KR20210121649A - Battery module comprising hydraulic cylinder, battery pack and secondary battery evaluation apparatus comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유압 실린더를 포함하는 전지 모듈, 이를 포함하는 전지 팩 및 이를 포함하는 이차전지 평가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a hydraulic cylinder, a battery pack including the same, and a secondary battery evaluation device including the same.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 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. The self-discharge rate is very low and the energy density is high, attracting attention.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 파우치 외장재를 구비한다.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. 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 a packaging material for sealing and housing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a pouch exterior material.
일반적인 리튬 이차 전지 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.According to the shape of a typical lithium secondary battery packaging material, it may be classified into a can-type secondary battery in which the 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.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 세간의 이목이 집중되고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동체에 있어서 가장 핵심적인 부품은 차량 모터로 구동력을 부여하는 전지 팩이다. In recent years, secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices. In particular, as carbon energy is gradually depleted and interest in the environment is increasing, hybrid vehicles and electric vehicles are attracting public attention around the world including the United States, Europe, Japan, and Korea. The most essential component in such a hybrid vehicle or electric vehicle is a battery pack that provides driving force to a vehicle motor.
대부분의 전지 팩, 특히 하이브리드 자동차나 전기 자동차, ESS(Energy Storage System) 와 같은 중대형 전지 팩에는 하나 이상의 전지 모듈이 포함되며, 이러한 전지 모듈에는 다수의 이차전지가 포함된다. 그리고, 이러한 다수의 이차 전지들은 전지 모듈 내에서 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결되어, 용량 및 출력이 향상되도록 한다. 특히, 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차전지가 많이 이용된다.Most battery packs, particularly medium-to-large-sized battery packs such as hybrid vehicles, electric vehicles, and energy storage systems (ESS), include one or more battery modules, and these battery modules include a plurality of secondary batteries. In addition, the plurality of secondary batteries are connected in series and/or parallel to each other in the battery module, so that capacity and output are improved. In particular, a pouch-type secondary battery is widely used in a medium-to-large device due to the advantage of easy stacking.
한편, 종래의 전지 모듈은 전지셀들을 적층하여 전지셀 적층체를 구성하고, 상기 전지셀 적층체를 하부 케이스에 장착한 후 상부 케이스를 하부 케이스와 결합하는 구조로 구성되어 있다.On the other hand, the conventional battery module has a structure in which the battery cells are stacked to form a battery cell stack, the battery cell stack is mounted on the lower case, and then the upper case is coupled to the lower case.
그러나, 이러한 경우, 전지셀 적층체를 이루는 전지셀의 개수에 따라 케이스를 별도로 사용하여야 하는 문제가 있다.However, in this case, there is a problem in that the case must be used separately according to the number of battery cells constituting the battery cell stack.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 전지셀 적층체의 일면을 가압하여 전지셀 적층체를 지지할 수 있는 유압 실린더를 포함하는 전지 모듈을 제공하고자 한다. 아울러, 상기 전지 모듈을 포함하는 전지 팩 및 이차전지 평가 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a battery module including a hydraulic cylinder capable of supporting the battery cell stack by pressing one surface of the battery cell stack in order to solve the problems of the prior art as described above. In addition, an object of the present invention is to provide an apparatus for evaluating a battery pack and a secondary battery including the battery module.
본 발명은 전지 모듈(BATTERY MODULE)에 관한 것으로, 하나의 예에서, n 개의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체(n 은 2 이상의 정수); 일면이 개방된 구조이며, 내부에 상기 전지셀 적층체를 수납하는 하우징; 및 하우징 내부에 수납되어, 일측은 전지셀 적층체를 지지하고, 타측은 하우징의 측벽을 지지하되, 상기 전지셀 적층체와 하우징의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더를 포함하는 접이식 지그를 포함한다.The present invention relates to a battery module (BATTERY MODULE), in one example, a battery cell stack in which n battery cells are stacked (n is an integer of 2 or more); a housing having an open structure on one side and accommodating the battery cell stack therein; and a folding jig accommodated in the housing, one side supporting the battery cell stack, and the other side supporting the side wall of the housing, the folding jig including a hydraulic cylinder for controlling the distance between the battery cell stack and the side wall of the housing do.
하나의 예에서, 접이식 지그는, 전지셀 적층체의 일면을 지지하는 메인 플레이트; 및 메인 플레이트와 마주보도록 배치되며, 하우징의 내부 측벽을 지지하는 베이스 플레이트 중 하나 이상을 포함하는 구조이다.In one example, the folding jig, the main plate for supporting one surface of the battery cell stack; and a base plate disposed to face the main plate and supporting an inner sidewall of the housing.
다른 하나의 예에서, 접이식 지그는, 메인 플레이트와 베이스 플레이트를 기계적으로 체결하되, 힌지축을 기준으로 회전 가능하고 서로 교차되는 2 개의 지지바를 포함하는 구조이다.In another example, the folding jig, but mechanically fastens the main plate and the base plate, has a structure including two support bars that are rotatable based on a hinge axis and cross each other.
이때, 상기 유압 실린더의 일측 단부는 2 개의 지지바 중 하나의 지지바에 체결되되, 메인 플레이트와 인접한 지지바에 체결되고, 유압 실린더의 타측 단부는 베이스 플레이트 또는 하우징의 측벽과 체결되며, 상기 유압 실린더는, 일측 단부와 타측 단부 사이의 길이를 신장 또는 수축함으로써 전지셀 적층체와 하우징의 측벽 사이의 거리를 제어하는 구조일 수 있다.At this time, one end of the hydraulic cylinder is fastened to one of the two support bars, and is fastened to the support bar adjacent to the main plate, and the other end of the hydraulic cylinder is fastened to the base plate or the side wall of the housing, and the hydraulic cylinder is , by extending or contracting the length between one end and the other end, it may be a structure to control the distance between the battery cell stack and the side wall of the housing.
하나의 예에서, 전지셀 적층체는 하우징의 개방면에 대하여 수직방향으로 n 개의 전지셀이 적층되는 구조이다. 아울러, 상기 전지 모듈은 하우징 내부에 수납되는 전지셀 적층체의 양면을 지지하도록 2 개의 접이식 지그를 포함할 수 있다.In one example, the battery cell stack has a structure in which n battery cells are stacked in a vertical direction with respect to the open surface of the housing. In addition, the battery module may include two folding jigs to support both sides of the battery cell stack accommodated in the housing.
하나의 예에서, 하우징에 결합되어, 하우징의 일면을 커버하는 커버를 더 포함한다.In one example, a cover coupled to the housing to cover one surface of the housing is further included.
아울러, 본 발명은 하나의 예에서, 전지 모듈은, n 개의 전지셀 각각의 전극 리드가 삽입되며, 복수의 삽입 슬릿을 구비하되 전도성 재질로 이루어진 리드 연결부재; 및 삽입 슬릿에 삽입된 전극 리드와 삽입 슬릿 내벽면 사이의 빈 공간을 충진 시켜, 서로 이웃하는 전극 리드를 전기적으로 연결 또는 절연시키는 버스바 또는 절연바를 포함한다.In addition, the present invention in one example, the battery module, the electrode leads of each of the n number of battery cells are inserted, but having a plurality of insertion slits, but a lead connecting member made of a conductive material; and a bus bar or insulating bar that electrically connects or insulates adjacent electrode leads to each other by filling an empty space between the electrode lead inserted into the insertion slit and the inner wall surface of the insertion slit.
하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 모듈은 k 번째 삽입 슬릿에 삽입되는 버스바와 k+1 번째 삽입 슬릿(k 는 1 이상, n-1 사이의 정수)에 삽입되는 버스바는 서로 반대 방향에 위치하며, n 개의 전지셀들은 적층 방향을 기준으로 제1 전극 리드와 제2 전극 리드가 교번 배열되는 구조이다.In one example, in the battery module according to the present invention, the bus bar inserted into the k-th insertion slit and the bus bar inserted into the k+1-th insertion slit (k is an integer between 1 or more and n-1) are in opposite directions. The n battery cells have a structure in which the first electrode lead and the second electrode lead are alternately arranged based on the stacking direction.
구체적인 예에서, k+1 번째 삽입 슬릿에 삽입되는 버스바의 상부는 k+1 번째 수납되는 전지셀의 제1 전극 리드와 접촉하며, k+1 번째 삽입 슬릿에 삽입되는 버스바의 하부는 k번째 수납되는 전지셀의 제2 전극 리드와 접촉하는 구조이다.In a specific example, the upper portion of the bus bar inserted into the k+1th insertion slit is in contact with the first electrode lead of the battery cell accommodated at the k+1th, and the lower portion of the busbar inserted into the k+1th insertion slit is k It has a structure in contact with the second electrode lead of the battery cell to be accommodated.
다른 하나의 예에서, 리드 연결부재의 삽입 슬릿에 버스바가 수납되되, k 번째 수납되는 전지셀의 제1 전극 리드와 k+1 번째 수납되는 제1 전극 리드는 서로 동일 방향에 위치하는 구조이다.In another example, the bus bar is accommodated in the insertion slit of the lead connecting member, and the first electrode lead of the k-th battery cell and the k+1-th first electrode lead are positioned in the same direction.
구체적인 예에서, k+1 번째 전지셀의 일측 단부에 위치하는 버스바의 상부 및 하부는 각각 k+1 번째 전지셀의 제1 전극 리드 및 k 번째 수납되는 전지셀의 제1 전극 리드와 접촉하며, k+1 번째 전지셀의 타측 단부에 위치하는 버스바의 상부 및 하부는 각각 k+1 번째 전지셀의 제2 전극 리드 및 k 번째 수납되는 전지셀의 제2 전극 리드와 접촉하는 구조이다.In a specific example, the upper and lower portions of the bus bar positioned at one end of the k+1-th battery cell are in contact with the first electrode lead of the k+1-th battery cell and the first electrode lead of the k-th battery cell accommodated, respectively, , the upper and lower portions of the bus bar positioned at the other end of the k+1-th battery cell are in contact with the second electrode lead of the k+1-th battery cell and the second electrode lead of the k-th battery cell accommodated, respectively.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전지 모듈을 포함하는 전지 팩을 제공한다.In addition, the present invention provides a battery pack including the battery module described above.
나아가, 본 발명은 앞서 설명한 전지 모듈을 포함하는 이차전지 평가 장치를 제공한다. 하나의 예에서, 이차전지 평가 장치는, 온도에 따른 전지셀의 충방전 거동; 및 전지셀의 충방전에 따른 온도 거동 중 어느 하나 이상을 평가한다.Furthermore, the present invention provides a secondary battery evaluation device including the battery module described above. In one example, the secondary battery evaluation device may include: a charging/discharging behavior of a battery cell according to temperature; And evaluate any one or more of the temperature behavior according to the charging and discharging of the battery cell.
본 발명에 따른 전지 모듈, 이를 포함하는 전지 팩 및 이를 포함하는 이차전지 평가 장치는, 전지셀 적층체가 수납되는 하우징 내부에 전지셀 적층체와 하우징의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더를 포함하여, 수납되는 전지셀의 개수 상관 없이 전지셀 적층체를 용이하게 지지할 수 있으며, 이차전지 모듈의 온도 거동 내지 성능 평가를 용이하게 수행할 수 있다.A battery module according to the present invention, a battery pack including the same, and a secondary battery evaluation device including the same include a hydraulic cylinder for controlling a distance between a battery cell stack and a sidewall of the housing inside a housing in which the battery cell stack is accommodated, , the battery cell stack can be easily supported regardless of the number of battery cells accommodated, and temperature behavior or performance evaluation of the secondary battery module can be easily performed.
도 1 내지 도 2은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 접이식 지그 및 이에 대한 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 조립 과정을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 8 내지 도 9은 본 발명의 전지 모듈에 수납되는 전지셀의 전기적 연결관계를 나타내는 도면이다.1 to 2 are perspective views of a battery module according to an embodiment of the present invention.
3 is a partially enlarged view of a folding jig of a battery module and a corresponding thereto according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an assembly process of a battery module according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 are perspective views of a battery module according to an embodiment of the present invention.
8 to 9 are views showing the electrical connection relationship of the battery cells accommodated in the battery module of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" another part, but also the case where another part is in the middle. Conversely, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “under” another part, this includes not only cases where it is “directly under” another part, but also cases where another part is in between. In addition, in the present application, “on” may include the case of being disposed not only on the upper part but also on the lower part.
본 발명은 전지 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전지 모듈은 하나의 예에서, n 개의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체(n 은 2 이상의 정수); 일면이 개방된 구조이며, 내부에 상기 전지셀 적층체를 수납하는 하우징; 및 하우징 내부에 수납되어, 일측은 전지셀 적층체를 지지하고, 타측은 하우징의 측벽을 지지하되, 상기 전지셀 적층체와 하우징의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더를 포함하는 접이식 지그를 포함한다.The present invention relates to a battery module. In one example, the battery module according to the present invention includes a battery cell stack in which n battery cells are stacked (n is an integer of 2 or more); a housing having an open structure on one side and accommodating the battery cell stack therein; and a folding jig accommodated in the housing, one side supporting the battery cell stack, and the other side supporting the side wall of the housing, the folding jig including a hydraulic cylinder for controlling the distance between the battery cell stack and the side wall of the housing do.
일반적으로, 전지 모듈은 전지셀들을 적층하여 전지셀 적층체를 구성하고, 상기 전지셀 적층체를 하부 케이스에 장착한 후 상부 케이스를 하부 케이스와 결합하는 구조로 구성되어 있다. 그러나, 이러한 경우에는 전지셀 적층체를 이루는 전지셀의 개수에 따라 케이스를 별도로 사용하여야 하는 문제가 있다.In general, a battery module has a structure in which a battery cell stack is formed by stacking battery cells, and the battery cell stack is mounted on a lower case and then the upper case is coupled to the lower case. However, in this case, there is a problem in that a case must be used separately according to the number of battery cells constituting the battery cell stack.
이에, 본 발명에서는 전지셀 적층체의 일면을 가압하여 전지셀 적층체를 지지할 수 있는 유압 실린더를 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공한다. 본 발명에 따른 전지 모듈은 전지셀 적층체가 수납되는 하우징 내부에 전지셀 적층체와 하우징의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더를 포함하여, 수납되는 전지셀의 개수 상관 없이 전지셀 적층체를 용이하게 지지할 수 있다. 나아가, 본 발명은 상술한 전지 모듈을 포함하는 이차전지 평가 장치를 제공하며, 이는 온도 거동 내지 성능 평가를 용이하게 수행할 수 있다.Accordingly, the present invention provides a battery module including a hydraulic cylinder capable of supporting the battery cell stack by pressing one surface of the battery cell stack, and a battery pack including the same. The battery module according to the present invention includes a hydraulic cylinder for controlling the distance between the battery cell stack and the sidewall of the housing inside the housing in which the battery cell stack is accommodated, so that the battery cell stack can be easily accommodated regardless of the number of battery cells accommodated. can strongly support Furthermore, the present invention provides a secondary battery evaluation apparatus including the above-described battery module, which can easily perform temperature behavior or performance evaluation.
이하에서는 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 유압 실린더를 포함하는 전지 모듈, 이를 포함하는 전지 팩 및 이를 포함하는 이차전지 평가 장치를 상세히 설명한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a battery module including a hydraulic cylinder according to the present invention, a battery pack including the same, and a secondary battery evaluation apparatus including the same will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9 . In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.1 to 2 are perspective views of a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지셀 적층체(110), 상기 전지셀 적층체(110)를 수납하는 하우징(120) 및 상기 하우징(120)에 수납되어, 상기 전지셀 적층체(110)를 지지하는 접이식 지그(130)를 포함한다. 이때, 상기 접이식 지그(130)의 일측은 전지셀 적층체(110)를 지지하고, 타측은 하우징(120)의 측벽을 지지하되, 상기 전지셀 적층체(110)와 하우징(120)의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더(131)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 접이식 지그(130)는 힌지 결합되어 있는 절첩식의 지그 또는 지지대를 의미할 수 있다.1 to 2, the
하나의 예에서, 전지셀 적층체(110)는 n개(n은 2 이상의 정수)의 전지셀(10)이 적층된 구조이다. 전지셀(10)의 적층 수(n)는 전기적 연결이 필요한 전지셀(10)의 개수에 따라 달라질 수 있으며, 혹은 전지 모듈의 용량에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 전지셀 적층체(110)의 전지셀 적층 수(n)는 2~100, 2~50, 2~10 또는 3~7의 범위이다.In one example, the
한편, 상기 전지셀(10)은 충방전이 가능한 이차 전지라면 특별히 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the
구체적인 예에서, 상기 전지셀 적층체(110)를 구성하는 각각의 전지셀(10)은 파우치 타입의 단위셀로, 라미네이트 시트 외장재에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 상기 외장재의 외부로 형성된 전극 리드(11, 12)들과 연결된 상태로 내장되어 있다. 상기 전극 리드(11, 12)는 시트 외측으로 인출되되 서로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 연장될 수 있다.In a specific example, each
본 발명의 도면에서는 도면 도시의 편의상 한 쌍의 전극 리드(11, 12)가 서로 반대방향으로 인출된 형태를 갖는 파우치 타입 배터리 셀(10)에 대해서만 도시하고 있으나, 본 발명에 따른 전지 모듈(100)에 적용되는 전지셀(10)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 한 쌍의 전극 리드(11, 12)가 서로 동일한 방향으로 인출되는 경우도 가능한 것이다.In the drawings of the present invention, only the pouch-
하나의 예에서, 전지셀 적층체(110)를 이루는 각 전지셀은 버스바(1112) 또는 절연바(1112')가 배치되는 리드 연결부재(111)에 의해서 전기적으로 연결된다. 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 전지 모듈(100)은 n 개의 전지셀(10) 각각의 전극 리드(11, 12)가 삽입되며, 복수의 삽입 슬릿(1111)을 구비하되 전도성 재질로 이루어진 리드 연결부재(111) 및 삽입 슬릿(1111)에 삽입된 전극 리드(11, 12)와 삽입 슬릿(1111) 내벽면 사이의 빈 공간을 충진 시켜, 서로 이웃하는 전극 리드(11, 12)를 전기적으로 연결 또는 절연시키는 버스바(1112) 또는 절연바(1112')를 포함한다. 특히, 상기 버스바(1112)와 절연바(1112')의 배열되는 위치에 따라서 전저셀 적층체(110)는 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다.In one example, each battery cell constituting the
상기 리드 연결부재(111)와 버스바(1112)는, 전기 전도율이 비교적 높은 전기 전도성 금속 재질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 리드 연결부재(111)와 버스바(1112)는 니켈, 구리, 알루미늄, 납, 또는 주석에서 선택되는 하나 이상의 전기 전도성 소재를 구비할 수 있다. 이를 테면, 상기 리드 연결부재(111)와 버스바(1112)는 구리 소재를 구비할 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이밖에도 다양한 금속이 리드 연결부재(111)와 버스바(1112)의 재료로서 이용될 수 있다.The
또한, 상기 절연바(1112')는 전지셀(10) 간의 전기적 연결을 차단하기 위한 것으로, 절연성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연바는 전기적 절연 특성을 갖는 다양한 고분자 수지로 형성되거나, 금속 바의 표면에 고분자 수지가 코팅된 구조이다.In addition, the insulating bar 1112 ′ is for blocking the electrical connection between the
다른 하나의 예에서, 상기 버스바(1112) 또는 절연바(1112')는, 당해 전지셀(10)에 수납된 전극 리드(11, 12)와 접촉하며, 동시에 리드 연결부재(111)의 슬릿(1111)과 접촉하는 구조이다. 상기 구조에서, 버스바(1112)를 수납한 경우에는, 당해 전지셀(10)과 상부 또는 하부에 적층된 전지셀(10) 사이의 양 전극 리드(11, 12)를 전기적으로 연결하게 된다. 반대로, 절연바(1112')를 수납한 경우에는, 상기 양 전극 리드(11, 12) 사이의 전기적 연결을 차단하게 된다. 구체적인 전기적 배열에 대해서는 후술하도록 한다.In another example, the bus bar 1112 or the insulating bar 1112 ′ contacts the electrode leads 11 and 12 accommodated in the
하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 모듈(100)은 일면이 개방된 구조의 하우징(120)을 포함한다. 상기 하우징(120)은 전지셀 적층체(110)를 수납하기 위한 케이스를 의미하는 것으로, 하우징(120)의 내부에는 전지셀 적층체(110)가 수납되는 수납공간을 포함한다. In one example, the
다른 하나의 예에서, 상기 하우징(120)에 결합되어, 하우징(120)의 일면을 커버하는 커버(140)를 더 포함한다. 상기 하우징(120)과 커버(140)는, 예컨대 서로 볼트 체결 등의 방식으로 상호 결합될 수 있다. 그리고, 이들 간의 기밀성을 높이기 위하여, 하우징(120)과 커버(140)가 서로 맞닿는 부분에 실링부재가 더 개재될 수 있다. 이때, 실링부재는 내연성이 우수한 합성 고무, 폴리 우레탄 등으로 제작될 수 있다.In another example, the
상기 커버(140)는 하우징(120)의 개방된 면을 커버할 수 있을 정도의 면적을 갖는 판형 구조물 형태로 제작될 수 있다. 그리고, 커버(140)의 테두리에는 다수의 볼트 삽입용 홀들이 구비될 수 있고, 하우징의 개방면의 테두리에도 다수의 볼트 삽입용 홀들이 구비될 수 있다.The
상기 하우징(120) 내부에는 전지셀 적층체(110)를 수납할 수 있다. 하나의 예에서, 상기 전지셀 적층체(110)는 하우징(120)의 개방면에 대하여 수평방향으로 n 개의 전지셀(10)이 적층되는 구조이다.The
다른 하나의 예에서, 상기 전지셀 적층체(110)는 하우징(120)의 개방면에 대하여 수직방향으로 n 개의 전지셀(10)이 적층되는 구조이다. In another example, the
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 접이식 지그 및 이에 대한 부분 확대도이다.3 is a partially enlarged view of a folding jig of a battery module and a corresponding thereto according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 모듈(100)은 하나의 예에서, 하우징(120) 내부에서 전지셀 적층체(110)를 용이하게 지지하고, 가압할 수 있는 접이식 지그(130)를 포함한다.As shown in FIG. 3 , the
구체적인 예에서, 상기 접이식 지그(130)는 유압 실린더(131)를 포함하여, 상기 전지셀 적층체(110)와 하우징(120)의 측벽 사이의 거리를 제어하여, 상기 전지셀 적층체(110)를 용이하게 지지할 수 있다. 특히, 상기 유압 실린더(131)의 일측은 전지셀 적층체(110)를 지지하고, 유압 실린더(131)의 타측은 하우징(120)의 측벽을 지지한다.In a specific example, the
하나의 예에서, 상기 접이식 지그(130)는 전지셀 적층체(110)의 일면을 지지하는 메인 플레이트(132) 및 메인 플레이트(132)와 마주보도록 배치되며, 하우징(120)의 내부 측벽을 지지하는 베이스 플레이트(133) 중 하나 이상을 포함하는 구조이다. 상기 베이스 플레이트(133)는 판상형 일 수 있으며, 또는 프레임의 형태일 수 있다. 후술하게 되는 지지바를 용이하게 체결하기 위한 구조일 수 있다. 상기 메인 플레이트(132) 및 베이스 플레이트(133)는 절연성 소재일 수 있다. 상기 메인 플레이트(132) 및 베이스 플레이트(133)는 전기 절연성의 플라스틱 소재일 수 있다. 이를 통해, 전지 모듈(100)을 다루는 작업자의 안전성을 확보한다.In one example, the
구체적인 예에서, 상기 접이식 지그(130)는, 메인 플레이트(132)와 베이스 플레이트(133)를 기계적으로 체결하되, 힌지축을 기준으로 회전 가능하고 서로 교차되는 2 개의 지지바(134, 134')를 포함하는 구조이다.In a specific example, the
예를 들어, 첫번째 지지바(134)는 메인 플레이트(132)와 베이스 플레이트(133)의 일측면에 각각 체결되며, 두번째 지지바(134')는 메인 플레이트(132)와 베이스 플레이트(133)의 타측면에 각각 체결된 구조이다. 이를 통해, 상기 접이식 지그(130)는 메인 플레이트(132)와 베이스 플레이트(133)와 기계적으로 체결되고, 접이식 지그(130)의 접힙 내지 펼침 구조 변경에 따라 메인 플레이트(132)와 베이스 플레이트(133) 사이의 거리가 제어된다.For example, the
다른 하나의 실시예에서, 유압 실린더(131)의 일측 단부는 2 개의 지지바(134, 134') 중 하나의 지지바에 체결되되, 메인 플레이트(132)와 인접한 지지바(134, 134')에 체결되고, 유압 실린더(131)의 타측 단부는 베이스 플레이트(133) 또는 하우징(120)의 측벽과 체결되며, 상기 유압 실린더(131)는, 일측 단부와 타측 단부 사이의 길이를 신장 또는 수축함으로써 전지셀 적층체(110)와 하우징(120)의 측벽 사이의 거리를 제어하는 구조이다. 예를 들어, 유압 실린더(131)의 일측 단부와 타측 단부 사이의 길이가 신장되었을 때, 전지셀 적층체(110)를 지지하게 된다. 즉, 전지셀(10)의 개수에 따라 달라지는 하우징(120) 내부 폭에 맞게 유압 실린더(131)의 길이를 조절하여 상기 전지셀 적층체(110)를 가압하여 지지할 수 있다.In another embodiment, one end of the
또한, 메인 플레이트(132)와 베이스 플레이트(133)의 측면, 바람직하게는 상기 메인 플레이트(132)와 베이스 플레이트(133)에 지지바(1341, 1341')가 연결되는 영역에는 지지대 체결홈(1321, 1331)이 형성된다. 이에 따라, 상기 지지대 체결홈(1321, 1331)에 접이식 지그(130)의 일측 단부가 삽입 및 체결될 수 있다. 상기 지지대 체결홈(1321, 1331)은 수평 방향으로 길이가 긴 비드 형태의 홈으로 형성되고, 이는 접이식 지그(130)가 펼침과 접힘 간의 형태 변화시 접이식 지그(130)의 일측 단부가 수평 방향으로 이동할 수 있는 이동 공간을 확보한 것이다.In addition, in the side surfaces of the
한편, 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 모듈(100)은 하나의 접이식 지그(130)를 포함한다. 이때, 상기 접이식 지그(130)는 전지셀 적층체(110)의 일면을 지지할 수 있다.On the other hand, in one example, the
다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 모듈(100)은 두 개의 접이식 지그(130)를 포함한다. 상기 두 개의 접이식 지그(130)는 하우징(120) 내부에서 전지셀 적층체(110)의 양면을 각각 지지할 수 있다. 이러한 경우, 전지 모듈(100)의 구조적 안정성을 높일 수 있다.In another example, the
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 조립 과정을 나타낸 도면이다.4 is a view showing an assembly process of a battery module according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 조립 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, an assembly process of a battery module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 .
먼저, 일면이 개방되어 있는 하우징(120)을 준비하고, 하우징(120) 내부에 접이식 지그(130)를 수납한다. 이때, 접이식 지그(130)는 하우징(120) 내부의 양측벽에 배치할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.First, the
그리고, n 개(n 은 2 이상의 정수)의 전지셀(10)을 조립하여 전지셀 적층체(110)를 형성하고, 각 전지셀(10)의 전기적 연결을 위하여, 리드 연결부재(111)에 전극 리드(11, 12)를 삽입한다. 이때, 리드 연결부재(111)에 전지셀(10)의 전기적 연결을 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있으며, 이는 리드 연결부재(111)에 삽입되는 버스바(1112) 또는 절연바(1112')의 배열에 따라서 설정할 수 있다.Then, by assembling n battery cells 10 (n is an integer of 2 or more), the
하나의 예에서, 본 발명의 전지셀 적층체(110)는 다수의 전지셀(10)을 서로 전기적으로 직렬 연결된 구조로 제공한다(n은 2 이상의 정수). 구체적으로, 각 전지셀(10)의 일측에는 버스바(1112)가 배치되며, 각 전지셀(10)의 타측에는 절연바(1112')가 배치된다. 이때, k 번째 전지셀(10)에 삽입되는 버스바(1112)와 k+1 번째 전지셀(10) (k 는 1 이상, n-1 사이의 정수)에 삽입되는 버스바(1112)는 서로 반대 방향에 위치할 수 있다. 이때, n 개의 전지셀(10)들은 적층 방향을 기준으로 제1 전극 리드(11)와 제2 전극 리드(12)가 교번 배열된다. 구체적인 예에서, 전극 연결부재(111)의 k+1 번째 수납되는 버스바(1112)의 상부는 k+1 번째 수납되는 전지셀(10)의 제1 전극 리드(11)와 접촉하며, k+1 번째 수납되는 버스바(1112)의 하부는 k번째 수납되는 전지셀(10)의 제2 전극 리드(12)와 접촉할 수 있다.In one example, the
예를 들면, k+1 번째 삽입되는 버스바(1112)는 k+1 번째 수납되는 전지셀(10)의 제1 전극 리드(11)와 k 번째 수납되는 제2 전극 리드(12)와 전기적으로 연결되며, k 번째 수납되는 버스바(1112)는 k 번째 수납되는 전지셀(10)의 제1 전극 리드(11)와 k-1 번째 수납되는 제2 전극 리드(12)가 전기적으로 연결된다.For example, the k+1-th inserted bus bar 1112 is electrically connected to the first electrode lead 11 of the
다른 하나의 예에서, 본 발명의 n 개 적층된 전지셀(10)을 서로 전기적으로 병렬 연결된 구조로 제공한다.In another example, the n stacked
상기 리드 연결부재(111)의 삽입 슬릿(1111)에 버스바(1112)가 수납된다. The bus bar 1112 is accommodated in the
이때, k 번째 수납되는 전지셀(10)의 제1 전극 리드(11)와 k+1 번째 수납되는 제1 전극 리드(12)은 서로 동일 방향에 위치한다.At this time, the first electrode lead 11 of the
구체적인 예에서, 리드 연결부재(111)에서 k+1 번째 수납되는 버스바(1112)의 상부 및 하부는 각각 k+1 번째 수납되는 전지셀(10)의 제1 전극 리드(11) 및 k 번째 수납되는 전지셀(10)의 제1 전극 리드(11)와 접촉하며, k+1 번째 수납되는 버스바(1112)의 상부 및 하부는 각각 k+1 번째 수납되는 전지셀(10)의 제2 전극 리드(12) 및 k 번째 수납되는 전지셀(10)의 제2 전극 리드(12)와 접촉한다.In a specific example, the upper and lower portions of the bus bar 1112 accommodated in the k+1-th in the
이에 따라, 상기 버스바(1112)는 k+1 번째 수납되는 제1 전극 리드(11)와 k 번째 수납되는 제1 전극 리드(11)를 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들면, k+1 번째 삽입되는 버스바(1112)는 k+1 번째 수납되는 전지셀(10)의 제1 전극 리드(11)와 k 번째 수납되는 제1 전극 리드(11)를 전기적으로 연결하며, k 번째 수납되는 버스바(1112)는 k 번째 수납되는 전지셀(10)의 제1 전극 리드(11)와 k-1 번째 수납되는 제1 전극 리드(11)를 전기적으로 연결할 수 있다(도 4a).Accordingly, the bus bar 1112 may electrically connect the k+1-th accommodated first electrode lead 11 and the k-th accommodated first electrode lead 11 . For example, the k+1-th inserted bus bar 1112 electrically connects the first electrode lead 11 of the
다음으로, 상기 전지셀 적층체(110)를 하우징(120) 내부에 수납하고, 접이식 지그(130)를 상기 전지셀 적층체(110)의 폭에 맞게 펼쳐준다. 즉, 접이식 지그(130)가 전지셀 적층체(110)의 일면을 지지할 수 있도록, 유압 실린더(131)의 길이를 신장시켜, 전지셀 적층체(110)와 하우징(120)의 측벽 사이의 거리를 제어한다. 그리고, 하우징(120)과 커버(140)의 기밀성을 위하여, 하우징(120)과 커버가 맞닿는 영역에 실링부재(141)를 개재시킨다(도 4b).Next, the
그리고, 하우징(120)의 개방된 면을 커버할 수 있도록 커버(140)를 조립한다. 이때, 하우징(120)과 커버(140)의 볼트 삽입홀(122, 142)에 볼트 체결부(150)로 체결한다(도 4c, 도 4d). Then, the
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지셀 적층체(110)가 수납되는 하우징(120) 내부에 전지셀 적층체(110)와 하우징(120의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더(131)를 이용하여, 수납되는 전지셀(10)의 개수 상관 없이 전지셀 적층체(110)를 용이하게 가압하여 지지할 수 있다.As described above, the
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전지 모듈을 포함하는 전지 팩을 제공한다.In addition, the present invention provides a battery pack including the battery module described above.
구체적인 예에서, 본 발명은 상기 전지 모듈을 하나 또는 둘 이상 조합한 전지 팩을 제공한다.In a specific example, the present invention provides a battery pack in which one or two or more of the battery modules are combined.
상기 전지 팩은, 다양한 형태의 에너지 저장 장치 내지 동력원으로 적용 가능하다. 예를 들어, 상기 에너지 저장 장치는 대용량의 전기 에너지를 저장하는 ESS(Enegry Storage System)이다. 또한, 상기 동력원은 이동 수단, 예를 들어, 자동차의 동력원으로 적용 가능하다. 상기 자동차는 보조 동력원 또는 주 동력원으로 이차전지를 사용하는 다양한 형태의 자동차를 총칭한다. 구체적으로, 상기 자동차는 하이브리드 (HEV), 플러그인 하이브리드 (PHEV), 또는 순수 전기차 (BEV, EV) 등을 포함한다.The battery pack is applicable to various types of energy storage devices or power sources. For example, the energy storage device is an Energy Storage System (ESS) that stores a large amount of electrical energy. In addition, the power source is applicable as a power source of a moving means, for example, a vehicle. The automobile refers to various types of automobiles using secondary batteries as an auxiliary power source or a main power source. Specifically, the vehicle includes a hybrid (HEV), a plug-in hybrid (PHEV), or a pure electric vehicle (BEV, EV) or the like.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전지 모듈을 포함하는 이차전지 평가 장치를 제공한다. 이 경우, 전지 모듈에 수납된 전지셀은 이차 전지이며, 예를 들어, 리튬 이차전지이다. In addition, the present invention provides a secondary battery evaluation apparatus including the battery module described above. In this case, the battery cell accommodated in the battery module is a secondary battery, for example, a lithium secondary battery.
하나의 예에서, 상기 전지 모듈에 수납되는 전지셀과 전기적으로 연결되는 충방전부를 더 포함한다. 상기 충방전부는, 이차 전지로 충전 전원을 공급하거나, 이차 전지로부터 방전 전원을 공급받을 수 있다. 여기서, 이차 전지로 충전 전원을 공급한다는 것은 반드시 이차전지를 완충시키기 위한 정도의 충분한 전원을 공급한다는 의미로 한정되는 것은 아니다. 이차전지로 충전 전원을 공급한다는 것은 이차전지의 성능 평가를 위해 제1 전극 리드, 제2 전극 리드 등의 전압을 측정할 수 있을 정도의 전원을 공급하는 것으로 사용될 수 있다. 이차전지로부터 방전 전원을 공급받는다는 의미도 마찬가지로 사용될 수 있으므로 반복된 설명은 생략하도록 한다.In one example, it further includes a charging/discharging unit electrically connected to the battery cell accommodated in the battery module. The charging/discharging unit may supply charging power to the secondary battery or receive discharging power from the secondary battery. Here, supplying the charging power to the secondary battery is not necessarily limited to the meaning of supplying sufficient power to the extent to buffer the secondary battery. Supplying charging power to the secondary battery may be used as supplying power sufficient to measure the voltage of the first electrode lead, the second electrode lead, etc. for performance evaluation of the secondary battery. Since the meaning of receiving discharge power from the secondary battery can be used similarly, repeated descriptions will be omitted.
하나의 실시예에서, 상기 이차전지 평가 장치는, 온도에 따른 전지셀의 충방전 거동; 및 전지셀의 충방전에 따른 온도 거동 중 어느 하나 이상을 평가한다. 평가 대상이 되는 적층된 전지셀들에 대한 충방전 과정을 반복한 상태에서 전지셀에 대한 성능 평가를 수행할 수 있다. 또한, 전지셀에 대한 충방전을 반복하고 이 경우에 전지셀의 온도 거동을 평가할 수 있다.In one embodiment, the secondary battery evaluation device, the charging and discharging behavior of the battery cell according to the temperature; And evaluate any one or more of the temperature behavior according to the charging and discharging of the battery cell. Performance evaluation of the battery cells may be performed in a state in which the charging/discharging process for the stacked battery cells to be evaluated is repeated. In addition, charging and discharging of the battery cell may be repeated, and in this case, the temperature behavior of the battery cell may be evaluated.
이하에서는, 본 발명에 따른 전지 모듈의 다양한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, various forms of the battery module according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(제1 실시형태)(First embodiment)
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.5 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 n 개의 전지셀(10)이 적층된 전지셀 적층체(110)(n 은 2 이상의 정수), 일면이 개방된 구조이며, 내부에 상기 전지셀 적층체(110)를 수납하는 하우징(120) 및 하우징(120) 내부에 수납되어, 일측은 전지셀 적층체(110)를 지지하고, 타측은 하우징(120)의 측벽을 지지하되, 상기 전지셀 적층체(110)와 하우징(120)의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더(131)를 포함하는 접이식 지그(130)를 포함한다.5, the
이때, 상기 전지셀 적층체(110)는 하우징(120)의 개방면에 대하여 수직 방향으로 전지셀(10)이 적층되는 구조이다. In this case, the
아울러, 본 발명에 따른 전지 모듈(100)은 두 개의 접이식 지그(130)를 포함한다. 상기 두 개의 접이식 지그(130)는 전지셀 적층체(110)를 기준으로 전지셀 적층체(110)의 양측에 배열된다. 이러한 경우, 상기 두 개의 접이식 지그(130)는 하우징(120) 내부에서 전지셀 적층체(110)의 양면을 각각 지지할 수 있다. 구체적인 예에서, 하나의 접이식 지그(130)의 일면은 전지셀 적층체(110)의 일면을 지지하고, 접이식 지그(130)의 타면은 하우징(120) 내부의 일측벽을 지지한다. 아울러, 다른 하나의 접이식 지그(130)의 일면은 전지셀 적층체(110)의 타면을 지지하고, 상기 접이식 지그(130)의 타면은 하우징 내부의 타측벽을 지지한다.In addition, the
(제2 실시형태)(Second embodiment)
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.6 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지 모듈(200)은 n 개의 전지셀(20)이 적층된 전지셀 적층체(210)(n 은 2 이상의 정수), 일면이 개방된 구조이며, 내부에 상기 전지셀 적층체(210)를 수납하는 하우징(220) 및 하우징(220) 내부에 수납되어, 일측은 전지셀 적층체(210)를 지지하고, 타측은 하우징(220)의 측벽을 지지하되, 상기 전지셀 적층체(210)와 하우징(220)의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더(231)를 포함하는 접이식 지그(230)를 포함한다.6, the
이때, 상기 전지셀 적층체(210)는 하우징(220)의 개방면에 대하여 수직 방향으로 전지셀(20)이 적층되는 구조이다. In this case, the
아울러, 본 발명에 따른 전지 모듈(200)은 하나의 접이식 지그(230)를 포함한다. 이러한 경우, 상기 두 개의 접이식 지그(230)는 하우징(220) 내부에서 전지셀 적층체(210)의 일면을 지지할 수 있다. 구체적인 예에서, 하나의 접이식 지그(230)의 일면은 전지셀 적층체(210)의 일면을 지지하고, 접이식 지그(230)의 타면은 하우징(220) 내부의 일측벽을 지지한다.In addition, the
(제3 실시형태)(Third embodiment)
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.7 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지 모듈(300)은 n 개의 전지셀(30)이 적층된 전지셀 적층체(310)(n 은 2 이상의 정수), 일면이 개방된 구조이며, 내부에 상기 전지셀 적층체(310)를 수납하는 하우징(320) 및 하우징(320) 내부에 수납되어, 일측은 전지셀 적층체(310)를 지지하고, 타측은 하우징(320)의 측벽을 지지하되, 상기 전지셀 적층체(310)와 하우징(320)의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더(331)를 포함하는 접이식 지그(330)를 포함한다.7, the
이때, 상기 전지셀 적층체(310)는 하우징(320)의 개방면에 대하여 수평 방향으로 전지셀(30)이 적층되는 구조이다.In this case, the
이러한 경우, 전지셀 적층체(310)의 일면은 하우징(320) 내부의 바닥면에 안착되며, 전지셀 적층체(310)의 타면은 접이식 지그(330)의 일면이 접촉되어, 상기 접이식 지그(330)로 전지셀 적층체(310)를 가압할 수 있다.In this case, one surface of the
(제4 실시형태)(Fourth embodiment)
도 8은 본 발명의 전지 모듈에 수납되는 전지셀의 전기적 연결관계를 나타내는 도면이다.8 is a view showing an electrical connection relationship between the battery cells accommodated in the battery module of the present invention.
도 8을 참조하면, 각 전지셀들은 양극 및 음극이 수직 방향으로 서로 교차하도록 적층된 형태이다. 구체적으로 최상단에 적층된 전지셀을 기준으로, 제1 전극 리드(+)는 하부의 버스바와 접촉하고, 제2 전극 리드(-)는 하부의 절연바와 접촉하는 구조이다. 최상단에 적층된 전지셀의 제1 전극 리드(+)와 접촉하는 버스바는 아래에 적층된 두번째 전지셀의 제2 전극 리드(-)와 접촉하면서, 양자 간을 전기적으로 연결하게 된다. 이에 대해, 최상단에 적층된 전지셀의 제2 전극 리드(-)와 접촉하는 절연바는 아래에 적층된 두번째 전지셀의 제1 전극 리드(+)와 접촉하되, 양자 간을 전기적으로 차단하게 된다. 이러한 적층 구조는 적층된 전지셀들을 전기적으로 직렬 연결하게 된다.Referring to FIG. 8 , each battery cell is stacked so that the positive electrode and the negative electrode cross each other in a vertical direction. Specifically, based on the battery cell stacked on the top, the first electrode lead (+) is in contact with the lower bus bar, and the second electrode lead (-) is in contact with the lower insulating bar. The bus bar in contact with the first electrode lead (+) of the battery cell stacked on the top contacts the second electrode lead (-) of the second battery cell stacked below, and electrically connects the two. In contrast, the insulating bar in contact with the second electrode lead (-) of the battery cell stacked on the top contacts the first electrode lead (+) of the second battery cell stacked below, but electrically cuts off the two. . This stacked structure electrically connects the stacked battery cells in series.
(제5 실시형태)(fifth embodiment)
도 9는 본 발명의 전지 모듈에 수납되는 전지셀의 전기적 연결관계를 나타내는 도면이다.9 is a view showing an electrical connection relationship between the battery cells accommodated in the battery module of the present invention.
도 9를 참조하면, 각 전지셀들은 양극 및 음극이 동일 방향으로 배향하도록 적층된 형태이다. 구체적으로, 적층된 전지셀들의 좌측으로는 제1 전극 리드(+)들이 돌출되고, 상기 제1 전극 리드(+)들은 개재된 버스바에 의해 전기적으로 연결된다. 또한, 적층된 전지셀들의 우측으로는 제2 전극 리드(-)들이 돌출되고, 상기 제2 전극 리드(-)들은 개재된 버스바에 의해 전기적으로 연결된다. 이러한 적층 구조는 적층된 전지셀들을 전기적으로 병렬 연결하게 된다.Referring to FIG. 9 , each battery cell is stacked so that the positive electrode and the negative electrode are oriented in the same direction. Specifically, first electrode leads (+) protrude from the left side of the stacked battery cells, and the first electrode leads (+) are electrically connected by intervening bus bars. In addition, second electrode leads (-) protrude from the right side of the stacked battery cells, and the second electrode leads (-) are electrically connected by intervening bus bars. This stacked structure electrically connects the stacked battery cells in parallel.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art or those having ordinary skill in the art will not depart from the spirit and scope of the present invention described in the claims. It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the scope of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
10, 20, 30: 전지셀
11: 제1 전극 리드
12: 제2 전극 리드
100, 200, 300: 전지 모듈
110, 210, 310: 전지셀 적층체
111, 211, 311: 리드 연결부재
1111: 슬릿
1112: 버스바
1112’: 절연바
120, 220, 320: 하우징
122: 체결홀
130, 230, 330: 접이식 지그
131, 231, 313: 유압 실린더
132: 메인 플레이트
1321: 지지대 체결홈
133: 베이스 플레이트
1331: 지지대 체결홈
134, 134’: 지지바
140: 커버
141: 씰링부재
142: 체결홀
150: 볼트 체결부10, 20, 30: battery cell
11: first electrode lead
12: second electrode lead
100, 200, 300: battery module
110, 210, 310: battery cell stack
111, 211, 311: lead connecting member
1111: slit
1112: bus bar
1112': Insulation bar
120, 220, 320: housing
122: fastening hole
130, 230, 330: folding jig
131, 231, 313: hydraulic cylinder
132: main plate
1321: support fastening groove
133: base plate
1331: support fastening groove
134, 134': Jijiba
140: cover
141: sealing member
142: fastening hole
150: bolted part
Claims (14)
일면이 개방된 구조이며, 내부에 상기 전지셀 적층체를 수납하는 하우징; 및
하우징 내부에 수납되어, 일측은 전지셀 적층체를 지지하고, 타측은 하우징의 측벽을 지지하되, 상기 전지셀 적층체와 하우징의 측벽 사이의 거리를 제어하는 유압 실린더를 포함하는 접이식 지그를 포함하는 전지 모듈.
a battery cell stack in which n battery cells are stacked (n is an integer of 2 or more);
a housing having an open structure on one side and accommodating the battery cell stack therein; and
Accommodated in the housing, one side supports the battery cell stack, the other side supports the side wall of the housing, but comprising a folding jig comprising a hydraulic cylinder for controlling the distance between the battery cell stack and the side wall of the housing battery module.
접이식 지그는, 전지셀 적층체의 일면을 지지하는 메인 플레이트; 및
메인 플레이트와 마주보도록 배치되며, 하우징의 내부 측벽을 지지하는 베이스 플레이트 중 하나 이상을 포함하는 구조인 전지 모듈.
The method of claim 1,
The folding jig includes: a main plate supporting one surface of the battery cell stack; and
The battery module is disposed to face the main plate and has a structure including at least one of the base plates supporting the inner sidewall of the housing.
접이식 지그는, 메인 플레이트와 베이스 플레이트를 기계적으로 체결하되,
힌지축을 기준으로 회전 가능하고 서로 교차되는 2 개의 지지바를 포함하는 구조인 전지 모듈.
3. The method of claim 2,
The folding jig mechanically fastens the main plate and the base plate,
A battery module having a structure including two support bars that are rotatable based on a hinge axis and cross each other.
유압 실린더의 일측 단부는 2 개의 지지바 중 하나의 지지바에 체결되되, 메인 플레이트와 인접한 지지바에 체결되고,
유압 실린더의 타측 단부는 베이스 플레이트 또는 하우징의 측벽과 체결되며,
상기 유압 실린더는, 일측 단부와 타측 단부 사이의 길이를 신장 또는 수축함으로써 전지셀 적층체와 하우징의 측벽 사이의 거리를 제어하는 구조인 전지 모듈.
4. The method of claim 3,
One end of the hydraulic cylinder is fastened to one support bar among the two support bars, and is fastened to the support bar adjacent to the main plate,
The other end of the hydraulic cylinder is engaged with the side wall of the base plate or housing,
The hydraulic cylinder is a battery module having a structure that controls the distance between the battery cell stack and the side wall of the housing by extending or contracting the length between the one end and the other end.
전지셀 적층체는, 하우징의 개방면에 대하여 수직방향으로 n 개의 전지셀이 적층되는 구조인 전지 모듈.
The method of claim 1,
The battery cell stack is a battery module having a structure in which n battery cells are stacked in a vertical direction with respect to an open surface of a housing.
전지 모듈, 하우징 내부에 수납되는 전지셀 적층체의 양면을 지지하도록 2 개의 접이식 지그를 포함하는 구조인 전지 모듈.
The method of claim 1,
A battery module having a structure including two folding jigs to support both sides of a battery module and a battery cell stack accommodated in a housing.
하우징에 결합되어, 하우징의 일면을 커버하는 커버를 더 포함하는 전지 모듈.
The method of claim 1,
The battery module further comprising a cover coupled to the housing to cover one surface of the housing.
전지 모듈은, n 개의 전지셀 각각의 전극 리드가 삽입되며, 복수의 삽입 슬릿을 구비하되 전도성 재질로 이루어진 리드 연결부재; 및
삽입 슬릿에 삽입된 전극 리드와 삽입 슬릿 내벽면 사이의 빈 공간을 충진 시켜, 서로 이웃하는 전극 리드를 전기적으로 연결 또는 절연시키는 버스바 또는 절연바를 포함하는 전지 모듈.
The method of claim 1,
The battery module includes: a lead connecting member into which electrode leads of each of the n battery cells are inserted, a plurality of insertion slits, and a lead connecting member made of a conductive material; and
A battery module including a bus bar or insulating bar that electrically connects or insulates adjacent electrode leads by filling an empty space between the electrode lead inserted into the insertion slit and the inner wall surface of the insertion slit.
k 번째 삽입 슬릿에 삽입되는 버스바와 k+1 번째 삽입 슬릿(k 는 1 이상, n-1 사이의 정수)에 삽입되는 버스바는 서로 반대 방향에 위치하며,
n 개의 전지셀들은 적층 방향을 기준으로 제1 전극 리드와 제2 전극 리드가 교번 배열되는 구조인 전지 모듈
9. The method of claim 8,
The bus bar inserted into the kth insertion slit and the busbar inserted into the k+1th insertion slit (k is an integer between 1 and n-1) are located in opposite directions,
The n battery cells are a battery module in which the first electrode lead and the second electrode lead are alternately arranged based on the stacking direction.
k+1 번째 삽입 슬릿에 삽입되는 버스바의 상부는 k+1 번째 수납되는 전지셀의 제1 전극 리드와 접촉하며,
k+1 번째 삽입 슬릿에 삽입되는 버스바의 하부는 k번째 수납되는 전지셀의 제2 전극 리드와 접촉하는 구조인 전지 모듈.
10. The method of claim 9,
The upper portion of the bus bar inserted into the k+1-th insertion slit is in contact with the first electrode lead of the k+1-th battery cell accommodated,
A battery module having a structure in which a lower portion of the bus bar inserted into the k+1-th insertion slit contacts the second electrode lead of the k-th battery cell accommodated.
리드 연결부재의 삽입 슬릿에 버스바가 수납되되, k 번째 수납되는 전지셀의 제1 전극 리드와 k+1 번째 수납되는 제1 전극 리드는 서로 동일 방향에 위치하는 구조인 전지 모듈.
9. The method of claim 8,
A battery module having a structure in which a bus bar is accommodated in the insertion slit of the lead connecting member, and the first electrode lead of the k-th battery cell and the k+1-th first electrode lead are positioned in the same direction.
k+1 번째 전지셀의 일측 단부에 위치하는 버스바의 상부 및 하부는 각각 k+1 번째 전지셀의 제1 전극 리드 및 k 번째 수납되는 전지셀의 제1 전극 리드와 접촉하며,
k+1 번째 전지셀의 타측 단부에 위치하는 버스바의 상부 및 하부는 각각 k+1 번째 전지셀의 제2 전극 리드 및 k 번째 수납되는 전지셀의 제2 전극 리드와 접촉하는 구조인 전지 모듈.
12. The method of claim 11,
The upper and lower portions of the bus bar positioned at one end of the k+1-th battery cell are in contact with the first electrode lead of the k+1-th battery cell and the first electrode lead of the k-th battery cell accommodated, respectively,
The upper and lower portions of the bus bar located at the other end of the k+1-th battery cell are each in contact with the second electrode lead of the k+1-th battery cell and the second electrode lead of the k-th battery cell accommodated in the battery module. .
A battery pack comprising the battery module according to claim 1 .
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KR20180100748A (en) | 2017-03-02 | 2018-09-12 | 주식회사 엘지화학 | Method and apparatus of evaluating a lithium secondary battery |
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