KR20170010972A - Battery Module Comprising Battery Cell Stack of Step-formed Structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단차 구조의 전지셀 적층체를 포함하고 있는 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a battery cell stack of a stepped structure.
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, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, which is proposed as a solution for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. Therefore, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to many fields and products in the future.
이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다.Such a secondary battery may be classified as a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery depending on the configuration of an electrode and an electrolytic solution. The amount of the lithium ion polymer battery Is growing.
일반적으로, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.2. Description of the Related Art Generally, a secondary battery includes a cylindrical battery and a prismatic battery in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of a battery case, and a pouch type battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch- .
이러한 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있지만, 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있다.Such a secondary battery is widely used as an energy source for a variety of electronic products as well as various mobile devices. However, since various combustible materials are embedded therein, there is a risk of overheating, explosion, etc. due to overcharging, overcurrent, other physical external impact,
과충전, 과방전, 과전류시 전류를 차단하는 보호회로, 온도 상승시 저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient Element), 가스 발생에 따른 압력 상승시 전류를 차단하거나 가스를 배기하는 안전벤트 등의 안전 시스템이 구비되어 있고, 다수의 전지모듈들이 조합된 구조로 이루어진 멀티-셀 구조의 중대형 전지팩에는 과방전, 과충전, 과전류 등으로부터 전지셀을 보호하기 위한 퓨즈, 바이메탈, BMS (Battery Management System) 등의 안전 시스템이 구비되어 있다.A protection circuit that cuts off current when overcharging, overdischarging, and overcurrent, PTC device (Positive Temperature Coefficient Element) that cuts current by increasing resistance when temperature rises, And a safety system such as a safety vent, and a multi-cell type middle- or large-sized battery pack having a structure in which a plurality of battery modules are combined is provided with a fuse for protecting the battery cell from overdischarge, overcharge, overcurrent, Battery Management System).
도 1에는 종래의 BMS를 장착한 전지모듈의 모식도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic view of a battery module including a conventional BMS.
도 1을 참조하면, 전지모듈(10)의 일부분을 도시하고 있다. 전지모듈(10)을 구성하고 있는 전지셀들(20)이 프레임들(31, 32)에 의해 고정되어 있고, 전지셀들(20)의 일단부에 BMS(50)가 장착되어 있다.Referring to FIG. 1, a portion of the battery module 10 is shown. The
이와 같은 구조에서는 BMS를 육면체인 대칭 형상의 전지셀 적층체에 부착하는 구조이므로 별도의 BMS 공간을 필요로 한다. 점선으로 도시되어 있는 바와 같이, BMS가 장착되면 육면체와 같이 균일한 외관을 갖기 어렵거나 별도의 BMS 케이스를 장착하여 부피가 증가하게 된다.In such a structure, a separate BMS space is required because it is a structure in which the BMS is attached to a symmetrically shaped battery cell laminate having a hexahedron shape. As shown by the dotted line, when the BMS is mounted, it is difficult to have a uniform appearance such as a hexahedron, or a separate BMS case is mounted to increase the volume.
따라서, BMS를 장착한 경우에 대칭 형상이 이루어지지 않으므로 용량의 최적화를 달성하기 어렵고, 전지셀 적층체의 측면에 부착하므로 공정 효율성도 높지 않다는 문제가 있다.Therefore, when the BMS is mounted, it is difficult to optimize the capacity because the cell is not symmetrical, and it is adhered to the side surface of the battery cell laminate, resulting in a problem that the process efficiency is not high.
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.
구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀 적층체에서 전지셀들의 층별 개수를 달리하여 단차부를 형성하고, 단차부에 BMS를 장착하여 대칭 형상의 콤팩트한 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery module having a symmetrical shape with a compact structure by forming a stepped portion by varying the number of battery cells in the battery cell laminate body and mounting the BMS on the stepped portion.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단차 구조의 전지셀 적층체를 포함하고 있는 전지모듈은,To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a battery module including a stepped-
복수의 전지셀들의 측면이 상호 인접한 상태로 2단 이상 적층 배열되어 있고 일측 단부에 단차부를 형성하고 있는 전지셀 적층체;A battery cell laminate having a plurality of battery cells stacked in two or more stages with their side faces being adjacent to each other and forming a step at one end;
상기 전지셀들의 전극단자들을 전기적으로 연결하는 단자 플레이트들;Terminal plates for electrically connecting the electrode terminals of the battery cells;
상기 전지셀 적층체의 양측 전극단자들을 감싸면서 상호 결합하는 구조의 제 1 팩 프레임과 제 2 팩 프레임; 및A first pack frame and a second pack frame having a structure in which both electrode terminals of the battery cell stack are surrounded while being coupled with each other; And
상기 전지셀 적층체의 단차부에 장착되어 전지모듈의 작동을 제어하는 BMS(Battery management System);A battery management system (BMS) mounted on a step of the battery cell stack to control operation of the battery module;
을 포함하고 있는 구조로 구성되어 있다.As shown in Fig.
즉, 본 발명에 따른 단차 구조의 전지셀 적층체를 포함하고 있는 전지모듈은, 전지모듈의 외관 및 용량의 최적화를 위해 BMS를 전지셀 적층체의 단차부에 장착하여 대칭 형상의 콤팩트한 구조의 전지모듈을 제공할 수 있다.That is, in order to optimize the external appearance and the capacity of the battery module, the battery module including the battery cell stack of the stepped structure according to the present invention is characterized in that the BMS is mounted on the step portion of the battery cell stack to form a symmetrical, A battery module can be provided.
본 발명에 따르면, 상기 전지셀은 원통형 전지셀일 수 있다.According to the present invention, the battery cell may be a cylindrical battery cell.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀 적층체는, 최하단 열에 배열된 전지셀들의 개수가, 상기 최하단 열의 상부 열에 배열된 전지셀들의 개수보다 상대적으로 많은 구조일 수 있다.In one specific example, the battery cell stack may have a structure in which the number of battery cells arranged in the lowermost row is relatively larger than the number of battery cells arranged in the upper row of the lowermost row.
이 경우에, 상기 단차부는 전지셀 적층체의 상단 일측 단부에 위치하고, 단차부에 BMS가 장착된 상태에서 전지모듈의 구조는 육면체 형상을 가질 수 있다.In this case, the stepped portion may be located at one end of the upper end of the battery cell stack, and the structure of the battery module may have a hexahedral shape with the BMS mounted on the stepped portion.
본 발명에 따르면, 상기 단자 플레이트는 전지셀들을 연결시킬 수 있도록 구조가 서로 다른 둘 이상의 단자 플레이트들로 구성될 수 있다.According to the present invention, the terminal plate may be composed of two or more terminal plates having different structures to connect the battery cells.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단자 플레이트들은 최하단의 둘 이상의 전지셀들을 연결시키는 제 1 단자 플레이트를 포함하고 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the terminal plates may include a first terminal plate connecting the two or more lowermost battery cells.
다른 예에서, 상기 단자 플레이트들은 최하단 열 및 상기 최하단 열의 상부 열에 배열된 전지셀들을 둘 이상 연결시키는 제 단자 2 플레이트를 포함하고 있는 구조일 수 있다.In another example, the terminal plates may have a structure including a terminal 2 plate connecting two or more of the battery cells arranged in the lowermost column and the upper column of the lowermost column.
이 구조에서, 상기 단자 플레이트들은 적어도 둘 이상의 상기 전지셀들을 직렬, 또는 직렬 및 병렬로 연결할 수 있다.In this structure, the terminal plates may connect at least two or more of the battery cells in series, or in series and in parallel.
이 때, 상기 단자 플레이트는 일자형, 'T'자형, 'ㄴ'자형 또는 중공 사각형 형상일 수 있다.At this time, the terminal plate may have a straight shape, a 'T' shape, a 'B' shape, or a hollow square shape.
이러한 경우에, 상기 단자 플레이트들은, 전지셀들의 전극단자들에 접속된 상태로, 제 1 팩 프레임 및 제 2 팩 프레임의 외면에 장착될 수 있다.In this case, the terminal plates may be mounted on the outer surfaces of the first pack frame and the second pack frame, while being connected to the electrode terminals of the battery cells.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단자 플레이트는,In one specific example, the terminal plate comprises:
상기 전지셀들의 전극단자에 접촉되는 장방형 형상으로 이루어져 있는 단자 연결부; 및A terminal connection portion formed in a rectangular shape to contact the electrode terminals of the battery cells; And
상기 전지셀들의 전압을 감지하기 위해 단자 플레이트의 일측으로부터 팩 프레임의 상면으로 연장되어 형성되어 있는 전압 센싱 단자;A voltage sensing terminal extending from one side of the terminal plate to an upper surface of the pack frame to sense a voltage of the battery cells;
로 이루어져 있는 구조일 수 있다.. ≪ / RTI >
이와 같은 경우에, 상기 단자 연결부에서, 전지셀들의 전극단자들에 대응하는 각각의 부위에는, 단자 연결부와 전극단자들의 용접을 위한 슬릿들(slits)이 형성되어 있을 수 있다.In such a case, slits for welding the terminal connection portion and the electrode terminals may be formed in the terminal connection portions at respective portions corresponding to the electrode terminals of the battery cells.
하나의 구체적인 예에서, 상기 BMS는 단차부의 중앙에 배치되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the BMS may be in the middle of the step.
다른 예에서, 상기 BMS는 단차부의 일측에 편향 배치되어 있는 구조일 수 있다.In another example, the BMS may be a structure that is biased on one side of the step.
이와 같은 구조에서, 상기 BMS의 일측 또는 양측에는 BMS를 보호하는 BMS 보호 부재들을 추가로 포함할 수 있다.In such a structure, one or both sides of the BMS may further include BMS protection members for protecting the BMS.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 팩 프레임 및 제 2 팩 프레임은 적층 배열되어 있는 전지셀 적층체를 내부에 수납하는 구조일 수 있다.In one specific example, the first pack frame and the second pack frame may be structured to house the battery cell stack in which the stacked battery cells are stacked.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 팩 프레임 및 제 2 팩 프레임에는 전극단자들에 대응되는 위치에 전지셀들을 전기적으로 연결하는 단자 플레이트 형상에 대응하는 구멍들이 형성될 수 있다.According to the present invention, the first pack frame and the second pack frame may have holes corresponding to terminal plate shapes electrically connecting the battery cells to positions corresponding to the electrode terminals.
이 경우에, 상기 제 1 팩 프레임 및 제 2 팩 프레임에는 전지셀들을 냉각하는 유동할 수 있는 관통로가 형성될 수 있다.In this case, the first pack frame and the second pack frame may be provided with flow passages for cooling the battery cells.
이러한 구조에서, 상기 제 1 팩 프레임 및 제 2 팩 프레임은 체결부재에 의해 상호 결합될 수 있다.In this structure, the first pack frame and the second pack frame can be coupled to each other by the fastening member.
또한, 상기 제 1 팩 프레임 및 제 2 팩 프레임의 외측에는 결합력을 강화하는 보강 부재들이 장착될 수 있고, 보강 부재들은 후크 구조 또는 탄성에 의해 결합력을 강화할 수 있다.Further, reinforcing members for reinforcing a binding force may be mounted on the outer sides of the first pack frame and the second pack frame, and the reinforcing members may be reinforced by a hook structure or elasticity.
본 발명에 따르면, 전압 센싱 와이어들이 상기 제 1 팩 프레임 및 제 2 팩 프레임 사이의 전지셀 적층체 상에 정렬되어 있으며, 단자 플레이트의 상측으로부터 연장되어 있는 전압 센싱 단자들에 일단이 연결되어 있고, 타단이 BMS에 연결되어 있는 구조일 수 있다.According to the present invention, voltage sensing wires are arranged on the battery cell stack between the first pack frame and the second pack frame, and one end is connected to the voltage sensing terminals extending from above the terminal plate, And the other end is connected to the BMS.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 팩 프레임 및 제 2 팩 프레임의 상단에는 전압 센싱 와이어들을 고정하는 리브들이 교번 방식으로 각각 형성될 수 있다.In one specific example, the ribs fixing the voltage sensing wires may be formed on the upper ends of the first pack frame and the second pack frame, respectively, in an alternating manner.
이 경우에, 상기 리브들은,In this case,
상기 모듈 커버의 결합 방향으로 돌출된 바(bar) 형상으로 형성되어 있어서 전압 센싱 와이어를 전지셀들 사이에 형성되는 공간들에 고정하는 제 1 리브; 및A first rib formed in a bar shape protruding in a direction of engagement of the module cover to fix the voltage sensing wire to the spaces formed between the battery cells; And
상기 모듈 커버의 상단 면에 전압 센싱 와이어의 외경에 대응하는 홈 형상으로 형성되어 있어서 전압 센싱 와이어를 상부로부터 끼워맞춤 구조로 고정하는 제 2 리브;A second rib formed in a groove shape corresponding to an outer diameter of the voltage sensing wire on the upper surface of the module cover to fix the voltage sensing wire in a fitting structure from above;
를 포함하는 구조일 수 있다.. ≪ / RTI >
하나의 구체적인 예에서, 상기 BMS의 상부에는 외부 충격 및 침상 부재의 관통으로부터 BMS를 보호하기 위해 탈부착 가능한 BMS 케이스가 장착될 수 있다.In one specific example, a removable BMS case may be mounted on the top of the BMS to protect the BMS from external impact and penetration of the needle member.
상기 BMS 케이스의 코너들에는 단차부의 높이에 대응하는 길이의 절곡된 프레임들이 장착될 수 있다.The corners of the BMS case may be provided with folded frames of a length corresponding to the height of the stepped portion.
본 발명은 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention provides a battery pack including the battery module.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including the battery pack.
상기 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 무선 청소기, 파워 툴(power tool), 무인 비행체, 전기자전거, 전기자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기자동차 및 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The device may be one selected from the group consisting of a computer, a mobile phone, a wearable electronic device, a wireless cleaner, a power tool, an unmanned aerial vehicle, an electric bicycle, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle, .
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure and manufacturing method of such a device are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 단차 구조의 전지셀 적층체를 포함하고 있는 전지모듈은, 전지셀 적층체의 단차부에 BMS를 장착하여 외관 및 용량의 최적화를 달성할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the battery module including the battery cell laminate having the step structure according to the present invention can achieve the optimization of the appearance and the capacity by mounting the BMS on the step portion of the battery cell laminate.
또한, 본 발명에 따르면, BMS를 전지셀 적층체의 상부에 형성되어 있는 단차부에 장착하는 구조이므로 공정 효율성이 향상되는 효과를 제공한다.In addition, according to the present invention, since the BMS is mounted on the stepped portion formed on the upper portion of the battery cell stack, the process efficiency is improved.
도 1은 종래의 BMS를 장착한 전지모듈의 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단차 구조의 전지셀 적층체를 포함하고 있는 전지모듈의 모식도이다;
도 3은 도 2의 전지모듈을 측면에서 바라본 모식도이다;
도 4는 도 2의 BMS를 보호하는 BMS 보호 부재가 장착되어 있는 모식도이다;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈의 모식도이다.1 is a schematic view of a battery module equipped with a conventional BMS;
2 is a schematic view of a battery module including a battery cell stack of a stepped structure according to one embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a schematic view of the battery module of FIG. 2 as viewed from the side;
Fig. 4 is a schematic view of a BMS protective member protecting the BMS of Fig. 2; Fig.
5 is a schematic view of a battery module according to another embodiment of the present invention.
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 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단차 구조의 전지셀 적층체를 포함하고 있는 전지모듈의 모식도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 전지모듈을 측면에서 바라본 모식도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a schematic view of a battery module including a stepped-structure battery cell stack according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic view of the battery module of FIG. 2 viewed from the side.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 전지모듈(100)은 복수의 전지셀들(101)의 전지셀 적층체(110), 전지셀 적층체(110)를 감싸면서 상호 결합하는 제 1 팩 프레임(121) 및 제 2 팩 프레임(122), 전지셀들(101)을 연결하는 단자 플레이트들(130), 및 전지모듈(100)의 작동을 제어하는 BMS(140)를 포함하여 구성되어 있다.2 and 3, the
전지셀 적층체(110)는 복수의 전지셀들(101)의 측면이 인접한 상태로 적층 배열되어 있다. 전지셀 적층체(110)는 최하단 열(110a)에 배열된 전지셀들(101)의 수가 최하단 열의 상부 열(110b)보다 많으므로 단차부(123)를 형성한다. 단차부(123)는 전지셀 적층체(110)의 상단 일측 단부에 위치한다.The battery
전지셀 적층체(110)는 제 1 팩 프레임(121) 및 제 2 팩 프레임(122) 내에 수납되는 구조이다. 전지셀 적층체(110)의 단차부(123)에 BMS(140)가 장착되고, BMS(140)의 상부에는 외부 충격 및 침상 부재의 관통으로부터 BMS(140)를 보호하기 위해 탈부착 가능한 BMS 케이스(141)가 장착되어 있다.The
전지모듈(100)의 작동을 제어하기 위해 전지셀 적층체(110)의 단차부(123)의 중앙에 BMS(140)가 장착되고, BMS(140)를 보호하기 위해 BMS 케이스(141)가 장착되면 전지모듈(100)은 직육면체 형상을 이루게 된다.The
전압 센싱 와이어들(150)은 전지셀 적층체(110) 상에 정렬된 상태로, 단자 플레이트(130)의 일부에 형성되어 있는 전압 센싱 단자들(131)에 일단이 연결되어 있고, 타단이 전지모듈(100)의 작동을 제어하는 BMS(140)에 연결되어 있다. 전압 센싱 와이어들(150)은 전압 센싱 단자들(131)과 BMS(140)에 연결되어 있고, 팩 프레임들(121, 122)에 형성되어 있는 리브들(161, 162)에 의해 고정된다.One end of the
BMS(140)에는 전력선들(153, 154)이 연결되어 전력을 제공하고, 충전을 하는 BMS 리드선(155)이 연결되어 있고, 외부 LED 보드에 연결하여 충전 상태 등의 정보를 나타내는 LED 보드 연결선(156)이 연결되어 있다.The
제 1 팩 프레임(121) 및 제 2 팩 프레임(122)은 체결부재(127)에 의해 상호 결합되어 있다. 제 1 팩 프레임(121) 및 제 2 팩 프레임(122)의 외측에는 결합력을 강화하는 보강 부재들(125)이 장착되어 있다.The
제 1 팩 프레임(121) 및 제 2 팩 프레임(122)에는 전지셀 적층체(110)를 내부에 수납하여 전극단자들에 대응되는 위치에서 전지셀들(101)을 전기적으로 연결하도록 단자 플레이트들(130)의 형상에 대응하는 구멍들(128)이 형성되어 있다.The
제 1 팩 프레임(121) 및 제 2 팩 프레임(122)에 형성되어 있는 구멍들(128)과 전지셀들(101) 사이의 공간들로 냉매가 유동하여 전지셀들(101)을 냉각한다.The coolant flows into the spaces between the
단자 플레이트들(130)은 최하단의 둘 이상의 전지셀들(101)을 연결시키는 제 1 단자 플레이트, 및 최하단 열 및 상기 최하단 열의 상부 열에 배열된 전지셀들을 둘 이상 연결시키는 제 단자 2 플레이트를 포함하여 구성되어 있다.The
단자 플레이트들(130)은 일자형, 'T'자형, 'ㄴ'자형 또는 중공 사각형 형상이며, 2개의 전지셀들(101) 또는 4개의 전지셀들(101)을 직렬, 또는 직렬 및 병렬로 연결한다.The
단자 플레이트들(130)은 전지셀들(101)을 연결시키기 위해 구조가 서로 다른 둘 이상의 단자 플레이트들(130)로 구성되어 있고, 전지셀들(101)의 전극단자들을 전기적으로 연결한다.The
단자 플레이트들(130)은 전지셀들(101)의 전극단자들에 접속된 상태로, 제 1 팩 프레임(121) 및 제 2 팩 프레임(122)의 외면에 장착되어 외부로 노출되어 있다.The
단자 플레이트(130)는 단자 연결부(132) 및 전압 센싱 단자(131)로 구성되어 있다.The
단자 연결부(132)는 전지셀들(101)을 전기적으로 연결하기 위해 전극단자들에 접촉하고, 전압 센싱 단자(131)는 전지셀들(101)의 전압을 감지하기 위해 단자 플레이트(130)의 일측으로부터 팩 프레임들(121, 122)의 상면으로 연장되어 있다. 전압 센싱 단자들(131)은 와이어들(150)과 솔더링에 의해 각각 접속된다.The
단자 연결부(132)에서, 전지셀들(101)의 전극단자들에 대응하는 각각의 부위에는, 단자 연결부(132)와 전극단자들의 용접을 위한 슬릿들(135)이 각각 형성되어 있다.In the
리브들(161, 162)은 제 1 팩 프레임(121) 및 제 2 팩 프레임(122)의 상단에 전압 센싱 와이어들(150)을 고정하도록 교번 방식으로 각각 형성되어 있다.The
리브들(161, 162)은 바 형상의 제 1 리브(161) 및 끼워맞춤 구조의 제 2 리브(162)로 구성되어 있다.The
제 1 리브(161)는 팩 프레임(121, 122)의 결합 방향(Y축 방향)으로 돌출된 바 형상으로 형성되어 있어서 전압 센싱 와이어(150)를 전지셀들(101) 사이에 형성되는 공간들에 고정한다. 제 1 리브(161)는 팩 프레임들(121, 122)의 내측 단부로부터 결합 방향(Y축 방향)으로 돌출되어 있다.The
제 2 리브(162)는 팩 프레임들(121, 122)의 상단 면에서 상향 돌출된 형상으로 형성되어 있다. 제 2 리브(162)는 돌출된 돌기부에 하향 만입되어 있는 홈 구조를 가지고 있다.The
제 2 리브(162)는 팩 프레임들(121, 122)의 상단 면에 전압 센싱 와이어(150)의 외경에 대응하는 홈 형상으로 형성되어 있어서 전압 센싱 와이어(150)를 상부로부터 끼워맞춤 구조로 고정하고 전압 센싱 단자들(131)에 연결된다.The
도 4에는 도 2의 BMS를 보호하는 BMS 보호 부재가 장착되어 있는 모식도가 도시되어 있다.FIG. 4 is a schematic view of a BMS protection member for protecting the BMS of FIG. 2 mounted thereon.
도 4를 참조하면, 전지셀들(101)이 정렬되어 있는 전지셀 적층체(110)의 단차부(123)의 중앙에 BMS(도 2: 140)가 장착되어 있다. BMS(도 2: 140)의 양측에는 BMS 보호 부재들(143)이 장착되어 있어 측면으로부터의 충격 또는 침상 부재의 침입으로부터 BMS(도 2; 140)를 보호한다. 전지모듈(100)은 BMS(도 2; 140), BMS 케이스(141) 및 BMS 보호 부재들(143)을 포함하고 육면체 형상을 유지하고 있다.Referring to FIG. 4, a BMS (FIG. 2) 140 is mounted at the center of the stepped
전압 센싱 와이어들(150)은 단자 플레이트(도 2: 130)의 일부에 형성되어 있는 전압 센싱 단자들(131)에 일단이 연결되어 있고, 팩 프레임들(121, 122)에 형성되어 있는 리브들(161, 162)에 의해 고정되어 있으며, 타단이 전지모듈(100)의 작동을 제어하는 BMS(140)에 연결되어 있다.The
BMS 보호 부재들(143)이 단차부(123)의 배치되어 있는 점을 제외하면 구조가 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.Since the
도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지모듈의 모식도가 도시되어 있다.5 is a schematic view of a battery module according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 전지모듈(200)을 구성하고 있는 전지셀 적층체(210)는 팩 프레임들(221, 222) 내에 수납되어 있고, 복수의 전지셀들(201)의 측면이 인접한 상태로 적층 배열되어 있다.5, the
단차부(223)가 전지셀 적층체(210)의 상단 일측 단부에 위치하고, 단차부(223)에 BMS가 장착되어 있으며, 그 상부에는 외부 충격 및 침상 부재의 관통으로부터 BMS를 보호하기 위해 탈부착 가능한 BMS 케이스(241)가 장착되어 있다.The
BMS 케이스(241)의 양측에는 BMS 보호 부재들(243)이 각각 부착되어 있어 안전성을 향상시킬 수 있다. BMS가 단차부(223)의 일측에 편향 배치되어 있는 점을 제외하면 구조가 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (22)
상기 전지셀들의 전극단자들을 전기적으로 연결하는 단자 플레이트들;
상기 전지셀 적층체의 양측 전극단자들을 감싸면서 상호 결합하는 구조의 제 1 팩 프레임과 제 2 팩 프레임; 및
상기 전지셀 적층체의 단차부에 장착되어 전지모듈의 작동을 제어하는 BMS(Battery management System);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery cell laminate having a plurality of battery cells stacked in two or more stages with their side faces being adjacent to each other and forming a step at one end;
Terminal plates for electrically connecting the electrode terminals of the battery cells;
A first pack frame and a second pack frame having a structure in which both electrode terminals of the battery cell stack are surrounded while being coupled with each other; And
A battery management system (BMS) mounted on a step of the battery cell stack to control operation of the battery module;
The battery module comprising:
상기 전지셀들의 전극단자에 접촉되는 장방형 형상으로 이루어져 있는 단자 연결부; 및
상기 전지셀들의 전압을 감지하기 위해 단자 플레이트의 일측으로부터 팩 프레임의 상면으로 연장되어 형성되어 있는 전압 센싱 단자;
로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The connector according to claim 1,
A terminal connection portion formed in a rectangular shape to contact the electrode terminals of the battery cells; And
A voltage sensing terminal extending from one side of the terminal plate to an upper surface of the pack frame to sense a voltage of the battery cells;
The battery module comprising:
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