KR102574922B1 - Battery packs and how they are manufactured - Google Patents
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Abstract
본 발명은 버스 바로 연결되는 배터리 팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 앞 열(A)과 뒷 열(B)로 병렬 배치되는 다수의 배터리 셀(100); 같은 방향으로 돌출되도록 타발되어 배터리 셀(100)의 전극단자(101)에 저항 용접되는 다수의 전극부(210)에 의해 전극단자(101)와 소정 간격(h)이 유지되며, 다수의 배터리 셀(100)을 복수 군으로 연결하여 통전시키는 다수의 상,하 버스 바(200a)(200b); 병렬로 놓인 배터리 셀(100)의 앞 열(A)과 뒷 열(B) 사이에 위치되도록 상,하 버스 바(200a)(200b)의 테두리 일측에 구비되는 접속부(220); 일단은 상,하 버스 바(200a)(200b)의 접속부(220)에 끼워져 접속되고, 타단은 배터리 관리시스템(BMS)의 센싱 와이어가 결착되는 와이어 커넥터(300); 로 이루어진 배터리 팩 및 이의 제조방법을 특징으로 한다.The present invention relates to a battery pack connected directly to a bus and a manufacturing method thereof, comprising: a plurality of battery cells 100 arranged in parallel in a front row (A) and a rear row (B); A predetermined distance (h) from the electrode terminal 101 is maintained by a plurality of electrode parts 210 that are punched out to protrude in the same direction and resistance-welded to the electrode terminal 101 of the battery cell 100, and a plurality of battery cells A plurality of upper and lower bus bars 200a and 200b for connecting and energizing 100 in a plurality of groups; A connection part 220 provided on one side of an edge of the upper and lower bus bars 200a and 200b to be located between the front row (A) and the back row (B) of the battery cells 100 placed in parallel; A wire connector 300 having one end inserted into and connected to the connecting portion 220 of the upper and lower bus bars 200a and 200b and the other end to which a sensing wire of a battery management system (BMS) is bound; It is characterized by a battery pack made of and a manufacturing method thereof.
Description
본 발명은 이차 전지의 저항 용접을 위해 버스 바로 연결되는 배터리 팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 배터리 셀을 저항 용접으로 연결하는 버스 바의 구조를 개선하여 버스 바의 저항 용접부를 배터리 셀의 전극단자에 용접 시 안정적으로 쇼트를 방지할 수 있는 배터리 팩 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack connected to a bus bar for resistance welding of a secondary battery and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a resistance welding part of the bus bar by improving the structure of a bus bar connecting a plurality of battery cells by resistance welding. It relates to a battery pack capable of stably preventing a short circuit when welding to an electrode terminal of a battery cell and a manufacturing method thereof.
최근 석유자원의 고갈과 환경오염에 따른 대체에너지의 수요와 더불어 전기에너지를 축적하여 사용할 수 있는 배터리의 수요는 연료전지 등의 대체 에너지 저장시스템 등 다양한 분야로 확산하고 있다.Recently, the demand for alternative energy due to the depletion of petroleum resources and environmental pollution and the demand for batteries that can accumulate and use electrical energy are spreading to various fields such as alternative energy storage systems such as fuel cells.
하이브리드(HEV) 자동차, 전기 자동차, 전기 자전거, 골프-카트 같은 전기차용으로는 주행속도 및 최대주행거리 증대를 목적으로 대용량의 리튬-이온, 리튬-폴리머, 니켈-수소 전지 등 전기 집적도(power density)가 높은 배터리 계열의 활용도가 높아지고 있다.For electric vehicles such as hybrid (HEV) vehicles, electric vehicles, electric bicycles, and golf carts, high-capacity lithium-ion, lithium-polymer, nickel-hydrogen batteries, etc. ), the utilization of batteries with high values is increasing.
그리고 스마트폰, 노트북, 휴대용 개인정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistants) 등의 휴대용 단말기는 충전 및 방전 가능한 이차 전지인 축전지가 포함된 배터리팩(일명 "이너 팩"(Inner Pack)이라고 함)을 단말기 일 측면에 탈착 가능하도록 결합하여 사용하기 때문에 이동성이 보장되고 휴대가 간편하여 널리 사용되고 있다.In addition, portable terminals such as smart phones, laptop computers, and personal digital assistants (PDAs) use battery packs (called "inner packs") containing rechargeable and dischargeable secondary batteries, such as terminals. Since it is detachably coupled to one side and used, mobility is guaranteed and it is easy to carry, so it is widely used.
이러한 에너지 저장장치인 배터리 팩은 하나의 배터리 팩에 다수의 전지 셀 어레이를 포함하며, 여러 개의 전지 셀 어레이를 원활하게 운영할 수 있도록 전압, 전류, 온도 등의 상태 정보를 모니터링하고 제어하기 위한 배터리 관리 시스템(Battery Management System; 이하 "BMS"라 칭함)를 구비하고 있다.A battery pack, which is an energy storage device, includes a plurality of battery cell arrays in one battery pack, and is a battery for monitoring and controlling status information such as voltage, current, and temperature to smoothly operate the plurality of battery cell arrays. A management system (Battery Management System; hereinafter referred to as "BMS") is provided.
배터리의 충전상태(State of Charge)는 현재 얼마만큼의 에너지가 남아 있는가에 대한 의미로써, 배터리를 만(Full) 충전하여 저장 가능한 최대 용량(Battery Storage Capacity Maximum) 대비한 현재 충전된 상태에서 사용 가능한 저장(잔존)용량의 백분율을 "SOC(%)"로 정의하고 있고, 소수의 문헌에서는 SOC를 충전 잔량이라고도 부른다.The state of charge of the battery means how much energy is currently left. The percentage of storage (remaining) capacity is defined as "SOC (%)", and SOC is also referred to as remaining charge in a few literatures.
그리고 버스 바의 전극부로 연결되는 다수의 이차 전지용 배터리 팩은 버스 바의 접속부와 상기 배터리 관리 시스템(BMS)의 검출용 센싱 와이어를 와이어 커넥터로 접속시켜서 센싱 와이어를 통해 셀 밸런싱, 만방전 확인, SOS 추정 오차 등을 검출 하게 되며, 이를 위해서는 전압의 정확한 검출이 필요하다.In addition, the battery pack for a plurality of secondary batteries connected to the electrode part of the bus bar connects the connection part of the bus bar and the sensing wire for detection of the battery management system (BMS) with a wire connector, and through the sensing wire, cell balancing, full discharge check, and SOS Estimation errors are detected, and for this purpose, accurate detection of voltage is required.
이와 같이 센싱 와이어를 통해 배터리 팩의 셀 밸런싱, 만방전 확인, SOS 추정 오차 등을 검출하는 선행기술로는 아래 선행기술문헌의 특허문헌 1에 개시된 대한민국 공개특허 10-2014-0107917호 '이차 전지용 연결부재 및 이를 포함하는 배터리 팩'이 있다.As prior art for detecting cell balancing, full discharge confirmation, SOS estimation error, etc. of a battery pack through a sensing wire, Korean Patent Publication No. 10-2014-0107917 'Connection for secondary batteries' disclosed in Patent Document 1 of the prior art documents below There is a member and a battery pack including the same.
특허문헌 1은 복수의 이차 전지; 삽입부가 형성된 커넥터가 단부에 구비된 센싱 와이어; 둘 이상의 이차 전지 사이를 전기적으로 접속시키되, 일측에 상기 커넥터의 삽입부에 삽입되는 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 일부가 벤딩된 연결 부재를 포함하여 구성된 것이다.Patent Document 1 is a plurality of secondary batteries; A sensing wire having a connector at an end portion of which an insertion portion is formed; It electrically connects two or more secondary batteries, and includes a connecting member in which a protrusion inserted into the insertion part of the connector is formed on one side and a part of the protrusion is bent.
상기 특허문헌 1 은 복수의 배터리 셀(이차 전지)의 전극단자들을 버스 바(연결부재)로 저항 용접하여 전기적으로 접속시킬 때 배터리 셀의 전극단자와 버스 바가 근접된 상태로 저항 용접되는 구조이다. 이러한 특허문헌 1은 다음과 같은 문제점이 있다.Patent Document 1 has a structure in which electrode terminals of a plurality of battery cells (secondary batteries) are resistance-welded in a state in which the electrode terminals of the battery cells (secondary batteries) are electrically connected to each other by resistance welding with bus bars (connecting members). Patent Document 1 has the following problems.
즉, 배터리 셀의 사용을 위한 통전 시 각 배터리 셀의 전극단자와 버스 바가 근접 상태를 이루고 있으면 절연 효과가 떨어져서 쇼트가 자주 발생된다.That is, if the electrode terminal of each battery cell and the bus bar form a close state during the energization for use of the battery cell, the insulation effect is reduced and short circuits frequently occur.
이러한 쇼트 발생은 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)의 센싱 와이어를 통한 셀 밸런싱, SOC 추정 등을 위한 전압 상태 검출의 정확성을 떨어뜨리게 되므로 이를 방지하려면 버스 바와 배터리 셀 사이에 가스켓을 구비하여야 하며, 이는 가스켓 비용과 이를 구비하기 위한 추가공정으로 원가 상승의 요인이 많은 문제점이 있다.This short circuit reduces the accuracy of voltage state detection for cell balancing and SOC estimation through the sensing wire of the battery management system (BMS). To prevent this, a gasket must be provided between the bus bar and the battery cell. However, there are many problems in that the cost of the gasket and the additional process for providing it increase the cost.
그리고, 상기 특허문헌 1 처럼 연결부재(버스 바)를 이차 전지에 저항 용접하였을 때 센싱 와이어와 이를 결속하는 돌출부가 모두 배터리 셀의 둘레에 돌출되므로 배터리 팩의 폭을 더 소형화하지 못하는 문제점이 있다.In addition, when the connection member (bus bar) is resistance-welded to the secondary battery as in Patent Document 1, since the sensing wire and the protrusions binding them all protrude around the battery cell, there is a problem in that the width of the battery pack cannot be further miniaturized.
본 발명은 상기와 같은 특허문헌 1의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명은 복수의 배터리 셀을 버스 바의 전극부에 저항 용접할 때 배터리 셀의 전극단자와 버스 바가 일정 거리 이격되는 절연 상태를 유지하도록 함으로서 통전 시 쇼트가 발생되지 않아 배터리 관리 시스템(BMS)의 센싱 와이어를 통한 전기적 특성을 정확히 검출할 수 있는 배터리 팩 및 이의제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to improve the problems of Patent Document 1 as described above, and the present invention is an insulation in which the electrode terminal of the battery cell and the bus bar are separated by a predetermined distance when resistance welding a plurality of battery cells to the electrode part of the bus bar. An object of the present invention is to provide a battery pack capable of accurately detecting electrical characteristics through a sensing wire of a battery management system (BMS) and a method for manufacturing the battery pack without causing a short circuit when energized by maintaining the state.
본 발명의 다른 목적은 버스 바를 복수의 배터리 팩에 저항 용접 시 센싱 와이어와 결속되는 버스 바의 접지부가 배터리 팩이나 버스 바의 외측으로 돌출되지 않도록 함으로서 배터리 팩의 폭 크기를 최대한 줄일 수 있도록 하는데 있다.Another object of the present invention is to reduce the width size of the battery pack as much as possible by preventing the ground portion of the bus bar bound to the sensing wire from protruding outward from the battery pack or bus bar when resistance welding the bus bar to a plurality of battery packs. .
이러한 본 발명은 상기 목적의 달성을 위해, 앞 열과 뒷 열로 병렬 배치되는 다수의 배터리 셀; 같은 방향으로 돌출되도록 타발되어 배터리 셀의 전극단자에 저항 용접되는 다수의 전극부에 의해 전극단자와 소정 간격(h)이 유지되며, 다수의 배터리 셀을 복수 군으로 연결하여 통전시키는 다수의 상,하 버스 바; 병렬로 놓인 배터리 셀의 앞 열과 뒷 열 사이에 위치되도록 상,하 버스 바의 테두리 일측에 구비되는 접속부; 일단은 상,하 버스 바의 접속부에 끼워져 접속되고, 타단은 배터리 관리시스템(BMS)의 센싱 와이어가 결착되는 와이어 커넥터; 로 이루어져서 배터리 셀의 전극단자와 버스 바가 소정 간격에 의한 절연 상태로 통전 시 쇼트가 발생되지 않도록 배터리 팩을 구성함으로서 달성될 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of battery cells arranged in parallel in front and rear rows; A plurality of electrode parts that are punched out to protrude in the same direction and resistance-welded to the electrode terminals of the battery cells maintain a predetermined distance (h) from the electrode terminals, and connect a plurality of battery cells in a plurality of groups to energize a plurality of phases, Haver's Bar; Connections provided on one side of the rims of the upper and lower bus bars to be located between the front and rear rows of battery cells placed in parallel; A wire connector having one end inserted into and connected to the connection part of the upper and lower bus bars, and the other end to which the sensing wire of the battery management system (BMS) is bound; This can be achieved by configuring the battery pack so that the electrode terminal of the battery cell and the bus bar are insulated at a predetermined interval so that a short circuit does not occur when energized.
그리고, 다수의 전극부가 상,하 버스 바에 일 방향으로 돌출되도록 타발되고, 테두리 일측에 접속부가 구비되는 상,하 버스 바 준비단계; 다수의 배터리 셀을 앞 열과 뒷 열로 병렬 배치하는 배터리 셀 병렬 배치단계; 상기 병렬 배치된 다수의 배터리 셀을 복수 군별로 연결하도록 상단의 전극단자에 상 버스 바를 저항 용접하는 단계; 상 버스 바로 연결된 일측 군의 배터리 셀과 타측 군의 배터리 셀 일부가 서로 연결되도록 상 버스 바와 지그 재그 형태로 배터리 셀 하단의 전극단자에 하 버스 바를 저항 용접하는 단계; 상기 상,하 버스 바의 접속부에 와이어 커넥터의 일단을 끼워 접속하고, 와이어 커넥터의 타단에 센싱 와이어를 연결하는 단계;로 배터리 팩의 제조방법을 구성함으로서 달성될 수 있다.Then, a plurality of electrodes are punched out to protrude from the upper and lower bus bars in one direction , and the upper and lower bus bar preparation step is provided with a connection part on one side of the rim; A battery cell parallel arrangement step of arranging a plurality of battery cells in parallel in front and back rows; resistance welding an upper bus bar to an upper electrode terminal to connect the plurality of parallelly arranged battery cells in a plurality of groups; Resistance welding the lower bus bar to the electrode terminal of the lower part of the battery cell in a zigzag form so that the battery cells of one group connected to the upper bus and some of the battery cells of the other group are connected to each other; Connecting one end of a wire connector to the connection part of the upper and lower bus bars and connecting a sensing wire to the other end of the wire connector;
본 발명의 상기 다른 목적은 상,하 버스 바에 구비되는 다수의 전극부를 서로 대향된 형태를 이루도록 타발 형성하여 배터리 셀의 전극단자와 상,하 버스 바 간에 형성되는 소정 간격(h)이 균형있게 유지되도록 함으로서 달성될 수 있다.Another object of the present invention is to maintain a balanced distance (h) formed between electrode terminals of battery cells and upper and lower bus bars by punching and forming a plurality of electrodes provided on upper and lower bus bars so as to face each other. It can be achieved by doing so.
이러한 본 발명은 배터리 셀의 전극단자에 저항 용접되는 전극부를 제외한 버스 바가 전극단자와 소정의 간격이 떨어진 상태를 양호하게 유지하고 있으므로 안정적으로 쇼트 발생됨을 방지할 수 있다.According to the present invention, since the bus bar except for the electrode portion resistance-welded to the electrode terminal of the battery cell maintains a predetermined distance away from the electrode terminal, it is possible to stably prevent the occurrence of a short circuit.
그리고 배터리 셀의 전극단자를 통전시키는 버스 바에 와이어 커넥터 접속용 접속부가 일체로 형성되는 구조이므로 제조에 따른 공정 비용을 줄일 수 있고, 와이어 커넥터와 센싱 와이어가 병렬 배치된 앞 열과 뒷 열의 배터리 셀 사이에서 접속되므로 배터리 팩의 폭 크기를 줄일 수 있어 제조 단가 및 품질 향상을 이룰 수 있는 효과가 있다.In addition, since the connection part for connecting the wire connector is integrally formed with the bus bar that conducts the electrode terminal of the battery cell, manufacturing process costs can be reduced, and between the battery cells in the front and rear rows where the wire connector and the sensing wire are arranged in parallel Since it is connected, it is possible to reduce the width size of the battery pack, so that there is an effect of improving manufacturing cost and quality.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 배터리 팩의 구조를 일례로 보인 사시도
도 2는 본 발명의 배터리 팩에 사용되는 버스 바의 구조를 보인 사시도
도 3은 본 발명에서 배터리 셀과 버스 바가 소정 간격 유지되면서 저항 용접된 상태를 일부 확대하여 보인 측면도
도 4는 본 발명에 의한 배터리 팩 제조과정을 단계별로 보인 블록도1 is a perspective view showing the structure of a battery pack manufactured by the present invention as an example
Figure 2 is a perspective view showing the structure of a bus bar used in the battery pack of the present invention
3 is a side view partially enlarged and showing a state in which resistance welding is performed while maintaining a predetermined distance between the battery cell and the bus bar in the present invention.
4 is a block diagram showing a step-by-step process of manufacturing a battery pack according to the present invention;
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 팩 및 이의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery pack and a manufacturing method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 배터리 팩의 구조를 일례로 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 배터리 팩에 사용되는 버스 바의 구조를 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 배터리 셀과 버스 바가 용접된 상태를 확대하여 보인 측면도이다.1 is a perspective view showing the structure of a battery pack manufactured by the present invention as an example, Figure 2 is a perspective view showing the structure of a bus bar used in the battery pack of the present invention, Figure 3 is a battery cell and a bus of the present invention It is an enlarged side view of the bar welded state.
이에 도시된 본 발명의 배터리 팩은, 배터리 셀(100)과 상,하 버스 바(200a)(200b) 및 접속부(220)와 와이어 커넥터(300)로 구성된다.The battery pack of the present invention shown here is composed of a battery cell 100, upper and lower bus bars 200a and 200b, a connector 220, and a wire connector 300.
상기 배터리 셀(100)은 양단에 전극단자(101)가 구비되며, 다수 개로 구성된 각 군이 다수 군을 이루도록 앞 열(A)과 뒷 열(B)에 같은 갯수로 병렬 배치된다.The battery cells 100 are provided with electrode terminals 101 at both ends, and are arranged in parallel in the same number in the front row (A) and the rear row (B) so that each group consisting of a plurality of cells forms a plurality of groups.
일례로 상기 배터리 셀(100)이 2개, 4개, 4개가 각 군을 이루어 3개군을 이루도록 하려면 앞,뒤쪽에 배터리 셀(100) 10개를 병렬 배치하면 되고, 배터리 셀(100)이 4개씩 3개군을 이루도록 하려면 앞,뒤쪽에 12개의 배터리 셀(100)을 병렬 배치하면 된다.For example, in order to have 2, 4, and 4 battery cells 100 in each group to form 3 groups, 10 battery cells 100 may be placed in parallel at the front and rear, and the battery cells 100 may be 4 In order to form three groups each, 12 battery cells 100 may be arranged in parallel at the front and rear.
상,하 버스 바(200a)(200b)는 저항 용접부(211)가 있는 다수의 전극부(210)를 일렬로 타발하여 형성하되 각 전극부(210)가 모두 같은 방향(일 방향)을 향하여 일정 높이 돌출되도록 형성되며, 저항 용접부(211)를 전극단자(101)에 저항 용접하면 다수의 배터리 셀(100)을 복수 군으로 나누어 주면서 통전시켜 준다.The upper and lower bus bars 200a and 200b are formed by punching out a plurality of electrode parts 210 having resistance welding parts 211 in a row, but all of the electrode parts 210 are uniform toward the same direction (one direction). It is formed to protrude high, and when the resistance welding part 211 is resistance welded to the electrode terminal 101, a plurality of battery cells 100 are divided into a plurality of groups and energized.
그리고 배터리 셀(100)의 전극단자(101)에 상,하 버스 바(200a)(200b)의 전극부(210)를 저항 용접하여 전기적으로 연결할 때 상,하 버스 바(200a)(200b)에서 돌출된 전극부(210)의 돌출된 높이만큼 배터리 셀(100)의 전극단자(101)와 상,하 버스 바(200a)(200b) 간에는 소정 간격(h)이 유지된다.In addition, when electrically connecting the electrode parts 210 of the upper and lower bus bars 200a and 200b to the electrode terminals 101 of the battery cell 100 by resistance welding, the upper and lower bus bars 200a and 200b A predetermined distance (h) is maintained between the electrode terminal 101 of the battery cell 100 and the upper and lower bus bars 200a and 200b by the protruding height of the protruding electrode part 210 .
상기와 같이 소정 간격(h)이 유지되면 배터리 셀(100)의 전극단자(101)와 상,하 버스 바(200a)(200b) 간에 절연 상태가 양호하게 될 수 있어서 상,하 버스 바(200a)(200b)를 통한 통전 시 쇼트가 발생되지 않게 된다.As described above, when the predetermined interval (h) is maintained, the insulation state between the electrode terminal 101 of the battery cell 100 and the upper and lower bus bars 200a and 200b can be improved, so that the upper and lower bus bars 200a ) (200b), a short circuit does not occur when energized.
여기서 상,하 버스 바(200a)(200b)에 구비되는 다수의 전극부(210)는 서로 대향된 형태를 이루도록 타발 형성함이 바람직하다. 그러면 배터리 셀(100)의 전극단자(101)와 상,하 버스 바(200a)(200b) 사이에 소정 간격(h)이 균형있게 유지되므로 절연 효과를 높여 준다.Here, the plurality of electrode parts 210 provided on the upper and lower bus bars 200a and 200b are preferably punched to form opposite shapes. Then, since a predetermined distance (h) is maintained in a balanced manner between the electrode terminal 101 of the battery cell 100 and the upper and lower bus bars 200a and 200b, the insulation effect is enhanced.
상기 접속부(220)는 각 버스 바의 테두리 일측에 길이 방향으로 돌출시켜 구비하면 된다. 그리고 와이어 커넥터(300)는 배터리 관리시스템(BMS)의 센싱 와이어(도면에 미도시)에 일단이 결착되고, 타단은 상,하 버스 바(200a)(200b)의 접속부(220)에 끼워져 접속된다.The connection part 220 may be protruded from one side of the rim of each bus bar in the longitudinal direction. In addition, one end of the wire connector 300 is bound to a sensing wire (not shown in the drawing) of the battery management system (BMS), and the other end is inserted into and connected to the connection part 220 of the upper and lower bus bars 200a and 200b. .
여기서 상,하 버스 바(200a)(200b)는 배터리 셀(100)의 앞 열(A)에 사용 시 접속부(220)가 뒤쪽 테두리 일측에 위치되게 하고, 뒷 열(B)에 사용 시는 접속부(220)가 앞쪽 테두리 일측에 놓이도록 하면 앞 열(A)의 접속부(220)와 뒷 열(B)의 접속부(220)가 모두 병렬로 배치된 앞,뒤쪽 배터리 셀(100) 사이의 공간에 놓이게 되므로 그만큼 배터리 팩의 폭 크기를 최대한 줄일 수 있다.Here, the upper and lower bus bars 200a and 200b allow the connection part 220 to be located on one side of the rear rim when used in the front row (A) of the battery cell 100, and the connection part when used in the rear row (B) When the 220 is placed on one side of the front rim, the front row (A) connection part 220 and the rear row (B) connection part 220 are both disposed in parallel in the space between the front and rear battery cells 100. Therefore, the width of the battery pack can be reduced as much as possible.
도 4는 본 발명에 의한 배터리 팩 제조과정을 단계별로 보인 블록도로서, 이에 도시된 본 발명의 배터리 팩 제조 방법은 상,하 버스 바 준비단계, 배터리 셀 병렬 배치단계, 상 버스 바 저항 용접단계, 하 버스 바 저항 용접단계, 센싱 와이어 접속단계로 구성됨을 특징으로 한다.4 is a block diagram showing a battery pack manufacturing process according to the present invention step by step, in which the battery pack manufacturing method of the present invention shown therein is a step of preparing upper and lower bus bars, a step of arranging battery cells in parallel, and a step of upper bus bar resistance welding. , It is characterized in that it consists of a lower bus bar resistance welding step and a sensing wire connection step.
상기 상,하 버스 바 준비단계는 같은 방향으로 돌출되도록 다수의 전극부(210)가 타발되어 구비되고, 테두리 일측에 접속부(220)가 길이 방향으로 구비되도록 상,하 버스 바(200a)(200b)를 만들어 준비하는 단계이다.In the preparation step of the upper and lower bus bars, a plurality of electrode parts 210 are punched and provided so as to protrude in the same direction, and the upper and lower bus bars 200a and 200b are provided with connection parts 220 on one side of the rim in the longitudinal direction. ) is the step of making and preparing.
상기 배터리 셀 병렬 배치단계는 양단에 전극단자(101)가 있는 다수 개의 배터리 셀(100)을 앞 열(A)과 뒷 열(B)이 병렬로 복수의 군을 이루도록 배터리 셀(100)을 병렬 배치하는 단계이다.In the step of arranging the battery cells in parallel, the battery cells 100 having electrode terminals 101 at both ends are arranged in parallel so that the front row (A) and the rear row (B) form a plurality of groups. This is the stage of placement.
여기서 일례로 상기 배터리 셀(100)이 2개, 4개, 4개가 각 군을 이루어 3개군을 이루도록 하려면 앞,뒤쪽에 10개의 배터리 셀(100)을 병렬 배치하면 되고, 배터리 셀(100)이 4개씩 3개군을 이루도록 하려면 앞,뒤쪽에 12개의 배터리 셀(100)을 병렬 배치하면 된다.Here, as an example, in order to form three groups of two, four, and four battery cells 100 in each group, 10 battery cells 100 may be arranged in parallel at the front and rear, and the battery cells 100 In order to form three groups of four each, 12 battery cells 100 may be arranged in parallel at the front and rear.
상기 상 버스 바 저항 용접단계는 병렬 배치된 다수의 배터리 셀(100)들이 복수의 군을 이루도록 상단의 전극단자(101)에 상 버스 바(200a)를 저항 용접할 때, 앞 열(A)의 배터리 셀(100)에 용접되는 상 버스 바(200a)는 접속부(220)가 뒷쪽에 위치되게 용접하고, 뒷 열(B)의 배터리 셀(100)에 용접되는 상 버스 바(200a)는 접속부(220)가 앞쪽에 위치되게 용접하는 단계이다.The phase bus bar resistance welding step is performed when the phase bus bar 200a is resistance welded to the upper electrode terminal 101 so that a plurality of battery cells 100 arranged in parallel form a plurality of groups. The phase bus bar 200a welded to the battery cell 100 is welded so that the connection part 220 is located on the rear side, and the phase bus bar 200a welded to the battery cell 100 in the rear row (B) has the connection part ( 220) is a step of welding so that it is located on the front side.
상기 하 버스 바 저항 용접단계는 상 버스 바(200a)로 연결된 일측 군의 배터리 셀(100)과 타측 군의 배터리 셀(100) 일부가 서로 연결되도록 상 버스 바(200a)와 지그 재그 형태로 배터리 셀(100) 하단의 전극단자(101)에 하 버스 바(200b)를 용접할 때, 앞 열(A)의 배터리 셀(100)에 용접되는 하 버스 바(200b)는 접속부(220)가 뒷쪽에 위치되게 하고, 뒷 열(B)의 배터리 셀(100)에 용접되는 하 버스 바(200b)는 접속부(220)가 앞쪽에 위치되도록 저항 용접하는 단계이다.In the lower bus bar resistance welding step, the battery cells 100 of one group connected by the upper bus bar 200a and some of the battery cells 100 of the other group are connected to each other in a zigzag form with the upper bus bar 200a. When welding the lower bus bar 200b to the electrode terminal 101 at the bottom of the cell 100, the lower bus bar 200b welded to the battery cell 100 in the front row (A) has the connection part 220 on the rear side. , and the lower bus bar (200b) welded to the battery cell 100 of the rear row (B) is a step of resistance welding so that the connection part 220 is located in the front.
그리고 와이어 커넥터(300)를 통한 센싱 와이어 접속단계는 상기 상,하 버스 바 저항 용접단계를 행한 후 상,하 버스 바(200a)(200b)의 접속부(220)에 센싱 와이어에 일단이 결착된 와이어 커넥터(300)의 타단을 끼워서 앞 열(A)과 뒷 열(B)의 배터리 셀(100) 사이에서 접속하는 단계로서, 이에 의해 본 발명의 패터리 팩이 완성된다.In addition, in the step of connecting the sensing wire through the wire connector 300, after performing the resistance welding step of the upper and lower bus bars, a wire having one end bound to the sensing wire in the connection portion 220 of the upper and lower bus bars 200a and 200b. A step of inserting the other end of the connector 300 to connect between the battery cells 100 in the front row (A) and the rear row (B), whereby the battery pack of the present invention is completed.
여기서 상기 상 버스 바 저항 용접단계와 하 버스 바 저항 용접단계는 그 단계별 순서를 바꾸어 행하여도 무방하다.Here, the upper bus bar resistance welding step and the lower bus bar resistance welding step may be performed in reverse order.
이러한 본 발명의 패터리 팩은 복수 군의 배터리 셀(100)들을 전기적으로 연결하기 위해 상,하 버스 바(200a)(200b)를 통해 전극단자(101)에 통전 시 상,하 버스 바(200a)(200b)에서 돌출된 전극부(210)의 돌출 높이만큼 배터리 셀(100)의 전극단자(101)와 상,하 버스 바(200a)(200b) 간에 유지되는 소정 간격(h)으로 인해 배터리 셀(100)의 전극단자(101)와 상,하 버스 바(200a)(200b) 간에 절연 상태가 양호하게 유지되므로 상,하 버스 바(200a)(200b)를 통한 통전 시 쇼트가 발생되지 않는다.In the battery pack of the present invention, when power is applied to the electrode terminal 101 through the upper and lower bus bars 200a and 200b to electrically connect a plurality of groups of battery cells 100, the upper and lower bus bars 200a ) (200b) due to the predetermined distance (h) maintained between the electrode terminal 101 of the battery cell 100 and the upper and lower bus bars 200a and 200b by the protruding height of the electrode part 210, the battery Since the insulation state is well maintained between the electrode terminal 101 of the cell 100 and the upper and lower bus bars 200a and 200b, a short circuit does not occur when current is applied through the upper and lower bus bars 200a and 200b. .
그리고 앞 열(A)과 뒷 열(B)의 배터리 셀(100)들을 연결하고 있는 상,하 버스 바(200a)(200b)의 접속부(220)에 연결된 와이어 커넥터(300)와 배터리 관리시스템(BMS)의 센싱 와이어를 통해 전기적 특성을 정확히 읽을 수 있게 된다.In addition, the wire connector 300 connected to the connection part 220 of the upper and lower bus bars 200a and 200b connecting the battery cells 100 of the front row (A) and the rear row (B) and the battery management system ( The electrical characteristics can be accurately read through the sensing wire of the BMS).
여기서 상,하 버스 바(200a)(200b)에 일렬로 구비되는 다수의 전극부(210)는 서로 대향된 형태를 이루도록 타발 형성된 것이므로 저항 용접 시 배터리 셀(100)의 전극단자(101)와 균형있는 절연 상태가 유지될 수 있다.Here, since the plurality of electrode parts 210 provided in a row on the upper and lower bus bars 200a and 200b are punched and formed to face each other, balance with the electrode terminal 101 of the battery cell 100 during resistance welding. Insulated state can be maintained.
또한 상 버스 바(200a)와 하 버스 바(200b)를 저항 용접하는 단계때 병렬로 배치된 배터리 셀(100)의 앞 열(A)과 뒷 열(B) 사이에 놓인 접속부(220)를 통해 와이어 커넥터(300)와 센싱 와이어가 모두 연결되므로 배터리 팩의 폭 크기를 최대한 콤팩트한 사이즈로 줄일 수 있다.In addition, in the step of resistance welding the upper bus bar 200a and the lower bus bar 200b, through the connection portion 220 placed between the front row A and the rear row B of the battery cells 100 arranged in parallel. Since the wire connector 300 and the sensing wire are all connected, the width of the battery pack can be reduced to the most compact size.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.Although the invention made by the present inventors has been specifically described according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is common knowledge in the art that various changes can be made without departing from the gist of the present invention. It will be self-evident to those who have
100 : 배터리 셀 101 : 전극단자
A : 앞 열 B : 뒷 열
200a, 200b: 상,하 버스 바 210 : 전극부
220 : 접속부 300 : 와이어 커넥터
h : 소정 간격100: battery cell 101: electrode terminal
A : front row B : back row
200a, 200b: upper and lower bus bars 210: electrode part
220: connection part 300: wire connector
h: predetermined interval
Claims (5)
앞 열(A)과 뒷 열(B)로 병렬 배치되는 다수의 배터리 셀(100);
같은 방향으로 돌출되도록 타발되어 배터리 셀(100)의 전극단자(101)에 저항 용접되는 다수의 전극부(210)에 의해 전극단자(101)와 소정 간격(h)이 유지되며, 병렬 배치된 다수의 배터리 셀(100)을 복수 군으로 연결하여 통전시키는 다수의 상,하 버스 바(200a)(200b);
앞 열(A)에 사용시는 상,하 버스바(200a)(200b)의 뒷쪽 테두리 일측에 위치되고, 뒷 열(B)에 사용시는 상,하 버스바(200a)(200b)의 앞쪽 테두리 일측에 위치되어 배터리 셀(100)의 앞 열(A)과 뒷 열(B) 사이에 구비되는 접속부(220);
배터리 셀(100)의 앞 열(A)과 뒷 열(B) 사이에서 일단은 배터리 관리시스템(BMS)의 센싱 와이어가 결착되고, 타단은 상,하 버스 바(200a)(200b)의 접속부(220)에 끼워져 서로 연결시키는 와이어 커넥터(300);
로 이루어져서 배터리 셀의 전극단자(101)와 버스 바가 소정 간격(h)에 의한 절연 상태로 통전 시 쇼트가 발생되지 않도록 하고, 배터리 팩의 폭 크기를 콤팩트한 사이즈로 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
In configuring a battery pack with a plurality of battery cells,
A plurality of battery cells 100 arranged in parallel in a front row (A) and a back row (B);
A predetermined distance (h) from the electrode terminal 101 is maintained by a plurality of electrode parts 210 that are punched out to protrude in the same direction and resistance-welded to the electrode terminal 101 of the battery cell 100, and a plurality of parallelly arranged A plurality of upper and lower bus bars 200a and 200b that connect and energize the battery cells 100 in a plurality of groups;
When used in the front row (A), it is located on one side of the rear rim of the upper and lower bus bars (200a) (200b), and when used in the rear row (B), it is located on one side of the front rim of the upper and lower bus bars (200a) (200b) a connection part 220 located on the battery cell 100 and provided between the front row (A) and the back row (B);
Between the front row (A) and the back row (B) of the battery cell 100, one end is bound to the sensing wire of the battery management system (BMS), and the other end is connected to the connection part of the upper and lower bus bars 200a and 200b ( 220) to be inserted into the wire connector 300 to connect to each other;
Characterized in that the electrode terminal 101 of the battery cell and the bus bar are insulated by a predetermined interval (h) so that a short circuit does not occur when energized, and the width size of the battery pack can be reduced to a compact size. battery pack.
상,하 버스 바(200a)(200b)에 구비되는 다수의 전극부(210)는 서로 대향된 형태를 이루도록 타발 형성하여
배터리 셀의 전극단자(101)와 상,하 버스 바(200a)(200b) 간에 소정 간격(h)이 균형있게 유지되도록 한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
According to claim 1,
The plurality of electrode parts 210 provided on the upper and lower bus bars 200a and 200b are punched and formed to face each other.
A battery pack characterized in that a predetermined interval (h) is maintained in balance between the electrode terminal (101) of the battery cell and the upper and lower bus bars (200a, 200b).
상,하 버스 바(200a)(200b)에 일 방향으로 돌출되도록 다수의 전극부(210)가 타발되어 구비되고, 테두리 일측에 접속부(220)가 구비되게 하는 상,하 버스 바 준비단계;
다수의 배터리 셀(100)을 앞 열(A)과 뒷 열(B)로 병렬 배치하는 배터리 셀 병렬 배치단계;
상기 병렬 배치된 다수의 배터리 셀(100)을 복수 군 별로 연결하도록 상단의 전극단자(101)에 상 버스 바(200a)를 저항 용접할 때, 앞 열(A)의 배터리 셀(100)에 용접되는 상 버스 바(200a)는 접속부(220)가 뒷쪽에 위치되게 용접하고, 뒷 열(B)의 배터리 셀(100)에 용접되는 상 버스 바(200a)는 접속부(220)가 앞쪽에 위치되게 저항 용접하는 상 버스바 저항 용접단계;
상 버스 바(200a)로 연결된 일측 군의 배터리 셀(100)과 타측 군의 배터리 셀(100) 일부가 서로 연결되도록 상 버스 바(200a)와 지그 재그 형태로 배터리 셀(100) 하단의 전극단자(101)에 하 버스 바(200b)를 용접할 때, 앞 열(A)의 배터리 셀(100)에 용접되는 하 버스 바(200b)는 접속부(220)가 뒷쪽에 위치되게 하고, 뒷 열(B)의 배터리 셀(100)에 용접되는 하 버스 바(200b)는 접속부(220)가 앞쪽에 위치되도록 저항 용접하는 하 버스바 저항 용접단계;
와이어 커넥터(300)로 상,하 버스 바(200a)(200b)의 접속부(220)와 센싱 와이어를 앞 열(A)과 뒷 열(B)의 배터리 셀(100) 사이에서 연결하는 센싱 와이어 접속 단계;
로 이루어져서 통전 시 쇼트의 발생 우려 없이 센싱 와이어를 통해 전기적 특성을 정확히 읽을 수 있도록 하고, 배터리 팩의 폭 크기를 콤팩트한 사이즈로 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조방법.
In the manufacturing method of the battery pack,
Upper and lower bus bar preparation steps in which a plurality of electrode parts 210 are punched out and provided to protrude in one direction from the upper and lower bus bars 200a and 200b, and a connection part 220 is provided on one side of the rim;
A battery cell parallel arrangement step of arranging a plurality of battery cells 100 in parallel in a front row (A) and a back row (B);
When resistance welding the phase bus bar 200a to the upper electrode terminal 101 to connect the plurality of battery cells 100 arranged in parallel in a plurality of groups, welding to the battery cells 100 in the front row (A) The phase bus bar 200a is welded so that the connection part 220 is located on the rear side, and the phase bus bar 200a welded to the battery cell 100 in the rear row (B) has the connection part 220 located on the front side. Phase bus bar resistance welding step of resistance welding;
Electrode terminals at the bottom of the battery cell 100 in a zigzag form with the upper bus bar 200a so that the battery cells 100 of one group connected by the phase bus bar 200a and some of the battery cells 100 of the other group are connected to each other. When welding the lower bus bar 200b to (101), the lower bus bar 200b welded to the battery cell 100 in the front row (A) allows the connection portion 220 to be located at the rear, and the rear row ( B) the lower bus bar resistance welding step of resistance welding the lower bus bar 200b welded to the battery cell 100 so that the connection part 220 is located in the front;
The wire connector 300 connects the sensing wire to the connection part 220 of the upper and lower bus bars 200a and 200b and the sensing wire between the battery cells 100 in the front row (A) and the rear row (B). step;
A method for manufacturing a battery pack, characterized in that the electrical characteristics can be accurately read through the sensing wire without fear of short circuit when energized, and the width of the battery pack can be reduced to a compact size.
상,하 버스 바(200a)(200b)에 일렬로 구비되는 다수의 전극부(210)는 서로 대향된 형태를 이루도록 타발 형성하여
저항 용접 시 배터리 셀(100)의 전극단자(101)와 균형있는 절연 상태 유지가 되게 한 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조방법.
According to claim 3,
The plurality of electrode parts 210 provided in a row on the upper and lower bus bars 200a and 200b are punched and formed to face each other.
A method of manufacturing a battery pack, characterized in that the electrode terminal 101 of the battery cell 100 and the balanced insulation state are maintained during resistance welding.
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