KR20140132132A - Battery pack comprising cylinder type secondary battery cells having differnet diameters - Google Patents

Battery pack comprising cylinder type secondary battery cells having differnet diameters Download PDF

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KR20140132132A
KR20140132132A KR1020130051257A KR20130051257A KR20140132132A KR 20140132132 A KR20140132132 A KR 20140132132A KR 1020130051257 A KR1020130051257 A KR 1020130051257A KR 20130051257 A KR20130051257 A KR 20130051257A KR 20140132132 A KR20140132132 A KR 20140132132A
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심혜림
이관수
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주식회사 엘지화학
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Abstract

Disclosed is a secondary battery pack comprising cylinder type secondary battery cells having different diameters. In a secondary battery pack comprising cylinder type secondary battery cells having different diameters according to the present invention, the cylinder type secondary battery cells are arranged between a cylinder type secondary battery cell having a relatively small diameter and a cylinder type secondary battery cell having a relatively large diameter, thereby forming a geometric shape. According to the present invention, when a secondary battery pack is formed by using a cylinder type secondary battery cell, a space generated between secondary batteries can be minimized. Therefore, porosity can be reduced and energy density according to the volume of a secondary pack can be improved.

Description

서로 다른 지름을 가진 원통형 이차전지 셀을 포함하는 이차전지 팩{BATTERY PACK COMPRISING CYLINDER TYPE SECONDARY BATTERY CELLS HAVING DIFFERNET DIAMETERS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery pack including a cylindrical secondary battery cell having different diameters,

본 발명은 서로 다른 지름을 가진 원통형 이차전지 셀을 포함하는 이차전지 팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공극률을 줄여서 에너지 밀도가 향상된 이차전지 팩에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery pack including cylindrical secondary battery cells having different diameters, and more particularly, to a secondary battery pack having improved energy density by reducing porosity.

모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.As technology development and demand for mobile devices, electric vehicles, hybrid vehicles, power storage devices, and uninterruptible power supplies are increasing, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, Much research is underway.

이차전지는 외장재의 종류에 따라 파우치형, 원통형, 각형 등으로 분류되는데, 이 중 원통형 이차전지는 주로 금속 재질의 케이스를 사용하여 다른 형태의 이차전지에 비해 안전성이 뛰어나다는 장점이 있다. 또한, 전극 조립체를 둥글게 말아서 제조하기 때문에, 부피당 에너지 밀도가 높다는 장점이 있다. 나아가, 복수의 단위 셀을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 대용량의 전력 저장 장치를 구성하기 쉽다는 장점이 있다.The secondary battery is classified into a pouch type, a cylindrical type, a prism type, and the like depending on the type of the casing. Among them, the cylindrical secondary battery is advantageous in safety compared to other types of secondary batteries by using a metal case. Further, since the electrode assembly is manufactured by rolling the electrode assembly, there is an advantage that the energy density per volume is high. Furthermore, there is an advantage that a plurality of unit cells can be connected in series and / or in parallel to easily form a large-capacity power storage device.

도 1은 일반적인 원통형 이차전지(100)의 부분의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a portion of a general cylindrical secondary battery 100.

도 1을 참조하면, 일반적으로 원통형 이차전지(100)는 원통형 전지 캔(20), 전지 캔(20)의 내부에 수용되는 젤리-롤 형태의 전극 조립체(30), 전지 캔(20)의 상부에 결합되는 캡 조립체(10), 캡 조립체(10)를 장착하기 위해 전지 캔(20)의 선단에 마련된 비딩부(40) 및 전지를 밀봉하기 위한 클림핑 부위(50)를 구비한다.1, a cylindrical rechargeable battery 100 generally includes a cylindrical battery can 20, a jelly-roll type electrode assembly 30 housed inside the battery can 20, A beading portion 40 provided at the tip of the battery can 20 for mounting the cap assembly 10 and a clamping portion 50 for sealing the battery.

전극 조립체(30)는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 젤리-롤 형태로 권취된 구조이며, 양극에는 양극 리드(31)가 부착되어 캡 조립체(10)에 접속되어 있고, 음극에는 음극 리드(미도시)가 부착되어 전지 캔(20)의 하단에 접속되어 있다.The electrode assembly 30 has a structure in which a separation membrane is interposed between the positive electrode and the negative electrode and is wound in a jelly-roll form. The positive electrode lead 31 is attached to the positive electrode and connected to the cap assembly 10, And a lead (not shown) is attached to the lower end of the battery can 20.

캡 조립체(10)는 양극 단자를 형성하는 탑 캡(11), 전지 내부의 온도 상승시 저항이 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)와 같은 안전 소자(12), 전지 내부의 압력 상승시 전류를 차단하고 및/또는 가스를 배기하는 안전 벤트(13), 특정 부분을 제외하고 안전 벤트(13)를 전류차단부재(15)로부터 전기적으로 분리시키는 제1 가스켓(14), 양극에 연결된 양극 리드(31)가 접속되어 있는 전류차단부재(15)가 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 그리고, 이러한 캡 조립체(10)는 제2 가스켓(16)에 장착된 상태로 전지 캔(20)의 비딩부(40)에 장착된다. 따라서, 정상적인 작동 조건에서 전극 조립체(30)의 양극은 양극 리드(31), 전류차단부재(15), 안전 벤트(13) 및 안전 소자(12)를 경유하여 탑 캡(11)에 연결되어 통전을 이룬다. 그러나, 과충전 등과 같은 원인에 의해 전극 조립체(30) 쪽으로부터 가스가 발생하여 내압이 증가하면, 안전 벤트(13)는 그 형상이 역전되면서 상향 돌출되게 되고, 이때, 안전 벤트(13)가 전류차단부재(15)로부터 분리되어 전류가 차단되게 된다. 따라서, 충방전이 더 이상 진행되지 않게 되어 이차전지의 안전성이 확보된다.The cap assembly 10 includes a top cap 11 forming a positive electrode terminal, a safety element 12 such as a positive temperature coefficient element (PTC element) A first gasket 14 for electrically isolating the safety vent 13 from the current blocking member 15 except for a specific portion, a second gasket 14 for electrically isolating the safety vent 13 from the current blocking member 15, And a current blocking member 15 to which a positive electrode lead 31 connected to the current blocking member 15 are sequentially laminated. The cap assembly 10 is mounted on the bead 40 of the battery can 20 while being mounted on the second gasket 16. The anode of the electrode assembly 30 is connected to the top cap 11 via the positive electrode lead 31, the current blocking member 15, the safety vent 13 and the safety element 12 under normal operating conditions, Respectively. However, if gas is generated from the side of the electrode assembly 30 due to overcharging or the like and the internal pressure increases, the shape of the safety vent 13 is reversed and protrudes upward. At this time, The current is cut off from the member (15). Therefore, the charge / discharge is not advanced any more, and the safety of the secondary battery is secured.

도 2는 이차전지 팩(200)내에 배치된 원통형 이차전지(100)들의 평면도이다.2 is a plan view of the cylindrical secondary batteries 100 disposed in the secondary battery pack 200. As shown in FIG.

도 2를 참조하면, 동일한 지름을 가진 복수의 원통형 이차전지(100)를 사용하여 이차전지 팩(200)을 구성한 것을 확인할 수 있다. 원통형 이차전지는 원통이라는 형상의 특징 때문에 원통형 이차전지들 사이에 공간(빗금 친 부분)이 형성된다. 즉, 다른 형태의 이차전지로 이차전지 팩을 구성했을 때보다, 원통형 이차전지로 이차전지 팩을 구성했을 때 이차전지 팩의 공극률이 상대적으로 높다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the secondary battery pack 200 is constructed using a plurality of cylindrical secondary batteries 100 having the same diameter. The cylindrical secondary battery has a space (shaded portion) between the cylindrical secondary batteries because of the shape of the cylindrical shape. That is, the porosity of the secondary battery pack is relatively high when the secondary battery pack is constituted by a cylindrical secondary battery, as compared with a case where the secondary battery pack is formed of other types of secondary batteries.

그러므로, 원통형 이차전지로 이차전지 팩을 구성할 때 공극률을 줄이고, 높은 밀도의 에너지 충전량을 가진 이차전지 팩에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.Therefore, a variety of researches have been conducted on a secondary battery pack having a high energy density and a low porosity when constructing a secondary battery pack with a cylindrical secondary battery.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 공극률을 줄여서 에너지 밀도가 향상된 이차전지 팩을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a secondary battery pack having improved energy density by reducing porosity.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 서로 다른 지름을 가진 2이상의 원통형 이차전지 셀들;을 포함하는 이차전지 팩에 있어서, 상기 원통형 이차전지 셀들은, 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀이 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치되거나, 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀이 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치되어 기하학적 모양을 이루는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery pack including at least two cylindrical secondary battery cells having different diameters according to the present invention, wherein the cylindrical secondary battery cells have a relatively small diameter, And the cylindrical secondary battery cell having a relatively large diameter is disposed between the cylindrical secondary battery cells having a relatively small diameter to form a geometric shape.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이차전지 셀들은 사각형 모양이 되도록 배치된다.According to an embodiment of the present invention, the secondary battery cells are arranged in a rectangular shape.

이 경우, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들이 사각형 모양의 모서리 부분에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀이 사각형의 중심에 배치될 수 있다. 반면에, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들이 사각형 모양의 모서리 부분에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀이 사각형의 중심에 배치될 수도 있다.In this case, the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells may be disposed at the corner portion of the square shape, and the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cell may be disposed at the center of the square. On the other hand, the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells may be disposed at the corner portion of the square shape, and the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cell may be disposed at the center of the square.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 이차전지 셀들은 육각형 모양이 되도록 배치된다.According to another embodiment of the present invention, the secondary battery cells are arranged in a hexagonal shape.

일 예에 따르면, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀이 육각형의 중심에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들이 육각형의 모서리 부분에 배치될 수 있다. 반면, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀이 육각형의 중심에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들이 육각형의 모서리 부분에 배치될 수도 있다.According to an example, the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cell is disposed at the center of the hexagonal shape, and the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells may be disposed at the corner of the hexagonal shape. On the other hand, the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cell is disposed at the center of the hexagonal shape, and the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells may be disposed at the corner of the hexagonal shape.

다른 예에 따르면, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들이 육각형에서 마주보는 두 변에 각각 닿도록 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들이 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치될 수 있다. 반면, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들이 육각형에서 마주보는 두 변에 각각 닿도록 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들이 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치될 수도 있다.According to another example, the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells are disposed so as to touch two opposite sides of the hexagonal shape, respectively, and the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells are arranged in the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells As shown in FIG. On the other hand, the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells are arranged so as to touch two opposing sides of the hexagonal shape, and the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells are disposed between the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells .

본 발명에 따른 이차전지 팩은, 복수의 이차전지 팩; 및 상기 이차전지 팩의 충전 및 방전을 제어하는 제어부;를 포함하는 전력 저장 장치의 일 구성요소가 될 수 있다.A secondary battery pack according to the present invention includes: a plurality of secondary battery packs; And a control unit for controlling charging and discharging of the secondary battery pack.

본 발명에 따른 이차전지 팩은, 이차전지 팩; 및 상기 이차전지 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 이차전지 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다. 이때, 상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기가 될 수 있다.A secondary battery pack according to the present invention includes: a secondary battery pack; And a load supplied from the secondary battery pack to the secondary battery pack. At this time, the load may be an electric driving means or a portable device.

본 발명의 일 측면에 따르면, 원통형 이차전지를 사용하여 이차전지 팩을 구성할 때, 이차전지 사이에 발생하는 공간을 최소화 할 수 있다. 따라서, 공극률을 줄이고, 이차전지 팩의 부피에 따른 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.According to an aspect of the present invention, when the cylindrical secondary battery is used to construct the secondary battery pack, a space generated between the secondary batteries can be minimized. Therefore, it is possible to reduce the porosity and improve the energy density according to the volume of the secondary battery pack.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 원통형 이차전지의 배치에 따라 다양한 모양의 이차전지 팩을 구성할 수 있다. 따라서, 복수의 이차전지 팩을 포함하는 전력 저장 장치를 구성할 때에도, 이차전지 팩 사이에 발생하는 공간을 최소화 할 수 있다. According to another aspect of the present invention, a secondary battery pack having various shapes can be formed according to the arrangement of the cylindrical secondary battery. Therefore, even when constituting the power storage device including a plurality of secondary battery packs, the space generated between the secondary battery packs can be minimized.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일반적인 원통형 이차전지의 부분의 단면도이다.
도 2는 이차전지 팩내에 배치된 원통형 이차전지들의 평면도이다.
도 3 내지 도 8은 원통형 이차전지 셀의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치에 배치된 원통형 이차전지 셀들의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 저장 장치에 배치된 원통형 이차전지 셀들의 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
1 is a cross-sectional view of a portion of a general cylindrical secondary battery.
2 is a plan view of cylindrical secondary batteries disposed in the secondary battery pack.
3 to 8 are plan views showing the arrangement of the cylindrical secondary battery cells.
9 is a plan view of a cylindrical rechargeable battery cell disposed in a power storage device according to an embodiment of the present invention.
10 is a plan view of cylindrical secondary battery cells disposed in a power storage device according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 발명에 따른 이차전지 팩은 서로 다른 지름을 가진 2이상의 원통형 이차전지 셀들을 포함한다. 이때, 상기 원통형 이차전지 셀들은, 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀이 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치되거나, 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀이 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치되어 기하학적 모양을 이룬다.The secondary battery pack according to the present invention includes two or more cylindrical secondary battery cells having different diameters. The cylindrical rechargeable battery cells may be arranged such that a relatively small diameter cylindrical rechargeable battery cell is disposed between cylindrical rechargeable battery cells having a relatively large diameter or a relatively large diameter cylindrical rechargeable battery cell is a cylindrical secondary battery cell having a relatively small diameter, And is disposed between the battery cells to form a geometric shape.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이차전지 셀들은 사각형 모양이 되도록 배치된다.According to an embodiment of the present invention, the secondary battery cells are arranged in a rectangular shape.

도 3 및 도 4는 원통형 이차전지 셀의 배치를 나타낸 평면도이다.3 and 4 are plan views showing the arrangement of the cylindrical secondary battery cells.

본 명세서에는 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀을 도면 부호 310으로, 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀을 도면 부호 320으로 표현했다.In this specification, a cylindrical secondary battery cell having a relatively large diameter is denoted by reference numeral 310, and a cylindrical secondary battery cell having a relatively small diameter is denoted by reference numeral 320.

도 3에 도시된 실시예처럼, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 셀들 중에서 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀(310)들이 사각형 모양의 모서리 부분에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀(320)이 사각형의 중심에 배치될 수 있다.3, among the cylindrical secondary battery cells according to the present invention, the relatively large-diameter cylindrical secondary battery cells 310 are disposed at the corners of a rectangular shape, and the relatively small- The cell 320 may be disposed at the center of the square.

도 4에 도시된 실시예처럼, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 셀들 중에서 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀(320)들이 사각형 모양의 모서리 부분에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀(310)이 사각형의 중심에 배치될 수 있다.4, among the cylindrical secondary battery cells according to the present invention, the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells 320 are disposed at the corners of a rectangular shape, and the relatively large- The cell 310 may be disposed at the center of the square.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 이차전지 셀들은 육각형 모양이 되도록 배치된다.According to another embodiment of the present invention, the secondary battery cells are arranged in a hexagonal shape.

도 5 내지 도 8은 원통형 이차전지 셀의 배치를 나타낸 평면도이다.5 to 8 are plan views showing the arrangement of the cylindrical secondary battery cells.

도 5에 도시된 실시예처럼, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 셀들 중에서 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀(310)이 육각형의 중심에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀(320)들이 육각형의 모서리 부분에 배치될 수 있다.5, among the cylindrical rechargeable battery cells according to the present invention, the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cell 310 is disposed at the center of the hexagonal shape, and the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cell 310 320 may be disposed at corner portions of the hexagon.

도 6에 도시된 실시예처럼, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 셀들 중에서 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀(320)이 육각형의 중심에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀(310)들이 육각형의 모서리 부분에 배치될 수 있다.6, among the cylindrical rechargeable battery cells according to the present invention, the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cell 320 is disposed at the center of the hexagonal shape, and the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cell 310 may be disposed at the corner portion of the hexagon.

도 7에 도시된 실시예처럼, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 셀들 중에서 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀(310)들이 육각형에서 마주보는 두 변에 각각 닿도록 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀(320)들이 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀(310)들 사이에 배치될 수 있다.7, among the cylindrical secondary battery cells according to the present invention, the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells 310 are arranged so as to touch two opposite sides of the hexagonal shape, Small cylindrical secondary battery cells 320 may be disposed between the relatively large-diameter cylindrical secondary battery cells 310.

도 8에 도시된 실시예처럼, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 셀들 중에서 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀(320)들이 육각형에서 마주보는 두 변에 각각 닿도록 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀(310)들이 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치될 수 있다.8, among the cylindrical secondary battery cells according to the present invention, the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells 320 are arranged so as to touch two opposing sides of a hexagonal shape, The large cylindrical secondary battery cells 310 may be disposed between the relatively large-diameter cylindrical secondary battery cells.

한편, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 셀들이 배치되어 이루는 기하학적 모양은 반드시 정사각형 또는 정육각형처럼 각 변의 길이가 모두 같은 도형을 의미하지 않는다.Meanwhile, the geometrical shape formed by arranging the cylindrical rechargeable battery cells according to the present invention does not necessarily mean the same figure having the same length on each side, such as a square or a regular hexagon.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 팩(300)을 설명함에 있어서, 서로 지름이 다른 2종류의 원통형 이차전지 셀(310, 320)만 사용하여 설명하였으나, 본 발명이 상기 예시에 한정되지 않는다. 지름이 서로 다른 3종류의 원통형 이차전지 셀들이 사용될 수 있으며, 지름이 서로 다른 4 종류의 원통형 이차전지 셀들, 지름이 서로 다른 5종류의 원통형 이차전지 셀들이 사용될 수도 있다.In the description of the secondary battery pack 300 according to the present invention, only two types of cylindrical secondary battery cells 310 and 320 having different diameters are described. However, the present invention is not limited to the above example. Three types of cylindrical secondary battery cells having different diameters may be used and four types of cylindrical secondary battery cells having different diameters and five kinds of cylindrical secondary battery cells having different diameters may be used.

본 발명에 따른 이차전지 팩(300)은, 복수의 이차전지 팩(300)과 복수의 이차전지 팩(300)의 충전 및 방전을 제어하는 제어부를 포함하는 전력 저장 장치의 일 구성요소가 될 수 있다.The secondary battery pack 300 according to the present invention can be a component of a power storage device including a plurality of secondary battery packs 300 and a control unit for controlling charging and discharging of the plurality of secondary battery packs 300 have.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(400)에 배치된 원통형 이차전지 셀들의 평면도이다.9 is a plan view of cylindrical rechargeable battery cells disposed in a power storage device 400 in accordance with an embodiment of the present invention.

도 9는 앞서 도 4에 도시된 사각형 모양의 이차전지 팩(300)으로 구성된 전력 저장 장치이다. 도 9에 도시되어 있듯이, 이차전지 팩(300)과 이차전지 팩(300)이 접하는 부분에는 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지(320)가 상기 상호 접하는 두 개의 이차전지 팩(300)에 공통으로 포함될 수 있다.9 is a power storage device configured by the rectangular secondary battery pack 300 shown in FIG. 9, a cylindrical secondary battery 320 having a relatively small diameter is connected to the two secondary battery packs 300, which are in contact with each other, at a portion where the secondary battery pack 300 contacts the secondary battery pack 300 .

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 저장 장치(400)에 배치된 원통형 이차전지 셀들의 평면도이다.10 is a plan view of a cylindrical rechargeable battery cell disposed in a power storage device 400 according to another embodiment of the present invention.

도 10은 앞서 도 5에 도시된 육각형 모양의 이차전지 팩(300)으로 구성된 전력 저장 장치이다. 육각형은 한정된 공간을 효율적으로 분할하기 위해 자연계에서 자주 사용되는 방법이다. 대표적으로 벌집의 경우, 육각형으로 구분된 방이 밀집된 구조이다. 본 발명에 따른 전력 저장 장치(400)도 이에서 착안하여, 공극률을 줄이고 공간을 효율적으로 사용하기 위해 육각형 모양의 이차전지 팩(300)을 사용하여 전력 저장 장치(400)를 구성한 것이다. 10 is a power storage device composed of the hexagonal secondary battery pack 300 shown in FIG. Hexagons are a frequently used method in nature to efficiently partition a limited space. Typically, in the case of a honeycomb, a hexagonal room is densely packed. The power storage device 400 according to the present invention is constructed in such a manner that the hexagonal secondary battery pack 300 is used to reduce the porosity and efficiently use the space.

한편, 상기 제어부(도면 미도시)는 각 원통형 이차전지 셀(310, 320)의 전압 또는 전류를 포함한 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 포함하여 당업자 수준에서 적용 가능한 다양한 제어 기능을 수행한다.The control unit (not shown) measures an electrical characteristic value including voltage or current of each of the cylindrical rechargeable battery cells 310 and 320, performs charging / discharging control, equalization control of voltage, control of state of charge (SOC) Estimation, and the like, at the level of the person skilled in the art.

또한, 상기 제어부는 외부 기기와 통신망을 통해서 연결될 수 있다. 상기 제어부는 자신이 담당하는 이차전지 팩(300)의 상태에 관한 데이터를 통신망을 통해서 상기 외부 기기에게 송신하거나, 상기 외부 기기로부터 상기 이차전지 팩(300)의 충방전과 관련된 제어 신호를 수신할 수 있다. 이를 위해 상기 제어부는 이차전지 팩(300)의 충방전과 다양한 상기 제어 기능을 수행할 수 있는 제어 로직을 포함할 수 있다.Also, the control unit may be connected to an external device through a communication network. The control unit transmits data relating to the state of the secondary battery pack 300 in charge to the external device through a communication network or receives a control signal related to charging and discharging of the secondary battery pack 300 from the external device . For this, the control unit may include control logic that can charge / discharge the secondary battery pack 300 and perform various control functions.

본 발명에 따른 이차전지 팩(300)은, 상기 이차전지 팩(300)과 이차전지 팩(300)으로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 이차전지 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.The secondary battery pack 300 according to the present invention may be a component of the secondary battery driving system including the secondary battery pack 300 and the load supplied with power from the secondary battery pack 300.

상기 이차전지 구동 시스템의 일예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일예로는 이차전지 팩이 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 이차전지 팩이 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.Examples of the secondary battery drive system include an EV, a HEV, an E-bike, a power tool, an energy storage system, an uninterruptible power supply (UPS) , A portable computer, a portable telephone, a portable audio device, a portable video device, and the like. As an example of the load, a power supplied by a motor or a secondary battery pack that provides a rotational force by the power supplied by the secondary battery pack And may be a power conversion circuit for converting the power required by the circuit component.

본 발명에 따르면, 원통형 이차전지를 사용하여 이차전지 팩을 구성할 때, 이차전지 사이에 발생하는 공간을 최소화 할 수 있다. 따라서, 공극률을 줄이고, 이차전지 팩의 부피에 따른 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 원통형 이차전지의 배치에 따라 다양한 모양의 이차전지 팩을 구성할 수 있다. 따라서, 복수의 이차전지 팩을 포함하는 전력 저장 장치를 구성할 때에도, 이차전지 팩 사이에 발생하는 공간을 최소화 할 수 있다. According to the present invention, when the cylindrical secondary battery is used to construct the secondary battery pack, the space generated between the secondary batteries can be minimized. Therefore, it is possible to reduce the porosity and improve the energy density according to the volume of the secondary battery pack. In addition, secondary battery packs of various shapes can be formed depending on the arrangement of the cylindrical secondary batteries. Therefore, even when constituting the power storage device including a plurality of secondary battery packs, the space generated between the secondary battery packs can be minimized.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

300 : 이차전지 팩
310 : 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지
320 : 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지
400 : 전력 저장 장치300: Secondary battery pack
310: A cylindrical secondary battery having a relatively large diameter
320: A cylindrical secondary battery having a relatively small diameter
400: Power storage device

Claims (12)

서로 다른 지름을 가진 2이상의 원통형 이차전지 셀들;을 포함하는 이차전지 팩에 있어서,
상기 원통형 이차전지 셀들은, 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀이 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치되거나, 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀이 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치되어 기하학적 모양을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.2. A secondary battery pack comprising at least two cylindrical secondary battery cells having different diameters,
The cylindrical secondary battery cells may be arranged such that a cylindrical secondary battery cell having a relatively small diameter is disposed between cylindrical secondary battery cells having a relatively large diameter or a cylindrical secondary battery cell having a relatively large diameter is disposed between cylindrical secondary battery cells having a relatively small diameter To form a geometric shape. 제1항에 있어서,
상기 이차전지 셀들은, 사각형 모양이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The method according to claim 1,
Wherein the secondary battery cells are arranged in a rectangular shape. 제2항에 있어서,
상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들이 사각형 모양의 모서리 부분에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀이 사각형의 중심에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.3. The method of claim 2,
Wherein the cylindrical secondary battery cells having a relatively large diameter are disposed at corner portions of a rectangular shape and the cylindrical secondary battery cells having a relatively small diameter are disposed at a center of a square. 제2항에 있어서,
상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들이 사각형 모양의 모서리 부분에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀이 사각형의 중심에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.3. The method of claim 2,
Wherein the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells are disposed at corner portions of a rectangular shape, and the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells are disposed at the center of a quadrangle. 제1항에 있어서,
상기 이차전지 셀들은, 육각형 모양이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The method according to claim 1,
Wherein the secondary battery cells are arranged in a hexagonal shape. 제5항에 있어서,
상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀이 육각형의 중심에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들이 육각형의 모서리 부분에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.6. The method of claim 5,
Wherein the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cell is disposed at a center of a hexagonal shape, and the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells are disposed at corner portions of a hexagonal shape. 제5항에 있어서,
상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀이 육각형의 중심에 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들이 육각형의 모서리 부분에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.6. The method of claim 5,
Wherein the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cell is disposed at a center of a hexagonal shape, and the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells are disposed at corner portions of a hexagonal shape. 제5항에 있어서,
상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들이 육각형에서 마주보는 두 변에 각각 닿도록 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들이 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.6. The method of claim 5,
The cylindrical secondary battery cells having relatively large diameters are disposed so as to touch two opposing sides of the hexagonal shape, and the cylindrical secondary battery cells having relatively small diameters are disposed between the cylindrical secondary battery cells having a relatively large diameter Features a secondary battery pack. 제5항에 있어서,
상기 상대적으로 지름이 작은 원통형 이차전지 셀들이 육각형에서 마주보는 두 변에 각각 닿도록 배치되고, 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들이 상기 상대적으로 지름이 큰 원통형 이차전지 셀들 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.6. The method of claim 5,
Wherein the relatively small-diameter cylindrical rechargeable battery cells are disposed so as to touch two opposing sides of the hexagonal shape, and the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells are disposed between the relatively large-diameter cylindrical rechargeable battery cells Features a secondary battery pack. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 복수의 이차전지 팩; 및
상기 이차전지 팩의 충전 및 방전을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.A plurality of secondary battery packs according to any one of claims 1 to 9; And
And a controller for controlling charge and discharge of the secondary battery pack. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 이차전지 팩; 및
상기 이차전지 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 구동 시스템.A secondary battery pack according to any one of claims 1 to 9, And
And a load that receives power from the secondary battery pack. 제11항에 있어서,
상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기임을 특징으로 하는 이차전지 구동 시스템.12. The method of claim 11,
Wherein the load is an electric drive means or a portable device.
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