KR20190031004A - 힌지로 체결되는 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체; 및 상기 셀 조립체의 상측에 위치하는 상부 플레이트와 상기 상부 플레이트의 양측으로 결합되고 외측면에 버스바가 부착되는 2개의 측면 플레이트를 포함하는 셀 조립체커버; 상기 셀 조립체커버에 부착 고정되는 연성회로기판;을 포함하고, 상기 셀 조립체커버는 상기 상부 플레이트의 일측면과 상기 측면 플레이트의 일 측면이 서로 맞닿아 셀 조립체가 노출되지 않으며, 탈부착 가능하며 제작 시 슬라이드 코어를 사용하지 않는 힌지 결합을 포함하여 보다 향상된 생산성을 제공한다.

Description

힌지로 체결되는 배터리 모듈 {BATTERY MODULE ASSEMBLED WITH HINGE}
본 발명은 전기자동차 내의 전기모터 등에 전기에너지를 제공하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
이차전지는 모바일 기기, 보조 전력장치 등에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 종래 가솔린 차량이나 디젤 차량이 갖는 대기 오염 등의 각종 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제시된 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차 등의 주된 동원력으로서도 주목 받고 있다.
다만, 전기자동차 등에는 고출력 대용량 배터리의 필요성으로 인해 복수 개의 배터리 셀을 적층시킨 후 이를 전기적으로 직렬 및 병렬 연결하여 고전압을 제공하는 배터리 셀 조립체가 사용된다. 따라서 이를 보호하기 위해 셀 조립체커버가 필요하다.
셀 조립체커버는 조립성 및 셀 조립체의 관리 보수를 용이하기 위해 셀 조립체커버의 측면이 개폐 가능한 힌지 구조를 사용한다. 다만, 종래 사용하는 분리형 힌지를 사용하는 경우에는 힌지부의 개구를 통해 배터리 셀이 외부로 노출되어 쇼트현상이 발생할 수 있어 절연을 위한 레진 공정 등을 추가하여 생산 시간이 증가되는 문제점이 있었으며, 셀 조립체의 노출되는 것을 방지하기 위해 일체형 힌지를 사용하는 경우에는 반복적인 개폐 동작에 의해 힌지 구조에 백화현상이 발생하거나 심한 경우 파손되는 등 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 전기자동차 등에 사용되는 배터리 모듈은 셀이 적층되어 사용되는바 셀 조립체에서 과전압, 과전류, 과발열 등의 형상이 발생할 수 있다. 이는 배터리 모듈의 안정성이나 작동 효율 등에 영향을 미치는 바, 미리 검출하기 위한 수단이 요청된다. 따라서 배터리 모듈에는 셀의 온도와 전압을 측정하여 비엠에스(BMS, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)로 정보를 제공하는 연성회로기판 및 버스바가 사용된다. 이때, 연성회로기판과 버스바는 셀 조립체커버에 부착되어 셀 조립체에 전기적으로 연결되는 바, 연성회로기판 및 버스바 설계 시, 힌지결합의 위치에 영향을 받는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 셀 조립체커버의 힌지결합은 일정 이상의 고정력 확보를 위해 복수개의 마주보는 고리형 결합 구조가 사용된다. 따라서 사출 시 슬라이드 코어 사용으로 힌지 구조간의 일정 거리이상의 간격이 불가피하여 연성회로기판이 버스바에 연결되기 위한 경로 설계에 제한이 있었으며, 사출 시간 증가되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1679974 (2016년11월21일 등록) 대한민국 공개특허 제10-2016-0132144 (2016년11월17일 공개) 대한민국 등록특허 제10-1155993 (2012년06월07일 등록) 대한민국 공개특허 제10-2016-0059629 (2016년05월27일 공개)
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 종래 힌지 구조가 갖던 백화 현상이나, 분리형 힌지의 사용으로 발생할 수 있는 쇼트 현상을 근본적으로 차단하고, 슬라이드 코어를 사용하지 않고 사출 가능한 힌지 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체; 상기 셀 조립체의 상측에 위치하는 상부 플레이트와 상기 상부 플레이트의 양측으로 결합되고 외측면에 버스바가 부착되는 2개의 측면 플레이트를 포함하는 셀조립체커버; 및 상기 셀 조립체커버에 부착 고정되는 연성회로기판;을 포함하는 배터리 셀 모듈로 상기 셀 조립체커버는 상기 상부 플레이트 일면과 상기 측면 플레이트의 일면의 일부가 맞닿아 힌지 결합되고, 상기 힌지 결합은 탈부착 가능한 것으로 상기 측면 플레이트가 결합면을 중심축으로 회동하며 개폐 가능하여 배터리 셀이 노출되지 않는 힌지 구조를 제공한다.
상기 측면 플레이트와 상기 상부 플레이트가 힌지 결합된 경우, 상기 측면 플레이트는 결합면을 중심축으로 회동운동 가능하며 이때 상기 상부 플레이트 또는 연장부의 측면과 결합면은 서로 접촉될 수 있다.
상기 힌지결합은 상기 상부 플레이트의 일 측면과 상기 측면 플레이드의 일 측면 중 어느 하나의 면에 상기 면과 나란하게 외측에서 돌출되어 형성된 핀부와 다른 하나의 면에 돌출되어 형성되고 상기 핀부에 체결되는 결합부로 이루어진다.
이때, 상기 결합부는 고리형상으로 상기 핀부의 길이방향으로 이격되어 복수 개 형성되고, 고리형상의 개방부는 인접 결합부와 서로 대향하여 상기 핀부의 외측의 원주면과 내측의 원주면을 번갈아가면 밀착 고정된다.
또한 고정력 확보를 위해 힌지 결합은 복수 개로 형성된다. 복수 개가 형성되는 경우에 인접하는 상기 힌지결합간의 거리 중 적어도 어느 하나의 거리가 상기 힌지결합의 길이보다 가깝게 형성될 수 있다.
상기 연성회로기판은 복수의 버스바와 연결되기 위해 말단에 가지부가 더 형성될 수 있으며, 이 때 연성회로기판은 말단 가지부의 외측면에 설치되는 누름판에 의해 상기 측면 플레이트에 밀착 고정될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
일실시 예에 따른 배터리 모듈은 분리형 힌지 구조로 체결되어 반복적인 개폐 동작에 의한 백화현상이나 힌지부의 파손을 상당 부분 개선하는 효과가 있으며, 상부 플레이트와 측면 플레이트의 결합 부위가 서로 맞닿아 그 결합 부위를 통해 배터리 셀이 노출되지 않도록 하여 쇼트 현상을 추가적인 공정 없이 차단할 수 있는 효과가 있다.
또한 고리형상의 결합부를 가져 슬라이드 코어를 사용하지 않고 사출하여 생산시간을 단축시키고, 연성회로기판의 경로 설계 및 회로 증가에 따른 폭 증대의 제약을 상당 부분 개선하는 효과가 있다.
측면 플레이트에는 누름판을 밀착 고정시켜, 연성회로기판의 들뜸현상을 방지하고 말단 가지부에 발생할 수 있는 크랙 등의 손상을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 마주보는 고리형 결합부는 가진 힌지 결합을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시 예의 사시도.
도 3은 셀 조립체커버의 결합구조를 도시한 도면.
도 4는 도 2의 힌지 결합의 조립방법 및 개폐를 도시한 도면.
도 5는 도 2의 힌지 결합의 확대도.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 단면도.
도 7은 측면 플레이트의 상/하 금형의 피팅라인을 도시한 도면.
도 8은 측면 플레이트의 정면도.
도 9는 도 8의 연성회로기판의 내부 회로와 퓨즈의 결합을 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2 본 발명의 일실시 예의 사시도이고, 도 3 셀 조립체커버의 결합구조를 도시한 도면이다. 도 4 도 2의 힌지 결합의 조립방법 및 개폐를 도시한 도면이고, 도 5 도 2의 힌지 결합의 확대도이며, 도 6 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 단면도이다.
도 2 내지 도 6를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 모듈은 하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체(100) 및 상기 셀 조립체(100)의 상측에 위치하는 상부 플레이트(200)와 상기 상부 플레이트(200)의 양 측으로 결합되고 외측면에 버스바(310)가 부착되는 2개의 측면 플레이트(300)를 포함하는 셀 조립체커버(600), 상기 셀 조립체커버(600)에 부착 고정되는 연성회로기판(400)을 포함한다.
셀 조립체(100)는 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성된다. 적층된 배터리 셀은 서로 전기적으로 연결되어 전기 자동차 등에 고전압을 제공할 수 있다. 또한 연성회로기판(400) 및 버스바(310)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀 각각의 전압을 측정하여 안정적으로 전기에너지를 제공하고, 온도를 측정하여 과발열 등의 현상을 미리 검출한다.
셀 조립체커버(600)는 상부 플레이트(200)와 2개의 측면 플레이트(300)로 구성된다. 측면 플레이트(300)는 셀 조립체(100)의 측면에 접하도록 상부 플레이트(200)의 양 측면에 각각 일단이 꺾어져 결합되고, 내측면에 적층되어 셀 조립체(100)를 형성하는 복수 개의 배터리 셀이 각각 끼움 결합되는 홀더부가 형성되어 있다. 따라서 셀 조립체커버(600)는 셀 조립체(100)의 외부를 감싸 보호하고, 셀 조립체(100)를 일차적으로 고정한다.
상부 플레이트(200)의 일면과 측면 플레이트(300)의 일면은 맞닿아 힌지 결합되어 체결되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 도 3에서 도시된 바와 같이 상부 플레이트(200)의 저면 일부와 측면 플레이트(300)의 상측면의 일부가 맞닿아 체결되거나, 측면플레이트(300)의 내측면의 일부와 상부 플레이트(200)의 외측면의 일부가 맞닿아 체결된다. 그 결과 힌지 구조를 통해 셀 조립체(100)가 노출되지 않고, 고전압이 흐르는 셀 조립체(100)와 다른 구성간의 쇼트현상을 근본적으로 차단하여 추가적인 절연 공정을 제외함으로써 생산시간을 단축하여 생산성을 향상 시킬 수 있다.
힌지 결합은 상부 플레이트(200)와 측면 플레이트(300)의 결합면 중 어느 일면에 외측으로 돌출되어 형성된 핀부(210)와 타면에 돌출되어 형성된 결합부(320)가 체결되어 형성된다. 또한 탈착이 가능한 분리형 구조로 셀 조립체커버(600)의 조립을 용이하게 하고, 핀부(210)의 중심을 회전축으로 하여 측면 플레이트(300)가 회동하며 셀 조립체커버(600)를 개폐 가능하게 하여 셀 조립체(100)의 보수 관리를 용이하게 한다.
이때, 체결된 힌지 결합을 통해 셀 조립체(100)가 노출되는 것을 차단하기 위해, 핀부(210)와 결합부(320)는 각각이 형성된 일면의 중심에서 일측으로 치우쳐서 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 본 발명의 일실시 예에서는 상부 플레이트(200)의 폭 방향의 양 측면에 상기 측면과 나란하게 돌출되어 핀부(210)가 형성되어 있으며, 핀부(210)의 양 단에는 지지부(220)가 형성되어 측면에 연결되어 있다. 측면 플레이트(300)의 상부 플레이트(200)와 체결되는 결합면에는 핀부(210)에 체결되는 결합부(320)가 측면 플레이트(300)와 연결되어 형성되어 있다. 따라서 측면 플레이트(300)에 형성된 결합부(320)가 상부 플레이트(200)에 형성된 핀부(210)의 외면에 밀착 체결되어 힌지 결합된다.
결합부(320)는 고리형상으로 핀부(210)의 길이방향으로 이격되어 복수 개가 형성된 면의 수직방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 고리형상은 인접하는 결합부(320)와 서로 대향하여 개방되어 있으며, 말단은 개방된 방향으로 구부러져 걸림턱(321)이 형성된다. 내부면은 상기 핀부(210)의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 원의 원주와 동일한 곡률을 가지며, 인접하는 결합부(320)의 내부면과의 최대거리(a)는 핀부(210)의 직경과 동일한 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다.
결합부(320)는 플라스틱 사출성형된 것으로 일정 탄성을 가지는 바 측면 플레이트(300)를 아래에서 위쪽 방향으로 상부 플레이트(200)에 밀어 넣어 핀부(210)와 힌지 결합을 형성한다. 따라서 결합부(320)는 핀부(210)의 외측의 원주면과 내측의 원주면을 번갈아가며 밀착되고, 말단에 형성된 걸림턱(321)이 핀부(210)의 원주면에 걸려 결합된다.
셀 조립체커버(600)는 상부 플레이트(200)와 측면 플레이트(300)를 힌지 결합으로 조립하여 형성되는바, 힌지 결합은 일정력 이상의 고정력이 필요하다. 따라서 본 발명의 일실시 예에서는 하나의 힌지 결합에 3개의 결합부(320)가 형성되고, 중간에 형성된 결합부(320)의 양 말단은 양 측에 형성된 인접하는 결합부(320)의 말단과 일직선상에 놓여 실질적으로 핀부(210)를 전체적으로 수용한다. 또한 걸림턱(321)의 구부러진 정도(b)는 종래 마주보는 고리형 결합구조를 가질 때 약 0.1mm~0.15mm인 점을 고려하였을 때, 결합력 확보를 위해 핀부(210)의 원주면에서 약 0.175mm~0.25mm 인 것으로 구부러진 정도(b)가 종래보다 더 큰 것이 바람직하다.
다만, 상기 내용은 본 발명의 일실시 예에 관한 것으로 힌지 결합을 구성하는 핀부(210)와 결합부(320)의 각 수치는 설계에 따라 변경될 수 있다.
도 1은 마주보는 고리형 결합부를 가진 힌지 결합을 도시한 도면이고, 도 7은 하나의 고리형 결합부를 가진 측면 플레이트의 금형의 피팅라인을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이. 서로 마주보는 고리형 결합부의 경우 각 결합부가 핀부를 수용하여 체결되는 방식으로 힌지 결합된다. 이를 위해 사출 시 슬라이드 코어를 상하부 금형상이에 끼워 결합부를 형성한다. 따라서 사출 후 슬라이드 코어 제거를 위한 추가 공정이 필요하며, 이를 위해 힌지 결합 간 일정 거리(일 예에서는 약 38mm) 이상의 간격이 필요하다.
이에 비해 본 발명의 결합부(320)는 하나의 고리형상을 가지는바, 도 7에 도시된 바와 같이 사출 시 슬라이드 코어를 사용하지 않고 상/하 금형만으로 언더 컷 없이 형성될 수 있다. 따라서 사출 후 슬라이드 코어 제거 등의 별도의 공정이 필요하지 않아 사출 시간을 약 60%정도 단축 하여 생산성을 향상 시킬 수 있다. (사출시간을 약120sec에서 약50sec로 단축 가능)
도 8은 측면 플레이트의 측면도이고, 도 9는 도 8의 연성회로기판의 내부 회로와 퓨즈의 결합을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 측면 플레이트(300)의 외측면에는 버스바(310)가 부착되고, 연성회로기판(400)이 측면 플레이트(300)의 외측면을 따라 버스바(310)에 연결되며, 연성회로기판(400)의 외측으로 누름판(500)이 고정된다.
버스바(310)는 측면 플레이트(300)의 외측면에 형성된 버스바(310)의 하단부가 끼워지는 하단고정부(311)에 먼저 결합되고, 가압에 의해 하단을 기준으로 회동하며 상단고정부(312)에 스냅핏 방식으로 부착될 수 있다.
버스바(310)는 셀 조립체(100)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀 각각의 전압과 전류에 관한 정보를 전달하거나, 배터리 외부에 설치된 버스바와 연결되어 전기적 정보를 전달한다. 따라서 버스바(310)는 도체로 형성되며, 전기 전도율이 가장 높은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
연성회로기판(400)은 온도센싱부(미도시)와 전압센싱부(410)를 포함할 수 있고, 양 말단은 복수의 버스바(310)와 연결 가능할 수 있게 가지부(220)가 형성될 수 있다.
또한, 플렉서블한 특성을 가져 연결 구조를 형성할 때 보다 향상된 조립성을 제공한다. 온도센싱부(미도시)는 배터리 셀에 접촉하여 배터리 셀의 온도를 측정하고 이를 전기적 정보로 전달하여 과발열 등의 현상을 미리 검출한다. 전압센싱부(410)는 버스바(310) 외측면에 형성되어 배터리 셀 각각의 전압 및 전류를 측정하여 전기적 정보로 연성회로기판(400)에 전달한다. 연성회로기판(400)의 내부에는 복수 개의 선이 나란하게 배열되어 각 배터리 셀의 전압 및 전류에 관한 정보를 비엠에스(BMS, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)(미도시) 측으로 전달하여 각 배터리 셀의 충전과 방전을 관리한다.
연성회로기판(400)은 상부 플레이트(200)의 일면에 부착 고정되고, 양 말단은 두 갈래로 나누워져 있어 측면 플레이트(300)의 외측면을 따라 각각 별도의 버스바(310)에 연결된다. 다만, 연성회로기판(400)의 측면 플레이트(300)의 외측면으로 왕곡에 따른 들뜸현상을 최소화하기 위해서는 상부 플레이트(200)의 저면에 부착되는 것이 바람직하다.
따라서 상부 플레이트(200)와 측면 플레이트(300)의 힌지 결합의 위치에 영향을 받아 설계된다. 도 1에 도시된 바와 같이 마주보는 고리형 결합부를 사용하는 경우에는 사출 후 슬라이드 코어 제거를 위해 힌지 결합 간 일정거리 이상의 간격이 필요하여 연성회로기판(400)의 주 분기의 위치 및 폭 넓이에 제약이 있다. 일예에 따르면 연성회로기판은 약 10.8mm이상의 폭을 갖기 어렵다.
본 발명의 일실시 예는 결합부(320)가 고리 형상으로 일 측면이 개방되어 형성되는바, 측면 플레이트(300) 사출 성형 시 슬라이드 코어를 사용하지 않고도 결합부(320)를 형성할 수 있다. 그 결과, 힌지 결합 간의 거리 제약이 없어 인접하는 힌지 결합간의 거리(d)를 힌지 결합 길이(c) 보다 더 짧게 설계 가능하다.
따라서 힌지 결합에 의한 연성회로기판(400)의 설계 제약을 크게 개선할 수 있다. 측면 플레이트(300)에서 연성회로기판(400)의 주 분기 위치 선정에 제약이 없어, 연성회로기판(400)을 버스바(310)와 인접하여 배치할 수 있다. 이 때 각각의 버스바(310) 사이에 인접하여 배치되어 내부회로와 퓨즈를 직선형으로 결합할 수 있다. 이에 따라 종래보다 연성회로기판(400)의 내부에 더 많은 퓨즈를 포함할 수 있다.
또한, 힌지 결합의 위치를 자유롭게 설정할 수 있어 도 8에 도시된 바와 같이 어느 하나의 힌지 결합을 기준으로 양 측에 인접하는 힌지 결합과의 거리(d1,d2)를 다르게 할 수 있다. 그에 따라 연성회로기판(400)의 폭을 넓게 설계 가능하여 (약 15mm 가능) 내부 회로가 증가되는 경우에도 연성회로기판(400)을 적층하여 형성할 필요가 없다. 연성회로기판(400)을 적층하는 경우 회로가 쌓이면서 그 두께가 두꺼워져 조립 시 크랙 등의 손상 및 회로 간 쇼트현상이 발생할 수 있는데 이를 방지하는 효과를 가져 생산성이 향상 된다.
누름판(500)은 연성회로기판(400)의 말단부를 덮을 수 있는 정도의 크기를 갖으며, 연성회로기판(400)의 외측면에 위치한다. 연성회로기판(400)을 덮어 외부로 노출되는 것을 방지하고, 열 융착공정 시 연성회로기판(400)이 직접 가압받는 것을 차단하여 제작과정에서 발생할 수 있는 손상 및 전기 자동차 운행에 따른 지속적인 진동이나 충력 등의 외력을 흡수하여 이로 인한 손상을 방지한다. 이때 누름판(500)은 연성회로기판(400)의 왕곡에 의한 들뜸현상을 최소화하고 응력을 분산시키기 위해 왕곡되는 부분의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
누름판(500)은 열 융착공정에 의해 측면 플레이트(300)에 고정되고, 이를 위해 측면 플레이트(300)에는 고정돌기(330)가 형성될 수 있다. 또한 연성회로기판(400) 및 누름판(500)에는 이에 대응되는 관통홀(430)이 형성될 수 있으며, 고정돌기(330)는 이를 순차로 관통하여 열에 의해 외측부터 녹아내려 압착된다.
누름판(500)은 연성회로기판(400)과 버스바(310)의 전기적 연결을 방해하지 않기 위해 금속을 제외한 회로가 없는 어떠한 절연 재질도 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.
셀 조립체 : 100 상부 플레이트 : 200
핀부 : 210 가지부 : 220
측면 플레이트 : 300 버스바 : 310
하단고정부 : 311 상단고정부 :　312
결합부 : 320 걸림턱 : 321
고정돌기 : 330 연성회로기판 : 400
관통홀 : 430 누름판 : 500
셀 조립체커버 : 600
인접하는 결합부간 최대거리 : a
결합부의 걸림턱의 구부러진 정도 : b
힌지 결합의 길이 : c
힌지 결합 간 길이 : d1, d2

Claims (7)

  1. 하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체;
    상기 셀 조립체의 상측에 위치하는 상부 플레이트와 상기 상부 플레이트의 양측으로 결합되고 외측면에 버스바가 부착되는 측면 플레이트를 포함하는 셀 조립체커버; 및
    상기 셀 조립체커버에 부착 고정되는 연성회로기판;을 포함하고
    상기 셀 조립체커버는
    상기 상부 플레이트와 상기 측면 플레이트는 각각의 일 측면이 맞닿아 체결되는 힌지부를 형성하고,
    상기 힌지부는
    탈부착 가능한 것으로 상기 측면 플레이트가 상기 힌지부의 중심을 축으로 회동하며 개폐 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 힌지부는
    상기 상부 플레이트의 측면과 상기 측면 플레이트의 결합면 중 어느 일면에 상기 일면과 나란하게 외측으로 돌출된 핀부가 형성되어 있고, 타 면에 상기 핀부에 체결되는 결합부가 형성되어 있으며,
    상기 결합부는
    고리형상으로 상기 핀부의 길이 방향으로 이격되어 복수 개 형성되어 있으며, 고리형상은 인접하는 결합부와 서로 대향하여 개방되어 상기 핀부의 외측면과 내측면을 번갈아가며 밀착 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 힌지부는
    복수 개 형성되어 있으며, 인접하는 상기 힌지부의 거리 중 적어도 어느 하나의 거리가 상기 힌지부의 길이보다 가까운 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 힌지부는
    상기 핀부와 상기 결합부가 각각이 형성된 면의 중심에서 일측으로 벗어나 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연성회로기판은
    상기 상부 플레이트의 일면에 부착되고 양 말단은 상기 측면 플레이트의 외측면을 따라 상기 버스바에 연결되는 것으로, 내부 회로중 적어도 어느 하나의 회로가 퓨즈와 직선형으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 하나 이상의 배터리 셀이 구비된 셀 조립체;
    상기 셀 조립체의 상측에 위치하는 상부 플레이트와 상기 상부 플레이트의 양측으로 결합되고 외측면에 버스바가 부착되는 측면 플레이트를 포함하는 셀 조립체커버;
    상기 상부 플레이트에 부착 고정되고, 양 말단은 절곡되어 상기 버스바에 연결되는 연성회로기판; 및
    상기 연성회로기판의 외측면에 위치하고 상기 측면 플레이트에 밀착 고정되는 누름판;을 포함하고,
    상기 셀 조립체커버는
    상기 상부 플레이트와 상기 측면 플레이트는 각각의 일 측면이 맞닿아 체결되는 힌지부를 형성하고,
    상기 힌지부는
    탈부착 가능한 것으로 상기 측면 플레이트가 상기 힌지부의 중심을 축으로 회동하며 개폐 가능하고,
    상기 상부 플레이트의 측면과 상기 측면 플레이트의 결합면 중 어느 일면에 상기 일 면과 나란하게 외측으로 돌출된 핀부가 형성되어 있고, 타 면에 상기 핀부에 체결되는 결합부가 형성되어 있으며,
    상기 결합부는
    고리형상으로 상기 핀부의 길이 방향으로 이격되어 복수 개 형성되어 있으며, 고리형상은 인접하는 결합부와 서로 대향하여 개방되어 상기 핀부의 외측면과 내측면을 번갈아가며 밀착 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연성회로기판의 양 말단은
    두 갈래의 가지부가 형성되어 상기 버스바에 연결되고,
    상기 누름판은 상기 가지부의 외측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020209589A1 (ko) * 2019-04-12 2020-10-15 주식회사 엘지화학 전지 모듈
EP3989343A4 (en) * 2019-08-30 2022-11-30 LG Energy Solution, Ltd. BATTERY RACK AND POWER STORAGE DEVICE WITH IT

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090024985A (ko) * 2007-09-05 2009-03-10 삼성테크윈 주식회사 전자제품의 배터리 커버 개폐 장치
KR20090104583A (ko) * 2008-03-31 2009-10-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101155993B1 (ko) 2010-04-16 2012-06-18 이정용 전기자동차의 배터리 하우징
KR20120126383A (ko) * 2011-05-11 2012-11-21 주식회사 인팩 배터리 터미널 보호용 캡
KR20130008136A (ko) * 2011-07-12 2013-01-22 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 케이스
KR20130039572A (ko) * 2011-10-12 2013-04-22 주식회사 유라코퍼레이션 회전구속수단을 구비한 배터리캡
KR20150037313A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 주식회사 엘지화학 누전전압 측정장치
KR20160059153A (ko) * 2014-11-18 2016-05-26 주식회사 엘지화학 좌우 커버 플레이트들을 포함하는 전지셀용 테이핑 지그
KR20160059629A (ko) 2014-11-19 2016-05-27 주식회사 비긴스 전기자동차용 배터리
KR20160132144A (ko) 2011-12-09 2016-11-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리셀
KR101679974B1 (ko) 2015-05-20 2016-11-25 김종현 자동차용 배터리팩 사출금형의 슬라이드 코어
KR20170025073A (ko) * 2015-08-27 2017-03-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 랙
KR101844852B1 (ko) * 2016-12-30 2018-04-03 주식회사 유라코퍼레이션 배터리셀 모듈의 연성회로기판 고정 구조

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090024985A (ko) * 2007-09-05 2009-03-10 삼성테크윈 주식회사 전자제품의 배터리 커버 개폐 장치
KR20090104583A (ko) * 2008-03-31 2009-10-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101155993B1 (ko) 2010-04-16 2012-06-18 이정용 전기자동차의 배터리 하우징
KR20120126383A (ko) * 2011-05-11 2012-11-21 주식회사 인팩 배터리 터미널 보호용 캡
KR20130008136A (ko) * 2011-07-12 2013-01-22 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 케이스
KR20130039572A (ko) * 2011-10-12 2013-04-22 주식회사 유라코퍼레이션 회전구속수단을 구비한 배터리캡
KR20160132144A (ko) 2011-12-09 2016-11-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리셀
KR20150037313A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 주식회사 엘지화학 누전전압 측정장치
KR20160059153A (ko) * 2014-11-18 2016-05-26 주식회사 엘지화학 좌우 커버 플레이트들을 포함하는 전지셀용 테이핑 지그
KR20160059629A (ko) 2014-11-19 2016-05-27 주식회사 비긴스 전기자동차용 배터리
KR101679974B1 (ko) 2015-05-20 2016-11-25 김종현 자동차용 배터리팩 사출금형의 슬라이드 코어
KR20170025073A (ko) * 2015-08-27 2017-03-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 랙
KR101844852B1 (ko) * 2016-12-30 2018-04-03 주식회사 유라코퍼레이션 배터리셀 모듈의 연성회로기판 고정 구조

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020209589A1 (ko) * 2019-04-12 2020-10-15 주식회사 엘지화학 전지 모듈
CN114128022A (zh) * 2019-04-12 2022-03-01 株式会社Lg新能源 电池模块
EP3930028A4 (en) * 2019-04-12 2022-05-11 LG Energy Solution, Ltd. BATTERY MODULE
CN114128022B (zh) * 2019-04-12 2024-04-05 株式会社Lg新能源 电池模块
EP3989343A4 (en) * 2019-08-30 2022-11-30 LG Energy Solution, Ltd. BATTERY RACK AND POWER STORAGE DEVICE WITH IT

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