KR20130061375A - 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20130061375A
KR20130061375A KR1020110127646A KR20110127646A KR20130061375A KR 20130061375 A KR20130061375 A KR 20130061375A KR 1020110127646 A KR1020110127646 A KR 1020110127646A KR 20110127646 A KR20110127646 A KR 20110127646A KR 20130061375 A KR20130061375 A KR 20130061375A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery module
battery
sub
upper plate
terminal
Prior art date
Application number
KR1020110127646A
Other languages
English (en)
Inventor
김명철
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
로베르트 보쉬 게엠베하
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, 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020110127646A priority Critical patent/KR20130061375A/ko
Priority to US13/542,617 priority patent/US9077020B2/en
Publication of KR20130061375A publication Critical patent/KR20130061375A/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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • 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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/308—Detachable arrangements, e.g. detachable vent plugs or plug systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • 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
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522—Inorganic material
    • 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 발명은 복수개의 배터리 셀이 연결된 배터리 모듈에서 제어부가 관리하는 배터리 셀의 개수만큼 디개싱 영역으로 분리함에 의해 안전성을 확보할 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은 상부에 단자부 및 벤트부를 구비하는 복수개의 배터리 셀이 일 방향으로 배열된 복수개의 서브 배터리 모듈이 연속적으로 배열되는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 최외곽 양측면에 형성되는 한 쌍의 엔드 플레이트; 상기 서브 배터리 모듈의 상부에 형성되는 상부 플레이트; 및 상기 서브 배터리 모듈별로 상기 배터리 셀을 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부가 관리하는 상기 서브 배터리 모듈별로 디개싱(degassing) 영역이 분리된다.

Description

배터리 모듈{Battery module}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 안전성이 향상된 배터리 모듈에 관한 것이다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리 모듈이 개발되고 있으며, 이러한 고출력 배터리 모듈은 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수개의 배터리 셀을 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성한다.
배터리 셀은 양극판 및 음극판으로 구성되는 전극조립체와 전해액을 포함하며, 이들 극판들과 전해액과의 전기화학적 반응에 의하여 에너지를 발생시킬 수 있다. 이때, 배터리 셀의 내부에는 전기 화학적 반응의 부반응으로 기체가 발생할 수 있다. 이에 따라, 복수개의 배터리 셀에서 발생하는 기체를 효율적으로 처리하기 위하여 배터리 모듈에는 기체의 유로 및 배출구 등이 구비될 수 있다.
본 발명은 복수개의 배터리 셀이 연결된 배터리 모듈에서 제어부가 관리하는 배터리 셀의 개수만큼 디개싱(degassing) 영역으로 분리함에 의해 안전성을 확보할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은 상부에 단자부 및 벤트부를 구비하는 복수개의 배터리 셀이 일 방향으로 배열된 복수개의 서브 배터리 모듈이 연속적으로 배열되는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 최외곽 양측면에 형성되는 한 쌍의 엔드 플레이트; 상기 서브 배터리 모듈의 상부에 형성되는 상부 플레이트; 및 상기 서브 배터리 모듈별로 상기 배터리 셀을 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부가 관리하는 상기 서브 배터리 모듈별로 디개싱(degassing) 영역이 분리된다.
여기서, 상기 제어부는 상기 서브 배터리 모듈의 상부면에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 상부 플레이트에는 상기 배터리 셀에서 발생된 가스를 배출하는 돌출공을 더 포함하며, 상기 돌출공은 상기 서브 배터리 모듈마다 적어도 하나가 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈의 일측에는 파이프 형상의 디개싱 부재를 더 포함하며, 상기 디개싱 부재에는 상기 돌출공과 대응하는 개수의 결합공이 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 돌출공과 상기 결합공을 연결하는 연결부재를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연결부재는 관통된 튜브 형상일 수 있으며, 플렉시블(flexible)한 소재로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 상부 플레이트는 상기 돌출공이 형성된 측으로 갈수록 높아지도록 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 플레이트는 상기 서브 배터리 모듈별로 분리 형성되거나, 일체형으로 형성될 수 있다.
게다가, 상기 상부 플레이트는 상기 단자부까지 연장되며, 상기 단자부에 대응하는 영역에는 단자홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 배터리 셀의 단자부를 커버하는 단자부 커버를 더 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 배터리 모듈의 측면에 형성되는 사이드 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 복수개의 배터리 셀이 연결된 배터리 모듈에서 제어부가 관리하는 배터리 셀의 개수만큼 디개싱 영역으로 분리함으로써, 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 배터리 모듈의 상부면에 제어부를 장착함으로써, 외부 충격 시 배터리 모듈의 측면에 제어부가 장착된 것보다 제어부에 가해지는 충격을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 플레이트를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 분해사시도.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)은 복수개의 배터리 셀(10)로 구성된 적어도 하나의 서브 배터리 모듈(A, B, C)과, 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b) 및 상부 플레이트(130)를 포함한다.
서브 배터리 모듈(A, B, C)은 상부에 단자부(190) 및 벤트부(191)를 구비하는 복수개의 배터리 셀(10)이 일 방향으로 배열된다. 그리고, 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b)는 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 최외곽 양측면에 형성된다. 또한, 상부 플레이트(130)는 적어도 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 벤트부(191)를 커버한다. 그리고, 상부 플레이트(130)는 단자부(190)까지 연장되어 형성될 수도 있으며, 이때 단자부(190)에 대응하는 영역에는 단자홀(135)을 포함할 수 있다.
이러한 배터리 모듈(100)에는 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)마다 배터리 셀(10)의 상태를 감지하는 제어부(170a, 170b, 170c)가 형성된다. 그리고, 제어부(170a, 170b, 170c)가 관리하는 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 디개싱(degassing) 영역이 분리된다. 여기서, 제어부(170a, 170b, 170c)는 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 상부면, 즉 상부 플레이트(130)에 형성될 수 있다. 이때, 제어부(170a, 170b, 170c)는 상부 플레이트(130)에 형성될 때, 고무에 의해 고정되거나, 체결부재에 의해 고정될 수 있다. 이러한 제어부(170a, 170b, 170c)는 배터리 셀(10)의 온도 또는 전압 등의 상태를 감지하여, BMS(Battery Management system)로 감지한 정보를 전달하는 역할을 한다.
상부 플레이트(130)에는 배터리 셀(10)에서 발생된 가스를 배출하는 돌출공(133)이 형성된다. 이러한 돌출공(133)은 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)마다 적어도 하나 형성될 수 있다. 본 실시예에서 돌출공(133)은 하나의 서브 배터리 모듈(A, B, C)당 하나씩 형성된다. 또한, 본 실시예에서 상부 플레이트(130)는 일체형으로 형성된다.
그리고, 배터리 모듈(100)의 일측에는 파이프 형상의 디개싱 부재(132)가 위치된다. 이러한 디개싱 부재(132)에는 돌출공(133)과 대응하는 개수의 결합공(134)이 형성될 수 있다. 여기서, 돌출공(133)과 결합공(134)은 연결부재(131)에 의해 상호 연결된다. 이때, 연결부재(131)는 관통된 튜브 형상일 수 있으며, 플렉시블(flexible)한 소재로 형성될 수 있다. 이에 의해 돌출공(133)을 통하여 배터리 셀(10)로부터 배출되는 가스를 연결부재(131) 및 디개싱 부재(132)를 통하여 용이하게 외부로 배출할 수 있다.
이와 같이 배터리 셀(10)의 개수가 많아져서 배터리 모듈(100)이 길어지는 경우, 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 양측면에 엔드 플레이트를 장착하지 않고, 전체 배터리 모듈(100)의 최외곽에 위치된 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 양측면에만 엔드 플레이트(110a, 110b)를 장착한다. 그리고, 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 배터리 셀(10)의 상태를 감지하는 제어부(170a, 170b, 170c)를 설치한다. 또한, 배터리 셀(10)에서 발생되는 가스를 배출하는 통로를 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 설치한다.
이처럼 복수개의 배터리 셀(10)이 연결된 배터리 모듈에서 각 제어부(170a, 170b, 170c)가 관리하는 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 디개싱 영역으로 분리함으로써, 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 최외곽에만 엔드 플레이트(110a, 110b)가 장착되어, 엔드 플레이트(110a, 110b)의 개수를 줄임으로써, 재료비를 절감할 수 있다.
또한, 배터리 모듈(100)의 일부에서 디개싱에 문제가 발생하는 경우, 문제가 발생된 어느 하나의 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 돌출공(133)에 연결된 연결부재(131)를 제거하면 된다. 이에 의해 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 디개싱을 제어할 수 있음으로써, 배터리 모듈(100)의 안전성을 확보할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 배터리 모듈(100)의 각 구성에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 배터리 모듈(100)은 고전력으로 사용하기 위하여 복수개의 서브 배터리 모듈(A, B, C)가 연결된 상태를 하나의 세트로 하여 사용될 수 있다. 이러한 서브 배터리 모듈(A, B, C)은 각각 복수개의 배터리 셀(10)이 일 방향으로 배열되어 형성된다. 배터리 셀(10)은 개구부를 구비하는 배터리 케이스와, 개구부를 밀폐하는 캡 플레이트를 포함할 수 있다. 전지 케이스는 양극판 및 음극판과, 이들 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체 및 전해액을 수용한다.
그리고, 캡 플레이트의 양단에는 양극판과 연결되는 양극 단자(11), 음극판과 연결되는 음극 단자(12)가 외부로 돌출된 형태로 구비된다. 이러한 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)는 각각 버스바(bus-bar, 15)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 전극조립체를 구성하는 양극판 및 음극판은 전해액과 반응하여 에너지를 발생하고, 이러한 에너지는 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)를 통하여 외부로 전달된다. 인접한 2개의 배터리 셀(10)의 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)는 니켈 등으로 형성된 버스바(15)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 양극 단자(11) 및 음극 단자(12) 사이에는 벤트(13)가 구비된다. 벤트(13)는 배터리 셀(10)의 내부에서 발생하는 기체의 압력이 소정 이상일 경우에, 기체가 배터리 셀(10)로부터 배출되는 통로의 역할을 한다. 이에 의해 배터리 셀(10)이 내압에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀(10)은 넓은 전면이 서로 대향하도록 나란하게 정렬되며, 복수개의 배터리 셀(10) 중앙부에는 벤트(13)가 구비된다. 이에 의해 벤트(13)는 일 방향으로 정렬된 복수개의 배터리 셀(10)의 상부면에서 일직선으로 배치된다. 그리고, 각 배터리 셀(10)의 사이에는 배리어(150)가 위치된다. 배리어(150)는 배터리 셀(10) 사이에 일정 공간을 만들어주어 냉각매체가 통과할 수 있는 통로를 제공해준다.
이러한 벤트(13)가 형성된 벤트부(191)에 대응하는 상부에는 상부 플레이트(130)가 조립 장착된다. 이러한 상부 플레이트는(130)는 벤트부(191)만을 커버하도록 형성될 수도 있으며, 본 실시예에서와 같이 단자부(190)까지 연장 형성될 수도 있다. 이때, 단자부(190)에 대응하는 상부 플레이트(130)에는 복수개의 단자홀(135)이 형성된다. 또한, 단자부(190)에 대응하는 영역에 위치된 상부 플레이트(130) 상부에는 단자부 커버(160)가 위치된다.
이처럼 배터리 셀(10)의 충ㆍ방전이 진행될수록 극판들 및 전해액의 부산물로 발생된 기체는 벤트(13)를 통하여 배출된다. 그리고 나서, 기체는 배터리 모듈(100)의 상부 플레이트(130)의 벤트부(191)를 통하여 외부로 안전하게 배출시킬 수 있다. 이때, 상부 플레이트(130)에 형성된 돌출공(133)을 통하여 배출된 기체는 연결부재(131)를 거쳐 디개싱 부재(132)로 배기된다.
그리고, 이러한 상부 플레이트(130) 및 단자부 커버(160) 상부면에는 배터리 셀(10)의 상태를 감지하는 제어부(170)가 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 제어부(170a, 170b, 170c)는 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 하나씩 형성된다. 또한, 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 디개싱 영역이 분리되어 있어, 배터리 모듈(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 배터리 모듈(100)의 최외곽 양측면에는 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b)가 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b)는 최와곽의 배터리 셀(10)과 면접촉하도록 배치되어 복수개의 배터리 셀(10)을 내측으로 가압할 수 있다. 그리고, 복수개의 배터리 셀(10) 상부에는 상부 플레이트(130)가 배치되고, 측면에는 사이드 플레이트(120)가 배치되며, 바닥면에는 바텀 플레이트(140)가 배치된다. 이러한 엔드 플레이트(110a, 110b), 상부 플레이트(130), 바텀 플레이트(140) 및 사이드 플레이트(120)는 배터리 모듈(100)의 하우징 역할을 한다.
여기서, 상부 플레이트(130)와 사이드 플레이트(120), 또는 바텀 플레이트(140)와 사이드 플레이트(120)가 맞닿는 영역에는 상호 체결을 위한 체결공(미도시)이 형성된다. 이러한 체결공에 체결부재(180)가 체결되며, 상부 플레이트(130)와 사이드 플레이트(120), 또는 바텀 플레이트(140)와 사이드 플레이트(120)가 고정될 수 있다.
그리고, 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b)에는 상부 플레이트(130) 및 사이드 플레이트(120)와 체결되는 체결공(미도시)이 형성된다. 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b) 상부에 형성된 체결공을 통하여 체결부재(190)가 삽입되며, 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b)는 상부 플레이트(130)와 체결된다.
또한, 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b)의 측부는 배터리 셀(10) 반대측으로 수직 절곡되며, 수직 절곡된 영역에는 사이드 플레이트(120)와의 체결을 위한 체결공(미도시)이 형성된다. 이러한 체결공을 통하여 체결부재(191)가 삽입되며, 이에 의해 한 쌍의 엔드 플레이트(110a, 110b)와 사이드 플레이트(120)가 체결된다.
이러한 배터리 모듈(100)은 엔드 플레이트(110a, 110b)의 하부가 배터리 셀(10)의 반대 방향으로 수직 절곡되어, 배터리 모듈(100)이 장착될 바닥면과 수평하게 형성되는 바닥 체결부(192)를 포함한다. 이에 따라, 배터리 모듈(100)의 바닥 체결부(192)는 체결부재(193)에 의해 배터리 모듈(100)이 장착될 바닥면에 고정될 수 있다. 여기서, 앞서 설명한 체결부재(180, 190, 191, 193)는 볼트 또는 스터드를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)은 3개의 서브 배터리 모듈(A, B, C)로 구분된다. 그리고, 각 서브 배터리 모듈의 상부에 형성된 각 상부 플레이트(130a, 130b, 130c)에는 제어부(170a, 170b, 170c)가 장착된다. 각 제어부(170a, 170b, 170c)에는 체결부(171)가 형성되어 상부 플레이트(130)에 장착될 수 있다.
이에 의해 외부 충격 시 배터리 모듈(100)의 측면에 제어부(170a, 170b, 170c)가 장착된 것보다 제어부(170a, 170b, 170c)에 가해지는 충격을 줄일 수 있다. 각 제어부(170a, 170b, 170c)는 12개의 배터리 셀(10)의 온도 및 전압 등을 센싱하여 BMS로 센싱된 정보를 전달한다.
그리고, 상부 플레이트(130a, 130b, 130c)에는 배터리 셀(10)에서 발생된 가스를 배출하는 돌출공(133)을 더 포함하며, 돌출공(133)은 서브 배터리 모듈(A, B, C)마다 하나씩 형성될 수 있다. 여기서, 돌출공(133)의 개수를 제한하는 것은 아니며, 가스를 용이하게 배출할 수 있도록 다수개 형성되어도 됨은 물론이다.
이러한 돌출공(133)에는 플렉시블한 재질의 연결부재(131)의 일단이 연결될 수 있으며, 연결부재(131)의 타단은 배터리 모듈(100) 일측에 위치된 파이프 형상의 디개싱 부재(132)와 연결된다. 그리고, 디개싱 부재(132)에는 돌출공(133)과 대응하는 개수의 결합공(134)이 형성될 수 있다. 이에 의해 배터리 셀(10)로부터 발생된 가스가 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 분리되어 배출될 수 있음으로써, 안전성을 확보할 수 있다. 즉, 제어부(170a, 170b, 170c)가 관리하는 12개의 배터리 셀(10)별로 디개싱 영역을 구분함으로써, 배터리 모듈(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
이때, 돌출공(133)은 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 제어부(170a, 170b, 170c)가 위치되는 영역을 제외하고, 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 중앙부 측에 가깝게 형성하여야 한다. 이에 의해 배터리 셀(10)로부터 발생된 가스를 배출하는 것이 보다 용이하다.
여기서, 상부 플레이트(130)는 일체형이거나, 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 분할 형성될 수 있다. 또한, 단자부 커버(160) 역시 일체형이거나, 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 분할 형성될 수 있다. 그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상부 플레이트(130) 상부면에는 제어부(170a, 170b, 170c)가 장착될 수 있는 구조가 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 플레이트(230)는 일 실시예와 마찬가지로 단자 및 버스바가 형성된 단자부(230a)와, 벤트가 형성된 영역을 커버하는 벤트부(230b)로 구성된다. 여기서, 벤트부(230b)는 벤트와 마주하는 영역에 일정 공간이 형성되며, 이 공간은 배터리 셀(10, 도 1 참조)로부터 배출된 가스가 돌출공(233)을 향하여 이동하는 공간이다.
이때, 상부 플레이트(230)는 돌출공(233)이 형성된 측으로 갈수록 높아지도록 경사지게 형성된다. 이에 의해 배터리 셀(10)로부터 배출된 가스가 보다 용이하게 돌출공(233)을 향하여 이동할 수 있음으로써, 가스 배출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 분해사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(300)은 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성을 포함하되, 상부 플레이트(330) 및 단자 커버부(360)가 분할 형성된다. 따라서, 도 5의 설명에서는 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(300)은 상부 플레이트(330)가 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 분할 형성된다. 그리고, 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)마다 배터리 셀(10)의 상태를 감지하는 제어부(370)가 형성된다. 또한, 각 제어부(370)가 관리하는 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 디개싱(degassing) 영역이 분리된다.
여기서, 제어부(370)는 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 분할 형성된 상부 플레이트(330a, 330b, 330c)의 각 상부면에 형성될 수 있다. 그리고, 이처럼 상부 플레이트(330a, 330b, 330c)가 분할 형성된 경우, 단자 커버부(360a, 360b, 360c)도 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 분할 형성될 수 있다.
또한, 배터리 셀(10)에서 발생되는 가스를 배출하는 통로는 각 서브 배터리 모듈(A, B, C)의 상부에 위치되며, 분할 형성된 상부 플레이트(330a, 330b, 330c)마다 설치된다. 이와 같이, 복수개의 배터리 셀(10)이 연결된 배터리 모듈에서 각 제어부(370)가 관리하는 서브 배터리 모듈(A, B, C)별로 디개싱 영역으로 분리함으로써, 안전성을 확보할 수 있다.
본 실시예에 따른 배터리 셀(10)은 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로 설명하였다. 하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
10 : 배터리 셀 11 : 양극 단자
12 : 음극 단자 13 : 벤트
15 : 버스바 110a, 110b : 엔드 플레이트
120 : 사이드 플레이트 130, 130a, 130b, 130c : 상부 플레이트
131 : 연결부재 132 : 디개싱 부재
133 : 돌출공 134 : 단자홀
140 : 바텀 플레이트 150 : 배리어
160 : 단자부 커버 170, 170a, 170b, 170c : 제어부
180, 190 : 체결부재

Claims (14)

  1. 상부에 단자부 및 벤트부를 구비하는 복수개의 배터리 셀이 일 방향으로 배열된 복수개의 서브 배터리 모듈이 연속적으로 배열되는 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈의 최외곽 양측면에 형성되는 한 쌍의 엔드 플레이트;
    상기 서브 배터리 모듈의 상부에 형성되는 상부 플레이트; 및
    상기 서브 배터리 모듈별로 상기 배터리 셀을 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부가 관리하는 상기 서브 배터리 모듈별로 디개싱(degassing) 영역이 분리되는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상부 플레이트의 상부면에 형성되는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 상기 서브 배터리 모듈별로 분할되어 형성되는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트에는 상기 배터리 셀에서 발생된 가스를 배출하는 돌출공을 더 포함하며, 상기 돌출공은 상기 서브 배터리 모듈마다 적어도 하나가 형성되는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 모듈의 일측에는 파이프 형상의 디개싱 부재를 더 포함하며, 상기 디개싱 부재에는 상기 돌출공과 대응하는 개수의 결합공이 형성되는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출공과 상기 결합공을 연결하는 연결부재를 더 포함하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결부재는 관통된 튜브 형상인 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연결부재는 플렉시블(flexible)한 소재로 형성되는 배터리 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 상기 돌출공이 형성된 측으로 갈수록 높아지도록 경사지게 형성되는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 상기 서브 배터리 모듈별로 분리 형성되는 배터리 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 일체형으로 형성되는 배터리 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 상기 단자부까지 연장되며, 상기 단자부에 대응하는 영역에는 단자홀을 포함하는 배터리 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 셀의 단자부를 커버하는 단자부 커버를 더 포함하는 배터리 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈의 측면에 형성되는 사이드 플레이트를 더 포함하는 배터리 모듈.
KR1020110127646A 2011-12-01 2011-12-01 배터리 모듈 KR20130061375A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110127646A KR20130061375A (ko) 2011-12-01 2011-12-01 배터리 모듈
US13/542,617 US9077020B2 (en) 2011-12-01 2012-07-05 Battery module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110127646A KR20130061375A (ko) 2011-12-01 2011-12-01 배터리 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130061375A true KR20130061375A (ko) 2013-06-11

Family

ID=48524238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110127646A KR20130061375A (ko) 2011-12-01 2011-12-01 배터리 모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9077020B2 (ko)
KR (1) KR20130061375A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150055255A (ko) * 2013-11-13 2015-05-21 에스케이배터리시스템즈 주식회사 배터리 모듈 및 이를 제작하는 방법
US10897032B2 (en) 2018-09-10 2021-01-19 Lg Chem, Ltd. Jig for assembly of battery module

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101678532B1 (ko) * 2013-02-21 2016-11-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
JP5846166B2 (ja) * 2013-07-29 2016-01-20 株式会社デンソー 電池パック
KR101805757B1 (ko) 2013-08-23 2017-12-07 주식회사 엘지화학 전면에 bms의 통신단자가 돌출되어 있는 전지모듈 어셈블리
US9893391B1 (en) * 2013-09-23 2018-02-13 Pacific Steamex Cleaning Systems, Inc. Battery water level detector for a battery operated device
KR101518931B1 (ko) * 2013-11-26 2015-05-11 현대자동차 주식회사 차량용 가변 흡기 시스템
EP3855526A4 (en) * 2018-09-20 2021-11-17 SANYO Electric Co., Ltd. ELECTRICAL POWER SUPPLY DEVICE, VEHICLE CONTAINING AN ELECTRICAL POWER SUPPLY DEVICE, AND ENERGY STORAGE DEVICE
DE102019124873A1 (de) * 2019-09-16 2021-03-18 Jungheinrich Aktiengesellschaft Flurförderzeug mit einem elektrischen Energiespeicher

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106111B1 (ko) 2007-06-28 2012-01-18 주식회사 엘지화학 효율적인 냉각 및 배기 구조의 중대형 전지팩
KR100949335B1 (ko) 2007-11-12 2010-03-26 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP2010287514A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこれを備える車両
KR101201748B1 (ko) * 2010-11-05 2012-11-15 에스비리모티브 주식회사 전지 모듈

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150055255A (ko) * 2013-11-13 2015-05-21 에스케이배터리시스템즈 주식회사 배터리 모듈 및 이를 제작하는 방법
US10897032B2 (en) 2018-09-10 2021-01-19 Lg Chem, Ltd. Jig for assembly of battery module

Also Published As

Publication number Publication date
US20130143082A1 (en) 2013-06-06
US9077020B2 (en) 2015-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130061375A (ko) 배터리 모듈
KR101271883B1 (ko) 배터리 모듈
KR101199148B1 (ko) 배터리 모듈
US9166260B2 (en) Battery module
JP4515961B2 (ja) 二次電池を利用した電池モジュール
US8734979B2 (en) Battery module
KR101658027B1 (ko) 배터리 팩
KR101282519B1 (ko) 배터리 모듈
KR101292988B1 (ko) 배터리 모듈
US10011162B2 (en) Power switching module for battery module assembly
EP2808921A1 (en) Battery module
EP2450980B1 (en) Battery module
KR101199217B1 (ko) 배터리 모듈
KR20140100098A (ko) 배터리 팩
KR20130023562A (ko) 배터리 셀 및 이를 이용한 배터리 모듈
US9356269B2 (en) Battery pack
KR20090052520A (ko) 안전성이 향상된 중대형 전지팩
EP2797138B1 (en) Battery pack
US20210135182A1 (en) Battery system
US9356326B2 (en) Top cover and battery pack having the same
CN111357132B (zh) 二次电池组、电子装置和电动工具
US20220231382A1 (en) Battery pack with enhanced structure for preventing short circuit and shock
KR102366138B1 (ko) 전지 모듈
KR20210043991A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함한 전지 팩
CN219600903U (zh) 电池箱体、底盘、电池和车辆

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right