KR20220041429A - Battery module and battery pack including the same - Google Patents

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KR20220041429A
KR20220041429A KR1020200124615A KR20200124615A KR20220041429A KR 20220041429 A KR20220041429 A KR 20220041429A KR 1020200124615 A KR1020200124615 A KR 1020200124615A KR 20200124615 A KR20200124615 A KR 20200124615A KR 20220041429 A KR20220041429 A KR 20220041429A
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Abstract

The present invention relates to a battery module to increase assembly efficiency, and a battery pack including the same. According to one embodiment of the present invention, the battery module comprises: a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; bus bar frames formed on the front and rear surfaces of the battery cell stack; a flexible printed circuit (FPC) connected to the plurality of battery cells on the bus bar frames; a flexible flat cable (FFC) connecting the FPC; a wire bonding unit connecting the FPC and the FFC; and a cover unit covering the wire bonding unit.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}A battery module and a battery pack including the same

본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간소화된 구조를 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack including the same, and more particularly, to a battery module including a simplified structure and a battery pack including the same.

이차 전지는 모바일 기기 및 전기 자동차 등의 다양한 제품군에서 에너지원으로 많은 관심을 받고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존 제품의 사용을 대체할 수 있는 유력한 에너지 자원으로서, 에너지 사용에 따른 부산물이 발생하지 않아 친환경 에너지원으로서 각광받고 있다.Secondary batteries are receiving a lot of attention as an energy source in various product groups such as mobile devices and electric vehicles. Such a secondary battery is a powerful energy resource that can replace the use of conventional products using fossil fuels, and is in the spotlight as an eco-friendly energy source because by-products due to energy use do not occur.

최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, as the need for a large-capacity secondary battery structure, including the use of secondary batteries as an energy storage source, increases, the demand for a battery pack having a multi-module structure in which a plurality of secondary batteries are assembled in series/parallel connected battery pack is increasing. .

한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지팩을 구성하는 방법이 일반적이다.On the other hand, when configuring a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module including at least one battery cell is configured, and other components are added using the at least one battery module to form a battery pack. The general way to configure

이러한 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 전지셀 적층체의 양단에 각각 형성되는 버스바 프레임 및 버스바 프레임 상에서 상기 복수의 전지셀과 연결되는 연성회로기판부, 연성회로기판을 연결하는 연성평판케이블부를 포함한다.Such a battery module includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked, a bus bar frame formed at both ends of the battery cell stack, and a flexible circuit board unit connected to the plurality of battery cells on the bus bar frame, and a flexible circuit. It includes a flexible flat cable part for connecting the board.

도 1은 종래 전지 모듈을 나타낸 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 A 부분으로, 종래 연성평판케이블부와 연성회로기판부 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.1 is an exploded perspective view showing a conventional battery module. FIG. 2 is a view showing a connection structure between a conventional flexible flat cable part and a flexible printed circuit board part as part A of FIG. 1 .

도 1을 참조하면, 종래 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체(10), 전지셀 적층체(10)를 수용하는 모듈 프레임(20), 모듈 프레임의 개방된 상측면을 커버하는 상부 플레이트(30), 전지셀 적층체(10)의 전후면을 커버하는 버스바 프레임(40) 및 버스바 프레임(40)의 외측면을 커버하는 엔드 플레이트(50)를 포함한다. 상부 플레이트(30)와 전지셀 적층체(10)의 상면부 사이에는 연성평판케이블부(60)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a conventional battery module includes a battery cell stack 10 in which a plurality of battery cells are stacked, a module frame 20 accommodating the battery cell stack 10 , and an open upper surface of the module frame. and an upper plate 30 covering the battery cell stack 10 , a bus bar frame 40 covering the front and rear surfaces of the battery cell stack 10 , and an end plate 50 covering the outer surface of the bus bar frame 40 . A flexible flat cable unit 60 may be formed between the upper plate 30 and the upper surface of the battery cell stack 10 .

도 2를 참조하면, 연성평판케이블부(60)는 버스바 프레임(40)의 상단부에 장착된 연성회로기판부(70)와 연결될 수 있다. 이때, 연성평판케이블부(60)와 연결된 연성평판케이블 커넥터(60a)와, 연성회로기판부(70)와 연결된 연성회로기판 커넥터(70a)가 서로 커넥터를 통해 체결됨으로써 연성평판케이블부(60)와 연성회로기판부(70)가 연결되었다.Referring to FIG. 2 , the flexible flat cable unit 60 may be connected to the flexible circuit board unit 70 mounted on the upper end of the bus bar frame 40 . At this time, the flexible flat cable connector 60a connected to the flexible flat cable part 60 and the flexible circuit board connector 70a connected to the flexible circuit board part 70 are fastened to each other through the connector, so that the flexible flat cable part 60 and the flexible circuit board unit 70 were connected.

다만, 상술한 바와 같이 커넥터를 통한 체결 방식을 사용할 경우, 커넥터를 별도로 제작하고 조립해야 하므로 전지 모듈의 구조 및 조립 방법이 복잡해 지는 문제가 있다.However, when using the fastening method through the connector as described above, there is a problem in that the structure and assembly method of the battery module are complicated because the connector must be separately manufactured and assembled.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 보다 컴팩트하고 단순한 구조를 가진 구조를 가지는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery module having a more compact and simple structure and a battery pack including the same.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈 및 이를포함하는 전지팩은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체의 전후면에 형성된 버스바 프레임; 상기 버스바 프레임 상에서 상기 복수의 전지셀과 연결되는 연성회로기판부(FPC, Flexible Printed Circuit); 상기 연성회로기판부를 연결하는 연성평판케이블부(FFC, Flexible Flat Cable); 상기 연성회로기판부와 상기 연성평판케이블부를 연결하는 와이어 본딩(Wire Bonding)부; 및 상기 와이어 본딩부를 커버하는 커버부를 포함한다.A battery module and a battery pack including the same according to an embodiment of the present invention for realizing the above object include: a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a bus bar frame formed on front and back surfaces of the battery cell stack; a flexible printed circuit board (FPC) connected to the plurality of battery cells on the bus bar frame; a flexible flat cable unit (FFC) connecting the flexible circuit board unit; a wire bonding unit connecting the flexible circuit board unit and the flexible flat cable unit; and a cover part covering the wire bonding part.

상기 연성회로기판부는 복수의 패턴으로 형성된 연성회로기판 패턴부를 포함하고, 상기 연성평판케이블부는 복수의 패턴으로 형성된 연성평판케이블 패턴부를 포함하고, 상기 와이어 본딩부는, 상기 연성회로기판 패턴부의 복수의 패턴 중 하나의 패턴과, 상기 연성평판케이블 패턴부의 복수의 패턴 중 하나의 패턴을 각각 연결하는 복수의 와이어를 포함할 수 있다.The flexible circuit board part includes a flexible circuit board pattern part formed in a plurality of patterns, the flexible flat cable part includes a flexible flat cable pattern part formed in a plurality of patterns, and the wire bonding part includes a plurality of patterns of the flexible circuit board pattern part. It may include a plurality of wires connecting one of the patterns and one of the plurality of patterns of the flexible flat cable pattern part, respectively.

상기 연성회로기판 패턴부와 상기 연성평판케이블 패턴부는, 각각의 패턴이 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.The flexible circuit board pattern part and the flexible flat cable pattern part may be disposed at positions corresponding to each other.

상기 커버부는 상기 연성회로기판 패턴부, 상기 연성평판케이블 패턴부 및 상기 와이어 본딩부를 모두 커버할 수 있다.The cover part may cover all of the flexible circuit board pattern part, the flexible flat cable pattern part, and the wire bonding part.

상기 커버부의 양단부는 상기 연성회로기판부에 부착될 수 있다.Both ends of the cover part may be attached to the flexible printed circuit board part.

상기 양단부와 상기 연성회로기판부는 접착 부재로 접착될 수 있다.The both ends and the flexible printed circuit board may be adhered to each other with an adhesive member.

상기 와이어는 구리(Copper)를 포함할 수 있다.The wire may include copper.

상기 연성회로기판부는 BMS(Battery Management System)과 연결되어 상기 복수의 전지셀로부터 센싱된 정보를 상기 BMS로 전달할 수 있다.The flexible circuit board unit may be connected to a battery management system (BMS) to transmit information sensed from the plurality of battery cells to the BMS.

상기 연성평판케이블부는 상기 전지셀 적층체의 상면부에 형성될 수 있다.The flexible flat cable part may be formed on the upper surface of the battery cell stack.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은, 반도체 기술에서 사용하는 와이어 본딩 방식을 통해 연성회로기판부와 연성평판케이블부를 연결함으로써, 전지 모듈의 구조를 단순화시키고, 조립성을 향상시킬 수 있다.The battery module and the battery pack including the same according to an embodiment of the present invention simplifies the structure of the battery module by connecting the flexible circuit board part and the flexible flat cable part through the wire bonding method used in semiconductor technology, and the assembly is easy. can improve

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 종래 전지 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분으로, 종래 연성평판케이블부와 연성회로기판부 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 B 부분으로, 연성평판케이블부와 연성회로기판부 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 B 부분으로, 도 4의 구조에 커버부가 형성된 구조를 추가로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 C-C 부분으로, 커버부가 형성된 연성평판케이블부와 연성회로기판부 간의 연결구조를 보여주는 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a conventional battery module.
2 is a view showing a connection structure between a conventional flexible flat cable part and a flexible printed circuit board part as part A of FIG. 1 .
3 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a connection structure between the flexible flat cable part and the flexible printed circuit board part as part B of FIG. 3 .
FIG. 5 is a view showing a structure in which a cover part is formed in the structure of FIG. 4 as part B of FIG. 3 .
6 is a cross-sectional view showing a connection structure between the flexible flat cable part on which the cover part is formed and the flexible printed circuit board part as part CC of FIG. 5 .

이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.It should be understood that the embodiments described below are illustratively shown to help understanding of the invention, and that the present invention may be implemented with various modifications different from the embodiments described herein. However, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or component may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description and detailed illustration thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are not drawn to scale in order to help understanding of the invention, but dimensions of some components may be exaggerated.

본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The first and second terms used in the present application may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다", "이루어진다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the scope of rights. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprises", "consists of" or "consisting of" are intended to designate that a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification is present, one or It should be understood that this does not preclude the possibility of addition or existence of further other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연성회로기판부와 연성평판케이블부의 연결구조를 포함하는 전지 모듈에 대해 설명한다.Hereinafter, a battery module including a connection structure of a flexible circuit board part and a flexible flat cable part according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 B 부분으로, 연성평판케이블부와 연성회로기판부 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.3 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention. 4 is a view showing a connection structure between the flexible flat cable part and the flexible printed circuit board part as part B of FIG. 3 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체(100), 전지셀 적층체(100)의 전후면에 형성된 버스바 프레임(310), 버스바 프레임(310) 상에서 복수의 전지셀과 연결되는 연성회로기판부(FPC, Flexible Printed Circuit)(500) 및 연성회로기판부(500)를 연결하는 연성평판케이블부(FFC, Flexible Flat Cable)(400)를 포함한다.3 and 4 , the battery module according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack 100 in which a plurality of battery cells are stacked, and a bus formed on front and rear surfaces of the battery cell stack 100 . A flexible printed circuit board (FPC, Flexible Printed Circuit) 500 connected to a plurality of battery cells on the bar frame 310 and the bus bar frame 310, and a flexible flat cable portion connecting the flexible printed circuit board portion 500 ( FFC, Flexible Flat Cable) (400).

전지셀은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구성될 수 있다. 이러한 전지셀은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지셀은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 상호 적층되어 전지셀 적층체(100)를 형성할 수 있다. 이러한 복수개의 전지셀은 각각 전극 조립체, 전지 케이스 및 전극 조립체로부터 돌출된 전극 리드를 포함할 수 있다.The battery cell is a secondary battery, and may be configured as a pouch-type secondary battery. The battery cells may be configured in plurality, and the plurality of battery cells may be stacked to each other so as to be electrically connected to each other to form the battery cell stack 100 . Each of the plurality of battery cells may include an electrode assembly, a battery case, and an electrode lead protruding from the electrode assembly.

본 실시예에 따르면, 전지셀 적층체(100)를 수용하는 모듈 프레임(200)을 더 포함할 수 있다. 모듈 프레임(200)은 바닥부 및 양측면부로 형성되어, 전지셀 적층체(100)의 양측면 및 바닥면을 커버할 수 있다. 모듈 프레임(200)의 개방된 상측면에는 상부 플레이트(210)가 형성되어 전지셀 적층체(100)의 상측면을 커버할 수 있다.According to the present embodiment, the module frame 200 for accommodating the battery cell stack 100 may be further included. The module frame 200 may be formed of a bottom portion and both side surfaces to cover both side surfaces and the bottom surface of the battery cell stack 100 . An upper plate 210 may be formed on the open upper surface of the module frame 200 to cover the upper surface of the battery cell stack 100 .

전지셀 적층체(100)의 전후면에는 버스바 프레임(310)이 형성된다. 버스바 프레임(310)은 버스바 및 셀 연결 보드를 포함하며, 복수개의 전지셀의 전극 리드들을 전기적으로 연결할 수 있도록 상기 전지셀 적층체(100)의 양측면을 커버하여 형성될 수 있다.A bus bar frame 310 is formed on the front and rear surfaces of the battery cell stack 100 . The bus bar frame 310 includes a bus bar and a cell connection board, and may be formed to cover both side surfaces of the battery cell stack 100 so as to electrically connect the electrode leads of a plurality of battery cells.

버스바 프레임(310)의 외측면에는 엔드 플레이트(300)가 장착될 수 있다. 엔드 플레이트(300)는 외부의 충격으로부터 버스바 프레임(310)에 구비된 여러 전장품을 보호하고, 동시에 버스바 프레임(310)과 외부 전원 간의 전기적 연결을 안내할 수 있다. 엔드 플레이트(300)와 버스바 프레임(310)의 사이에는 절연 부재(미도시)가 삽입되어, 버스바 프레임(310)과 외부와의 불필요한 전기적 연결을 차단할 수 있다.The end plate 300 may be mounted on the outer surface of the bus bar frame 310 . The end plate 300 may protect various electrical components provided in the bus bar frame 310 from external impact, and at the same time guide the electrical connection between the bus bar frame 310 and an external power source. An insulating member (not shown) may be inserted between the end plate 300 and the bus bar frame 310 to block unnecessary electrical connection between the bus bar frame 310 and the outside.

연성평판케이블부(400)는 전지셀 적층체(100)의 전후면에 각각 구비된 버스바 프레임(310)의 사이에 구비되어 두 버스바 프레임을 전기적으로 연결한다. 종래에는 버스바 프레임 사이에도 연성회로기판이 구비되어, 두 버스바 프레임이 상기 연성회로기판을 통해 연결되며, 연성회로기판의 상단에는 연성회로기판의 손상을 방지하도록 커버 플레이트가 설치되었다. 그러나 본 실시예에 따르면, 연성회로기판을 보호 및 지지하던 커버 플레이트를 제거하고, 연성회로기판 대신 커버 플레이트 등의 보호 부재를 필요로 하지 않는 편평한 케이블로 형성된 FFC(Flexible Flat Cable)로 형성된 연성평판케이블부(400)를 사용하여 두 버스바 프레임을 연결한다.The flexible flat cable unit 400 is provided between the bus bar frames 310 respectively provided on the front and rear surfaces of the battery cell stack 100 to electrically connect the two bus bar frames. Conventionally, a flexible circuit board is also provided between the bus bar frames, the two bus bar frames are connected through the flexible circuit board, and a cover plate is installed on the upper end of the flexible circuit board to prevent damage to the flexible circuit board. However, according to this embodiment, the cover plate that protects and supports the flexible circuit board is removed, and the flexible flat plate formed of a flexible flat cable (FFC) formed of a flat cable that does not require a protective member such as a cover plate instead of the flexible circuit board. The two busbar frames are connected using the cable unit 400 .

이렇게 연성평판케이블부(400)를 통한 두 버스바 프레임의 연결을 통해, 전지 모듈 높이가 축소되어 배터리 자체의 에너지 밀도를 증가시키고, 전지 모듈의 설치 공간 확보가 가능하며, 자동차에 전지 모듈 설치시 주행 성능 및 연비를 향상시킬 수 있다.Through the connection of the two bus bar frames through the flexible flat cable unit 400 in this way, the height of the battery module is reduced to increase the energy density of the battery itself, it is possible to secure the installation space of the battery module, and when the battery module is installed in a vehicle Driving performance and fuel efficiency can be improved.

버스바 프레임(310)의 상측에는 복수의 전지셀 및 연성평판케이블부(400)와 연결되는 연성회로기판부(500)가 형성될 수 있다. 연성회로기판부(500)는 BMS(Battery Management System)와 연결될 수 있다. 연성회로기판부(500)는 연성평판케이블부(400) 및 복수의 버스바를 통해 복수의 전지셀로부터 센싱된 정보를 BMS로 전달할 수 있다. 연성회로기판부(500)는 필름으로 형성될 수 있다.The flexible circuit board part 500 connected to the plurality of battery cells and the flexible flat cable part 400 may be formed on the upper side of the bus bar frame 310 . The flexible circuit board unit 500 may be connected to a battery management system (BMS). The flexible circuit board unit 500 may transmit information sensed from the plurality of battery cells to the BMS through the flexible flat cable unit 400 and the plurality of bus bars. The flexible circuit board unit 500 may be formed of a film.

본 실시예에 따르면, 연성회로기판부(500)와 연성평판케이블부(400)를 연결하는 와이어 본딩(Wire Bonding)부를 포함한다. 와이어 본딩(Wire Bonding)부는 도 4에 도시된 바와 같이 와이어를 통해 연성회로기판부(500) 및 연성평판케이블부(400)를 연결할 수 있다. 와이어 본딩부를 통한 와이어 본딩 연결 방식은 반도체 기술에서 사용되는 연결 방식으로, 연성회로기판부(500)의 회로와 연성평판케이블부(400)의 회로를 와이어를 통해 서로 연결할 수 있다. According to the present embodiment, a wire bonding unit for connecting the flexible circuit board unit 500 and the flexible flat cable unit 400 is included. The wire bonding unit may connect the flexible circuit board unit 500 and the flexible flat cable unit 400 through wires as shown in FIG. 4 . The wire bonding connection method through the wire bonding unit is a connection method used in semiconductor technology, and the circuit of the flexible circuit board unit 500 and the circuit of the flexible flat cable unit 400 may be connected to each other through wires.

종래에는 버스바 프레임에 커넥터를 별도로 설치하여, 커넥터와 연결된 연성회로기판부와 연성평판케이블부가 커넥터 체결을 통해 서로 연결되는 구조를 가지고 있었다. 다만 커넥터를 통해 연성평판케이블부와 연성회로기판부가 서로 연결될 경우 커넥터를 별도로 제작해야 하므로 전지 모듈의 제작 비용이 증가할 수 있다. Conventionally, a connector is separately installed in the bus bar frame, and the flexible circuit board part connected to the connector and the flexible flat cable part have a structure in which they are connected to each other through connector fastening. However, when the flexible flat cable part and the flexible circuit board part are connected to each other through the connector, the battery module manufacturing cost may increase because the connector must be separately manufactured.

또한 커넥터를 연성평판케이블 및 연성회로기판과 결합하는 공정, 연성평판케이블과 결합된 커넥터와 연성회로기판과 결합된 커넥터를 체결하는 공정 등이 필요하여 전지 모듈의 조립 공정이 전반적으로 복잡해 질 수 있다. 또한 커넥터 자체가 가지고 있는 용적이 있으므로, 전지 모듈의 에너지 밀도가 감소할 수 있다.In addition, the process of combining the connector with the flexible flat cable and the flexible circuit board, and the process of assembling the connector coupled with the flexible flat cable and the connector coupled with the flexible circuit board are required, which may complicate the overall assembly process of the battery module. . In addition, since the connector itself has a volume, the energy density of the battery module may decrease.

이에 본 실시예에 따르면, 커넥터 대신 보다 간소화된 와이어 본딩(Wire Bonding) 방식으로 연성회로기판부(500)와 연성평판케이블부(400)를 연결함으로써, 전지 모듈의 조립 공정을 간소화시키고, 전지 모듈의 구조 자체도 단순화시킬 수 있는 효과를 제공한다.Accordingly, according to this embodiment, by connecting the flexible circuit board part 500 and the flexible flat cable part 400 in a more simplified wire bonding method instead of a connector, the assembly process of the battery module is simplified, and the battery module It provides the effect of simplifying the structure itself.

본 실시예에 따르면, 연성회로기판부(500)는 복수의 패턴으로 형성된 연성회로기판 패턴부(510)를 포함하고, 연성평판케이블부(400)는 마찬가지로 복수의 패턴으로 형성된 연성평판케이블 패턴부(410)를 포함할 수 있다. 이때, 와이어 본딩부(600)는, 연성회로기판 패턴부(510)의 복수의 패턴 중 하나의 패턴과, 연성평판케이블 패턴부(410)의 복수의 패턴 중 하나의 패턴을 각각 연결하는 복수의 와이어를 포함할 수 있다. 여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 연성회로기판부(500)와 연성평판케이블 패턴부(410)는 각각의 패턴이 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.According to this embodiment, the flexible circuit board unit 500 includes a flexible circuit board pattern unit 510 formed in a plurality of patterns, and the flexible flat cable unit 400 is similarly formed in a plurality of patterns. 410 may be included. In this case, the wire bonding unit 600 includes a plurality of patterns for connecting one pattern among a plurality of patterns of the flexible circuit board pattern unit 510 and one pattern among a plurality of patterns of the flexible flat cable pattern unit 410 , respectively. It may include a wire. Here, as shown in FIG. 4 , the flexible circuit board part 500 and the flexible flat cable pattern part 410 may be disposed at positions where each pattern corresponds to each other.

본 실시예에 따르면, 와이어는 구리(Cooper)를 포함할 수 있다. 연성회로기판 패턴부(510) 및 연성평판케이블 패턴부(410)는 구리로 형성될 수 있으므로, 연성회로기판 패턴부(510)와 연성평판케이블 패턴부(410)와 동일한 재질인 구리를 이용하여 와이어를 제조함으로써, 연성평판케이블부(400)와 연성회로기판부(500) 간의 전기적 연결이 순조롭게 이루어도록 한다.According to this embodiment, the wire may include copper (Cooper). Since the flexible circuit board pattern part 510 and the flexible flat cable pattern part 410 may be formed of copper, copper, which is the same material as the flexible circuit board pattern part 510 and the flexible flat cable pattern part 410, is used. By manufacturing the wire, the electrical connection between the flexible flat cable part 400 and the flexible circuit board part 500 is made smoothly.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부를 포함하는 전지 모듈에 대해 설명한다.Hereinafter, a battery module including a cover part according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 .

도 5는 도 3의 B 부분으로, 도 4의 구조에 커버부가 형성된 구조를 추가로 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5의 C-C 부분으로, 커버부가 형성된 연성평판케이블부와 연성회로기판부 간의 연결구조를 보여주는 단면도이다.FIG. 5 is a view showing a structure in which a cover part is formed in the structure of FIG. 4 as part B of FIG. 3 . 6 is a cross-sectional view showing a connection structure between the flexible flat cable part on which the cover part is formed and the flexible circuit board part along the line C-C of FIG. 5 .

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 와이어 본딩부(600)를 커버하는 커버부(700)를 더 포함한다. 커버부(700)는 연성회로기판 패턴부(510), 연성평판케이블 패턴부(410) 및 와이어 본딩부(600)를 모두 커버할 수 있다.5 and 6 , the battery module according to an embodiment of the present invention further includes a cover part 700 that covers the wire bonding part 600 . The cover part 700 may cover all of the flexible circuit board pattern part 510 , the flexible flat cable pattern part 410 , and the wire bonding part 600 .

와이어 본딩부(600)가 노출될 경우, 엔드 플레이트(300) 등 와이어 본딩부(600)의 외측에 배치되는 구조로부터 가압이나 물리적 자극 등에 와이어로 전해질 수 있으며, 이를 통해 와이어 자체가 손상되어 연성회로기판부(500)와 연성평판케이블부(400) 간의 연결이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.When the wire bonding unit 600 is exposed, the wire may be transmitted as a wire from a structure disposed on the outside of the wire bonding unit 600 such as the end plate 300 through pressure or physical stimulation, thereby damaging the wire itself and causing the flexible circuit. The connection between the board unit 500 and the flexible flat cable unit 400 may not be properly made.

이에 본 실시예와 같이, 커버부(700)를 통해 와이어 본딩부(600) 및 이와 연결된 연성회로기판 패턴부(510) 및 연성평판케이블 패턴부(410)를 커버함으로써, 외력에 의해 와이어 본딩 구조가 손상되지 않도록 와이어 본딩 연결 구조를 보호할 수 있다.Accordingly, as in the present embodiment, by covering the wire bonding unit 600 and the flexible circuit board pattern unit 510 and the flexible flat cable pattern unit 410 connected thereto through the cover unit 700, the wire bonding structure is generated by external force. It can protect the wire bonding connection structure from being damaged.

본 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이 커버부(700)의 양단부(710)는 연성회로기판부(500)에 부착될 수 있다. 이때 양단부(710)와 연성회로기판부(500)는 접착 부재(800)로 접착될 수 있다. 접착 부재(800)는 양면 테이프를 포함할 수 있다. 접착 부재(800)를 통해 커버부(700)가 연성회로기판부(500) 상에 결합됨으로써 와이어 본딩 연결 구조를 보다 안정적으로 보호할 수 있다.According to this embodiment, as shown in FIG. 6 , both ends 710 of the cover part 700 may be attached to the flexible circuit board part 500 . In this case, both ends 710 and the flexible printed circuit board part 500 may be adhered to each other with an adhesive member 800 . The adhesive member 800 may include a double-sided tape. Since the cover part 700 is coupled to the flexible circuit board part 500 through the adhesive member 800 , the wire bonding connection structure may be more stably protected.

앞에서 설명한 전지 모듈은 전지팩에 포함될 수 있다. 전지팩은, 본 실시예에 따른 전지 모듈을 하나 이상 모아서 전지의 온도나 전압 등을 관리해 주는 전지 관리시스템(Battery Management System; BMS)과 냉각 장치 등을 추가하여 패킹한 구조일 수 있다.The battery module described above may be included in the battery pack. The battery pack may have a structure in which one or more battery modules according to the present embodiment are collected and a battery management system (BMS) that manages the temperature, voltage, etc. of the battery and a cooling device are added and packed.

상기 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.The battery pack may be applied to various devices. Such a device may be applied to transportation means such as an electric bicycle, an electric vehicle, and a hybrid vehicle, but the present invention is not limited thereto and can be applied to various devices that can use a battery module, which also falls within the scope of the present invention .

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

100: 전지셀 적층체
200: 모듈 프레임
210: 상부 플레이트
300: 엔드 플레이트
310: 버스바 프레임
400: 연성평판케이블부
410: 연성평판케이블 패턴부
500: 연성회로기판부
510: 연성회로기판 패턴부
600: 와이어 본딩부
700: 커버부
710: 양단부
800: 접착 부재100: battery cell stack
200: module frame
210: upper plate
300: end plate
310: bus bar frame
400: flexible flat cable part
410: flexible flat cable pattern part
500: flexible circuit board unit
510: flexible circuit board pattern part
600: wire bonding unit
700: cover part
710: both ends
800: adhesive member

Claims (10)

복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체;
상기 전지셀 적층체의 전후면에 형성된 버스바 프레임;
상기 버스바 프레임 상에서 상기 복수의 전지셀과 연결되는 연성회로기판부(FPC, Flexible Printed Circuit);
상기 연성회로기판부를 연결하는 연성평판케이블부(FFC, Flexible Flat Cable);
상기 연성회로기판부와 상기 연성평판케이블부를 연결하는 와이어 본딩(Wire Bonding)부; 및
상기 와이어 본딩부를 커버하는 커버부를 포함하는 전지 모듈.a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked;
a bus bar frame formed on front and back surfaces of the battery cell stack;
a flexible printed circuit board (FPC) connected to the plurality of battery cells on the bus bar frame;
a flexible flat cable unit (FFC, Flexible Flat Cable) connecting the flexible circuit board unit;
a wire bonding unit connecting the flexible circuit board unit and the flexible flat cable unit; and
A battery module including a cover part covering the wire bonding part. 제1항에서,
상기 연성회로기판부는 복수의 패턴으로 형성된 연성회로기판 패턴부를 포함하고,
상기 연성평판케이블부는 복수의 패턴으로 형성된 연성평판케이블 패턴부를 포함하고,
상기 와이어 본딩부는, 상기 연성회로기판 패턴부의 복수의 패턴 중 하나의 패턴과, 상기 연성평판케이블 패턴부의 복수의 패턴 중 하나의 패턴을 각각 연결하는 복수의 와이어를 포함하는 전지 모듈.In claim 1,
The flexible circuit board part includes a flexible circuit board pattern part formed in a plurality of patterns,
The flexible flat cable part includes a flexible flat cable pattern part formed in a plurality of patterns,
The wire bonding unit may include a plurality of wires connecting one pattern of a plurality of patterns of the flexible circuit board pattern unit and one pattern of a plurality of patterns of the flexible flat cable pattern unit, respectively. 제2항에서,
상기 연성회로기판 패턴부와 상기 연성평판케이블 패턴부는, 각각의 패턴이 서로 대응되는 위치에 배치되는 전지 모듈.In claim 2,
The flexible circuit board pattern part and the flexible flat cable pattern part are disposed at positions corresponding to the respective patterns. 제2항에서,
상기 커버부는 상기 연성회로기판 패턴부, 상기 연성평판케이블 패턴부 및 상기 와이어 본딩부를 모두 커버하는 전지 모듈.In claim 2,
The cover part covers all of the flexible circuit board pattern part, the flexible flat cable pattern part, and the wire bonding part. 제1항에서,
상기 커버부의 양단부는 상기 연성회로기판부에 부착되는 전지 모듈.In claim 1,
Both ends of the cover part are attached to the flexible circuit board part battery module. 제5항에서,
상기 양단부와 상기 연성회로기판부는 접착 부재로 접착되는 전지 모듈.In claim 5,
The battery module is bonded to the both ends and the flexible printed circuit board portion with an adhesive member. 제1항에서,
상기 와이어는 구리(Copper)를 포함하는 전지 모듈.In claim 1,
The wire is a battery module comprising copper (Copper). 제1항에서,
상기 연성회로기판부는 BMS(Battery Management System)과 연결되어 상기 복수의 전지셀로부터 센싱된 정보를 상기 BMS로 전달하는 전지 모듈.In claim 1,
The flexible circuit board unit is connected to a battery management system (BMS) and transmits information sensed from the plurality of battery cells to the BMS. 제1항에서,
상기 연성평판케이블부는 상기 전지셀 적층체의 상면부에 형성되는 전지 모듈.In claim 1,
The flexible flat cable part is a battery module formed on the upper surface of the battery cell stack. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지팩.A battery pack comprising the battery module according to claim 1 .
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WO2024071778A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack with improved energy density through improvement in bonding of sensing wire of busbar

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