KR101898011B1 - Hermetic Battery Module - Google Patents

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김덕수
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Abstract

양극탭 및 음극탭이 노출되는 복수개의 배터리 셀이 적층되며, 상기 배터리 셀의 양극탭 및 음극탭을 이웃하는 배터리 셀의 양극탭 및 음극탭과 직렬 또는 병렬로 연결되는 밀폐형 배터리 모듈에 있어서, 상기 배터리 셀에 밀착되어 배터리 셀에서 발생되는 열을 흡수하는 복수개의 냉각부재, 상기 냉각패드와 상기 배터리 셀이 안착되는 하부케이스, 및 상기 하부케이스의 상부에 위치하는 상부케이스를 포함하되, 상기 하부케이스에 하부케이스실링부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.A sealed battery module in which a plurality of battery cells in which a positive electrode tab and a negative electrode tab are exposed are stacked and a positive electrode tab and a negative electrode tab of the battery cell are connected in series or in parallel to positive and negative electrode tabs of neighboring battery cells, A plurality of cooling members closely attached to the battery cells to absorb heat generated in the battery cells, a lower case on which the cooling pads and the battery cells are mounted, and an upper case located on the upper portion of the lower case, And a lower case sealing member is formed on the lower case.

Description

밀폐형 배터리 모듈{Hermetic Battery Module}[0001] Hermetic Battery Module [0002]

본 발명은 밀폐형 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 셀이 외부와 밀폐되어 기밀성을 유지할 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hermetic battery module, and more particularly, to a battery module in which a battery cell is hermetically sealed to maintain airtightness.

통상적으로 2차 전지는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다. 이중에서 상기 리튬이온전지는 장 수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 2차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.Typically, secondary batteries are rechargeable and capable of large capacity, and nickel cadmium, nickel hydrogen, and lithium ion batteries are typical examples. In particular, the lithium ion battery has attracted attention as a next generation power source due to its excellent characteristics such as long service life and high capacity. Among them, the lithium secondary battery has a working voltage of 3.6 V or more and is used as a power source for portable electronic devices, or a series of several batteries are used in a high-output hybrid vehicle. In a nickel-cadmium battery or a nickel-metal hydride battery The operating voltage is three times higher and the energy density per unit weight is also excellent. Thus, the use thereof is rapidly increasing.

상기 리튬 2차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치 형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.The lithium secondary battery can be manufactured in various forms. Typical examples of the lithium secondary battery include a cylinder type and a prismatic type, which are mainly used in a lithium ion battery. In recent years, a lithium polymer battery has been manufactured in a pouch type having flexibility and its shape is relatively free. In addition, the lithium polymer battery is excellent in safety and light in weight, which is advantageous in reducing the weight and weight of portable electronic devices.

상기 파우치형으로 되는 배터리 셀은 다수 개를 적층하여 직렬 또는 병렬로 연결하는 배터리 모듈 형태로 구현될 수 있다. 상기 배터리 셀은 전지부와, 상기 전지부가 수용되는 공간을 제공하는 케이스를 포함하며, 다수 개를 병렬 또는 직렬로 연결하기 위해 케이스 외부로 노출되는 양극탭과 음극탭을 구비하고, 상기 양극탭과 음극탭은 터미널을 통해 연결된다.The pouch-shaped battery cells may be implemented as a battery module in which a plurality of battery cells are stacked and connected in series or in parallel. The battery cell includes a positive electrode tab and a negative electrode tab exposed to the outside of the case to connect a plurality of the batteries in parallel or in series, The negative electrode tab is connected through a terminal.

상기 케이스가 완전히 밀폐되지 않아, 배터리 셀에서 발생되는 유해가스가 차량내부로 유입되어 운전자 또는 탑승자에게 유해가스가 노출되는 문제점이 있었다.
The case is not completely sealed so that the noxious gas generated in the battery cell flows into the inside of the vehicle and the noxious gas is exposed to the driver or the passenger.

한국공개특허 10-2011-0131541Korean Patent Application No. 10-2011-0131541

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 내부의 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지하여 안정성이 높은 밀폐형 배터리 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a closed-type battery module in which noxious gas inside the battery is prevented from flowing into a vehicle, thereby providing a highly reliable sealed battery module.

본 발명은 양극탭 및 음극탭이 노출되는 복수개의 배터리 셀이 적층되며, 상기 배터리 셀의 양극탭 및 음극탭을 이웃하는 배터리 셀의 양극탭 및 음극탭과 직렬 또는 병렬로 연결되는 밀폐형 배터리 모듈에 있어서, 상기 배터리 셀에 밀착되어 배터리 셀에서 발생되는 열을 흡수하는 복수개의 냉각부재, 상기 냉각부재와 상기 배터리 셀이 안착되는 하부케이스, 및 상기 하부케이스의 상부에 위치하는 상부케이스를 포함하되, 상기 하부케이스에 하부케이스실링부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a battery pack comprising a plurality of battery cells in which positive and negative electrode tabs are exposed, a positive electrode tab and a negative electrode tab of the battery cell are connected in series or in parallel with a positive electrode tab and a negative electrode tab of a neighboring battery cell, A plurality of cooling members which are in close contact with the battery cells to absorb heat generated in the battery cells, a lower case on which the cooling members and the battery cells are mounted, and an upper case located on the upper portion of the lower case, And a lower case sealing member is formed on the lower case.

또한, 상기 냉각부재는 상기 배터리 셀에 밀착되는 냉각패드와 상기 냉각패드의 양측면에 형성되는 냉각핀을 포함하되, 상기 냉각핀이 상기 케이스의 외부로 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling member includes a cooling pad closely attached to the battery cell and cooling fins formed on both sides of the cooling pad, wherein the cooling fin is exposed to the outside of the case.

또한, 상기 냉각패드는 실링홈이 형성되어, 측면실링부재가 상기 실링홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.Further, the cooling pad has a sealing groove formed therein, and a side sealing member is inserted into the sealing groove.

또한, 상기 하부케이스실링부는 이중사출로 상기 하부케이스에 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower case sealing part is formed in the lower case by double injection.

또한, 상기 밀폐형 배터리 모듈은 PCB를 더 포함하되, 상기 PCB는 외주면에 PCB실링부가 형성되는 것을 특징으로 한다.The sealed battery module further includes a PCB, wherein the PCB is formed with a PCB sealing portion on an outer circumferential surface thereof.

또한, 상기 PCB 실링부는 이중사출로 상기 PCB에 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the PCB sealing part is formed on the PCB by double injection.

또한, 상기 상부케이스는 가스관홀이 형성되고, 상기 가스관홀에 가스관이 삽입되는 것을 특징으로 한다.
Further, the upper case is formed with a gas pipe hole, and a gas pipe is inserted into the gas pipe hole.

본 발명의 밀폐형 배터리 모듈은 케이스 내부가 밀폐되어 내부의 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지하여 안정성이 높은 밀폐형 배터리 모듈을 제공한다.
The sealed battery module of the present invention is hermetically sealed inside the case to prevent harmful gas from flowing into the vehicle interior, thereby providing a highly reliable sealed battery module.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 배터리 모듈 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 배터리 셀과 냉각부재의 분해도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 배터리 셀과 냉각부재의 분해도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 배터리 모듈 사시도1 is a perspective view of a closed battery module according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded view of a battery cell and a cooling member according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded view of a battery cell and a cooling member according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a closed battery module according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
It is to be understood, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of the present invention and are not to be considered as limiting the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 밀폐형 배터리 모듈(10)은 양극탭 및 음극탭이 노출되는 복수개의 배터리 셀(100)이 적층되며, 상기 배터리 셀(100)의 양극탭 및 음극탭을 이웃하는 배터리 셀(100)의 양극탭 및 음극탭과 직렬 또는 병렬로 연결된다.A closed battery module 10 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells 100 that are exposed to a positive electrode tab and a negative electrode tab and are stacked with a positive electrode tab and a negative electrode tab of the battery cell 100, Are connected in series or in parallel with the positive and negative electrode tabs of the cell (100).

또한, 배터리 셀(100)의 사이에 냉각부재(200)가 개재되어 있어, 배터리 셀(100)에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 역할을 한다.In addition, the cooling member 200 is interposed between the battery cells 100 to discharge the heat generated from the battery cells 100 to the outside.

냉각부재(200)는 냉각패드(210)와 냉각핀(220)으로 구성되며, 냉각패드(210)는 배터리 셀(100)에 밀착되어 배터리 셀(100)에서 발생되는 열을 흡수하여 냉각핀(220)으로 전달하고, 냉각핀(220)은 외부로 열을 방출하는 역할을 한다.The cooling member 200 is composed of a cooling pad 210 and a cooling fin 220. The cooling pad 210 is closely attached to the battery cell 100 to absorb heat generated in the battery cell 100, 220, and the cooling fin 220 discharges heat to the outside.

복수개의 냉각부재(200)와 냉각부재(200)의 사이에 개재된 배터리 셀(100)은 케이스(300)에 내부에 위치하여, 밀폐되는 것을 특징으로 한다.The battery cell 100 interposed between the plurality of cooling members 200 and the cooling member 200 is located inside the case 300 and is sealed.

이때, 냉각핀(220)은 케이스(300)의 외부에 위치하여, 공랭식으로 냉각되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the cooling fins 220 are located outside the case 300 and are cooled in an air-cooling manner.

그러나, 본 발명의 밀폐형 배터리 모듈(10)은 공랭식으로 냉각부재(200)를 냉각시키는데 한정되는 것이 아니라, 냉각부재(200)에 냉각유체가 공급되어 냉각하는 수냉식 방식으로 냉각부재(200)를 냉각할 수 도 있다.However, the closed-type battery module 10 of the present invention is not limited to cooling the cooling member 200 in an air-cooling manner, but may be configured such that the cooling member 200 is cooled in a water- You may.

케이스(300)는 하부케이스(310)와 상부케이스(320)를 포함하고, 하부케이스(310)와 상부케이스(320)가 결합되어 케이스(300)의 내부에 배터리 셀(100)이 위치하여, 케이스(300) 내부가 완전히 밀폐되는 것을 특징으로 한다.
The case 300 includes a lower case 310 and an upper case 320. The lower case 310 and the upper case 320 are coupled to each other so that the battery cell 100 is positioned inside the case 300, And the inside of the case 300 is completely sealed.

이하, 일 실시예에 따른 본 발명의 밀폐형 배터리 모듈(10)의 밀폐구조에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the sealing structure of the hermetic battery module 10 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

인접한 냉각부재(200)들이 접하는 면에 측면실링부재(230)가 구비되어 있으며, 상세하게는 냉각핀(220)의 일측에 실링홈(221)이 상하방향으로 형성되어 있고, 냉각핀(220)과 인접한 냉각핀(220)에 실링홈(221)과 대응되게 실링홈(221`)이 형성되며, 실링홈(221,221`)에 측면실링부재(230)가 삽입되어, 배터리 셀(100)에서 발생되는 유해가스가 양측면으로 배출되는 것을 방지 할 수 있다.A sealing groove 221 is formed on one side of the cooling fin 220 in a vertical direction and a cooling fin 220 is formed on a side of the cooling fin 220. [ And the side sealing members 230 are inserted into the sealing grooves 221 and 221 'so that the cooling fins 220 are formed in the battery cells 100 It is possible to prevent the harmful gas from being discharged to both sides.

또한, 하부케이스(310)는 냉각핀(220)과 상부케이스(320)가 접하는 곳에 하부케이스실링부재(311)가 형성된다.The lower case 310 is formed with a lower case sealing member 311 at a position where the cooling fin 220 and the upper case 320 are in contact with each other.

이때, 하부케이스실링부재(311)는 이중사출로 형성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the lower case sealing member 311 is formed by double injection.

상기 이중사출이란 2종의 다른 수지를 사출하는 방법으로, 본 발명에서 하부케이스(310)를 제작할 경우, 경도가 높은 하부케이스(310)를 제작한 후, 경도가 낮은 하부케이스실링부재(311)를 사출하여 일체로 제작하는 방법을 말한다.In the case of manufacturing the lower case 310 according to the present invention, the lower case 310 having a high hardness is manufactured, and then the lower case sealing member 311 having a lower hardness is manufactured. And then integrally manufacturing the same.

좀 더 상세하게는, 냉각부재(200)의 냉각핀(220) 사이에 위치하는 측면실링부재(230)와 하부케이스(310)에 냉각핀(220)과 접하는 곳에 형성되는 하부케이스실링부재(311)로 인해서, 양측면으로 유해가스가 유출되는 것을 방지하고, 하부케이스(310)에 상부케이스(320)가 접하는 곳에 형성되는 하부케이스실링부재(311)로 인해서 상부케이스(320)와 하부케이스(310)가 접하는 곳으로 유해가스가 유출되는 것을 방지할 수 있다.A lower case sealing member 311 formed at a position in contact with the cooling fin 220 in the lower case 310 and a side sealing member 230 positioned between the cooling fins 220 of the cooling member 200, The upper case 320 and the lower case 310 can be separated from each other by the lower case sealing member 311 formed at a place where the upper case 320 is in contact with the lower case 310, It is possible to prevent the harmful gas from leaking to a place where it contacts.

이때, 하부케이스실링부재(311)는 고무재질의 탄력성을 가지는 재료로 제작되어 냉각핀(220)과 상부케이스(320)가 하부케이스실링부재(311)에 밀착되었을 때 실링이 되어 케이스(300)의 내부가 밀폐되는 것이 바람직하다.
The lower case sealing member 311 is made of a material having elasticity of rubber and is sealed when the cooling fin 220 and the upper case 320 are closely attached to the lower case sealing member 311, It is preferable that the inside of the container is sealed.

일 실시예에 따른 본 발명의 밀폐형 배터리 모듈(10)은 PCB(400)(Printed Circuit Board)를 더 포함할 수 있다.The closed battery module 10 according to an embodiment of the present invention may further include a PCB 400 (Printed Circuit Board).

PCB(400)는 인쇄회로기판으로 배터리 셀(100)의 전극탭에 연결되어, 배터리 모듈(10)의 전압 및 여러 가지 정보를 관리 및 수집하는 역할을 한다.The PCB 400 is connected to the electrode tab of the battery cell 100 as a printed circuit board to manage and collect the voltage of the battery module 10 and various kinds of information.

PCB(400)가 밀폐형 배터리 모듈(10)에 위치할 경우, 상부케이스(320)의 일부분이 개방되어 외부에서 PCB(400)로 연결할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.When the PCB 400 is located in the hermetic battery module 10, it is preferable that a part of the upper case 320 is opened and connected to the PCB 400 from the outside.

이때, 개방된 부분으로 유해가스가 노출될 수 있기 때문에, PCB(400)와 상부케이스(320)가 접촉되는 부분에 PCB 실링부재(410)가 형성되어, 개방된 부분으로 유해가스가 노출되는 것을 방지할 수 있다.At this time, because the noxious gas can be exposed to the opened portion, the PCB sealing member 410 is formed at the portion where the PCB 400 and the upper case 320 are in contact with each other, and the noxious gas is exposed to the opened portion .

또한, PCB 실링부재(410)는 이중사출로 상기 PCB(400)와 일체로 제작되는 것이 바람직하다.In addition, the PCB sealing member 410 may be integrally formed with the PCB 400 by double injection molding.

또한, PCB(400)가 외부로 노출되는 것을 방지하기 위해서, PCB 덮개(330)를 구비하여 외부적인 충격에 의해 PCB(400)가 파손되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
In addition, in order to prevent the PCB 400 from being exposed to the outside, it is preferable that the PCB cover 330 is provided to prevent the PCB 400 from being damaged by an external impact.

또한, 케이스(300) 내부에 유해가스로 축적되어 케이스(300)가 팽창되어 안정성에 문제가 될 수 도 있다.In addition, the case 300 may be accumulated as noxious gas inside the case 300, and the case 300 may be inflated to cause a problem in stability.

이를 방지하기 위해서, 상부케이스(320)에 가스관홀(322)을 형성하고, 가스관홀(322)에 가스관(321)을 삽입하여 가스관(321)을 통해서 유해가스를 특정구간으로 유해가스를 이동하여, 케이스(300)가 팽창되는 것을 방지할 수 있다.
A gas pipe hole 322 is formed in the upper case 320 and a gas pipe 321 is inserted into the gas pipe hole 322 to move the noxious gas to a specific section through the gas pipe 321 , It is possible to prevent the case 300 from being inflated.

따라서, 본 발명의 밀폐형 배터리 모듈(10)은 케이스(300) 내부가 밀폐되어 내부의 유해가스가 차량 내부로 유입되는 것을 방지하여 안정성이 높은 밀폐형 배터리 모듈(10)을 제공한다.
Accordingly, the closed type battery module 10 of the present invention provides a closed type battery module 10 with high stability by preventing the inside of the case 300 from being closed, thereby preventing the harmful gas from flowing into the inside of the vehicle.

10 : 밀폐형 배터리 모듈
100 : 배터리 셀 200 : 냉각부재
210 : 냉각패드 220 : 냉각핀
221 : 실링홈 221` : 실링홈
230 : 측면실링부재
300 : 케이스 310 : 하부케이스
311 : 하부케이스실링부재 320 : 상부케이스
321 : 가스관 322 : 가스관홀
330 : PCB 덮개
400 : PCB 410 : PCB 실링부재10: Hermetic battery module
100: battery cell 200: cooling member
210: cooling pad 220: cooling pin
221: sealing groove 221 ': sealing groove
230: side sealing member
300: Case 310: Lower case
311: lower case sealing member 320: upper case
321: Gas pipe 322: Gas pipe hole
330: PCB cover
400: PCB 410: PCB sealing member

Claims (7)

양극탭 및 음극탭이 노출되는 복수개의 배터리 셀이 적층되며, 상기 배터리 셀의 양극탭 및 음극탭을 이웃하는 배터리 셀의 양극탭 및 음극탭과 직렬 또는 병렬로 연결되는 밀폐형 배터리 모듈에 있어서,
상기 배터리 셀에 밀착되어 배터리 셀에서 발생되는 열을 흡수하는 복수개의 냉각부재;
상기 냉각부재와 상기 배터리 셀이 안착되는 하부케이스;
상기 하부케이스의 상부에 위치하는 상부케이스를 포함하되,
상기 하부케이스에 하부케이스실링부재가 형성되어 있고,
상기 하부케이스와 상기 상부케이스가 결합되어 내부가 밀폐되며,
인접한 상기 냉각부재들이 접하는 면에 측면실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 배터리 모듈.
A battery pack according to any one of claims 1 to 3, wherein the positive electrode tab and the negative electrode tab of the battery cell are stacked,
A plurality of cooling members that are in close contact with the battery cells and absorb heat generated in the battery cells;
A lower case on which the cooling member and the battery cell are seated;
And an upper case positioned above the lower case,
A lower case sealing member is formed on the lower case,
The lower case and the upper case are coupled with each other to seal the inside,
And a side sealing member is provided on a side where the adjacent cooling members contact with each other.
제 1항에 있어서,
상기 냉각부재는 상기 배터리 셀에 밀착되는 냉각패드와 상기 냉각패드의 양측면에 형성되는 냉각핀을 포함하되,
상기 냉각핀이 상기 하부케이스 및 상부케이스 중 어느 하나 이상의 외부로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the cooling member includes a cooling pad closely attached to the battery cell and a cooling fin formed on both sides of the cooling pad,
Wherein the cooling fin is exposed to the outside of at least one of the lower case and the upper case.
제 2항에 있어서,
상기 냉각핀은 실링홈이 형성되어, 측면실링부재가 상기 실링홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 배터리 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein the cooling fin is formed with a sealing groove, and a side sealing member is inserted into the sealing groove.
제 1항에 있어서,
상기 하부케이스실링부재는 이중사출로 상기 하부케이스에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the lower case sealing member is formed integrally with the lower case by double injection.
제 1항에 있어서,
상기 밀폐형 배터리 모듈은 PCB를 더 포함하되, 상기 PCB는 외주면에 PCB실링부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the sealed battery module further comprises a PCB, wherein the PCB is formed with a PCB sealing portion on an outer circumferential surface thereof.
제 5항에 있어서,
상기 PCB 실링부는 이중사출로 상기 PCB와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 배터리 모듈.
6. The method of claim 5,
Wherein the PCB sealing part is integrally formed with the PCB by double injection.
제 1항에 있어서,
상기 상부케이스는 가스관홀이 형성되고, 상기 가스관홀에 가스관이 삽입되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 배터리 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the upper case has a gas pipe hole formed therein, and a gas pipe is inserted into the gas pipe hole.
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