KR20140120550A - A battery module - Google Patents

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KR20140120550A
KR20140120550A KR20130036458A KR20130036458A KR20140120550A KR 20140120550 A KR20140120550 A KR 20140120550A KR 20130036458 A KR20130036458 A KR 20130036458A KR 20130036458 A KR20130036458 A KR 20130036458A KR 20140120550 A KR20140120550 A KR 20140120550A
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case
pressing member
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battery module
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Inventor
강현창
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엘지전자 주식회사
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Abstract

Provided is a battery module which prevents the swelling phenomenon of a unit cell. For this, a battery module according to an embodiment of the present invention includes a unit cell generating a current, a case arranged in the unit cell, and a pressurizing member which is arranged between the unit cell and the case and pressurizes the upper surface and the lower surface of the unit cell.

Description

배터리 모듈{A BATTERY MODULE}A battery module {A BATTERY MODULE}

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 자동차에 설치되는 배터리 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module installed in an electric vehicle.

일반적으로 가솔린, 경유 등의 화석 연료를 사용하는 차량의 가장 큰 문제점 중의 하나는 대기오염을 유발한다는 점이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 차량의 동력원을 충방전이 가능한 이차전지로 사용하는 기술이 관심을 끌고 있다. 따라서, 배터리 만으로 운행될 수 있는 전기자동차(EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차전지는 주로 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지가 주로 사용되고 있지만, 최근에는 리튬 이온전지 등의 사용도 시도되고 있다.In general, one of the biggest problems of vehicles using fossil fuels such as gasoline and light oil is that it causes air pollution. As a solution to this problem, a technique of using a power source of a vehicle as a secondary battery capable of charging and discharging has attracted attention. Accordingly, an electric vehicle (EV) that can be operated only by a battery, and a hybrid electric vehicle (HEV) that uses a battery and an existing engine have been developed, and some of them have been commercialized. BACKGROUND ART [0002] Nickel metal hydride (Ni-MH) batteries are mainly used as secondary batteries as power sources for EV, HEV and the like, but recently lithium-ion batteries have also been used.

EV, HEV 등의 동력원으로 사용되기 위해서는 고출력 대용량이 요구되므로, 다수의 소형 이차전지(단위전지)들을 직렬 및/또는 병렬로 연결한 구조의 중대형 배터리모듈이 사용되고 있다.Large-capacity battery modules of a structure in which a plurality of small secondary cells (unit cells) are connected in series and / or in parallel are used in order to be used as a power source for EV, HEV and the like.

이러한 중대형 배터리모듈의 구성요소인 단위전지로는 높은 밀집도로 충적됨으로써 사공간(dead space)의 크기를 줄일 수 있는 각형 전지 또는 파우치형 전지가 사용되고 있다. 이러한 단위전지들의 기계적 체결과 전기적 연결을 용이하게 하기 위하여, 일반적으로는 하나 또는 둘 이상의 단위전지들을 장착할 수 있는 전지카트리지가 사용되고 있다. 즉, 단위전지들을 장착하고 있는 다수의 전지카트리지들을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 배터리 모듈을 구성하고 있다.A prismatic battery or a pouch-shaped battery is used as a unit battery, which is a component of such a middle- or large-sized battery module, and can reduce the size of a dead space by being filled with a high density. In order to facilitate the mechanical fastening and electrical connection of such unit cells, a battery cartridge is generally used which is capable of mounting one or more unit cells. That is, a plurality of battery cartridges mounting unit cells are connected in series and / or in parallel to constitute a battery module.

그러나, 상기와 같은 중대형 배터리모듈은 가능한 한 부피를 많이 차지하지 않도록 하기 위하여 집약적으로 모듈이 구성되는 바, 단위전지의 부풀음 문제가 발생할 수 있고, 모듈로부터 발생하는 열을 냉각시키기 곤란한 문제점이 있다.
However, since the middle- or large-sized battery module as described above is formed intensively so as not to occupy a large volume as much as possible, a problem of swelling of the unit cell may occur, and it is difficult to cool the heat generated from the module.

본 발명이 해결하려는 과제는, 단위전지(Cell)의 부풀음(Swelling) 현상을 방지할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a battery module capable of preventing a swelling phenomenon of a unit cell.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 단위전지가 케이스에 형성된 슬롯에 슬라이딩 방식으로 결합되는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery module in which a unit cell is slidably coupled to a slot formed in a case.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 케이스 내에 단위전지를 냉각시킬 수 있는 공기유로가 형성된 배터리 모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery module in which an air flow path for cooling a unit cell is formed in a case.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈은, 전류를 생성하는 단위전지(Cell)와, 상기 단위전지가 내부에 배치되는 케이스와, 상기 단위전지 및 케이스 사이에 배치되어 상기 단위전지의 상면 및 하면을 가압하는 가압부재를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery module including: a unit cell for generating a current; a case having the unit cell disposed therein; And a pressing member for pressing the upper and lower surfaces of the unit cell.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 단위전지의 상면 및 하면이 가압부재에 의해 가압되기 때문에, 상기 단위전지의 부풀음 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.In the battery module according to the present invention, since the upper surface and the lower surface of the unit cell are pressed by the pressing member, there is an effect that the swelling of the unit cell can be prevented.

또한, 단위전지가 케이스에 형성된 슬롯에 슬라이딩 방식으로 결합되기 때문에, 배터리 모듈의 조립성이 향상되는 효과도 있다.In addition, since the unit cells are coupled to the slots formed in the case in a sliding manner, assembling performance of the battery module is improved.

또한, 케이스 내에 제1 공기유로 및 제2 공기유로가 형성되기 때문에, 단위전지를 냉각시킬 수 있는 효과도 있다.Further, since the first air passage and the second air passage are formed in the case, there is an effect that the unit cell can be cooled.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈을 나타내는 정면도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 전지카트리지를 나타내는 사시도,
도 4는 도 3의 측면도,
도 5는 도 3의 정단면도,
도 6은 도 3의 절개 사시도,
도 7은 단위전지를 나타내는 사시도,
도 8은 단위전지를 나타내는 정면도,
도 9 내지 도 11은 전지카트리지의 조립과정을 나타내는 도면,
도 12 및 도 13은 전지카트리지의 공기 유동 모습을 나타낸 도면이다.1 is a front view showing a battery module according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a sectional view of Fig. 1,
Fig. 3 is a perspective view showing the battery cartridge shown in Fig. 1,
Fig. 4 is a side view of Fig. 3,
Fig. 5 is a front sectional view of Fig. 3,
FIG. 6 is an exploded perspective view of FIG. 3,
7 is a perspective view showing a unit cell,
8 is a front view showing a unit cell,
9 to 11 are views showing a process of assembling the battery cartridge,
12 and 13 are views showing an air flow of the battery cartridge.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a battery module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈을 나타내는 정면도, 도 2는 도 1의 단면도이다.FIG. 1 is a front view showing a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈(100)은, 적층된 복수의 전지카트리지(10)와, 각각의 전지카트리지(10)를 전기적으로 연결하는 연결부재(20)를 포함한다.1 and 2, a battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of stacked battery cartridges 10, a connecting member 20 electrically connecting the respective battery cartridges 10 ).

각각의 전지카트리지(10)는, 외측을 구성하는 케이스(12)와, 케이스(12)의 내부에 배치되어 전류를 생성하는 단위전지(Cell;14)와, 케이스(12)의 내부에서 케이스(12) 및 단위전지(14) 사이에 배치되어 단위전지(14)의 상면 및 하면을 가압하는 가압부재(16,18)를 포함한다. 가압부재(16,18)는 단위전지(14)의 상면 및 하면을 가압함으로써, 단위전지(14)의 부풀음(Swelling) 현상이 방지되도록 한다.Each of the battery cartridges 10 includes a case 12 constituting the outside, a unit cell 14 disposed inside the case 12 to generate a current, 12 and the unit cell 14 to press the upper and lower surfaces of the unit cell 14. The pressing members 16, The pressing members 16 and 18 press the upper surface and the lower surface of the unit cell 14 to prevent the unit cell 14 from swelling.

단위전지(14)는 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지 또는 리튬 이온(Li-ion) 전지로서 전류를 생성한다.The unit cell 14 generates a current as a nickel metal hydride (Ni-MH) battery or a lithium ion (Li-ion) battery.

연결부재(20)는 전도체로 형성되어, 각각의 케이스(12) 내에 배치되는 단위전지(14)들을 직렬로 연결한다. 물론, 연결부재(20)는 각각의 케이스(12) 내에 배치되는 단위전지(14)들을 전기적으로 연결하여, 배터리 모듈(100)이 보다 대용량 전류를 출력할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 각각의 단위전지(14)들을 병렬로 연결하거나, 직렬 및 병렬 조합으로 연결하여도 무방하다.The connecting member 20 is formed of a conductor, and connects unit cells 14 arranged in each case 12 in series. Of course, the connecting member 20 is for electrically connecting the unit cells 14 disposed in each case 12 so that the battery module 100 can output a larger capacity current, (14) may be connected in parallel, or may be connected in series and in parallel.

도 3은 도 1에 도시된 전지카트리지(10)를 나타내는 사시도, 도 4는 도 3의 측면도, 도 5는 도 3의 정단면도, 도 6은 도 3의 절개 사시도이다.Fig. 3 is a perspective view showing the battery cartridge 10 shown in Fig. 1, Fig. 4 is a side view of Fig. 3, Fig. 5 is a front sectional view of Fig. 3, and Fig. 6 is a cutaway perspective view of Fig.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 케이스(12)는 양측면이 개방된 사각통 형태로 형성되어, 케이스(12)에는 단위전지(14)가 내부에 배치되기 위해 삽입되는 슬롯(12e)이 형성된다.3 to 6, the case 12 is formed in the shape of a rectangular barrel having open sides at both sides, and the case 12 is formed with a slot 12e into which the unit cell 14 is inserted to be disposed therein .

즉, 케이스(12)는, 상면(12a)과, 상면(12a)으로부터 하측으로 이격 배치되는 하면(12b)과, 상면(12a) 및 하면(12b)의 일단을 연결하는 정면(12c)과, 상면(12a) 및 하면(12b)의 타단을 연결하는 후면(12d)을 포함한다.That is, the case 12 has a top surface 12a, a bottom surface 12b spaced downward from the top surface 12a, a front surface 12c connecting one end of the top surface 12a and the bottom surface 12b, And a rear surface 12d connecting the other end of the upper surface 12a and the lower surface 12b.

상면(12a), 하면(12b), 정면(12c) 및 후면(12d)이 감싸는 내부공간은 슬롯(12e)이 된다. 단위전지(14)는 개방된 케이스(12)의 일측면에서 타측면을 향해 슬롯(12e)으로 슬라이딩 방식으로 삽입되어, 케이스(12)의 내부에 배치된다.The inner space enclosed by the upper surface 12a, the lower surface 12b, the front surface 12c, and the rear surface 12d becomes a slot 12e. The unit cells 14 are inserted into the slots 12e from one side of the opened case 12 toward the other side in a sliding manner and disposed inside the case 12. [

가압부재(16,18)는 상면(12a) 및 하면(12b)에 각각 배치되어, 단위전지(14)가 케이스(12)의 내부에 배치된 상태에서 단위전지(14)의 상면 및 하면을 가압한다.The pressing members 16 and 18 are respectively disposed on the upper surface 12a and the lower surface 12b so that the upper surface and the lower surface of the unit cell 14 are pressurized while the unit cells 14 are disposed inside the case 12. [ do.

보다 상세하게는, 가압부재(16,18)는, 도 6에 참조된 바와 같이, 케이스(12)의 길이방향으로 복수 열이 배치된다. 본 실시예에서는, 케이스(12)의 상면(12a) 및 하면(12b)에 각각 길이방향으로 3개 열이 배치되는 것으로 하여 설명한다.More specifically, the pressing members 16 and 18 are arranged in plural rows in the longitudinal direction of the case 12, as shown in Fig. In the present embodiment, three rows are arranged in the longitudinal direction on the upper surface 12a and the lower surface 12b of the case 12, respectively.

또한, 단위전지(14)가 케이스(12)의 내부에 배치된 상태에서는, 정면(12c) 및 후면(12d)에 단위전지(14)의 전단부 및 후단부가 밀착되도록 배치된다. 이와 같이 단위전지(14)의 전단부 및 후단부가 케이스(12)의 정면(12c) 및 후면(12d)에 밀착되도록 구비되는 바, 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(12) 내부에서의 단위전지(14)의 임의 유동을 방지할 수 있다.The front end portion and the rear end portion of the unit cell 14 are closely attached to the front face 12c and the rear face 12d in a state where the unit cell 14 is disposed inside the case 12. [ The front end portion and the rear end portion of the unit cell 14 are closely attached to the front surface 12c and the rear surface 12d of the case 12 as shown in FIG. Any flow of the battery 14 can be prevented.

한편, 케이스(12)의 내부에는, 도 4 및 도 6에 참조된 바와 같이, 가압부재(16,18)가 3개 열로 배치된 것으로 가정할 경우, 상면(12a)과 하면(12b) 및 단위전지(14)의 각 사이에 각각의 가압부재(16,18)의 길이방향으로 연통되게 제1공기출입구(20a) 및 제2공기출입구(20b)가 형성되고, 정면(12c)과 후면(12d) 및 단위전지(14) 사이의 상부 및 하부에 제3공기출입구(20d)가 형성되며, 단위전지(14)의 전단부 및 후단부에 제4공기출입구(20c)가 형성된다.4 and 6, when the pressing members 16 and 18 are arranged in three rows, the upper surface 12a and the lower surface 12b and the unit The first air inlet 20a and the second air inlet 20b are formed so as to communicate with each other in the longitudinal direction of the respective pressing members 16 and 18 between the respective sides of the battery 14 and the front face 12c and the rear face 12d And a fourth air inlet 20c is formed at a front end and a rear end of the unit cell 14. The third air inlet 20d is formed at an upper portion and a lower portion of the unit cell 14 and the unit cell 14,

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 가압부재(16,18)를 이용하여 견고하게 단위전지(14)를 가압하여 부풀림을 방지함은 물론, 상술한 복수개의 공기출입구(20a,20b,20c,20d)를 드나드는 공기에 의해 단위전지(14)가 신속하게 냉각될 수 있다.As described above, the battery module according to the embodiment of the present invention is capable of firmly pressing the unit cells 14 by using the pressing members 16 and 18 to prevent the unit cells 14 from being inflated, and the plurality of air outlets 20a, 20b, 20c, and 20d, the unit cells 14 can be quickly cooled.

가압부재(16,18)는, 케이스(12) 내부의 상측면에 결합되어 단위전지(14)의 상면을 가압하는 상측면 가압부재(16)와, 케이스(12) 내부의 하측면에 결합되어 단위전지(14)의 하면을 가압하는 하측면 가압부재(18)를 포함한다. 상측면 가압부재(16)가 단위전지(14)의 상면을 가압하는 것과, 하측면 가압부재(18)가 단위전지(14)의 하측면을 가압하는 것은 도 5에 화살표로 도시되어져 있다.The pressing members 16 and 18 are provided with an upper side pressing member 16 coupled to an upper side of the inside of the case 12 to press the upper surface of the unit cell 14, And a lower side pressing member 18 for pressing the lower surface of the unit cell 14. The upper side pressing member 16 presses the upper surface of the unit cell 14 and the lower side pressing member 18 presses the lower side surface of the unit cell 14 is shown by an arrow in FIG.

단위전지(14)는, 케이스(12)에 형성된 슬롯(12e)을 통해 상측면 가압부재(16) 및 하측면 가압부재(18) 사이로 삽입되어, 상측면 가압부재(16) 및 하측면 가압부재(18)의 가압력에 의해 케이스(12)의 내부에 고정된다.The unit cell 14 is inserted between the upper side pressing member 16 and the lower side pressing member 18 through the slot 12e formed in the case 12 so that the upper side pressing member 16 and the lower side pressing member 18, Is fixed to the inside of the case (12) by the pressing force of the spring (18).

이와 같이, 단위전지(14)를 케이스(12)에 형성된 슬롯(12e)에 삽입하면, 단위전지(14)가 가압부재(16,18)의 가압력에 의해 상면 및 후면이 가압됨으로써, 가압부재(16,18)의 가압력에 의해 단위전지(14)의 부풀음 현상을 방지할 수 있음과 아울러, 단위전지(14)가 가압부재(16,18)의 가압력에 의해 케이스(12)의 내부에 고정되기 때문에, 단위전지(14)를 케이스(12)에 형성된 슬롯(12e)에 삽입하여 쉽게 조립할 수 있을 뿐만 아니라, 단위전지(14)를 케이스(12)에 형성된 슬롯(12e)으로부터 쉽게 빼내어 교환할 수도 있다.When the unit cell 14 is inserted into the slot 12e formed in the case 12 as described above, the unit cell 14 is pressed by the pressing force of the pressing members 16 and 18, The unit cells 14 are prevented from being swollen by the pressing force of the pressing members 16 and 18 and the unit cells 14 are fixed to the inside of the case 12 by the pressing force of the pressing members 16 and 18 The unit cells 14 can be easily assembled by inserting them into the slots 12e formed in the case 12 and can be easily removed from the slots 12e formed in the case 12 have.

가압부재(16,18)는, 케이스(12)의 내측면에 접하는 평면부(16a)와, 평면부(16a)로부터 절곡되어 반원형으로 형성되어서 단위전지(14)를 가압하는 탄성변형부(16b)를 포함한다.The pressing members 16 and 18 have a flat surface portion 16a contacting the inner side surface of the case 12 and an elastic deformation portion 16b formed by being bent from the flat surface portion 16a to be semicircular and pressing the unit cell 14 ).

평면부(16a) 및 탄성변형부(16b)는 각각 복수로 형성되어, 서로 교대로 배치된다.The planar portion 16a and the elastic deformable portion 16b are respectively formed in plural and arranged alternately with each other.

평면부(16a)들 중 적어도 하나가 케이스(12)에 용접 또는 볼팅에 의해 결합됨으로써,가압부재(16,18)는 케이스(12)의 내측에 고정 배치될 수 있다.At least one of the flat portions 16a is welded or bolted to the case 12 so that the pressing members 16 and 18 can be fixedly disposed inside the case 12. [

탄성변형부(16b)는 케이스(12) 내로 단위전지(14)를 삽입시 탄성변형되면서 단위전지(14)를 가압하게 된다.The elastic deformation portion 16b presses the unit cell 14 while being elastically deformed when the unit cell 14 is inserted into the case 12. [

탄성변형부(16b)는 단위전지(14)가 케이스(12) 내로 삽입되는 방향에 대해 직교되는 방향으로 길게 형성되어, 단위전지(14)의 상면 및 하면을 전방에서부터 후방까지 연속적으로 가압하게 된다.The elastic deforming portions 16b are elongated in a direction orthogonal to the direction in which the unit cells 14 are inserted into the case 12 so as to continuously press the upper and lower surfaces of the unit cells 14 from the front to the rear .

가압부재(16,18)가 케이스(12)의 내부에 결합되게 되면, 평면부(16a) 및 단위전지(14) 사이에는 공기가 흐르는 제1 공기유로(16c)가 형성되고, 탄성변형부(16b) 및 케이스(12) 사이에는 공기가 흐르는 제2 공기유로(16d)가 형성된다.When the pressure members 16 and 18 are coupled to the inside of the case 12, a first air flow path 16c through which air flows is formed between the planar portion 16a and the unit cells 14, 16b and the case 12, a second air passage 16d through which air flows is formed.

제1 공기유로(16c) 및 제2 공기유로(16d)는 각각 복수로 형성되어, 서로 교대로 배치된다.The first air passage (16c) and the second air passage (16d) are respectively formed in a plurality and arranged alternately with each other.

복수개의 공기출입구(20a,20b,20c,20d)를 통해 케이스(12)의 내부로 유입된 공기는, 제1 공기유로(16c) 및 제2 공기유로(16d)를 지나감으로써, 단위전지(14)의 상면 및 하면이 쉽게 냉각될 수 있도록 한다. 공기출입구(12f)를 통해 케이스(12)의 내부로 유입된 공기가, 제1 공기유로(16c) 및 제2 공기유로(16d)로 유입되는 것은 도 6에 화살표로 도시되어져 있다.The air introduced into the case 12 through the plurality of air outlets 20a, 20b, 20c and 20d passes through the first air passage 16c and the second air passage 16d, 14 can be easily cooled. The flow of air introduced into the case 12 through the air inlet 12f into the first air passage 16c and the second air passage 16d is shown by the arrow in Fig.

제1 공기유로(16c) 및 제2 공기유로(16d)를 통해 공기가 쉽게 유입되고 배출될 수 있도록, 케이스(12)의 정면(12c) 및 후면(12d)에는 홀(미도시)이 형성됨이 바람직하다.A hole (not shown) is formed in the front face 12c and the rear face 12d of the case 12 so that air can be easily introduced and discharged through the first air passage 16c and the second air passage 16d desirable.

또한, 가압부재(16,18) 및 케이스(12)는, 열전도율이 우수하고 가격이 저렴한 알루미늄 재질로 형성됨이 바람직하다.It is preferable that the pressing members 16 and 18 and the case 12 are formed of an aluminum material having an excellent thermal conductivity and a low price.

도 7은 단위전지(14)를 나타내는 사시도, 도 8은 단위전지(14)를 나타내는 정면도이다.FIG. 7 is a perspective view showing the unit cell 14, and FIG. 8 is a front view showing the unit cell 14. As shown in FIG.

도 7 및 도 8을 참조하면, 케이스(12) 내에 배치되는 단위전지(14)는 제1 단위전지(14a)와 제2 단위전지(14b)로 이루어진다. 다만, 배터리 모듈(100)의 필요한 출력 전류량에 따라 단위전지(14)는 다양한 개수로 변경될 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, a unit cell 14 disposed in the case 12 includes a first unit cell 14a and a second unit cell 14b. However, the number of the unit cells 14 can be changed according to the required output current amount of the battery module 100.

제1 단위전지(14a)와 제2 단위전지(14b)가 밀착되어 결합된다. 제1 단위전지(14a)는 케이스(12) 내에서 상측면 가압부재(16)에 의해 상면이 가압되고, 제2 단위전지(14b)는 케이스(12) 내에서 하측면 가압부재(18)에 의해 하면이 가압된다.The first unit cell 14a and the second unit cell 14b are closely contacted to each other. The upper surface of the first unit cell 14a is pressed by the upper side pressing member 16 in the case 12 and the second unit cell 14b is pressed into the lower side pressing member 18 in the case 12 The lower surface is pressed.

케이스(12) 내에 배치되는 제1 단위전지(14a)와 제2 단위전지(14b)는 병렬로 연결된다. 즉, 제1 단위전지(14a)의 양극(+) 및 제2 단위전지(14b)의 양극(+)을 제1 병렬연결부재(14c)를 통해 병렬로 연결하고, 제1 단위전지(14a)의 음극(-) 및 제2 단위전지(14b)의 음극(-)을 제 2 병렬연결부재(14d)를 통해 병렬로 연결한다.The first unit cell 14a and the second unit cell 14b disposed in the case 12 are connected in parallel. That is, the positive electrode (+) of the first unit cell 14a and the positive electrode (+) of the second unit cell 14b are connected in parallel via the first parallel connecting member 14c, And the negative electrode (-) of the second unit cell 14b are connected in parallel through the second parallel connecting member 14d.

이와 같이 병렬로 연결되어 케이스(12) 내에 배치되는 단위전지(14)는, 이웃하는 케이스(12) 내에 배치되는 단위전지(14)와 연결부재(20)를 통해 직렬로 연결된다. 다만, 배터리 모듈(100)의 필요한 출력 전류량에 따라 연결 구조를 변경할 수 있다.The unit cells 14 connected in parallel and arranged in the case 12 are connected in series with the unit cells 14 disposed in the adjacent case 12 through the connecting member 20. [ However, the connection structure can be changed according to the required output current amount of the battery module 100.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 배터리 모듈(100)의 조립과정을 설명하면 다음과 같다.The assembling process of the battery module 100 according to the embodiment of the present invention will now be described.

도 9 내지 도 11은 전지카트리지(10)의 조립과정을 나타내는 도면이고, 도 12 및 도 13은 전지카트리지의 공기 유동 모습을 나타낸 도면이다.FIGS. 9 to 11 are views showing a process of assembling the battery cartridge 10, and FIGS. 12 and 13 are views showing the air flow of the battery cartridge.

도 9 내지 도 11를 참조하여 전지카트리지(10)의 조립과정을 먼저 살펴보기로 한다.The assembling process of the battery cartridge 10 will be described first with reference to FIGS. 9 to 11. FIG.

도 9를 참조하면, 케이스(12) 내부의 상측면에는 상측면 가압부재(16)가 배치되어 있고, 케이스(12) 내부의 하측면에는 하측면 가압부재(18)가 배치되어 있다. 또한, 케이스(12)의 내부에는 양측면을 관통하는 슬롯(12e)이 형성되어 있다. 단위전지(14)는 케이스(12)의 일측면에서 화살표와 같이 슬롯(12e)으로 삽입을 시작한다.9, an upper side pressing member 16 is disposed on the upper side of the inside of the case 12, and a lower side pressing member 18 is disposed on the lower side of the inside of the case 12. As shown in Fig. In addition, a slot 12e is formed in the case 12 so as to penetrate both side surfaces thereof. The unit cell 14 starts to be inserted into the slot 12e as indicated by an arrow on one side of the case 12. [

이후, 도 10을 참조하면, 단위전지(14)가 케이스(12) 내부의 슬롯(12e)으로 삽입되는 도중에, 단위전지(14)는 상측면 가압부재(16) 및 하측면 가압부재(18) 사이로 삽입된다. 따라서, 단위전지(14)의 상측면은 상측면 가압부재(16)의 탄성변형부(16b)에 접촉되어 상측면 가압부재(16)의 탄성변형부(16b)를 가압하게 되고, 단위전지(14)의 하측면은 하측면 가압부재(18)의 탄성변형부(16b)에 접촉되어 하측면 가압부재(18)의 탄성변형부(16b)를 가압하게 된다. 이로 인해, 단위전지(14)가 탄성변형부(16b)들 사이를 지나갈 때, 탄성변형부(16b)들은 단위전지(14)의 상면 및 하면에 의해 가압되어 탄성변형되면서 탄성력을 발생시키며, 그 탄성력에 의해 단위전지(14)의 상면 및 하면을 가압하게 된다.10, when the unit cell 14 is inserted into the slot 12e in the case 12, the unit cell 14 is separated from the upper side pressing member 16 and the lower side pressing member 18, Respectively. The upper surface of the unit cell 14 is brought into contact with the resiliently deformed portion 16b of the upper side pressing member 16 to press the resiliently deformed portion 16b of the upper side pressing member 16, 14 contact the elastic deformed portion 16b of the lower side pressing member 18 and press the elastic deformed portion 16b of the lower side pressing member 18. [ Therefore, when the unit cells 14 pass between the elastic deforming portions 16b, the elastic deforming portions 16b are elastically deformed by being pressed by the upper surface and the lower surface of the unit cell 14 to generate an elastic force, The upper surface and the lower surface of the unit cell 14 are pressed by the elastic force.

이후, 도 11과 같이 단위전지(14)가 케이스(12)의 내부에 삽입이 완료된 상태에서, 단위전지(14)는 상측면 가압부재(16) 및 하측면 가압부재(18) 사이에서 탄성변형부(16b)들의 가압력에 의해 케이스(12) 내에 고정됨으로써, 전지카트리지(10)의 조립이 완료된다.11, the unit cell 14 is elastically deformed between the upper side pressing member 16 and the lower side pressing member 18 in a state where the unit cell 14 is completely inserted into the case 12 The battery cartridge 10 is fixed in the case 12 by the urging force of the tabs 16b.

이후, 상기와 같이 조립된 전지카트리지(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이 복수로 적층된 후, 연결부재(20)를 통해 직렬로 연결됨으로써, 배터리 모듈(100)이 완성된다.1, the battery cartridges 10 assembled as described above are stacked in a plurality of units and then connected in series through the connecting member 20, thereby completing the battery module 100. [

상기와 같이 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)은, 단위전지(14)의 상면 및 하면이 가압부재(16,18)에 의해 가압되기 때문에, 단위전지(14)의 부풀음 현상을 방지할 수 있다.As described above, since the upper and lower surfaces of the unit cell 14 are pressed by the pressing members 16 and 18, the battery module 100 according to the present invention can prevent the unit cell 14 from being swollen .

또한, 단위전지(14)가 케이스(12)에 형성된 슬롯(12e)에 슬라이딩 방식으로 결합되기 때문에, 배터리 모듈(100)의 조립성이 향상된다.Further, since the unit cells 14 are coupled to the slots 12e formed in the case 12 in a sliding manner, the assembling performance of the battery module 100 is improved.

또한, 복수 열로 배치된 가압부재(16,18)에 의해 케이스(12)의 길이방향을 관통하는 복수개의 공기출입구(20a,20b,20c,20d)가 구비됨과 아울러, 도 12에 참조된 바와 같이, 케이스(12) 내에 제1 공기유로(16c) 및 제2 공기유로(16d)가 형성되기 때문에, 단위전지(14)를 신속하게 냉각시킬 수 있다.Further, a plurality of air outlets 20a, 20b, 20c and 20d penetrating the case 12 in the longitudinal direction are provided by pressing members 16 and 18 arranged in a plurality of rows, , The first air passage (16c) and the second air passage (16d) are formed in the case (12), so that the unit cell (14) can be cooled quickly.

특히, 케이스(12)의 길이방향을 관통하도록 배치된 복수개의 공기출입구(20a,20b,20c,20d)는 제1 공기유로(16c) 및 제2 공기유로(16d)를 관통하므로 보다 많은 양의 공기를 출입시키기 때문에, 도 13에 참조된 바와 같이, 냉각 효율이 상승하는 이점을 제공한다.Particularly, since the plurality of air outlets 20a, 20b, 20c and 20d arranged to pass through the longitudinal direction of the case 12 pass through the first air passage 16c and the second air passage 16d, As the air enters and exits, as shown in Fig. 13, the cooling efficiency is increased.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

10: 전지카트리지 12: 케이스
12a: 상면 12b: 하면
12c: 정면 12d:후면
12e: 슬롯 14: 단위전지
16,18: 가압부재 16a: 평면부
16b: 탄성변형부 16c: 제1 공기유로
16d: 제2 공기유로 20: 연결부재
20a,20b,20c,20d: 공기출입구 100: 배터리 모듈10: battery cartridge 12: case
12a: upper surface 12b: lower surface
12c: front face 12d: rear face
12e: Slot 14: Unit cell
16, 18: pressing member 16a:
16b: elastic deformation portion 16c: first air passage
16d: second air passage 20: connecting member
20a, 20b, 20c, 20d: air inlet port 100: battery module

Claims (9)

전류를 생성하는 단위전지(Cell);
상기 단위전지가 내부에 배치되는 케이스; 및
상기 단위전지 및 케이스 사이에 배치되어, 상기 단위전지의 상면 및 하면을 가압하는 가압부재;를 포함하는 배터리 모듈.A unit cell (Cell) for generating current;
A case in which the unit cell is disposed inside; And
And a pressing member disposed between the unit cell and the case and pressing the upper and lower surfaces of the unit cell. 청구항 1에 있어서,
상기 가압부재는,
상기 케이스 내부의 상측면에 결합되어 상기 단위전지의 상면을 가압하는 상측면 가압부재와,
상기 케이스 내부의 하측면에 결합되어 상기 단위전지의 하면을 가압하는 하측면 가압부재를 포함하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The pressing member
An upper side pressing member coupled to an upper side of the case to press the upper surface of the unit cell,
And a lower side pressing member coupled to a lower side surface of the case to press the lower surface of the unit cell. 청구항 2에 있어서,
상기 케이스에는 상기 단위전지가 내부에 배치되기 위해 삽입되는 슬롯이 형성되고,
상기 단위전지는, 상기 슬롯을 통해 상기 상측면 가압부재 및 하측면 가압부재 사이로 삽입되어, 상기 상측면 가압부재 및 하측면 가압부재의 가압력에 의해 상기 케이스의 내부에 고정되는 배터리 모듈.The method of claim 2,
Wherein the case is formed with a slot into which the unit cell is inserted to be disposed therein,
Wherein the unit cell is inserted between the upper side pressing member and the lower side pressing member through the slot and is fixed to the inside of the case by a pressing force of the upper side pressing member and the lower side pressing member. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 가압부재는 상기 케이스의 길이방향으로 복수 열이 배치된 배터리 모듈.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the pressing member has a plurality of rows arranged in the longitudinal direction of the case. 청구항 1에 있어서,
상기 가압부재는,
상기 케이스의 내측면에 접하는 평면부와,
상기 평면부로부터 절곡되고, 상기 케이스 내로 상기 단위전지를 삽입시 탄성변형되면서 상기 단위전지를 가압하는 탄성변형부를 포함하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The pressing member
A flat portion contacting the inner surface of the case,
And an elastic deformation part bent from the flat surface part and pressing the unit cell while being elastically deformed when the unit cell is inserted into the case. 청구항 5에 있어서,
상기 탄성변형부는 상기 단위전지가 상기 케이스 내로 삽입되는 방향에 대해 직교되는 방향으로 길게 형성되는 배터리 모듈.The method of claim 5,
Wherein the elastic deformation portion is elongated in a direction orthogonal to a direction in which the unit cell is inserted into the case. 청구항 5에 있어서,
상기 평면부 및 단위전지 사이에는 공기가 흐르는 제1 공기유로가 형성되고,
상기 탄성변형부 및 케이스 사이에는 공기가 흐르는 제2 공기유로가 형성되는 배터리 모듈.The method of claim 5,
A first air flow path through which air flows is formed between the planar portion and the unit cells,
And a second air passage through which air flows is formed between the elastically deformable portion and the case. 청구항 1에 있어서,
상기 케이스는, 상기 가압부재가 배치되는 상면과, 상기 상면으로부터 이격되고 상기 가압부재가 배치되는 하면과, 상기 단위전지의 전단부와 밀착되고 상기 상면 및 하면의 일단을 연결하는 정면과, 상기 단위전지의 후단부와 밀착되고 상기 상면 및 하면의 타단을 연결하는 후면을 포함하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the case has a top surface on which the pressing member is disposed, a bottom surface spaced from the top surface and on which the pressing member is disposed, a front surface that is in close contact with the front end of the unit cell and connects one end of the top surface and bottom surface, And a rear surface which is in close contact with a rear end portion of the battery and connects the other ends of the upper surface and the lower surface. 청구항 1에 있어서,
상기 케이스는 복수로 구비되어 서로 적층되고,
상기 각각의 케이스들 내에 배치되는 상기 단위전지들을 전기적으로 연결하는 연결부재;를 더 포함하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The case is stacked on a plurality of cases,
And a connection member electrically connecting the unit cells disposed in the respective cases.
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WO2023043099A1 (en) * 2021-09-17 2023-03-23 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including same

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