the front portion in which the electrode terminal of the battery cell protrudes, An upper module case having a structure formed on the upper module case;
    A lower module case coupled to the upper module case and corresponding to the upper module case, the lower module case being configured to surround a lower portion of the battery cell stack and a portion of the front portion of the battery cell protruding from the electrode terminal and a portion of the opposite rear portion; And
    A front terminal cover which is interposed between the inner surface of the front part of the upper and lower module cases and the battery cell stack to surround the electrode terminals of the battery cell stack, / RTI >
    Wherein the second end of the bus bar is exposed in a first direction with being seated on an upper end of the front terminal cover,
    Wherein the first end of the bus bar is attached parallel to the outermost electrode terminal of the battery cell stack and the second end is bent in a second direction perpendicular to the first end,
    And the second end is an external input / output terminal connected to an external device,
    The first end of the bus bar is welded to the outermost electrode terminal of the battery cell stack,
    The second end of the bus bar is bent in a second direction parallel to the stacking direction of the battery cells and perpendicular to the first direction,
    A through hole for electrical and mechanical fastening is formed in the second end of the bus bar in the first direction,
    Wherein a nut is formed in a lower portion of the second end portion and a groove communicating with a through-hole of the second terminal is formed in the first direction,
    A pair of slits into which the bus bars connected to the outermost electrode terminals of the battery cell stack are inserted are formed in the front terminal cover in the first direction,
    Wherein the battery modules are stacked in the lateral direction,
    Wherein the battery module includes a first battery module and a second battery module which are in contact with each other, a second end of a first bus bar mounted on a front terminal cover of the first battery module, The module connecting bus bar is mounted in the first direction on the second end of the second bus bar mounted on the front terminal cover to make an electrical connection,
    Wherein the module connecting bus bar is mounted and connected to the second end of the first bus bar and the second end of the second bus bar by respectively connecting the bolts in the first direction.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 전극단자들이 외주면의 일측 및 대향측에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein the battery cells are plate-shaped battery cells having electrode terminals formed on one side and opposite sides of an outer circumferential surface, respectively.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 셀 케이스에 전극조립체를 내장한 상태에서 셀 케이스의 외주면을 밀봉한 구조의 파우치형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein the battery cell is a pouch-shaped battery cell having a structure in which an outer circumferential surface of a cell case is sealed in a state that an electrode assembly is embedded in a cell case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer .
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  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 단자 커버는 상부가 상부 모듈 케이스의 전방부 내측에 삽입되고 나머지 하부가 하부 모듈 케이스의 전방부 내측에 삽입되는 구조로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein the front terminal cover is mounted in a structure in which an upper portion is inserted into an inside of a front portion of an upper module case and a remaining lower portion is inserted into a front portion of a lower module case.
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  12. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 모듈 케이스의 개구부의 외주면 중의 적어도 일부에는 버스 바의 제 2 단부를 보호하는 측벽이 상향 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein at least a part of an outer circumferential surface of an opening of the upper module case protrudes upwardly from a side wall protecting the second end of the bus bar.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 상부 모듈 케이스의 개구부의 외주면 중에서 버스 바의 제 1 단부에 대향 방향인 제 3 방향으로는 측벽이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 전지팩.13. The battery pack according to claim 12, wherein a side wall is not formed in a third direction, which is an opposite direction to the first end of the bus bar, in the outer peripheral surface of the opening of the upper module case.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 적층체는 전극단자들이 일측 및 대향측에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈 다수 개로 이루어져 있고, 상기 단위모듈은,
    전극단자들이 직렬 및/또는 병렬로 상호 연결되어 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들; 및
    상기 전지셀들의 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버;
    를 포함하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
    The battery module according to claim 1, wherein the battery cell stack comprises a plurality of unit modules including plate-shaped battery cells having electrode terminals formed on one side and opposite sides, respectively,
    Two or more battery cells in which electrode terminals are connected in series and / or in parallel; And
    A pair of high strength cell covers coupled to each other so as to surround the entire outer surface of the battery cell stack body except for the electrode terminal portions of the battery cells;
    Wherein the battery pack includes a battery pack.
  15. 제 1 항에 있어서, 전압 센싱부재들과 온도 측정센서를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, further comprising voltage sensing members and a temperature measurement sensor.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 모듈 케이스의 전방부의 하단에는 제 1 방향으로 체결공이 천공되어 있는 체결부가 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein a fastening portion is formed in a lower end of a front portion of the lower module case, the fastening portion being formed in a first direction.
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  21. 제 1 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising a battery pack according to claim 1.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기 바이크, 전기 자전거, 및 전력저장장치 중 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.23. The device of claim 21, wherein the device is one of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, an electric bicycle, an electric bicycle, and a power storage device.
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