KR102364884B1 - Battery module with replaceable fuse-box and Method for assemblying the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈은 다수의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 셀 조립체; 상기 배터리 셀 조립체를 패키징하는 상단 모듈 케이스와 하단 모듈 케이스로 이루어지는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 내부 일측에 설치되는 상기 다수의 배터리 셀의 전원을 센싱하는 센싱 회로; 및 상기 모듈 케이스와 착탈 방식으로 체결 조립되어 교체 가능하고, 상기 센싱 회로와 커넥터 방식으로 연결되는 퓨즈 박스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery module having a replaceable fuse box according to an embodiment of the present invention includes a battery cell assembly including a plurality of battery cells; a module case comprising an upper module case and a lower module case for packaging the battery cell assembly; a sensing circuit for sensing power of the plurality of battery cells installed on one side of the inner side of the module case; and a fuse box that is coupled and assembled with the module case in a detachable manner, is replaceable, and is connected to the sensing circuit in a connector manner.

Description

교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈 및 이의 조립 방법{Battery module with replaceable fuse-box and Method for assemblying the same}Battery module with replaceable fuse-box and Method for assemblying the same

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 모듈 내부 센싱 회로에 위치한 퓨즈 및 회로를 분리하여 배터리 모듈 외부에 장착함으로써 퓨즈 박스가 교체 가능토록 구성되는 배터리 모듈 및 이의 조립 방법에 대한 것이다. The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module configured to replace a fuse box by removing a fuse and a circuit located in a sensing circuit inside the battery module and mounting it outside the battery module, and to a method of assembling the same.

친환경 차량용 배터리 팩은 배터리 모듈 여러 개를 조립하여 제작된다. 이러한 배터리 모듈은 여러 개의 배터리 셀을 포함하여 구성된다. 이 경우, 개별 배터리 셀은 원통형 셀(cylindrical cell), 각형 셀(prismatic cell), 파우치형 셀 등으로 설계될 수 있다. 파우치형 셀들은 박막으로 구성된 유연한 커버를 포함하고, 상기 커버 내에는 배터리 셀의 전기적 구성 요소들이 배치되어 있다.Battery packs for eco-friendly vehicles are manufactured by assembling several battery modules. Such a battery module is configured to include a plurality of battery cells. In this case, the individual battery cells may be designed as a cylindrical cell, a prismatic cell, a pouch-type cell, or the like. The pouch-type cells include a flexible cover made of a thin film, in which the electrical components of the battery cell are disposed.

하나의 배터리 셀 내에서 최적의 공간 이용을 구현하기 위해서는 특히 파우치형 셀들이 사용된다. 상기 파우치형 셀들은 또한 높은 용량과 더불어 적은 중량을 특징으로 한다. In particular, pouch-type cells are used to realize optimal space utilization within one battery cell. The pouch-type cells are also characterized by low weight in addition to high capacity.

이러한 전술한 파우치형 셀들의 에지들은 조인트(sealing joint)를 포함한다. 부연하면, 상기 조인트는 배터리 셀들의 2개의 박막을 연결하고, 상기 박막들은 그로 인해 형성된 공동부 내에 추가의 부품들을 포함한다. The edges of these aforementioned pouch-shaped cells comprise a sealing joint. In other words, the joint connects two membranes of battery cells, the membranes comprising further components in the cavity formed thereby.

부연하면, 도 1에 도시한 바와 같이 케이스(110)에 단위 배터리 셀 8개를 용접하여 끼운 후 퓨즈 박스와 전압 센싱 회로가 일체화된 회로(120)가 케이스(110) 내부에 설치되고, 전면 커버(130)를 조립한다.In other words, as shown in FIG. 1 , after welding 8 unit battery cells to the case 110 and inserting them, the circuit 120 in which the fuse box and the voltage sensing circuit are integrated is installed inside the case 110 , and the front cover Assemble 130.

즉, 친환경 자동차에 장착되는 배터리 모듈의 경우 BMS(Battery Management System)이라 불리는 배터리 제어시스템을 통하여 배터리 모듈 내에 직렬 혹은 병렬로 연결된 개별 배터리 셀의 전압을 센싱 회로를 통하여 측정한다. That is, in the case of a battery module installed in an eco-friendly vehicle, the voltage of individual battery cells connected in series or in parallel in the battery module is measured through a sensing circuit through a battery control system called BMS (Battery Management System).

센싱 회로의 경우, 개별 회로마다 극성 및 전위를 갖는다. 그러나 개별 회로가 외부 요인에 의하여 단락될 경우 급격한 에너지 변동에 의하여 화재로 이어질 수 있으며 이를 방지 하기 위해 각각의 회로에 단락 방지를 위하여 퓨즈를 장착한다. 그런데, 이러한 퓨즈가 단선되면 배터리 모듈 전체를 폐기해야 하는 문제점이 있다. For sensing circuits, each individual circuit has a polarity and potential. However, if an individual circuit is short-circuited by an external factor, it may lead to a fire due to a sudden energy fluctuation. To prevent this, a fuse is installed in each circuit to prevent short-circuit. However, when such a fuse is blown, there is a problem in that the entire battery module must be discarded.

또한, 근래 친환경 차량의 수요 증대에 따라 배터리 셀은 점차 고출력, 고용량 사양으로 발전되며 이 경우 개별 셀이 갖는 에너지값이 점차 증대하고 있는 추세이다. 배터리 셀의 에너지 증대는 외부 요인에 의한 잠재적 위험의 증대이며 간단하면서도 효율적으로 이를 방지하는 장치 개발 수요 역시 증대되고 있다.In addition, in recent years, as the demand for eco-friendly vehicles increases, battery cells are gradually developed into high-output and high-capacity specifications, and in this case, the energy value of individual cells is gradually increasing. The increase in energy of the battery cell increases the potential risk due to external factors, and the demand for developing a device to prevent it simply and efficiently is also increasing.

1. 한국공개특허 제10-2014-0084724호1. Korea Patent Publication No. 10-2014-0084724 2. 한국공개실용신안 제20-2009-0001636호2. Korea Public Utility Model No. 20-2009-0001636

본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 배터리 셀의 단선이 발생하더라도 배터리 모듈 전체를 교체하지 않고 퓨즈 박스만 교체가 가능한 배터리 모듈 및 이의 조립 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the problem according to the above background art, and it is an object of the present invention to provide a battery module in which only a fuse box can be replaced without replacing the entire battery module even when the battery cell is disconnected, and a method for assembling the same. .

또한, 본 발명은 퓨즈 박스의 조립을 용이하게 함으로써 조립 과정을 단순화하는 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈 및 이의 조립 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a battery module having a replaceable fuse box that simplifies an assembly process by facilitating assembly of the fuse box, and a method of assembling the same.

본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 배터리 셀의 단선이 발생하더라도 배터리 모듈 전체를 교체하지 않고 퓨즈 박스만 교체가 가능한 배터리 모듈을 제공한다.The present invention has been proposed to solve the problem according to the above background art, and provides a battery module in which only a fuse box can be replaced without replacing the entire battery module even when a battery cell is disconnected.

상기 배터리 모듈은,The battery module is

다수의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 셀 조립체;a battery cell assembly comprising a plurality of battery cells;

상기 배터리 셀 조립체를 패키징하는 상단 모듈 케이스와 하단 모듈 케이스로 이루어지는 모듈 케이스;a module case comprising an upper module case and a lower module case for packaging the battery cell assembly;

상기 모듈 케이스의 내부 일측에 설치되는 상기 다수의 배터리 셀의 전원을 센싱하는 센싱 회로; 및a sensing circuit for sensing power of the plurality of battery cells installed on one side of the inner side of the module case; and

상기 모듈 케이스와 착탈 방식으로 체결 조립되어 교체 가능하고, 상기 센싱 회로와 커넥터 방식으로 연결되는 퓨즈 박스;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.It may be characterized in that it comprises a; fuse box which is replaceable by being fastened and assembled with the module case in a detachable manner, and connected to the sensing circuit in a connector manner.

이때, 상기 착탈 방식은 락킹(locking) 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, the detachable method may be characterized in that the locking (locking) structure.

또한, 상기 락킹 구조를 위해 상기 퓨즈 박스에는 암홀이 형성되고, 상기 모듈 케이스에는 상기 암홀에 체결되는 숫 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, for the locking structure, an armhole may be formed in the fuse box, and a male locking part fastened to the armhole may be formed in the module case.

또한, 상기 퓨즈 박스는, 다수의 퓨즈가 배열되는 퓨즈 기판; 상기 퓨즈 기판과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 소켓 커넥터; 상기 퓨즈 기판 및 한 쌍의 소켓 커넥터를 밀봉하여 감싸는 완충재; 상기 완충재의 상단을 감싸는 퓨즈 박스 커버; 및 상기 퓨즈 박스 커버의 하단에 결합되며 상기 모듈 케이스의 일측에 체결되는 다리부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the fuse box may include: a fuse substrate on which a plurality of fuses are arranged; a pair of socket connectors electrically connected to the fuse board; a cushioning material sealing and enclosing the fuse board and the pair of socket connectors; a fuse box cover covering an upper end of the cushioning material; and a leg portion coupled to a lower end of the fuse box cover and coupled to one side of the module case.

이때, 상기 커넥터 방식을 위해 상기 한 쌍의 소켓 커넥터 중 어느 하나와 체결되어 상기 센싱 회로와 상기 퓨즈 박스를 연결하는 잭 플러그를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, for the connector method, it may be characterized in that it includes a jack plug which is fastened to any one of the pair of socket connectors to connect the sensing circuit and the fuse box.

또한, 상기 한 쌍의 소켓 커넥터는 서로 단차를 두고 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the pair of socket connectors may be installed with a step difference from each other.

또한, 상기 다리부에는 단차가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the leg portion may be characterized in that a step is formed.

또한, 상기 퓨즈 박스의 단차에 대응되도록 상기 모듈 케이스의 일측면상에 다수의 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, it may be characterized in that a plurality of locking protrusions are formed on one side of the module case to correspond to the step difference of the fuse box.

다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 다수의 배터리 셀로 조립되는 배터리 셀 조립체 및 퓨즈 박스를 각각 조립하는 단계; 상기 배터리 셀 조립체 및 모듈 케이스의 내부 일측에 상기 다수의 배터리 셀의 전원을 센싱하도록 설치되는 센싱 회로를 상단 모듈 케이스와 하단 모듈 케이스로 이루어지는 상기 모듈 케이스 내에 패키징하는 단계; 상기 모듈 케이스와 착탈 방식으로 교체 가능하게 퓨즈 박스를 체결 조립하는 단계; 및 상기 센싱 회로와 상기 퓨즈 박스를 커넥터 방식으로 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈의 조립 방법을 제공한다.On the other hand, in another embodiment of the present invention, each of the steps of assembling a battery cell assembly and a fuse box assembled from a plurality of battery cells; packaging a sensing circuit installed to sense the power of the plurality of battery cells on an inner side of the battery cell assembly and the module case in the module case including an upper module case and a lower module case; fastening and assembling the module case and the fuse box so that it can be replaced in a detachable manner; and connecting the sensing circuit and the fuse box in a connector manner.

이때, 상기 퓨즈 박스를 조립하는 단계는, 다수의 퓨즈가 배열되는 퓨즈 기판과 한 쌍의 소켓 커넥터를 전기적으로 연결하는 단계; 상기 퓨즈 기판 및 한 쌍의 소켓 커넥터를 감싸도록 완충 물질로 밀봉하여 완충재를 형성하는 단계; 상기 완충재의 상단을 퓨즈 박스 커버로 감싸는 단계; 및 다리부를 상기 퓨즈 박스 커버의 하단에 결합시켜 상기 모듈 케이스의 일측에 체결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈의 조립 방법을 제공한다.In this case, the assembling of the fuse box may include: electrically connecting a fuse board on which a plurality of fuses are arranged and a pair of socket connectors; sealing the fuse board and the pair of socket connectors with a cushioning material to form a cushioning material; wrapping an upper end of the cushioning material with a fuse box cover; and coupling the legs to the lower end of the fuse box cover and fastening the legs to one side of the module case.

본 발명에 따르면, 배터리 모듈 내부 센싱 회로에 일체화로 위치한 퓨즈 및 회로를 분리하여 배터리 모듈 외부에 장착함으로써 퓨즈 박스만의 교체가 가능하다.According to the present invention, it is possible to replace only the fuse box by separating the fuse and the circuit integrally located in the sensing circuit inside the battery module and mounting it outside the battery module.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 배터리 모듈과 퓨즈 박스가 별도의 체결 하드웨어 없이 암, 수 구조의 락킹(Locking) 구조로 조립되므로 작업 공정이 단순화된다는 점을 들 수 있다.In addition, as another effect of the present invention, since the battery module and the fuse box are assembled in a female and male locking structure without separate fastening hardware, the work process is simplified.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 배터리 모듈의 센싱 회로와 퓨즈 박스 가 전장품 커넥터를 통해 체결되므로 작업 공정이 단순화되고 작업 공정이 줄어들어 원가가 절감된다는 점을 들 수 있다.In addition, as another effect of the present invention, since the sensing circuit of the battery module and the fuse box are fastened through the electrical component connector, the work process is simplified and the work process is reduced, thereby reducing the cost.

도 1은 일반적인 배터리 모듈의 구조를 보여주는 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 구조를 보여주는 외관 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 모듈 케이스에 퓨즈 박스가 조립되는 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 모듈 케이스에 퓨즈 박스가 조립된 상태에서 부분 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈을 조립하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
1 is an external perspective view showing the structure of a general battery module.
2 is an external perspective view showing the structure of a battery module according to an embodiment of the present invention.
3 is an assembly perspective view in which a fuse box is assembled to the module case shown in FIG. 2 .
4 is a partially cut-away perspective view in a state in which a fuse box is assembled in a module case according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process of assembling a battery module according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.In describing each figure, like reference numerals are used for like elements.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The term “and/or” includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. shouldn't

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈 및 이의 조립 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, a battery module having a replaceable fuse box and an assembly method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(200)의 구조를 보여주는 외관 사시도이다. 도 2를 참조하면, 상기 배터리 모듈(200)은, 다수의 배터리 셀(미도시)이 조립되는 배터리 셀 조립체(250), 상기 배터리 셀 조립체(250)를 패키징하는 모듈 케이스(210), 상기 모듈 케이스(210)의 내부 일측에 설치되는 상기 다수의 배터리 셀의 전원을 센싱하는 센싱 회로(212-1), 상기 모듈 케이스(210)와 착탈 방식으로 체결 조립되어 교체 가능하고, 상기 센싱 회로(212-1)와 커넥터 방식으로 연결되는 퓨즈 박스(230) 등을 포함하여 구성된다.2 is an external perspective view showing the structure of the battery module 200 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , the battery module 200 includes a battery cell assembly 250 in which a plurality of battery cells (not shown) are assembled, a module case 210 packaging the battery cell assembly 250 , and the module. The sensing circuit 212-1 for sensing the power of the plurality of battery cells installed on one side of the inner side of the case 210, the module case 210 and the module case 210 are coupled and assembled in a detachable manner and can be replaced, and the sensing circuit 212 -1) and a fuse box 230 connected in a connector manner, and the like.

배터리 셀(미도시)은 원통형 셀(cylindrical cell), 각형 셀(prismatic cell), 파우치형 셀 등으로 설계될 수 있다. 파우치형 셀들은 박막으로 구성된 유연한 커버를 포함하고, 상기 커버 내에는 배터리 셀의 전기적 구성 요소들이 배치되어 있다.The battery cell (not shown) may be designed as a cylindrical cell, a prismatic cell, a pouch-type cell, or the like. The pouch-type cells include a flexible cover made of a thin film, in which the electrical components of the battery cell are disposed.

하나의 배터리 셀 내에서 최적의 공간 이용을 구현하기 위해서는 특히 파우치형 셀들이 사용된다. 상기 파우치형 셀들은 또한 높은 용량과 더불어 적은 중량을 특징으로 한다. In particular, pouch-type cells are used to realize optimal space utilization within one battery cell. The pouch-type cells are also characterized by low weight in addition to high capacity.

이러한 전술한 파우치형 셀들의 에지들은 조인트(sealing joint)(미도시)를 포함한다. 부연하면, 상기 조인트는 배터리 셀들의 2개의 박막을 연결하고, 상기 박막들은 그로 인해 형성된 공동부 내에 추가의 부품들을 포함한다. The edges of these aforementioned pouch-shaped cells include a sealing joint (not shown). In other words, the joint connects two membranes of battery cells, the membranes comprising further components in the cavity formed thereby.

이러한 파우치형 셀들은 니켈 메탈 배터리, 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리, 전고체 배터리 등의 전기 차량용 고전압 배터리가 될 수 있다. These pouch-type cells may be high-voltage batteries for electric vehicles, such as nickel metal batteries, lithium ion batteries, lithium polymer batteries, and all-solid-state batteries.

일반적으로 고전압 배터리는 전기 차량을 움직이는 동력원으로 사용하는 배터리로서 100V 이상의 고전압을 말한다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 저전압 배터리도 가능하다. 또한, 이들 다수의 배터리 셀이 직렬로 (+),(-)단자의 리드 용접으로 연결된다. 물론, 이들 배터리 셀들은 병렬로 연결될 수도 있고, 직렬 및 병렬의 조합으로 구성될 수도 있다. In general, a high voltage battery is a battery used as a power source for moving an electric vehicle, and refers to a high voltage of 100V or more. However, the present invention is not limited thereto, and a low-voltage battery is also possible. In addition, a plurality of these battery cells are connected in series by lead welding of (+) and (-) terminals. Of course, these battery cells may be connected in parallel or may be configured in a combination of series and parallel.

전기 차량의 예로서는 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 전기차(EV: Electric Vehicle), 저속 전기 자동차(NEV: Neighborhood Electric Vehicle), 연료 전지 자동차(FCV: Fuel-Cell Vehicle) 등을 들 수 있다.Examples of the electric vehicle include a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), an electric vehicle (EV), a low-speed electric vehicle (NEV: Neighborhood Electric Vehicle), and a fuel cell vehicle. (FCV: Fuel-Cell Vehicle), etc. are mentioned.

이들 다수의 배터리 셀들은 배터리 셀 커버가 배터리 셀의 각각 일단에 부착되는 구조이다.These multiple battery cells have a structure in which a battery cell cover is attached to one end of each of the battery cells.

모듈 케이스(210)는 배터리 조립체(250)를 패키징하기 위해 상단 모듈 케이스(211)와 하단 모듈 케이스(212)로 이루어진다. 따라서, 하단 모듈 케이스(212) 또는 상단 모듈 케이스(211)를 먼저 배터리 조립체(250)에 끼운후, 나머지 상단 모듈 케이스(211) 또는 하단 모듈 케이스(212)를 끼운다. 물론, 이때 하단 모듈 케이스(212)의 내측에 센싱 회로(212-1)가 삽입 체결된다. 센싱 회로(212-1)는 내부에 있어 도면에 도시되지 않았으므로 점선원으로 표시한다.The module case 210 includes an upper module case 211 and a lower module case 212 for packaging the battery assembly 250 . Therefore, the lower module case 212 or the upper module case 211 is inserted into the battery assembly 250 first, and then the remaining upper module case 211 or the lower module case 212 is inserted. Of course, at this time, the sensing circuit 212-1 is inserted and fastened inside the lower module case 212 . Since the sensing circuit 212-1 is not shown in the figure because it is inside, it is indicated by a dotted circle.

또한, 하단 모듈 케이스(212)에는 퓨즈 박스(230)가 체결되는 체결홈(212-2)이 형성된다.In addition, a fastening groove 212 - 2 to which the fuse box 230 is fastened is formed in the lower module case 212 .

이들 상단 모듈 케이스(211)와 하단 모듈 케이스(212)는 볼트-너트 방식을 이용하여 서로 체결 조립될 수 있다. 물론, 나사 방식, 리벳 방식도 가능하다.The upper module case 211 and the lower module case 212 may be assembled by fastening to each other using a bolt-nut method. Of course, a screw method and a rivet method are also possible.

이러한 볼트-너트 방식은 널리 알려져 있으므로, 본 발명의 용이한 이해를 위해 더 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since such a bolt-nut method is widely known, a more detailed description will be omitted for easy understanding of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 모듈 케이스에 퓨즈 박스가 조립되는 조립 사시도이다. 도 3을 참조하면, 모듈 케이스(210)에 퓨즈 박스(230)가 조립된다. 물론, 이를 위해 모듈 케이스(210)와 퓨즈 박스(230)는 락킹 구조의 착탈 방식으로 체결된다.3 is an assembly perspective view in which a fuse box is assembled to the module case shown in FIG. 2 . Referring to FIG. 3 , the fuse box 230 is assembled to the module case 210 . Of course, for this purpose, the module case 210 and the fuse box 230 are fastened in a locking structure and detachable manner.

이러한 락킹 구조를 위해 상기 퓨즈 박스(230)의 다리부(310)에는 암홀(310-1)이 형성되고, 상기 모듈 케이스(210)의 하단 모듈 케이스(212)에는 상기 암홀(310-1)에 체결되는 숫 걸림부(311)가 형성된다.For this locking structure, an arm hole 310-1 is formed in the leg part 310 of the fuse box 230, and the armhole 310-1 is formed in the lower module case 212 of the module case 210. A male engaging portion 311 to be fastened is formed.

물론, 다리부(310)는 단면이 양쪽에 단차를 갖는 탑 형상으로 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다른 형상도 가능하다. 이와 함께, 이러한 다리부(310)가 삽입되어 체결되도록 체결홈(212-2)이 하단 모듈 케이스(212)에 형성된다. 이 체결홈(212-2)에 숫 걸림부(311)가 형성된다.Of course, the leg portion 310 has a cross section of a tower having a step difference on both sides, but is not limited thereto, and other shapes are possible. At the same time, a fastening groove 212-2 is formed in the lower module case 212 so that the leg part 310 is inserted and fastened. A male engaging portion 311 is formed in the fastening groove 212-2.

또한, 퓨즈 박스(230)에는 한 쌍의 소켓 커넥터(312,313)가 설치된다. 이중 제 1 소켓 커넥터(312)는 하단 모듈 케이스(320)와 체결 조립되는 잭 플러그(320)와 연결된다. 제 2 소켓 커넥터(313)는 전장 잭 플러그(미도시)와 연결된다.In addition, a pair of socket connectors 312 and 313 are installed in the fuse box 230 . The double first socket connector 312 is connected to the jack plug 320 that is fastened and assembled with the lower module case 320 . The second socket connector 313 is connected to an electric jack plug (not shown).

이러한 잭 커넥터 방식을 이용하게 되므로, 배터리 조립체(250) 중 어느 하나가 단선되어 퓨즈 박스(230)가 작동되지 않더라도 새로운 퓨즈 박스(230)를 교체하여 연결하기만 하면 된다.Since such a jack connector method is used, even if one of the battery assemblies 250 is disconnected and the fuse box 230 does not operate, it is only necessary to replace and connect a new fuse box 230 .

또한, 상기 다리부(310)에는 제 1 단차(301)가 형성된다. 즉, 제 1 소켓 커넥터(312)와 제 2 소켓 커넥터(313)가 제 1 단차(301)를 두고 차이가 발생한다. 부연하면, 제 2 소켓 커넥터(313)가 제 1 소켓 커넥터(312)보다 앞쪽으로 돌출되는 형상이다. In addition, a first step 301 is formed in the leg portion 310 . That is, a difference occurs between the first socket connector 312 and the second socket connector 313 by the first step 301 . In other words, the second socket connector 313 has a shape that protrudes forward than the first socket connector 312 .

퓨즈 박스 커버(315)는 퓨즈 박스(230)의 상단면을 패키징하면서 다리부(310)와 결합 조립된다.The fuse box cover 315 is assembled with the leg part 310 while packaging the top surface of the fuse box 230 .

이러한 제 1 단차(301)에 대응되게 상기 하단 모듈 케이스(212)의 정면상에도 다수의 걸림턱(302)이 형성된다. 이러한 걸림턱(302)은 퓨즈 박스(230)가 조립된 후 상하, 또는 좌우로 요동되는 것을 방지한다. 또한, 이러한 걸림턱(302)으로 인해 퓨즈 박스(230)를 하단 모듈 케이스(212)상에 조립하는 것이 용이하게 된다.A plurality of locking projections 302 are also formed on the front surface of the lower module case 212 to correspond to the first step 301 . The locking protrusion 302 prevents the fuse box 230 from swinging up and down or left and right after the fuse box 230 is assembled. In addition, it is easy to assemble the fuse box 230 on the lower module case 212 due to the locking protrusion 302 .

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 모듈 케이스에 퓨즈 박스가 조립된 상태에서 부분 절개 사시도이다. 도 4를 참조하면, 상기 퓨즈 박스(230)는, 다수의 퓨즈(411)가 배열되는 퓨즈 기판(410), 상기 퓨즈 기판(410)과 전기적으로 연결되는 제 1 및 제 2 소켓 커넥터(312,313), 상기 퓨즈 기판(410) 및 제 1 및 제 2 소켓 커넥터(312,313)를 밀봉하여 감싸는 완충재(420), 상기 완충재(420)의 상단을 감싸는 퓨즈 박스 커버(315), 및 상기 퓨즈 박스 커버(315)의 하단에 결합되며 하단 모듈 케이스(212)일측에 체결되는 다리부(310) 등으로 구성된다. 물론, 이러한 퓨즈(411)는 수직으로 배치된 각각의 배터리 셀(440)의 및/또는 다른 회로들의 단락 등으로 인해 발생하는 위험을 차단하는 기능을 수행한다.4 is a partially cut-away perspective view in a state in which a fuse box is assembled in a module case according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , the fuse box 230 includes a fuse board 410 on which a plurality of fuses 411 are arranged, and first and second socket connectors 312 and 313 electrically connected to the fuse board 410 . , a cushioning material 420 sealingly enclosing the fuse board 410 and the first and second socket connectors 312 and 313 , a fuse box cover 315 enclosing an upper end of the cushioning material 420 , and the fuse box cover 315 ) is coupled to the lower end of the lower module case 212 and is composed of a leg portion 310 fastened to one side. Of course, the fuse 411 performs a function of blocking a risk caused by a short circuit of each of the battery cells 440 arranged vertically and/or other circuits.

이러한 퓨즈 박스(230)는 먼저 다수의 퓨즈(411)가 배열되는 퓨즈 기판(410)과 한 쌍의 소켓 커넥터(312,313)를 전기적으로 연결한다. 이후, 상기 퓨즈 기판 (410)및 한 쌍의 소켓 커넥터(312,313)를 감싸도록 완충 물질로 밀봉하여 완충재(420)를 형성한다. 이후, 상기 완충재(420)의 상단을 퓨즈 박스 커버(315)로 감싸고, 다리부(310)를 상기 퓨즈 박스 커버(315)의 하단에 결합시킨다.The fuse box 230 electrically connects the fuse board 410 on which a plurality of fuses 411 are arranged and a pair of socket connectors 312 and 313 first. Thereafter, the cushioning material 420 is formed by sealing the fuse board 410 and the pair of socket connectors 312 and 313 with a cushioning material. Thereafter, the upper end of the cushioning material 420 is covered with the fuse box cover 315 , and the leg portion 310 is coupled to the lower end of the fuse box cover 315 .

이러한 완충 물질로는 밀봉 및/또는 절연이 뛰어난 절연물질인 비닐(vinyl), 우레탄, 아크릴, 에폭시(epoxy), 멜라민(melamine) 등이 사용될 수 있다.As the buffer material, vinyl, urethane, acryl, epoxy, melamine, etc., which are insulating materials excellent in sealing and/or insulation, may be used.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈을 조립하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 다수의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 조립체(도 2의 250), 퓨즈 박스(230), 센싱 회로(212-1) 등을 조립한다(단계 S510).5 is a flowchart illustrating a process of assembling a battery module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , a battery assembly (250 in FIG. 2 ), a fuse box 230 , a sensing circuit 212-1, and the like including a plurality of battery cells are assembled (step S510 ).

이후, 배터리 조립체(250)를 상단 모듈 케이스(도 2의 211)와 하단 모듈 케이스(도 2의 212)로 이루어지는 모듈 케이스(도 2의 210) 내에 패키징한다(단계 S520).Thereafter, the battery assembly 250 is packaged in a module case ( 210 in FIG. 2 ) including an upper module case ( 211 in FIG. 2 ) and a lower module case ( 212 in FIG. 2 ) (step S520 ).

물론, 이때, 센싱 회로도 설치하여 상기 다수의 배터리 셀과 연결한다.Of course, at this time, a sensing circuit is also installed and connected to the plurality of battery cells.

이후, 상기 모듈 케이스(210)와 착탈 방식으로 교체 가능하게 퓨즈 박스(230)를 체결 조립한다(단계 S530).Thereafter, the module case 210 and the fuse box 230 are coupled and assembled so that they can be replaced in a detachable manner (step S530).

이후, 상기 모듈 케이스(210)의 내부 일측에 상기 다수의 배터리 셀의 전원을 센싱하도록 설치되는 센싱 회로와 상기 퓨즈 박스(230)를 커넥터 방식으로 연결한다(단계 S540).Thereafter, a sensing circuit installed to sense the power of the plurality of battery cells on one side of the inner side of the module case 210 and the fuse box 230 are connected in a connector manner (step S540 ).

200: 배터리 모듈
210: 모듈 케이스
211: 상단 모듈 케이스 212: 하단 모듈 케이스
212-1: 센싱 회로 212-2: 체결홈
230: 퓨즈 박스
250: 배터리 조립체
301: 단차 302: 걸림턱
310: 다리부
310-1: 암홀 311: 숫 걸림부
312: 제 1 소켓 커넥터 313: 제 2 소켓 커넥터
320: 잭 플러그
410: 퓨즈 기판
411: 퓨즈
420: 완충재
440: 배터리 셀
200: battery module
210: module case
211: upper module case 212: lower module case
212-1: sensing circuit 212-2: fastening groove
230: fuse box
250: battery assembly
301: step 302: jamming jaw
310: leg
310-1: female hole 311: male locking part
312: first socket connector 313: second socket connector
320: jack plug
410: fuse board
411: fuse
420: cushioning material
440: battery cell

Claims (10)

수직으로 배치된 다수의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 셀 조립체;
상기 배터리 셀 조립체를 패키징하는 상단 모듈 케이스와 하단 모듈 케이스로 이루어지는 모듈 케이스;
상기 모듈 케이스의 내부 일측에 설치되는 상기 다수의 배터리 셀의 전원을 센싱하는 센싱 회로; 및
상기 모듈 케이스와 착탈 방식으로 체결 조립되어 교체 가능하고, 상기 센싱 회로와 커넥터 방식으로 연결되는 퓨즈 박스;를 포함하며,
상기 센싱회로는 상기 하단 모듈 케이스의 내측에 삽입체결되고,
상기 착탈 방식은 락킹(locking) 구조이고,
상기 락킹 구조를 위해 상기 퓨즈 박스에는 암홀이 형성되고,
상기 퓨즈 박스는,
다수의 퓨즈가 배열되는 퓨즈 기판;
상기 퓨즈 기판과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 소켓 커넥터;
상기 퓨즈 기판 및 한 쌍의 소켓 커넥터를 밀봉하여 감싸는 완충재;
상기 완충재의 상단을 감싸는 퓨즈 박스 커버; 및
상기 퓨즈 박스 커버의 하단에 결합되며 상기 모듈 케이스의 일측에 체결되는 다리부;
상기 암홀은 상기 다리부에 형성되고, 상기 하단 모듈 케이스에는 상기 암홀에 체결되는 숫 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈.
a battery cell assembly comprising a plurality of vertically arranged battery cells;
a module case comprising an upper module case and a lower module case for packaging the battery cell assembly;
a sensing circuit for sensing power of the plurality of battery cells installed on one side of the inner side of the module case; and
It includes; a fuse box that is assembled with the module case in a detachable manner, is replaceable, and is connected to the sensing circuit in a connector manner;
The sensing circuit is inserted and fastened inside the lower module case,
The detachment method is a locking structure,
An armhole is formed in the fuse box for the locking structure,
The fuse box is
a fuse substrate on which a plurality of fuses are arranged;
a pair of socket connectors electrically connected to the fuse board;
a cushioning material sealing and enclosing the fuse board and the pair of socket connectors;
a fuse box cover covering an upper end of the cushioning material; and
a leg portion coupled to a lower end of the fuse box cover and coupled to one side of the module case;
The battery module having a replaceable fuse box, characterized in that the armhole is formed in the leg portion, and a male engaging portion fastened to the armhole is formed in the lower module case.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 커넥터 방식을 위해 상기 한 쌍의 소켓 커넥터 중 어느 하나와 체결되어 상기 센싱 회로와 상기 퓨즈 박스를 연결하는 잭 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈.
The method of claim 1,
and a jack plug coupled to any one of the pair of socket connectors for the connector method to connect the sensing circuit and the fuse box.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 소켓 커넥터는 서로 단차를 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈.
The method of claim 1,
A battery module having a replaceable fuse box, characterized in that the pair of socket connectors are installed with a step difference from each other.
제 1 항에 있어서,
상기 다리부에는 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈.
The method of claim 1,
A battery module having a replaceable fuse box, characterized in that a step is formed in the leg portion.
제 7 항에 있어서,
상기 퓨즈 박스의 단차에 대응되도록 상기 모듈 케이스의 일측면상에 다수의 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 교체형 퓨즈 박스를 갖는 배터리 모듈.





8. The method of claim 7,
A battery module having a replaceable fuse box, characterized in that a plurality of locking protrusions are formed on one side of the module case to correspond to the step difference of the fuse box.





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