KR20160050310A - Battery Module Assembly of Improved Safety - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안정성이 향상된 전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module assembly having improved stability.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목 받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. The secondary battery is also attracting attention as a power source for an electric vehicle (EV) and a hybrid electric vehicle (HEV), which are proposed as solutions for the air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels .
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.In a small mobile device, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized battery module such as an automobile is used as a middle- or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected due to the necessity of a large-
중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the middle- or large-sized battery module is preferably manufactured in a small size and weight, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, and the like, which can be charged with a high degree of integration and have a small weight to capacity ratio, are mainly used as the battery cells of the middle- or large-sized battery modules. In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.
중대형 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 또는 직렬 및 병렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고 외력에 대해 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다. In order for the middle- or large-sized battery module to provide the output and capacity required by a predetermined device or device, a plurality of battery cells must be electrically connected in series or series and parallel manner, and a stable structure against external force must be maintained.
일반적으로 다수의 전지모듈로 이루어진 고용량 및 고출력의 전지모듈 어셈블리는 다수의 전지셀들 또는 전지모듈을 인접하여 적층한 뒤 베이스 플레이트에 고정하는 방법을 사용하여 왔다. 이와 같은 종래의 구조에서는, 전지모듈이 베이스 플레이트에 고정하는 구조로서, 장볼트 및 다수의 체결 수단이 사용되어 왔다.Generally, a high-capacity and high-output battery module assembly composed of a plurality of battery modules has used a method of stacking a plurality of battery cells or battery modules adjacent to each other and fixing them to the base plate. In such a conventional structure, a long bolt and a plurality of fastening means have been used as the structure in which the battery module is fixed to the base plate.
그러나, 상기와 같은 장볼트 및 고정 브라켓을 이용한 체결 구조는, 전지모듈 어셈블리에 과도한 충격이 발생시 전지셀 적층방향 또는 지면으로부터 수직인 방향으로 유동이 발생할 수 있으므로, 전지의 안전성에 문제를 발생시킬 수 있다. 특히, 전지모듈을 베이스 플레이트에 고정하는 구조는 구조적으로 외부 충격이 그대로 전달되는 구조이므로, 외부 진동 또는 충격에 대해 안정적이지 못한 문제점이 있다.However, when the battery module assembly is excessively impacted, the fastening structure using the long bolt and the fixing bracket may cause a problem in the safety of the battery because the flow may occur in the stacking direction of the battery cell or in the vertical direction from the ground. have. Particularly, the structure for fixing the battery module to the base plate has a structure in which external impact is transmitted as it is structurally, and thus is not stable against external vibration or impact.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 새로운 조립 구조의 전지모듈 어셈블리의 개발의 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high demand for development of a battery module assembly having a new assembly structure for solving the above problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 발명의 목적은, 전지모듈을 플레이트의 하단에 브라켓과 함께 장착시킴으로써, 진보, 낙하 등의 외부 충격이 발생하는 경우에도 전지모듈의 고정 구조가 공고히 유지되어 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 전지모듈 어셈블리를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a battery module assembly that can securely maintain the fixing structure of the battery module even when an external shock such as advancement or dropping occurs by mounting the battery module together with the bracket at the lower end of the plate, .
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery module assembly comprising:
차량에 장착되는 충방전이 가능한 전지모듈 어셈블리를 포함하는 전지팩으로서, 1. A battery pack comprising a battery module assembly capable of charging and discharging mounted on a vehicle,
차량에 장착되는 충방전이 가능한 전지모듈 어셈블리로서,A battery module assembly capable of charging and discharging mounted on a vehicle,
복수의 전지모듈들이 측면으로 접한 상태에서 배열되어 이루어진 전지모듈 배열체; A battery module arrangement comprising: a plurality of battery modules arranged side by side;
상기 전지모듈 배열체의 상단에 결합되어 있는 제 1 플레이트;A first plate coupled to an upper end of the battery module arrangement;
상기 제 1 플레이트 및 전지모듈 배열체와 결합된 브라켓들로서, 제 1 플레이트의 상면의 양단에 각각 장착되는 제 1 및 제 2 브라켓들과, 제 1 플레이트의 상면의 중앙 부위에 장착되는 제 3 브라켓을 포함하고 있는 브라켓들; 및The first and second brackets mounted on both ends of the upper surface of the first plate and the third bracket mounted on the central portion of the upper surface of the first plate, Included brackets; And
BMS(Battery Management System)가 탑재될 수 있도록 수납부를 포함하고 있고, 상기 브라켓들의 상단에 위치하여 제 1 플레이트 및 브라켓들과 결합되어 있는 제 2 플레이트;A second plate which is located at an upper end of the brackets and is coupled to the first plate and the brackets, the second plate including a receiving portion for mounting a BMS (Battery Management System);
를 포함하는 구조로 이루어져 있을 수 있다.As shown in FIG.
따라서, 전지모듈이 플레이트의 하부에 브라켓과 함께 장착되어 있으므로, 외력에도 전지모듈의 고정 구조가 공고히 유지될 수 있다.Therefore, since the battery module is attached to the lower portion of the plate together with the bracket, the fixing structure of the battery module can be firmly maintained even with external force.
상기 제 1 플레이트의 하나의 예로서, 상기 제 1 플레이트의 길이 방향에서의 양단은 단차 구조를 형성하도록 하향 절곡되어 있을 수 있고, 절곡된 저단 부위에는 제 1 체결홈들이 형성되어 있을 수 있다. 여기서 길이 방향은, 전지모듈이 배열되는 방향을 의미할 수 있다.As one example of the first plate, both ends in the longitudinal direction of the first plate may be downwardly bent so as to form a stepped structure, and first fastening grooves may be formed in a bent lower end portion. Here, the longitudinal direction may mean the direction in which the battery modules are arranged.
구체적으로, 상기 제 1 플레이트의 길이 방향에서의 양단은 전지모듈 배열체의 길이보다 큰 길이로 하향 절곡되어 있을 수 있다.Specifically, both ends of the first plate in the longitudinal direction may be bent downward to a length greater than the length of the battery module arrangement.
더욱 구체적으로, 상기 제 1 플레이트의 양단은 전지모듈 배열체의 길이의 105% 내지 140%의 크기로 연장된 상태로 하향 절곡되어 있을 수 있다. 즉, 제 1 플레이트의 양단은 전지모듈 배열체의 105% 내지 140%의 크기로 연장되어 형성되어야만, 전지모듈 배열체가 장착되는 면적을 충분히 확보할 수 있음과 동시에, 전지모듈 어셈블리의 크기가 지나치게 커지는 것을 방지할 수 있다.More specifically, both ends of the first plate may be downwardly bent while being extended to a size of 105% to 140% of the length of the battery module arrangement. That is, both ends of the first plate must be formed to extend to a size of 105% to 140% of the battery module arrangement, so that the area in which the battery module arrangement is mounted can be sufficiently secured and the size of the battery module assembly becomes excessively large Can be prevented.
상기 브라켓들의 하나의 예로서, 상기 제 1 및 제 2 브라켓들은 제 1 플레이트의 단차 구조와 대응하는 형상으로 하향 절곡되어 있을 수 있고, 상기 제 1 체결홈들에 대응하는 부위에는 제 2 체결홈들이 형성되어 있을 수 있다.As one example of the brackets, the first and second brackets may be downwardly bent to have a shape corresponding to the step structure of the first plate, and second fastening grooves may be formed at portions corresponding to the first fastening grooves .
구체적으로, 상기 제 1 및 제 2 브라켓들의 하향 절곡된 단부의 적어도 일부는 수직으로 상향 절곡된 연장부를 포함하고 있을 수 있다.In particular, at least a portion of the downwardly bent end portions of the first and second brackets may include an upwardly bent extension.
더욱 구체적으로, 상기 상향 절곡된 연장부에는 전지모듈 어셈블리의 리프팅을 위한 하나 이상의 관통구가 천공되어 있을 수 있다.More specifically, the upwardly bent extension may be provided with one or more through-holes for lifting the battery module assembly.
상기 제 2 플레이트의 하나의 예로서, 상기 제 2 플레이트의 양단은 제 1 플레이트의 양단에 대응하는 형상으로 하향 절곡되어 있을 수 있고, 절곡된 저단 부위에는 제 3 체결홈들이 형성되어 있을 수 있다.As an example of the second plate, both ends of the second plate may be downwardly bent in a shape corresponding to both ends of the first plate, and third fastening grooves may be formed in a bent lower end portion.
이 같은 체결홈 구조에 의해, 상기 제 1 체결홈들, 제 2 체결홈들 및 제 3 체결홈들은 볼트/너트에 의해 체결되어 있을 수 있다.According to such a fastening groove structure, the first fastening grooves, the second fastening grooves, and the third fastening grooves may be fastened by bolts / nuts.
전지모듈 배열체를 제 1 플레이트에 장착하기 위한 구조로서, 상기 제 1 플레이트의 양단 및 중앙 부위에는 상기 전지모듈 배열체를 제 1 플레이트의 하단에 장착할 수 있도록, 폭 방향을 따라 제 1 장착홈들이 형성되어 있을 수 있다.A battery pack according to any one of claims 1 to 3, wherein the first plate has a first mounting groove and a second mounting groove formed at both ends of the first plate to mount the battery module arrangement on the first plate, May be formed.
또한, 상기 제 1 및 제 2 브라켓들과 제 3 브라켓은 상기 제 1 장착홈들에 대응하는 부위에 제 2 장착홈들이 형성되어 있을 수 있다.In addition, the first and second brackets and the third bracket may have second mounting grooves formed at portions corresponding to the first mounting grooves.
이 같은 장착홈 구조에 의해, 상기 제 1 장착홈들 및 제 2 장착홈들은 볼트/너트에 의해 체결되어 있을 수 있다.With such a mounting groove structure, the first mounting grooves and the second mounting grooves may be fastened by bolts / nuts.
제 1 플레이트의 추가적인 구조로서, 전지모듈 배열체의 장착에 의한 하중을 견딜 수 있도록, 상기 제 1 플레이트의 상면에는, 상기 브라켓들 사이의 공간에 비드들이 형성되어 있을 수 있다.As an additional structure of the first plate, beads may be formed in the space between the brackets on the upper surface of the first plate so as to withstand the load due to the mounting of the battery module arrangement.
한편, 상기 전지모듈들은 버스 바에 의해 전극단자들이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있을 수 있다.Meanwhile, the battery modules may have their electrode terminals connected in series or in parallel by a bus bar.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈 어셈블리를 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including the battery module assembly.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including the battery pack as a power source.
상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치 등으로부터 선택되는 것일 수 있다. 이러한 디바이스의 구조 및 제조 방법 역시 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The device may be selected from an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage device. The structure and manufacturing method of such a device are also well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 전지팩은 차량의 트렁크 하부에 장착되는 구조에 바람직하게 적용될 수 있고, 구체적인 예에서, 상기 전지팩은 전지모듈 어셈블리의 제 1 플레이트, 브라켓들 및 제 2 플레이트의 양 단부들이 트렁크의 전지팩 수납부의 외주면에 걸치면서 장착되어 있는 구조일 수 있다.According to the present invention, the battery pack may be preferably applied to a structure mounted on a lower part of a trunk of a vehicle. In a specific example, the battery pack includes a first plate, a bracket, And the end portions are mounted on the outer circumferential surface of the battery pack receiving portion of the trunk.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, 전지모듈을 플레이트의 하단에 브라켓들과 함께 장착함으로써, 진보, 낙하 등의 외부 충격이 발생하는 경우에도 전지모듈의 고정 구조가 공고히 유지되어 안전성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the battery module assembly of the present invention, by mounting the battery module together with the brackets at the lower end of the plate, the fixing structure of the battery module is firmly maintained even when an external shock such as advancement or drop occurs There is an effect of improving safety.
도 1은 본 발명에 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도이다;
도 2는 도 1의 제 1 플레이트 및 브라켓들의 사시도이다;
도 3은 도 2의 제 1 플레이트 및 브라켓들의 분해 사시도이다;
도 4는 도 1의 제 1 플레이트, 브라켓들 및 제 2 플레이트의 사시도이다;
도 5는 도 1의 측면도이다;
도 6은 도 1의 “A-B”의 단면도이다.1 is a perspective view of a battery module assembly according to one embodiment of the present invention;
Figure 2 is a perspective view of the first plate and brackets of Figure 1;
Figure 3 is an exploded perspective view of the first plate and brackets of Figure 2;
Figure 4 is a perspective view of the first plate, brackets and second plate of Figure 1;
Figure 5 is a side view of Figure 1;
6 is a sectional view of " AB " in Fig.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 제 1 플레이트 및 브라켓들의 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2의 제 1 플레이트 및 브라켓들의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 1의 제 1 플레이트, 브라켓들 및 제 2 플레이트의 사시도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 1의 전지모듈 어셈블리의 측면도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 1의 “A-B”의 단면도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a perspective view of a battery module assembly according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the first plate and brackets of FIG. 1, FIG. 4 is a perspective view of the first plate, brackets, and second plate of FIG. 1, and FIG. 5 is a side view of the battery module assembly of FIG. 1, Sectional view of " AB " in Fig. 1 is shown.
이들 도면을 참조하면, 전지모듈 어셈블리(100)는 전지모듈 배열체(200), 제 1 플레이트(300), 브라켓들(400) 및 제 2 플레이트(500)로 이루어져 있다.Referring to these drawings, the
전지모듈 배열체(200)의 상단에는 제 1 플레이트(200)가, 제 1 플레이트의 상단에는 브라켓들(400)이, 브라켓들(400)의 상단에는 제 2 플레이트(500)가 순차적으로 적층되어 결합되어 있다.The
구체적으로, 전지모듈 배열체(200)는 복수의 전지모듈들(210)이 측면으로 접한 상태로 배열되어 이루어져 있고, 브라켓들(400)은 제 1 플레이트(200)의 양단에 각각 장착되어 있는 제 1 브라켓(410) 및 제 2 브라켓(420)과 제 1 플레이트(200)의 중앙 부위에 장착되어 있는 제 3 브라켓(430)으로 구성되어 있다.Specifically, the
제 2 플레이트(500)의 상면에는 BMS(도시하지 않음)가 탑재될 수 있도록 수납부(510)가 형성되어 있다.A
전지모듈 배열체(200), 제 1 플레이트(300), 브라켓들(400) 및 제 2 플레이트(500)의 구체적인 결합 구조를 살펴보면, 먼저, 제 1 플레이트(300)의 양단은 단차 구조를 형성하도록 하향 절곡되어 있고, 절곡된 저단 부위(310)에는 제 1 체결홈들(320)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 3, the
제 1 플레이트(300)의 양단 사이의 길이(L3)는 전지모듈 배열체(200)의 길이 (L2)보다 큰 길이로 이루어져 있다. 구체적으로, 제 1 플레이트(300)의 양단 사이의 길이(L3)는 전지모듈 배열체(200)의 길이 (L2)의 105%의 크기로 이루어져 있다.The length L3 between both ends of the
제 1 브라켓(410) 및 제 2 브라켓(420)은 제 1 플레이트(300)의 단차 구조와 대응하는 형상으로 하향 절곡되어 있고, 제 1 체결홈들(320)에 대응하는 부위에 제 2 체결홈들(430)이 형성되어 있다.The
제 1 브라켓(410) 및 제 2 브라켓(420)의 하향 절곡된 단부에는 수직으로 상향 절곡된 연장부(440)가 형성되어 있고, 이 같은 절곡된 연장부(440)에는 전지모듈 어셈블리의 리프팅을 위한 관통구(441)가 천공되어 있다.The
제 2 플레이트(500)의 양단은 제 1 플레이트(300)의 양단에 대응하는 형상으로 하향 절곡되어 있고, 절곡된 저단 부위에는 제 3 체결홈들(520)이 형성되어 있다.Both ends of the
이 같은 체결홈들(320, 430, 520) 구조에 의해, 제 1 체결홈들(320), 제 2 체결홈들(430) 및 제 3 체결홈들(520)은 볼트/너트(도시하지 않음)에 의해 체결되어 있다.The
또한, 제 1 플레이트(300)의 양단 및 중앙 부위에는 전지모듈 배열체(200)를 제 1 플레이트(300)의 하단에 장착할 수 있도록, 제 1 장착홈들(330)이 형성되어 있고, 제 1 브라켓(410), 제 2 브라켓(420) 및 제 3 브라켓(430)에는 제 1 장착홈들(330)에 대응하는 부위에 제 2 장착홈들(450)이 형성되어 있다.First mounting
이 같은 구조에 의해, 제 1 장착홈들(330) 및 제 2 장착홈들은(450) 전지모듈 배열체(200)와 함께 볼트/너트(도시하지 않음)에 의해 체결된다.With this structure, the first mounting
한편, 제 1 플레이트(300)의 상면에는, 전지모듈 배열체(200)의 장착에 의한 하중을 견딜 수 있도록, 비드들(도시하지 않음)이 형성되어 있다.On the other hand, beads (not shown) are formed on the upper surface of the
전지모듈들(210)은 버스 바(도시하지 않음)에 의해 전극단자들이 직렬/병렬로 연결되어 있다.
In the
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
Claims (19)
복수의 전지모듈들이 측면으로 접한 상태에서 배열되어 이루어진 전지모듈 배열체;
상기 전지모듈 배열체의 상단에 결합되어 있는 제 1 플레이트;
상기 제 1 플레이트 및 전지모듈 배열체와 결합된 브라켓들로서, 제 1 플레이트의 상면의 양단에 각각 장착되는 제 1 및 제 2 브라켓들과, 제 1 플레이트의 상면의 중앙 부위에 장착되는 제 3 브라켓을 포함하고 있는 브라켓들; 및
BMS(Battery Management System)가 탑재될 수 있도록 수납부를 포함하고 있고, 상기 브라켓들의 상단에 위치하여 제 1 플레이트 및 브라켓들과 결합되어 있는 제 2 플레이트;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.A battery module assembly capable of charging and discharging mounted on a vehicle,
A battery module arrangement comprising: a plurality of battery modules arranged side by side;
A first plate coupled to an upper end of the battery module arrangement;
The first and second brackets mounted on both ends of the upper surface of the first plate and the third bracket mounted on the central portion of the upper surface of the first plate, Included brackets; And
A second plate which is located at an upper end of the brackets and is coupled to the first plate and the brackets, the second plate including a receiving portion for mounting a BMS (Battery Management System);
The battery module assembly comprising:
Priority Applications (1)
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KR1020140148192A KR101797689B1 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | Battery Module Assembly of Improved Safety |
Applications Claiming Priority (1)
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