KR20140042670A - 전지 모듈 및 전지 모듈의 절연 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 간단한 구성으로, 작업 공정을 증가시키지 않고, 용이하게 절연 검사를 행하는 것을 과제로 한다.
금속제의 케이싱(4)과, 케이싱(4) 내에 수용되는 전지 셀(3)을 구비하고, 케이싱(4)은 그 외표면에 절연층(8)과 도전부(11)를 구비한다.

Description

전지 모듈 및 전지 모듈의 절연 검사 방법 {BATTERY MODULE AND INSULATION INSPECTION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 그 절연 검사 방법에 관한 것이다.
종래, 전지 모듈로서, 복수의 전지 셀을 병설(竝設)하여 케이싱에 수용한 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
상기 종래의 전지 모듈은, 케이싱(casing)이 합성 수지 재료로 구성되어 있다. 그러므로, 강도가 충분하다고는 할 수 없고, 차량에 탑재한 경우에는 진동의 영향을 받는 가능성이 있다. 한편, 강도를 충분히 크게 하려면, 케이싱의 점유 체적이 커지고, 소형화의 요청에 응할 수 없다.
그러므로, 케이싱에 금속 재료를 사용하여, 강도의 향상을 도모하도록 하고 있다. 그리고, 이와 같은 금속제의 케이싱은, 통상, 케이싱의 표면에 코팅을 함으로써, 케이싱의 녹 등을 방지하도록 하고 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2003―346749호
여기서, 금속제의 케이싱을 사용한 전지 모듈에서는, 제조 시 등에 케이싱 내에 전지 셀이 기울어져 배치되는 등으로 인해 전지 셀과 케이싱이 접촉하면, 미소한 전류가 흘러 전지 전압이 저하될 우려가 있다. 그러므로, 케이싱의 절연이 유지되어있는지의 여부를 확인할 필요가 있다.
그러나, 금속제의 케이싱은 표면에 코팅이 되어 있으므로, 절연 검사가 어려운 문제가 있었다.
본 발명은, 간단한 구성으로, 작업 공정을 증가시키지 않고, 용이하게 절연 검사를 행할 수 있는 전지 모듈 및 그 절연 검사 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,
금속제의 케이싱; 및
상기 케이싱 내에 수용되는 전지 셀
을 포함하는 모듈로서,
상기 케이싱은, 그 외표면에, 절연층과 도전부을 포함하는 것이다.
이 구성에 의하여, 미리 케이싱에 도전부를 형성하는 것뿐인 간단한 구성임에도 불구하고, 이 도전부를 통하여 용이하게 절연 검사를 행할 수 있다.
상기 도전부는, 상기 케이싱에 고정되는 금속 부재인 것이 바람직하다.
상기 도전부는, 상기 케이싱 및 상기 절연층을 관통한 상태로, 상기 케이싱에 고정되는 것인 것이 바람직하다. 상기 도전부는 리벳인 것이 바람직하다.
상기 케이싱의 내면에는, 바깥쪽을 향해 오목한 오목부가 형성되고,
상기 리벳의 일단은, 상기 오목부 내에 수납되는 것이 바람직하다.
상기 도전부는, 상기 케이싱의 일부인 것이 바람직하다.
상기 케이싱과 상기 전지 셀 사이에 배치되는 절연 시트를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 절연층은, 도장(塗裝)에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,
외표면에 절연층이 형성된 금속제의 케이싱; 및
상기 케이싱 내에 수용되는 전지 셀
을 포함하는 전지 모듈의 절연 검사 방법으로서,
상기 케이싱의 외표면에 설치된 도전부를 통하여 절연 검사를 행하는 것이다.
본 발명에 의하면, 미리 케이싱에 도전부를 형성하도록 했으므로, 간단한 구성임에도 불구하고, 용이하게 절연 검사를 행할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전지 모듈 유닛의 사시도이다.
도 2는, 도 1의 전지 모듈과 히트싱크(heat sink)를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은, 도 2의 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는, 도 3의 보디 부재의 부분 단면 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서는, 필요에 따라 특정한 방향이나 위치를 나타낸 용어[예를 들면, "상(上, 위)", "하(下, 아래)", "측(側, 옆)", "단(端, 끝)"을 포함하는 용어]를 사용하지만, 이들 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이고, 이들 용어의 의미에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명은, 본질적으로 예시에 지나지 않고, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.
도 1은 본 실시예에 따른 전지 모듈 유닛의 사시도이고, 도 2는, 그 분해 사시도를 나타낸다. 이 전지 모듈 유닛은 한 쌍의 전지 모듈(1)로 구성되며, 전지 모듈(1)의 사이에는, 판형의 히트싱크(2)가 배치되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 각 전지 모듈(1)은 병설되는 4개의 전지 셀(3)을 2열로 배치하고, 이들 전지 셀(3)을 케이싱(4) 내에 수용한 것이다.
각 전지 셀(3)은 리튬 이온 전지 등의 비수 전해질 2차 전지이며, 도시하지 않지만, 예를 들면, 전지 용기 내에 발전 요소(要素)를 수용하고, 커버체로 밀봉한 구성으로 되어 있다.
케이싱(4)은 단면 직사각형의 통 형상을 한 보디 부재(body member)(5)로 이루어지고, 그 상면이 커버 부재(6)로 덮이고, 그 하면이 바닥 부재(7)로 덮인다.
보디 부재(5)는 전체의 강성을 높이기 위해 금속 재료로 형성되어 있다. 단, 보디 부재(5)로서, 염가로 원하는 강성을 얻기 위해 철 등이 사용되고 있다. 그러므로, 보디 부재(5)를 그대로 사용하면, 녹이 발생할 우려가 있다. 그래서, 보디 부재(5)의 표면에는, 절연층(8)이 형성되어 있다. 절연층(8)은, 방청성(rust-prevention) 및 절연성이 우수한 재료로 형성되어 있다. 절연층(8)은, 예를 들면, 양이온(cation) 전착 도장에 의해 형성할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 보디 부재(5)에는, 내면의 일부를 바깥쪽으로 우묵하게 들어가게 함으로써 오목부(9)가 형성되어 있다. 오목부(9)의 중앙 부분에는 관통 구멍(10)이 형성되어 있다. 여기서, 관통 구멍(10)의 주위에는 마스킹(masking)이 실시되고, 전술한 절연층(8)이 형성된 후에 그 마스킹은 제거된다. 따라서, 관통 구멍(10)의 내주면에는 절연층(8)이 형성되어 있지 않고, 케이싱(4)이 표출(表出)된다. 보디 부재(5)에는, 관통 구멍(10)을 통하여 리벳(11)이 코킹(caulking) 고정되어 있다. 리벳(11)은 알루미늄 등의 도전성을 가지는 재료로 구성되어 있다. 이로써,케이싱(4)의 절연층(8)이 형성되어 있지 않은 부분[관통 구멍(10) 내면]을 리벳(11)을 통해 외부에 통전(通電)시킬 수 있다.
보디 부재(5)의 내표면에는 절연 시트(12)가 접착되어 있다. 전술한 바와 같이, 케이싱(4)에는 오목부(9)가 형성되어 있다. 따라서, 리벳(11)의 코킹 부분이 케이싱(4)의 내면에서 안쪽으로 돌출되지 않는다. 즉, 절연 시트(12)를 접착하는 내면은 평탄하다. 그러므로, 케이싱(4)의 내면에 절연 시트(12)를 간단하게 접착할 수 있다. 또,이 접착 시에 절연 시트(12)가 리벳(11)에 의해 손상될 일도 없다. 또한, 리벳(11)의 코킹 부분이 케이싱 내에 배치된 전지 셀에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 커버 부재(6)는, 중간 커버(13)와 바깥 커버(14)로 구성되며, 중간 커버(13)에는 전장품(電裝品, electrical component)(도시하지 않음)이 유지되어 있다. 중간 커버(13)는 합성 수지 재료를 성형 가공한 것이며, 각각의 전지 셀(3)에 대응하는 직사각 형상을 한 복수의 개구부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 중간 커버(13)에는 복수 개의 와이어 하네스(wire harness)(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 각 와이어 하네스(17)의 일단부에는 탭 단자가 접속되고, 각 전지 셀(3)의 한쪽의 전극에 각각 접속되어 있다. 또한, 인접하는 전지 셀(3)의 한쪽의 전극끼리는 버스바(bus bar)에 의해 접속되어 있다. 이로써, 각 전지 셀(3)이 직렬 접속되어 있다. 바깥 커버(14)는 중간 커버(13)와 마찬가지로 합성 수지재료를 성형 가공한 것이며, 보디 부재(5)의 상면을 폐쇄한다.
바닥 부재(7)는 합성 수지 재료를 성형 가공한 것이며, 칸막이벽(18)에 의해 상기 각 전지 셀(3)을 배치 가능한 위치결정 오목부(19)가 형성되어 있다. 각 위치결정 오목부(19)의 바닥면은 둘레 에지부를 제외하고 개구되어 있다. 각 위치결정 오목부(19)에 전지 셀(3)을 각각 배치하면, 전지 셀(3)은 4행 2열로 정렬된다. 각 전지 셀(3)의 사이에는 스페이서(20)가 배치되어 있다. 스페이서(20)는, 폭 방향으로 인접하는 한쪽의 전지 셀(3)의 중앙 부분에 접착되어 있다. 스페이서(20)를 중앙 부분에 배치함으로써, 전지 셀(3)의 변형되기 쉬운 부분을 효과적으로 가이드(guide)할 수 있다.
이어서, 상기 구성으로 이루어지는 전지 모듈의 제조 방법에 대하여 설명한다. 보디 부재(5)의 측벽에, 내면에서 바깥쪽을 향해 오목부(9)를 형성하고, 그 중앙 부분에 관통 구멍(10)을 형성한다. 또한, 보디 부재(5)의 표면에, 양이온 전착 도장에 의해 절연층(8)을 형성한다. 그리고, 형성된 관통 구멍(10)의 내주면으로부터 절연층(8)을 제거하여, 보디 부재(5)를 노출시킨다. 그리고, 보디 부재(5)의 외면 측으로부터 관통 구멍(10)에 리벳(11)을 삽입관통시키고, 오목부(9) 내에서 코킹함으로써 보디 부재(5)에 고정시킨다. 이 상태에서는, 리벳(11)은, 관통 구멍(10)의 내주면에서 보디 부재(5)와 직접 접촉하고, 절연층(8)을 관통하여 외부에 헤드부를 노출시킨다. 또한, 보디 부재(5)의 내면에 절연 시트(12)를 접착한다. 이 경우, 리벳(11)의 코킹 부분은 보디 부재(5)의 오목부(9) 내에 위치하고, 그 표면으로부터는 노출되어 있지 않다. 따라서, 절연 시트(12)의 접착 작업을 순조롭게 행할 수 있다. 또한, 절연 시트(12)에 리벳(11)의 일부가 접촉하여, 절연 시트(12)를 손상시키는 일도 없다.
이어서, 바닥 부재(7)의 각 위치결정 오목부(19)에 전지 셀(3)을 각각 배치하고, 보디 부재(5)를 장착한다. 보디 부재(5)의 상면에 전장품을 장착한 중간 커버(13)를 장착한다. 그리고, 인접하는 전연못 셀(3)의 한쪽의 전극끼리를 버스바로 접속한다. 이로써, 전지 셀(3)은 직렬 접속된다. 또한, 각 전지 셀(3)의 한쪽의 전극에 탭 단자를 통하여 와이어 하네스(17)의 일단부를 접속한다. 와이어 하네스(17)의 타단부는 묶어 전장품에 접속한다. 마지막으로, 바깥 커버(14)를 장착함으로써 전지 모듈이 완성된다.
이와 같이 하여 완성한 전지 모듈에서는, 리벳(11)의 노출 부분(헤드부)을 통하여, 외부로부터 절연 상태를 검출할 수 있다. 또한, 리벳(11)의 노출 부분에는 그 후 아무런 가공을 행할 필요는 없고, 그 상태 그대로 둘 수가 있다. 따라서, 재차, 절연층(8)을 재형성할 필요가 없고, 리벳(11)의 노출 부분을 통하여 몇 번이라도 절연 검출할 수 있어, 경제적이다.
그리고, 본 발명은,상기 실시예에 기재된 구성에 한정되는 것은 아니며, 각종 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시예에서는, 도전부로서 리벳(11)을 사용하도록 했지만, 봉형 부재의 양단부를 코킹하거나, 볼트와 너트를 사용하거나, 금속 부재를 케이싱(4)에 용접 등에 의해 장착하거나 하는 등, 각종 태양(態樣)으로 구성할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 도전부로서, 리벳(11) 등의 금속 부재를 케이싱(4)에 장착하는 구성을 나타냈으나, 케이싱(4)의 표면에 형성된 절연층(8)의 일부를 벗겨 케이싱을 노출시키고, 그 노출 부분을 도전부로 해도 된다.
본 발명에 따른 전지 모듈은 리튬 이온 전지 외에 납축전지 등, 각종 전지에 채용할 수 있다.
1: 전지 모듈
2: 히트싱크
3: 전지 셀
4: 케이싱
5: 보디 부재
6: 커버 부재
7: 바닥 부재
8: 절연층
9: 오목부
10: 관통 구멍
11: 리벳(도전부)
12: 절연 시트
13: 중간 커버
14: 바깥 커버
16: 개구부
18: 칸막이벽
19: 위치결정 오목부
20: 스페이서

Claims (9)

  1. 금속제의 케이싱; 및
    상기 케이싱 내에 수용되는 전지 셀
    을 포함하는 전지 모듈로서,
    상기 케이싱은, 그 외표면에 절연층과 도전부를 포함하는,
    전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전부는, 상기 케이싱에 고정되는 금속 부재인, 전지 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도전부는, 상기 케이싱 및 상기 절연층을 관통한 상태로, 상기 케이싱에 고정되는, 전지 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도전부는 리벳인, 전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 케이싱의 내면에는, 바깥쪽을 향해 오목한 오목부가 형성되고,
    상기 리벳의 일단은 상기 오목부 내에 수납되는, 전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도전부는 상기 케이싱의 일부인, 전지 모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이싱과 상기 전지 셀 사이에 배치되는 절연 시트를 포함하는, 전지 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층은 도장에 의해 형성되는, 전지 모듈.
  9. 외표면에 절연층이 형성된 금속제의 케이싱; 및
    상기 케이싱 내에 수용되는 전지 셀
    을 포함하는 전지 모듈의 절연 검사 방법으로서,
    상기 케이싱의 외표면에 설치된 도전부를 통하여 절연 검사를 행하는 전지 모듈의 절연 검사 방법.
KR1020130108631A 2012-09-28 2013-09-10 전지 모듈 및 전지 모듈의 절연 검사 방법 KR102124958B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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