KR20210011690A - Battery Module Having Current Breaking Function AND Device Including The Same - Google Patents

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KR20210011690A
KR20210011690A KR1020190088889A KR20190088889A KR20210011690A KR 20210011690 A KR20210011690 A KR 20210011690A KR 1020190088889 A KR1020190088889 A KR 1020190088889A KR 20190088889 A KR20190088889 A KR 20190088889A KR 20210011690 A KR20210011690 A KR 20210011690A
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박원경
김동현
김병룡
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a battery module having a current breaking function and a device including the same. The battery module comprises: at least one battery cell including a positive lead and a negative lead; a bus bar formed with at least one slit and connected with the positive lead and the negative lead; a bus bar frame to support the bus bar; and a current breaking member to cut at least one of the positive lead and the negative lead. The current breaking member includes a lead cutter, an elastic body, and a bar-shaped stopper, and thereby moves in the positive lead and/or negative lead when a temperature is increased greater than a predetermined temperature to cut the positive lead and the negative lead.

Description

전류 차단 기능이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스 {Battery Module Having Current Breaking Function AND Device Including The Same}Battery Module Having Current Breaking Function AND Device Including The Same}

본 발명은 전류 차단 기능이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지 모듈의 부피는 그대로 유지하면서도 비정상적 작동 시 형상 기억 합금의 부피 변화를 이용하여 전극 리드를 절단하고, 궁극적으로는 전지 모듈의 폭발 등 사고를 사전에 방지할 수 있는 전류 차단 기능이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module equipped with a current blocking function and a device including the same, and more particularly, while maintaining the volume of the battery module as it is, cutting an electrode lead using a volume change of a shape memory alloy during abnormal operation, Ultimately, it relates to a battery module equipped with a current blocking function capable of preventing accidents such as explosion of the battery module in advance, and a device including the same.

휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등에 적용되고 있어, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 갈수록 높아지고 있는 상황이다.As technology development and demand for mobile devices such as mobile phones, laptops, camcorders, and digital cameras increase, technologies for rechargeable and dischargeable secondary batteries are becoming more active. In addition, secondary batteries are applied to electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (P-HEV), as an alternative energy source for fossil fuels that cause air pollutants. The need for development is increasing.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전률이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries, among which lithium secondary batteries have little memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so charging and discharging are free. , The self-discharge rate is very low and the energy density is high.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용하며, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 포함하여 이루어진다.These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively, and a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively, are disposed with a separator interposed therebetween, and an electrode assembly It includes an exterior material that is sealed and accommodated together with an electrolyte solution, that is, a battery case.

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 분류될 수 있다.Depending on the shape of the battery case, secondary batteries can be classified into cylindrical and prismatic batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet. I can.

소형 기기에 이용되는 이차 전지는 수개의 전지 셀들이 배치되지만, 자동차등에는 다수개의 전지 셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈이 이용된다. 이러한 전지 모듈에는 다수개의 전지 셀들이 서로 직렬 및 병렬로 연결됨으로써 용량과 출력을 향상시키며, 이 때, 전지 모듈은 다수의 이차 전지, 즉 전지 셀이 적층되며 이들 전지 셀들 간의 전기적 연결을 위한 버스 바 모듈(Busbar module)을 포함하는 것이 일반적이다. 버스 바 모듈은, 각 전지 셀과 연결된 전극 리드를 연결하기 위한 버스 바를 포함하며, 전지 모듈의 일 측면에 형성될 수 있다.In secondary batteries used in small devices, several battery cells are arranged, but a battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected is used in automobiles. In such a battery module, a plurality of battery cells are connected in series and parallel to each other to improve capacity and output. In this case, the battery module includes a plurality of secondary batteries, that is, battery cells are stacked and a bus bar for electrical connection between these battery cells. It is common to include a Busbar module. The bus bar module includes a bus bar for connecting electrode leads connected to each battery cell, and may be formed on one side of the battery module.

한편, 이차 전지는 고온 노출, 과충전, 외부 단락, 침상 관통, 국부적 손상 등에 의해 짧은 시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우, 발열에 의해 전지가 가열되면서 폭발이 일어날 위험성이 있다. On the other hand, when a large current flows within a short period of time due to exposure to high temperatures, overcharging, external short-circuit, bed penetration, and local damage, there is a risk of explosion as the battery is heated by heat generation.

이와 관련하여, 특허문헌 1에는 외부단자를 구비하는 복수 개의 배터리 모듈, 인접한 배터리 모듈 각각에 구비된 외부단자 사이를 연결하는 전원연결용 버스바, 및 전원연결용 버스바의 상면 좌측과 하면 우측에 밀착되면서 끝단이 일정 간격을 두고 어긋나게 마주하도록 전원연결용 버스바와 함께 외부단자에 각각 연결되는 것으로서, 형상기억 합금으로 이루어져 기준 온도 이상에서 서로 엇갈리게 형태 변형을 일으킴으로써 전원연결용 버스바의 중앙을 파단시키는 좌우 한 쌍의 전원차단용 버스바를 포함하는 배터리 팩이 개시되어 있다.In this regard, Patent Document 1 discloses a plurality of battery modules having external terminals, a power connection bus bar connecting between external terminals provided in each of the adjacent battery modules, and the upper left and lower right of the power connection bus bar. It is connected to the external terminal together with the power connection busbar so that the ends are in close contact with each other at regular intervals, and the center of the power connection busbar is broken by alternating shape deformation at a temperature above the reference temperature made of shape memory alloy. Disclosed is a battery pack including a pair of left and right bus bars for power off.

상기 특허문헌 1에 의하면 과전류에 의한 온도 상승 시 형태 변화를 일으키는 형상기억합금인 전원차단용 버스바를 사용하여 전원연결용 버스바를 파단시키고 결과적으로 열폭주를 방지할 수 있다는 이점이 있으나, 고가의 형상기억합금이 다량 필요하며, 게다가 평판 형상의 전원차단용 버스바를 추가로 장착해야 하기 때문에 그만큼 배터리 팩의 부피가 커질 수 밖에 없다는 문제점이 여전히 남아 있다.According to the patent document 1, there is an advantage in that the bus bar for power connection can be broken by using a shape-memory alloy that causes shape change when the temperature rises due to overcurrent, and as a result, thermal runaway can be prevented. Since a large amount of memory alloy is required, and additionally, a flat-shaped power cut-off bus bar must be additionally mounted, the problem that the volume of the battery pack is inevitably increased accordingly remains.

한국공개특허 제2018-0091446호Korean Patent Publication No. 2018-0091446

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전지 모듈 내의 온도가 비정상적으로 상승할 시 전류를 확실하게 차단하여 폭발을 방지하면서도 제조 비용을 절감할 수 있는 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a battery module capable of reducing manufacturing cost while reliably blocking an explosion by reliably blocking current when the temperature inside the battery module rises abnormally, and a device including the same. The purpose.

또한 본 발명에서는 전류 차단을 위한 부재를 추가하면서도 전지 모듈의 부피 증가를 최소화할 수 있는 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a battery module capable of minimizing an increase in volume of the battery module while adding a member for blocking current, and a device including the same.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 전지 모듈은, 양극 리드(110)와 음극 리드(120)를 포함하는 하나 이상의 전지 셀(100); 1개 이상의 슬릿(210)이 형성되며 상기 양극 리드(110) 및 음극 리드(120)와 연결되는 버스바(200); 상기 버스바(200)를 지지하는 버스바 프레임(300); 및 상기 양극 리드(110)와 음극 리드(120) 중 어느 하나 이상의 리드를 절단하는 전류 차단 부재(400)를 포함하되, 상기 전류 차단 부재(400)는 소정 온도 이상으로 상승하면 상기 양극 리드(110) 및/또는 음극 리드(120) 방향으로 이동하여 상기 양극 리드(110) 및/또는 음극 리드(120)를 절단할 수 있도록, 리드 커터(410), 탄성체(420), 및 봉 형상의 스토퍼(430)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery module according to the present invention for solving the above problems includes at least one battery cell 100 including a positive electrode lead 110 and a negative electrode lead 120; A bus bar 200 having one or more slits 210 formed thereon and connected to the positive lead 110 and the negative lead 120; A bus bar frame 300 supporting the bus bar 200; And a current blocking member 400 that cuts at least one of the positive lead 110 and the negative lead 120, wherein the current blocking member 400 rises above a predetermined temperature, the positive lead 110 ) And/or the cathode lead 120 so that the anode lead 110 and/or the cathode lead 120 can be cut, the lead cutter 410, the elastic body 420, and a bar-shaped stopper ( 430).

또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 양극 리드(110) 또는 음극 리드(120)는 상기 슬릿(210)을 관통한 후 버스바(200) 일측면에 고정되고, 상기 슬릿(210)을 관통한 양극 리드(110) 및/또는 음극 리드(120)를 절단할 수 있도록, 상기 전류 차단 부재(400)는 상기 슬릿(210) 공간부에 위치할 수 있다.In addition, in the battery module according to the present invention, the positive lead 110 or the negative lead 120 is fixed to one side of the bus bar 200 after passing through the slit 210, and passing through the slit 210 The current blocking member 400 may be located in the space of the slit 210 so that the positive lead 110 and/or the negative lead 120 can be cut.

또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 전류 리드 커터(410)는, 리드를 향하는 제1 측면부(411(a)), 상기 제1 측면부(411(a))와 대향하여 위치하는 제2 측면부(411(b)), 상기 제1 측면부(411(a))와 제2 측면부(411(b))를 각각 연결하는 제3 측면부(411(c)), 및 제4 측면부(411(d))를 포함하는 메인 몸체(411); 상기 리드 커터(410)가 상기 슬릿(210) 가장자리에 지지될 수 있도록, 상기 제3 측면부(411(c))와 제4 측면부(411(d)) 인근에 각각에 구비된 홀더(412); 상기 제2 측면부(411(b))에 연결되며 상기 탄성체(420) 일측이 고정되어 있는 수직벽(413); 및 상기 스토퍼(430)를 지지하기 위한 가이드부재를 포함할 수 있다.In addition, in the battery module according to the present invention, the current lead cutter 410 includes a first side portion 411 (a) facing the lead, and a second side portion positioned opposite to the first side portion 411 (a) ( 411(b)), a third side part 411(c) connecting the first side part 411(a) and the second side part 411(b), and a fourth side part 411(d)) The main body 411 comprising a; A holder 412 provided in the vicinity of the third side part 411(c) and the fourth side part 411(d) so that the lead cutter 410 may be supported on the edge of the slit 210; A vertical wall 413 connected to the second side portion 411 (b) and to which one side of the elastic body 420 is fixed; And it may include a guide member for supporting the stopper 430.

또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 가이드부재는, 스토퍼(430)를 제1 각도로 절곡시키기 위한 제1 가이드부재(414), 스토퍼(430)가 메인 몸체(411)로부터 이탈하는 것을 방지하면서 제2 각도로 절곡될 수 있도록 일측은 상기 제1 가이드부재(414) 상면과 접하고 타측은 메인 몸체(411) 상면에 위치하는 제2 가이드부재(415), 및 스토퍼(430)가 제3 각도로 절곡될 수 있도록 제2 가이드부재(415) 및 홀더(412)와 소정 거리 이격되어 위치하는 제3 가이드부재(416)로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, in the battery module according to the present invention, the guide member is a first guide member 414 for bending the stopper 430 at a first angle, while preventing the stopper 430 from being separated from the main body 411 One side is in contact with the upper surface of the first guide member 414 and the other side is in contact with the upper surface of the main body 411 so that it can be bent at a second angle, and the second guide member 415 and the stopper 430 are at a third angle. It is preferable to include a second guide member 415 and a third guide member 416 positioned at a predetermined distance apart from the holder 412 to be bent.

또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 스토퍼(430)는 온도가 상승하면 수축하는 형상 기억 합금인 것이 바람직하다.In addition, in the battery module according to the present invention, it is preferable that the stopper 430 is a shape memory alloy that shrinks when the temperature increases.

또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 버스바(200)에는 상기 스토퍼(430)의 일측을 수용할 수 있는 안내공(220)이 더 구비되는 것이 바람직하다.In addition, in the battery module according to the present invention, it is preferable that the bus bar 200 is further provided with a guide hole 220 capable of accommodating one side of the stopper 430.

또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 탄성체(420)는 코일 형상인 것이 바람직하고, 스프링 강재(KS D 3701)로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.In addition, in the battery module according to the present invention, the elastic body 420 is preferably a coil shape, and more preferably made of a spring steel (KS D 3701).

또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 리드 커터(410)는 절연성 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 절연성 소재는 플라스틱 및 세라믹 중 어느 하나 이상일 수 있다.In addition, in the battery module according to the present invention, the lead cutter 410 is preferably made of an insulating material, and the insulating material may be any one or more of plastic and ceramic.

또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 슬릿(210)의 일측 단면과 밀착하기 위한 지지부재(440)가 상기 탄성체(420)의 타측 단부에 더 구비될 수 있다.In addition, in the battery module according to the present invention, a support member 440 for in close contact with one end surface of the slit 210 may be further provided at the other end of the elastic body 420.

또한 본 발명에서는 상기한 전지 모듈을 포함하는 디바이스인 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it is a device including the battery module described above.

본 발명에 따른 전류 차단 기능이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스는, 형상 기억 합금으로 이루어진 스토퍼, 탄성체 및 리드 커터를 포함하는 전류 차단 부재를 구비하고 있어, 전지 모듈 내의 온도가 비이상적으로 상승하더라도 리드를 확실하게 절단할 수 있고 따라서 열폭주에 의한 사고를 사전에 방지할 수 있다는 이점이 있다.A battery module with a current blocking function according to the present invention and a device including the same are provided with a current blocking member including a stopper made of a shape memory alloy, an elastic body and a lead cutter, so that the temperature in the battery module is abnormally increased. Even so, there is an advantage that the lead can be reliably cut and thus an accident due to thermal runaway can be prevented in advance.

또한 본 발명에 따른 전류 차단 기능이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스는, 형상기억합금의 사용량을 최소화할 수 있는 트리거 방식을 통해 전류 차단 부재의 이동을 제어하기 때문에 제조 비용이 상승하는 것을 최소화할 수 있다.In addition, the battery module with a current blocking function and a device including the same according to the present invention minimizes an increase in manufacturing cost because the movement of the current blocking member is controlled through a trigger method that can minimize the amount of use of the shape memory alloy. can do.

게다가 본 발명에 따른 전류 차단 기능이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스는, 전류 차단 부재가 버스바의 슬릿 공간부에 장착되기 때문에 전지 모듈의 부피가 증가하지 않는다는 이점이 있다.In addition, the battery module with a current blocking function and a device including the same according to the present invention have an advantage that the volume of the battery module does not increase because the current blocking member is mounted in the slit space of the bus bar.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 "A"부분을 확대한 도면이다.
도 3은 전류 차단 부재를 다양한 각도에서 바라본 사시도이다
도 4는 전류 차단 부재의 홀더와 버스바와의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 전류 차단 부재의 스토퍼와 버스바와의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 전류 차단 부재의 변형예를 나타낸 사시도이다
도 7은 도 6에 도시한 변형된 전류 차단 부재와 버스바와의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 전지 모듈이 정상적으로 작동하는 상태에서의 전류 차단 부재 위치와 비정상적으로 작동하는 상태에서의 전류 차단 부재 위치를 나타낸 도면이다.
1 is a perspective view of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of portion "A" of FIG. 1.
3 is a perspective view of the current blocking member viewed from various angles
4 is a view for explaining a coupling structure between a holder of a current blocking member and a bus bar.
5 is a view for explaining a coupling structure between a stopper of a current blocking member and a bus bar.
6 is a perspective view showing a modified example of the current blocking member
7 is a view for explaining a coupling structure between the modified current blocking member shown in FIG. 6 and a bus bar.
8 is a view showing a position of a current blocking member in a state in which the battery module operates normally and a position of a current blocking member in an abnormally operating state.

본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "include", "have" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being excluded.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless specifically stated to the contrary, but means that other components may be further included.

이하, 본 발명에 따른 전류 차단 기능이 구비된 전지 모듈에 관하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery module having a current blocking function according to the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 "A"부분을 확대한 도면이다.1 is a perspective view of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion "A" of FIG. 1.

도 1 및 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지 모듈은 1개 이상의 전지 셀(100), 버스바(200), 버스바 프레임(300) 및 전류 차단 부재(400)를 포함하여 이루어진다.1 and 2, a battery module according to a preferred embodiment of the present invention includes at least one battery cell 100, a bus bar 200, a bus bar frame 300, and a current blocking member 400. Including.

전지 셀(100)은 셀 조립체와 케이스를 포함하며, 셀 조립체는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 셀조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 단위셀들로 구성되는 스택형 셀조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 셀조립체, 또는 단위셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 셀조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.The battery cell 100 includes a cell assembly and a case, wherein the cell assembly is a jelly-roll type cell assembly having a structure in which a separator is interposed between a long sheet-shaped positive electrode and a negative electrode, and then wound, or a rectangular positive electrode and a negative electrode are formed as a separator. A stacked cell assembly consisting of unit cells of a structure stacked in a state interposed therebetween, a stack-folding cell assembly in which the unit cells are wound by a long separation film, or a state in which the unit cells are interposed between the separators It may be formed of a lamination-stack type cell assembly that is stacked and attached to each other, but is not limited thereto.

상기와 같은 셀 조립체는 케이스에 내장되며, 케이스는 통상적으로 내부층/금속층/외부층의 라미네이트 시트 구조로 이루어져 있다. 내부층은 셀 조립체와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해액성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 이러한 내부층의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.The cell assembly as described above is embedded in a case, and the case is typically made of a laminate sheet structure of an inner layer/metal layer/outer layer. Since the inner layer is in direct contact with the cell assembly, it must have insulation and electrolyte resistance, and for sealing with the outside, that is, the sealing area where the inner layers are thermally bonded must have excellent thermal bonding strength. The material of the inner layer may be selected from polyolefin resins such as polypropylene, polyethylene, polyethylene acrylic acid, polybutylene, etc., and polyurethane resins and polyimide resins having excellent chemical resistance and sealing properties, but is not limited thereto, Polypropylene, which has excellent mechanical properties such as tensile strength, stiffness, surface hardness, and impact strength, and chemical resistance are most preferred.

내부층과 접하고 있는 금속층은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 막막을 사용할 수 있다.The metal layer in contact with the inner layer corresponds to a barrier layer that prevents moisture or various gases from penetrating into the battery from the outside, and an aluminum film film having a light weight and excellent formability may be used as a preferable material for the metal layer.

그리고 금속층의 타측면에는 외부층이 구비되며, 이러한 외부층은 전극조립체를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다. In addition, an outer layer is provided on the other side of the metal layer, and this outer layer can use a heat-resistant polymer having excellent tensile strength, moisture permeability and air permeation prevention properties to secure heat resistance and chemical resistance while protecting the electrode assembly. Nylon or polyethylene terephthalate may be used as an example, but is not limited thereto.

한편, 양극 리드(110)와 음극 리드(120)로 이루어지는 리드들은 셀 조립체의 양극 탭과 음극 탭이 각각 전기적으로 연결된 후 케이스 외부로 노출되는 구조로 이루어지고, 상기와 같은 전지 셀은 일반적으로 알려져 있는 구성들에 해당되므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the leads made of the positive lead 110 and the negative lead 120 have a structure in which the positive and negative tabs of the cell assembly are electrically connected to each other and then exposed to the outside of the case, and such a battery cell is generally known. Since they correspond to the existing configurations, a more detailed description will be omitted.

전지 모듈 내부에서 각 전지 셀들이 전기적으로 연결되기 위해서는, 전극 리드가 서로 연결되고, 그러한 연결 상태를 유지하기 위해 연결 부분이 버스바에 용접 등의 방식으로 접촉 고정될 수 있다. 즉, 전지 모듈의 전지 셀들은 병렬 및/또는 직렬의 전기적 연결을 가질 수 있으며, 병렬로 연결시키기 위해서는 동일 극성의 전극 리드를 버스바에 서로 연결 접합시키고, 반대로 직렬로 연결시키기 위해서는 다른 극성의 전극 리드를 버스 바에 서로 연결 접합시킨다.In order for the battery cells to be electrically connected inside the battery module, the electrode leads are connected to each other, and the connection portion may be fixed in contact with the bus bar by welding or the like to maintain such a connection state. In other words, the battery cells of the battery module may have parallel and/or series electrical connection. To connect in parallel, electrode leads of the same polarity are connected to each other to the busbar, and electrode leads of different polarities are connected in series. Are connected to each other on the bus bar

도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전지 모듈에서는 1개씩의 양극 리드(110)와 음극 리드(120)를 서로 직렬로 연결하기 위하여, 가운데에 슬릿(210)이 형성되어 있는 3개의 버스바(200)가 구비되어 있다. 그리고 양극 리드(110) 또는 음극 리드(120) 중 어느 하나의 리드는 슬릿(210)을 관통하여 절곡된 후 버스바(200) 상면에 접합되고, 나머지 하나는 버스 바(200) 일측면에서 상부로 연장된 후 버스바(200) 상면에 접합된다.1 and 2, in the battery module of the present invention, in order to connect one positive lead 110 and one negative lead 120 in series with each other, three slits 210 are formed in the middle. A bus bar 200 is provided. In addition, one of the positive lead 110 or the negative lead 120 is bent through the slit 210 and then bonded to the upper surface of the bus bar 200, and the other is After extending to, it is bonded to the upper surface of the bus bar 200.

여기서, 첨부한 도면에서는 한 개의 슬릿이 구비된 버스 바(200)를 예로 들어 도시하고 있으나, 전지 셀의 개수, 직렬 또는 병렬 연결 구조 등에 따라 2개 이상의 슬릿이 형성된 버스바를 사용할 수 있음은 자명하다.Here, in the accompanying drawings, a bus bar 200 provided with one slit is shown as an example, but it is obvious that a bus bar having two or more slits may be used depending on the number of battery cells, a serial or parallel connection structure, etc. .

한편, 버스바(200)를 고정하기 위하여 버스바(200) 인근에는 버스바 프레임(300)이 위치하고, 이와 같은 버스 바 프레임(300)은 하우징(500)과는 별도로 제작한 후 결합하거나, 케이스(500) 자체에 버스 바(200)가 형성될 수 있도록 일체형으로 이루어질 수도 있다.Meanwhile, in order to fix the bus bar 200, a bus bar frame 300 is located near the bus bar 200, and the bus bar frame 300 is manufactured separately from the housing 500 and then combined or 500 may be formed integrally so that the bus bar 200 may be formed in itself.

계속해서 전류 차단 부재(400)는 슬릿(210)의 공간부, 보다 구체적으로는 양극 리드(110) 또는 음극 리드(120) 전방이나 후방에 위치한다. 이러한 전류 차단 부재(400)는 전지 모듈 내부가 소정 온도 이상으로 상승하면 인근에 위치하고 있던 양극 리드(110) 또는 음극 리드(120) 방향으로 이동하여 리드를 절단시키고 결과적으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 기능을 수행한다.Subsequently, the current blocking member 400 is positioned in the space portion of the slit 210, more specifically, in front of or behind the anode lead 110 or the cathode lead 120. When the inside of the battery module rises above a predetermined temperature, the current blocking member 400 cuts the lead by moving in the direction of the anode lead 110 or the cathode lead 120 located nearby, and consequently blocks the flow of current. Perform.

도 3은 전류 차단 부재를 다양한 각도에서 바라본 사시도, 도 4는 전류 차단 부재의 홀더와 버스바와의 결합 구조를 설명하기 위한 도면 그리고 도 5는 전류 차단 부재의 스토퍼와 버스바와의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a perspective view of the current blocking member viewed from various angles, FIG. 4 is a view for explaining a coupling structure between a holder of the current blocking member and a bus bar, and FIG. 5 is a diagram illustrating a coupling structure of a stopper of the current blocking member and a bus bar. It is a drawing for.

먼저 도 3을 참조하면서 전류 차단 부재(400)에 관해 설명하면, 전류 차단 부재(400)는 리드 커터(410), 탄성체(420) 및 스토퍼(430)를 포함하여 이루어진다.First, referring to FIG. 3, the current blocking member 400 will be described. The current blocking member 400 includes a lead cutter 410, an elastic body 420, and a stopper 430.

리드 커터(410)는 소정의 두께를 가지며 외형이 대략 사각형인 메인 몸체(411), 전류 차단 부재(400)를 슬릿(210) 가장자리에 연결하기 위한 홀더 (412), 수직벽(413) 그리고 복수개로 이루어진 가이드부재(414, 415, 416)를 포함하여 이루어질 수 있다.The lead cutter 410 has a predetermined thickness and a main body 411 having a substantially rectangular shape, a holder 412 for connecting the current blocking member 400 to the edge of the slit 210, a vertical wall 413, and a plurality of It may be formed by including a guide member (414, 415, 416) made of.

구체적으로 메인 몸체(411)는, 양극 리드(110)나 음극 리드(120)를 향하고 있는 제1 측면부(411(a)), 제1 측면부(411(a))와 대향하여 위치하는 제2 측면부(411(b)), 제1 측면부(411(a))와 제2 측면부(411(b))를 각각 연결하는 제3 측면부(411(c))와 제4 측면부(411(d))를 포함하여 이루어진다. 여기서, 제1 측면부(411(a))는 양극 리드(110)나 음극 리드(120)를 신속하게 절단할 수 있도록 가장자리 단면이 뾰족하게 형성되는 것이 바람직하지만, 메인 몸체(411)의 두께를 얇게 형성하는 등 양극 리드(110)나 음극 리드(120)를 절단할 수 있는 형상이라면 특별히 제한하지 않는다.Specifically, the main body 411 is a first side portion 411 (a) facing the anode lead 110 or the cathode lead 120, and a second side portion positioned opposite to the first side portion 411 (a) (411(b)), the third side part 411(c) and the fourth side part 411(d) respectively connecting the first side part 411(a) and the second side part 411(b) Including. Here, the first side portion 411 (a) is preferably formed to have a sharp edge cross section so that the anode lead 110 or the cathode lead 120 can be quickly cut, but the thickness of the main body 411 is reduced. It is not particularly limited as long as it is formed in a shape that can cut the anode lead 110 or the cathode lead 120.

메인 몸체(411)의 제3 측면부(411(c))와 제4 측면부(411(d)) 인근 각각에 위치하는 한 쌍의 홀더(412)는 슬릿(210) 공간부 내에 리드 커터(410)를 위치시키기 위한 것이다.A pair of holders 412 located in the vicinity of the third side portion 411 (c) and the fourth side portion 411 (d) of the main body 411 respectively are the lead cutter 410 in the space portion of the slit 210 To locate.

도 4를 함께 참조하면서 설명하면, 홀더(412)는 대략 'ㄷ'자 모양으로, 슬릿(210) 둘레부 중에서 메인 몸체(411)가 이동하는 방향과 직교하여 위치하는 양 변의 상면, 측면 및 하면과 밀착하도록 위치하며, 따라서 메인 몸체(411)가 슬릿(210) 내의 공간부에 위치하면서 양극 리드(110)나 음극 리드(120) 방향으로 전후 슬라이딩이 가능하다.Referring to FIG. 4 together, the holder 412 has an approximately'C' shape, and the upper, side and lower sides of both sides of the circumference of the slit 210 are positioned perpendicular to the direction in which the main body 411 moves. The main body 411 is positioned in close contact with the slit 210 and slides back and forth in the direction of the anode lead 110 or the cathode lead 120 while the main body 411 is positioned in the space within the slit 210.

다시 도 3을 참조하면서 수직벽(413)에 관해 설명하면, 수직벽(413)은 제2 측면부(411(b))에서 대략 직각으로 절곡된 후 상부로 소정 길이 연장되어 있으며, 수직벽(413) 외측면, 즉 제1 측면부(411(a))와 대향하는 방향으로 탄성체(420)가 수축 또는 팽창할 수 있도록 탄성체(420) 일측이 고정되어 있다. 게다가, 수직벽(413)은 제2 측면부(411(b)) 가장자리에서 제1 측면부(411(a)) 방향으로 약간 함몰되도록 형성되는데, 이는 제1 측면부(411(a))와 제2 측면부(411(b)) 사이의 거리로 정의될 수 있는 메인 몸체(411)의 폭을 최소화하기 위한 것이다.Referring to FIG. 3 again, the vertical wall 413 is described, and the vertical wall 413 is bent at a substantially right angle at the second side portion 411 (b) and then extends upward for a predetermined length, and the vertical wall 413 ) One side of the elastic body 420 is fixed so that the elastic body 420 can contract or expand in a direction opposite to the outer surface, that is, the first side portion 411(a). In addition, the vertical wall 413 is formed to be slightly recessed from the edge of the second side portion 411 (b) in the direction of the first side portion 411 (a), which is the first side portion 411 (a) and the second side portion It is to minimize the width of the main body 411, which can be defined as the distance between (411(b)).

일부분이 메인 몸체(411) 일면에 고정되어 있는 가이드부재는, 모듈 내의 온도가 정상적인 상태에서는 메인 몸체(411)가 양극 리드(110)나 음극 리드(120) 방향으로 이동하지 못하도록 전류 차단 부재(400)를 고정시키고, 반대로 비정상적으로 온도가 상승할 시에는 전류 차단 부재(400)가 이동할 수 있도록 고정을 해제시키는 기능을 수행한다. A part of the guide member fixed to one side of the main body 411 is a current blocking member 400 to prevent the main body 411 from moving in the direction of the anode lead 110 or the cathode lead 120 when the temperature inside the module is normal. ) Is fixed, and, on the contrary, when the temperature rises abnormally, the current blocking member 400 performs a function of releasing the fixing so that it can move.

이러한 가이드부재는 제1 가이드부재(414), 제2 가이드부재(415) 및 제3 가이드부재(416)로 이루어진다. 제1 가이드부재(414)는 제3 측면부(411(c)) 또는 제4 측면부(411(d))를 향하고 있는 봉 형상의 스토퍼(430) 일측을 제2 측면부(411(b)) 방향으로 제1 각도, 보다 상세하게는 직각으로 절곡시키기 위한 것으로 'ㄴ'자 형상을 갖는다.This guide member is composed of a first guide member 414, a second guide member 415, and a third guide member 416. The first guide member 414 has one side of the rod-shaped stopper 430 facing the third side portion 411 (c) or the fourth side portion 411 (d) in the direction of the second side portion 411 (b). It is for bending at a first angle, more specifically at a right angle, and has a'b' shape.

제2 가이드부재(415)는 직각으로 절곡된 스토퍼(430)를 제2 각도, 보다 상세하게는 스토퍼(430) 타측 방향을 향할 수 있도록 다시 직각으로 절곡시키면서, 스토퍼(430)가 메인 몸체(411)로부터 이탈하는 것도 방지할 수 있도록, 일측은 제1 가이드부재(414) 상면과 접하고 타측은 메인 몸체(411) 상면에 고정되어 있다.The second guide member 415 is bent at a right angle so that the stopper 430 bent at a right angle can face a second angle, more specifically, the stopper 430 in the other direction, and the stopper 430 is the main body 411 ), one side is in contact with the upper surface of the first guide member 414 and the other side is fixed to the upper surface of the main body 411 so as to prevent separation.

제3 가이드부재(416)는 제2 가이드부재(415)에 의해 절곡된 스토퍼(430) 일측이 제2 측면부(411(b))를 향할 수 있도록 다시 직각으로 절곡시키기 위한 것으로, 제2 가이드부재(415) 및 홀더(412)와 소정 거리 이격된 채 위치하고 있다.The third guide member 416 is to be bent again at a right angle so that one side of the stopper 430 bent by the second guide member 415 faces the second side portion 411 (b), and the second guide member 415 and the holder 412 and are located spaced apart a predetermined distance.

상기와 같은 구성을 갖는 제1 가이드부재 내지 제3 가이드부재(414, 415, 416)로 인해, 스토퍼(430)는 소정 각도로 절곡된 채 메인 몸체(411)에 장착된다.Due to the first to third guide members 414, 415, and 416 having the above configuration, the stopper 430 is mounted on the main body 411 while being bent at a predetermined angle.

한편, 탄성체(420)는 전술한 바와 같이 일측이 수직벽(413)에 고정되어 있으며, 타측은 슬릿(210)의 일측 가장자리 단부와 밀착하고 있다. 여기서, 탄성체(420)는 수축과 팽창이 가능한 통상의 재질로 이루어질 수 있고, 일예로 스프링 강재(KS D 3701)일 수 있다.Meanwhile, as described above, the elastic body 420 has one side fixed to the vertical wall 413 and the other side is in close contact with the edge of one side of the slit 210. Here, the elastic body 420 may be made of a conventional material capable of contraction and expansion, and may be, for example, a spring steel (KS D 3701).

제1 가이드부재(414), 제2 가이드부재(415) 및 제3 가이드부재(416)에 의해 소정 각도로 절곡된 후, 일측 단부는 제2 측면부(411(b))를 향하는 반면, 타측 단부는 제1 측면부(411(a)) 또는 제2 측면부(411(b))를 향해 소정 길이 돌출해 있는 스토퍼(430)는 온도에 따라 수축 또는 팽창하는 형상기억합금으로 이루어진다. 구체적으로, 형상 기억 합금은 니켈-티탄 합금, 동-아연 합금, 금-카드뮴 합금, 인듐-탈륨 합금 등을 들 수 있고, 이들 형상 기억 합금의 부피가 감소하기 시작하는 온도는 70℃도 내지 120도 인 것이 바람직하다.After being bent at a predetermined angle by the first guide member 414, the second guide member 415, and the third guide member 416, one end faces the second side portion 411 (b), while the other end The stopper 430 protruding for a predetermined length toward the first side portion 411 (a) or the second side portion 411 (b) is made of a shape memory alloy that contracts or expands according to temperature. Specifically, the shape memory alloy may include a nickel-titanium alloy, a copper-zinc alloy, a gold-cadmium alloy, an indium-thallium alloy, and the like, and the temperature at which the volume of these shape memory alloys begins to decrease is 70° C. to 120°C. It is preferable that it is degrees.

도 5를 함께 참조하면서 상세히 설명하면, 모듈 내의 온도가 정상적인상태에서는 스토퍼(430)의 타측 단부는 버스바(200)의 안내공(220)에 삽입되어 전류 차단 부재(400)의 이동을 제한한다. 하지만 소정 온도 이상으로 상승할 시에는 부피가 수축하기 때문에 안내공(220)으로부터 이탈하게 되고 따라서 전류 차단 부재(400)가 이동할 수 있는 상태로 바뀐다. 물론 안내공(220) 대신에 스토퍼(430)의 타측 단부를 안착시켜 일시적으로 고정시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한하지 않는다.When described in detail with reference to FIG. 5 together, when the temperature in the module is normal, the other end of the stopper 430 is inserted into the guide hole 220 of the bus bar 200 to limit the movement of the current blocking member 400. . However, when the temperature rises above a predetermined temperature, the volume contracts, so that it is separated from the guide hole 220 and thus the current blocking member 400 is changed to a movable state. Of course, there is no particular limitation as long as it is a structure capable of temporarily fixing the other end of the stopper 430 instead of the guide hole 220.

이와 같이, 본 발명에서는 형상기억합금의 사용량을 최소화할 수 있는 봉 형상의 스토퍼(430)와 비용이 저렴한 통상적인 금속 재질인 탄성체(420)를 사용하여 트리거 방식으로 전류 차단 부재의 이동을 제어하기 때문에, 제조 비용의 상승을 최소화할 수 있다.As described above, in the present invention, a rod-shaped stopper 430 that can minimize the amount of use of the shape memory alloy and an elastic body 420 that is a conventional metal material having a low cost is used to control the movement of the current blocking member by a trigger method. Therefore, it is possible to minimize an increase in manufacturing cost.

한편, 메인 몸체(411), 홀더(412), 수직벽(413), 제1 가이드부재(414), 제2 가이드부재(415) 및 제3 가이드부재(416)를 포함하는 리드 커터(410)는 절연성 소재, 일예로서 플라스틱 및 세라믹 중 어느 하나 이상일 수 있으나, 절연성 소재라면 특별히 제한하지 않는다.Meanwhile, a lead cutter 410 including a main body 411, a holder 412, a vertical wall 413, a first guide member 414, a second guide member 415 and a third guide member 416 Is an insulating material, for example, may be any one or more of plastic and ceramic, but the insulating material is not particularly limited.

탄성체(420)와 메인 몸체(411)와의 결합 방법은 특별히 제한하지 않지만, 일예로서 코일 형상의 탄성체(420)인 경우 코일의 일측 단부를 메인 몸체(411)의 홀(미도시)에 관통시켜 고정할 수 있다.The coupling method of the elastic body 420 and the main body 411 is not particularly limited, but as an example, in the case of the coil-shaped elastic body 420, one end of the coil is passed through a hole (not shown) of the main body 411 to be fixed. can do.

도 6은 전류 차단 부재의 변형예를 나타낸 사시도이다. 지지부재(440)만 제외하고는 전술한 도 3과 동일하므로 이하에서는 상이한 구성에 관해서만 설명하기로 한다.6 is a perspective view showing a modified example of the current blocking member. Since it is the same as that of FIG. 3 except for the support member 440, only different configurations will be described below.

전류 차단 부재의 변형예에서는, 탄성체(420)의 타측 단부에 탈착 가능하도록 결합될 수 있는 지지부재(440)가 추가적으로 구비된다. 구체적으로, 외형이 대략 원기둥 형상인 지지부재(440)는 탄성체(420) 내측으로 나사결합 방식을 통해 체결되거나 분리될 수 있도록, 탄성체(420)를 수용하기 위한 안착홈(441)이 외측에 형성되어 있다. 또 일측 단부에는 슬릿(210) 둘레부의 상하부 면에 동시에 지지 고정될 수 있도록 수용홈(442)이 구비된다. In the modified example of the current blocking member, a support member 440 that can be detachably coupled to the other end of the elastic body 420 is additionally provided. Specifically, the support member 440 having an approximately cylindrical shape has a seating groove 441 on the outside to accommodate the elastic body 420 so that the support member 440 can be fastened or separated into the elastic body 420 through a screwing method. Has been. In addition, a receiving groove 442 is provided at one end so as to be simultaneously supported and fixed to the upper and lower surfaces of the circumference of the slit 210.

이러한 변형된 전류 차단 부재와 버스바와의 결합 구조를 설명하기 위한 도면인 도 7을 함께 참조하면서 작동 관계를 설명하면, 수용홈(442)이 약간 돌출한 상태가 되도록 탄성체(420) 내측과 지지부재(440) 외측 둘레면의 안착홈(441)이 서로 체결되고, 수용홈(442)은 슬릿(210) 둘레부의 상하부 면과 밀착한다.Referring to Fig. 7 which is a diagram for explaining the coupling structure between the deformed current blocking member and the bus bar, and explaining the operation relationship, the inner side of the elastic body 420 and the support member so that the receiving groove 442 protrudes slightly. (440) The seating grooves 441 of the outer circumferential surface are fastened to each other, and the receiving groove 442 is in close contact with the upper and lower surfaces of the circumferential portion of the slit 210.

따라서 탄성체(420)가 버스바(200)의 슬릿(210) 내에서 정확하게 수평방향으로 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 슬릿(210) 둘레부로부터 탄성체(420)가 이탈하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. Accordingly, the elastic body 420 can accurately move in the horizontal direction within the slit 210 of the bus bar 200, and it is possible to reliably prevent the elastic body 420 from being separated from the circumference of the slit 210.

도 8은 전지 모듈이 정상적으로 작동하는 상태에서의 전류 차단 부재 위치와 비정상적으로 작동하는 상태에서의 전류 차단 부재 위치를 나타낸 도면이다.8 is a view showing a position of a current blocking member in a state in which the battery module operates normally and a position of the current blocking member in an abnormally operating state.

본 발명에 따른 전지 모듈의 작동상태에 관하여 설명하면, 먼저 정상상태에서는 도 8(a)에서처럼, 리드 커터(410)와 양극 리드(110)는 소정 거리 이격되거나 단순히 접촉만 하고 있는 상태이다. 즉, 버스바(200)의 슬릿(210)과 수직벽(413) 사이에 탄성체(420)가 위치하고는 있으나, 전지 모듈이 정상적으로 작동하기 때문에 형상 기억 합금으로 이루어진 스토퍼(430)는 수축하지 않고 원래의 부피를 유지하고 있어 버스바(200)의 안내공(220)에 삽입되어 있는 상태이다.Referring to the operating state of the battery module according to the present invention, first, in a normal state, as shown in Fig. 8(a), the lead cutter 410 and the positive electrode lead 110 are spaced apart a predetermined distance or are simply in contact. That is, although the elastic body 420 is located between the slit 210 of the bus bar 200 and the vertical wall 413, the stopper 430 made of the shape memory alloy does not shrink and is originally because the battery module operates normally. It is in a state of being inserted into the guide hole 220 of the bus bar 200 to maintain the volume of.

하지만, 과전류나 고온 등 전지 모듈이 비정상적으로 작동하는 상태가 되어 온도가 상승하면, 스토퍼(430)가 수축하여 안내공(220)에서 이탈한다. 이때 슬릿(210)과 수직벽(413) 사이의 탄성체(420)는 항상 팽창하려는 힘이 작용하기 때문에 리드 커터(410)는 양극 리드(110) 방향으로 이동하고, 종국적으로는 제1 측면부(411(a))에 의해 양극 리드(110)가 절단된다(도 8 (b)). 따라서 본 발명에 따른 전지 모듈은 위와 같은 원리를 통해 전류의 흐름을 차단함으로써 비정상 작동 상태에 대한 안정성을 확보할 수 있다.However, when the battery module is in an abnormally operating state such as overcurrent or high temperature and the temperature rises, the stopper 430 contracts and deviates from the guide hole 220. At this time, since the elastic body 420 between the slit 210 and the vertical wall 413 always exerts a force to expand, the lead cutter 410 moves in the direction of the anode lead 110, and eventually the first side portion 411 The anode lead 110 is cut by (a)) (Fig. 8(b)). Therefore, the battery module according to the present invention can secure stability against an abnormal operating state by blocking the flow of current through the above principle.

전술한 바와 같은 전지 모듈은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용이 가능하다.The battery module as described above can be applied to various devices. Such a device may be applied to a vehicle such as an electric bicycle, an electric vehicle, or a hybrid, but is not limited thereto and may be applied to various devices capable of using a secondary battery.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.Specific parts of the present invention have been described in detail above, and for those of ordinary skill in the art, these specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and scope of the technical idea, and it is natural that such modifications and modifications fall within the appended claims.

100 : 전지 셀
110 : 양극 리드
120 : 음극 리드
200 : 버스바
210 : 슬릿
220 : 안내공
300 : 버스바 프레임
400 : 전류 차단 부재
410 : 리드 커터
411 : 메인 몸체
411(a) : 제1 측면부 411(b) : 제2 측면부
411(c): 제3 측면부 411(d) : 제4 측면부
412 : 홀더
413 : 수직벽
414 : 제1 가이드부재
415 : 제2 가이드부재
416 : 제3 가이드부재
420 : 탄성체
430 : 스토퍼
440 : 지지부재
441: 안착홈 442: 수용홈
500 : 케이스
100: battery cell
110: positive lead
120: negative lead
200: bus bar
210: slit
220: guide
300: busbar frame
400: current blocking member
410: lead cutter
411: main body
411(a): first side part 411(b): second side part
411(c): third side portion 411(d): fourth side portion
412: holder
413: vertical wall
414: first guide member
415: second guide member
416: third guide member
420: elastic body
430: stopper
440: support member
441: seating groove 442: receiving groove
500: case

Claims (12)

양극 리드와 음극 리드를 포함하는 하나 이상의 전지 셀;
1개 이상의 슬릿이 형성되며 상기 양극 리드 및 음극 리드와 연결되는 버스바;
상기 버스바를 지지하는 버스바 프레임; 및
상기 양극 리드와 음극 리드 중 어느 하나 이상의 리드를 절단하는 전류 차단 부재를 포함하되,
상기 전류 차단 부재는 소정 온도 이상으로 상승하면 상기 양극 리드 및/또는 음극 리드 방향으로 이동하여 상기 양극 리드 및/또는 음극 리드를 절단할 수 있도록, 리드 커터, 탄성체, 및 봉 형상의 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
At least one battery cell including a positive lead and a negative lead;
A bus bar having at least one slit formed therein and connected to the positive lead and the negative lead;
A bus bar frame supporting the bus bar; And
Including a current blocking member for cutting at least one of the positive lead and the negative lead,
The current blocking member includes a lead cutter, an elastic body, and a bar-shaped stopper so that when the current blocking member rises above a predetermined temperature, it moves in the direction of the positive electrode lead and/or the negative electrode lead to cut the positive electrode lead and/or the negative electrode lead. A battery module, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 양극 리드 또는 음극 리드는 상기 슬릿을 관통한 후 버스바 일측면에 고정되고,
상기 슬릿을 관통한 양극 리드 및/또는 음극 리드를 절단할 수 있도록, 상기 전류 차단 부재는 상기 슬릿 공간부에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 1,
The positive lead or the negative lead is fixed to one side of the busbar after passing through the slit,
The battery module, wherein the current blocking member is located in the slit space so that the positive lead and/or the negative lead through the slit can be cut.
제1항에 있어서,
상기 전류 리드 커터는,
리드를 향하는 제1 측면부, 상기 제1 측면부와 대향하여 위치하는 제2 측면부, 상기 제1 측면부와 제2 측면부를 각각 연결하는 제3 측면부, 및 제4 측면부를 포함하는 메인 몸체; 상기 리드 커터가 상기 슬릿 가장자리에 지지될 수 있도록, 상기 제3 측면부와 제4 측면부 인근에 각각에 구비된 홀더; 상기 제2 측면부에 연결되며 상기 탄성체 일측이 고정되어 있는 수직벽; 및 상기 스토퍼를 지지하기 위한 가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 1,
The current lead cutter,
A main body including a first side portion facing a lead, a second side portion positioned opposite to the first side portion, a third side portion connecting the first side portion and the second side portion, and a fourth side portion respectively; A holder provided in the vicinity of the third side portion and the fourth side portion, respectively, so that the lead cutter may be supported on the edge of the slit; A vertical wall connected to the second side portion and to which one side of the elastic body is fixed; And a guide member for supporting the stopper.
제1항에 있어서,
상기 가이드부재는, 스토퍼를 제1 각도로 절곡시키기 위한 제1 가이드부재, 스토퍼가 메인 몸체로부터 이탈하는 것을 방지하면서 제2 각도로 절곡될 수 있도록 일측은 상기 제1 가이드부재 상면과 접하고 타측은 메인 몸체 상면에 위치하는 제2 가이드부재, 및 스토퍼가 제3 각도로 절곡될 수 있도록 제2 가이드부재 및 홀더와 소정 거리 이격되어 위치하는 제3 가이드부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 1,
The guide member is a first guide member for bending the stopper at a first angle, one side is in contact with the upper surface of the first guide member and the other side is in contact with the first guide member so that the stopper can be bent at a second angle while preventing separation from the main body. A battery module comprising a second guide member positioned on the upper surface of the body, and a third guide member positioned at a predetermined distance apart from the second guide member and the holder so that the stopper can be bent at a third angle.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼는 온도가 상승하면 수축하는 형상 기억 합금인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 1,
The battery module, wherein the stopper is a shape memory alloy that shrinks when the temperature increases.
제5항에 있어서,
상기 버스바에는 상기 스토퍼의 일측을 수용할 수 있는 안내공이 더 구비된 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 5,
The battery module, characterized in that the bus bar further includes a guide hole for accommodating one side of the stopper.
제5항에 있어서,
상기 탄성체는 코일 형상인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 5,
The battery module, characterized in that the elastic body has a coil shape.
제7항에 있어서,
상기 탄성체는 스프링 강재(KS D 3701)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 7,
The battery module, characterized in that the elastic body is made of a spring steel (KS D 3701).
제1항에 있어서,
상기 리드 커터는 절연성 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 1,
The lead cutter is a battery module, characterized in that made of an insulating material.
제9항에 있어서,
상기 절연성 소재는 플라스틱 및 세라믹 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 9,
The insulating material is a battery module, characterized in that at least one of plastic and ceramic.
제7항에 있어서,
상기 슬릿의 일측 단면과 밀착하기 위한 지지부재가 상기 탄성체의 타측 단부에 더 구비된 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
The method of claim 7,
A battery module, characterized in that a support member for intimate contact with the end surface of the slit is further provided at the other end of the elastic body.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 전지 모듈을 포함하는 디바이스.A device comprising the battery module of any one of claims 1 to 11.
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