KR20140089979A - 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 외측으로 돌출된 제1전극단자와 제2전극단자를 포함하는 복수 개의 이차전지와, 이웃하는 이차전지의 상기 단자를 전기적으로 연결하는 버스 바와, 상기 이차전지가 삽입되는 공간을 갖는 하부 하우징, 및 상기 하부 하우징과 결합되는 상부 커버를 포함하며, 상기 제1전극단자의 하부에는 제1상부 절연부재가 설치되고, 상기 제1상부 절연부재에는 홈 또는 돌기로 이루어진 식별부가 형성되고, 상기 상부 커버에는 상기 식별부와 끼움 결합되는 인식부가 형성된다.

Description

전지 모듈{BATTERY MODULE}
본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절연부재의 구조를 개선한 전지 모듈에 관한 것이다.
이차전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차전지를 직렬로 연결하여 대용량의 전지 모듈로 구성된다.
또한, 하나의 대용량 전지 모듈은 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차전지로 이루어지며, 이차전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
이차전지들을 직렬로 연결하기 위해서는 이웃하는 이차전지의 양극 단자와 음극 단자를 교대로 배치한 상태에서 버스바를 설치하여야 한다. 그러나 양극 단자와 음극 단자의 형상이 유사한 경우, 양극 단자와 음극 단자의 구별이 어려운 문제가 있다. 또한 단자는 금속으로 이루어지므로 단자의 형상 변경이 어려울 뿐만 아니라 단자의 형상을 변경하는 것은 제조원가의 상승을 유발하고, 자동화 공정을 복잡하게 하는 원인이 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 오결합에 의한 불량을 방지할 수 있는 전지 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전지 모듈은 외측으로 돌출된 제1전극단자와 제2전극단자를 포함하는 복수 개의 이차전지와, 이웃하는 이차전지의 상기 단자를 전기적으로 연결하는 버스 바와, 상기 이차전지가 삽입되는 공간을 갖는 하부 하우징, 및 상기 하부 하우징과 결합되는 상부 커버를 포함하며, 상기 제1전극단자의 하부에는 제1상부 절연부재가 설치되고, 상기 제1상부 절연부재에는 홈 또는 돌기로 이루어진 식별부가 형성되고, 상기 상부 커버에는 상기 식별부와 끼움 결합되는 인식부가 형성된다.
상기 식별부는 돌기로 이루어지고, 상기 인식부는 상기 식별부가 삽입되는 홀 또는 홈으로 이루어질 수 있으며, 상기 식별부는 홈으로 이루어지고, 상기 인식부는 상기 식별부에 삽입되는 돌기로 이루어질 수 있다.
상기 제1전극단자는 하부에 설치된 단자 플레이트 상에 고정 설치되고, 상기 제1 상부 절연부재는 상기 단자 플레이트의 하부에 배치될 수 있다.
상기 제1상부 절연부재는 하판과 하판의 측단에서 상부로 돌출되어 상기 단자 플레이트를 감싸는 측벽, 및 상기 측벽에서 측방향으로 돌출된 지지판을 포함하고, 상기 식별부는 상기 지지판 상에 형성될 수 있다.
상기 제1상부 절연부재는 상기 측벽에서 상부로 돌출되며, 상기 단자 플레이트의 상면과 맞닿아 지지하는 후크 형태로 이루어진 고정부를 포함할 수 있으며, 상기 단자 플레이트에는 제1리벳단자가 고정 설치되고, 상기 제1리벳단자는 상기 이차전지의 내부로 이어져 설치될 수 있다.
상기 제1상부 절연부재에는 식별코드가 부착된 코드부가 형성될 수 있으며, 상기 상부 커버에는 상기 코드부의 상부에 위치하여 상기 코드부를 상부로 노출시키는 식별창이 형성될 수 있다.
상기 제2전극단자의 하부에는 제2상부 절연부재가 설치되고, 상기 제1상부 절연부재와 상기 제2상부 절연부재 중에서 상기 제1상부 절연부재에만 상기 식별부가 형성될 수 있다.
상기 상부 커버에는 제1전극단자가 삽입되는 제1단자홀과 상기 제2전극단자가 삽입되는 제2단자홀이 형성되고, 상기 인식부는 상기 제1단자홀과 상기 제2단자홀 중에서 제1단자홀의 옆에만 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양극 단자와 음극 단자가 잘못 배치된 경우, 조립이 불가능하므로 오결합으로 인한 불량을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전지 모듈의 일부를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1전극 상부전열부재를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 제2전극 상부절연부재를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 커버의 일부를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에따른 제2상부 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에따른 제1상부 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에따른 제2상부 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 14은 본 발명의 제4 실시예에따른 제1상부 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 상부 커버를 도시한 부분 사시도이다.
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 제1실시예에 따른 전지 모듈의 일부를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수 개의 이차전지들(101)과 이차전지들(101)을 전기적으로 연결하는 버스 바(150), 이차전지(101)가 삽입되는 공간을 갖는 하부 하우징(110), 및 하부 하우징(110)과 결합되는 상부 커버(130)를 포함한다.
하부 하우징(110)은 대략 내부 공간을 갖는 직육면체로 이루어지며, 상부가 개방되어 있다. 상부 커버(130)는 하부 하우징(110)의 개방된 면에 결합되며 판 형상으로 이루어진다.
이차전지(101)는 리튬 이온 이차전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
도 3은 도 1에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 이차전지(101)에 대해서 설명하면, 이차전지(101)는 양극(11)과 음극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취된 전극 어셈블리(10)와, 전극 어셈블리(10)가 내장되는 케이스(28)와, 케이스(28)의 개구에 결합된 캡 어셈블리(30)를 포함한다.
본 제1실시예에 따른 이차전지(101)는 리튬 이온 이차전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
양극(11)은 알루미늄 등의 금속 호일로 형성된 양극 집전체에 활물질이 도포된 영역인 양극 코팅부(11a)와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 양극 무지부(11b)를 포함한다. 양극 무지부(11b)는 양극(11)의 길이 방향을 따라 양극(11)의 한 쪽 측단에 형성된다.
음극(12)은 구리 등의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 음극 코팅부(12a)와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 음극 무지부(12b)를 포함한다. 음극 무지부(12b)는 음극(12)의 길이 방향을 따라 음극(12)의 다른 쪽 측단에 형성된다.
양극(11) 및 음극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 사이에 개재한 후 권취된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 어셈블리(10)는 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 양극과 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.
케이스(28)는 대략 직육면체로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 케이스(28)는 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 이루어질 수 있다.
캡 어셈블리(30)는 케이스(28)의 개구를 덮는 캡 플레이트(31)와 캡 플레이트(31)의 외측으로 돌출되며, 양극(11)과 전기적으로 연결된 제1전극단자(21)와 캡 플레이트(31)의 외측으로 돌출되며 음극(12)과 전기적으로 연결된 제2전극단자(22)를 포함한다.
캡 플레이트(31)는 일방향으로 이어진 길쭉한 판 형태로 이루어지며, 케이스(28)의 개구에 결합된다. 캡 플레이트(31)에 형성된 전해액 주입구(32)에는 밀봉 마개(38)가 설치되고, 벤트 홀(34)는 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(39a)가 형성된 벤트 플레이트(39)가 설치된다.
제1전극단자(21) 및 제2전극단자(22)는 캡 플레이트(31)의 상부로 돌출되도록 설치된다.
제1전극단자(21)는 제1집전탭(41)을 매개로 양극(11)과 전기적으로 연결되며, 제2전극단자(22)는 제2집전탭(42)을 매개로 음극(12)과 전기적으로 연결된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1전극단자(21)가 음극과 전기적으로 연결되고, 제2전극단자(22)가 양극과 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제1집전탭(41)에는 이차전지의 내부로 이어진 제1리벳단자(23)가 연결 설치된다. 제1리벳단자(23)는 제1집전탭(41)에 형성된 홀에 삽입되어 용접으로 고정되며, 캡 플레이트(31)를 관통하여 설치된다. 제1리벳단자(23)와 캡 플레이트(31) 사이에는 밀봉을 위한 가스켓(27)이 설치된다. 가스켓(27)은 제1리벳단자(23)가 관통하는 홀에 삽입 설치되며, 캡 플레이트(31)의 아래에는 제1리벳단자(23)를 캡 플레이트(31)에서 절연하는 하부 절연부재(47)가 설치된다.
제1리벳단자(23)의 상부에는 단자 플레이트(25)가 설치되며, 제1리벳단자(23)는 단자 플레이트(25)를 관통하여 단자 플레이트(25)에 코킹(caul king) 및 용접으로 고정된다.
한편, 제1전극단자(21)는 하단이 단자 플레이트(25)에 삽입되어 단자 플레이트(25)에 용접으로 고정되는 바, 제1전극단자(21)는 제1리벳단자(23)에서 단자 플레이트(25)의 길이 방향으로 이격 배치된다. 제1전극단자(21)는 기둥 형상으로 이루어지며, 외면에 너트가 결합될 수 있도록 나사산이 형성되어 있다.
제2집전탭(42)에는 제2리벳단자(24)가 연결 설치된다. 제2리벳단자(24)는 제2집전탭(42)에 형성된 홀에 삽입되어 용접으로 고정되며, 캡 플레이트(31)를 관통하여 설치된다. 제2리벳단자(24)와 캡 플레이트(31) 사이에는 밀봉을 위한 가스켓(27)이 설치된다. 가스켓(27)은 제2리벳단자(24)가 관통하는 홀에 삽입 설치되며, 캡 플레이트(31)의 아래에는 제2리벳단자(24)를 캡 플레이트(31)에서 절연하는 하부 절연부재(48)가 설치된다.
제2리벳단자(24)의 상부에는 단자 플레이트(26)가 설치되며, 제2리벳단자(24)는 단자 플레이트(26)를 관통하여 단자 플레이트(26)에 코킹(caul king) 및 용접으로 고정된다.
한편, 제2전극단자(22)는 하단이 단자 플레이트(26)에 삽입되어 단자 플레이트(26)에 용접으로 고정되는 바, 제2전극단자(22)는 제2리벳단자(24)에서 단자 플레이트(26)의 길이 방향으로 이격 배치된다. 제2전극단자(22)는 기동 형상으로 이루어지며, 외면에 너트가 결합될 수 있도록 나사산이 형성되어 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1전극 상부전열부재를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 제1전극단자(21)와 결합된 단자 플레이트(25)의 하부에는 단자 플레이트(25)와 캡 플레이트(31)를 전기적으로 절연하는 제1상부 절연부재(50)가 설치된다. 제1상부 절연부재(50)는 하판(51)과 하판(51)의 측단에서 상부로 돌출되어 단자 플레이트(25)의 측면을 감싸는 측벽(52)을 갖는다. 하판(51)은 대략 직사각형의 판형태로 이루어지며 측벽(52)은 하판(51)의 각 측단에서 상부를 향하여 돌출 형성된다.
하판(51)에는 제1리벳단자(23)가 관통하는 홀(51a)이 형성되고 홀(51a)의 양쪽 옆에는 상부를 향하여 돌출된 원기둥 형상의 돌기(51b)가 형성되어 있다. 돌기(51b)는 단자 플레이트(25)의 하부에 삽입되어 단자 플레이트(25)가 회동하지 않도록 지지한다.
제1상부 절연부재(50)의 길이방향 양쪽 측단에 위치하는 측벽(52)에는 상부로 돌출되어 단자 플레이트(25)를 지지하는 고정부(57)가 형성된다. 고정부(57)는 단자 플레이트(25)의 내측을 향하여 돌출되어 단자 플레이트(25)의 상면과 맞닿아 지지하는 후크 형태로 이루어진다. 고정부(57)의 상면은 제1상부 절연부재(50)의 내측으로 갈수록 하부를 향하도록 경사지게 형성된다.
제1상부 절연부재(50)의 일측 측벽에는 외측으로 돌출된 지지부(53)와 지지부(53)에서 상부로 돌출된 식별부(55)가 형성된다. 지지부(53)는 측벽(52)에서 직각으로 돌출되어 캡 플레이트(31)와 평행하게 배치된 판 형상으로 이루어진다. 식별부(55)는 지지부(53)에서 상부로 돌출된 원형의 단면을 갖는 돌기 형태로 이루어지며 지지부(53)의 폭방향 중앙에 배치된다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 제2전극 상부절연부재를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 제2전극단자와 결합된 단자 플레이트(26)의 하부에는 단자 플레이트(26)와 캡 플레이트(31)를 전기적으로 절연하는 제2상부 절연부재(60)가 설치된다. 제2상부 절연부재(60)는 하판(61)과 하판(61)의 측단에서 상부로 돌출되어 단자 플레이트(26)의 측면을 감싸는 측벽(62)을 갖는다. 하판(61)은 대략 직사각형의 판형태로 이루어지며 측벽(62)은 하판(61)의 각 측단에서 상부를 향하여 돌출 형성된다.
하판(61)에는 제2리벳단자(24)가 관통하는 홀(61a)이 형성되고 홀(61a)의 양쪽 옆에는 상부를 향하여 돌출된 원기둥 형상의 돌기(61b)가 형성되어 있다. 돌기(61b)는 단자 플레이트(26)의 하부에 삽입되어 단자 플레이트(26)가 회동하지 않도록 지지한다.
제2상부 절연부재(60)의 길이방향 양쪽 측단에 위치하는 측벽(62)에는 상부로 돌출되어 단자 플레이트(26)를 지지하는 고정부(67)가 형성된다. 고정부(67)는 단자 플레이트(26)의 내측을 향하여 돌출되어 단자 플레이트(26)의 상면과 맞닿아 지지하는 후크 형태로 이루어진다. 고정부(67)의 상면은 제2상부 절연부재(60)의 내측으로 갈수록 하부를 향하도록 경사지게 형성된다. 여기서 제2상부 절연부재(60)에는 식별부가 형성되지 않는다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 커버의 일부를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 1, 도 6, 및 도 7을 참조하여 설명하면, 복수 개의 이차전지(101)는 적층 배열되는 바, 이차전지(101)의 넓은 전면이 서로 대향하도록 나란하게 측방향(도 1의 x축 방향)으로 적층 배열된다.
이차전지들(101)은 버스 바(bus-bar)(150)에 의하여 직렬로 연결되는데, 이웃하는 이차전지들(101)의 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22)가 엇갈리도록 배치된 상태에서 일측 이차전지(101)의 제1전극단자(21)와 이에 이웃하는 이차전지(101)의 제2전극단자(22)에 버스 바(150)가 설치된다.
버스 바(150)에는 제1, 2전극단자(21, 22)를 끼움할 수 있도록 길이 방향 양쪽 가장자리에 홀이 형성되어 있다. 제1, 2전극단자(21, 22)에 체결된 하부너트(71) 위에 버스 바(150)가 끼움 설치된 후, 상부너트(72)에 의하여 버스 바(150)가 제1, 2전극단자(21, 22)에 고정된다. 상기한 바에 따라 버스 바(150)의 하면은 하부너트(71)와 맞닿고 상면은 상부너트(72)와 맞닿는다.
한편, 이차전지들(101) 중 제일 외측에 배치된 일측 이차전지(101)의 제1전극단자(21)에는 제1모듈단자(162)가 설치되고, 제일 외측에 배치된 일측 이차전지(101)의 제2전극단자(22)에는 제2모듈단자(161)가 설치된다.
본 실시예에 따른 상부 커버(130)는 사각판 형상으로 이루어지며, 이차전지들(101)과 버스 바(150) 사이에 위치한다. 상부 커버(130)의 위에는 상부 하우징(120)이 결합되어 고정 설치된다. 상부 하우징(120)은 하부로 돌출된 리브를 갖고 하부 하우징(110)에 결합되어 버스 바(150)와 제1, 2전극단자(21, 22)를 보호한다.
상부 커버(130)는 하부 하우징(110)의 개구에 결합되어 하부 하우징(110)에 볼트(미도시) 등으로 고정된다. 상부 커버(130)에는 가장자리를 따라 돌출된 보강 리브(136)가 형성된다. 보강 리브(136)는 상부 커버(130)가 외부의 충격 등으로 변형되거나 파손되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상부 커버(130)에는 제1전극단자(21)가 삽입되는 제1단자홀(132)과 제2전극단자(22)가 삽입되는 제2단자홀(133)이 형성되며, 제1단자홀(132)과 제2단자홀(133)은 상부 커버(130)의 길이 방향을 따라 상호 교대로 배치되어 있다.
또한, 상부 커버에는 배기 홀(137)이 형성되는 바, 배기 홀(137)은 이차전지(101)에 설치된 벤트 플레이트(39)의 상부에 위치한다. 배기 홀(137)의 둘레에는 배기 돌기(135)가 형성되어 있는데, 배기 돌기(135)는 배기 홀(137)의 둘레를 따라 이어져 형성된다. 이에 따라 벤트 플레이트(39)가 개방될 때, 배기 홀(137)과 배기 돌기(135)의 안내를 받아서 이차전지(101) 내부의 가스가 신속하게 배출될 수 있다.
한편, 제1단자홀(132)의 옆에는 식별부(55)와 결합되는 인식부(134)가 형성된다. 인식부(134)는 식별부(55)가 끼움 결합되는 홀로 이루어지며, 식별부(55)의 상단을 삽입한다. 인식부(134)는 제1단자홀(132)과 인접하게 배치되며 제1단자홀(132)의 옆에만 인식부(134)가 형성되고, 제2단자홀(133)의 옆에는 인식부(134)가 형성되지 않는다.
이와 같이 식별부(55)와 인식부(134)가 형성되면 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22)가 설정된 위치에 설치된 경우에만 상부 커버(130)가 설치될 수 있다. 따라서 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22)가 잘못 위치된 경우에 식별부(55)에 의하여 상부 커버(130)에 정위치에 설치되지 못하고, 버스 바(150)의 설치가 불가능해지므로 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22)가 오결합되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(200)은 복수 개의 이차전지들(201)과 이차전지들(201)을 전기적으로 연결하는 버스 바(150), 이차전지(201)가 삽입되는 공간을 갖는 하부 하우징(210), 및 하부 하우징(210)과 결합되는 상부 커버(230)를 포함한다.
하부 하우징(210)은 대략 내부 공간을 갖는 직육면체로 이루어지며, 상부가 개방되어 있다. 상부 커버(230)는 하부 하우징(210)의 개방된 면에 결합되며 판 형상으로 이루어진다.
상부 커버(230)의 위에는 상부 하우징(230)이 결합되어 고정 설치된다. 상부 하우징(230)은 하부로 돌출된 리브를 갖고 하부 하우징(210)에 결합되어 버스 바(150)와 제1, 2전극단자(21, 22)를 보호한다.
본 실시예에 따른 전지 모듈(200)은 상부절연부재(250, 260)와 상부 커버(230)의 구조를 제외하고는 상기한 제1실시예에 따른 전지 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
제1전극단자(21)는 단자 플레이트(25)에 고정되며, 단자 플레이트(25)와 캡 플레이트(31) 사이에는 제1상부 절연부재(250)가 설치된다. 또한, 제2전극단자(22)는 단자 플레이트(26)에 고정되며, 단자 플레이트(26)와 캡 플레이트(31) 사이에는 제2상부 절연부재(260)가 설치된다.
제1상부 절연부재(250)와 제2상부 절연부재(260) 중에서 제2상부 절연부재(260)에만 상부로 돌출된 식별부(265)가 형성된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에따른 제2상부 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 제2상부 절연부재(260)는 하판(261)과 하판(261)의 측단에서 상부로 돌출되어 단자 플레이트(26)의 측면을 감싸는 측벽(262)을 갖는다. 하판(261)은 대략 직사각형의 판형태로 이루어지며 측벽(262)은 하판(261)의 각 측단에서 상부를 향하여 수직으로 돌출 형성된다.
하판(261)에는 리벳단자가 관통하는 홀(261a)이 형성되고 홀(261a)의 양쪽 옆에는 상부를 향하여 돌출된 원기둥 형상의 돌기(261b)가 형성되어 있다. 돌기(261b)는 단자 플레이트(26)의 하부에 삽입되어 단자 플레이트(26)가 회동하지 않도록 지지한다.
제2상부 절연부재(260)의 길이방향 양쪽 측단에 위치하는 측벽(262)에는 상부로 돌출되어 단자 플레이트(26)를 지지하는 고정부(267)가 형성된다. 고정부(267)는 단자 플레이트(26)의 내측을 향하여 돌출되어 단자 플레이트(26)의 상면과 맞닿아 지지하는 후크 형태로 이루어진다. 고정부(267)의 상면은 제2상부 절연부재(260)의 내측으로 갈수록 하부를 향하도록 경사지게 형성된다.
제2상부 절연부재(260)의 일측 측벽에는 외측으로 돌출된 지지부(263)와 지지부(263)에서 상부로 돌출된 식별부(265)가 형성된다. 지지부(263)는 측벽(262)에서 직각으로 돌출되어 캡 플레이트와 평행하게 배치된 판 형상으로 이루어진다. 식별부(265)는 지지부(263)에서 상부로 돌출된 원형의 단면을 갖는 돌기 형태로 이루어지며 지지부(263)의 폭방향 중앙에 배치된다.
또한, 상부 커버(230)에는 식별부(265)가 결합되는 인식부(234)가 형성되는 바, 인식부(234)는 식별부(265)의 상부에 위치하여 식별부(265)와 결합된다. 인식부(234)는 식별부(265)를 삽입할 수 있도록 하부가 오목한 홈으로 이루어진다. 인식부(234)는 제2전극단자(22)가 삽입되는 홀에 인접하여 배치되어 있다. 이에 따라 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22)가 잘못 배치된 경우에는 인식부(234)가 식별부(265)에 결합되지 못하므로 상부 커버(230)를 설정된 위치에 설치하지 못하고, 조립이 불가능하게 된다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(300)은 복수 개의 이차전지들(301)과 이차전지들(301)을 전기적으로 연결하는 버스 바(150), 이차전지(301)가 삽입되는 공간을 갖는 하부 하우징(310), 및 하부 하우징(310)과 결합되는 상부 커버(330)를 포함한다.
하부 하우징(310)은 대략 내부 공간을 갖는 직육면체로 이루어지며, 상부가 개방되어 있다. 상부 커버(330)는 하부 하우징(310)의 개방된 면에 결합되며 판 형상으로 이루어진다.
상부 커버(330)의 위에는 상부 하우징(320)이 결합되어 고정 설치된다. 상부 하우징(320)은 하부로 돌출된 리브를 갖고 상부 커버(330) 또는 하부 하우징(310)에 결합되어 버스 바(150)와 제1, 2전극단자(21, 22)를 보호한다.
본 실시예에 따른 전지 모듈(300)은 상부절연부재(350, 360)와 상부 커버(330)의 구조를 제외하고는 상기한 제1실시예에 따른 전지 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
제1전극단자(21)는 단자 플레이트(25)에 고정되며, 단자 플레이트(25)와 캡 플레이트(31) 사이에는 제1상부 절연부재(350)가 설치된다. 또한, 제2전극단자(22)는 단자 플레이트(26)에 고정되며, 단자 플레이트(26)와 캡 플레이트(31) 사이에는 제2상부 절연부재(360)가 설치된다.
제1상부 절연부재(350)와 제2상부 절연부재(360) 중에서 제1상부 절연부재(350)에만 오목한 식별부(355)가 형성된다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에따른 제1상부 절연부재를 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제3 실시예에따른 제2상부 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면, 제1상부 절연부재(350)는 하판(351)과 하판(351)의 측단에서 상부로 돌출되어 단자 플레이트(25)의 측면을 감싸는 측벽(352)을 갖는다. 하판(351)은 대략 직사각형의 판형태로 이루어지며 측벽(352)은 하판(351)의 각 측단에서 상부를 향하여 수직으로 돌출 형성된다.
하판(351)에는 리벳단자가 관통하는 홀(351a)이 형성되고 홀(351a)의 양쪽 옆에는 상부를 향하여 돌출된 원기둥 형상의 돌기(351b)가 형성되어 있다. 돌기(351b)는 단자 플레이트(25)의 하부에 삽입되어 단자 플레이트(25)가 회동하지 않도록 지지한다.
제1상부 절연부재(350)의 길이방향 양쪽 측단에 위치하는 측벽(352)에는 상부로 돌출되어 단자 플레이트(25)를 지지하는 고정부(357)가 형성된다. 고정부(357)는 단자 플레이트(25)의 내측을 향하여 돌출되어 단자 플레이트(25)의 상면과 맞닿아 지지하는 후크 형태로 이루어진다.
제1상부 절연부재(350)의 일측 측벽에는 외측으로 돌출된 지지부(353)가 형성되고, 지지부(353)에는 홈 형태의 식별부(355)가 형성된다. 지지부(353)는 측벽(352)에서 직각으로 돌출된 단차 형태로 이루어지며, 하면이 캡 플레이트와 맞닿는다. 식별부(355)는 지지부(353)의 폭 방향 중앙에 형성된 홈 형태로 이루어진다.
한편, 제2상부 절연부재(360)는 하판(361)과 하판(361)의 측단에서 상부로 돌출되어 단자 플레이트(26)의 측면을 감싸는 측벽(362)을 갖는다. 하판(361)은 대략 직사각형의 판형태로 이루어지며 측벽(362)은 하판(361)의 각 측단에서 상부를 향하여 수직으로 돌출 형성된다.
하판(361)에는 리벳단자가 관통하는 홀(361a)이 형성되고 홀(361a)의 양쪽 옆에는 상부를 향하여 돌출된 원기둥 형상의 돌기(361b)가 형성되어 있다. 돌기(361b)는 단자 플레이트(26)의 하부에 삽입되어 단자 플레이트(26)가 회동하지 않도록 지지한다.
제2상부 절연부재(360)의 길이방향 양쪽 측단에 위치하는 측벽(362)에는 상부로 돌출되어 단자 플레이트(26)를 지지하는 고정부(367)가 형성된다. 고정부(367)는 단자 플레이트(26)의 내측을 향하여 돌출되어 단자 플레이트(26)의 상면과 맞닿아 지지하는 후크 형태로 이루어진다.
제2상부 절연부재(360)의 일측 측벽에는 외측으로 돌출된 지지부(363)가 형성되는 바, 지지부(363)는 측벽(362)에서 직각으로 돌출된 단차 형태로 이루어지며, 하면이 캡 플레이트와 맞닿는다.
제2상부 절연부재(360)에는 식별부가 형성되지 아니하며 식별부(355)는 제1상부 절연부재(350)에만 형성된다.
또한, 상부 커버(330)에는 식별부(355)가 결합되는 인식부(334)가 형성되는 바, 인식부(334)는 식별부(355)의 상부에 위치하여 식별부(355)와 결합된다. 인식부(334)는 식별부(355)에 삽입되는 돌기로 이루어지며, 인식부(334)는 식별부에서 아래로 돌출된 원기둥 형상의 돌기로 이루어진다.
인식부(334)는 제1전극단자(21)가 삽입되는 홀에만 인접하여 배치되어 있다. 이에 따라 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22)가 잘못 배치된 경우에는 인식부(334)가 식별부(355)에 결합되지 못하므로 상부 커버(330)를 설정된 위치에 설치하지 못하고, 조립이 불가능하게 된다.
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(400)은 복수 개의 이차전지들(401)과 이차전지들(401)을 전기적으로 연결하는 버스 바(150), 이차전지(401)가 삽입되는 공간을 갖는 하부 하우징(410), 및 하부 하우징(410)과 결합되는 상부 커버(430)를 포함한다.
하부 하우징(410)은 대략 내부 공간을 갖는 직육면체로 이루어지며, 상부 커버(430)는 하부 하우징(410)의 개방된 면에 결합되며 판 형상으로 이루어진다. 상부 커버(430)의 위에는 상부 하우징(420)이 결합되어 고정 설치된다.
본 실시예에 따른 전지 모듈(400)은 제1상부 절연부재(450)와 상부 커버(330)의 구조를 제외하고는 상기한 제1실시예에 따른 전지 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
제1전극단자(21)는 단자 플레이트(25)에 고정되며, 단자 플레이트(25)와 캡 플레이트(31) 사이에는 제1상부 절연부재(450)가 설치된다. 또한, 제2전극단자(22)는 단자 플레이트(26)에 고정되며, 단자 플레이트(26)와 캡 플레이트(31) 사이에는 제2상부 절연부재(460)가 설치된다.
제1상부 절연부재(450)와 제2상부 절연부재(460) 중에서 제1상부 절연부재(450)에만 돌출된 식별부(455)와 코드가 형성된 식별코드부(456)가 형성된다.
제2상부 절연부재(460)는 상기한 제1 실시예에 따른 제2상부 절연부재와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 14은 본 발명의 제4 실시예에따른 제1상부 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 14를 참조하여 설명하면, 제1상부 절연부재(450)는 하판(451)과 하판(451)의 측단에서 상부로 돌출되어 단자 플레이트(25)의 측면을 감싸는 측벽(452)을 갖는다. 하판(451)은 대략 직사각형의 판형태로 이루어지며 측벽(452)은 하판(451)의 각 측단에서 상부를 향하여 수직으로 돌출 형성된다.
하판(451)에는 리벳단자가 관통하는 홀(451a)이 형성되고 홀(451a)의 양쪽 옆에는 상부를 향하여 돌출된 원기둥 형상의 돌기(451b)가 형성되어 있다. 돌기(451b)는 단자 플레이트(25)의 하부에 삽입되어 단자 플레이트(25)가 회동하지 않도록 지지한다.
제1상부 절연부재(450)의 길이방향 양쪽 측단에 위치하는 측벽(452)에는 상부로 돌출되어 단자 플레이트(25)를 지지하는 고정부(457)가 형성된다. 고정부(457)는 단자 플레이트(25)의 내측을 향하여 돌출되어 단자 플레이트(25)의 상면과 맞닿아 지지하는 후크 형태로 이루어진다.
제1상부 절연부재(450)의 일측 측벽에는 외측으로 돌출된 지지부(453)가 형성되고, 지지부(453)에는 코드부(456)와 식별부(455)가 형성된다. 지지부(453)는 측벽(452)에서 직각으로 돌출되어 캡 플레이트와 평행하게 배치된 판 형상으로 이루어진다.
코드부(456)는 지지부(453)의 폭방향 중앙에 배치되며 식별부(455)는 지지부(453)의 중앙에서 폭방향 일측으로 치우쳐 배치된다. 다만 이는 예시적인 것이며, 식별부(455)가 중앙에 배치되고, 코드부(456)가 일측 측방향으로 치우쳐 배치될 수도 있다.
코드부(456)에는 양극을 식별할 수 있도록 식별코드가 부착되어 있다. 식별코드는 바코드, QR코드(Quick Response Code) 등으로 이루어질 수 있다. 식별코드는 양극을 식별하는 정보뿐만 아니라 이차전지의 일련번호와 제작연월일 등 이차전지에 대한 다양한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 식별부(455)는 지지부(453)에서 상부로 돌출된 원형의 단면을 갖는 돌기 형태로 이루어지며 지지부(453)의 폭방향 중앙에 배치된다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 상부 커버를 도시한 부분 사시도이다.
도 13 및 도 15를 참조하여 설명하면, 상부 커버(430)는 사각판 형상으로 이루어지며, 이차전지들(401)과 버스 바(150) 사이에 위치한다. 상부 커버(430)의 위에는 상부 하우징(420)이 결합되어 고정 설치된다.
상부 커버(430)에는 제1전극단자(21)가 삽입되는 제1단자홀(432)과 제2전극단자(22)가 삽입되는 제2단자홀(433)이 형성되며, 제1단자홀(432)과 제2단자홀(433)은 상부 커버(430)의 길이 방향을 따라 상호 교대로 배치되어 있다. 또한, 상부 커버(430)에는 배기 홀(437)이 형성되는 바, 배기 홀(437)의 둘레에는 배기 돌기(435)가 형성된다.
한편, 제1단자홀(432)의 옆에는 코드부(456)의 상부에 위치하는 인식창(436)이 형성된다. 인식창(436)은 대략 직사각형 구조의 홀로 이루어지며, 인식창(436)을 통해서 코드부(456)가 상부로 노출된다.
또한, 인식창(436)의 옆에는 식별부(455)와 결합되는 인식부(434)가 형성된다. 인식부(434)는 식별부(455)가 끼움 결합되는 홀로 이루어지며, 식별부(455)의 상단을 삽입한다. 제1단자홀(432)의 옆에만 인식창(436)과 인식부(434)가 형성되며, 제2단자홀(433)의 옆에는 인식창(436)과 인식부(434)가 형성되지 않는다.
상기한 바와 같이 코드부(456)와 인식창(436)이 형성되면 스캐너를 통해서 이차전지들(401)의 배열 상태 및 이차전지들(401)에 대한 정보를 획득할 수 있다.
또한, 식별부(455)와 인식부(434)가 형성되면 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22)가 설정된 위치에 설치된 경우에만 상부 커버(430)가 설치될 수 있다. 따라서 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22)가 잘못 위치된 경우에 식별부(455)에 의하여 상부 커버(430)에 설치되지 못한다.
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, 200, 300, 400: 전지 모듈 101, 201, 301, 401: 이차전지
10: 전극 어셈블리 11: 양극
11a: 양극 코팅부 11b: 양극 무지부
12: 음극 12a: 음극 코팅부
12b: 음극 무지부 13: 세퍼레이터
21: 제1전극단자 22: 제2전극단자
23: 제1리벳단자 24: 제2리벳단자
25, 26: 단자 플레이트 27: 가스켓
28: 케이스 30: 캡 어셈블리
31: 캡 플레이트 32: 전해액 주입구
34: 벤트 홀 38: 밀봉 마개
39: 벤트 플레이트 39a: 노치
41: 제1집전탭 42: 제2집전탭
47, 48: 하부 절연부재
50, 250, 350, 450: 제1상부 절연부재
51, 61, 261, 351, 361, 451: 하판
52, 62, 262, 352, 362, 452: 측벽
53, 263, 353, 363, 453: 지지부
55, 265, 355, 455: 식별부
57, 67, 267, 357, 367, 457: 고정부
60, 260, 360, 460: 제2상부 절연부재
71: 하부너트 72: 상부너트
110, 210, 310, 410: 하부 하우징 120, 220, 320, 420: 상부 하우징
130, 230, 330, 430: 상부 커버 132, 432: 제1단자홀
133, 433: 제2단자홀 134, 234, 334, 434: 인식부
135, 435: 배기 돌기 136: 보강 리브
137, 437: 배기 홀 150: 버스 바
161: 제2모듈단자 162: 제1모듈단자
456: 코드부 436: 인식창

Claims (11)

  1. 외측으로 돌출된 제1전극단자와 제2전극단자를 포함하는 복수 개의 이차전지;
    이웃하는 이차전지의 상기 단자를 전기적으로 연결하는 버스 바;
    상기 이차전지가 삽입되는 공간을 갖는 하부 하우징; 및
    상기 하부 하우징과 결합되는 상부 커버;
    를 포함하며,
    상기 제1전극단자의 하부에는 제1상부 절연부재가 설치되고, 상기 제1상부 절연부재에는 홈 또는 돌기로 이루어진 식별부가 형성되고,
    상기 상부 커버에는 상기 식별부와 끼움 결합되는 인식부가 형성된 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식별부는 돌기로 이루어지고, 상기 인식부는 상기 식별부가 삽입되는 홀 또는 홈으로 이루어진 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 식별부는 홈으로 이루어지고, 상기 인식부는 상기 식별부에 삽입되는 돌기로 이루어진 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극단자는 하부에 설치된 단자 플레이트 상에 고정 설치되고, 상기 제1 상부 절연부재는 상기 단자 플레이트의 하부에 배치된 전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1상부 절연부재는 하판과 하판의 측단에서 상부로 돌출되어 상기 단자 플레이트를 감싸는 측벽, 및 상기 측벽에서 측방향으로 돌출된 지지판을 포함하고, 상기 식별부는 상기 지지판 상에 형성된 전지 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1상부 절연부재는 상기 측벽에서 상부로 돌출되며, 상기 단자 플레이트의 상면과 맞닿아 지지하는 후크 형태로 이루어진 고정부를 포함하는 전지 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 단자 플레이트에는 제1리벳단자가 고정 설치되고, 상기 제1리벳단자는 상기 이차전지의 내부로 이어져 설치된 전지 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1상부 절연부재에는 식별코드가 부착된 코드부가 형성된 전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부 커버에는 상기 코드부의 상부에 위치하여 상기 코드부를 상부로 노출시키는 식별창이 형성된 전지 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2전극단자의 하부에는 제2상부 절연부재가 설치되고, 상기 제1상부 절연부재와 상기 제2상부 절연부재 중에서 상기 제1상부 절연부재에만 상기 식별부가 형성된 전지 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상부 커버에는 제1전극단자가 삽입되는 제1단자홀과 상기 제2전극단자가 삽입되는 제2단자홀이 형성되고, 상기 인식부는 상기 제1단자홀과 상기 제2단자홀 중에서 제1단자홀의 옆에만 형성되는 전지 모듈.
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