KR20210046341A - Battery module, method for preparing the same and battery pack including the same - Google Patents

Battery module, method for preparing the same and battery pack including the same Download PDF

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KR20210046341A KR1020190129950A KR20190129950A KR20210046341A KR 20210046341 A KR20210046341 A KR 20210046341A KR 1020190129950 A KR1020190129950 A KR 1020190129950A KR 20190129950 A KR20190129950 A KR 20190129950A KR 20210046341 A KR20210046341 A KR 20210046341A
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Abstract

The present invention relates to a battery module comprising: a cell stack including one or more battery cells; a top cover covering an upper surface of the cell stack; a bus bar frame coupled to both ends of the top cover and including a bus bar coupling unit connected to the cell stack; and a mono frame accommodating the cell stack and the bus bar frame and having a rectangular tube shape, wherein the top cover includes a protrusion unit protruding from an end of the top cover in a longitudinal direction of the top cover in a direction opposite to the cell stack. According to the present invention, it is possible to control the insertion of a cell assembly by a simple structure.

Description

전지 모듈, 그 제조 방법 및 전지 모듈을 포함하는 전지 팩{BATTERY MODULE, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}A battery module, a manufacturing method thereof, and a battery pack including the battery module TECHNICAL FIELD [BATTERY MODULE, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전지 모듈, 그 제조 방법 및 전지 모듈을 포함하는 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 보다 정밀하고 용이하게 조립할 수 있는 전지 모듈, 그 제조 방법 및 전지 모듈을 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a method of manufacturing the same, and a battery pack including a battery module, and more specifically, to a battery module that can be assembled more precisely and easily, a method of manufacturing the same, and a battery pack including the battery module. .

현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.In the modern society, as the use of portable devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, and digital cameras has become commonplace, the development of technologies in the fields related to such mobile devices is becoming more active. In addition, rechargeable rechargeable batteries are a way to solve air pollution, such as conventional gasoline vehicles that use fossil fuels, as well as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles ( P-HEV) is used as a power source, and the need for development of secondary batteries 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 방전율이 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. , It has a very low self-discharge rate and is in the spotlight for its high energy density.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator therebetween, and an exterior material, that is, a battery case, for sealing the electrode assembly together with an electrolyte.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.In general, a lithium secondary battery may be classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.

소형 기기들에 이용되는 이차 전지의 경우, 2-3개의 전지 셀들이 배치되나, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 이용되는 이차 전지의 경우는, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈(Battery module)이 이용된다. 이러한 전지 모듈은 다수의 전지 셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 셀 적층체를 형성함으로써 용량 및 출력이 향상된다. 또한, 하나 이상의 전지 모듈은 BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.In the case of secondary batteries used in small devices, 2-3 battery cells are arranged, but in the case of secondary batteries used in mid- to large-sized devices such as automobiles, a battery module electrically connecting a plurality of battery cells Is used. In such a battery module, a plurality of battery cells are connected in series or parallel to each other to form a cell stack, thereby improving capacity and output. In addition, one or more battery modules may be mounted together with various control and protection systems such as a battery management system (BMS) and a cooling system to form a battery pack.

한편, 전지 모듈은, 셀 적층체를 외부 충격, 열 또는 진동으로부터 보호하기 위해, 전면과 후면이 개방되어 셀 적층체를 내부 공간에 수납하는 모노 프레임(Mono frame) 및 모노 프레임의 전면과 후면을 덮는 엔드 플레이트(End plate)를 포함할 수 있다.On the other hand, in order to protect the cell stack from external shock, heat or vibration, the battery module has a mono frame that houses the cell stack in an internal space by opening the front and rear surfaces, and the front and rear surfaces of the mono frame. It may include a covering end plate (End plate).

이 때, 셀 적층체를 모노 프레임에 삽입하는 과정에서 일정량의 힘을 가하여 모노 프레임 안으로 셀 적층체를 삽입하게 되는데, 이 과정에서 자재 공차, 형상, 마찰 계수 등에 의해 항상 일정한 위치까지 삽입되지 않고, 좌우로 치우쳐서 위치할 가능성이 있다. 그 결과 셀 적층체가 모노 프레임 내부에 정해진 위치에 놓여지지 못하여 기기의 안정성이 저하되는 문제가 있다.At this time, in the process of inserting the cell stack into the mono frame, a certain amount of force is applied to insert the cell stack into the mono frame. In this process, the cell stack is not always inserted to a certain position due to material tolerance, shape, friction coefficient, etc. It is likely to be skewed to the left or right. As a result, there is a problem that the stability of the device is deteriorated because the cell stack cannot be placed in a predetermined position inside the mono frame.

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로써, 모노 프레임 내에서 셀 조립체가 정해진 위치에 위치하도록 정밀하면서도 용이하게 삽입 공정을 제어할 수 있는 전지 모듈 및 전지 모듈의 제조 방법의 제공을 그 목적으로 한다.Embodiments of the present invention have been proposed to solve the above problems, a battery module capable of precisely and easily controlling the insertion process so that the cell assembly is positioned at a predetermined position in a mono frame, and a method of manufacturing a battery module For that purpose.

다만, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above-described problems and may be variously expanded within the scope of the technical idea included in the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 따른 전지 모듈은 하나 이상의 전지 셀을 포함하는 셀 적층체, 상기 셀 적층체의 상면을 덮는 탑 커버와, 상기 탑 커버의 양단에 결합되어 상기 셀 적층체에 연결된 버스바 결합부를 포함하는 버스바 프레임, 상기 셀 적층체 및 상기 버스바 프레임을 수납하고 사각의 관 형태를 갖는 모노 프레임을 포함하고, 상기 탑 커버는 상기 탑 커버의 단부로부터 셀 적층체와 반대되는 방향을 향해 상기 탑 커버의 길이 방향으로 돌출된 돌출부를 포함한다.The battery module according to an embodiment of the present invention includes a cell stack including one or more battery cells, a top cover covering an upper surface of the cell stack, and the cell stack by being coupled to both ends of the top cover. A bus bar frame including a bus bar coupling portion connected to the cell stack and a mono frame accommodating the bus bar frame and having a square tube shape, wherein the top cover includes a cell stack and a cell stack from an end of the top cover. And a protrusion protruding in the longitudinal direction of the top cover toward the opposite direction.

상기 돌출부의 단부는 상기 모노 프레임의 가장자리와 동일 선상에 정렬될 수 있다.The ends of the protrusions may be aligned on the same line as the edge of the mono frame.

상기 탑 커버 및 상기 돌출부는 사출 성형에 의해 함께 형성될 수 있다.The top cover and the protrusion may be formed together by injection molding.

상기 돌출부는 복수개일 수 있다.There may be a plurality of protrusions.

상기 모노 프레임은, 상기 탑 커버에 대응하는 상기 모노 프레임의 일면의 단부로부터 상기 탑 커버를 향해 돌출된 스토퍼를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 스토퍼와 접촉할 수 있다.The mono frame may include a stopper protruding toward the top cover from an end of one surface of the mono frame corresponding to the top cover, and the protrusion may contact the stopper.

상기 탑 커버와, 상기 버스바 결합부는 힌지 구조에 의해 회동 가능하게 결합되고, 상기 돌출부는 상기 힌지 구조와 중첩하지 않도록 배치될 수 있다.The top cover and the busbar coupling portion may be rotatably coupled by a hinge structure, and the protrusion portion may be disposed so as not to overlap with the hinge structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법은 하나 이상의 전지 셀을 포함하는 셀 적층체와, 상기 셀 적층체의 상면을 덮는 탑 커버와, 상기 탑 커버의 양단에 결합되어 상기 셀 적층체에 연결된 버스바 결합부를 포함하는 버스바 프레임을 결합하는 단계, 상기 셀 적층체와 버스바 프레임의 결합체를 사각의 관 형태를 갖는 모노 프레임에 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 탑 커버는 상기 탑 커버의 양단으로부터 상기 탑 커버의 길이 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 셀 적층체와 버스바 프레임의 결합체를 사각의 관 형태를 갖는 모노 프레임에 삽입하는 단계는 상기 돌출부가 상기 모노 프레임의 가장자리와 동일 선상에 정렬될 때 까지 슬라이딩 하여 삽입하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention includes a cell stack including one or more battery cells, a top cover covering an upper surface of the cell stack, and the cell stack by being coupled to both ends of the top cover. Coupling a busbar frame including a busbar coupling portion connected to the busbar frame, inserting the assembly of the cell stacked body and the busbar frame into a monoframe having a square tube shape, wherein the top cover is the top cover Including protrusions protruding in the longitudinal direction of the top cover from both ends of, and inserting the combination of the cell stack and the bus bar frame into the mono frame having a rectangular tubular shape, It includes the step of sliding and inserting until aligned on the same line.

상기 슬라이딩은 상기 돌출부가 상기 모노 프레임의 외측과 닿아 있는 스탑 블록과 접촉할 때까지 이루어질 수 있다.The sliding may be performed until the protrusion comes into contact with a stop block contacting the outside of the mono frame.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은, 상기한 적어도 하나의 전지 모듈, 및 상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스를 포함할 수 있다.A battery pack according to another embodiment of the present invention may include the at least one battery module described above and a pack case for packaging the at least one battery module.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는 상기한 적어도 하나의 전지 팩을 포함할 수 있다.A device according to another embodiment of the present invention may include the at least one battery pack described above.

본 발명의 실시예들에 따르면, 모노 프레임 내에 셀 조립체를 삽입할 때, 간단한 구조에 의해 셀 조립체의 삽입을 제어할 수 있는바, 모노 프레임 내에서 셀 조립체가 정해진 위치에 위치하도록 정밀하면서도 용이하게 삽입 공정을 제어할 수 있다.According to embodiments of the present invention, when inserting a cell assembly into a mono frame, it is possible to control the insertion of the cell assembly by a simple structure. The insertion process can be controlled.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에서 엔드플레이트 결합 이전의 모서리 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈을 설명하기 위한 모식도이다.1 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the battery module of FIG. 1.
3 is an enlarged view of a corner portion before the end plate coupling in FIG. 2.
4 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same or similar elements are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, so the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In the drawings, the thicknesses are enlarged in order to clearly express various layers and regions. In addition, in the drawings, for convenience of description, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above", but also the case where there is another part in the middle. . Conversely, when one part is "directly above" another part, it means that there is no other part in the middle. In addition, to be "on" or "on" the reference part means that it is located above or below the reference part, and means that it is located "above" or "on" in the direction opposite to the gravitational force. no.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 전지 모듈(100)에 대한 분해 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a battery module 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module 100 of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 하나 이상의 전지 셀을 포함하는 셀 적층체(400), 셀 적층체(400)를 수납하는 모노 프레임(200) 및 셀 적층체(400)의 하부와 모노 프레임(200) 사이에 위치하는 열전도성 수지층(700)을 포함한다.1 and 2, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a cell stack 400 including one or more battery cells, and a mono frame 200 accommodating the cell stack 400. ) And a thermally conductive resin layer 700 positioned between the lower portion of the cell stack 400 and the mono frame 200.

모노 프레임(200)은 전면과 후면이 개방된 형태이며, 상기 전면과 후면을 덮는 엔드 플레이트(300)가 구비될 수 있다.The mono frame 200 has an open front and a rear surface, and an end plate 300 covering the front and rear surfaces of the mono frame 200 may be provided.

또한, 셀 적층체(400)와 함께 모노 프레임(200)에 수납되는 버스바 프레임(500)이 마련될 수 있다. 버스바 프레임(500)은 셀 적층체(400)의 상부에 위치한 탑 커버(510), 셀 적층체(400)의 전면에 위치한 제1 버스바 결합부(520) 및 셀 적층체(400)의 후면에 위치한 제2 버스바 결합부(530)을 포함할 수 있으며, 셀 적층체(400)를 구성하는 전지 셀들의 전극 리드와 연결된 버스 바(540)가 제1 버스바 결합부(520) 및 제2 버스바 결합부(530)에 탑재될 수 있다.In addition, a busbar frame 500 accommodated in the mono frame 200 together with the cell stack 400 may be provided. The busbar frame 500 includes a top cover 510 located on the top of the cell stack 400, a first busbar coupling part 520 located on the front of the cell stack 400, and the cell stack 400. It may include a second busbar coupling portion 530 located on the rear side, and the bus bar 540 connected to the electrode leads of the battery cells constituting the cell stack 400 is the first busbar coupling portion 520 and It may be mounted on the second busbar coupling part 530.

열전도성 수지층(700)은 열전도성 수지가 주입되어 형성된 것으로 열전도성 접착 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 유동성을 갖는 열전도성 수지를 주입하고,이후 열전도성 수지가 셀 적층체(400)와 접촉한 채 고화되어 형성될 수 있다. 즉, 셀 적층체(400)로부터 발생한 열을 전지 모듈(100)의 바닥으로 전달하는 역할과 함께 셀 적층체(400)를 전지 모듈(100) 내에서 고정하는 역할을 수행할 수 있다. The thermally conductive resin layer 700 is formed by injecting a thermally conductive resin and may include a thermally conductive adhesive material. Specifically, a thermally conductive resin having fluidity is injected, and then, the thermally conductive resin is added to the cell stack 400 It can be formed by solidifying while in contact with. That is, the heat generated from the cell stack 400 may be transferred to the bottom of the battery module 100 and the cell stack 400 may be fixed within the battery module 100.

한편, 셀 적층체(400)의 측면에는 방열판(800)이 구비되어 모노 프레임(200)에 함께 수납될 수 있다.Meanwhile, a heat sink 800 is provided on the side of the cell stack 400 and may be accommodated together in the mono frame 200.

도 3은 도 2에서 엔드 플레이트 결합 이전의 모서리 부분을 확대한 도면이다. 즉, 모노 프레임(200) 내부에 버스바 프레임(500)과 셀 적층체(400)의 결합체를 삽입한 상태에서 모노 프레임(200)의 개구측 모서리를 확대한 도면이다.FIG. 3 is an enlarged view of a corner portion before the end plate coupling in FIG. 2. That is, in a state in which the combination of the bus bar frame 500 and the cell stack 400 is inserted into the mono frame 200, an enlarged view of the opening-side edge of the mono frame 200 is shown.

도 3을 참고하면, 본 실시예의 전지 모듈은, 버스바 프레임(500)의 탑 커버(510)에, 탑 커버(510)의 단부로부터 셀 적층체(400)와 반대되는 방향을 향해 탑 커버(510)의 길이 방향으로 돌출된 돌출부(550)를 포함한다. 돌출부(550)는 모노 프레임(200)의 가장자리(201)와 동일 선상에 정렬되는 것에 의해, 셀 적층체(400)가 모노 프레임(200) 내부에서 적절한 위치에 삽입되었는지 확인하는 수단으로 이용된다.Referring to FIG. 3, the battery module according to the present exemplary embodiment includes a top cover 510 of the bus bar frame 500, from an end of the top cover 510 toward a direction opposite to the cell stack 400. It includes a protrusion 550 protruding in the longitudinal direction of the 510. The protrusions 550 are aligned with the edge 201 of the mono frame 200 on the same line, so that the cell stack 400 is used as a means to check whether the cell stack 400 is inserted in an appropriate position within the mono frame 200.

특히, 후술하는 제조 방법에서의 설명과 같이, 삽입 과정에서 돌출부(550)와 접촉할 수 있는 구성을, 모노 프레임(200) 외부에 모노 프레임(200)의 단부(201)와 정렬하도록 배치하여, 돌출부(550)가 이와 접촉하는 것에 의해 삽입 정도를 확인할 수 있도록 구성된다. 즉, 원하는 스탑 라인에서 돌출부(550)의 삽입이 우선적으로 멈춰질 수 있도록 스탑 블록 등을 배치하는 것에 의해, 돌출부(500)의 삽입을 용이하게 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 4와 함께 다시 자세히 설명하도록 한다.In particular, as described in the manufacturing method to be described later, a configuration capable of contacting the protrusion 550 during the insertion process is arranged to be aligned with the end 201 of the mono frame 200 outside the mono frame 200, The protrusion 550 is configured to be able to confirm the degree of insertion by contacting it. That is, the insertion of the protrusion 500 can be easily controlled by arranging a stop block or the like so that the insertion of the protrusion 550 is preferentially stopped at a desired stop line. This will be described in detail again with FIG. 4.

이러한 구성에 의하면, 항상 일정한 스탑 라인까지 버스바 프레임(500)이 삽입되기 때문에, 별도의 복잡한 제어 등이 없이도 일정한 위치에 셀 적층체(400)가 위치할 수 있다. According to this configuration, since the busbar frame 500 is always inserted up to a certain stop line, the cell stacked body 400 can be positioned at a certain position without additional complicated control or the like.

돌출부(550)가 돌출된 길이는, 전지 모듈(100)의 구조에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 버스바 프레임(500)과 모노 프레임(200) 단부 간의 공차에 대응하도록 설정될 수 있다. The protruding length of the protrusion 550 may be variously determined according to the structure of the battery module 100, and may be set to correspond to a tolerance between the ends of the busbar frame 500 and the mono frame 200.

아울러 돌출부(550)는 탑 커버(510)와 함께 사출 성형에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이러한 돌출부(550)는 복수개로 구비될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 또한 돌출부(550)는 탑 커버(510)와 제1 및 제2 버스바 결합부(520, 530) 간의 결합에 영향을 주지 않도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 탑 커버(510)와 제1 및 제2 버스바 결합부(520, 530)는 각각 힌지 구조(570)에 의해 회동 가능하게 결합될 수 있는데, 이러한 구조에 있어서 힌지 구조(570)와 돌출부(550)가 중첩하지 않도록 배치될 수 있다.In addition, the protrusion 550 may be formed simultaneously with the top cover 510 by injection molding. The protrusion 550 may be provided in plural, and is not particularly limited. In addition, the protrusion 550 may be formed so as not to affect the coupling between the top cover 510 and the first and second busbar coupling portions 520 and 530. For example, the top cover 510 and the first and second busbar coupling portions 520 and 530 may be rotatably coupled by a hinge structure 570, respectively. In this structure, the hinge structure 570 And the protrusions 550 may be arranged so that they do not overlap.

이와 같이, 버스바 프레임(500)의 탑 커버(510)에 구비된 돌출부(550)의 구성에 의해, 돌출부(550)와 모노 프레임(200)의 단부(201)를 동일 선상에 정렬함으로써 복잡한 구조나 공정 부가 없이, 셀 적층체(400)를 모노 프레임(200) 내부의 정해진 위치에 용이하게 배치할 수 있게 된다. 이에 의해, 전지 모듈(100)의 조립에 있어서 용이성 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.In this way, by the configuration of the protrusion 550 provided on the top cover 510 of the bus bar frame 500, the protrusion 550 and the end 201 of the mono frame 200 are aligned on the same line, thereby having a complex structure. It is possible to easily arrange the cell stacked body 400 at a predetermined position inside the mono frame 200 without adding a process or addition. Thereby, the easiness and precision in assembling the battery module 100 can be improved.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.4 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)의 제조 방법에 대해 설명하도록 한다. 다만, 앞서 설명한 내용과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략한다.Hereinafter, a method of manufacturing the battery module 100 according to an embodiment of the present invention will be described. However, descriptions of parts that overlap with the above-described contents will be omitted.

도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)의 제조 방법은 하나 이상의 전지 셀을 포함하는 셀 적층체(400)와, 셀 적층체(400)의 상면을 덮는 탑 커버(510) 및 탑 커버(510)의 양단에 결합되어 셀 적층체(400)에 연결된 버스바 결합부(520, 530)를 포함하는 버스바 프레임(500)을 결합하여 결합체를 형성하고, 이러한 셀 적층체(400)와 버스바 프레임(500)의 결합체를 사각의 관 형태를 갖는 모노 프레임(200)에 삽입하는 단계를 포함한다. 이 때, 버스바 프레임(500)의 탑 커버(510)에는, 탑 커버(510)의 일 단부로부터 돌출된 돌출부(550)를 포함하고, 셀 적층체(400)와 버스바 프레임(500)의 결합체를 모노 프레임(200)에 삽입하는 단계는 돌출부(550)가 모노 프레임(200)의 가장자리(201)와 동일 선상에 정렬될 때까지 슬라이딩 하는 것에 의해 이루어진다. Referring to FIG. 4, the method of manufacturing the battery module 100 according to the present embodiment includes a cell stack 400 including one or more battery cells, and a top cover 510 covering an upper surface of the cell stack 400. And a bus bar frame 500 including bus bar coupling portions 520 and 530 coupled to both ends of the top cover 510 and connected to the cell stack 400 to form an assembly, and such a cell stack ( 400) and inserting the combination of the busbar frame 500 into the mono frame 200 having a square tube shape. At this time, the top cover 510 of the bus bar frame 500 includes a protrusion 550 protruding from one end of the top cover 510, and the cell stack 400 and the bus bar frame 500 The step of inserting the assembly into the mono frame 200 is performed by sliding until the protrusion 550 is aligned with the edge 201 of the mono frame 200 on the same line.

이와 같은 삽입 단계에서, 모노 프레임(200)의 외측에는, 가장자리(201)와 닿아있는 스탑 블록(600)을 배치하여, 돌출부(550)가 스탑 블록(600)과 닿을 때까지 슬라이딩, 즉, 셀 적층체(400)와 버스바 프레임(500)의 결합체의 삽입이 이루어질 수 있다. 이에 의해, 간단한 조작만으로 셀 적층체(400)의 위치가 정해진 위치에 정밀하게 배치될 수 있다.In such an insertion step, a stop block 600 in contact with the edge 201 is disposed on the outside of the mono frame 200 to slide until the protrusion 550 contacts the stop block 600, that is, the cell A combination of the stacked body 400 and the busbar frame 500 may be inserted. Accordingly, the cell stack 400 can be precisely positioned at a predetermined position with only a simple operation.

즉, 일반적으로 셀 적층체(400)를 모노 프레임(200) 내부에 삽입하는 과정에서, 항상 일정한 힘을 가하여 삽입한다고 하더라도 자재 공차, 셀 적층체(400)의 형상, 마찰 계수 등의 요인에 의해 항상 일정한 위치에 까지 셀 적층체(400)가 도달하는 것은 아니고, 원하는 위치에 미치지 못하거나, 원하는 위치를 지나쳐서 배치될 수 있는 우려가 있다. 이 경우, 셀 적층체(400)가 모노 프레임의 어느 일 측에 치우쳐서 배치되기 때문에, 모노 프레임(200) 내에서 셀 적층체(400)가 안정적으로 위치하지 못하고, 또한 이어지는 엔드 플레이트(300)와의 결합 등의 공정에서 공정 오차가 발생할 수 있다는 문제가 있다.That is, in general, in the process of inserting the cell stacked body 400 into the mono frame 200, even if a constant force is always applied, factors such as material tolerance, the shape of the cell stacked body 400, and the coefficient of friction The cell stack 400 does not always reach a certain position, and there is a concern that the cell stack 400 may not reach a desired position or may be disposed past a desired position. In this case, since the cell stacked body 400 is arranged to be skewed on either side of the mono frame, the cell stacked body 400 is not stably positioned within the mono frame 200, and furthermore, There is a problem that a process error may occur in processes such as bonding.

그러나, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)의 제조 방법에 있어서는, 버스바 프레임(500)의 탑 커버(510)에 돌출부(550)를 구비하여, 돌출부(550)가 미리 배치된 스탑 블록(600)과 접촉하는 것에 의해 셀 적층체(400)의 삽입이 정해진 위치에서 멈춰질 수 있기 때문에, 정해진 위치에 정밀하게 셀 적층체(400)를 배치시킬 수 있다. 즉, 간단한 구조에 의해 전지 모듈(100)의 조립을 용이하고 정밀하게 제어할 수 있다.However, in the manufacturing method of the battery module 100 according to the present embodiment, the top cover 510 of the bus bar frame 500 includes a protrusion 550 so that a stop block in which the protrusion 550 is previously disposed ( Since the insertion of the cell stacked body 400 can be stopped at a predetermined position by contacting the cell stack 600, the cell stacked body 400 can be precisely disposed at the predetermined position. That is, it is possible to easily and precisely control the assembly of the battery module 100 by a simple structure.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈을 설명하기 위한 모식도이다.5 is a schematic diagram for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 모노 프레임(200)에 스토퍼(210)를 포함한다. 즉, 탑 커버(510)에 대응하는 모노 프레임(200)의 상부면의 단부로부터, 아래 쪽, 즉 탑 커버를 향하여 돌출되어 형성된 스토퍼(210)를 포함한다. 이러한 스토퍼(210)는 탑 커버(510)에 형성된 돌출부(550)와 접촉하여, 셀 적층체(400)의 삽입을 제어할 수 있다. 이와 같이 모노 프레임(200)으로부터 돌출된 스토퍼(210)를 포함하는 것에 의해, 전지 모듈의 제조 과정에 있어서 별도의 스탑 블록(600)을 구비하지 않고도 셀 적층체(400)의 삽입 위치를 제어할 수 있게 된다. Referring to FIG. 5, a battery module 100 according to another embodiment of the present invention includes a stopper 210 in a mono frame 200. That is, it includes a stopper 210 formed by protruding from the end of the upper surface of the mono frame 200 corresponding to the top cover 510 toward the lower side, that is, toward the top cover. The stopper 210 may contact the protrusion 550 formed on the top cover 510 to control insertion of the cell stack 400. By including the stopper 210 protruding from the mono frame 200 as described above, it is possible to control the insertion position of the cell stack 400 without having a separate stop block 600 in the manufacturing process of the battery module. You will be able to.

스토퍼(210)의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 돌출부(550)에 대응하여 복수로 형성될 수 도 있고, 또는 복수의 돌출부(550)와 접촉하도록 모노 프레임(200)의 일변에 길게 형성될 수도 있다.The shape of the stopper 210 is not particularly limited, and may be formed in plural corresponding to the protrusions 550, or may be formed long on one side of the mono frame 200 so as to contact the plurality of protrusions 550. .

앞에서 설명한 본 실시예에 따른 하나 또는 그 이상의 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.One or more battery modules according to the present embodiment described above may be mounted together with various control and protection systems such as a battery management system (BMS) and a cooling system to form a battery pack.

상기 전지 모듈이나 전지 팩은 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 적용 가능하다.The battery module or battery pack 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.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of

100: 전지 모듈
200: 모노 프레임
300: 엔드 플레이트
400: 셀 적층체
500: 버스 바 프레임
550: 돌출부
600: 스탑 블록100: battery module
200: mono frame
300: end plate
400: cell laminate
500: bus bar frame
550: protrusion
600: stop block

Claims (10)

하나 이상의 전지 셀을 포함하는 셀 적층체;
상기 셀 적층체의 상면을 덮는 탑 커버와, 상기 탑 커버의 양단에 결합되어 상기 셀 적층체에 연결된 버스바 결합부를 포함하는 버스바 프레임; 및
상기 셀 적층체 및 상기 버스바 프레임을 수납하고 사각의 관 형태를 갖는 모노 프레임을 포함하고,
상기 탑 커버는 상기 탑 커버의 일 단부로부터 상기 셀 적층체와 반대되는 방향을 향해 상기 탑 커버의 길이 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하는 전지 모듈.A cell stack including one or more battery cells;
A busbar frame including a top cover covering an upper surface of the cell stack, and busbar coupling portions coupled to both ends of the top cover and connected to the cell stack; And
And a mono frame that accommodates the cell stack and the bus bar frame and has a square tube shape,
The top cover includes a protrusion protruding from one end of the top cover in a direction opposite to the cell stack in a longitudinal direction of the top cover. 제1항에서,
상기 돌출부의 단부는 상기 모노 프레임의 가장자리와 동일 선상에 정렬되는 전지 모듈.In claim 1,
The end of the protrusion is aligned with the edge of the mono frame on the same line as the battery module. 제1항에서,
상기 탑 커버 및 상기 돌출부는 사출 성형에 의해 함께 형성되는 전지 모듈.In claim 1,
The battery module of the top cover and the protrusion are formed together by injection molding. 제1항에서,
상기 돌출부는 복수개인 전지 모듈.In claim 1,
The battery module having a plurality of protrusions. 제1항에서,
상기 모노 프레임은, 상기 탑 커버에 대응하는 상기 모노 프레임의 일면의 단부로부터 상기 탑 커버를 향해 돌출된 스토퍼를 포함하고,
상기 돌출부는 상기 스토퍼와 접촉하는 전지 모듈.In claim 1,
The mono frame includes a stopper protruding toward the top cover from an end of one surface of the mono frame corresponding to the top cover,
The protrusion is a battery module in contact with the stopper. 제1항에서,
상기 탑 커버와, 상기 버스바 결합부는 힌지 구조에 의해 회동 가능하게 결합되고,
상기 돌출부는 상기 힌지 구조와 중첩하지 않도록 배치되는 전지 모듈.In claim 1,
The top cover and the bus bar coupling portion are rotatably coupled by a hinge structure,
The battery module is disposed so that the protrusion does not overlap with the hinge structure. 하나 이상의 전지 셀을 포함하는 셀 적층체와, 상기 셀 적층체의 상면을 덮는 탑 커버 및 상기 탑 커버의 양단에 결합되어 상기 셀 적층체에 연결된 버스바 결합부를 포함하는 버스바 프레임을 결합하는 단계;
상기 셀 적층체와 버스바 프레임의 결합체를 사각의 관 형태를 갖는 모노 프레임에 삽입하는 단계를 포함하고,
상기 탑 커버는 상기 탑 커버의 양단 중 적어도 어느 하나로부터 상기 탑 커버의 길이 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하고,
상기 셀 적층체와 버스바 프레임의 결합체를 상기 모노 프레임에 삽입하는 단계는 상기 돌출부가 상기 모노 프레임의 가장자리와 동일 선상에 정렬될 때 까지 슬라이딩 하여 삽입하는 단계인 전지 모듈의 제조 방법.Combining a cell stack including one or more battery cells, a bus bar frame including a top cover covering an upper surface of the cell stack, and busbar coupling portions coupled to both ends of the top cover and connected to the cell stack ;
Including the step of inserting the combination of the cell stack and the bus bar frame into a mono frame having a square tube shape,
The top cover includes a protrusion protruding in a longitudinal direction of the top cover from at least one of both ends of the top cover,
The step of inserting the combination of the cell stack and the busbar frame into the mono frame is a step of sliding and inserting the protrusion until the protrusion is aligned with the edge of the mono frame. 제7항에서,
상기 슬라이딩은 상기 돌출부가 상기 모노 프레임의 외측과 닿아 있는 스탑 블록과 접촉할 때까지 이루어지는 전지 모듈의 제조 방법.In clause 7,
The sliding is performed until the protrusion is in contact with the stop block contacting the outer side of the mono frame. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 전지 모듈; 및
상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스
를 포함하는 전지 팩.At least one battery module according to any one of claims 1 to 6; And
Pack case for packaging the at least one battery module
Battery pack comprising a. 제9항에 따른 적어도 하나의 전지 팩을 포함하는 디바이스.A device comprising at least one battery pack according to claim 9.
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