KR102029372B1 - Battery module assembled with hinge - Google Patents

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Abstract

하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체; 및 상기 셀 조립체의 상측에 위치하는 상부 플레이트와 상기 상부 플레이트의 양측으로 결합되고 외측면에 버스바가 부착되는 2개의 측면 플레이트를 포함하는 셀 조립체커버; 상기 셀 조립체커버에 부착 고정되는 연성회로기판;을 포함하고, 상기 셀 조립체커버는 상기 상부 플레이트의 일측면과 상기 측면 플레이트의 일 측면이 서로 맞닿아 셀 조립체가 노출되지 않으며, 탈부착 가능하며 제작 시 슬라이드 코어를 사용하지 않는 힌지 결합을 포함하여 보다 향상된 생산성을 제공한다.A cell assembly having one or more battery cells; And an upper plate positioned above the cell assembly and two side plates coupled to both sides of the upper plate and having a bus bar attached to an outer surface thereof. And a flexible printed circuit board attached to and fixed to the cell assembly cover, wherein the cell assembly cover is not exposed to one side of the upper plate and one side of the side plate so that the cell assembly is not exposed and detachable. Improved productivity is provided by including hinge couplings that do not use slide cores.

Description

힌지로 체결되는 배터리 모듈 {BATTERY MODULE ASSEMBLED WITH HINGE}Hinged Battery Modules {BATTERY MODULE ASSEMBLED WITH HINGE}

본 발명은 전기자동차 내의 전기모터 등에 전기에너지를 제공하는 배터리 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module for providing electrical energy to an electric motor in an electric vehicle.

이차전지는 모바일 기기, 보조 전력장치 등에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 종래 가솔린 차량이나 디젤 차량이 갖는 대기 오염 등의 각종 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제시된 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차 등의 주된 동원력으로서도 주목 받고 있다.Secondary batteries are widely used in mobile devices, auxiliary power devices, and the like. In addition, the secondary battery has attracted attention as a major mobilization power of electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, etc. which have been proposed as alternatives to solve various problems such as air pollution of conventional gasoline vehicles and diesel vehicles.

다만, 전기자동차 등에는 고출력 대용량 배터리의 필요성으로 인해 복수 개의 배터리 셀을 적층시킨 후 이를 전기적으로 직렬 및 병렬 연결하여 고전압을 제공하는 배터리 셀 조립체가 사용된다. 따라서 이를 보호하기 위해 셀 조립체커버가 필요하다. However, due to the necessity of a high output large capacity battery, such as an electric vehicle, a battery cell assembly is used in which a plurality of battery cells are stacked and then electrically connected in series and in parallel to provide a high voltage. Therefore, a cell assembly cover is needed to protect it.

셀 조립체커버는 조립성 및 셀 조립체의 관리 보수를 용이하기 위해 셀 조립체커버의 측면이 개폐 가능한 힌지 구조를 사용한다. 다만, 종래 사용하는 분리형 힌지를 사용하는 경우에는 힌지부의 개구를 통해 배터리 셀이 외부로 노출되어 쇼트현상이 발생할 수 있어 절연을 위한 레진 공정 등을 추가하여 생산 시간이 증가되는 문제점이 있었으며, 셀 조립체의 노출되는 것을 방지하기 위해 일체형 힌지를 사용하는 경우에는 반복적인 개폐 동작에 의해 힌지 구조에 백화현상이 발생하거나 심한 경우 파손되는 등 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다. The cell assembly cover uses a hinge structure in which the side of the cell assembly cover can be opened and closed to facilitate assembly and maintenance of the cell assembly. However, in case of using a conventional detachable hinge, the battery cell is exposed to the outside through the opening of the hinge part, and a short phenomenon may occur, thereby increasing production time by adding a resin process for insulation, and a cell assembly. In the case of using the integral hinge to prevent the exposure of the hinge there was a problem that the durability is poor, such as the occurrence of whitening phenomenon or damage in the hinge structure by repeated opening and closing operation.

또한 전기자동차 등에 사용되는 배터리 모듈은 셀이 적층되어 사용되는바 셀 조립체에서 과전압, 과전류, 과발열 등의 형상이 발생할 수 있다. 이는 배터리 모듈의 안정성이나 작동 효율 등에 영향을 미치는 바, 미리 검출하기 위한 수단이 요청된다. 따라서 배터리 모듈에는 셀의 온도와 전압을 측정하여 비엠에스(BMS, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)로 정보를 제공하는 연성회로기판 및 버스바가 사용된다. 이때, 연성회로기판과 버스바는 셀 조립체커버에 부착되어 셀 조립체에 전기적으로 연결되는 바, 연성회로기판 및 버스바 설계 시, 힌지결합의 위치에 영향을 받는다. In addition, a battery module used in an electric vehicle or the like may be formed by stacking cells, such as overvoltage, overcurrent, and overheating in a cell assembly. This affects the stability, operation efficiency, and the like of the battery module, so that a means for detecting in advance is required. Therefore, the battery module uses a flexible circuit board and a bus bar that measures the temperature and voltage of the cell and provides information to the battery management system (BMS). In this case, the flexible circuit board and the bus bar are attached to the cell assembly cover and electrically connected to the cell assembly. When the flexible circuit board and the bus bar are designed, the position of the hinge coupling is affected.

도 1에 도시된 바와 같이, 셀 조립체커버의 힌지결합은 일정 이상의 고정력 확보를 위해 복수개의 마주보는 고리형 결합 구조가 사용된다. 따라서 사출 시 슬라이드 코어 사용으로 힌지 구조간의 일정 거리이상의 간격이 불가피하여 연성회로기판이 버스바에 연결되기 위한 경로 설계에 제한이 있었으며, 사출 시간 증가되는 문제점이 있었다.As shown in Figure 1, the hinge coupling of the cell assembly cover is used a plurality of opposing annular coupling structure to secure a fixed force or more. Therefore, the use of the slide core during the injection inevitably caused a gap over a certain distance between the hinge structures, there was a limitation in the path design for connecting the flexible circuit board to the busbar, there was a problem that the injection time increases.

대한민국 등록특허 제10-1679974 (2016년11월21일 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1679974 (registered November 21, 2016) 대한민국 공개특허 제10-2016-0132144 (2016년11월17일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0132144 (published 17 November 2016) 대한민국 등록특허 제10-1155993 (2012년06월07일 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1155993 (registered June 7, 2012) 대한민국 공개특허 제10-2016-0059629 (2016년05월27일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0059629 (published May 27, 2016)

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 종래 힌지 구조가 갖던 백화 현상이나, 분리형 힌지의 사용으로 발생할 수 있는 쇼트 현상을 근본적으로 차단하고, 슬라이드 코어를 사용하지 않고 사출 가능한 힌지 구조를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is devised to solve the above problems, and fundamentally blocks the whitening phenomenon that a conventional hinge structure has or a short phenomenon that may occur due to the use of a detachable hinge, and does not use a slide core. It is intended to provide a possible hinge structure.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체; 상기 셀 조립체의 상측에 위치하는 상부 플레이트와 상기 상부 플레이트의 양측으로 결합되고 외측면에 버스바가 부착되는 2개의 측면 플레이트를 포함하는 셀조립체커버; 및 상기 셀 조립체커버에 부착 고정되는 연성회로기판;을 포함하는 배터리 셀 모듈로 상기 셀 조립체커버는 상기 상부 플레이트 일면과 상기 측면 플레이트의 일면의 일부가 맞닿아 힌지 결합되고, 상기 힌지 결합은 탈부착 가능한 것으로 상기 측면 플레이트가 결합면을 중심축으로 회동하며 개폐 가능하여 배터리 셀이 노출되지 않는 힌지 구조를 제공한다.An embodiment of the present invention to solve the above problems, a cell assembly having one or more battery cells; A cell assembly cover including an upper plate positioned at an upper side of the cell assembly and two side plates coupled to both sides of the upper plate and having a bus bar attached to an outer surface thereof; And a flexible circuit board attached to and fixed to the cell assembly cover; wherein the cell assembly cover is hinge-coupled to one side of the upper plate and one side of the side plate by abutment, and the hinge coupling is detachable. The side plate is pivotal about the coupling surface to the center axis to provide a hinge structure in which the battery cells are not exposed.

상기 측면 플레이트와 상기 상부 플레이트가 힌지 결합된 경우, 상기 측면 플레이트는 결합면을 중심축으로 회동운동 가능하며 이때 상기 상부 플레이트 또는 연장부의 측면과 결합면은 서로 접촉될 수 있다. When the side plate and the upper plate is hinged, the side plate can be rotated about a coupling axis about the central axis, wherein the side and the coupling surface of the upper plate or the extension portion may be in contact with each other.

상기 힌지결합은 상기 상부 플레이트의 일 측면과 상기 측면 플레이드의 일 측면 중 어느 하나의 면에 상기 면과 나란하게 외측에서 돌출되어 형성된 핀부와 다른 하나의 면에 돌출되어 형성되고 상기 핀부에 체결되는 결합부로 이루어진다.The hinge coupling is formed to protrude from one side of the upper plate and one side of the side plate and protruding from the other side of the pin portion formed in parallel with the surface and fastened to the pin portion It consists of a coupling part.

이때, 상기 결합부는 고리형상으로 상기 핀부의 길이방향으로 이격되어 복수 개 형성되고, 고리형상의 개방부는 인접 결합부와 서로 대향하여 상기 핀부의 외측의 원주면과 내측의 원주면을 번갈아가면 밀착 고정된다.At this time, the coupling portion is formed in a plurality of annular spaced apart in the longitudinal direction of the pin portion, the ring-shaped opening is in close contact with the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the outside of the pin portion alternately opposite to the adjacent coupling portion do.

또한 고정력 확보를 위해 힌지 결합은 복수 개로 형성된다. 복수 개가 형성되는 경우에 인접하는 상기 힌지결합간의 거리 중 적어도 어느 하나의 거리가 상기 힌지결합의 길이보다 가깝게 형성될 수 있다.In addition, a plurality of hinge couplings are formed to secure a fixing force. When a plurality is formed, at least one of the distances between the adjacent hinge couplings may be formed closer than the length of the hinge coupling.

상기 연성회로기판은 복수의 버스바와 연결되기 위해 말단에 가지부가 더 형성될 수 있으며, 이 때 연성회로기판은 말단 가지부의 외측면에 설치되는 누름판에 의해 상기 측면 플레이트에 밀착 고정될 수 있다.The flexible printed circuit board may further include branch portions at ends thereof to be connected to the plurality of bus bars, and the flexible printed circuit board may be tightly fixed to the side plates by pressing plates installed on the outer surfaces of the terminal branches.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.As discussed above, according to the problem solving means of the present invention, various effects including the following matters can be expected. However, the present invention is not achieved by exerting all of the following effects.

일실시 예에 따른 배터리 모듈은 분리형 힌지 구조로 체결되어 반복적인 개폐 동작에 의한 백화현상이나 힌지부의 파손을 상당 부분 개선하는 효과가 있으며, 상부 플레이트와 측면 플레이트의 결합 부위가 서로 맞닿아 그 결합 부위를 통해 배터리 셀이 노출되지 않도록 하여 쇼트 현상을 추가적인 공정 없이 차단할 수 있는 효과가 있다.The battery module according to the embodiment is fastened by a detachable hinge structure, and has an effect of substantially improving whitening phenomenon or breakage of the hinge part by repeated opening and closing operations, and the joining portion of the upper plate and the side plate is in contact with each other. By preventing the battery cells from being exposed, the short phenomenon can be blocked without an additional process.

또한 고리형상의 결합부를 가져 슬라이드 코어를 사용하지 않고 사출하여 생산시간을 단축시키고, 연성회로기판의 경로 설계 및 회로 증가에 따른 폭 증대의 제약을 상당 부분 개선하는 효과가 있다.In addition, it has the effect of improving the constraints of the width increase due to the path design of the flexible circuit board and the increase of the circuit by reducing the production time by injection without using the slide core having a ring-shaped coupling portion.

측면 플레이트에는 누름판을 밀착 고정시켜, 연성회로기판의 들뜸현상을 방지하고 말단 가지부에 발생할 수 있는 크랙 등의 손상을 방지하는 효과가 있다.The pressing plate is tightly fixed to the side plate, thereby preventing the lifting of the flexible circuit board and preventing damage such as cracks that may occur at the terminal portions.

도 1은 마주보는 고리형 결합부는 가진 힌지 결합을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시 예의 사시도.
도 3은 셀 조립체커버의 결합구조를 도시한 도면.
도 4는 도 2의 힌지 결합의 조립방법 및 개폐를 도시한 도면.
도 5는 도 2의 힌지 결합의 확대도.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 단면도.
도 7은 측면 플레이트의 상/하 금형의 피팅라인을 도시한 도면.
도 8은 측면 플레이트의 정면도.
도 9는 도 8의 연성회로기판의 내부 회로와 퓨즈의 결합을 도시한 도면.1 shows a hinged engagement with opposite annular engagements.
Figure 2 is a perspective view of one embodiment of the present invention.
3 is a view showing a coupling structure of the cell assembly cover.
4 is a view showing the assembly method and opening and closing of the hinge coupling of FIG.
5 is an enlarged view of the hinge coupling of FIG.
FIG. 6 is a VI-VI cross-sectional view of FIG. 5. FIG.
Figure 7 shows the fitting line of the upper and lower molds of the side plate.
8 is a front view of the side plate;
FIG. 9 illustrates a combination of an internal circuit and a fuse of the flexible circuit board of FIG. 8. FIG.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 본 발명의 일실시 예의 사시도이고, 도 3 셀 조립체커버의 결합구조를 도시한 도면이다. 도 4 도 2의 힌지 결합의 조립방법 및 개폐를 도시한 도면이고, 도 5 도 2의 힌지 결합의 확대도이며, 도 6 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 단면도이다.Figure 2 is a perspective view of one embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a coupling structure of the cell assembly cover. 4 is a view illustrating an assembly method and opening and closing of the hinge coupling of FIG. 2, FIG. 5 is an enlarged view of the hinge coupling of FIG. 2, and a VI-VI cross-sectional view of FIG. 6.

도 2 내지 도 6를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 모듈은 하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체(100) 및 상기 셀 조립체(100)의 상측에 위치하는 상부 플레이트(200)와 상기 상부 플레이트(200)의 양 측으로 결합되고 외측면에 버스바(310)가 부착되는 2개의 측면 플레이트(300)를 포함하는 셀 조립체커버(600), 상기 셀 조립체커버(600)에 부착 고정되는 연성회로기판(400)을 포함한다.2 to 6, a battery module according to an embodiment of the present invention includes a cell assembly 100 including one or more battery cells and an upper plate 200 positioned above the cell assembly 100. A cell assembly cover 600 including two side plates 300 coupled to both sides of the upper plate 200 and having a bus bar 310 attached to an outer side thereof, and fixed to the cell assembly cover 600. The flexible circuit board 400 is included.

셀 조립체(100)는 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성된다. 적층된 배터리 셀은 서로 전기적으로 연결되어 전기 자동차 등에 고전압을 제공할 수 있다. 또한 연성회로기판(400) 및 버스바(310)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀 각각의 전압을 측정하여 안정적으로 전기에너지를 제공하고, 온도를 측정하여 과발열 등의 현상을 미리 검출한다.The cell assembly 100 is formed by stacking a plurality of battery cells. The stacked battery cells may be electrically connected to each other to provide a high voltage to an electric vehicle. In addition, it is electrically connected to the flexible circuit board 400 and the bus bar 310 to provide a stable electrical energy by measuring the voltage of each battery cell, and to measure the temperature in advance to detect the phenomenon such as overheating.

셀 조립체커버(600)는 상부 플레이트(200)와 2개의 측면 플레이트(300)로 구성된다. 측면 플레이트(300)는 셀 조립체(100)의 측면에 접하도록 상부 플레이트(200)의 양 측면에 각각 일단이 꺾어져 결합되고, 내측면에 적층되어 셀 조립체(100)를 형성하는 복수 개의 배터리 셀이 각각 끼움 결합되는 홀더부가 형성되어 있다. 따라서 셀 조립체커버(600)는 셀 조립체(100)의 외부를 감싸 보호하고, 셀 조립체(100)를 일차적으로 고정한다.The cell assembly cover 600 includes an upper plate 200 and two side plates 300. The side plate 300 is one end of each of the upper plate 200 to be in contact with the side of the cell assembly 100 is bent to each other, a plurality of battery cells stacked on the inner side to form a cell assembly 100 The holder parts which are respectively fitted are formed. Therefore, the cell assembly cover 600 surrounds and protects the outside of the cell assembly 100 and primarily fixes the cell assembly 100.

상부 플레이트(200)의 일면과 측면 플레이트(300)의 일면은 맞닿아 힌지 결합되어 체결되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 도 3에서 도시된 바와 같이 상부 플레이트(200)의 저면 일부와 측면 플레이트(300)의 상측면의 일부가 맞닿아 체결되거나, 측면플레이트(300)의 내측면의 일부와 상부 플레이트(200)의 외측면의 일부가 맞닿아 체결된다. 그 결과 힌지 구조를 통해 셀 조립체(100)가 노출되지 않고, 고전압이 흐르는 셀 조립체(100)와 다른 구성간의 쇼트현상을 근본적으로 차단하여 추가적인 절연 공정을 제외함으로써 생산시간을 단축하여 생산성을 향상 시킬 수 있다.One surface of the upper plate 200 and one surface of the side plate 300 is preferably in contact with the hinge is fastened. Specifically, as shown in FIG. 3, a portion of the bottom surface of the upper plate 200 and a portion of the upper side surface of the side plate 300 abut or are fastened, or a portion of the inner surface of the side plate 300 and the upper plate 200. A part of the outer surface of the abutment is abutted. As a result, the cell assembly 100 is not exposed through the hinge structure, and the short circuit between the cell assembly 100 and other components through which high voltage flows is fundamentally blocked, thereby eliminating an additional insulation process, thereby shortening production time and improving productivity. Can be.

힌지 결합은 상부 플레이트(200)와 측면 플레이트(300)의 결합면 중 어느 일면에 외측으로 돌출되어 형성된 핀부(210)와 타면에 돌출되어 형성된 결합부(320)가 체결되어 형성된다. 또한 탈착이 가능한 분리형 구조로 셀 조립체커버(600)의 조립을 용이하게 하고, 핀부(210)의 중심을 회전축으로 하여 측면 플레이트(300)가 회동하며 셀 조립체커버(600)를 개폐 가능하게 하여 셀 조립체(100)의 보수 관리를 용이하게 한다.Hinge coupling is formed by coupling the pin portion 210 formed to protrude outward and the coupling portion 320 formed on the other surface of the coupling surface of the upper plate 200 and the side plate 300 is fastened. In addition, the detachable structure of the detachable structure facilitates the assembly of the cell assembly cover 600, the side plate 300 is rotated by the center of the pin portion 210 as the rotation axis to enable the cell assembly cover 600 to open and close the cell Facilitate maintenance of the assembly 100.

이때, 체결된 힌지 결합을 통해 셀 조립체(100)가 노출되는 것을 차단하기 위해, 핀부(210)와 결합부(320)는 각각이 형성된 일면의 중심에서 일측으로 치우쳐서 형성되는 것이 바람직하다.At this time, in order to prevent the cell assembly 100 from being exposed through the hinge hinge, the pin part 210 and the coupling part 320 are preferably formed to be biased toward one side from the center of one surface on which each is formed.

구체적으로, 본 발명의 일실시 예에서는 상부 플레이트(200)의 폭 방향의 양 측면에 상기 측면과 나란하게 돌출되어 핀부(210)가 형성되어 있으며, 핀부(210)의 양 단에는 지지부(220)가 형성되어 측면에 연결되어 있다. 측면 플레이트(300)의 상부 플레이트(200)와 체결되는 결합면에는 핀부(210)에 체결되는 결합부(320)가 측면 플레이트(300)와 연결되어 형성되어 있다. 따라서 측면 플레이트(300)에 형성된 결합부(320)가 상부 플레이트(200)에 형성된 핀부(210)의 외면에 밀착 체결되어 힌지 결합된다.Specifically, in an embodiment of the present invention, the pin parts 210 protrude in parallel with the side surfaces on both side surfaces of the upper plate 200 in the width direction, and the support parts 220 are formed at both ends of the pin parts 210. Is formed and connected to the side. A coupling part 320 coupled to the pin part 210 is connected to the side plate 300 on a coupling surface coupled to the upper plate 200 of the side plate 300. Therefore, the coupling part 320 formed on the side plate 300 is closely coupled to the outer surface of the pin part 210 formed on the upper plate 200 and hinged.

결합부(320)는 고리형상으로 핀부(210)의 길이방향으로 이격되어 복수 개가 형성된 면의 수직방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 고리형상은 인접하는 결합부(320)와 서로 대향하여 개방되어 있으며, 말단은 개방된 방향으로 구부러져 걸림턱(321)이 형성된다. 내부면은 상기 핀부(210)의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 원의 원주와 동일한 곡률을 가지며, 인접하는 결합부(320)의 내부면과의 최대거리(a)는 핀부(210)의 직경과 동일한 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다.Coupling portion 320 is annularly spaced in the longitudinal direction of the pin portion 210 is formed to protrude in the vertical direction of the surface formed with a plurality. The annular shape is open to face each other with the adjacent coupling part 320, and the end is bent in the open direction to form a locking step 321. The inner surface has the same curvature as the circumference of a circle having a diameter substantially the same as the diameter of the pin portion 210, the maximum distance (a) to the inner surface of the adjacent coupling portion 320 is the diameter of the pin portion 210 It is preferred to be spaced apart by the same distance as.

결합부(320)는 플라스틱 사출성형된 것으로 일정 탄성을 가지는 바 측면 플레이트(300)를 아래에서 위쪽 방향으로 상부 플레이트(200)에 밀어 넣어 핀부(210)와 힌지 결합을 형성한다. 따라서 결합부(320)는 핀부(210)의 외측의 원주면과 내측의 원주면을 번갈아가며 밀착되고, 말단에 형성된 걸림턱(321)이 핀부(210)의 원주면에 걸려 결합된다. The coupling part 320 is a plastic injection molded bar having a certain elasticity by pushing the side plate 300 to the upper plate 200 from the bottom to the upper direction to form a hinge coupling with the pin (210). Therefore, the coupling part 320 is in close contact with the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the outer fin portion 210 alternately, the engaging jaw 321 formed at the end is coupled to the circumferential surface of the pin portion 210.

셀 조립체커버(600)는 상부 플레이트(200)와 측면 플레이트(300)를 힌지 결합으로 조립하여 형성되는바, 힌지 결합은 일정력 이상의 고정력이 필요하다. 따라서 본 발명의 일실시 예에서는 하나의 힌지 결합에 3개의 결합부(320)가 형성되고, 중간에 형성된 결합부(320)의 양 말단은 양 측에 형성된 인접하는 결합부(320)의 말단과 일직선상에 놓여 실질적으로 핀부(210)를 전체적으로 수용한다. 또한 걸림턱(321)의 구부러진 정도(b)는 종래 마주보는 고리형 결합구조를 가질 때 약 0.1mm~0.15mm인 점을 고려하였을 때, 결합력 확보를 위해 핀부(210)의 원주면에서 약 0.175mm~0.25mm 인 것으로 구부러진 정도(b)가 종래보다 더 큰 것이 바람직하다. The cell assembly cover 600 is formed by assembling the upper plate 200 and the side plate 300 by a hinge coupling, the hinge coupling requires a fixed force or more than a predetermined force. Therefore, in one embodiment of the present invention, three coupling portions 320 are formed at one hinge coupling, and both ends of the coupling portion 320 formed in the middle are connected to the ends of adjacent coupling portions 320 formed at both sides. It lies in a straight line and substantially receives the fin part 210 as a whole. In addition, the degree of bending (b) of the latching jaw 321 is about 0.175 to 0.15mm when considering the conventional ring-shaped coupling structure facing each other, about 0.175 in the circumferential surface of the pin portion 210 to secure the coupling force It is preferable that the degree of bending (b) being mm to 0.25 mm is larger than the conventional one.

다만, 상기 내용은 본 발명의 일실시 예에 관한 것으로 힌지 결합을 구성하는 핀부(210)와 결합부(320)의 각 수치는 설계에 따라 변경될 수 있다.However, the above contents are related to an embodiment of the present invention, and the numerical values of the pin portion 210 and the coupling portion 320 constituting the hinge coupling may be changed according to design.

도 1은 마주보는 고리형 결합부를 가진 힌지 결합을 도시한 도면이고, 도 7은 하나의 고리형 결합부를 가진 측면 플레이트의 금형의 피팅라인을 도시한 도면이다.FIG. 1 shows a hinge coupling with opposite annular couplings, and FIG. 7 shows a fitting line of the mold of the side plate with one annular coupling.

도 1에 도시된 바와 같이. 서로 마주보는 고리형 결합부의 경우 각 결합부가 핀부를 수용하여 체결되는 방식으로 힌지 결합된다. 이를 위해 사출 시 슬라이드 코어를 상하부 금형상이에 끼워 결합부를 형성한다. 따라서 사출 후 슬라이드 코어 제거를 위한 추가 공정이 필요하며, 이를 위해 힌지 결합 간 일정 거리(일 예에서는 약 38mm) 이상의 간격이 필요하다.As shown in FIG. 1. In the case of the annular coupling portions facing each other, the coupling portions are hinged in such a manner that the coupling portions are accommodated by the pin portions. To this end, a slide core is inserted into upper and lower mold portions during injection to form a coupling part. Therefore, an additional process for removing the slide core after injection is required, which requires a distance more than a predetermined distance (about 38 mm in one example) between hinge couplings.

이에 비해 본 발명의 결합부(320)는 하나의 고리형상을 가지는바, 도 7에 도시된 바와 같이 사출 시 슬라이드 코어를 사용하지 않고 상/하 금형만으로 언더 컷 없이 형성될 수 있다. 따라서 사출 후 슬라이드 코어 제거 등의 별도의 공정이 필요하지 않아 사출 시간을 약 60%정도 단축 하여 생산성을 향상 시킬 수 있다. (사출시간을 약120sec에서 약50sec로 단축 가능)On the contrary, the coupling part 320 of the present invention has one annular shape, and as shown in FIG. 7, the coupling part 320 may be formed without an undercut by using only upper and lower molds without using a slide core during injection. Therefore, no additional process such as removal of slide core after injection can reduce the injection time by about 60% and improve productivity. (Injection time can be shortened from about 120sec to about 50sec)

도 8은 측면 플레이트의 측면도이고, 도 9는 도 8의 연성회로기판의 내부 회로와 퓨즈의 결합을 도시한 도면이다.FIG. 8 is a side view of the side plate, and FIG. 9 is a view illustrating a coupling of an internal circuit and a fuse of the flexible circuit board of FIG. 8.

도 8을 참조하면, 측면 플레이트(300)의 외측면에는 버스바(310)가 부착되고, 연성회로기판(400)이 측면 플레이트(300)의 외측면을 따라 버스바(310)에 연결되며, 연성회로기판(400)의 외측으로 누름판(500)이 고정된다.Referring to FIG. 8, a bus bar 310 is attached to an outer surface of the side plate 300, and a flexible circuit board 400 is connected to the bus bar 310 along an outer surface of the side plate 300. The pressing plate 500 is fixed to the outside of the flexible circuit board 400.

버스바(310)는 측면 플레이트(300)의 외측면에 형성된 버스바(310)의 하단부가 끼워지는 하단고정부(311)에 먼저 결합되고, 가압에 의해 하단을 기준으로 회동하며 상단고정부(312)에 스냅핏 방식으로 부착될 수 있다. The bus bar 310 is first coupled to the lower fixing part 311 into which the lower end of the bus bar 310 formed on the outer surface of the side plate 300 is fitted, and rotates based on the lower part by pressing, and the upper fixing part ( 312) in a snap fit manner.

버스바(310)는 셀 조립체(100)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀 각각의 전압과 전류에 관한 정보를 전달하거나, 배터리 외부에 설치된 버스바와 연결되어 전기적 정보를 전달한다. 따라서 버스바(310)는 도체로 형성되며, 전기 전도율이 가장 높은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. The bus bar 310 is electrically connected to the cell assembly 100 to transmit information on voltage and current of each battery cell, or is connected to a bus bar installed outside the battery to transmit electrical information. Therefore, the bus bar 310 is formed of a conductor, and preferably formed of a metal having the highest electrical conductivity.

연성회로기판(400)은 온도센싱부(미도시)와 전압센싱부(410)를 포함할 수 있고, 양 말단은 복수의 버스바(310)와 연결 가능할 수 있게 가지부(220)가 형성될 수 있다.The flexible circuit board 400 may include a temperature sensing unit (not shown) and a voltage sensing unit 410, and the branch part 220 may be formed at both ends thereof to be connectable with the plurality of bus bars 310. Can be.

또한, 플렉서블한 특성을 가져 연결 구조를 형성할 때 보다 향상된 조립성을 제공한다. 온도센싱부(미도시)는 배터리 셀에 접촉하여 배터리 셀의 온도를 측정하고 이를 전기적 정보로 전달하여 과발열 등의 현상을 미리 검출한다. 전압센싱부(410)는 버스바(310) 외측면에 형성되어 배터리 셀 각각의 전압 및 전류를 측정하여 전기적 정보로 연성회로기판(400)에 전달한다. 연성회로기판(400)의 내부에는 복수 개의 선이 나란하게 배열되어 각 배터리 셀의 전압 및 전류에 관한 정보를 비엠에스(BMS, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)(미도시) 측으로 전달하여 각 배터리 셀의 충전과 방전을 관리한다.In addition, the flexible properties provide improved assembly when forming a connection structure. The temperature sensing unit (not shown) measures the temperature of the battery cell in contact with the battery cell and transfers it as electrical information to detect a phenomenon such as overheating in advance. The voltage sensing unit 410 is formed on the outer surface of the bus bar 310 to measure the voltage and current of each battery cell and transmit the measured voltage and current to the flexible circuit board 400 as electrical information. In the flexible circuit board 400, a plurality of lines are arranged side by side to transfer information about voltage and current of each battery cell to a battery management system (BMS) (not shown) to charge each battery cell. Manage discharge.

연성회로기판(400)은 상부 플레이트(200)의 일면에 부착 고정되고, 양 말단은 두 갈래로 나누워져 있어 측면 플레이트(300)의 외측면을 따라 각각 별도의 버스바(310)에 연결된다. 다만, 연성회로기판(400)의 측면 플레이트(300)의 외측면으로 왕곡에 따른 들뜸현상을 최소화하기 위해서는 상부 플레이트(200)의 저면에 부착되는 것이 바람직하다.The flexible circuit board 400 is attached and fixed to one surface of the upper plate 200, and both ends thereof are divided into two branches, and are connected to separate bus bars 310 along the outer surface of the side plate 300. However, in order to minimize the lifting phenomenon due to the angulation to the outer surface of the side plate 300 of the flexible circuit board 400 is preferably attached to the bottom of the upper plate 200.

따라서 상부 플레이트(200)와 측면 플레이트(300)의 힌지 결합의 위치에 영향을 받아 설계된다. 도 1에 도시된 바와 같이 마주보는 고리형 결합부를 사용하는 경우에는 사출 후 슬라이드 코어 제거를 위해 힌지 결합 간 일정거리 이상의 간격이 필요하여 연성회로기판(400)의 주 분기의 위치 및 폭 넓이에 제약이 있다. 일예에 따르면 연성회로기판은 약 10.8mm이상의 폭을 갖기 어렵다.Therefore, it is designed to be affected by the position of the hinge coupling of the upper plate 200 and the side plate 300. As shown in FIG. 1, in the case of using the annular coupling portion facing each other, a distance or more than a certain distance between the hinge couplings is required to remove the slide core after injection, thereby limiting the position and width of the main branch of the flexible circuit board 400. There is this. According to an example, the flexible circuit board may not have a width of about 10.8 mm or more.

본 발명의 일실시 예는 결합부(320)가 고리 형상으로 일 측면이 개방되어 형성되는바, 측면 플레이트(300) 사출 성형 시 슬라이드 코어를 사용하지 않고도 결합부(320)를 형성할 수 있다. 그 결과, 힌지 결합 간의 거리 제약이 없어 인접하는 힌지 결합간의 거리(d)를 힌지 결합 길이(c) 보다 더 짧게 설계 가능하다.In an embodiment of the present invention, the coupling part 320 is formed by opening one side in an annular shape, so that the coupling part 320 may be formed without using a slide core when injection molding the side plate 300. As a result, there is no distance constraint between the hinge couplings, so that the distance d between adjacent hinge couplings can be designed to be shorter than the hinge coupling length c.

따라서 힌지 결합에 의한 연성회로기판(400)의 설계 제약을 크게 개선할 수 있다. 측면 플레이트(300)에서 연성회로기판(400)의 주 분기 위치 선정에 제약이 없어, 연성회로기판(400)을 버스바(310)와 인접하여 배치할 수 있다. 이 때 각각의 버스바(310) 사이에 인접하여 배치되어 내부회로와 퓨즈를 직선형으로 결합할 수 있다. 이에 따라 종래보다 연성회로기판(400)의 내부에 더 많은 퓨즈를 포함할 수 있다.Therefore, the design constraints of the flexible circuit board 400 by the hinge coupling can be greatly improved. Since there is no restriction in selecting the main branch position of the flexible circuit board 400 in the side plate 300, the flexible circuit board 400 may be disposed adjacent to the bus bar 310. In this case, the bus bars 310 may be disposed adjacent to each other to directly couple an internal circuit and a fuse. Accordingly, more fuses may be included in the flexible circuit board 400 than in the prior art.

또한, 힌지 결합의 위치를 자유롭게 설정할 수 있어 도 8에 도시된 바와 같이 어느 하나의 힌지 결합을 기준으로 양 측에 인접하는 힌지 결합과의 거리(d1,d2)를 다르게 할 수 있다. 그에 따라 연성회로기판(400)의 폭을 넓게 설계 가능하여 (약 15mm 가능) 내부 회로가 증가되는 경우에도 연성회로기판(400)을 적층하여 형성할 필요가 없다. 연성회로기판(400)을 적층하는 경우 회로가 쌓이면서 그 두께가 두꺼워져 조립 시 크랙 등의 손상 및 회로 간 쇼트현상이 발생할 수 있는데 이를 방지하는 효과를 가져 생산성이 향상 된다.In addition, the position of the hinge coupling can be freely set, and as shown in FIG. 8, the distances d1 and d2 from the hinge coupling adjacent to both sides can be changed based on any one hinge coupling. Accordingly, the flexible printed circuit board 400 may be designed to have a wider width (about 15 mm), and thus, the flexible printed circuit board 400 may not be formed by stacking even when the internal circuit is increased. In the case of stacking the flexible circuit board 400, the thickness of the circuits is increased, so that damage such as cracks and short circuits may occur when assembling, and thus productivity is improved.

누름판(500)은 연성회로기판(400)의 말단부를 덮을 수 있는 정도의 크기를 갖으며, 연성회로기판(400)의 외측면에 위치한다. 연성회로기판(400)을 덮어 외부로 노출되는 것을 방지하고, 열 융착공정 시 연성회로기판(400)이 직접 가압받는 것을 차단하여 제작과정에서 발생할 수 있는 손상 및 전기 자동차 운행에 따른 지속적인 진동이나 충력 등의 외력을 흡수하여 이로 인한 손상을 방지한다. 이때 누름판(500)은 연성회로기판(400)의 왕곡에 의한 들뜸현상을 최소화하고 응력을 분산시키기 위해 왕곡되는 부분의 하부에 위치하는 것이 바람직하다. The pressing plate 500 is large enough to cover the distal end of the flexible circuit board 400 and is located on an outer surface of the flexible circuit board 400. Covers the flexible circuit board 400 to prevent exposure to the outside and prevents the flexible circuit board 400 from being directly pressurized during the heat fusion process, thereby causing continuous vibrations or impulses caused by damages and manufacturing of electric vehicles. Absorb external forces of the back to prevent damage. At this time, the pressing plate 500 is preferably located in the lower portion of the curved portion to minimize the lifting phenomenon caused by the bending of the flexible circuit board 400 and to disperse the stress.

누름판(500)은 열 융착공정에 의해 측면 플레이트(300)에 고정되고, 이를 위해 측면 플레이트(300)에는 고정돌기(330)가 형성될 수 있다. 또한 연성회로기판(400) 및 누름판(500)에는 이에 대응되는 관통홀(430)이 형성될 수 있으며, 고정돌기(330)는 이를 순차로 관통하여 열에 의해 외측부터 녹아내려 압착된다.The pressing plate 500 is fixed to the side plate 300 by a thermal fusion process, for this purpose, a fixing protrusion 330 may be formed on the side plate 300. In addition, a through hole 430 corresponding to the flexible circuit board 400 and the pressing plate 500 may be formed, and the fixing protrusion 330 is sequentially melted from the outside by heat through the pressing process.

누름판(500)은 연성회로기판(400)과 버스바(310)의 전기적 연결을 방해하지 않기 위해 금속을 제외한 회로가 없는 어떠한 절연 재질도 가능하다.The pressing plate 500 may be any insulating material without a circuit except for metal so as not to interfere with the electrical connection between the flexible circuit board 400 and the bus bar 310.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.Although the exemplary embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited only to such specific embodiments, and the scope of the present invention can be appropriately changed within the scope of the claims. Corresponding.

셀 조립체 : 100 상부 플레이트 : 200
핀부 : 210 가지부 : 220
측면 플레이트 : 300 버스바 : 310
하단고정부 : 311 상단고정부 :　312
결합부 : 320 걸림턱 : 321
고정돌기 : 330 연성회로기판 : 400
관통홀 : 430 누름판 : 500
셀 조립체커버 : 600
인접하는 결합부간 최대거리 : a
결합부의 걸림턱의 구부러진 정도 : b
힌지 결합의 길이 : c
힌지 결합 간 길이 : d1, d2Cell Assembly: 100 Top Plate: 200
Pins: 210 Branches: 220
Side plate: 300 Busbar: 310
Lower Fixed Panel: 311 Upper Fixed Panel: 312
Coupling part: 320 Jaw: 321
Fixing protrusion: 330 Flexible circuit board: 400
Through Hole: 430 Press Plate: 500
Cell assembly cover: 600
Maximum distance between adjacent couplings: a
Bending degree of the engaging jaw of the coupling part: b
Length of hinge coupling: c
Length between hinge joints: d1, d2

Claims (7)

하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체;
상기 셀 조립체의 상측에 위치하는 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트의 양측으로 각각 결합되고 외측면에 버스바가 부착되는 측면 플레이트와, 상기 상부 플레이트와 각 상기 측면 플레이트를 결합시키는 힌지부를 포함하는 셀 조립체커버; 및
상기 셀 조립체커버에 부착 고정되는 연성회로기판;을 포함하고
상기 힌지부는
탈부착 가능한 것으로 복수 개로 구비되고, 상기 상부 플레이트의 측면 및 상기 측면 플레이트의 결합면 중 어느 일면에 상기 일면과 나란하게 외측으로 돌출된 핀부와, 타면에 상기 핀부에 체결되는 결합부로 형성되며,
상기 상부 플레이트의 저면 일부와 상기 측면 플레이트의 상측면 일부가 맞닿아 체결되거나, 상기 측면 플레이트의 내측면의 일부와 상기 상부 플레이트의 일측면의 일부가 맞닿아 체결되도록 하여, 상기 측면 플레이트가 상기 힌지부를 중심으로 회동하여 개폐되도록 하고,
상기 결합부는
고리형상으로 상기 핀부의 길이 방향으로 이격되어 복수 개 형성되고, 고리형상은 인접하는 결합부와 서로 대향하여 개방되어 상기 핀부의 외측면과 내측면을 번갈아가며 밀착 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
A cell assembly having one or more battery cells;
A cell assembly cover including an upper plate positioned at an upper side of the cell assembly, a side plate coupled to both sides of the upper plate, and having a bus bar attached to an outer surface thereof, and a hinge portion coupling the upper plate and each side plate; ; And
And a flexible printed circuit board attached to and fixed to the cell assembly cover.
The hinge portion
It is provided with a plurality of detachable ones, and formed on any one of the side of the upper plate and the coupling surface of the side plate, the pin portion protruding outward side by side with the one surface, the coupling portion fastened to the other surface,
A portion of the bottom surface of the upper plate and a portion of the upper side of the side plate are fastened to be in contact with each other, or a portion of the inner surface of the side plate and a part of one side of the top plate are fastened to be fastened, so that the side plate is hinged. Rotate around the wealth to open and close,
The coupling part
A battery module, characterized in that formed in a plurality of annular spaced apart in the longitudinal direction, the annular shape is opposed to each other adjacent to the adjacent coupling portion and is in close contact with the outer and inner surfaces of the pin portion alternately.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 힌지부는
복수 개 형성되며, 인접하는 상기 힌지부 사이의 거리 중 적어도 어느 하나의 거리가 상기 힌지부의 길이보다 가깝도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method of claim 1,
The hinge portion
A plurality of battery modules, characterized in that formed at least one of the distance between the adjacent hinge portion is closer than the length of the hinge portion.
제1항에 있어서,
상기 힌지부는
상기 핀부와 상기 결합부가 각각이 형성된 면의 중심에서 일측으로 벗어나 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method of claim 1,
The hinge portion
Battery module, characterized in that the pin portion and the coupling portion is formed off to one side from the center of the surface on which each is formed.
제3항에 있어서,
상기 연성회로기판은
상기 상부 플레이트의 일면에 부착되고 양 말단은 상기 측면 플레이트의 외측면을 따라 상기 버스바에 연결되는 것으로, 내부 회로중 적어도 어느 하나의 회로가 퓨즈와 직선형으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
The method of claim 3, wherein
The flexible circuit board
The battery module, characterized in that attached to one surface of the upper plate and both ends are connected to the bus bar along the outer surface of the side plate, at least one of the internal circuit is connected to the fuse in a straight line.
하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체;
상기 셀 조립체의 상측에 위치하는 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트의 양측으로 각각 결합되고 외측면에 버스바가 부착되는 측면 플레이트와, 상기 상부 플레이트와 각 상기 측면 플레이트를 결합시키는 힌지부를 포함하는 셀 조립체커버;
상기 상부 플레이트에 부착 고정되고, 양 말단은 절곡되어 상기 버스바에 연결되는 연성회로기판; 및
상기 연성회로기판의 외측면에 위치하고 상기 측면 플레이트에 밀착 고정되는 누름판;을 포함하고,
상기 힌지부는
탈부착 가능한 것으로 상기 상부 플레이트의 측면 및 상기 측면 플레이트의 결합면 중 어느 일면에 상기 일면과 나란하게 외측으로 돌출된 핀부와, 타면에 상기 핀부에 체결되는 결합부로 형성되고, 인접하는 상기 힌지부 사이의 거리 중 적어도 어느 하나의 거리가 상기 힌지부의 길이보다 가깝도록 형성되는 복수 개로 구비되며,
상기 상부 플레이트의 저면 일부와 상기 측면 플레이트의 상측면 일부가 맞닿아 체결되거나, 상기 측면 플레이트 내측면의 일부와 상기 상부 플레이트의 일측면의 일부가 맞닿아 체결되도록 하여, 상기 측면 플레이트가 상기 힌지부를 중심으로 회동하며 개폐되도록 하고,
상기 결합부는
고리형상으로 상기 핀부의 길이 방향으로 이격되어 복수 개 형성되어 있으며, 고리형상은 인접하는 결합부와 서로 대향하여 개방되어 상기 핀부의 외측면과 내측면을 번갈아가며 밀착 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
A cell assembly having one or more battery cells;
A cell assembly cover including an upper plate positioned at an upper side of the cell assembly, a side plate coupled to both sides of the upper plate, and having a bus bar attached to an outer surface thereof, and a hinge portion coupling the upper plate and each side plate; ;
A flexible circuit board fixed to the upper plate and bent at both ends to be connected to the bus bar; And
And a pressing plate positioned on an outer surface of the flexible circuit board and tightly fixed to the side plate.
The hinge portion
Detachable and formed on the one side of the upper plate and the coupling surface of the side plate is formed with a pin portion protruding outward side by side with the one surface, the coupling portion fastened to the pin portion on the other surface, between the adjacent hinge portion At least any one of the distance is provided with a plurality formed to be closer than the length of the hinge portion,
A portion of the bottom surface of the upper plate and a portion of the upper side surface of the side plate are brought into contact with each other, or a portion of the inner side surface of the side plate and a portion of one side of the top plate are brought into contact with each other so that the side plate is connected to the hinge portion. Rotate to the center and open and close,
The coupling part
A battery module characterized in that a plurality of annularly spaced apart in the longitudinal direction of the pin portion is formed, the annular shape is opened opposite to the adjacent coupling portion to be in close contact with the outer and inner surfaces of the pin portion alternately. .
제6항에 있어서,
상기 연성회로기판의 양 말단은
두 갈래의 가지부가 형성되어 상기 버스바에 연결되고,
상기 누름판은 상기 가지부의 외측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 6,
Both ends of the flexible circuit board
A bifurcated branch is formed and connected to the busbar,
The pressing plate is characterized in that located on the outer surface of the branch portion battery module.
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