KR101881120B1 - Battery Module Having Cartridge with Electrode Terminal Supporting Part - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나 이상의 전지셀이 카트리지에 장착되어 상호 밀착 또는 적층 구조를 이루고 있고, 전지셀들의 전극단자 연결부가 수직 절곡된 상태로 카트리지 외측으로 돌출되어 있는 셀 모듈들이 둘 이상의 개수로 적층되어 있는 셀 모듈 적층체, 상기 셀 모듈 적층체의 최외곽 카트리지에 각각 결합되어 있는 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트를 포함하고 있고, 상기 카트리지에는, 카트리지 본체로부터 전극단자 연결부 쪽으로 연장되어 상기 전극단자 연결부를 지지하는 전극단자 지지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.The present invention relates to a battery module in which one or more battery cells are mounted on a cartridge to form mutually close contact or a laminated structure and in which cell modules protruding outside the cartridge with the electrode terminal connection portion of the battery cells being vertically bent are stacked in two or more And a first plate and a second plate respectively coupled to the outermost cartridges of the cell module laminate, wherein the cartridge further includes a plurality of protrusions extending from the cartridge body toward the electrode terminal connection portion to support the electrode terminal connection portion And an electrode terminal support portion is formed in the battery module.
Description
본 발명은 전극단자 지지부가 형성되어 있는 카트리지를 포함하는 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a cartridge in which an electrode terminal support portion is formed.
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 전지모듈이 사용된다.In a small mobile device, one or a few battery cells are used per device, while a large and medium-sized device such as an automobile uses a battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected to each other due to the necessity of a high output large capacity.
전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 전지모듈의 단위셀로서 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 the battery module is preferably manufactured with a small size and a weight as much as possible, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, or the like, which can be charged with a high degree of integration and has a small weight to capacity, is mainly used as a unit cell of a 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.
도 1에는 종래의 전지모듈에 포함되는 파우치형 전지셀의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 분해 사시도가 도시되어 있다. FIG. 1 is a perspective view of a pouch-type battery cell included in a conventional battery module, and FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 파우치형 전지셀(10)은 전극리드들(양극리드: 11, 음극리드: 12)이 일측 단부에 형성되어 있는 판상형 전지셀(10)로서, 파우치형 전지셀 케이스(20)의 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체(30)가 그것의 양극 및 음극 탭들(31, 32)과 전기적으로 연결되되록 용접되어 있는 두 개의 전극리드(11, 12)가 외부로 노출되도록 열융착에 의해 실링부(14)가 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다. 1 and 2, a pouch-
이러한 전지셀은 카트리지 등에 고정된 상태로 적층되며, 하나의 전지셀은 인접하여 적층된 전지셀과 전기적으로 접속되는 구조를 이루고 있다. 구체적으로 인접한 전지셀의 전극단자들의 단부를 각각 절곡하여 중첩시킨 후, 중첩된 부위를 용접함으로써 전기적 및 기계적으로 접속되는 구조를 형성하고 있다. Such a battery cell is stacked in a state of being fixed to a cartridge or the like, and one battery cell is structured to be electrically connected to a stacked battery cell adjacent to each other. Specifically, the ends of the electrode terminals of adjacent battery cells are folded and overlapped, respectively, and then the overlapped portions are welded to form a structure electrically and mechanically connected.
그러나, 상기의 구조는 전극단자의 연결부위가 외부충격에 취약한 구조로 형성되어 있으므로, 외력의 인가에 의해 전극단자 연결부위가 변형, 또는 파손되고, 이로 인해 쇼트가 발생하는 단점이 있었다. However, the above structure is disadvantageous in that the connecting portion of the electrode terminal is formed in a structure vulnerable to an external impact, so that the connection portion of the electrode terminal is deformed or broken due to application of an external force, resulting in a short circuit.
또한, 전극단자들의 용접 과정은 일반적으로 전극단자간의 용접을 위한 지그(jig)를 사용하여 수행되고 있으나, 지그 사용 과정에서 쇼트에 의한 불량이 발생하고 있으며, 지그 자체의 개발비용, 및 제조공정의 추가에 의한 생산성 저하 등의 문제가 발생하고 있다. The welding process of the electrode terminals is generally performed by using a jig for welding between the electrode terminals. However, defects due to short-circuiting occur during the use of the jig, and the development cost of the jig itself, There is a problem such as a decrease in productivity due to the addition.
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.
본 발명의 목적은, 전지셀들의 전극단자 연결부위에 대해 외부충격에 의한 쇼트를 방지하여 안전성을 향상시키고, 전극단자들 간의 용접에 사용되는 부재를 개선하여 용접 과정을 보다 효율적으로 수행함으로써 생산성을 향상시킨 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the safety by preventing a short circuit due to an external impact to electrode terminal connection parts of battery cells and to improve a member used for welding between electrode terminals, And a battery module having an improved structure.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은,According to an aspect of the present invention,
하나 이상의 전지셀이 카트리지에 장착되어 상호 밀착 또는 적층 구조를 이루고 있고, 전지셀들의 전극단자 연결부가 수직 절곡된 상태로 카트리지 외측으로 돌출되어 있는 셀 모듈들이 둘 이상의 개수로 적층되어 있는 셀 모듈 적층체;Wherein at least one battery cell is mounted on the cartridge to form a mutual close contact or a laminated structure and the electrode terminal connection portion of the battery cells is bent perpendicularly and protruded outside the cartridge, ;
상기 셀 모듈 적층체의 최외곽 카트리지에 각각 결합되어 있는 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트;A first plate and a second plate respectively coupled to outermost cartridges of the cell module stack;
를 포함하고 있고,And,
상기 카트리지에는, 카트리지 본체로부터 전극단자 연결부 쪽으로 연장되어 상기 전극단자 연결부를 지지하는 전극단자 지지부가 형성되어 있는 구조로 구성될 수 있다. The cartridge may have a structure in which an electrode terminal support portion extending from the cartridge body to the electrode terminal connection portion and supporting the electrode terminal connection portion is formed.
즉, 본 발명에 따른 전지모듈은 전극단자 연결부를 지지하는 전극단자 지지부가 카트리지 본체로부터 연장되어 있는 구조에 의하여, 진동, 낙하 등 외부충격의 인가 시 전극단자 연결부의 변형 또는 파손을 방지함으로써 쇼트를 예방하여 안전성을 향상시키는 구조를 포함하고 있다. That is, the battery module according to the present invention has a structure in which the electrode terminal supporting portion for supporting the electrode terminal connecting portion is extended from the cartridge main body, thereby preventing deformation or breakage of the electrode terminal connecting portion when external impact such as vibration or dropping is applied, And to improve the safety.
본 발명의 전지모듈에 포함되는 전지셀은 외주면의 일측에 양극단자 및 음극단자가 돌출되어 있는 구조이거나, 또는 외주면의 일측에 양극단자가 돌출되어 있고 대향 측에 음극단자가 돌출되어 있는 구조일 수 있다.The battery cell included in the battery module of the present invention may have a structure in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protrude from one side of an outer peripheral surface or a structure in which a positive electrode terminal protrudes on one side of the outer peripheral surface and a negative electrode terminal protrudes on the opposite side .
상기 전지셀은 카트리지에 장착되는 구조로서, 예를 들어 카트리지에 직접적으로 체결되어 고정되거나, 또는 카트리지와 카트리지 사이에 개재된 상태로 고정되는 구조일 수 있다. 하나의 구체적인 예에서, 카트리지와 카트리지 사이에 전지셀이 고정된 구조로서, 상기 카트리지 및 그것과 인접한 카트리지 사이에 2개의 전지셀들이 장착되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. The battery cell may be a structure to be mounted on a cartridge, for example, a structure in which it is fastened and fixed directly to the cartridge, or fixed in a state interposed between the cartridge and the cartridge. In one specific example, a structure in which a battery cell is fixed between a cartridge and a cartridge, may include a structure in which two battery cells are mounted between the cartridge and an adjacent cartridge.
상기 카트리지에는 전지셀의 양극단자 및 음극단자가 외측으로 돌출되도록, 상기 양극단자 및 음극단자가 각각 관통되는 제 1 관통부 및 제 2 관통부가 형성되어 있는 구조일 수 있다. The cartridge may have a structure in which a first penetration portion and a second penetration portion through which the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are respectively inserted are formed such that the positive and negative terminals of the battery cell protrude outward.
구체적으로, 상기 제 1 관통부는 인접한 전지셀의 전극단자가 각각 관통되도록 상하 방향으로 배열된 제 1 관통홈 및 제 2 관통홈을 포함하고 있으며, 상기 제 1 관통홈의 상부는 카트리지의 상면과 연결되어 있고, 상기 제 2 관통홈의 하부는 카트리지의 하면과 연결되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. Specifically, the first through-hole includes a first through-hole and a second through-hole arranged in the vertical direction so that the electrode terminals of the adjacent battery cells respectively pass through, and the upper portion of the first through-hole is connected to the upper surface of the cartridge And the lower portion of the second through groove is connected to the lower surface of the cartridge.
이 때, 상기 전극단자 지지부는 상기 제 1 관통부를 통해 돌출된 전극단자의 연결부를 지지하는 제 1 전극단자 지지대를 포함하고 있고, 상기 제 1 전극단자 지지대는 제 1 관통홈 및 제 2 관통홈 사이에 돌출되어 있는 구조로 형성될 수 있다. In this case, the electrode terminal supporting part may include a first electrode terminal supporting part for supporting a connection part of the electrode terminal projected through the first penetrating part, and the first electrode terminal supporting part may include a first through- As shown in FIG.
또한, 상기 제 2 관통부는 인접한 전지셀의 전극단자가 각각 관통되도록 상하 방향으로 배열된 2개의 슬릿들로 형성되어 있을 수 있다. In addition, the second through-hole may be formed by two slits arranged in the vertical direction so that the electrode terminals of the adjacent battery cells pass through.
이 때, 상기 전극단자 지지부는 상기 제 2 관통부를 통해 돌출된 전극단자의 연결부를 지지하는 제 2 전극단자 지지대를 포함하고 있고, 상기 제 2 전극단자 지지대는 상기 2개의 슬릿들의 상부 및 하부에 각각 돌출되어 있는 구조로 형성될 수 있다. The electrode terminal support includes a second electrode terminal support for supporting a connection portion of the electrode terminal protruded through the second penetration portion, and the second electrode terminal support is formed on the upper and lower portions of the two slits, respectively It can be formed as a protruding structure.
상기 전지셀들은 전지셀 본체의 외측으로 돌출된 전극단자들이 상호 절곡되어 중첩되면서 전기적으로 접속되는 구조를 이룰 수 있다. 구체적으로, 상기 전지셀의 전극단자의 단부와 인접한 전지셀의 전극단자의 단부가 상호 중첩되도록 각각 상부 및 하부 방향, 또는 하부 및 상부 방향으로 절곡되어 전극단자 연결부를 형성하고, 상기 전극단자 연결부는 용접에 의해 전기적 및 기계적으로 접속되는 구조로 이루어질 수 있다. The battery cells may have a structure in which the electrode terminals protruded to the outside of the battery cell body are electrically connected while being folded and overlapped. Specifically, an electrode terminal connection portion is formed by bending the end portion of the electrode terminal of the battery cell and the end portion of the electrode terminal of the adjacent battery cell so as to overlap each other in the upper and lower directions, the lower and upper directions, And may be structured to be electrically and mechanically connected by welding.
이 때, 상기 전극단자들은 직렬로 접속될 수 있으며, 이를 위해 상부 또는 하부 방향으로 인접한 전극단자들이 서로 다른 극성을 띄도록 전지셀들이 배치될 수 있다. In this case, the electrode terminals may be connected in series. For this purpose, the battery cells may be arranged such that the adjacent electrode terminals in the upper or lower direction have different polarities.
상기 전극단자들의 용접에 의해 결합될 수 있으며, 예를 들어 레이저 용접이 사용될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.But may be joined by welding of the electrode terminals, for example, but not limited to, laser welding.
한편, 전극단자들의 용접은 일반적으로 용접 지그(jig)를 이용하여 수행되며, 종래의 용접 지그는 전극단자 연결부의 내측을 지지하도록 지지부재를 삽입 장착한 후 전극단자 연결부의 외측 용접 부위를 노출하는 구조로 구성되어 있다. 그러나, 상기와 같이 전극단자들이 절곡되어 접속된 구조의 전극단자 연결부의 내측에 지지부재를 삽입하는 과정에서 전극단자의 변형 및 파손이 발생하며, 이는 쇼트를 유발하여 안전성을 크게 감소시키는 원인이 되고 있다. Meanwhile, the welding of the electrode terminals is generally performed using a welding jig. The conventional welding jig has a structure in which a support member is inserted to support the inside of the electrode terminal connection portion, and then an external welding portion of the electrode terminal connection portion is exposed Structure. However, in the process of inserting the support member into the electrode terminal connection portion of the structure in which the electrode terminals are bent and connected as described above, deformation and breakage of the electrode terminal occur, which causes a short circuit and greatly reduces safety have.
따라서, 본원발명에서는 상기 전극단자 연결부의 용접 부위를 노출시키는 용접용 개구가 형성되어 있는 용접 지그(jig)가, 전극단자 연결부 또는 전극단자 지지부 상에 장착된 상태에서 용접이 수행되는 바, 카트리지로부터 연장되어 있는 전극단자 지지부에 의해 전극단자 연결부가 지지되어 용접이 수행되므로, 전극단자 연결부의 내측에 지지부재를 삽입하는 과정을 생략할 수 있다. Therefore, in the present invention, welding is performed in a state where a welding jig having a welding opening exposing a welding portion of the electrode terminal connection portion is mounted on the electrode terminal connection portion or the electrode terminal support portion, Since the electrode terminal connection portion is supported by the extended electrode terminal support portion and welding is performed, the process of inserting the support member into the electrode terminal connection portion can be omitted.
따라서, 용접 과정을 간소화하고 전극단자의 파손을 방지하며, 지그의 구조를 간단히 함으로써, 제조 공정성 및 안전성을 향상시키고 제조 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다. Accordingly, it is possible to simplify the welding process, to prevent breakage of the electrode terminal, and to simplify the structure of the jig, thereby improving manufacturing processability and safety and reducing manufacturing cost.
상기 용접 지그의 용접용 개구는 용접 부위를 안내하도록 용접 부위를 외측으로 노출시키는 구조로서, 폭 대비 길이가 긴 슬릿 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 용접은 선용접 또는 다수의 점용접으로 수행될 수 있다.The welding opening of the welding jig may have a slit shape having a length longer than a width of the welding opening so as to expose the welding part to the outside so as to guide the welding part. At this time, the welding can be performed by a line welding or a plurality of spot welding.
상기 용접용 개구의 길이는 용접 부위의 길이에 대응하여, 용접 부위를 노출시키면서 용접의 정확성을 확보하도록, 전극단자 연결부의 길이의 80% 내지 120%의 길이로 형성될 수 있다. The length of the welding opening corresponds to the length of the welding portion, and may be 80% to 120% of the length of the electrode terminal connection portion so as to ensure accuracy of welding while exposing the welding portion.
상기 용접 지그에 관한 하나의 구체적인 예로서, 상기 용접 지그는, 전극단자 지지부가 삽입되는 삽입부가 형성되어 있는 내측 지그, 및 상기 전극단자 지지부를 감싸면서 상기 내측 지그와 결합되고, 상기 용접용 개구가 형성되어 있는 외측 지그를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. As a specific example of the welding jig, the welding jig includes an inner jig having an insertion portion into which an electrode terminal support portion is inserted, and an inner jig surrounding the electrode terminal support portion, the inner jig being engaged with the inner jig, And an outer jig formed therein.
상기 내측 지그 및 외측 지그는 상호 분리 및 조립이 용이한 구조로서, 예를 들어, 상기 내측 지그 및 외측 지그에는 각각 하나 이상의 체결구가 형성되어 있고, 상기 체결구에 체결되는 볼트에 의해 상기 내측 지그 및 외측 지그가 상호 결합되는 구조로 이루어질 수 있다. The inner jig and the outer jig are easily separated and assembled. For example, the inner jig and the outer jig each have one or more fasteners, and the bolts fastened to the fasteners cause the inner jig And the outer jig are coupled to each other.
상기 전지셀은, 예를 들어, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조의 파우치형 전지셀일 수 있다.The battery cell may be, for example, a pouch-shaped 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.
구체적으로, 상기 전지셀은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 파우치형 전지셀로서, 전체적으로 폭 대비 두께가 얇은 대략 직육면체 구조인 판상형으로 이루어질 수 있다. 이러한 파우치형 전지셀은 일반적으로 파우치형의 전지케이스로 이루어질 수 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 구성될 수 있다.Specifically, the 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. The battery cell may be a plate-shaped battery cell having a substantially rectangular parallelepiped structure. The pouch-shaped battery cell may be generally formed of a pouch-shaped battery case, and the battery case may include 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 heat-sealed.
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 케이스 외주면의 상하부 접촉부위를 열융착하여 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. 그러나, 전지케이스가 1 단위의 부재로서 상부 및/또는 하부 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체를 수납한 후 케이스 외주면의 상하부 접촉부위를 열융착하여 밀봉하는 구조일 수도 있음은 물론이다.The case of the pouch-type battery cell may have a variety of structures. For example, the case may be a two-unit member, which houses the electrode assembly in the housing portion formed on the upper and / or lower inner surface, And a structure for sealing by heat fusion. 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. However, it is needless to say that the battery case may be a structure in which the electrode assembly is housed in the housing portion formed as one member of the upper and / or lower inner surface and then the upper and lower contact portions of the outer circumferential surface of the case are thermally fused and sealed.
상기 전지셀은 부피 대비 고출력 또는 고용량을 제공하는 리튬 이온전지셀 또는 리튬 폴리머 전지셀일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. The battery cell may be a lithium ion battery cell or a lithium polymer battery cell which provides a high output or a high capacity relative to the volume, but is not limited thereto.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈을 단위체로 포함하는 고출력 대용량의 중대형 전지팩을 제공한다. 상기 중대형 전지팩은 요구되는 용량 또는 출력에 따라 다양한 개수의 전지모듈이 전기적으로 연결된 상태로 장착되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.The present invention also provides a large-capacity, large-capacity, middle- or large-sized battery pack including the battery module as a unit. The middle- or large-sized battery pack may have a structure in which various numbers of battery modules are electrically connected to each other depending on a required capacity or output.
본 발명은 또한, 상기 중대형 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 예를 들어 전기자동차, 또는 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전기오토바이, 및 전기자전거 중 하나일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. The present invention also provides a device comprising the medium to large battery pack, wherein the device is for example an electric vehicle, or a hybrid electric vehicle, or a plug-in hybrid electric vehicle, or an electric motorcycle, It may be but is not limited to one of the bicycles.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당 업계에 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, 전극단자 지지부가 형성된 구조에 의하여, 진동, 낙하 등 외부충격의 인가 시 전극단자 연결부의 변형 또는 파손을 방지함으로써 쇼트를 예방하여 안전성을 향상시키는 효과가 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the battery module according to the present invention has a structure in which the electrode terminal support portion is formed, thereby preventing deformation or breakage of the electrode terminal connection portion when external impact such as vibration or drop is applied, It is effective.
또한, 전극단자의 용접 과정을 간소화하고, 용접 시 발생하는 전극단자의 파손을 방지하며, 용접 지그의 구조를 간단히 함으로써, 제조 공정성 및 안전성을 향상시키고 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. In addition, it is possible to simplify the welding process of the electrode terminal, to prevent breakage of the electrode terminal during welding, and to simplify the structure of the welding jig, thereby improving manufacturing processability and safety and reducing manufacturing cost.
도 1은 종래의 파우치형 전지셀에 관한 사시도이다;
도 2는 도 1의 분해 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도이다;
도 4는 도 1의 A 부위에 관한 확대도이다;
도 5는 도 1의 전지모듈에 용접 지그를 장착한 구조의 사시도이다;
도 6은 도 5의 용접 지그의 확대도이다. 1 is a perspective view of a conventional pouch-shaped battery cell;
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
3 is a perspective view of a battery module according to one embodiment of the present invention;
Fig. 4 is an enlarged view of part A in Fig. 1; Fig.
5 is a perspective view of a structure in which a welding jig is mounted on the battery module of Fig. 1;
Fig. 6 is an enlarged view of the welding jig of Fig. 5;
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 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 1의 A 부위에 관한 확대도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion A in FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전지모듈(100)은 전지셀이 카트리지(120)에 장착되어 있는 구조의 셀 모듈 다수가 적층되어 셀 모듈 적층체를 형성하고 있고, 셀 모듈 적층체의 적층 상면 및 하면에 각각 제 1 플레이트(142) 및 제 2 플레이트(144)가 결합되어 있는 구조로 구성되어 있다. 3 and 4, a plurality of cell modules having a structure in which the battery cells are mounted on the
전지셀들의 전극단자들(112)은 각각 카트리지(120)의 외측으로 돌출되어 있으며, 전극단자(112)의 단부가 수직 절곡되어 인접한 전극단자(112)의 수직 절곡된 단부와 중첩된 구조로 전극단자 연결부(115)를 형성하고 있다. The
인접한 카트리지들(120) 사이에는 2개의 전지셀이 장착되어 있으며, 카트리지(120)에는 전지셀들의 전극단자들이 외측으로 돌출되도록 전극단자들(112)이 각각 관통되는 제 1 관통부(126a, 126b)와 제 2 관통부(128a, 128b)가 형성되어 있고, 제 1 관통부(126a, 126b)는 제 1 관통홈(126a)과 제 2 관통홈(126b)을 포함하고 있다. 그리고, 제 1 관통홈(126a)의 상면은 카트리지(120)의 상면과 연결되어 있고, 제 2 관통홈(126b)의 하부는 카트리지(120)의 하면과 연결되어 있다. 또한, 제 2 관통부(128a, 128b)는 2 개의 상하 방향으로 배열된 슬릿들을 포함하고 있다. Two battery cells are mounted between the
제 1 관통부(126a, 126b) 및 제 2 관통부(128a, 128b)를 통해 외측으로 돌출된 전극단자들(112)의 단부는 각각 상부 또는 하부 방향으로 수직 절곡되어 인접한 전극단자(112)의 단부와 중첩된 상태로 전극단자 연결부(115)를 형성하고 있다. 전극단자 연결부(115)는 용접에 의해 전기적 및 기계적으로 결합을 이룬다.The ends of the
카트리지(120)에는 전극단자 연결부(115)의 내측을 지지하는 전극단자 지지부(125a, 125b)가 돌출되어 있는 구조로 형성되어 있다. 이러한 전극단자 지지부(125a, 125b)는 제 1 관통홈(126a) 및 제 2 관통홈(126b) 사이에 돌출되어 있고, 또한 2 개의 슬릿들(128a, 128b) 의 상부 및 하부에 각각 돌출되어 있는 구조로 형성되어 있다. The
도 5에는 도 1의 전지모듈에 용접 지그를 장착한 구조의 사시도가 도시되어 있고 도 6에는 도 5의 용접 지그의 확대도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a perspective view of a structure in which a welding jig is mounted on the battery module of FIG. 1, and FIG. 6 is an enlarged view of the welding jig of FIG.
도 5 및 도 6을 도 4와 함께 참조하면, 전극단자 연결부(115)의 용접은 용접 지그(150)를 장착한 상태에서 수행되며, 용접이 완료되면 전극단자 연결부(115)에서 용접 지그(150)를 분리한다. 이를 위해, 용접 지그(150)는 간단한 과정으로 장착 및 분리가 가능한 구조로 이루어져 있으며, 이러한 용접 지그(150)의 구조는 다음과 같다.Referring to FIGS. 5 and 6 together with FIG. 4, welding of the electrode
용접 지그(150)는 전극단자 지지부(125a, 125b)가 삽입되는 삽입부153(가 형성되어 있는 내측 지그(152), 및 전극단자 지지부(125a, 125b)를 감싸면서 내측 지그(152)와 결합되고, 용접용 개구(157)가 형성되어 있는 외측 지그(156)를 포함하는 구조로 구성되어 있다. The
내측 지그(152) 및 외측 지그(156)의 양 단부에는 각각 체결구가 형성되어 있어서 볼트(155)에 의해 내측 지그(152) 및 외측 지그(156)가 상호 결합되는 구조로 이루어져 있다. The
이러한 용접 지그(150)는 전극단자 연결부(115)에 장착된 상태에서 용접용 개구(157)를 통해 전극단자 연결부(115)의 외면에 레이저 용접을 수행함으로써 전극단자들(112)의 전기적 접속 및 기계적인 결합을 이루는 구조로 형성되어 있다. The
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 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 (21)
상기 전지모듈은,
상기 전지셀들이 상호 전기적으로 연결되도록 카트리지 본체의 외측으로 각 전지셀들의 전극단자가 노출되어 수직 절곡된 형태의 전극단자 연결부; 가 형성되고,
상기 전극단자 연결부가 지지되도록 상기 카트리지 본체로부터 돌출 연장된 전극단자 지지부; 가 형성된 셀 모듈들이 둘 이상의 개수로 적층되어 있는 셀 모듈 적층체; 및
상기 셀 모듈 적층체의 최외곽 카트리지에 각각 결합되어 커버를 형성하는 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트; 를 포함하여 구성되고,
상기 전극단자 지지부는,
상기 카트리지와 일체화 되어 있으며, 카트리지 본체로부터 소정 길이 연장되어 용접 시 용접 지그의 내측 지그와 결합되는 카트리지 연장부; 및
상기 카트리지 연장부 끝단에 일체로 형성되어 상기 전극단자 연결부 내측에 배치되는 바 형태의 전극단자 지지대; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
1. A battery module comprising a cell module formed by mounting one or more battery cells in one cartridge,
The battery module includes:
The electrode terminals of the battery cells are exposed to the outside of the cartridge body so that the battery cells are electrically connected to each other; Is formed,
An electrode terminal support portion protruding from the cartridge body to support the electrode terminal connection portion; A cell module laminate having a plurality of cell modules laminated in at least two numbers; And
A first plate and a second plate respectively coupled to outermost cartridges of the cell module stack to form a cover; And,
Wherein the electrode terminal supporting portion
A cartridge extension unit which is integrated with the cartridge and extends a predetermined length from the cartridge body and is engaged with an inner jig of the welding jig during welding; And
A bar-shaped electrode terminal support integrally formed at an end of the cartridge extension portion and disposed inside the electrode terminal connection portion; The battery module comprising:
전극단자 지지부가 삽입되는 삽입부가 형성되어 있는 내측 지그; 및
상기 전극단자 지지부를 감싸면서 상기 내측 지그와 결합되고, 상기 용접용 개구가 형성되어 있는 외측 지그;
를 포함하는 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The welding apparatus according to claim 12,
An inner jig having an insertion portion into which an electrode terminal support portion is inserted; And
An outer jig which is engaged with the inner jig while surrounding the electrode terminal supporting portion and in which the welding opening is formed;
The battery module according to claim 1,
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