KR101696913B1 - Battery module and coupling means having reinforcing structure for swelling of battery cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 복수의 배터리셀과 엔드플레이트를 결합하는 체결수단으로서, 엔드플레이트의 관통홀측에 걸림되는 후크부 및 상기 후크부의 상측으로 이격 배치되고 엔드플레이트와 후크부의 걸림상태의 해제시 엔드플레이트의 높이방향으로의 이동 또는 변형을 제한하는 헤드부를 포함하는 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단을 제공한다.
본 발명에 따르면, 배터리셀의 스웰링 발생시 변형이 가능한 여유공간을 통하여 변형을 허용하고 배터리모듈의 구조적인 파손이 이루어지지 않도록 함으로써 기계적 및 전기적 안정성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, there is provided a fastening means for fastening a plurality of battery cells and an end plate, the fastening means comprising: a hook portion which is hooked to the through hole side of the end plate; And a head portion for restricting movement or deformation in a height direction of the battery module.
According to the present invention, there is an effect that the mechanical and electrical stability is improved by allowing deformation through a clearance space that can be deformed when the swelling of the battery cell occurs and by preventing structural failure of the battery module.

Description

스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단 및 배터리모듈{BATTERY MODULE AND COUPLING MEANS HAVING REINFORCING STRUCTURE FOR SWELLING OF BATTERY CELL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fastening device for a battery module,

본 발명은 전지에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 복수의 배터리셀을 적층 구조하여 형성되는 배터리모듈에서 배터리셀의 변형에 대응할 수 있는 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery, and more particularly, to a structure capable of coping with deformation of a battery cell in a battery module formed by stacking a plurality of battery cells.

연속적인 충방전이 가능한 이차전지는 무선방식의 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다.Secondary batteries capable of continuous charging and discharging are widely used as an energy source for wireless mobile devices.

또한, 이러한 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.Also, such a secondary battery is attracting attention as a power source for an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), etc., which is proposed as a solution for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels have.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 배터리셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 배터리셀을 전기적으로 연결한 중대형 배터리모듈이 사용된다.In small mobile devices, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized device such as an automobile is used for 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 배터리모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 배터리모듈의 배터리셀로 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since a middle- or large-sized battery module is preferably manufactured in a small size and weight, a prismatic battery, a pouch-type 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 recently attracted a lot of attention due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.

중대형 배터리모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 배터리셀들을 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 against external force must be maintained.

따라서, 다수의 배터리셀들을 사용하여 중대형 배터리모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다. 또한, 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 다수의 부재들의 결합, 용접, 솔더링 등을 위한 공간이 요구되며, 그로 인해 모듈의 전체적인 크기는 커지게 된다. 이러한 크기 증가는 중대형 배터리모듈이 장착되는 장치 내지 디바이스의 공간적인 측면에서 바람직하지 않다. 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. In addition, a space is required for the joining of a plurality of members for mechanical fastening and electrical connection, welding, soldering, etc., thereby increasing the overall size of the module. Such an increase in size is not preferable from the viewpoint of the space or the device in which the middle- or large-sized battery module is mounted.

특히, 차량 등과 같이 한정된 내부공간에 효율적으로 장착되기 위해서는 더욱 콤팩트한 구조의 중대형 배터리모듈이 요구된다.Particularly, in order to be efficiently installed in a limited internal space such as a vehicle, a middle- or large-sized battery module with a more compact structure is required.

도 1은 종래기술의 배터리모듈을 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1의 엔드플레이트에서 체결부위를 확대하여 나타내는 부분 확대도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a battery module of the prior art, and FIG. 2 is an enlarged view showing an enlarged view of a fastening portion in the end plate of FIG.

복수의 셀들이 카트리지(120)로서 적층되고, 그 사이에 쿨링핀(130)이 개재된 상태에서 상하측에서는 엔드플레이트(110)들이 배치된다. 이러한 카트리지(120)들과 엔드플레이트(110) 간에는 상하측에서 볼트와 너트의 구조에 의하여 체결이 이루어짐으로써 배터리모듈(100)이 구성된다.A plurality of cells are stacked as the cartridges 120 and the end plates 110 are disposed on the upper and lower sides in a state where the cooling pins 130 are interposed therebetween. Between the cartridges 120 and the end plate 110, the battery module 100 is formed by fastening the upper and lower parts by the structure of bolts and nuts.

상기 배터리모듈을 이루는 배터리셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 작동과정에서 필연적으로 많은 열이 발생하며 고온으로 노출된 배터리셀들은 내부에서 다량의 가스가 발생된다.Since the battery cells constituting the battery module are composed of a rechargeable secondary battery, a lot of heat is necessarily generated in the operation process, and a large amount of gas is generated inside the battery cells exposed to the high temperature.

이에 따라 배터리셀들이 스웰링되고 누액됨으로써 배터리팩 전체의 안전성과 신뢰성이 저하된다.As a result, the battery cells are swollen and leaked, thereby lowering the safety and reliability of the entire battery pack.

이러한 배터리셀의 스웰링의 문제는 하나 또는 두 개의 배터리셀로 구성된 네비게이션이나 스마트폰의 배터리팩에서도 문제를 야기시키나, 중대형 배터리모듈의 경우 단일의 복수의 배터리셀들이 스택되고 체결된 구조로서 이루어지기 때문에 전체의 구조적인 변형과 이에 따른 비용의 부담은 더욱 가중된다.The problem of swelling of the battery cell may cause problems in a navigation system composed of one or two battery cells or a battery pack of a smart phone, but in the case of a middle or large battery module, a single plurality of battery cells are stacked and fastened together Therefore, the structural strain of the whole and the burden of the cost are increased.

한국 공개특허 제2011-0058378호는 배터리 셀의 고온 스웰링을 방지할 수 있는 배터리 팩 및 그 방법을 제시하는데, 이는 온도 및 전압을 검출하여 충전 또는 방전을 제어함으로써 스웰링을 방지하는 기술에 대해 설명하고 있다.Korean Patent Publication No. 2011-0058378 discloses a battery pack and a method thereof capable of preventing high-temperature swelling of a battery cell, and it relates to a technique of preventing swelling by detecting temperature and voltage to control charging or discharging .

그러나, 이러한 경우에도 구조적, 화학적 한계로 인한 스웰링에 대하여서는 충분하게 대응하지 못하고 있으며, 배터리모듈의 연속적인 사용이 필요한 경우 대안이 되지 못한다.However, even in such a case, sufficient swing due to structural and chemical limitations is not sufficiently coped with, and it is not an alternative when continuous use of the battery module is required.

최근에는 배터리모듈에서 팩 사이의 내부에 소정의 공간을 마련하거나 완충재를 삽입하는 방식으로 변형에 대한 대비를 하는 방안이 제안된다. In recent years, there has been proposed a method of preparing for a deformation by providing a predetermined space in a battery module between packs or inserting a buffer material.

그러나 이러한 경우에도 배터리모듈 자체의 구조적인 변형에 유효하게 대응하기 어렵고 냉각을 위한 공간을 막는 문제도 발생하는데, 이는 배터리의 성능 저하로 이어진다.However, even in such a case, it is difficult to effectively cope with the structural deformation of the battery module itself, and there arises a problem of blocking the space for cooling, which leads to deterioration of the performance of the battery.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 배터리모듈의 결합구조를 개선함으로써 배터리셀의 변형이 일어나더라도 모듈을 구성하는 부품들이나 체결하는 부품들의 손상을 최소화하고 구조적인 안정성과 배터리의 성능이 보장될 수 있는 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단 및 이를 이용한 배터리모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to improve the coupling structure of a battery module, thereby minimizing damage to components constituting a module or components to be fastened, And a battery module using the fastening member.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 복수의 배터리셀과 엔드플레이트를 결합하는 체결수단으로서, 엔드플레이트의 관통홀측에 걸림되는 후크부; 및 상기 후크부의 상측으로 이격 배치되고 엔드플레이트와 후크부의 걸림상태의 해제시 엔드플레이트의 높이방향으로의 이동 또는 변형을 제한하는 헤드부를 포함하는 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fastening means for fastening a plurality of battery cells to an end plate, the fastening means comprising: a hook portion which is engaged with a through hole side of the end plate; And a head portion disposed on the upper side of the hook portion and restricting movement or deformation of the end plate in the height direction when the end plate and the hook portion are released from the engagement state, do.

일실시예로서, 상기 후크부는, 관통홀에 삽입되는 바디의 외면에서 양측으로 대칭되도록 돌출될 수 있다.In one embodiment, the hook portion may be protruded so as to be symmetrical to both sides of the outer surface of the body inserted into the through hole.

상기 헤드부는, 기둥 형상의 바디부의 상단에 형성되고, 상기 후크부는, 바디부의 측면으로 돌출되어 형성되며, 상기 헤드부와 후크부 사이에 형성되는 네크부는 엔드플레이트의 높이방향으로의 이동 또는 변형이 가능한 여유공간의 높이를 결정할 수 있다.The neck portion formed between the head portion and the hook portion is formed in such a manner that the end plate is moved or deformed in the height direction, The height of the available free space can be determined.

상기 헤드부는, 바디부보다 큰 반경의 원반 형상으로 형성될 수 있다.The head portion may be formed in a disc shape having a larger radius than the body portion.

상기 바디부는, 복수의 배터리셀과 엔드플레이트를 관통하여 배치되는 원기둥 형상으로 이루어질 수 있다.The body may be formed in a cylindrical shape that is disposed to pass through a plurality of battery cells and an end plate.

한편, 본 발명은, 복수의 배터리셀이 적층 형성되는 적층모듈; 상기 적층모듈의 상단측에 배치되는 엔드플레이트; 및 상기 적층모듈과 엔드플레이트를 관통하여 배치되며 수평방향으로 위치를 결정하는 바디와, 엔드플레이트의 상단에 걸림되어 적층모듈과 엔드플페이트를 체결하는 후크부와, 후크부와 엔드플레이트의 걸림 해제시 엔드플레이트의 상하방향의 이동 또는 변형을 제한하는 헤드부로 이루어지는 체결수단을 포함하는 배터리모듈을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery module comprising: a lamination module in which a plurality of battery cells are stacked; An end plate disposed on an upper side of the lamination module; A body which is arranged to penetrate the lamination module and the end plate and determines the position in the horizontal direction, a hook part which is hooked on the upper end of the end plate to fasten the lamination module and the end plate, And a fastening means including a head portion for restricting movement or deformation of the case end plate in a vertical direction.

상기 체결수단은, 후크부와 헤드부 사이에서 배터리셀의 스웰링에 의한 변형을 위한 여유공간을 제공할 수 있다.The fastening means can provide a clearance space for deformation due to swelling of the battery cell between the hook portion and the head portion.

상기 체결수단은, 바디의 하단측에 결합되고 하측에 배치되는 엔드플레이트를 지지하는 하측지지부를 더 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the fastening means further includes a lower support portion coupled to a lower end of the body and supporting an end plate disposed on the lower side.

본 발명에 따르면, 배터리셀의 스웰링 발생시 변형이 가능한 여유공간을 통하여 변형을 허용하고 배터리모듈의 구조적인 파손이 이루어지지 않도록 함으로써 기계적 및 전기적 안정성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that the mechanical and electrical stability is improved by allowing deformation through a clearance space that can be deformed when the swelling of the battery cell occurs and by preventing structural failure of the battery module.

특히, 스웰링에 따른 배터리모듈 내부의 냉각유로의 막힘을 방지할 수 있어 변형의 발생에도 불구하고 중대형 배터리모듈에서 성능이 보장될 수 있으며, 종래와 같이 스웰링에 대처하기 위한 설계변경이나 추가적인 부재의 배치의 필요성이 없으므로 생산성의 향상으로 이어지는 효과가 있다.Particularly, clogging of the cooling channel inside the battery module due to swelling can be prevented, so that the performance of the middle- or large-sized battery module can be ensured despite the occurrence of deformation, and design change or additional member There is no necessity of disposing a plurality of semiconductor devices.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술할 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 종래기술의 배터리모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 엔드플레이트에서 체결구조를 나타내는 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스웰링 대응구조를 구비하는 체결수단이 적용된 배터리모듈의 사시도이다.
도 4는 도 2에서 체결수단이 결합된 부위를 나타내는 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단을 설명하기 위한 측면도이다.
도 6은 도 5에서 헤드부측을 확대하여 나타내는 부분 확대도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention below, Should not be construed as limiting.
1 is a perspective view showing a conventional battery module.
Fig. 2 is a partially enlarged view showing a fastening structure in the end plate of Fig. 1;
3 is a perspective view of a battery module to which a fastening means having a swing ring structure according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 4 is a partially enlarged view showing a portion to which the fastening means is coupled in FIG. 2;
5 is a side view for explaining a fastening means of a battery module having a swing ring structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of the head portion side in FIG. 5; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스웰링 대응구조를 구비하는 체결수단이 적용된 배터리모듈의 사시도이다.3 is a perspective view of a battery module to which a fastening means having a swing ring structure according to an embodiment of the present invention is applied.

아래에서는 체결수단이 적용된 배터리모듈을 먼저 설명하고 스웰링 대응구조를 가지는 체결수단을 후술하도록 한다.Hereinafter, the battery module to which the fastening means is applied will be described first, and the fastening means having the swing ring supporting structure will be described later.

본 발명은 기본적으로 셀적층체를 포함하는 적층모듈과 그 상측 및/또는 하측에 배치되는 엔드플레이트를 체결하는 체결수단으로서, 상기 체결수단은 엔드플레이트와 체결되는 상측 또는 하측으로 셀의 스웰링 발생시 여유공간을 제공하는 스웰링 대응구조를 가지는 체결수단을 제공한다.The present invention is basically a fastening means for fastening a lamination module including a cell stack body and an end plate disposed on the upper side and / or the lower side thereof, wherein the fastening means is provided on the upper side or the lower side fastened to the end plate, A fastening means having a swelling-supporting structure for providing a clearance space is provided.

배터리모듈(100)은 복수의 배터리셀들이 적측형성되는 적층모듈(150)과, 상기 적층모듈(150)의 상하측 또는 선택된 어느 일측에 배치되는 엔드플레이트(110) 및 체결수단(200)으로 이루어진다.The battery module 100 includes a lamination module 150 in which a plurality of battery cells are formed on the side and an end plate 110 and a fastening means 200 disposed on upper and lower sides of the lamination module 150 .

적층모듈(150)은 복수의 배터리셀들이 구비되며, 이러한 배터리셀들은 대략 장방의 평판 형태로서 이루어질 수 있다.The stacking module 150 is provided with a plurality of battery cells, and these battery cells may be formed in a substantially flat plate shape.

상기 배터리셀은 파우치형의 케이스 내부에 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어지는 전극조립체가 그 양극 및 음극 탭들과 전기적으로 연결되는 리드에 의하여 외부적으로 전기적인 연결이 이루어질 수 있는 밀봉 구조로 이루어지는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The battery cell has a sealing structure in which an electrode assembly composed of an anode, a cathode, and a separator disposed therebetween is electrically connected to the anode and the cathode taps by a lead electrically connected to the anode and cathode taps, But the present invention is not limited thereto.

상기 배터리셀들은 각각 카트리지를 통하여 하나의 유닛모듈을 구성하고, 각 유닛모듈들이 적층형성될 수 있는데, 이러한 각각의 유닛모듈을 구성하는 배터리셀들은 하나 또는 두 개 이상으로 배치될 수 있다. 상기 유닛모듈에 배치되는 배터리셀의 개수는 배터리모듈에 요구되는 용량이나 전압 등에 따라 선택적이다.Each of the battery cells constitutes one unit module through a cartridge, and each of the unit modules may be stacked. The battery cells constituting each of the unit modules may be arranged in one or more than two. The number of battery cells arranged in the unit module is optional depending on the capacity or voltage required for the battery module.

상기 카트리지의 사이에는 쿨링핀(도 1의 130)이 구비되거나, 카트리지 자체에서 방열을 위한 냉각유로가 형성되어 적층되는 유닛모듈 사이에서 사용 간 발생되는 열을 쉽게 방출할 수 있도록 한다.Cooling fins (130 in FIG. 1) may be provided between the cartridges, or a cooling channel for heat dissipation may be formed in the cartridges themselves so that heat generated during use can be easily discharged between unit modules stacked.

종래기술에서는 체결수단(200)이 배치되는 부위에 볼팅의 방식으로 결합이 이루어지기 때문에 엔드플레이트(110)의 사이의 높이가 정해지고, 스웰링의 발생시 엔드플레이트(110)가 변형되거나, 냉각을 위한 공간이 폐색되거나, 볼팅수단의 파손이 이루어지는 문제가 있음은 상기한 바와 같다.The height between the end plates 110 is determined, and the end plate 110 is deformed when the swelling is generated, and cooling is performed when the swelling is generated. There is a problem that the space for the bolt is blocked or the bolt means is broken.

본 발명에서는 체결수단(200)이 엔드플레이트(110)의 외측의 상하방향으로 소정의 여유공간을 제공하는데, 도 4와 관련하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.In the present invention, the fastening means 200 provides a predetermined clearance in the vertical direction outside the end plate 110, which will be described in more detail with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단을 나타내며, 엔드플레이트와 체결수단의 결합부위를 확대하여 도시한다.FIG. 4 shows fastening means of a battery module having a swelling-supporting structure according to the present invention, and shows an enlarged view of a joint portion between the end plate and the fastening means.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체결수단(200)은, 엔드플레이트(110)의 관통홀에 삽입되는 기둥 형상의 바디와, 상기 바디(210)의 외측으로 돌출되어 관통홀측에 걸림되는 후크부(220)와, 상기 후크부(220)의 상측으로 이격 배치되는 헤드부(230)를 포함하여 이루어진다.The fastening means 200 according to the preferred embodiment of the present invention includes a columnar body inserted into the through hole of the end plate 110 and a hook portion protruding outside the body 210 and hooked to the through hole side And a head unit 230 spaced upward from the hook 220.

이러한 체결수단(200)은 바디(210), 후크부(220) 및 헤드부(230)가 일체로서 형성되며 바람직하게는 수지재질의 사출물로서 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The fastening means 200 may be formed integrally with the body 210, the hook 220, and the head 230, and may be formed of resin, but is not limited thereto.

바디(210)는 엔드플레이트(110)의 관통홀 및 적층모듈(150)에 형성되는 체결홀들, 더욱 구체적으로는 적층모듈(150)을 구성하는 카트리지 내지는 브라켓들에 상하방향으로 형성되는 체결홀들에 관통배치되어 수평방향의 위치를 고정하도록 기능한다.The body 210 has a through hole formed in the end plate 110 and a fastening hole formed in a vertical direction in the fastening holes formed in the stacking module 150, more specifically, in cartridges or brackets constituting the stacking module 150. [ So as to fix the position in the horizontal direction.

상기 바디(210)의 상측에 인접되는 측벽으로는 돌출된 형태의 후크부(220)가 구비되며, 이러한 후크부(220)는 하측에서 엔드플레이트(110)의 관통홀측의 상면에 걸림되어 엔드플레이트(110)와 적층모듈(150)의 상하방향의 유동을 억제하도록 기능할 수 있다.The side wall adjacent to the upper side of the body 210 is provided with a protruding hook portion 220. The hook portion 220 is hooked on the upper surface of the through hole side of the end plate 110 from the lower side, It is possible to suppress the upward and downward flows of the laminate module 110 and the laminate module 150.

상기 후크부(220)가 배치되는 부위의 상측, 바람직하게는 바디(210)의 상단부측에는 바디(210)의 외경보다 더 큰 외경을 가지는 헤드부(230)가 구비될 수 있다.A head portion 230 having an outer diameter greater than the outer diameter of the body 210 may be provided on the upper portion of the body 210 on which the hook 220 is disposed,

이러한 헤드부(230)는 후술될 바와 같이 엔드플레이트(110)의 원만한 지지를 위하여 원반 형태로 이루어지는 것이 바람직하나 경우에 따라 다각형, 바형, 쐐기형 등의 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.As will be described later, the head 230 is preferably formed in a disc shape for smooth support of the end plate 110, but may be formed in various shapes such as polygonal, bar, and wedge shapes.

상기 헤드부(230)와 후크부(220)의 사이에는 적층모듈(150)이나 엔드플레이트(110)의 변형시 이에 대응될 수 있는 여유공간이 형성되며, 이러한 여유공간의 길이는 헤드부(230)와 후크부(220)의 사이의 간격에 의하여 정해진다. A clearance space corresponding to the deformation of the lamination module 150 or the end plate 110 is formed between the head part 230 and the hook part 220. The length of the clearance space is defined by the head part 230 And the hook portion 220, as shown in Fig.

더욱 정확하게는 여유공간은 상기 헤드부(230)의 저면으로부터 후크부(220)의 저면 사이의 거리일 수 있다. 이러한 여유공간을 구성할 수 있도록 후크부(220)가 배치되는 부위와 헤드부(230)의 저면 사이의 바디(210)는 네크부(211)로 구분될 수 있다.More precisely, the clearance may be the distance between the bottom surface of the head portion 230 and the bottom surface of the hook portion 220. The body 210 between the portion where the hook portion 220 is disposed and the bottom surface of the head portion 230 may be divided into the neck portion 211 so as to form the clearance space.

상기된 실시예에서는 상측의 엔드플레이트(110)를 고정하는 경우를 설명하였으나 이는 하측의 엔드플레이트(110)에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기된 구조의 체결수단(200)의 구조는 상하측의 엔드플레이트(110) 모두 또는 선택된 어느 하나에 채용될 수 있다.Although the upper end plate 110 is fixed in the above embodiment, it is also applicable to the lower end plate 110 as well. In addition, the structure of the fastening means 200 having the above-described structure can be adopted for both the upper and lower end plates 110 or any one selected.

상기 후크부(220)는 1차적인 상하방향의 고정의 기능을 수행하며, 헤드부(230)는 스웰링이나 물리적 충격에 의한 후크부(220)의 걸림상태의 해제 내지는 파손시 2차적인 상하방향의 유동을 억제하는 기능을 수행한다.The hook portion 220 performs a primary vertical fixing function and the head portion 230 is fixed to the upper and lower ends of the hook portion 220 when the hook portion 220 is released or damaged due to swelling or physical impact Directional flow of the fluid.

배터리모듈(100)에서 변형이 허용되는 높이는 상기 네크부(211)의 높이에 의하여 결정되는데 이러한 네크부(211)의 높이는 배터리모듈(100)이 설치되는 공간이나 변형의 허용폭 등에 의하여 선택적으로 이루어질 수 있다.The height at which the battery module 100 is allowed to be deformed is determined by the height of the neck portion 211. The height of the neck portion 211 can be selectively made by the space in which the battery module 100 is installed, .

도 5는 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단에 대한 실시예를 나타내는 측면도이다.Fig. 5 is a side view showing an embodiment of fastening means of a battery module having a swelling-supporting structure.

바디(210)는 상기와 같이 엔드플레이트(110) 및 적층모듈(150)에 관통 삽입되는 원기둥 형태로 이루어질 수 있다. The body 210 may have a cylindrical shape inserted through the end plate 110 and the stacking module 150 as described above.

바디(210)의 상부 측면으로는 후크부(220)가 돌출 형성되며, 이러한 후크부(220)는 저면에서 엔드플레이트(110)의 관통홀 부위의 상면에 걸림될 수 있음은 상기한 바와 같다.The hook 220 is protruded from the upper side of the body 210 and the hook 220 is hooked on the upper surface of the through hole of the end plate 110 at the bottom.

정확한 체결을 위하여 상기 후크부(220)는 2개 이상이 배치될 수 있고, 좌우방향으로 대칭 또는 원주방향으로 등간격으로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that two or more hooks 220 are disposed for accurate fastening and they are formed symmetrically or equidistantly in the circumferential direction in the left-right direction.

이러한 후크부(220)와 헤드부(230)의 사이에는 여유공간을 제공하기 위하여 설정된 높이의 네크부(211)가 형성된다.A neck portion 211 having a predetermined height is formed between the hook portion 220 and the head portion 230 to provide a clearance space.

한편, 상측에 여유공간의 형성을 위한 구조가 채택되는 경우 하측에서는 하측의 엔드플레이트(110)에의 고정을 위한 하측지지부(240)가 바디(210)의 하단측에 결합될 수 있다.When a structure for forming a clearance space is adopted on the upper side, a lower support portion 240 for fixing the lower side to the end plate 110 may be coupled to the lower side of the body 210.

상기 하측지지부(240)는 상측의 헤드부(230)에 대응되는 형상으로 이루어지는 예가 도시되나 이러한 형상은 선택적이며, 하측의 엔드플레이트(110)를 고정할 수 있는 형상과 크기로 이루어지면 족하다.The lower support 240 is formed to have a shape corresponding to the upper head 230, but the shape is optional and it suffices to have a shape and a size to fix the lower end plate 110.

상기된 상측의 헤드부(230), 네크부(211) 및 후크부(220)의 구조는 하측에도 채용될 수 있음은 상기한 바와 같다. 다만, 엔드플레이트(110)의 관통홀과 적층모듈(150)의 체결홀에 바디(210)가 삽입되어 배치되기 때문에 하측의 하측지지부(240)측이 바디(210)가 삽입된 상태에서 결합되는 것이 바람직하다.The structure of the upper head 230, the neck 211, and the hook 220 may be employed on the lower side as well. Since the body 210 is inserted and inserted into the through hole of the end plate 110 and the fastening hole of the lamination module 150, the lower side support portion 240 side is coupled with the body 210 inserted therein .

이를 위하여, 상기 하측지지부(240)는 바디(210)에 결합되는 볼트 내지는 바디(210)의 하단측에 형성되는 나사산에 결합되는 너트로 이루어질 수 있다.The lower support 240 may be a bolt coupled to the body 210 or a nut coupled to a thread formed at the lower end of the body 210. [

또한, 경우에 따라 바디(210)의 일부가 상호간에 결합되는 두 개의 부재로 이루어져 상호간에 체결되는 구조로 이루어지는 경우도 고려될 수 있다.In addition, a case may be considered in which the body 210 is composed of two members that are coupled to each other and are fastened to each other.

도 6은 본 발명의 체결수단의 네트부를 더욱 확대하여 나타내는 사시도이다.Fig. 6 is a perspective view showing the net portion of the fastening means of the present invention in a further enlarged manner. Fig.

체결수단(200)의 상단측에 헤드부(230)가 바디(210)의 직경보다 더 큰 원반 형태로 배치되고 이는 2차적인 상하방향의 유동을 억제하는 기능을 수행함은 상기한 바와 같다.The head part 230 is disposed on the upper end side of the fastening means 200 in a disc shape larger than the diameter of the body 210 so as to suppress the secondary up-down flow.

이러한 헤드부(230)의 하측에서 후크부(220)가 배치되는 부위는 네크부(211)로서 네크부(211)의 높이는 엔드플레이트(110) 내지는 적층모듈(150)의 변형이 가능한 높이를 의미한다.A portion where the hook portion 220 is disposed below the head portion 230 is a neck portion 211 and a height of the neck portion 211 means a height at which the end plate 110 or the lamination module 150 can be deformed do.

엔드플레이트(110)의 관통홀측에 걸림되는 후크부(220)는 구체적으로, 바디(210)의 외측으로 돌출되는 걸림턱부(221)와, 상기 걸림턱부(221)와 바디(210)를 연결하는 연장부(222)로 이루어질 수 있다. 상기 연장부(222)는 바디(210)의 측면이 절개된 형태로 이루어질 수 있으며 상측의 자유단에서 전후방으로 탄성변형됨으로써 관통홀의 삽입이 용이하게 이루어질 수 있다.The hook portion 220 engaged with the through hole of the end plate 110 includes a hooking protrusion 221 protruding outward from the body 210 and a hooking protrusion 221 connecting the hooking protrusion 221 and the body 210 And an extension part 222. The extension part 222 may be formed by cutting the side surface of the body 210 and may be elastically deformed forward and backward at the free end of the upper part so that the insertion of the through hole can be facilitated.

상기 걸림턱부(221)는 저면이 평평하고 상측은 하향경사진 형태로 이루어질 수 있다.The latching jaw 221 may have a flat bottom surface and a downward inclined shape.

상기 연장부(222)의 탄성변형을 고려하여 연장부(222)와 바디(210)의 연결부위에는 원주방향의 중심측으로 함몰된 홈 형태의 요홈부(223)가 더 형성될 수 있고, 이에 따라 연장부(222)는 걸림턱부(221)에서 받는 힘에 따라 변형되면서 어느 정도 파손에 대하여 적응이 가능하다.In consideration of the elastic deformation of the extension portion 222, a groove-like recessed portion 223 recessed toward the center in the circumferential direction may be further formed at a connection portion between the extension portion 222 and the body 210, The extension part 222 is deformed according to the force received by the latching jaw part 221 and is adaptable to some degree of damage.

배터리모듈(100)을 체결하도록 결합된 상태에서 어느 하나 이상의 배터리셀에 스웰링이 발생되면 적층모듈(150)은 상하방향으로 부풀어오르게 된다.When swelling occurs in one or more battery cells in a state where the battery module 100 is coupled to the battery module 100, the stacking module 150 swells up and down.

변형이 심해짐에 따라 후크부(220)가 파손되거나 걸림상태가 해제되면서 엔드플레이트(110)는 네크부(211)를 따라 밀려 올라가게 되고, 상기 헤드부(230)는 2차적으로 엔드플레이트(110)의 상면을 저부에서 지지하게 된다. 따라서, 후크부(220)는 체결의 기능을 수행하며, 헤드부(230)는 체결의 해제상태에서 상하방향의 유동을 억제하는 스토퍼로서의 기능을 수행할 수 있는 것이다.The end plate 110 is pushed up along the neck portion 211 while the hook portion 220 is broken or the hooking state is released as the deformation becomes severe. The head portion 230 is secondarily fixed to the end plate 110 at the bottom. Therefore, the hook portion 220 functions as a fastening member, and the head portion 230 can function as a stopper for restricting the upward and downward movement in the unlocked state.

상기된 본 발명에 따른 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단에 의하여, 배터리셀의 스웰링 발생시 변형이 가능한 여유공간을 통하여 구조적으로 변형을 허용하고 배터리모듈의 구조적인 파손이 이루어지지 않도록 함으로써 기계적 및 전기적 안정성이 향상되는 이점이 있다.By the fastening means of the battery module having the swelling structure according to the present invention, the battery module can be structurally deformed through the free space that can be deformed when the swelling of the battery cell occurs, Thereby improving the mechanical and electrical stability.

특히, 스웰링에 따른 배터리모듈 내부의 냉각유로의 막힘을 방지할 수 있어 변형의 발생에도 불구하고 중대형 배터리모듈에서 성능이 보장될 수 있는 이점을 가진다.Particularly, it is possible to prevent clogging of the cooling channel inside the battery module due to swelling, and thus the performance of the middle- or large-sized battery module can be ensured despite the occurrence of deformation.

또한, 종래와 같이 스웰링에의 대처를 위한 설계변경이나 추가적인 부재의 배치의 필요성이 없어 생산성의 향상으로 이어지는 이점이 있다.Further, there is no need for a design change or an additional member arrangement for coping with swelling as in the prior art, leading to an improvement in productivity.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.

100...배터리모듈 110...엔드플레이트
150...적층모듈 200...체결수단
210...바디 211...네크부
220...후크부 221...걸림턱부
222...연장부 223...요홈부
230...헤드부 240...하측지지부100 ... battery module 110 ... end plate
150 ... lamination module 200 ... fastening means
210 ... body 211 ... neck portion
220 ... hook portion 221 ... engaging jaw
222 ... extension portion 223 ... recessed portion
230 ... head part 240 ... lower support part

Claims (8)

복수의 배터리셀과 엔드플레이트를 결합하는 체결수단으로서,
엔드플레이트에 걸림되는 후크부; 및
상기 후크부의 상측으로 이격 배치되고 엔드플레이트와 후크부의 걸림상태 해제시 엔드플레이트의 높이방향으로의 이동 또는 변형을 제한하는 헤드부를 포함하는 스웰링 대응구조를 구비하며,
상기 헤드부는, 기둥 형상의 바디부의 상단에 형성되고,
상기 후크부는, 바디부의 측면으로 돌출되어 형성되며,
상기 헤드부와 후크부 사이에 형성되는 네크부는, 엔드플레이트의 높이방향으로의 이동 또는 변형이 가능한 여유공간의 높이를 결정하고,
상기 후크부는, 상기 바디부의 외측으로 돌출되는 걸림턱부 및 상기 걸림턱부와 바디부를 연결하는 연장부로 이루어지며,
상기 연장부는, 상기 바디부의 측면이 절개된 형태로 이루어져 상기 연장부의 상측의 자유단에서 전후방으로 탄성변형 가능한 구조를 갖는 배터리모듈의 체결수단.A fastening means for fastening a plurality of battery cells and an end plate,
A hook portion which is engaged with the end plate; And
And a head portion disposed on the upper side of the hook portion and restricting movement or deformation of the end plate in the height direction when the end plate and the hook portion are released from the engagement state,
The head portion is formed at the upper end of the columnar body portion,
The hook portion may protrude from the side surface of the body portion,
The neck portion formed between the head portion and the hook portion determines the height of the clearance space capable of being moved or deformed in the height direction of the end plate,
The hook portion includes a hook portion protruding outward from the body portion and an extension portion connecting the hook portion and the body portion,
Wherein the extension part has a side surface of the body part and has a structure capable of being elastically deformed forward and backward at an upper free end of the extension part. 제1항에 있어서,
상기 후크부는,
관통홀에 삽입되는 상기 바디부의 외면에서 양측으로 대칭되도록 돌출되는 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단.The method according to claim 1,
The hook portion
And a swell ring corresponding structure protruding from the outer surface of the body portion, which is inserted into the through hole, so as to be symmetrical to both sides. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 헤드부는,
상기 바디부보다 큰 반경의 원반 형상으로 형성되는 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단.The method according to claim 1,
Wherein:
And a swing ring-corresponding structure formed in a disk shape having a larger radius than the body portion. 제1항에 있어서,
상기 바디부는,
복수의 카트리지 및 엔드플레이트를 관통하여 배치되고 원기둥 형상으로 이루어지는 스웰링 대응구조를 구비하는 배터리모듈의 체결수단.The method according to claim 1,
The body part
A fastening means of a battery module having a swelling-supporting structure which is arranged through a plurality of cartridges and end plates and has a cylindrical shape. 복수의 배터리셀이 적층 형성되는 적층모듈;
상기 적층모듈의 상단측에 배치되는 엔드플레이트; 및
상기 적층모듈과 엔드플레이트를 관통하여 배치되며 수평방향으로 위치를 결정하는 바디부와, 엔드플레이트의 상단에 걸림되어 적층모듈과 엔드플레이트를 체결하는 후크부와, 후크부와 엔드플레이트의 걸림 해제시 엔드플레이트의 상하방향의 이동 또는 변형을 제한하는 헤드부로 이루어지는 체결수단을 포함하며,
상기 헤드부는, 상기 바디부의 상단에 형성되고,
상기 후크부는, 상기 바디부의 측면으로 돌출되어 형성되며,
상기 헤드부와 후크부 사이에 형성되는 네크부는, 엔드플레이트의 높이방향으로의 이동 또는 변형이 가능한 여유공간의 높이를 결정하고,
상기 후크부는, 상기 바디부의 외측으로 돌출되는 걸림턱부 및 상기 걸림턱부와 바디부를 연결하는 연장부로 이루어지며,
상기 연장부는, 상기 바디부의 측면이 절개된 형태로 이루어져 상기 연장부의 상측의 자유단에서 전후방으로 탄성변형 가능한 구조를 갖는 배터리모듈.A lamination module in which a plurality of battery cells are stacked;
An end plate disposed on an upper side of the lamination module; And
A hook portion which is engaged with the upper end of the end plate and engages the lamination module and the end plate, and a hook portion which is engaged with the hook portion and the end plate, And a fastening means including a head portion for restricting the movement or deformation of the end plate in the vertical direction,
Wherein the head portion is formed at an upper end of the body portion,
The hook portion may protrude from a side surface of the body portion,
The neck portion formed between the head portion and the hook portion determines the height of the clearance space capable of being moved or deformed in the height direction of the end plate,
The hook portion includes a hook portion protruding outward from the body portion and an extension portion connecting the hook portion and the body portion,
The battery module according to any one of claims 1 to 3, wherein the body portion is formed in a side surface of the body portion, and the body portion is elastically deformable in a front-to-rear direction at a free end of the extension portion. 제6항에 있어서,
상기 체결수단은,
후크부와 헤드부 사이에서 배터리셀의 스웰링에 의한 변형에 대응할 수 있는 여유공간을 제공하는 배터리모듈.The method according to claim 6,
The fastening means,
Thereby providing a free space that can accommodate deformation due to swelling of the battery cell between the hook portion and the head portion. 제7항에 있어서,
상기 체결수단은,
상기 바디부의 하단측에 결합되고 하측에 배치되는 엔드플레이트를 지지하는 하측지지부를 더 구비하는 배터리모듈.8. The method of claim 7,
The fastening means,
And a lower support portion coupled to a lower end of the body portion and supporting an end plate disposed at a lower side.
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