KR102472041B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102472041B1
KR102472041B1 KR1020150115994A KR20150115994A KR102472041B1 KR 102472041 B1 KR102472041 B1 KR 102472041B1 KR 1020150115994 A KR1020150115994 A KR 1020150115994A KR 20150115994 A KR20150115994 A KR 20150115994A KR 102472041 B1 KR102472041 B1 KR 102472041B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery cell
battery
long side
holder
temperature
Prior art date
Application number
KR1020150115994A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170021519A (ko
Inventor
이도형
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020150115994A priority Critical patent/KR102472041B1/ko
Priority to US15/094,627 priority patent/US10396406B2/en
Publication of KR20170021519A publication Critical patent/KR20170021519A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102472041B1 publication Critical patent/KR102472041B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/623—Portable devices, e.g. mobile telephones, cameras or pacemakers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6566—Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명의 일 실시예는 배터리 모듈에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리 셀의 온도를 정확하게 측정가능하게 하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는 제1 배터리 셀; 제2 배터리 셀; 및 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 사이에 개재된 홀더를 포함하고, 상기 홀더 내부에는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 장변 영역에 접촉하여 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 측정부를 구비하는 배터리 모듈을 개시한다.

Description

배터리 모듈{BATTERY MODULE}
본 발명의 일 실시예는 배터리 모듈에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충·방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야뿐만 아니라 에너지 저장 시스템에 이르기까지 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 충·방전을 통해 오랜 기간 사용되므로 안정성이 큰 관심의 대상이다. 이차 전지가 충·방전시 발생하는 열, 즉 이차 전지의 온도를 제대로 관리하지 않으면 이차 전지는 열화되어 수명을 확보할 수 없다. 이와 같이, 이차 전지에 있어서 온도의 제어는 중요한 과제이다.
본 발명의 일 실시예는 배터리 셀의 온도를 정확하게 측정가능한 배터리 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 모듈은 제1 배터리 셀; 제2 배터리 셀; 및 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 사이에 개재된 홀더를 포함하고, 상기 홀더 내부에는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 장변 영역에 접촉하여 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 측정부를 구비할 수 있다.
상기 온도 측정부는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 소자; 및 상기 온도 소자에 의하여 측정된 온도 정보를 외부로 전달하는 커넥터부를 포함할 수 있다.
상기 홀더는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 장변 영역과 접촉하는 장변부와, 상기 장변부의 둘레로부터 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 방향으로 각각 연장되어 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 단변 영역과 접촉하는 단변부를 포함할 수 있다.
상기 장변부는 상기 온도 소자를 수용하는 수용홈과, 상기 수용홈과 이격되어 상기 수용홈을 둘러싸도록 돌출 형성되는 돌기부가 각각 형성될 수 있다.
상기 돌기부는 타원 형상 또는 다각 형상으로 형성될 수 있다.
상기 돌기부는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀과 접촉되도록 상기 장변부에서 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 방향으로 각각 돌출 형성될 수 있다.
상기 수용홈은 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 장변 영역의 중앙에 대응되는 장변부에 형성될 수 있다.
상기 장변부는 상기 온도 소자와 상기 커넥터부를 전기적으로 연결하는 와이어가 안착되는 와이어 홈이 형성될 수 있다.
상기 단변부에는 상기 커넥터부가 고정되어 외부로 노출되는 고정부가 형성될 수 있다.
상기 단변부에는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 냉각시키기 위하여 공기가 유입되는 적어도 하나의 냉각홀과, 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀로부터 발생되는 응축수가 배출되는 적어도 하나의 배출홀이 형성될 수 있다.
상기 홀더는 다른 홀더와 결합되도록 상기 단변부에 결합 돌기와 결합 홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은 배터리 셀 들을 수납하기 위하여 배터리 셀 간에 개재된 홀더 내부에 온도 측정부를 삽입하여 배터리 셀의 장변 영역의 온도값을 정확하게 측정할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 배터리 모듈에서 상부 커버 및 버스바를 제거한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 2a는 도 1a의 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 1a의 홀더를 나타내는 평면도이다.
도 2c는 도 1a의 홀더를 나타내는 정면도이다.
도 2d는 도 1a의 홀더가 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1a의 배터리 모듈에서 상부 커버 및 버스바를 제거한 상태에서 홀더 내부에 온도 측정부가 삽입된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 온도 측정부를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 도 1a의 홀더에 대한 다른 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 5b는 도 1a의 홀더에 대한 또 다른 실시예를 나타내는 정면도이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 배터리 셀은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 또는 리튬 이온 폴리머 전지와 같이 재충전이 가능한 배터리 모듈일 수 있으며, 더욱이 스마트폰, 휴대폰, 태블릿, 노트북, 디지털 카메라 등에 채택되는 소형 전지, 또는/및 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 전기 오토바이 등에 채택되는 대형 전지를 의미하나, 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 홀더는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지(ABS), 아크릴로니트릴스티렌 수지(AN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리브틸렌텔레프탈레이트(PBT), 변성 폴리페닐렌에테르, 불소 수지와 같은 열가소성 플라스틱, 페놀수지(PF), 유레아수지(UF), 멜라민 수지(MF), 불포화 폴리에스터 수지(UP), 에폭시 수지(EP), 폴리우레탄수지(PUR)와 같은 열경화성 수지로 제조될 수 있으나, 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 배터리 모듈에서 상부 커버 및 버스바를 제거한 상태를 나타내는 평면도이며, 도 2a는 도 1a의 홀더를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 1a의 홀더를 나타내는 평면도이며, 도 2c는 도 1a의 홀더를 나타내는 정면도이고, 도 2d는 도 1a의 홀더가 결합된 상태를 나타내는 측면도이며, 도 3은 도 1a의 배터리 모듈에서 상부 커버 및 버스바를 제거한 상태에서 홀더 내부에 온도 측정부가 삽입된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 온도 측정부를 나타내는 사시도이며, 도 5a는 도 1a의 홀더에 대한 다른 실시예를 나타내는 정면도이고, 도 5b는 도 1a의 홀더에 대한 또 다른 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배터리 모듈(100)은 배터리 셀(110)과, 배터리 셀(110)들 간에 개재된 홀더(120)와, 배터리 셀(110)에 전기적으로 연결된 버스바(미도시)와, 배터리 셀(110)의 양측 끝단에 위치된 엔드 플레이트(130)와, 홀더(120)의 내부에 구비되는 온도 측정부(140)와, 홀더(120) 및 엔드 플레이트(130)를 구속하는 구속 밴드(150)와, 홀더(120) 및 엔드 플레이트(130)에 결합되는 중간 커버(160)와, 중간 커버(160)에 결합되는 상부 커버(170)를 포함한다. 여기서, 상기 엔드 플레이트(130)는 실질적으로 홀더(120)의 절반 형태와 동일 유사하다.
상기 배터리 셀(110)은 다수가 구비되며, 이는 수평 방향으로 및 일렬로 배열될 수 있다. 이러한 배터리 셀(110)은 2개의 장변 영역과, 4개의 단변 영역을 갖는 대략 육면체 형태일 수 있으며, 상측의 단변 영역에 양극 단자(110a)와 음극 단자(110b)가 구비될 수 있다.
상기 홀더(120)는 배터리 셀(110)들 사이에 개재되며, 이 역시 수평 방향으로 및 일렬로 배열될 수 있다. 이러한 홀더(120)는 배터리 셀(110)을 정의하는 1개의 장변 영역과 4개의 단변 영역을 대략 감쌀 수 있도록, 장변부(121)와 단변부(122)를 포함한다. 여기서, 상기 장변부(121)는 1개로 구비되고, 단변부(122)는 4개(122a, 122b, 122c, 122d)로 구성된다. 더불어, 이러한 홀더(120)는 마주하는 2개의 배터리 셀(110)들의 사이에 개재되므로, 상술한 1개의 장변부(121)와 4개의 단변부(122a, 122b, 122c, 122d)는 장변부(121)를 중심으로 대략 대칭되는 형태로 형성된다.
상기 홀더(120)는 장변부(121)에 온도 소자(143)를 수용하는 수용홈(121a)과, 수용홈(121a)과 이격되어 수용홈(121a)을 둘러싸도록 돌출 형성되는 돌기부(121b)를 포함한다.
상기 수용홈(121a)은 온도 소자(143)의 형상에 대응되는 형상을 가지도록 장변부(121)에 형성된다. 상기 수용홈(121a)은 배터리 셀(110)의 장변 영역의 중앙에 대응되는 장변부(121)에 형성될 수 있다. 즉, 상기 수용홈(121a)은 배터리 셀(110)의 장변 영역에서 중앙 온도를 측정하기 위하여 그에 대응되는 위치인 장변부(121)의 중앙 영역에 형성될 수 있다. 본 명세서의 도면에서는 수용홈(121a)이 원형 형상을 가지도록 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 온도 소자(143)의 형상에 따라 원형 이외의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 돌기부(121b)는 인접하는 배터리 셀(110)들의 각각의 측면과 접촉되도록 장변부(121)에서 각각의 배터리 셀(110) 방향으로 각각 돌출 형성된다. 이러한 돌기부(121b)에 의해 배터리 셀(110)들의 장변 영역이 홀더(120)의 장변부(121)에 직접 접촉하지 않는다. 즉, 상기 돌기부(121b)에 의해 홀더(120)의 장변부(121)와 배터리 셀(110)들의 장변 영역 사이에는 일정한 갭 또는 틈이 형성된다. 물론, 상기 돌기부(121b)에 배터리 셀(110)들의 장변 영역이 접촉한다. 이와 같이 하여, 갭 또는 틈으로 외부 공기가 우회하면서 순환하여, 배터리 셀(110)들이 냉각될 수 있다. 이러한 돌기부(121b)는 타원 형상 또는 다각 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 돌기부(121b)는 도 2a에 도시된 바와 같이 타원 형상으로 형성되거나, 도 5a에 도시된 바와 같이 돌기부(221b)가 장방형으로 형성되거나, 도 5b에 도시된 바와 같이 돌기부(321b)가 마름모형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 홀더(120)는 단변부(122b, 122d)에 형성된 한 쌍의 결합 돌기(125) 및 결합홈(126)을 더 포함한다. 여기서, 상기 결합홈(126)의 내경은 결합 돌기(125)의 외경과 동일 또는 유사하다. 따라서, 인접한 홀더(120)끼리 이러한 결합 돌기(125) 및 결합홈(126)에 의해 상호간 결합될 수 있다. 즉, 본 발명은 다수의 홀더(120)가 배터리 셀(110)들을 감싸며 결합될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(100)의 조립 작업이 더욱 용이해진다.
또한, 상기 홀더(120)는 장변부(121)에 온도 소자(143)와 커넥터부(141)를 전기적으로 연결하는 와이어(142)가 안착되도록 형성된 와이어 홈(미도시)을 더 포함한다.
이에 더하여, 상기 홀더(120)는 단변부(122a)에 커넥터부(141)가 고정되어 외부로 노출되도록 형성된 고정부(123)를 더 포함한다.
한편, 상기 배터리 셀(110)이 충전 및 방전을 반복하는 경우 열이 발생할 수 있으며, 발생한 열이 발산되지 못하고 과열되면 배터리 셀(110)은 정상적인 동작을 수행할 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 과열에 따른 배터리 셀(110)의 비정상적인 동작을 방지하도록, 홀더(120)는 이웃하는 열들 사이에 위치하는 냉각홀(127)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 홀더(120)는 배터리 셀(110)의 냉각 효율이 향상되도록 단변부(122b, 122d)의 상측 영역을 따라 형성된 다수의 냉각홀(127)을 포함한다. 즉, 상기 냉각홀(127)은 홀더(120)의 양측에 구비된 단변부(122b, 122d)의 상측에 배터리 셀(110)을 향하여 형성되어, 외부 공기가 배터리 셀(110)로 흘러 들어 가거나 흘러 나오도록 유도함으로써, 배터리 셀(110)을 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 홀더(120)는 배터리 셀(110)의 응축수를 배출하도록 단변부(122b, 122d)의 하측 영역을 따라 형성된 배출홀(128)을 포함한다. 즉, 상기 배출홀(128)은 홀더(120)의 양측에 구비된 단변부(122b, 122d)의 하측에 배터리 셀(110)을 향하여 형성되어, 배터리 셀(110)로부터 온도 차이에 따라 발생될 수 있는 응축수가 외부로 배출되도록 할 수 있다. 다르게 설명하자면, 외부 온도와 배터리 셀(110)들 사이의 온도 차이가 특정 값 이상일 경우, 배터리 셀(110)들의 표면에 응축수가 형성될 수 있는데, 이러한 응축수는 상술한 배출홀(128)을 통해 외부로 배출된다. 물론, 이러한 배출홀(128) 역시 상술한 냉각홀(127)과 동일한 기능을 하기도 한다.
또한, 상기 홀더(120)는 양측 단변부(122b, 122d)에 구속 밴드(150)가 결합될 수 있도록 형성된 일정 깊이의 구속 요홈(124)을 더 포함한다. 이러한 구속 요홈(124)에는 구속 밴드(150)가 결합됨으로써, 다수의 배터리 셀(110) 및 홀더(120)가 하나의 배터리 모듈(100)을 구성하도록 한다.
상기 버스바는 인접한 배터리 셀(110)을 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결한다. 예를 들면, 일측 배터리 셀(110)의 양극 단자(110a)와 인접한 타측 배터리 셀(110)의 음극 단자(110b)가 버스바에 의해 상호간 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 엔드 플레이트(130)는 수평 방향으로 배열된 다수의 배터리 셀(110)중 대향되는 양측 끝단에 각각 위치된다. 이러한 엔드 플레이트(130)는 홀더(120)와 다른 별도의 제품으로 제조되거나, 또는 홀더(120)의 절반 형태와 동일할 수 있다. 일례로, 상기 엔드 플레이트(130) 역시 1개의 장변부와 4개의 단변부를 포함하고, 또한 냉각홀(미도시) 및 배출홀(미도시)을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서의 도면에서는 8개의 배터리 셀(110), 7개의 홀더(120), 2개의 엔드 플레이트(130)가 도시되어 있으나, 이로서 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
상기 배터리 셀(110)의 상부면 및 하부면은 외부로 노출되는 영역이므로, 외부 공기나 버스 바와 같은 구성요소에 의하여 배터리 셀(110)의 열이 빼앗기기 쉽다. 따라서, 종래 기술에서와 같이 온도 소자를 배터리 셀(110)의 상부면 및 하부면에 접촉하여 측정한 온도는, 배터리 셀(110) 자체의 발열에 따른 온도를 충분히 반영하지 못한다. 본 발명에서는, 배터리 셀(110)의 장변 영역과 접촉하도록 온도 측정부(140)를 구비하여 배터리 셀(110)의 장변 영역의 온도를 측정할 수 있다. 여기서, 상기 배터리 셀(110)의 장변 영역의 온도는, 상부면 및 하부면의 온도에 비하여 외부의 다른 요소에 의하여 영향을 받지 않으므로, 본 발명에서의 온도 측정부(140)의 배치를 통하여 배터리 셀(110)의 온도를 비교적 정확하게 측정할 수 있다.
상기 온도 측정부(140)는 홀더(120) 내부에 배터리 셀(110)들의 장변 영역에 접촉하도록 구비되어 배터리 셀(110)들의 장변 영역의 온도를 측정한다. 본 명세서의 도면에서는 온도 측정부(140)가 하나의 홀더(120) 내부에 구비된 예만 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 배터리 셀(110)들 간의 모든 홀더(120) 내부에 구비되거나 교번되는 홀더(120) 내부에 구비될 수도 있다.
이러한 온도 측정부(140)는 배터리 셀(110)들의 장변 영역의 온도를 측정하는 온도 소자(143), 온도 소자(143)에 의하여 측정된 온도 정보를 외부로 전달하기 위한 와이어(142) 및 커넥터부(141)를 포함한다. 상기 온도 소자(143)는 서미스터(thermistor)일 수 있다. 예를 들어, 상기 서미스터는 온도에 따라 전기저항이 가변되는 저항형 서미스터일 수 있다. 이러한 서미스터는 측정 대상인 배터리 셀(110)의 장변 영역의 온도에 대응되는 전기 신호를 생성한다. 이와 같이 생성된 전기 신호는 온도 측정부(140)의 일단에 연결된 와이어(142) 및 커넥터부(141)를 통하여 보호회로모듈(도 1b의 165)로 전달될 수 있다. 이때, 상기 보호회로모듈(165)에 전달된 전기 신호는 배터리 셀(110)의 온도 변화를 모니터링하고, 배터리 셀(110)의 충방전을 제어하는 데 사용될 수 있다. 상기 보호회로모듈(165)은 온도 소자(143)로부터 전달받은 온도 정보에 기초하여 배터리 셀(110)들의 과충전, 과방전 또는 과전류로 인하여 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다. 이를 위하여 상기 보호회로모듈(165)은 보호 소자를 포함할 수 있다. 상기 보호 소자는 저항 및 콘덴서와 같은 수동 소자나 전계 트랜지스터와 같은 능동소자로 이루어지는 안전 소자, 또는 직접 회로들이 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 구속 밴드(150)는 홀더(120) 및 엔드 플레이트(130)를 함께 구속함으로써, 배터리 셀(110), 홀더(120) 및 엔드 플레이트(130)가 하나의 배터리 모듈(100)을 구성하도록 한다. 이러한 구속 밴드(150)는 대략 "ㄷ" 형태로 절곡되어 있으며, 홀더(120)의 구속 요홈(124)에 결합된다. 또한, 상기 구속 밴드(150)는 홀더(120)의 양측에 구비된 냉각홀(127)을 막지 않도록 평행한 두 개의 라인 형태로 형성된다. 다르게 설명하면, 상기 구속 밴드(150)는 일측의 엔드 플레이트(130)로부터 양측의 홀더(120)를 따라 타측의 엔드 플레이트(130)까지 연장된 형태를 한다.
상기 중간 커버(160)는 일측 배터리 셀(110)의 양극 단자(110a)와 인접한 타측 배터리 셀(110)의 음극 단자(110b)를 전기적으로 연결하는 버스바의 전기적 쇼트를 방지하기 위해 배터리 셀(110)과 버스바 사이에 구비된다. 즉, 상기 배터리 셀(110)의 상부에 중간 커버(160)가 결합된 후, 상기 중간 커버(160) 상에 버스바 및 보호회로모듈(165)이 결합된다.
상기 상부 커버(170)는 중간 커버(160)에 결합되어, 버스바 및 보호회로모듈(165)을 외부 환경으로부터 보호한다. 즉, 상기 상부 커버(170)는 중간 커버(160)에 구비된 체결 수단(미도시)에 결합됨으로써, 그 내부의 버스바 및 보호회로모듈(165)이 외부 환경으로부터 보호되도록 한다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)에 따르면, 배터리 셀(110)들을 수납하기 위하여 배터리 셀(110) 간에 개재된 홀더(120) 내부에 온도 측정부(140)를 삽입하여 배터리 셀(110)의 장변 영역의 온도값을 정확하게 측정할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 배터리 모듈을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 배터리 모듈 110: 배터리 셀
110a: 양극 단자 110b: 음극 단자
120: 홀더 121: 장변부
121a: 수용홈 121b, 221b, 321b: 돌기부
122: 단변부 123: 고정부
124: 구속 요홈 125: 결합 돌기
126: 결합홈 127: 냉각홀
128: 배출홀 130: 엔드 플레이트
140: 온도 측정부 141: 커넥터부
142: 와이어 143: 온도 소자
150: 구속 밴드 160: 중간 커버
165: 보호회로모듈 170: 상부 커버

Claims (11)

  1. 제1 배터리 셀;
    제2 배터리 셀; 및
    상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 사이에 개재된 홀더를 포함하고,
    상기 홀더 내부에는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 장변 영역에 접촉하여 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 소자를 갖는 온도 측정부를 구비하고,
    상기 홀더는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 장변 영역과 접촉하는 장변부와, 상기 장변부의 둘레로부터 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 방향으로 각각 연장되어 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 단변 영역과 접촉하는 단변부를 포함하고,
    상기 장변부에는 상기 온도 소자를 수용하는 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 상기 온도 소자에 의하여 측정된 온도 정보를 외부로 전달하는 커넥터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장변부에는 상기 수용홈과 이격되어 상기 수용홈을 둘러싸도록 돌출 형성되는 돌기부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌기부는 타원 형상 또는 다각 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀에 접촉되도록 상기 장변부에서 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 방향으로 각각 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 수용홈은 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 장변 영역의 중앙에 대응되는 장변부에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 장변부는 상기 온도 소자와 상기 커넥터부를 전기적으로 연결하는 와이어가 안착되는 와이어 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 단변부에는 상기 커넥터부가 고정되어 외부로 노출되는 고정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단변부에는 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 냉각시키기 위하여 공기가 유입되는 적어도 하나의 냉각홀과, 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀로부터 발생되는 응축수가 배출되는 적어도 하나의 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 홀더는 다른 홀더와 결합되도록 상기 단변부에 결합 돌기와 결합 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
KR1020150115994A 2015-08-18 2015-08-18 배터리 모듈 KR102472041B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150115994A KR102472041B1 (ko) 2015-08-18 2015-08-18 배터리 모듈
US15/094,627 US10396406B2 (en) 2015-08-18 2016-04-08 Battery module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150115994A KR102472041B1 (ko) 2015-08-18 2015-08-18 배터리 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170021519A KR20170021519A (ko) 2017-02-28
KR102472041B1 true KR102472041B1 (ko) 2022-11-30

Family

ID=58158070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150115994A KR102472041B1 (ko) 2015-08-18 2015-08-18 배터리 모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10396406B2 (ko)
KR (1) KR102472041B1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD920230S1 (en) * 2018-12-26 2021-05-25 Lg Chem, Ltd. Front cover for battery module
JP1645538S (ko) * 2018-12-26 2019-11-11
CN109786806B (zh) * 2019-01-28 2020-12-25 深圳市易为派科技有限公司 电池模组的制备方法
USD921579S1 (en) * 2019-06-26 2021-06-08 Lg Chem, Ltd. Front cover for battery module
KR102501080B1 (ko) 2019-11-29 2023-02-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102533159B1 (ko) * 2019-11-29 2023-05-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20210067647A (ko) 2019-11-29 2021-06-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102561801B1 (ko) 2019-11-29 2023-07-31 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102574517B1 (ko) 2019-11-29 2023-09-04 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
AT522137B1 (de) * 2020-04-09 2024-04-15 Avl List Gmbh Temperiervorrichtung
CN114784403A (zh) * 2022-04-20 2022-07-22 华为数字能源技术有限公司 一种电池及储能系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10214366B4 (de) * 2002-03-30 2017-03-16 Robert Bosch Gmbh Messanordnung
JP2006035942A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
EP1969655B1 (en) * 2005-12-27 2011-11-23 LG Chem, Ltd. Frame member and battery pack employed with the same
KR100844684B1 (ko) 2006-11-29 2008-07-07 현대자동차주식회사 배터리모듈의 지지장치
WO2010131700A1 (ja) * 2009-05-14 2010-11-18 株式会社Ｇｓユアサ 組電池
JP5484403B2 (ja) * 2011-06-08 2014-05-07 本田技研工業株式会社 バッテリモジュール
KR101386673B1 (ko) * 2012-04-06 2014-04-18 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리
KR101629497B1 (ko) * 2013-03-15 2016-06-10 주식회사 엘지화학 서미스터 고정부를 구비하는 배터리 팩 및 이에 적용되는 셀 하우징

Also Published As

Publication number Publication date
US20170054186A1 (en) 2017-02-23
US10396406B2 (en) 2019-08-27
KR20170021519A (ko) 2017-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102472041B1 (ko) 배터리 모듈
EP2866295A1 (en) Battery pack with temperature measuring device
KR101137365B1 (ko) 배터리 팩
US20180183119A1 (en) Secondary Battery Module
KR101913786B1 (ko) 단자 플레이트 및 bms가 직접 연결된 구조의 전지모듈
US9246199B2 (en) Battery pack
US20160204481A1 (en) Secondary battery
JP2018522376A (ja) 改善した締結構造を有するバッテリーモジュール
EP2763208B1 (en) Battery pack
KR102249889B1 (ko) 이차 전지용 보호 장치
EP2706588B1 (en) Lead tab, battery pack having the lead tab and method of manufacturing the lead tab
US9360529B2 (en) Battery module and method of testing the same
CN107996006B (zh) 包括导线固定肋的电池模块
KR101430621B1 (ko) 배터리 팩
KR101397028B1 (ko) 배터리 팩
US10483518B2 (en) Secondary battery including pull tab protruding from bottom
US10079376B2 (en) Battery pack
US20170187012A1 (en) Battery pack
CN106129284B (zh) 电池组
US11670825B2 (en) Battery pack
KR20160142171A (ko) 배터리 모듈
CN109923730B (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组
KR102302274B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20210070683A (ko) 배터리 팩
US20150263319A1 (en) Battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right