KR20160016363A - Connecting member and battery module comprising the same - Google Patents

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KR20160016363A KR1020140100368A KR20140100368A KR20160016363A KR 20160016363 A KR20160016363 A KR 20160016363A KR 1020140100368 A KR1020140100368 A KR 1020140100368A KR 20140100368 A KR20140100368 A KR 20140100368A KR 20160016363 A KR20160016363 A KR 20160016363A
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권용걸
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주식회사 메가테크
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
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Abstract

The present invention relates to a connecting member of a battery module and a battery module having the same. The connecting member comprises a body, a combining unit, a connecting unit, and a fixing unit. The combining unit is formed on the body, and the connecting unit and fixing unit are mounted to the body. Also, the body protrudes from the edge of the battery module like wings, thereby containing the connecting unit inside. Also, the combining unit comprises a combining bump and a combining block tightly combined to the case of the battery module. The connecting unit comprises: an electrode element connecting unit which is electrically connected to an electrode element of a battery cell on one side and bent at a approximately 90-degree angle as metal plates such as aluminum or copper plate of which the electric conductivity is excellent; and a penetration hole on which an electricity transmitting member such as a bus-bar is attached on the other side. Also, on the location corresponding to the penetration hole of the connecting unit, a combining unit like a bolt on the body is included. By using the present invention, the connecting member of the battery module capable of minimizing mechanical shock on the battery cell can be provided while enhancing the combining force by distributing the force towards the electrode element of the battery cell towards the case of the battery module if electricity transmitting members like a bus-bar or a cable are connected with a combining unit like a nut. Therefore, multiple battery modules can be easily combined with an automatic combining device. In addition, with a strong combining power, a large output of an electricity storing device can be realized, thereby reducing the time and efforts and enhancing the productivity while protecting the present invention from risks such as an explosion or ignition caused by shock.

Description

배터리 모듈의 연결구조체 및 이를 구비한 배터리 모듈{Connecting member and battery module comprising the same} A connecting structure of a battery module and a battery module having the same,

본 발명은 배터리 모듈의 연결구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 모듈의 상호간 전기적 연결을 용이하게 하는 연결구조체 및 이를 구비한 배터리 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a connection structure of a battery module, and more particularly, to a connection structure for facilitating electrical connection between battery modules and a battery module having the connection structure.

기후 변화로 인한 냉난방기기의 보급 확대, 소득 증대와 삶의 질 향상, 각종 서비스의 고도화에 따라 새로운 에너지의 수요가 지속 발생하여 전력의 일시적 중단이나 전력 수급의 차질이 심화되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 주 전력원의 중단과 같은 비상 상황에서 전원을 제공하기 위한 UPS(Uninterruptible Power Supply,무정전 전원장치)나 태양광과 풍력, 조력 등 신재생 에너지로 생산한 전기를 필요한 시간대에 사용하도록 해주는 ESS(Energy Storage System,에너지 저장장치) 등의 전력저장장치가 활용되고 있다.Due to climate change, the demand for new energy continues to increase due to the expansion of supply and demand of heating and cooling equipments, income increase and quality of life, and upgrading of various services. To solve this problem, UPS (Uninterruptible Power Supply) to supply power in emergency situations such as interruption of main power source, or electricity produced by renewable energy such as solar power, wind power, Power storage devices such as an ESS (Energy Storage System) are used.

전력저장장치는 다수의 배터리 셀(Battery Cell)을 서로 전기적으로 연결한 배터리 모듈의 집합체 형태로 구성된다. 에너지 사용량의 증가에 따라 더욱 높은 출력과 용량을 제공하기 위하여 배터리 모듈(Module)을 버스바(Bus Bar)와 같은 전력전달부재를 통해 재차 직렬, 병렬로 연결하여 출력을 높게 하고 용량을 증대할 필요가 있다.The power storage device is configured as a collection of battery modules in which a plurality of battery cells are electrically connected to each other. In order to provide higher output and capacity as energy usage increases, it is necessary to increase the output and increase the capacity by connecting the battery modules (modules) in serial or parallel again through the power transfer member such as bus bar .

배터리 모듈 내의 다수의 배터리 셀들은 인접하여 배치되므로 배터리 셀의 음극단자나 양극단자는 버스바(Bus Bar)와 같은 전력전달부재를 이용하여 너트(Nut)로 체결하는 방식이나 레이저(Laser)로 용접하는 방식으로 간단히 연결된다. 그런데 이와 같이 구성된 배터리 모듈을 다수 설치할 때는 인접하여 배치할 수 없고 소정거리 이격된 좌우나 상하 위치에 배치하여 연결하므로, 모듈 내에서처럼 버스바를 통해 간단히 조립할 수 없다는 문제점이 있다.Since a plurality of battery cells in a battery module are disposed adjacent to each other, a negative terminal or a positive terminal of the battery cell may be fastened with a nut using a power transmitting member such as a bus bar, . However, when a plurality of such battery modules are installed, they can not be arranged adjacent to each other, but are disposed at left and right positions spaced apart from each other by a predetermined distance.

또한, 너트를 죄기 위해서는 강한 토크(Torque)를 가해야 하는데, 배터리 셀에 충격을 주지 않기 위해서 고정밀의 토크렌치(Torque Wrench)등을 이용하여 수작업에 의해 체결된다.In order to tighten the nut, a strong torque must be applied. In order to prevent the battery cell from being impacted, it is fastened by hand using a torque wrench or the like of high precision.

또한, 배터리 모듈 사이의 버스바 연결은 배터리 셀처럼 제조현장이 아니라 전력저장장치가 설치되는 현장에서 조립되므로 부피가 크고 고가의 레이저 용접장치나 고정밀의 토크렌치를 활용하기도 어렵다는 문제점도 있다.In addition, since the bus bar connection between battery modules is assembled at a site where a power storage device is installed, not a manufacturing site like a battery cell, it is also difficult to use a bulky and expensive laser welding device or a high-precision torque wrench.

또한, 조립 시에 무리한 충격이 배터리 셀에 가해졌을 경우 발화나 폭발 등 안전사고의 위험이 있을 뿐만 아니라 너무 느슨하게 조립되었을 경우는 접촉저항의 증가로 고출력을 얻어내기 어렵다.In addition, when an excessive shock is applied to the battery cell during assembly, there is a risk of safety accidents such as ignition or explosion, and in the case of assembling too loosely, it is difficult to obtain a high output due to an increase in contact resistance.

따라서 배터리 모듈을 버스바에 형성된 관통홀(Hole)을 이용하여 볼트(Bolt), 너트(Nut)와 같은 체결부재로 체결하여 서로 전기적으로 연결할 때 전동공구와 같은 자동체결장치를 이용하기 어렵기 때문에 체결시간이 길고 작업자의 피로도를 증가시키는 등 설치 작업에 있어 생산성을 떨어뜨리는 주요한 요인이 된다.Therefore, it is difficult to use an automatic fastening device such as a power tool when the battery module is electrically connected with a fastening member such as a bolt or a nut by using a through hole formed in a bus bar, This is a major factor in lowering productivity in installation work, such as longer time and increased worker fatigue.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배터리 모듈을 상호 전기적으로 용이하게 연결할 수 있는 배터리 모듈의 연결구조체 및 이를 구비한 모듈을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a connection structure of a battery module and a module having the same, which can easily connect the battery modules to each other electrically.

본 발명에서는 배터리 모듈의 연결구조체 및 이를 구비한 배터리 모듈이 제공된다. In the present invention, a connection structure of a battery module and a battery module having the connection structure are provided.

연결구조체는 몸체, 결합부, 연결부재, 체결부재로 구성된다. 몸체에 결합부가 형성되고, 연결부재, 체결부재가 장착된다.The connecting structure is composed of a body, an engaging portion, a connecting member, and a fastening member. A coupling portion is formed on the body, and a coupling member and a coupling member are mounted.

또한 몸체에는 양 가장자리에서 날개 형상으로 돌출되어서, 그 내부에 연결 부재를 수용하도록 형성하고 배터리 모듈의 케이스에 견고하게 결합하는 결합돌기나 결합블럭 형태의 결합부를 형성한다.In addition, the body protrudes in a wing shape at both edges to form a coupling protrusion or a coupling block-shaped coupling portion which is formed to receive the coupling member therein and firmly engage with the case of the battery module.

연결부재는 전기 도전율이 우수한 알루미늄이나 구리와 같은 금속 플레이트로서 대략 90°로 절곡되어 일측에 배터리 셀의 전극단자에 전기적으로 연결되는 전극단자 연결부와, 타측에 버스바와 같은 전력전달부재가 체결되는 관통홀을 포함한다. The connecting member is a metal plate such as aluminum or copper having excellent electrical conductivity and is bent at approximately 90 占 and is electrically connected to the electrode terminal of the battery cell on one side and a through- Holes.

또한 연결부재의 관통홀에 대응하는 위치의 몸체에 볼트와 같은 체결부재가 구비된다.
Further, a fastening member such as a bolt is provided on the body at a position corresponding to the through hole of the connecting member.

본 발명에 의하면, 배터리 모듈의 연결구조체는 버스바나 전력 케이블(Cable)과 같은 전력전달부재를 볼트, 너트와 같은 체결부재로 서로 연결할 경우 배터리 셀의 전극단자에 가해지는 힘을 배터리 모듈의 케이스로 분산시키는 것에 의해 결합력을 높게 하면서도 배터리 셀에는 기계적 충격을 최소화할 수 있는 수단을 제공함으로써 다수의 배터리 모듈을 자동체결장치로 용이하게 체결할 수 있다.According to the present invention, when a power transmitting member such as a bus bar or a power cable is connected to each other with a fastening member such as a bolt or a nut, the connecting structure of the battery module connects the electrode terminal of the battery cell to the case of the battery module The battery cell can be easily fastened to the automatic fastening device by providing a means for minimizing the mechanical impact on the battery cell while increasing the coupling force.

또한, 강한 체결력에 의해 전력저장장치의 고출력을 실현하며 체결시간과 노력을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 충격으로 인한 발화나 폭발의 위험성으로부터 보호하는 효과가 있다.In addition, high power of the electric power storage device can be realized by a strong fastening force, shortening of the fastening time and efforts can be achieved, and productivity is improved, and protection against the risk of ignition or explosion due to impact is provided.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 모듈의 결합을 보여주는 사시도.
도 2~3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연결구조체의 구조를 보여주는 부분 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연결구조체가 배터리 케이스에 일체화된 배터리 모듈의 부분 사시도.1 is a perspective view showing a combination of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention;
2 to 3 are partial perspective views illustrating the structure of a connection structure according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial perspective view of a battery module in which a connection structure according to a preferred embodiment of the present invention is integrated into a battery case. FIG.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1을 참조하면, 두개의 동일한 배터리 모듈(1,1')이 Z 방향을 따라 상하로 배치되어 있다. Referring to FIG. 1, two identical battery modules 1, 1 'are arranged vertically along the Z direction.

편의상 두개의 배터리 모듈(1,1')만 상하로 적층했으나 같은 방법으로 다수의 모듈을 X 방향 및 Z 방향을 따라 동시에 배치할 수 있음은 물론이다.For convenience, only two battery modules 1, 1 'are stacked vertically, but it is needless to say that a plurality of modules can be arranged along the X direction and the Z direction at the same time.

배터리 모듈(1,1')은 각각 다수의 배터리 셀(10)을 포함한다. 다수의 배터리 셀(10)은 Y 방향을 따라 연속적으로 배치되어 있다. Y 방향을 따라 배열된 다수의 배터리 셀(10)는 패키지(Package)화되어 하나의 배터리 모듈(1,1')을 이루고 있다. The battery modules (1, 1 ') each include a plurality of battery cells (10). A plurality of battery cells 10 are continuously arranged along the Y direction. A plurality of battery cells 10 arranged along the Y direction are packaged to form one battery module 1, 1 '.

각각의 배터리 모듈(1,1')의 최외곽에는 한 쌍의 단변 케이스(201)가 설치되어 있다.A pair of short-side casings 201 are provided at the outermost portions of the respective battery modules 1, 1 '.

한 쌍의 단변 케이스(201)의 일면은 상기 배터리 모듈(1)의 최외곽 양쪽에 배치된 배터리 셀(10')의 외면에 각각 밀착되어 있다. 단변 케이스(201)는 장변 케이스(202)에 결합되어 있다.One side of the pair of short side casings 201 is in close contact with the outer surface of the battery cell 10 'disposed on both outermost sides of the battery module 1. The short side case 201 is coupled to the long side case 202.

장변 케이스(202)는 다수의 배터리 셀(10)의 측벽을 따라서 연장되어 있다. 이에 따라, 상기 다수의 배터리 셀(10)은 Y 방향으로 연속적으로 배열된 상태에서 위치 이탈이 없다.The long side case 202 extends along the side walls of the plurality of battery cells 10. [ Accordingly, the plurality of battery cells 10 are not displaced in a state of being continuously arranged in the Y direction.

또한 경우에 따라서는 위쪽에 상부 케이스(미도시)를 형성할 수 있다.In some cases, an upper case (not shown) may be formed on the upper side.

따라서 장변 케이스(202)와 단변 케이스(201),상부 케이스는 배터리 모듈(1,1')의 케이스(20)를 구성하며 , 구조적으로 고강도가 필요할 경우는 금속 재질로 형성하여 조립될 수도 있고 플라스틱 같은 합성수지로 일체화하여 사출, 형성될 수도 있다.Therefore, the long-side case 202 and the short-side case 201 and the upper case constitute the case 20 of the battery module 1, 1 '. When the structure is required to have a high strength, They may be injected or formed integrally with the same synthetic resin.

상기 다수의 배터리 셀(10)은 음극단자와 양극단자와 같은 전극단자(101)를 셀 버스바(30)에 의하여 너트(미도시)를 체결하거나 레이저 용접하여 연결된다. 본 실시 예에서는 배터리 셀(10)이 직렬 연결된 방식이나, 이외에도, 병렬로 연결된 방식이나, 직렬 및 병렬이 혼합되어 연결된 방식 등 어느 하나의 연결 방식에 한정되는 것은 아니다.The plurality of battery cells 10 are connected to each other by fastening or laser welding a nut (not shown) by a cell bus bar 30 to an electrode terminal 101 such as a cathode terminal and a cathode terminal. In the present embodiment, the battery cells 10 are connected in series, but they are not limited to a connection method in parallel, or a connection method in which serial and parallel connections are mixed and connected.

상층과 하층의 배터리 모듈(1,1')의 최외곽에 위치한 배터리 셀(10')에는 본 발명의 연결구조체(40)가 설치되어 있다.The connection structure 40 of the present invention is installed in the battery cell 10 'located at the outermost of the upper and lower battery modules 1, 1'.

배터리 셀(10)의 전극단자(101)와 연결구조체(40)의 연결부재(403)와 모듈 버스바(50)의 연결에 의해서 상층과 하층 배터리 모듈(1,1')이 전기적으로 연결되어 있다.The upper layer and the lower layer battery module 1, 1 'are electrically connected to each other by the connection between the electrode terminal 101 of the battery cell 10 and the connection member 403 of the connection structure 40 and the module bus bar 50 have.

본 실시 예에서는 배터리 모듈(1,1')이 서로 직렬 연결된 방식이나, 이외에도, 병렬로 연결된 방식 등 어느 하나의 연결 방식에 한정되는 것은 아니다.
In the present embodiment, the battery modules 1 and 1 'are not necessarily connected to each other in series or in parallel.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 연결구조체(40)의 사시도이다.2 is a perspective view of the connection structure 40 of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 연결구조체(40)의 결합 상태를 도시한 부분 사시도이다.FIG. 3 is a partial perspective view showing a coupled state of the connection structure 40 of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 연결구조체를 설명하면 다음과 같다.The connecting structure of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 3. FIG.

본 발명의 연결구조체(40)는 몸체(401), 결합부(402), 연결부재(403), 체결부재(404)로 구성된다. 몸체(401)에 결합부(402)가 형성되고, 연결부재(403), 체결부재(404)가 장착된다.The connecting structure 40 of the present invention is composed of a body 401, a connecting portion 402, a connecting member 403, and a fastening member 404. A coupling portion 402 is formed in the body 401, and a coupling member 403 and a coupling member 404 are mounted.

몸체(401)는 절연성 소재, 예컨대, 합성수지로 형성되는 것이 바람직하다.The body 401 is preferably formed of an insulating material, for example, a synthetic resin.

몸체(401)에는 배터리 모듈(1)의 케이스(20)를 이루는 단변 케이스(201),장변 케이스(202),상부 케이스(미도시)에 견고하게 결합하는 결합부(402)가 형성되어 있다. 결합부(402)는 몸체(401)의 일단에서 돌출된 결합돌기(402a)를 형성하여 단변 케이스(201)에 형성된 결합홀(201a)에 결합되도록 형성한다. 한 개의 결합돌기(402a)만 도시되었지만 결합력을 높이기 위해 다수 설치할 수 있다.The body 401 is formed with a short side case 201, a long side case 202 and an engaging part 402 which is firmly coupled to an upper case (not shown), which forms the case 20 of the battery module 1. The coupling portion 402 is formed to be coupled to the coupling hole 201a formed in the short side case 201 by forming a coupling projection 402a protruding from one end of the body 401. [ Although only one coupling protrusion 402a is shown, a plurality of coupling protrusions 402a may be provided to increase the coupling force.

반대로 단변 케이스에 결합돌기를 형성하고 결합부에 결합홀을 형성하여 서로 결합하도록 할 수도 있다. Conversely, a coupling protrusion may be formed in the short-side case, and a coupling hole may be formed in the coupling portion to be coupled to each other.

또한 결합부(402)는 연결구조체(40)의 몸체(401)의 일단이 배터리 모듈(1)의 케이스(20)에 형합하는 결합블럭(Block) 형태로 형성할 수 있다. 즉 결합블럭(402b)은 케이스의 플랜지부(201b)와 형합하여 X, Y, Z 방향으로 결속하도록 형성한다. 따라서 연결구조체(40)가 배터리 셀(10)의 전극단자(101)에 삽입되면 결합돌기(402a)와 결합블럭(402b)이 케이스(20)와 결합, 형합으로 인해 X, Y, Z 방향으로 강한 결합력을 갖는 구조이다.The coupling portion 402 may be formed in the shape of a block in which one end of the body 401 of the connection structure 40 is fitted to the case 20 of the battery module 1. [ That is, the coupling block 402b cooperates with the flange portion 201b of the case so as to be coupled in the X, Y, and Z directions. Therefore, when the connection structure 40 is inserted into the electrode terminal 101 of the battery cell 10, the coupling protrusion 402a and the coupling block 402b are engaged with the case 20, It is a structure with strong bonding force.

도 2 내지 도 3에는 연결구조체(40)가 단면 케이스(201)와 결합, 형합된 경우를 도시하였으나 장변 케이스(202)나 상부 케이스에 어느 한 곳에 결합할 수도 있고 중첩해서 결합, 형합할 수도 있다.2 to 3 show a case in which the connecting structure 40 is engaged with and joined to the single-sided case 201, it may be combined with the long-side case 202 or the upper case, .

결합부(402)는 본 발명의 사상에 의거하여 배터리 모듈(1)의 케이스 형태에 따라 여러 가지 형태로 형성할 수 있다.The coupling portion 402 may be formed in various shapes according to the case of the battery module 1 based on the concept of the present invention.

본 실시 예에서는 결합성, 작업성, 경제성을 고려하여 한 개의 결합돌기(402a)과 한 개의 결합블럭(402b)를 형성하여 배터리 모듈(1)의 단변 케이스(201)의 결합홀(201a)에 결합하고, 플랜지부(201b)에 형합하는 경우를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.One coupling protrusion 402a and one coupling block 402b are formed in the coupling hole 201a of the short side case 201 of the battery module 1 in consideration of the coupling property, And joined to the flange portion 201b. However, the present invention is not limited thereto.

결합부(402)는 몸체(401)와 별도 부재로 형성할 수도 있으나 경제적 측면에서 본 실시 예에서처럼 몸체(401)와 일체형으로 형성하는 것이 바람직하다.The engaging portion 402 may be formed as a separate member from the body 401, but it is preferable that the engaging portion 402 is integrally formed with the body 401 in the present embodiment in terms of economy.

대안으로 결합력을 더욱 높이기 위해 몸체의 일측에 관통홀을 형성하고, 별도의 볼트, 너트와 같은 체결부재로 연결구조체를 케이스에 결합할 수도 있다.Alternatively, a through hole may be formed on one side of the body to further increase the coupling force, and the connection structure may be coupled to the case by a fastening member such as a bolt or a nut.

한편, 몸체(401)에는 양 가장자리에서 날개 형상으로 돌출되어서, 그 내부에 연결부재(403)를 견고하게 장착하도록 형성한다. 몸체(401)는 연결부재(403)를 견고하게 장착하고 절연하는 역할을 한다. On the other hand, the body 401 protrudes in a wing shape at both edges and is formed so as to firmly mount the connecting member 403 therein. The body 401 serves to rigidly mount and insulate the connecting member 403.

연결구조체(40)는 절연 성능을 높이기 위해 연결부재(403)의 노출면을 감싸는 커버부재(미도시)를 포함할 수 있다.The connection structure 40 may include a cover member (not shown) for covering the exposed surface of the connection member 403 in order to improve the insulation performance.

연결부재(403)는 도전성을 가진 알루미늄(Aluminium)이나 구리와 같은 금속 플레이트(Plate)로서 전극단자 연결부(403a)와 관통홀(403c)이 대략 90°로 절곡되어 일체로 형성된다.The connection member 403 is a metal plate such as aluminum or copper having conductive properties and is integrally formed by bending the electrode terminal connection portion 403a and the through hole 403c at approximately 90 degrees.

즉 일측에 배터리 셀(10)의 전극 단자(101)에 전기적으로 연결되는 전극단자 연결부(403a)와, 타측에 버스바(50)나 케이블 단자에 전기적으로 연결되는 관통홀(403c)을 포함한다. 전극단자 연결부(403a)와 관통홀(403c)을 대략 90°로 절곡한 것은 상하층으로 연결할 때 단순한 구조의 버스바(50)를 이용하고 체결작업이 용이하도록 하기 위함이다. 전극단자 연결부(403a)는 배터리 셀(10)의 전극단자(101)와 연결되는 곳으로 레이저 용접이 가능한 형상으로 하거나 본 실시 예에서처럼 전극단자 관통홀(403b)을 형성하여 너트로 체결이 가능한 형상으로 형성할 수 있다.An electrode terminal connection portion 403a electrically connected to the electrode terminal 101 of the battery cell 10 at one side and a through hole 403c electrically connected to the bus bar 50 or the cable terminal at the other side . The electrode terminal connection portion 403a and the through hole 403c are bent at approximately 90 degrees in order to connect the electrode terminal connection portion 403a and the through hole 403c to the upper and lower layers using the bus bar 50 having a simple structure and to facilitate the fastening operation. The electrode terminal connection portion 403a is connected to the electrode terminal 101 of the battery cell 10 and can be formed into a shape that can be laser welded or formed into an electrode terminal through hole 403b as in the present embodiment, .

연결부재(403)의 관통홀(403c)에 대응하는 위치의 몸체(401)에는 버스바(50)나 전력 케이블단자(미도시)가 너트에 의해 체결되도록 볼트와 같은 체결부재(404)를 형성한다. 예시된 도면에서는 볼트가 형성되어 연결부재(403)의 관통홀(403c)을 관통하여 돌출되어 있으므로 추후 너트에 의해 모듈 버스바(50)가 체결되는 경우이다. A fastening member 404 such as a bolt is formed on the body 401 at a position corresponding to the through hole 403c of the connecting member 403 so that the bus bar 50 or the power cable terminal do. In the illustrated example, bolts are formed and protrude through the through hole 403c of the connecting member 403, so that the module bus bar 50 is fastened by a nut.

도시하지 않았지만 이와 반대로 너트가 연결구조체에 형성되고 추후 볼트에 의해 체결되도록 형성될 수도 있음은 물론이다.It is needless to say that a nut may be formed on the connection structure and may be formed to be fastened by a bolt.

또한 체결부재(404)는 몸체(401)를 사출할 때 인서트(Insert) 사출방식으로 형성할 수도 있으나 본 실시 예에서처럼 오목 형상의 하우징(405,Housing)을 형성하고 볼트와 같은 체결부재(404)를 수용하도록 하되 추후 모듈 버스바(50)나 케이블의 연결 단자와 체결될 때 배터리 셀(10)의 전극단자(101)에 힘이 인가되지 않고 자연스럽게 체결되도록 약간 유동되도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the fastening member 404 may be formed by an injection injection method when the body 401 is injected. However, as in the present embodiment, the fastening member 404 may be formed as a housing 405 having a concave shape, It is preferable to allow the electrode terminal 101 of the battery cell 10 to slightly flow so as to be naturally coupled without applying a force to the electrode terminal 101 of the battery cell 10 when the module bus bar 50 is fastened to the connection terminal of the cable.

이때 하우징(405)은 체결될 때 회전되지 않도록 육각형과 같은 형상이 바람직하다. 또한 체결부재(404)는 하우징(405) 내에서 유동하지만 연결부재(403)의 관통홀(403c)이 위치하므로 이탈되지 않도록 되어 있으나 필요에 따라 이탈방지 리브(미도시)를 설치할 수도 있다.At this time, the housing 405 is preferably shaped like a hexagon so as not to be rotated when fastened. Also, the fastening member 404 flows in the housing 405, but the through hole 403c of the connecting member 403 is positioned, so that the fastening member 404 is not separated. However, if necessary, a separation preventing rib (not shown) may be provided.

몸체(401)에는 연결부재(403)를 끼워 넣을 수 있지만 견고하게 고정하는 장착리브(Rib)와 같은 장착부재(406)을 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the body 401 is formed with a mounting member 406 such as a mounting rib which can fit the connecting member 403 but firmly fixes it.

한편, 본 실시 예에서는 배터리 셀(10)의 전극 단자(101)와 연결부재(403)의 연결은 볼트, 너트 결합에 의하여 이루어지지만, 용접 결합이나, 리벳(Rivet) 결합이나, 나사 결합 등 어느 하나의 결합 방식에 한정되는 것은 아니다.Although the connection between the electrode terminal 101 and the connecting member 403 of the battery cell 10 is made by bolt and nut connection in the present embodiment, any of welding, rivet, The present invention is not limited to a single combination method.

상기와 같은 구성을 가지는 연결구조체(40)를 이용함으로써 배터리 모듈(1)은 배터리 셀(10)의 전극단자(101)보다 훨씬 견고한 연결 구조를 형성하게 된다.By using the connection structure 40 having the above-described structure, the battery module 1 forms a connection structure that is much more rigid than the electrode terminal 101 of the battery cell 10.

따라서 배터리 모듈(1)이 모듈 버스바(50)와 같은 전력전달부재를 통하여 너트와 같은 체결부재에 의해 강한 토크로 체결될 때 배터리 셀(10')에 가해지는 영향을 최소화할 수 있는 구조를 형성하게 된다.
Accordingly, when the battery module 1 is fastened with a strong torque by a fastening member such as a nut through a power transmitting member such as the module bus bar 50, a structure that minimizes the influence on the battery cell 10 ' Respectively.

서로 다른 층에 배열된 배터리 모듈(1,1')을 전기적으로 연결하는 과정은 도 1 내지 도 3를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The process of electrically connecting the battery modules 1, 1 'arranged in different layers will be described with reference to FIG. 1 to FIG. 3 as follows.

먼저 배터리 모듈(1)의 최외곽에 위치한 배터리 셀(10')의 볼트 형상의 전극단자(101)의 단부에 연결구조체(40)의 전극단자 연결부(403a)에 형성된 관통홀(403b)을 삽입한다.The through hole 403b formed in the electrode terminal connecting portion 403a of the connecting structure 40 is inserted into the end of the bolt-shaped electrode terminal 101 of the battery cell 10 'located at the outermost of the battery module 1 do.

이때 연결구조체(40)의 결합부(402)에 형성된 결합돌기(402a)가 단변 케이스(201)에 형성된 결합홀(201a)에 끼워진다. 또한 결합부(402)의 결합블럭(402b)도 단변 케이스(201)의 플랜지부(201b)에 안착되면서 X, Y, Z 방향으로 형합된다. 이때 연결부재(403)의 전극단자 연결부(403a)의 관통홀(403b)과 배터리 셀(10)의 볼트형상의 전극단자(101)의 결합은 헐거운 상태이며 연결구조체(40)와 케이스(20)의 결합은 강한 결합 상태이다.The engaging protrusion 402a formed on the engaging portion 402 of the connecting structure 40 is engaged with the engaging hole 201a formed on the case 201. [ The engaging block 402b of the engaging portion 402 is also fitted to the flange portion 201b of the short side case 201 to be engaged in the X, Y and Z directions. At this time, the connection of the through hole 403b of the electrode terminal connection portion 403a of the connection member 403 and the bolt-shaped electrode terminal 101 of the battery cell 10 is loose, Is a strong bonding state.

즉 연결구조체(40)의 결합돌기(402a)나 결합블럭(402b)과 같은 결합부(402)가 배터리 모듈(1)의 케이스(20)에 견고하게 결합되므로 여타의 체결을 하지 않고도 연결구조체(40)는 배터리 모듈(1)과 견고하게 결합된다. 이어서 볼트형태의 전극단자(101)에 너트를 삽입하고 전동공구와 같은 자동체결장치(미도시)로 체결한다.The coupling portion 402 such as the coupling protrusion 402a or the coupling block 402b of the coupling structure 40 is firmly coupled to the case 20 of the battery module 1 so that the coupling structure 402 40 are firmly coupled to the battery module 1. Next, the nut is inserted into the bolt-shaped electrode terminal 101 and fastened with an automatic fastening device (not shown) such as a power tool.

따라서 배터리 셀(10)과 연결구조체(40)의 연결부재(403)는 전기적으로 연결된다. 이때 몸체(401)는 결합부(402)에 의해 구조적으로 강하게 배터리 모듈(1)의 케이스(20)에 결속되어 있으므로 자동체결장치 등으로 체결할 때 배터리 셀(10)의 전극단자(101)에는 거의 영향을 주지 않는다. 따라서 강하게 체결하는 것에 의해 배터리 셀(10)의 전극단자(101)와 연결부재(403)의 결합부분의 전기저항은 낮아 전력저장장치의 고출력도 실현할 수 있다.Therefore, the connection member 403 of the battery cell 10 and the connection structure 40 is electrically connected. At this time, since the body 401 is structurally strongly bound to the case 20 of the battery module 1 by the engaging portion 402, when the battery body 10 is fastened by the automatic fastening device or the like, It has little effect. Therefore, by strongly tightening, the electrical resistance of the coupling portion between the electrode terminal 101 of the battery cell 10 and the connecting member 403 is low, and high output of the power storage device can be realized.

다음으로 배터리 모듈(1,1')을 상하로 연결하는 방법을 설명한다.Next, a method of vertically connecting the battery modules 1, 1 'will be described.

하층에 연결구조체(40)가 장착된 하층 배터리 모듈(1')을 배치한다. 이어서 연결구조체(40)가 장착된 상층 배터리 모듈(1)을 배치한다. 편의상 배터리 모듈(1,1')을 층상으로 배치할 수 있는 랙(Rack)과 선반 등은 생략한다.And a lower layer battery module 1 'on which the connecting structure 40 is mounted is disposed in the lower layer. Subsequently, the upper layer battery module 1 equipped with the connection structure 40 is disposed. For convenience, racks, racks, and the like that can arrange the battery modules 1, 1 'in layers are omitted.

먼저, 배터리 모듈(1,1')간 전기적 연결 수단인 모듈 버스바(50)를 준비한다. 알루미늄이나 구리로 형성된 모듈 버스바(50)는 양측에 관통홀(501)이 형성되어 있다.First, a module bus bar 50 as an electrical connecting means between the battery modules 1, 1 'is prepared. The module bus bar 50 formed of aluminum or copper has through holes 501 formed on both sides thereof.

이어서, 상층과 하층의 배터리 모듈(1,1')에 장착된 연결구조체(40)의 체결부재(404)에 버스바(50)의 양측의 관통홀(501)을 장착한다. 즉, 연결부재(403)의 관통홀(403c)을 통과하여 돌출된 체결부재(404)에 모듈 버스바(50)의 양측에 형성된 관통홀(501)을 삽입시킨다. 따라서 체결부재(404)인 볼트의 머리 부분, 연결부재(403)의 관통홀(403c),버스바 관통홀(501) 순으로 위치된다.The through holes 501 on both sides of the bus bar 50 are then mounted on the fastening members 404 of the connection structure 40 mounted on the upper and lower battery modules 1, 1 '. That is, the through holes 501 formed on both sides of the module bus bar 50 are inserted into the fastening members 404 projected through the through holes 403c of the connecting member 403. The head portion of the bolt as the fastening member 404, the through hole 403c of the connecting member 403, and the bus bar through hole 501 are arranged in this order.

다음으로 돌출된 볼트 형태의 체결부재(404)에 너트를 삽입하고 전동공구와 같은 자동체결 공구를 이용하여 강한 토크로 체결한다.Next, a nut is inserted into the bolt-shaped fastening member 404 protruding and fastened with a strong torque using an automatic fastening tool such as a power tool.

따라서 연결구조체(40)의 볼트 형태의 체결부재(404)가 너트와 결합되면서 그 사이에 위치한 연결부재(403)와 모듈 버스바(50)는 강하게 밀착된다.Therefore, the bolt-shaped fastening member 404 of the connecting structure 40 is coupled with the nut, and the connecting member 403 located therebetween and the module bus bar 50 are tightly contacted with each other.

이와 같이 하여, 모듈 버스바(50)가 연결부재(403)에 너트를 통하여 강하게 결합됨으로써 연결부분의 전기 저항이 작아지면서 상대적으로 큰 전류 통로가 형성된다. 이와 같이 하여 상층, 하층의 배터리 모듈(1,1')을 용이하게 전기적으로 연결시킬 수 있다.In this manner, the module bus bar 50 is strongly coupled to the connecting member 403 through the nuts, so that the electrical resistance of the connecting portion is reduced and a relatively large current path is formed. In this manner, the upper and lower battery modules 1 and 1 'can be easily electrically connected.

즉, 연결구조체(40)의 결합부(402)와 구조적으로 견고한 모듈 케이스(20)의 일단을 결합시키는 것에 의하여 구조적으로 취약한 배터리 단자(101)에는 영향을 주지 않고 배터리 모듈(1)에 버스바(50)를 강하게 결합시키는 것이 가능하다.That is, by joining the joint portion 402 of the connection structure 40 and one end of the structurally rigid module case 20, the battery module 1 is prevented from being damaged by the bus bar 101, It is possible to strongly bond the electrode 50.

도시하지 않았지만 상기 버스바 대신하여 관통홀과 같은 연결단자를 포함한 전력 케이블을 체결할 수 있음은 물론이다.It goes without saying that a power cable including a connection terminal such as a through hole may be fastened instead of the bus bar.

대안으로 도 4에서처럼 배터리 모듈(1)의 케이스(20)가 플라스틱과 같은 합성수지로 형성할 경우 몸체(401), 결합부(402) , 체결부재 하우징(405), 연결부재 장착부(406)을 케이스(20)에 일체화하여 형성시킬 경우도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 4, when the case 20 of the battery module 1 is formed of a synthetic resin such as plastic, the body 401, the coupling portion 402, the coupling member housing 405, and the coupling member mounting portion 406, (20), the effect of the present invention can be obtained.

즉, 모듈 케이스(20)의 일측에 연결부재 장착부(406) 및 체결부재(404)의 하우징(405)이 일체화되어 사출, 형성되어 있다. That is, the connection member mounting portion 406 and the housing 405 of the fastening member 404 are integrally formed and injected into one side of the module case 20.

도시되어 있지 않지만 상부 케이스를 연장하여 연결 구조체를 일체화하여 형성시킬 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the connecting structure may be integrally formed by extending the upper case.

연결구조체(40)가 모듈 케이스(20)에 일체화되면서 결합부(402)가 생략되어 있을 뿐 발명의 내용과 효과 등 발명의 사상은 같다.
The connection structure 40 is integrated into the module case 20 so that the coupling portion 402 is omitted and the idea of the invention such as the content and effect of the invention is the same.

이처럼 본 발명에 의하면, 배터리 모듈의 연결구조체는 버스바나 케이블과 같은 전력전달부재를 볼트, 너트와 같은 체결부재로 배터리 모듈을 상호 연결할 경우 배터리 셀의 전극단자에 가해지는 힘을 배터리 모듈의 케이스로 분산시키는 것에 의해 강한 결합력을 제공하면서도 배터리 셀에는 기계적 충격을 최소화할 수 있는 수단을 제공함으로써 다수의 배터리 모듈을 자동체결장치로 용이하게 체결함으로써 전기 저항을 낮추어 전력저장장치의 고출력을 실현하며 발화나 폭발의 위험성으로부터 보호할 뿐만 아니라 체결시간과 노력을 단축할 수 있어 작업능률 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, when a battery module is connected to a power transmitting member such as a bus bar or a cable by a fastening member such as a bolt or a nut, the connection structure of the battery module connects the electrode terminal of the battery cell to the case of the battery module By providing a means for minimizing the mechanical impact on the battery cell while providing a strong coupling force by dispersing the battery cells, it is possible to easily connect the plurality of battery modules to the automatic fastening device, thereby realizing a high output of the power storage device by lowering the electrical resistance. It is effective not only to protect against the risk of explosion but also to shorten the fastening time and effort, thereby improving work efficiency and productivity.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.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 limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

1 : 배터리 모듈
10 : 배터리 셀 101 : 전극단자
20 : 모듈 케이스 201 : 단변 케이스
202 : 장변 케이스
201a: 결합홀 201b : 케이스 플랜지부
30 : 셀 버스바
40 : 연결구조체 401 : 몸체
402 :결합부 403 : 연결부재
404 :체결부재 405 : 체결부재 하우징
406 :연결부재 장착부 402a : 결합돌기
402b :결합블럭 403a : 전극단자 연결부
403b :전극단자 관통홀 403c : 관통홀
50 : 모듈 버스바 501 : 버스바 관통홀1: Battery module
10: Battery cell 101: Electrode terminal
20: Module case 201: Short side case
202: long-side case
201a: coupling hole 201b: case flange portion
30: Cell bus bar
40: connection structure 401: body
402: engaging portion 403: connecting member
404: fastening member 405: fastening member housing
406: connection member mounting portion 402a:
402b: coupling block 403a: electrode terminal connection portion
403b: electrode terminal through hole 403c: through hole
50: Module bus bar 501: Bus bar through hole

Claims (5)

다수의 배터리 셀이 연결되어 패키지(Package)화된 배터리 모듈의 연결구조체에 있어서,
금속 플레이트로서 90도 절곡되어 일측에는 상기 배터리 셀의 전극단자(101)와 전기적으로 연결하는 전극단자 연결부(403a)와 타측에는 관통홀(403b)을 갖는 연결부재(403);와
상기 연결부재(403)의 관통홀(403b)에 대응한 위치에 볼트나 너트와 같은 체결부재(404);와
상기 배터리 모듈의 케이스(20)에 결합되는 결합부(402)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 연결구조체(40).A connection structure of a battery module in which a plurality of battery cells are connected to form a package,
A connection member 403 bent at 90 degrees as a metal plate and having an electrode terminal connection portion 403a electrically connected to the electrode terminal 101 of the battery cell at one side and a through hole 403b at the other side;
A fastening member 404 such as a bolt or a nut at a position corresponding to the through hole 403b of the connecting member 403;
And a coupling part (402) coupled to the case (20) of the battery module. 다수의 배터리 셀이 연결되어 패키지(Package)화된 배터리 모듈의 연결구조체에 있어서,
금속 플레이트로서 90도 절곡되어 일측에는 상기 배터리 셀의 전극단자(101)와 전기적으로 연결하는 전극단자 연결부(403a)와 타측에는 관통홀(403b)을 갖는 연결부재(403);와
상기 연결부재(403)의 관통홀(403b)에 대응한 위치에 볼트나 너트와 같은 체결부재(404);와
상기 배터리 모듈의 케이스(20)에 볼트, 너트 방식으로 체결하는 수 있도록 관통홀;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 연결구조체.A connection structure of a battery module in which a plurality of battery cells are connected to form a package,
A connection member 403 bent at 90 degrees as a metal plate and having an electrode terminal connection portion 403a electrically connected to the electrode terminal 101 of the battery cell at one side and a through hole 403b at the other side;
A fastening member 404 such as a bolt or a nut at a position corresponding to the through hole 403b of the connecting member 403;
And a through hole for fastening the case (20) of the battery module by a bolt and nut method. 다수의 배터리 셀(10)이 연결되어 패키지(Package)화된 배터리 모듈에 있어서,
상기 배터리 셀(10)을 다수 수용할 수 있는 케이스;와
금속 플레이트로서 90도 절곡되어 일측에는 상기 배터리 셀의 전극단자(101)와 전기적으로 연결하는 전극단자 연결부(403a)와 타측에는 관통홀(403b)을 갖는 연결부재(403);와
상기 배터리 모듈의 케이스(20)의 일측에 일체화되어 사출, 형성된 연결부재 장착부(406);와
상기 연결부재(403)의 관통(403b)홀에 대응한 위치에 볼트나 너트와 같은 체결부재(404);를 구비하고
상기 연결부재(403)의 전극단자 연결부(403a)가 상기 배터리 셀(10)에 전기적으로 연결되고 상기 연결부재 장착부(406)에 장착된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In a battery module in which a plurality of battery cells 10 are connected to form a package,
A case capable of housing a plurality of the battery cells 10;
A connection member 403 bent at 90 degrees as a metal plate and having an electrode terminal connection portion 403a electrically connected to the electrode terminal 101 of the battery cell at one side and a through hole 403b at the other side;
A connection member mounting portion 406 integrally formed at one side of the case 20 of the battery module,
And a fastening member 404 such as a bolt or a nut at a position corresponding to the hole 403b of the connecting member 403
Wherein an electrode terminal connection portion (403a) of the connection member (403) is electrically connected to the battery cell (10) and is mounted to the connection member mounting portion (406). 1항에 있어서,
결합부(402)는 결합돌기(402a)나 결합블럭(402b) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 연결구조체(40).The method according to claim 1,
The coupling structure (402) is formed in the form of a coupling protrusion (402a) or a coupling block (402b). 1항 내지 2항에 있어서,
체결부재(404)는 회전되지 않지만 유동되도록 하우징(405)에 장착된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 연결구조체(40).
The method according to any one of claims 1 to 2,
Wherein the fastening member (404) is mounted on the housing (405) so that the fastening member (404) is not rotated but flows.
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