KR20130115583A - 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 전지 모듈은 단자를 갖는 복수 개의 이차 전지들, 및 이웃하는 상기 이차 전지들의 단자를 전기적으로 연결하는 연결부재를 포함하고, 상기 연결부재에는 상기 단자가 삽입되는 단자 홀이 형성되고, 상기 단자 홀에는 내측으로 돌출된 거치부가 형성되며, 상기 단자에는 상기 거치부와 맞닿아 지지하는 지지부가 형성된다.

Description

전지 모듈{BATTERY MODULE}
본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 구조를 개선한 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 대용량의 전지 모듈로 구성된다.
또한, 하나의 대용량 전지 모듈은 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지로 이루어지며, 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
각형 이차 전지는 양극과 음극이 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 위치하는 전극군과 전극군이 내장되는 공간을 구비하는 케이스, 케이스를 밀폐하며 전극 단자가 삽입되는 단자 홀이 형성된 캡 플레이트, 전극군과 전기적으로 연결되며, 단자 홀에 삽입되어 케이스의 외측으로 돌출되는 전극 단자를 포함한다.
전극 단자는 너트에 의하여 캡 플레이트에 고정되는데, 외부의 지속적인 진동이나 충격으로 인하여 너트가 풀어지는 문제가 발생한다. 이러한 문제는 이차 전지 내부의 접촉 저항을 유발하여 이차 전지의 출력이 저하되고 수명이 감소되는 문제를 야기한다.
특히, 양극 단자는 알루미늄으로 이루어지고, 음극 단자는 구리로 이루어진 경우, 연결부재와 양극 단자 또는 음극 단자가 상이한 소재로 이루어지므로 이종 금속 간의 접촉으로 부식이 발생하거나 접촉 저항이 지속적으로 증가하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 연결부재를 양극 단자와 음극 단자에 저항 용접으로 접합하는 방안이 제시되었다. 그러나 너트가 고정 설치되기 위해 나사 가공된 단자에 연결부재를 용접하는 공정이 불편하고 까다로운 문제가 있다.
또한, 연결부재가 양극 단자 또는 음극 단자와 상이한 소재로 형성될 경우에는 녹는점이 달라서 연결부재와 단자들을 저항 용접 또는 초음파 용접으로 접합하기 어려운 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연결부재와 단자들을 용이하고 안정적으로 고정할 수 있는 전지 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전지 모듈은 단자를 갖는 복수 개의 이차 전지들, 및 이웃하는 상기 이차 전지들의 단자를 전기적으로 연결하는 연결부재를 포함하고, 상기 연결부재에는 상기 단자가 삽입되는 단자 홀이 형성되고, 상기 단자 홀에는 내측으로 돌출된 거치부가 형성되며, 상기 단자에는 상기 거치부와 맞닿아 지지하는 지지부가 형성된다.
상기 단자는 제1 소재를 갖는 제1 단자와, 제2 소재를 갖는 제2 단자를 포함할 수 있으며, 상기 연결부재는, 상기 제1 소재로 이루어져, 상기 제1 단자에 연결되는 제1 부분과, 상기 제2 소재로 이루어져, 상기 제2 단자에 연결되는 제2 부분;을 포함할 수 있다.
상기 제1 소재는 알루미늄을 포함할 수 있으며, 상기 제2 소재는 구리를 포함할 수 있다. 또한, 여기서 상기 제1 소재와 상기 제2 소재는 서로 상이한 물질일 수 있다.
상기 단자 홀은 하단이 상단 보다 더 넓게 형성될 수 있으며, 상기 거치부는 상부로 갈수록 점진적으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 거치부는 상기 연결부재의 상면에 대하여 경사지게 형성된 내면을 갖고, 상기 지지부는 상기 거치부의 내면과 맞닿는 면이 경사지게 형성될 수 있다.
상기 지지부는 단차진 홈 형태로 이루어지고, 상기 거치부는 단자 홀의 내측에서 돌출된 단차진 돌기 형태로 이루어져서 상기 거치부의 하면이 상기 지지부의 상면과 맞닿도록 배치될 수 있으며, 상기 단자에는 지지 너트가 설치되고 상기 연결부재는 상기 지지너트에서 이격 배치될 수 있다.
상기 지지부의 상부에는 외측으로 돌출되어 상기 거치부의 상면과 맞닿는 지지턱이 형성될 수 있으며, 상기 연결부재의 상면과 상기 단자의 상면은 동일 평면 상에 위치할 수 있다.
상기 단자 홀의 상단에는 상기 단자와 접합된 용접부가 형성될 수 있으며, 상기 단자 홀의 상단 모서리에는 상기 단자와 접합된 용접부가 형성될 수 있다.
본 발명의 적어도 한 실시예에 따르면 단자와 연결부재를 용이하게 용접할 수 있을 뿐만 아니라 접촉저항 및 부식을 감소하여 전지 모듈의 출력 및 수명이 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈의 일부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연결부재를 도시한 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전지 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈을 구성하는 이차 전지와 격벽을 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 양극 단자(21)와 음극 단자(22)를 갖는 복수 개의 이차 전지들(20)과 이차 전지들(20)을 전기적으로 연결하는 연결부재(30)를 포함한다.
본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 이차 전지들(20)을 직렬로 연결하여 형성된다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 이차 전지들(20)은 병렬로 연결될 수도 있다.
본 실시예에 따른 이차 전지(20)는 각형으로 이루어지고 케이스(25)와 케이스(25)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(26), 및 케이스(25)의 외측으로 돌출된 양극 단자(21)와 음극 단자(22)를 포함한다. 본 실시예에서는 각형 이차 전지를 예로써 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 원통형 또는 그 이외의 형상으로 이루어질 수도 있다.
캡 플레이트(26)에는 내부 압력의 상승 시에 개방되는 벤트 부재(24)와 전해액 주입구를 밀봉하는 밀봉마개(28)가 설치된다.
그리고 단자들(21, 22)은 캡 플레이트(26)의 외측으로 돌출되도록 캡 플레이트(26)에 설치되며, 캡 플레이트(26)와 단자들(21, 22) 사이에는 절연 및 밀봉을 위한 개스킷(29)이 설치된다.
양극 단자(21)는 기둥 형상으로 이루어지며, 케이스(25) 내에 삽입된 전극군의 양극과 전기적으로 연결된다. 양극 단자(21)의 외주에는 나사산이 형성되고, 양극 단자(21)에는 양극 단자(21)를 상부에서 지지하는 너트(27)가 체결되어 있다. 음극 단자(22)는 기둥 형상으로 이루어지며, 케이스(25) 내에 삽입된 전극군의 음극과 전기적으로 연결된다. 음극 단자(22)의 외주에는 나사산이 형성되고, 음극 단자(22)에는 음극 단자(22)를 상부에서 지지하는 너트(27)가 체결되어 있다.
또한 양극 단자(21)는 알루미늄으로 이루어지고, 음극 단자(22)는 구리로 이루어진다.
나란하게 배열된 이차 전지들(20)은 연결부재(30)에 의하여 직렬로 연결되는데, 이웃하는 이차 전지들(20)의 양극 단자(21)와 음극 단자(22)가 엇갈리도록 배치된 상태에서 일측 이차 전지(20)의 양극 단자(21)와 이에 이웃하는 이차 전지(20)의 음극 단자(22)에 연결부재(30)가 용접으로 접합된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연결부재를 도시한 절개 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3및 도 4를 참조하여 설명하면, 연결부재(30)는 판 형상으로 이루어지며 양극 단자(21)와 음극 단자(22)를 삽입하여 설치된 상태에서 용접으로 접합된다.
연결부재(30)는 제1 연결 바(connecting bar)(31)와 제1 연결 바(31)에 접합되며 제1 연결 바(31)와 상이한 소재로 이루어진 제2 연결 바(32)를 포함한다.
제1 연결 바(31)는 양극 단자(21)와 동일한 알루미늄으로 이루어지고, 제2 연결 바(32)는 음극 단자(22)와 동일한 구리로 이루어진다. 제1 연결 바(31)는 양극 단자(21)에 용접으로 고정되고, 제2 연결 바(32)는 음극 단자(22)에 용접으로 고정된다.
제1 연결 바(31)와 제2 연결 바(32)는 클래드 메탈(clad metal) 구조로 접합될 수 있으며, 마찰교반용접으로 접합될 수도 있다.
제1 연결 바(31)에는 양극 단자(21)가 삽입되는 단자 홀(31a)이 형성되고 단자 홀(31a)에는 단자 홀(31a)의 내측으로 돌출된 거치부(31b)가 형성된다. 거치부(31b)는 단자 홀(31a)의 상단에 형성되며, 이에 따라 단자 홀(31a)은 하단이 상단보다 더 넓게 형성된다.
거치부(31b)의 내면은 연결부재(30)의 상면에 대하여 경사지게 형성된 경사면으로 이루어지며, 거치부(31b)는 상부로 갈수록 단자 홀(31a)의 내측 방향으로 점진적으로 더 돌출된다. 이에 따라 거치부(31b)에서 단자 홀(31a)의 내경은 상부로 갈수록 점진적으로 감소한다.
양극 단자(21)의 상부에는 거치부(31b)의 내면과 맞닿아 거치부(31b)를 지지하는 지지부(21a)가 형성된다. 지지부(21a)는 원뿔대(circular truncated cone) 형상으로 이루어지는 바, 지지부(21a)는 경사지게 형성된 측면을 갖는다. 지지부(21a)는 상부로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하도록 형성되며, 지지부(21a)에 형성된 경사면은 거치부(31b)의 내면과 동일한 경사각을 갖도록 형성되어 거치부(31b)와 지지부(21a)가 밀착될 수 있다.
제2 연결 바(32)에는 음극 단자(22)가 삽입되는 단자 홀(32a)이 형성되고 단자 홀(32a)에는 단자 홀(32a)의 내측으로 돌출된 거치부(32b)가 형성된다. 거치부(32b)는 단자 홀(32a)의 상부에 형성되며, 이에 따라 단자 홀(32a)은 하단이 상단보다 더 넓게 형성된다.
거치부(32b)의 내면은 경사면으로 이루어지며, 거치부(32b)는 상부로 갈수록 단자 홀(32a)의 내측 방향으로 점진적으로 더 돌출된다. 이에 따라 거치부(32b)에서 단자 홀(32a)의 내경은 상부로 갈수록 점진적으로 감소한다.
음극 단자(22)의 상부에는 거치부(32b)의 내면과 맞닿아 거치부(32b)를 지지하는 지지부(22a)가 형성된다. 지지부(22a)는 원뿔대(circular truncated cone) 형상으로 이루어지는 바, 지지부(22a)는 경사지게 형성된 측면을 갖는다. 지지부(22a)는 상부로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하도록 형성되며, 지지부(22a)에 형성된 경사면은 거치부(32b)의 내면과 동일한 경사각을 갖도록 형성되어 거치부(32b)와 지지부(22a)가 밀착될 수 있다.
연결부재(30)는 단자(21, 22)의 상부에 형성된 지지부(21a, 22a)에 의하여 지지되어 하부에 배치된 너트(27)에서 이격 되도록 설치된다.
또한, 연결부재(30)의 상면과 단자(21, 22)의 상면은 동일한 평면 상에 위치하며, 단자 홀(31a, 32a)의 상단 모서리를 따라 단자(21, 22)와 연결부재(30)를 접합하는 용접부(35)가 형성된다. 용접부(35)는 아크용접, 초음파 용접, 저항 용접 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 거치부(31b, 32b)와 지지부(21a, 22a)가 맞닿아 연결부재(30)가 지지되므로 단자(21, 22)에 연결부재(30)를 거치한 상태에서 용이하게 연결부재(30)와 단자(21, 22)를 용접할 수 있다. 또한, 양극 단자(21)와 용접되는 제1 연결 바(31)는 양극 단자(21)와 동일한 소재로 이루어지고, 음극 단자(22)와 용접되는 제2 연결 바(32)는 음극 단자(22)와 동일한 소재로 이루어지므로 이종소재의 용접 사이에 발생되는 부식을 방지할 수 있으며, 동일한 소재를 용이하게 용접으로 접합할 수 있다.
또한, 지지부(21a, 22a)가 연결부재(30)에 삽입되어 지지하므로 외부의 충격이나 진동으로 연결부재(30)가 흔들려서 용접부(35)가 파손되는 것을 감소시킬 수 있다. 특히, 거치부(31b, 32b)의 경사진 내면과 지지부(21a, 22a)의 경사진 외면이 맞닿아 지지되므로 연결부재(30)를 가압하여 거치부(31b, 32b)와 지지부(21a, 22a)를 용이하게 밀착시켜서 진동에 강한 접합을 형성할 수 있다.
도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연결부재를 단면도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 전지 모듈은 단자와 연결부재의 형상을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 전지 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 제2 실시예에 따른 전지 모듈은 양극 단자(41)와 음극 단자(42)를 갖는 복수 개의 이차 전지들(40)과 이차 전지들(40)을 전기적으로 연결하는 연결부재(50)를 포함한다.
양극 단자(41)와 음극 단자(42)의 외주에는 나사산이 형성되어 있으며, 양극 단자(41)와 음극 단자(42)에는 양극 단자(41)와 음극 단자(42)를 상부에서 지지하는 너트(47)가 설치된다.
연결부재(50)는 판 형상으로 이루어지며 양극 단자(41)와 음극 단자(42)를 삽입하여 설치된 상태에서 양극 단자(41)와 음극 단자(42)에 용접으로 접합된다.
연결부재(50)는 제1 연결 바(connecting bar)(51)와 제1 연결 바(51)에 접합되며 제1 연결 바(51)와 상이한 소재로 이루어진 제2 연결 바(52)를 포함한다.
제1 연결 바(51)는 양극 단자(41)와 동일한 알루미늄으로 이루어지고, 제2 연결 바(52)는 음극 단자(42)와 동일한 구리로 이루어진다. 제1 연결 바(51)는 양극 단자(41)에 용접으로 고정되고, 제2 연결 바(52)는 음극 단자(42)에 용접으로 고정된다.
제1 연결 바(51)와 제2 연결 바(52)는 클래드 메탈(clad metal) 구조로 접합되거나 마찰교반용접으로 접합될 수 있다.
제1 연결 바(51)에는 양극 단자(41)가 삽입되는 단자 홀(51a)이 형성되고 단자 홀(51a)에는 단자 홀(51a)의 내측으로 돌출된 거치부(51b)가 형성된다. 거치부(51b)는 단자 홀(51a)의 상부에 형성된다. 양극 단자(41)의 상부에는 거치부(51b)의 내면과 맞닿아 거치부(51b)를 지지하는 지지부(41a)가 형성된다.
제2 연결 바(52)에는 음극 단자(42)가 삽입되는 단자 홀(52a)이 형성되고 단자 홀(52a)에는 단자 홀(52a)의 내측으로 돌출된 거치부(52b)가 형성된다. 거치부(52b)는 단자 홀(52a)의 상부에 형성된다. 음극 단자(42)의 상부에는 거치부(52b)의 내면과 맞닿아 거치부(52b)를 지지하는 지지부(42a)가 형성된다.
연결부재(50)는 단자(41, 42)의 상부에 형성된 지지부(41a, 42a)에 의하여 지지되어 하부에 배치된 너트(47)와 맞닿도록 설치된다.
또한, 지지부(41a, 42a)는 연결부재(50) 보다 더 돌출되어 단자(41, 42)의 상면은 연결부재(50)의 상면보다 더 높게 형성되며, 단자 홀(51a, 52a)의 상단이 지지부 측면과 맞닿아 단자 홀(51a, 52a)의 모서리와 지지부(41a, 42a)의 측면을 접합하는 용접부(55)가 형성된다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 거치부(51b, 52b)와 지지부(41a, 42a)가 맞닿아 연결부재(50)가 지지되므로 단자(41, 42)에 연결부재(50)를 거치한 상태에서 용이하게 연결부재(50)와 단자(41, 42)를 용접할 수 있다. 또한, 연결부재(50)가 너트(47)와 단자(21, 22)에 접하도록 설치되므로 연결부재(50)가 단자(21, 22)와 너트(47)에 전기적으로 연결되어 저항이 감소하므로 더욱 안정적으로 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연결부재를 단면도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 전지 모듈은 단자와 연결부재의 형상을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 전지 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 제3 실시예에 따른 전지 모듈은 양극 단자(61)와 음극 단자(62)를 갖는 복수 개의 이차 전지들(60)과 이차 전지들(60)을 전기적으로 연결하는 연결부재(70)를 포함한다.
양극 단자(61)와 음극 단자(62)의 외주에는 나사산이 형성되어 있으며, 양극 단자(61)와 음극 단자(62)에는 양극 단자(61)와 음극 단자(62)를 상부에서 지지하는 너트(67)가 설치된다.
연결부재(70)는 판 형상으로 이루어지며 양극 단자(61)와 음극 단자(62)를 삽입하여 설치된 상태에서 양극 단자(61)와 음극 단자(62)에 용접으로 접합된다.
연결부재(70)는 제1 연결 바(connecting bar)(71)와 제1 연결 바(71)에 접합되며 제1 연결 바(71)와 상이한 소재로 이루어진 제2 연결 바(72)를 포함한다.
제1 연결 바(71)는 양극 단자(61)와 동일한 소재인 알루미늄으로 이루어지고, 제2 연결 바(72)는 음극 단자(62)와 동일한 소재인 구리로 이루어진다. 제1 연결 바(71)는 양극 단자(61)에 용접으로 고정되고, 제2 연결 바(72)는 음극 단자(62)에 용접으로 고정된다.
제1 연결 바(71)와 제2 연결 바(72)는 클래드 메탈(clad metal) 구조로 접합되거나 마찰교반용접으로 접합될 수 있다.
제1 연결 바(71)에는 양극 단자(61)가 삽입되는 단자 홀(71a)이 형성되고 단자 홀(71a)에는 단자 홀(71a)의 내측으로 돌출된 거치부(71b)가 형성된다. 거치부(71b)의 내면은 경사면으로 이루어지며, 거치부(71b)는 상부로 갈수록 단자 홀(71a)의 내측 방향으로 점진적으로 더 돌출된다. 거치부(71b)는 단자 홀(71a)의 상부에 형성된다. 양극 단자(61)의 상부에는 거치부(71b)의 내면과 맞닿아 거치부(71b)를 지지하는 지지부(61a)가 형성된다. 지지부(61a) 상부에는 외측으로 돌출되어 거치부(71b)의 상단과 맞닿는 지지턱(61b)이 형성된다.
제2 연결 바(72)에는 음극 단자(62)가 삽입되는 단자 홀(72a)이 형성되고 단자 홀(72a)에는 단자 홀(72a)의 내측으로 돌출된 거치부(72b)가 형성된다. 거치부(72b)의 내면은 경사면으로 이루어지며, 거치부(72b)는 상부로 갈수록 단자 홀(72a)의 내측 방향으로 점진적으로 더 돌출된다. 거치부(72b)는 단자 홀(72a)의 상부에 형성된다.
음극 단자(62)의 상부에는 거치부(72b)의 내면과 맞닿아 거치부(72b)를 지지하는 지지부(62a)가 형성된다. 지지부(62a) 상부에는 외측으로 돌출되어 거치부(72b)의 상단과 맞닿는 지지턱(62b)이 형성된다.
연결부재(70)는 단자(61, 62)의 상부에 형성된 지지부(61a, 62a)에 의하여 지지되어 하부에 배치된 너트(67)에서 이격 되도록 설치된다.
또한, 지지부(61a, 62a)는 연결부재(70) 보다 더 돌출되어 단자(61, 62)의 상면은 연결부재(70)의 상면보다 더 높게 형성되며, 단자 홀(71a, 72a)의 상단이 지지부 측면과 맞닿아 단자 홀(71a, 72a)의 모서리와 지지부(61a, 62a)의 측면을 접합하는 용접부(75)가 형성된다.
연결부재(70)는 단자(61, 62)를 삽입할 때, 거치부(71b, 72b)의 경사진 내면의 상단이 지지턱(61b, 62b)을 지나서 지지부(61a, 62a)에 안착되며 이때 지지턱(61b, 62b)이 상부에서 거치부(71b, 72b)의 상단을 지지한다. 이에 따라 연결부재(70)는 지지부(61a, 62a)와 지지턱(61b, 62b) 사이에서 안정적으로 거치될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 거치부(71b, 72b)와 지지부(61a, 62a)와 지지턱(61b, 62b)가 맞닿아 연결부재(70)가 상부와 하부에서 지지되므로 단자(61, 62)에 연결부재(70)를 거치한 상태에서 용이하게 연결부재(70)와 단자(61, 62)를 용접할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 연결부재를 단면도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 전지 모듈은 단자와 연결부재의 형상을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 전지 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 제4 실시예에 따른 전지 모듈은 양극 단자(81)와 음극 단자(82)를 갖는 복수 개의 이차 전지들(80)과 이차 전지들(80)을 전기적으로 연결하는 연결부재(90)를 포함한다.
양극 단자(81)와 음극 단자(82)의 외주에는 나사산이 형성되어 있으며, 양극 단자(81)와 음극 단자(82)에는 양극 단자(81)와 음극 단자(82)를 상부에서 지지하는 너트(87)가 설치된다.
연결부재(90)는 판 형상으로 이루어지며 양극 단자(81)와 음극 단자(82)를 삽입하여 설치된 상태에서 양극 단자(81)와 음극 단자(82)에 용접으로 접합된다.
연결부재(90)는 제1 연결 바(connecting bar)(91)와 제1 연결 바(91)에 접합되며 제1 연결 바(91)와 상이한 소재로 이루어진 제2 연결 바(92)를 포함한다.
제1 연결 바(91)는 양극 단자(81)와 동일한 소재인 알루미늄으로 이루어지고, 제2 연결 바(92)는 음극 단자(82)와 동일한 소재인 구리로 이루어진다. 제1 연결 바(91)는 양극 단자(81)에 용접으로 고정되고, 제2 연결 바(92)는 음극 단자(82)에 용접으로 고정된다.
제1 연결 바(91)와 제2 연결 바(92)는 클래드 메탈(clad metal) 구조로 접합되거나 마찰교반용접으로 접합될 수 있다.
제1 연결 바(91)에는 양극 단자(81)가 삽입되는 단자 홀(91a)이 형성되고 단자 홀(91a)에는 단자 홀(91a)의 내측으로 돌출된 거치부(91b)가 형성된다. 거치부(91b)는 단자 홀(91a)의 내면에서 단차지게 직각으로 돌출된 돌기 형태로 이루어진다. 거치부(91b)는 단자 홀(91a)의 상부에 형성되어 단자 홀(91a)의 하단은 단자 홀(91a)의 상단보다 더 넓게 형성된다.
양극 단자(81)의 상부에는 거치부(91b)의 하면과 맞닿아 거치부(91b)를 지지하는 지지부(81a)가 형성된다. 지지부(81a)는 단차진 홈 형태로 이루어지며, 거치부(91b)가 지지부(81a)에 삽입되어 지지부(81a)의 상면이 거치부(91b)의 하면과 맞닿아 거치부(91b)를 지지한다.
제2 연결 바(92)에는 음극 단자(82)가 삽입되는 단자 홀(92a)이 형성되고 단자 홀(92a)에는 단자 홀(92a)의 내측으로 돌출된 거치부(92b)가 형성된다. 거치부(92b)는 단자 홀(92a)의 내면에서 단차지게 직각으로 돌출된 돌기 형태로 이루어진다. 거치부(92b)는 단자 홀(92a)의 상부에 형성되어 단자 홀(92a)의 하단은 단자 홀(92a)의 상단보다 더 넓게 형성된다.
음극 단자(82)의 상부에는 거치부(92b)의 하면과 맞닿아 거치부(92b)를 지지하는 지지부(82a)가 형성된다. 지지부(82a)는 단차진 홈 형태로 이루어지며, 거치부(92b)가 지지부(82a)에 삽입되어 지지부(82a)의 상면이 거치부(92b)의 하면과 맞닿아 거치부(92b)를 지지한다.
연결부재(90)는 단자(81, 82)의 상부에 형성된 지지부(81a, 82a)에 의하여 지지되어 하부에 배치된 너트(87)에서 이격 되도록 설치된다.
또한, 연결부재(90)의 상면과 단자(81, 82)의 상면은 동일한 평면 상에 위치하여 단자 홀(91a, 92a)의 상단 모서리를 따라 단자(91, 92)와 연결부재(90)를 접합하는 용접부(95)가 형성된다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 거치부(91b, 92b)와 지지부(81a, 82a)가 맞닿아 연결부재(90)가 지지되므로 단자(81, 82)에 연결부재(90)를 거치한 상태에서 용이하게 연결부재(90)와 단자(81, 82)를 용접할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
100: 전지 모듈 20, 40, 60, 80: 이차 전지
21, 41, 61, 81: 양극 단자 22, 42, 62, 82: 음극 단자
21a, 22a, 41a, 42a, 61a, 62a, 81a, 82a: 지지부
61b, 62b: 지지턱 24: 벤트 부재
25: 케이스 26: 캡 플레이트
27, 47, 67, 87: 너트 28: 밀봉마개
29: 개스킷 30, 50, 70, 90: 연결부재
31, 51, 71, 91: 제1 연결 바 32, 52, 72, 92: 제2 연결 바
31a, 32a, 51a, 52a, 71a, 72a, 91a, 92a: 단자 홀
31b, 32b, 51b, 52b, 71b, 72b, 91b, 92b: 거치부
35, 55, 75, 95: 용접부

Claims (15)

  1. 단자를 갖는 복수 개의 이차 전지들; 및
    이웃하는 상기 이차 전지들의 단자를 전기적으로 연결하는 연결부재;
    를 포함하고,
    상기 연결부재에는 상기 단자가 삽입되는 단자 홀이 형성되고, 상기 단자 홀에는 내측으로 돌출된 거치부가 형성되며,
    상기 단자에는 상기 거치부와 맞닿아 지지하는 지지부가 형성된 전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단자는 제1 소재를 갖는 제1 단자와, 제2 소재를 갖는 제2 단자를 포함하는 전지 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결부재는,
    상기 제1 소재로 이루어져, 상기 제1 단자에 연결되는 제1 부분;
    상기 제2 소재로 이루어져, 상기 제2 단자에 연결되는 제2 부분;을 포함하는 전지 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 소재는 알루미늄을 포함하는 전지 모듈.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 소재는 구리를 포함하는 전지 모듈.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 소재와 상기 제2 소재는 서로 상이한 물질인 전지 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 홀은 하단이 상단 보다 더 넓게 형성된 전지 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 거치부는 상부로 갈수록 점진적으로 더 돌출되도록 형성된 전지 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 거치부는 상기 연결부재의 상면에 대하여 경사지게 형성된 내면을 갖고, 상기 지지부는 상기 거치부의 내면과 맞닿는 면이 경사지게 형성된 전지 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는 단차진 홈 형태로 이루어지고, 상기 거치부는 상기 단자 홀의 내측에서 돌출된 단차진 돌기 형태로 이루어져서 상기 거치부의 하면이 상기 지지부의 상면과 맞닿는 전지 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자에는 지지 너트가 설치되고 상기 연결부재는 상기 지지너트에서 이격 배치된 전지 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부의 상부에는 외측으로 돌출되어 상기 거치부의 상면과 맞닿는 지지턱이 형성된 전지 모듈.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재의 상면과 상기 단자의 상면은 동일 평면 상에 위치하는 전지 모듈.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 홀의 상단에는 상기 단자와 접합된 용접부가 형성된 전지 모듈.
  15. 제 1항 내지 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단자 홀의 상단 모서리에는 상기 단자와 접합된 용접부가 형성된 전지 모듈.
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