KR102047481B1 - Battery module and battery pack including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 각각 갖는 복수의 이차 전지들과, 이차 전지들 중 적어도 하나의 이차 전지를 각각 수용하며, 다단으로 적층되는 복수의 카트리지들을 구비하는 카트리지 적층체; 전극 리드가 접속되는 버스바를 구비하며, 카트리지 적층체의 일면에 결합되는 ICB 하우징; 및 카트리지 적층체와 대면되도록 형성되는 플레이트 본체와, ICB 하우징과 대면되도록 형성되는 결합부를 구비하며, 카트리지 적층체의 일면과 미리 정해진 각도로 접하는 카트리지 적층체의 타면에 결합되는 쿨링 플레이트를 포함하며; ICB 하우징은, 미리 정해진 규격을 갖는 볼트의 나사부와 나사 결합되도록 천공된 제1 볼트홀을 더 구비하고, 쿨링 플레이트는, 나사부가 나사 결합되고 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 결합부에 천공된 제2 볼트홀을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면, 하나의 볼트를 이용해 다수의 부재들을 동시에 조립 가능하여, 배터리 모듈의 조립에 필요한 볼트의 개수를 줄이고, 배터리 모듈의 조립 시간을 단축시킬 수 있다.A battery module according to the present invention includes a cartridge stack including a plurality of secondary batteries each having an electrode lead, and a plurality of cartridges each accommodating at least one secondary battery among secondary batteries and stacked in multiple stages; An ICB housing having a bus bar to which electrode leads are connected and coupled to one surface of the cartridge stack; And a cooling plate coupled to the other surface of the cartridge stack, wherein the plate body is formed to face the cartridge stack, and the coupling portion is formed to face the ICB housing, and the cartridge stack is in contact with one surface of the cartridge stack at a predetermined angle; The ICB housing further comprises a first bolt hole perforated to screw into a threaded portion of the bolt having a predetermined size, and the cooling plate drills into the joining portion such that the screw is screwed and disposed in line with the first bolt hole. It characterized in that it further comprises a second bolt hole. According to the present invention, it is possible to assemble a plurality of members at the same time using one bolt, to reduce the number of bolts required for the assembly of the battery module, it is possible to shorten the assembly time of the battery module.
Description
본 발명의 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack including the same.
근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, the demand for portable electronic products such as notebooks, video cameras, mobile phones, etc. has been rapidly increased, and development of electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, satellites, etc. has been in earnest, and thus high-performance secondary batteries capable of repeating charge and discharge There is an active research on.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with the positive electrode active material and the negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and an exterior material for sealing and storing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery case.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.In general, a lithium secondary battery may be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 수납 및 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.Recently, secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices. When used in such medium and large devices, a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output. In particular, the pouch type secondary battery is widely used in such a medium-large size device because of its easy storage and lamination.
배터리 모듈은 이처럼 용량 및 출력 등을 높이기 위해 다수의 이차 전지가 직렬 내지 병렬로 연결된 구성요소를 의미한다고 할 수 있다. 종래의 배터리 모듈은, 이차 전지가 각각 수용된 복수의 카트리지들이 다단으로 적층된 카트리지 적층체와, 이차 전지들의 전극 리드와 접속되는 버스바를 구비하는 ICB 하우징과, ICB 하우징의 외부로부터 보호하는 ICB 커버와, 카트리지 적층체와 접촉되도록 설치되어 이차 전지들에서 발생한 열을 외부로 방출하는 쿨링 플레이트와, 배터리 모듈의 둘러싸도록 설치되는 모듈 케이스를 포함한다. 이러한 종래의 배터리 모듈은, 쿨링 플레이트와 모듈 케이스를 볼트를 이용해 나사 결합하여 쿨링 플레이트 조립체를 형성한 후, 이러한 쿨링 플레이트를 상기 볼트와는 상이한 별도의 볼트를 이용해 ICB 커버와 결합하는 조립 구조를 갖는다. 따라서, 종래의 배터리 모듈은, 쿨링 플레이트와 모듈 케이스의 결합 및 쿨링 플레이트 조립체와 ICB 커버의 결합에 각각 별도의 볼트를 사용함으로 인해 배터리 모듈의 조립체 필요한 볼트의 개수 증가되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 배터리 모듈은, 쿨링 플레이트와 모듈 케이스의 결합 및 쿨링 플레이트 조립체와 ICB 커버의 조립을 별도로 수행함으로 인해 배터리 모듈의 조립에 수행되는 시간이 증가되는 문제점이 있다.The battery module may refer to a component in which a plurality of secondary batteries are connected in series or in parallel in order to increase capacity and output. The conventional battery module includes an ICB housing including a cartridge stack in which a plurality of cartridges each containing a secondary battery is stacked in multiple stages, a bus bar connected to electrode leads of the secondary batteries, and an ICB cover protecting the exterior of the ICB housing; A cooling plate is installed to be in contact with the cartridge stack to discharge heat generated from the secondary batteries to the outside, and a module case is installed to surround the battery module. The conventional battery module has an assembly structure in which the cooling plate and the module case are screwed together using bolts to form a cooling plate assembly, and then the cooling plate is coupled to the ICB cover using a separate bolt different from the bolts. . Therefore, the conventional battery module has a problem in that the number of bolts required for assembly of the battery module is increased by using separate bolts for coupling the cooling plate and the module case and coupling the cooling plate assembly and the ICB cover, respectively. In addition, the conventional battery module has a problem in that the time required for assembly of the battery module is increased by separately combining the cooling plate and the module case and assembling the cooling plate assembly and the ICB cover.
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배터리 모듈의 조립 구조가 단순화되도록 구조를 개선한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a battery module and a battery pack including the improved structure to simplify the assembly structure of the battery module.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 각각 갖는 복수의 이차 전지들과, 이차 전지들 중 적어도 하나의 이차 전지를 각각 수용하며, 다단으로 적층되는 복수의 카트리지들을 구비하는 카트리지 적층체; 전극 리드가 접속되는 버스바를 구비하며, 카트리지 적층체의 일면에 결합되는 ICB 하우징; 및 카트리지 적층체와 대면되도록 형성되는 플레이트 본체와, ICB 하우징과 대면되도록 형성되는 결합부를 구비하며, 카트리지 적층체의 일면과 미리 정해진 각도로 접하는 카트리지 적층체의 타면에 결합되는 쿨링 플레이트를 포함하며; ICB 하우징은, 미리 정해진 규격을 갖는 볼트의 나사부와 나사 결합되도록 천공된 제1 볼트홀을 더 구비하고, 쿨링 플레이트는, 나사부가 나사 결합되고 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 결합부에 천공된 제2 볼트홀을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.Battery module according to an aspect of the present invention for solving the above problems, a plurality of secondary batteries each having an electrode lead, and at least one secondary battery of the secondary batteries, respectively, a plurality of stacked in multiple stages A cartridge stack comprising cartridges; An ICB housing having a bus bar to which electrode leads are connected and coupled to one surface of the cartridge stack; And a cooling plate coupled to the other surface of the cartridge stack, wherein the plate body is formed to face the cartridge stack, and the coupling portion is formed to face the ICB housing, and the cartridge stack is in contact with one surface of the cartridge stack at a predetermined angle; The ICB housing further comprises a first bolt hole perforated to screw into a threaded portion of the bolt having a predetermined size, and the cooling plate drills into the joining portion such that the screw is screwed and disposed in line with the first bolt hole. It characterized in that it further comprises a second bolt hole.
바람직하게, 쿨링 플레이트는, 쿨링 플레이트 쪽 방향을 향하도록 돌출 형성되며 제1 볼트홀이 천공되는 고정 부쉬를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the cooling plate further includes a fixing bush which protrudes to face toward the cooling plate and is bored with the first bolt hole.
바람직하게, 버스바는 쿨링 플레이트를 향해 돌출 형성되는 접속핀을 갖고, 접속핀이 삽입되는 접속홀과, 접속핀과 접속되도록 접속홀의 내부에 장착되는 리셉터클을 구비하며, 결합부에 결합되는 센싱 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the bus bar has a connection pin protruding toward the cooling plate, and has a connection hole into which the connection pin is inserted, and a receptacle mounted inside the connection hole to be connected to the connection pin, and a sensing housing coupled to the coupling part. It characterized in that it further comprises.
바람직하게, 센싱 하우징은, ICB 하우징과 결합부 사이에 개재되도록 형성되는 하우징 결합 리브와, 나사부가 통과되고 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 하우징 결합 리브에 천공된 제1 안내홀을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the sensing housing further comprises a housing coupling rib formed to be interposed between the ICB housing and the coupling portion, and a first guide hole perforated in the housing coupling rib such that the threaded portion passes and is disposed in line with the first bolt hole. Characterized in that.
바람직하게, 센싱 하우징은, 센싱 하우징을 지지하도록 형성되는 하우징 받침대와, 나사부가 통과되고 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 하우징 받침대에 천공된 제2 안내홀을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the sensing housing further comprises a housing pedestal which is formed to support the sensing housing, and a second guide hole which is perforated in the housing pedestal so that the threaded portion passes and is disposed in line with the first bolt hole.
바람직하게, 하우징 결합 리브와 하우징 받침대는, 하우징 받침대와 하우징 결합 리브 사이 간격에 결합부가 끼움 결합되도록 결합부의 두께와 대응하는 간격만큼 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the housing coupling rib and the housing pedestal, characterized in that formed so as to be spaced apart by a distance corresponding to the thickness of the coupling portion to fit the coupling portion in the space between the housing pedestal and the housing coupling rib.
바람직하게, ICB 하우징의 적어도 일부분을 둘러싸도록 마련되는 커버 본체와, ICB 하우징과 결합부 사이에 개재되도록 커버 본체로부터 연장 형성되는 커버 결합 리브와, 나사부가 통과되고 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 커버 결합 리브에 천공된 제3 안내홀을 구비하는 ICB 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the cover body is provided to surround at least a portion of the ICB housing, the cover coupling rib extending from the cover body so as to be interposed between the ICB housing and the coupling portion, the screw portion is passed and disposed in line with the first bolt hole It characterized in that it further comprises an ICB cover having a third guide hole perforated in the cover coupling rib.
바람직하게, ICB 커버는, ICB 커버를 지지하도록 형성되는 커버 받침대와, 나사부가 통과되도록 커버 받침대에 천공된 제4 안내홀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.Preferably, the ICB cover further comprises a cover pedestal formed to support the ICB cover, and a fourth guide hole drilled in the cover pedestal so that the screw portion passes therethrough.
바람직하게, 나사부와 나사 결합되고 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 천공된 제3 볼트홀을 구비하며, 카트리지 적층체, ICB 하우징 및 쿨링 플레이트를 둘러싸도록 마련되는 모듈 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, it further comprises a module case screwed with the threaded portion and having a third bolt hole perforated to be disposed in line with the first bolt hole, the cartridge case being provided to surround the cartridge stack, the ICB housing and the cooling plate. It is done.
바람직하게, 모듈 케이스는, 플레이트 본체의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 모듈 케이스의 본체에에 개방 형성되는 개방부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the module case further comprises an opening formed in the main body of the module case so that at least a portion of the plate body is exposed to the outside.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 양상에 따른 배터리 팩은, 전술한 배터리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Battery pack according to another aspect of the present invention for solving the above problems is characterized in that it comprises the above-described battery module.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 양상에 따른 자동차는, 전술한 자동차를 포함하는 것을 특징으로 한다.An automobile according to another aspect of the present invention for solving the above problems is characterized in that it comprises the aforementioned automobile.
본 발명에 따른 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩은, 하나의 볼트를 이용해 다수의 부재들을 동시에 조립 가능하여, 배터리 모듈의 조립에 필요한 볼트의 개수를 줄이고, 배터리 모듈의 조립 시간을 단축시킬 수 있다.The battery module and the battery pack including the same according to the present invention can simultaneously assemble a plurality of members using one bolt, thereby reducing the number of bolts required for assembling the battery module and shortening the assembly time of the battery module. .
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈의 분리 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 카트리지 적층체와 ICB 하우징의 결합 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 카트리지 적층체와 ICB 하우징의 Ⅰ-Ⅰ' 선에 대한 부분 확대 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 이차 전지의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 5는 도 2의 A 영역에 대한 부분 확대도.
도 6은 도 1에 도시된 쿨링 플레이트와 센싱 커넥터 조립체의 분리 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 쿨링 플레이트와 센싱 커넥터 조립체의 결합 사시도.
도 8은 도 1에 도시된 카트리지 적층체와 쿨링 플레이트의 결합 사시도.
도 9a는 도 7에 도시된 센싱 하우징의 전면 사시도.
도 9b는 도 7에 도시된 센싱 하우징의 후면 사시도.
도 10은 도 8의 Ⅱ-Ⅱ' 선 부분 확대 단면도.
도 11은 도 1에 도시된 ICB 커버의 후면 사시도.
도 12는 도 1에 도시된 ICB 커버가 설치된 상태를 나타내는 배터리 모듈의 결합 사시도.
도 13은 도 1에 도시된 모듈 케이스가 설치된 상태를 나타내는 배터리 모듈의 결합 사시도.
도 14는 도 1에 도시된 상부 케이스의 사시도.
도 15는 도 1에 도시된 하부 케이스의 사시도.
도 16은 도 13에 도시된 배터리 모듈의 저면도.
도 17은 도 13에 도시된 배터리 모듈의 Ⅲ-Ⅲ' 선에 대한 부분 확대 단면도.
도 18은 도 13에 도시된 배터리 모듈의 Ⅳ-Ⅳ' 선에 대한 부분 확대 단면도.1 is an exploded perspective view of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the cartridge stack and ICB housing shown in FIG.
3 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line II ′ of the cartridge stack and ICB housing shown in FIG. 2;
4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a secondary battery illustrated in FIG. 2.
FIG. 5 is a partially enlarged view of area A of FIG. 2; FIG.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the cooling plate and the sensing connector assembly shown in FIG. 1. FIG.
7 is a perspective view of the cooling plate and the sensing connector assembly shown in FIG.
8 is a perspective view of the cartridge stack and cooling plate shown in FIG.
9A is a front perspective view of the sensing housing shown in FIG. 7.
9B is a rear perspective view of the sensing housing shown in FIG. 7.
10 is an enlarged cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 8.
FIG. 11 is a rear perspective view of the ICB cover shown in FIG. 1. FIG.
12 is a perspective view of a combination of the battery module showing a state in which the ICB cover shown in Figure 1 is installed.
13 is a perspective view of a combination of the battery module showing a state in which the module case shown in Figure 1 installed.
14 is a perspective view of the upper case shown in FIG.
15 is a perspective view of the lower case shown in FIG.
FIG. 16 is a bottom view of the battery module shown in FIG. 13. FIG.
FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line III-III ′ of the battery module shown in FIG. 13; FIG.
FIG. 18 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line IV-IV 'of the battery module shown in FIG. 13; FIG.
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 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each component or a specific portion constituting the components is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Thus, the size of each component does not entirely reflect its actual size. If it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, such description will be omitted.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈의 분리 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈(1)은, 이차 전지(12)가 각각 수용된 복수의 카트리지(14)들을 구비하는 카트리지 적층체(10); 전극 리드(16)와 전기적으로 접속되는 버스바(23)를 구비하며, 카트리지 적층체(10)의 일면에 결합되는 ICB 하우징(20); 외부의 계측 회로와 접속되며, ICB 하우징(20)에 결합되는 연결 커넥터 조립체(30); 이차 전지(12)들을 냉각시키며, 카트리지 적층체(10)의 타면에 결합되는 쿨링 플레이트(40); ICB 하우징(20)의 버스바(23)와 체결 및 접속되는 센싱 하우징(52)과, 연결 커넥터 조립체(30)와 체결 및 접속되는 센싱 커넥터(54)를 구비하며, 쿨링 플레이트(40)에 결합되는 센싱 커넥터 조립체(50); ICB 하우징(20)을 둘러싸도록 ICB 하우징(20)에 결합되는 ICB 커버(60); 배터리 모듈(1)의 외관을 형성하는 모듈 케이스;를 포함한다.Referring to FIG. 1, a battery module 1 according to a preferred embodiment of the present invention includes a
또한, 배터리 모듈(1)은 복수 개가 미리 정해진 전기적인 연결 방법으로 연결되어 배터리 팩을 구성할 수 있다. 또한, 이러한 배터리 팩은 자동차에 설치되어 사용될 수 있다.In addition, a plurality of battery modules 1 may be connected by a predetermined electrical connection method to configure a battery pack. In addition, such a battery pack may be installed and used in an automobile.
또한, 배터리 모듈(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 ICB 하우징(20)들과 한 쌍의 센싱 하우징(52)들을 구비하며, ICB 하우징(20)과 센싱 하우징(52)이 전면과 후면에 각각 하나씩 설치됨으로써 전후 대칭적인 구조를 갖는다. 따라서, 설명의 편의를 위해 이하에서는, 배터리 모듈(1)의 전면을 기준으로 배터리 모듈(1)의 구조에 대해 설명하기로 한다.In addition, the battery module 1, as shown in FIG. 1, has a pair of
도 2는 도 1에 도시된 카트리지 적층체와 ICB 하우징의 결합 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 카트리지 적층체와 ICB 하우징의 Ⅰ-Ⅰ' 선에 대한 부분 확대 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 이차 전지의 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 5는 도 2의 A 영역에 대한 부분 확대도이다.FIG. 2 is a perspective view of the cartridge stack and ICB housing shown in FIG. 1, FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line II ′ of the cartridge stack and ICB housing shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a view of FIG. It is a figure which shows schematic structure of the secondary battery shown in FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged view of the area A of FIG.
먼저, 카트리지 적층체(10)는, 복수의 이차 전지(12)들을 수용하기 위한 부재이다.First, the
카트리지 적층체(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전면과 후면에 각각 ICB 하우징(20)이 결합되어, ICB 하우징(20)과 일체를 이룬다. 이러한 카트리지 적층체(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 이차 전지(12)들과, 이러한 이차 전지(12)들 중 적어도 하나의 이차 전지(12)를 각각 수용하는 복수의 카트리지(14)들을 포함한다.As shown in FIG. 2, the
이차 전지(12)들은 리튬 폴리머 전지로 구성되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 이니며, 이차 전지(12)들은, 리튬 이온 전지, 니켈 카트늄 전지, 니켈 수소 전지 및 니켈 아연 전지 등으로 구성될 수도 있다.The
이차 전지(12)들은, 도 4에 도시된 바와 같이, 파우치형으로 구성되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이차 전지(12)들은 원통형, 각형 등으로 구성될 수도 있다.The
이차 전지(12)들은, 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전극 리드(16)들을 포함한다. 전극 리드(16)들 중 어느 하나는, 이차 전지(12)의 일단에 마련되며, 양극과 음극 중 어느 하나의 극성을 갖는다. 전극 리드(16)들 중 어느 하나의 상기 이차 전지(12)의 일단과 대향되는 이차 전지(12)의 타단에 마련되며, 양극과 음극 중 다른 하나의 극성을 갖는다.The
카트리지(14)들은 각각, 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 이차 전지(12)들을 전극 리드(16)들이 카트리지(14)의 외부로 돌출되도록 수용 및 홀딩한다. 따라서, 이차 전지(12)들은 이러한 카트리지(14)들에 의하여 유동이 방지된다.The
카트리지(14)들은, 이차 전지(12)들의 적층 및 조립을 용이하게 할 수 있도록 상호 적층 가능하도록 구성된다. 따라서, 카트리지(14)들은, 다단으로 적층되어 카트리지 적층체(10)를 형성한다.The
다음으로, ICB 하우징(20)은, 이차 전지(12)들을 전기적으로 연결하는 부재이다.Next, the
ICB 하우징(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 이차 전지(12)들의 전극 리드(16)들이 통과되도록 천공된 리드홀(21)과, 리드홀(21)들을 통과한 이차 전지(12)들의 전극 리드(16)들과 전기적으로 접속되는 버스바(23)와, 카트리지 적층체(10)의 하측 방향을 향해 돌출 형성된 고정 부쉬(25)와, 미리 정해진 규격을 가진 볼트(B)의 나사부(S)와 나사 결합되도록 고정 부쉬(25)에 천공된 제1 볼트홀(27)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the
이러한 ICB 하우징(20)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍이 마련되어, 이차 전지(12)들의 전극 리드(16)들이 리드홀(21)들을 각각 통과하도록 카트리지 적층체(10)의 전면과 후면에 각각 장착된다.As shown in FIG. 3, the
리드홀(21)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 이차 전지(12)들의 전극들이 통과될 수 있도록 복수 개가 미리 정해진 간격으로 천공된다.As shown in FIG. 2, the lead holes 21 are perforated at a predetermined interval so that the electrodes of the
버스바(23)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 리드홀(21)들의 적어도 일부분을 둘러싸도록 ICB 하우징(20)의 외면에 장착된다. 버스바(23)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 이차 전지(12)들과 버스바(23)의 전기적인 연결 방법에 따라 적어도 하나의 버스바(23)가 설치될 수 있다.The
버스바(23)들 중 적어도 하나는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하단부에 장착되는 연결탭(29)을 포함한다. 연결탭(29)은, 카트리지 적층체(10)의 하측 방향 즉, 쿨링 플레이트(40) 쪽 방향을 향하도록 돌출 형성된 접속핀(29a)을 포함한다. 연결탭(29)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 이차 전지(12)들의 전기적인 연결 방법에 따라 적어도 하나의 연결탭(29)이 설치될 수 있다. 예를 들어, 연결탭(29)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 버스바(23)들 중 일부의 버스바(23)에만 마련될 수 있다.At least one of the bus bars 23 includes a
이러한 버스바(23)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 이차 전지(12)들의 전극 리드(16)와 미리 정해진 접속점(P)에서 전기적으로 접속된다. 이를 위하여, 전극 리드(16)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 리드홀(21)을 통해 ICB 하우징(20)의 외부로 돌출된 단부가 절곡되어 형성되며 전술한 접속점(P)에서 버스바(23)와 접속되는 절곡부(16a)를 포함한다.Such a
고정 부쉬(25)는, 도 2에 도시된 바와 같이, ICB 하우징(20)의 하단부로부터 카트리지 적층체(10)의 하측 방향 즉, 쿨링 플레이트(40) 쪽 방향을 향하도록 돌출 형성된다. 이러한 고정 부쉬(25)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개가 미리 정해진 간격을 두고 형성된다.As shown in FIG. 2, the fixing
제1 볼트홀(27)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 카트리지 적층체(10)의 하측 방향 즉, 쿨링 플레이트(40) 쪽 방향을 향하도록 고정 부쉬(25)들 중 적어도 하나에 천공된다. 제1 볼트홀(27)은, 미리 정해진 규격을 갖는 볼트(B)의 나사부(S)와 나사 결합되도록 내주면을 따라 나사산이 마련된다. 여기서, 볼트(B)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 나사산이 마련된 나사부(S) 및 나사부(S)의 일측 단부에 마련된 볼트 헤드(H)를 구비하는 일반적인 볼트가 볼트(B)로서 사용될 수 있다.As shown in FIG. 2, the
다음으로, 연결 커넥터 조립체(30)는 배터리 모듈(1)을 외부의 계측 회로와 접속되는 부재이다.Next, the
연결 커넥터 조립체(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 센싱 커넥터 조립체(50)의 센싱 커넥터(54)와 체결 및 접속되는 서브 커넥터(32)와, 계측 회로의 회로 커넥터와 체결 및 접속되는 메인 커넥터(34)와, 서브 커넥터(32)와 메인 커넥터(34)를 전기적으로 연결하는 연결 와이어(36)를 포함한다. 연결 커넥터 조립체(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 서브 커넥터(32)가 ICB 하우징(20)의 하부에 배치되고 또한 메인 커넥터(34)가 ICB 하우징(20)의 상부에 배치되도록 ICB 하우징(20)의 외면에 고정 설치된다. 이러한 연결 커넥터 조립체30)는, 서브 커넥터(32)가 센싱 커넥터 조립체(50)의 센싱 커넥터(54)와 체결 및 접속되고 또한 메인 커넥터(34)가 계측 회로의 회로 커넥터와 체결 및 접속됨으로써, 센싱 커넥터 조립체(50)와 계측 회로를 전기적으로 연결할 수 있다.As shown in FIG. 2, the connecting
도 6은 도 1에 도시된 쿨링 플레이트와 센싱 커넥터 조립체의 분리 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 쿨링 플레이트와 센싱 커넥터 조립체의 결합 사시도이며, 도 8은 도 1에 도시된 카트리지 적층체와 쿨링 플레이트의 결합 사시도이다.FIG. 6 is an exploded perspective view of the cooling plate and the sensing connector assembly of FIG. 1, FIG. 7 is a perspective view of the cooling plate and the sensing connector assembly of FIG. 6, and FIG. 8 is a cartridge stack of FIG. The combined perspective view of a cooling plate.
다음으로, 쿨링 플레이트(40), 이차 전지(12)들에서 발생한 열을 외부로 방출하기 위한 부재이다.Next, it is a member for dissipating heat generated in the
쿨링 플레이트(40)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카트리지(14)들과 대면되도록 형성된 플레이트 본체(42)와, ICB 하우징(20)과 대면되도록 형성되는 결합부(44)와, 볼트(B)의 나사부(S)와 나사 결합되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 결합부(44)에 천공된 제2 볼트홀(48)을 포함한다.As shown in FIG. 6, the cooling
플레이트 본체(42)는, 쿨링 플레이트(40)가 카트리지 적층체(10)의 하면에 결합될 때 카트리지(14)들과 접촉 가능한 평판 형상을 갖는다.The
결합부(44)는, 플레이트의 본체의 단부로부터 연장 형성된다. 이러한 결합부(44)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카트리지 적층체(10)의 상측 방향 즉, ICB 하우징(20)의 제1 볼트홀(27) 쪽 방향을 향하도록 돌출 형성되는 제1 돌출부(46)를 포함한다.The engaging
제1 돌출부(46)는, 제1 볼트홀(27) 쪽 방향으로 볼록하게 돌출된 라운드 형상을 갖고, 쿨링 플레이트(40)가 카트리지 적층체(10)에 결합될 때 제1 볼트홀(27)과 대면되도록 제1 볼트홀(27)과 대응되는 위치에 형성된다(도 17 참조). 이러한 제1 돌출부(46)의 형성 개수는 및 형성 간격은 특별히 한정되지 않으며, 제1 돌출부(46)는 제1 볼트홀(27)과 동일한 개수가 제1 볼트홀(27)과 동일한 간격으로 형성된다.The
제2 볼트홀(48)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 볼트(B)의 나사부(S)와 나사 결합되도록 각각의 제1 돌출부(46)에 천공된다. 또한, 제2 볼트홀(48)은, 쿨링 플레이트(40)가 카트리지 적층체(10)에 결합될 때 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 천공된다(도 17 참조). 이러한 제2 볼트홀(48)의 형성 개수 및 형성 간격은 특별히 한정되지 않으며, 제2 볼트홀(48)은 제1 볼트홀(27)과 동일한 개수가 제1 볼트홀(27)의 형성 간격과 동일한 간격으로 형성된다.As shown in FIG. 6, the second bolt holes 48 are drilled in the respective
이러한 쿨링 플레이트(40)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 센싱 커넥터 조립체(50)와 일체를 이루도록 결합된다. 또한, 센싱 커넥터(54) 조립화된 일체로 결합된 쿨링 플레이트(40)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 플레이트 본체(42)가 카트리지(14)들과 접촉되도록 카트리지(14) 조립체의 하면에 장착된다. 그러면, 이차 전지(12)들에서 발생한 열은 카트리지(14)들을 통해 플레이트 본체(42)로 전달되며, 쿨링 플레이트(40)는 이차 전지(12)들로부터 전달받은 열을 외부로 방출하여 이차 전지(12)들을 냉각시킨다.The cooling
다음으로, 센싱 커넥터 조립체(50)는, 이차 전지(12)들의 전압을 센싱하기 위한 부재이다.Next, the
센싱 커넥터 조립체(50)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 버스바(23)의 접속핀(29a)과 결합 및 접속되는 센싱 하우징(52)과, 연결 커넥터 조립체(30)의 서브 커넥터(32)와 체결 및 접속되는 센싱 커넥터(54)와, 센싱 하우징(52)과 센싱 커넥터(54)를 전기적으로 연결하는 센싱 와이어(56)를 포함한다.As illustrated in FIG. 6, the
도 9a는 도 7에 도시된 센싱 하우징의 전면 사시도이며, 도 9b는 도 7에 도시된 센싱 하우징의 후면 사시도이며, 도 10은 도 8의 Ⅱ-Ⅱ' 선 부분 확대 단면도이다.FIG. 9A is a front perspective view of the sensing housing illustrated in FIG. 7, and FIG. 9B is a rear perspective view of the sensing housing illustrated in FIG. 7, and FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 8.
센싱 하우징(52)은, 버스바(23)의 접속핀(29a)이 삽입되는 접속홀(52a)과, 센싱 커넥터(54)가 끼움 결합되는 커넥터 끼움홈(52b)과, 센싱 하우징(52)의 결합부(44)와 결합되도록 마련되는 하우징 결합 리브(52c)와, 볼트(B)의 나사부(S)가 통과되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 하우징 결합 리브(52c)에 천공된 제1 안내홀(52d)과, 센싱 하우징(52)을 지지하도록 마련되는 하우징 받침대(52e)와, 볼트(B)의 나사부(S)가 통과되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 하우징 받침대(52e)에 천공된 제2 안내홀(52f)과, 접속홀(52a)에 삽입된 접속핀(29a)과 결합 및 접속되도록 접속홀(52a)의 내부에 장착되는 리셉터클(52g)을 포함한다.The sensing
접속홀(52a)은, 도 9a에 도시된 바와 같이, 센싱 하우징(52)을 상하 방향으로 관통하도록 천공된다. 접속홀(52a)은, 접속핀(29a) 및 리셉터클(52g)이 각각 삽입 및 고정되도록 미리 정해진 형상을 갖는다.The
이러한 접속홀(52a)은, 연결탭(29)과 개수가 형성된다. 예를 들어, 하나의 연결탭(29)이 마련된 경우에, 도 9a에 도시된 바와 같이, 이에 대응하여 접속홀(52a)은 하나가 형성될 수 있다.The connection holes 52a are formed in number with the
커넥터 끼움홈(52b)은, 도 9a에 도시된 바와 같이, 센싱 커넥터(54)와 대응되는 형상을 갖도록 센싱 하우징(52)의 전면의 미리 정해진 결합 위치에 요입 형성된다. 센싱 하우징(52)의 결합 위치란, 센싱 커넥터(54)와 일체로 결합된 쿨링 플레이트(40)가 카트리지 적층체(10)에 결합될 때 커넥터 끼움홈(52b)에 끼움 결합된 센싱 커넥터(54)가 ICB 하우징(20)에 결합된 서브 커넥터(32)와 체결 및 결합되는 위치를 말한다.As shown in FIG. 9A, the connector
하우징 결합 리브(52c)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 적어도 일부분이 제1 볼트홀(27)과 제2 볼트홀(48) 사이에 개재되도록 센싱 하우징(52)의 후면으로부터 센싱 하우징(52)의 후측 방향으로 돌출 형성된다. 하우징 결합 리브(52c)는, 하우징 결합 리브(52c)와 하우징 받침대(52e) 사이 간격에 결합부(44)를 끼움 결합할 수 있도록 하우징 받침대(52e)와 결합부(44)의 두께와 대응하는 간격만큼 이격되도록 형성된다.As illustrated in FIG. 9B, the
이러한 하우징 결합 리브(52c)의 형성 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 하우징 결합 리브(52c)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 복수 개가 미리 정해진 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 이와 같이 복수의 하우징 결합 리브(52c)들이 형성되는 경우에, 하우징 결합 리브(52c)들 중 적어도 하나는 제1 볼트홀(27)과 제2 볼트홀(48) 사이에 개재되도록 형성된다(도 17 참조).The number of formation of such a
제1 안내홀(52d)은, 도 9b에 도시된 바와 같이, 볼트(B)의 나사부(S)가 통과되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 하우징 결합 리브(52c)에 천공된다(도 17 참조). 이러한 제1 안내홀(52d)은, 볼트(B)의 나사부(S)가 그대로 통과될 수 있도록 볼트(B)의 나사부(S)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는다.As shown in FIG. 9B, the
하우징 받침대(52e)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 센싱 하우징(52)을 지지할 수 있도록 센싱 하우징(52)의 하단부에 센싱 하우징(52)의 후측 방향을 향해 연장 형성된다.As shown in FIG. 9B, the
제2 안내홀(52f)은, 도 9b에 도시된 바와 같이, 볼트(B)의 나사부(S)가 통과되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 하우징 받침대(52e)에 천공된다(도 17 참조). 이러한 제2 안내홀(52f)은, 볼트(B)의 나사부(S)가 그대로 통과됨과 동시에 후술할 하부 케이스(80)의 제2 돌출부(84)가 이에 삽입되도록 볼트(B)의 나사부(S) 및 하부 케이스(80)의 제2 돌출부(84)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는다(도 17 참조).As shown in FIG. 9B, the
리셉터클(52g)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 접속홀(52a)에 삽입된 접속핀(29a)과 결합 및 접속되도록 접속홀(52a)의 내부에 장착되어 설치된다. 리셉터클(52g)은, 접속핀(29a)과 클립 결합 가능한 클립 구조를 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 리셉터클(52g)은 접속홀(52a)과 동일한 개수가 설치된다. 예를 들어, 센싱 하우징(52)에 하나의 접속홀(52a)이 마련되는 경우에, 이에 대응하여 리셉터클(52g)은 하나가 마련될 수 있다. 이러한 리셉터클(52g)은, 버스바(23)를 매개로 이차 전지(12)들의 전극 리드(16)와 전기적으로 연결됨으로써, 이차 전지(12)들의 전압을 센싱할 수 있다.As shown in FIG. 10, the
이러한 센싱 하우징(52)은, 도 10 에 도시된 바와 같이, 결합부(44)가 하우징 결합 리브(52c)와 하우징 받침대(52e)의 사이 간격에 끼움 결합됨으로써, 쿨링 플레이트(40)와 가결합된다. 센싱 하우징(52)과 쿨링 플레이트(40)의 가결합이란, 볼트(B)를 이용해 센싱 하우징(52)과 쿨링 플레이트(40)를 진결합하기 이전에 결합부(44)와 하우징 결합 리브(52c) 및 하우징 받침대(52e)의 끼움 결합을 이용해 센싱 하우징(52)과 쿨링 플레이트(40)를 예비적으로 결합하는 것을 말한다.The sensing
센싱 커넥터(54)는, 센싱 하우징(52)의 커넥터 끼움홈(52b)에 끼움 결합되어 설치된다. 이러한 센싱 커넥터(54)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 연결 커넥터 조립체(30)의 서브 커넥터(32)와 체결 및 접속되어, 연결 커넥터 조립체(30)에 의해 계측 회로와 전기적으로 연결된다. 그러면, 계측 회로는, 리셉터클(52g)에 의해 센싱된 전압을 연결 커넥터 조립체(30)를 통해 전달받아 이차 전지(12)들의 전압을 측정할 수 있다.The
센싱 와이어(56)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 일단이 리셉터클(52g)과 결합 및 접속되고 또한 타단이 센싱 커넥터(54)와 결합 및 접속되어, 리셉터클(52g)과 센싱 커넥터(54)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이러한 센싱 와이어(56)는 리셉터클(52g)의 동일한 개수가 마련되어, 각각의 리셉터클(52g)을 센싱 커넥터(54)와 개별적으로 연결할 수 있다.As illustrated in FIG. 10, the
이러한 센싱 커넥터 조립체(50)는, 전술한 접속핀(29a)과 리셉터클(52g)의 클립 결합에 의해 ICB 하우징(20) 및 ICB 하우징(20)과 일체로 결합된 카트리지 적층체(10)와 가결합된다. 센싱 커넥터 조립체(50)와 ICB 하우징(20)의 가결합이란, 볼트(B)를 이용해 센싱 커넥터 조립체(50)와 ICB 하우징(20)을 진결합하기 이전에 접속핀(29a)과 리셉터클(52g)의 클립 결합을 이용해 센싱 커넥터 조립체(50)와 ICB 하우징(20)을 예비적으로 결합해 두는 것을 말한다. 또한, 이와 같이 센싱 커넥터 조립체(50)와 ICB 하우징(20)이 가결합되면, 센싱 하우징(52)과 가결합된 쿨링 플레이트(40) 또한 센싱 하우징(52)을 매개로 ICB 하우징(20) 및 ICB 하우징(20)과 일체로 결합된 카트리지 적층체(10)와 가결합된다.The
도 11은 도 1에 도시된 ICB 커버의 후면 사시도이며, 도 12는 도 1에 도시된 ICB 커버가 설치된 상태를 나타내는 배터리 모듈의 결합 사시도이다.11 is a rear perspective view of the ICB cover illustrated in FIG. 1, and FIG. 12 is a combined perspective view of the battery module illustrating a state in which the ICB cover illustrated in FIG. 1 is installed.
다음으로, ICB 커버(60)는 ICB 하우징(20)을 외부로부터 보호하기 위한 부재이다.Next, the
ICB 커버(60)는, 도 11에 도시된 바와 같이, ICB 하우징(20)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 마련되는 커버 본체(61)와, ICB 하우징(20)의 제1 볼트홀(27)과 쿨링 플레이트(40)의 제2 볼트홀(48) 사이에 개재되도록 커버 본체(61)로부터 연장 형성되는 커버 결합 리브(62)와, 볼트(B)의 나사부(S)가 통과되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 커버 결합 리브(62)에 천공된 제3 안내홀(63)과, ICB 커버(60)를 지지하도록 형성되는 커버 받침대(64)와, 볼트(B)의 나사부(S)가 통과되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 커버 받침대(64)에 천공된 제4 안내홀(65)을 포함한다.As illustrated in FIG. 11, the
커버 본체(61)는, 도 11에 도시된 바와 같이, ICB 하우징(20)의 전면과 측면의 적어도 일부분을 둘러싸도록 마련된다. 이러한 커버 본체(61)는, 버스바(23)와 센싱 하우징(52)의 접속 부위를 외부로부터 보호할 수 있다.The
커버 결합 리브(62)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 볼트홀(27)과 제2 볼트홀(48) 사이에 개재되고 또한 결합부(44)의 두께와 대응하는 간격만큼 커버 받침대(64)와 이격되도록 커버 본체(61)의 후면으로부터 커버 본체(61)의 후측 방향으로 돌출 형성된다(도 18 참조).As shown in FIG. 11, the
그런데, 전술한 바와 같이, 센싱 하우징(52)의 하우징 결합 리브(52c) 또한 제1 볼트홀(27)과 제2 볼트홀(48) 사이에 개재되도록 형성된다. 따라서, 커버 결합 리브(62)는 이러한 하우징 결합 리브(52c)와 서로 간섭되지 않도록 제1 볼트홀(27)들과 제2 볼트홀(48)들의 사이 간격 중 하우징 결합 리브(52c)가 개재되는 않은 제1 볼트홀(27)과 제2 볼트홀(48)의 사이 간격에 개재되도록 형성된다(도 18 참조).However, as described above, the
이러한 커버 결합 리브(62)의 형성 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 커버 결합 리브(62)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 복수 개가 미리 정해진 간격으로 형성될 수 있다.The number of formation of such
제3 안내홀(63)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 볼트(B)의 나사부(S)가 통과되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 커버 결합 리브(62)에 천공된다. 이러한 제3 안내홀(63)은, 볼트(B)의 나사부(S)가 그대로 통과되도록 볼트(B)의 나사부(S)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는다(도 18 참조).As shown in FIG. 11, the
커버 받침대(64)는, 도 11에 도시된 바와 같이, ICB 커버(60)를 지지할 수 있도록 커버 본체(61)의 하단부로부터 ICB 커버(60)의 후측 방향을 향해 연장 형성된다. 이러한 커버 받침대(64)는, 센싱 하우징(52)의 적어도 일부분이 ICB 커버(60)의 외부로 노출되도록 개방 형성되며 보호캡(90)이 장착되는 개방구(66)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 11, the
제4 안내홀(65)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 볼트(B)의 나사부(S)가 통과되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 커버 받침대(64)에 천공된다. 이러한 제4 안내홀(65)은, 볼트(B)의 나사부(S)가 그대로 통과됨과 동시에 후술할 하부 케이스(80)의 제2 돌출부(84)가 삽입되도록 볼트(B)의 나사부(S) 및 하부 케이스(80)의 제2 돌출부(84)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는다(도 18 참조).As shown in FIG. 11, the
이러한 ICB 커버(60)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 커버 본체(61)가 ICB 하우징(20)과 센싱 하우징(52)을 둘러싸고 또한 커버 결합 리브(62)가 제1 볼트홀(27)과 제2 볼트홀(48) 사이 간격에 개재되도록 ICB 하우징(20)에 카트리지 적층체(10)의 수평 방향으로 장착된다. 그러면, ICB 커버(60)는, 결합부(44)가 커버 결합 리브(62)와 커버 받침대(64) 사이 간격에 끼움 결합됨으로써, 쿨링 플레이트(40) 및 쿨링 플레이트(40)와 가결합된 ICB 하우징(20)과 가결합된다(도 18 참조). 이러한 ICB 커버(60)는, ICB 하우징(20)에 카트리지 적층체(10)의 수평 방향으로 장착되므로, ICB 커버(60)를 ICB 하우징(20)에 카트리지 적층체(10)의 수직 방향으로 장착하는 경우에 비해 ICB 커버(60)와 ICB 하우징(20)의 외면에 마련된 부재들이 서로 간섭하는 것이 방지됨으로써 ICB 커버(60)의 부피를 줄일 수 있다.12, the
도 13은 도 1에 도시된 모듈 케이스가 설치된 상태를 나타내는 배터리 모듈의 결합 사시도이며, 도 14는 도 1에 도시된 상부 케이스의 사시도이며, 도 15는 도 1에 도시된 하부 케이스의 사시도이다.FIG. 13 is a perspective view illustrating a battery module in which the module case illustrated in FIG. 1 is installed, FIG. 14 is a perspective view of the upper case illustrated in FIG. 1, and FIG. 15 is a perspective view of the lower case illustrated in FIG. 1.
다음으로, 모듈 케이스는, 배터리 모듈(1)을 외부로부터 보호하기 위한 부재이다.Next, the module case is a member for protecting the battery module 1 from the outside.
모듈 케이스는, 도 13에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 적어도 일부분 수용 가능하게 설치되어 배터리 모듈(1)이 구비하는 부재들을 외부로부터 보호한다. 이러한 모듈 케이스는, 배터리 모듈(1)의 상부를 수용 가능하게 마련되는 상부 케이스(70)와, 배터리 모듈(1)의 하부를 수용 가능하게 마련되는 하부 케이스(80)를 포함한다.As shown in FIG. 13, the module case is installed to accommodate at least a portion of the battery module 1 to protect members of the battery module 1 from the outside. The module case includes an
상부 케이스(70)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 상부가 수용되는 수용 공간(72)과, 배터리 모듈(1)의 상부를 수용 공간(72)에 삽입 가능하게 개방 형성되는 모듈 삽입구(74)와, 메인 커넥터(34)와 전원 단자(28)가 상부 케이스(70)의 외부로 노출되도록 개방 형성되는 적어도 하나의 커넥터/단자 삽입구(76)와, 후술할 하부 케이스(80)의 후크홀과 탄성 결합되도록 돌출 형성되는 적어도 하나의 결합 후크(78)를 포함한다.As illustrated in FIG. 14, the
이러한 상부 케이스(70)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 상부가 모듈 삽입구(74)를 통해 수용 공간(72)에 삽입 및 수용되도록 설치된다. 그러면, 배터리 모듈(1)의 상부에 마련된 부재들은 이러한 상부 케이스(70)에 의해 외부로부터 보호되며, 외부의 계측 회로 또는 외부의 전기 장치를 커넥터/단자 삽입구(76)를 통해 메인 커넥터(34) 또는 전원 단자(28)와 전기적으로 연결할 수 있다.As shown in FIG. 13, the
하부 케이스(80)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 하부가 수용되는 수용 공간(81)과, 배터리 모듈(1)의 하부를 수용 공간(81)에 삽입 가능하게 개방 형성되는 모듈 삽입구(82)와, 플레이트 본체(42)가 하부 케이스(80)의 외부로 노출되도록 개방 형성되는 열 방출구(83)와, 센싱 하우징(52)의 제2 안내홀(52f) 및 ICB 커버(60)의 제4 안내홀(65)에 삽입되도록 돌출 형성되는 복수의 제2 돌출부(84)와, 볼트(B)와 나사 결합되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 각각의 제2 돌출부(84)에 천공된 제3 볼트홀(85)과, 상부 케이스(70)의 결합 후크(78)와 탄성 결합 가능하게 마련되는 적어도 하나의 후크홀(87)을 포함한다.As illustrated in FIG. 15, the
제2 돌출부(84)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 하부 케이스(80)의 바닥면으로부터 카트리지 적층체(10)의 상측 방향을 향해 돌출 형성된다. 보다 구체적으로, 제2 돌출부(84)는, 복수 개가 전술한 제1 볼트홀(27)의 형성 간격과 동일한 간격을 두고 형성되며, 센싱 하우징(52)의 제2 안내홀(52f) 및 ICB 커버(60)의 제4 안내홀(65)에 각각 삽입될 수 있도록 제2 안내홀(52f) 및 제4 안내홀(65)에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖는다(도 17 및 도 18 참조). 또한, 제3 볼트홀(85)은, 도 15에 도시된 바와 같이, 볼트(B)와 나사 결합되고 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치되도록 제2 돌출부(84)마다 각각 하나씩 천공된다(도 17 및 도 18 참조).As shown in FIG. 15, the
이러한 하부 케이스(80)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 하부가 모듈 삽입구(82)를 통해 수용 공간(81)에 삽입 및 수용되도록 설치되며, 결합 후크(78)와 후크홀(87)의 후크 결합에 의해 상부 케이스(70)와 결합된다. 그러면, 배터리 모듈(1)의 하부에 마련된 부재들은 이러한 하부 케이스(80)에 의해 외부로부터 보호되며, 이차 전지(12)들로부터 플레이트 본체(42)로 전달된 열은 열 방출구(83)를 통해 외부로 방출된다.The
도 16은 도 13에 도시된 배터리 모듈의 저면도이며, 도 17은 도 13에 도시된 배터리 모듈의 Ⅲ-Ⅲ' 선에 대한 부분 확대 단면도이며, 도 18은 도 13에 도시된 배터리 모듈의 Ⅳ-Ⅳ' 선에 대한 부분 확대 단면도이다.FIG. 16 is a bottom view of the battery module illustrated in FIG. 13, and FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line III-III ′ of the battery module illustrated in FIG. 13, and FIG. 18 is a IV of the battery module illustrated in FIG. 13. Partial enlarged cross-sectional view of line -IV '.
전술한 볼트홀(27)(48)85)들과 안내홀(52d)(52f)(63)(65)들 중 제3 볼트홀(85)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1)의 최외각에 배치되는 하부 케이스(80)에 마련되므로, 배터리 모듈(1)의 외부로 노출된다. 따라서, 도 16에 도시된 바와 같이, 제3 볼트홀(85)을 통해 전술한 볼트홀(27)(48)(85)들과 안내홀(52d)(52f)(63)(65)들 각각에 볼트(B)의 나사부(S)를 삽입할 수 있다.As shown in FIG. 16, the
또한, 제3 볼트홀(85)들 중 어느 일부의 제3 볼트홀(85)은, 전술한 배치 관계에 의해 제2 안내홀(52f), 제2 볼트홀(48), 제1 안내홀(52d) 및 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치된다. 즉, 어느 일부의 제1 볼트홀(27)은 제1 안내홀(52d)과, 제2 볼트홀(48)과, 제2 안내홀(52f)이 일직선 상에 배치되도록 마련될 수 있다. 따라서, 볼트(B)의 나사부(S)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 어느 일부의 제3 볼트홀(85), 제2 안내홀(52f), 제2 볼트홀(48), 제1 안내홀(52d) 및 제1 볼트홀(27)에 순차적으로 삽입된다.In addition, the
또한, 제3 볼트홀(85)들 중 다른 일부의 제3 볼트홀(85)은, 전술한 배치 관계에 의해 제4 안내홀(65), 제2 볼트홀(48), 제3 안내홀(63) 및 제1 볼트홀(27)과 일직선 상에 배치된다. 즉, 다른 일부의 제1 볼트홀(27)은 제3 안내홀(63)과, 제2 볼트홀(48)과, 제4 안내홀(65)이 일직선 상에 배치되도록 마련될 수 있다. 따라서, 볼트(B)의 나사부(S)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 다른 일부의 제3 볼트홀(85), 제4 안내홀(65), 제2 볼트홀(48), 제3 안내홀(63) 및 제1 볼트홀(27)에 순차적으로 삽입된다.In addition, the
그러면, 볼트홀(27)(48)(85)들이 천공된 ICB 하우징(20)의 고정 부쉬(25), 쿨링 플레이트(40)의 결합부(44) 및 하부 케이스(80)는 볼트(B)에 의해 조임 결합된다. 또한, 제1 안내홀(52d)이 천공된 하우징 결합 리브(52c)는 ICB 하우징(20)의 고정 부쉬(25), 쿨링 플레이트(40)의 결합부(44)에 의해 조임 결합되고, 제2 안내홀(52f)이 천공된 하우징 받침대(52e)는 쿨링 플레이트(40)의 결합부(44)와 하부 케이스(80)에 의해 조임 결합된다. 따라서, ICB 하우징(20), 쿨링 플레이트(40), 센싱 하우징(52) 및 하부 케이스(80)는 볼트(B)에 의해 동시에 결합된다. 또한, 제3 안내홀(63)이 천공된 커버 결합 리브(62)는 ICB 하우징(20)의 고정 부쉬(25), 쿨링 플레이트(40)의 결합부(44)에 의해 조임 결합되고, 제4 안내홀(65)이 천공된 커버 받침대(64)는 ICB 하우징(20)의 쿨링 플레이트(40)의 결합부(44)와 하부 케이스(80)에 의해 조임 결합된다. 따라서, ICB 하우징(20), 쿨링 플레이트(40), ICB 커버(60) 및 하부 케이스(80)는 볼트(B)에 의해 동시에 결합된다.Then, the fixing
이와 같이 배터리 모듈(1)은, 볼트(B)를 이용해 다수의 부재들을 동시에 결합할 수 있는 구조를 갖는다. 따라서, 배터리 모듈(1)은, 조립에 필요한 볼트(B)의 개수를 줄일 수 있으므로 조립에 필요한 볼트(B)를 마련하는데 소요되는 비용을 줄일 수 있고, 다수의 부재들을 개별적으로 결합하는 경우에 비해 조립에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.As such, the battery module 1 has a structure capable of simultaneously coupling a plurality of members by using the bolt B. FIG. Therefore, since the battery module 1 can reduce the number of bolts B necessary for assembly, it is possible to reduce the cost required to prepare bolts B for assembly, and in the case of combining a plurality of members individually, In comparison, the time required for assembly can be reduced.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
1 : 배터리 모듈
10 : 카트리지 적층체
12 : 이차 전지
14 : 카트리지
16 : 전극 리드
20 : ICB 하우징
21 : 리드홀
23 : 버스바
25 : 고정 부쉬
27 : 제1 볼트홀
29 : 연결탭
30 : 연결 커넥터 조립체
32 : 서브 커넥터
34 : 메인 커넥터
36 : 연결 와이어
40 : 쿨링 플레이트
42 : 플레이트 본체
44 : 결합부
46 : 제1 돌출부
48 : 제2 볼트홀
50 : 센싱 커넥터 조립체
52 : 센싱 하우징
52a : 접속홀
52b : 커넥터 끼움홈
52c : 하우징 결합 리브
52d : 제1 안내홀
52e : 하우징 받침대
52f : 제2 안내홀
52g : 리셉터클
54 : 센싱 커넥터
56 : 센싱 와이어
60 : ICB 커버
61 : 커버 본체
62 : 커버 결합 리브
63 : 제3 안내홀
64 : 커버 받침대
65 : 제4 안내홀
66 : 개방구
70 : 상부 케이스
72 : 상부 수용 공간
74 : 모듈 삽입구
76 : 커넥터/단자 삽입구
78 : 결합 후크
80 : 하부 케이스
81 : 하부 수용 공간
82 : 모듈 삽입구
83 : 열 방출구
84 : 제2 돌출부
85 : 제3 볼트홀
87 : 후크훌
90 : 보호캡1: battery module
10: cartridge stack
12: secondary battery
14: cartridge
16: electrode lead
20: ICB housing
21: lead hole
23: busbar
25: fixed bush
27: first bolt hole
29: Connection tab
30: connecting connector assembly
32: sub connector
34: main connector
36: connection wire
40: cooling plate
42: plate body
44: coupling part
46: first protrusion
48: second bolt hole
50: sensing connector assembly
52: sensing housing
52a: connection hole
52b: Connector fitting groove
52c: Housing Combined Rib
52d: first guide hole
52e: Housing Pedestal
52f: 2nd guide hole
52g: Receptacle
54: sensing connector
56: sensing wire
60: ICB Cover
61: cover body
62: cover coupling rib
63: third guide hole
64: cover base
65: 4th guide hall
66: opening
70: upper case
72: upper storage space
74: module insertion hole
76: connector / terminal insertion hole
78: coupling hook
80: lower case
81: lower storage space
82: module insertion hole
83: heat release port
84: second protrusion
85: third bolt hole
87: Hook Hull
90: protective cap
Claims (12)
상기 전극 리드가 접속되는 버스바를 구비하며, 상기 카트리지 적층체의 일면에 결합되는 ICB 하우징; 및
상기 카트리지 적층체와 대면되도록 형성되는 플레이트 본체와, 상기 ICB 하우징과 대면되도록 형성되는 결합부를 구비하며, 상기 카트리지 적층체의 일면과 미리 정해진 각도로 접하는 상기 카트리지 적층체의 타면에 결합되는 쿨링 플레이트를 포함하며;
상기 ICB 하우징은, 미리 정해진 규격을 갖는 볼트의 나사부와 나사 결합되도록 천공된 제1 볼트홀을 더 구비하고,
상기 쿨링 플레이트는, 상기 나사부와 나사 결합되고 상기 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 상기 결합부에 천공된 제2 볼트홀을 더 구비하고,
상기 쿨링 플레이트는, 상기 쿨링 플레이트 쪽 방향을 향하도록 돌출 형성되며 상기 제1 볼트홀이 천공되는 고정 부쉬를 더 구비하며,
상기 버스바는 상기 쿨링 플레이트를 향해 돌출 형성되는 접속핀을 갖고,
상기 접속핀이 삽입되는 접속홀과, 상기 접속핀과 접속되도록 상기 접속홀의 내부에 장착되는 리셉터클을 구비하며, 상기 결합부에 결합되는 센싱 하우징을 더 포함하고,
상기 센싱 하우징은, 적어도 일부분이 상기 제1 볼트홀과 상기 제2 볼트홀 사이에 개재되도록 형성되는 하우징 결합 리브와, 상기 나사부가 통과되고 상기 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 상기 하우징 결합 리브에 천공된 제1 안내홀을 더 구비하며,
상기 센싱 하우징은, 상기 센싱 하우징을 지지하도록 형성되는 하우징 받침대와, 상기 나사부가 통과되고 상기 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 상기 하우징 받침대에 천공된 제2 안내홀을 더 구비하고,
상기 하우징 결합 리브와 상기 하우징 받침대는, 상기 하우징 받침대와 상기 하우징 결합 리브 사이 간격에 상기 결합부가 끼움 결합되도록 상기 결합부의 두께와 대응하는 간격만큼 이격되어 형성되며,
상기 ICB 하우징의 적어도 일부분을 둘러싸도록 마련되는 커버 본체와, 적어도 일부분이 상기 제1 볼트홀과 상기 제2 볼트홀 사이에 개재되도록 상기 커버 본체로부터 연장 형성되는 커버 결합 리브와, 상기 나사부가 통과되고 상기 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 상기 커버 결합 리브에 천공된 제3 안내홀을 구비하는 ICB 커버를 더 포함하고,
상기 ICB 커버는, 상기 ICB 커버를 지지하도록 형성되는 커버 받침대와, 상기 나사부가 통과되고 상기 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 상기 커버 받침대에 천공된 제4 안내홀을 더 구비하며,
어느 일부의 상기 제1 볼트홀은 상기 제1 안내홀과, 제2 볼트홀과, 제2 안내홀이 일직선 상에 배치되도록 마련되고,
다른 일부의 상기 제1 볼트홀은 상기 제3 안내홀과, 제2 볼트홀과, 제4 안내홀이 일직선 상에 배치되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.A cartridge stack including a plurality of secondary batteries each having an electrode lead, and a plurality of cartridges each accommodating at least one secondary battery of the secondary batteries and stacked in multiple stages;
An ICB housing having a bus bar to which the electrode leads are connected and coupled to one surface of the cartridge stack; And
A cooling plate coupled to the other surface of the cartridge stack having a plate body formed to face the cartridge stack and a coupling part formed to face the ICB housing, and contacting one surface of the cartridge stack at a predetermined angle. Includes;
The ICB housing further includes a first bolt hole bored to be screwed into the threaded portion of the bolt having a predetermined size,
The cooling plate further includes a second bolt hole which is screwed with the threaded portion and bored in the coupling portion to be disposed in line with the first bolt hole.
The cooling plate further includes a fixing bush protruding to face toward the cooling plate and having the first bolt hole drilled therein.
The bus bar has a connecting pin protruding toward the cooling plate,
And a connection hole into which the connection pin is inserted, and a receptacle mounted inside the connection hole to be connected to the connection pin, and further comprising a sensing housing coupled to the coupling part.
The sensing housing may include a housing coupling rib formed to have at least a portion interposed between the first bolt hole and the second bolt hole, and the housing coupling rib to pass through the screw portion and to be disposed in line with the first bolt hole. Further provided with a first guide hole drilled in,
The sensing housing further includes a housing pedestal formed to support the sensing housing, and a second guide hole perforated in the housing pedestal so that the screw portion passes and is disposed in line with the first bolt hole.
The housing coupling rib and the housing pedestal are formed to be spaced apart by an interval corresponding to the thickness of the coupling part such that the coupling part is fitted into the space between the housing pedestal and the housing coupling rib,
A cover body provided to surround at least a portion of the ICB housing, a cover coupling rib extending from the cover body such that at least a portion is interposed between the first bolt hole and the second bolt hole, and the screw portion is passed through And an ICB cover having a third guide hole drilled in the cover coupling rib to be disposed in line with the first bolt hole.
The ICB cover further includes a cover pedestal formed to support the ICB cover, and a fourth guide hole perforated in the cover pedestal so that the screw portion passes and is disposed in line with the first bolt hole.
Some of the first bolt holes are provided such that the first guide hole, the second bolt hole, and the second guide hole are arranged in a straight line,
The battery module of claim 1, wherein the first bolt hole is provided such that the third guide hole, the second bolt hole, and the fourth guide hole are arranged in a straight line.
상기 나사부와 나사 결합되고 상기 제1 볼트홀과 일직선 상에 배치되도록 천공된 제3 볼트홀을 구비하며, 상기 카트리지 적층체, 상기 ICB 하우징 및 상기 쿨링 플레이트를 둘러싸도록 마련되는 모듈 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
And a third bolt hole screwed with the threaded portion and perforated to be disposed in line with the first bolt hole, the module case being provided to surround the cartridge stack, the ICB housing, and the cooling plate. Battery module, characterized in that.
상기 모듈 케이스는, 상기 플레이트 본체의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 상기 모듈 케이스의 본체에 개방 형성되는 개방부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 9,
The module case further comprises an opening formed in the main body of the module case so that at least a portion of the plate body is exposed to the outside.
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