KR20240017613A - Battery Module And Battery Pack Including The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로, 구체적으로 공간부가 마련된 하부 케이스; 상기 하부 케이스 상부에 위치하는 상부 케이스; 상기 하부 케이스와 상부 케이스에 수납되며, 복수개의 원통형 전지셀를 고정하는 전지 홀더; 및 일측은 상기 전지 홀더와 연결되고 타측은 케이블부와 전기적으로 연결되는 버스 바;를 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 specifically, a lower case provided with a space; an upper case located above the lower case; a battery holder stored in the lower case and the upper case and fixing a plurality of cylindrical battery cells; and a bus bar on one side of which is connected to the battery holder and on the other side of which is electrically connected to a cable portion. It relates to a battery module and a battery pack including the same.
Description
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로, 구체적으로 생산이나 조립 시 발생하는 공차에도 유연하게 대처할 수 있고 또 진동이나 외부 충격이 발생하더라도 버스 바에 전달되는 스트레스를 최소화할 수 있는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack containing the same. Specifically, a battery module that can flexibly cope with tolerances that occur during production or assembly and that can minimize the stress transmitted to the bus bar even when vibration or external shock occurs. and a battery pack containing the same.
최근 화석연료의 사용에 따른 대기오염, 에너지 고갈로 인한 대체에너지 개발로 인해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있는 이차전지에 관한 수요가 증가하고 있다. 충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차, 산업용 로봇 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있다. Recently, the demand for secondary batteries that can store the generated electrical energy is increasing due to air pollution caused by the use of fossil fuels and the development of alternative energy due to energy depletion. Secondary batteries that can be charged and discharged are widely used in various fields such as mobile devices, electric vehicles, hybrid electric vehicles, and industrial robots.
현대사회에서 필수불가결하게 사용되고 있는 각종 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있는 이차전지는 모바일 기기의 사용량 증가 및 복잡화, 전기 자동차 등의 개발로 인해 요구되는 용량이 증가되고 있다. 사용자의 수요를 충족시키기 위해 소형 기기에는 다수의 전지 셀을 배치하고 있으나, 자동차 등에는 다수개의 전지 셀을 전기적으로 연결하는 전지 모듈 또는 이러한 전지 모듈을 다수 구비한 전지 팩이 사용된다.The capacity of secondary batteries, which are used as an energy source for various electronic devices that are indispensable in modern society, is increasing due to the increased use and complexity of mobile devices and the development of electric vehicles. In order to meet user demand, a large number of battery cells are placed in small devices, but battery modules that electrically connect multiple battery cells or battery packs that include multiple such battery modules are used in automobiles, etc.
한편 전극 리드들 또는 디바이스와 전기적 연결을 위해 버스 바가 사용되고 있으며, 대용량화 및 적용 분야에 따라 다양한 형태의 버스 바가 요구되고 있다. Meanwhile, bus bars are used for electrical connection with electrode leads or devices, and various types of bus bars are required depending on the capacity and application field.
버스 바는 용접이나 볼트를 사용하여 고정하는 것이 일반적인데, 생산이나 조립 시 발생하는 공차, 사용 중에 발생하는 진동이나 충격 등으로 인해, 제품을 폐기해야 하거나 변형에 의한 스트레스(stress)로 버스 바가 파단되는 문제점이 발생하기도 한다.Bus bars are generally fixed using welding or bolts, but due to tolerances that occur during production or assembly, vibration or shock that occurs during use, etc., the product must be discarded or the bus bar breaks due to stress due to deformation. Problems may arise.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에서는 생산이나 조립 시 공차가 발생하더라도 폐기 처분 없이 사용이 가능한 구조를 갖는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a battery module having a structure that can be used without disposal even if tolerances occur during production or assembly, and a battery pack including the same.
또한 본 발명에서는 외부 충격이나 진동이 발생하더라도 버스 바에 전달되는 스트레스를 최소화할 수 있는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a battery module and a battery pack including the same that can minimize stress transmitted to the bus bar even when external shock or vibration occurs.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전지 모듈은, 공간부가 마련된 하부 케이스(1100); 상기 하부 케이스(1100) 상부에 위치하는 상부 케이스(1200); 상기 하부 케이스(1100)와 상부 케이스(1200)에 수납되며, 복수개의 원통형 전지셀를 고정하는 전지 홀더(1300); 및 일측은 상기 전지 홀더(1300)와 연결되고 타측은 케이블부(2100)와 전기적으로 연결되는 버스 바(1400);를 포함하되, 상기 버스 바(1400)는 상기 전지 홀더(1300) 일측면에 대해 높이 방향(Y축 방향)으로 위치하는 제1 영역(1410), 상기 제1 영역(1410) 하단에서 폭 방향(X축 방향)으로 연장된 제2 영역(1420), 상기 제2 영역(1420) 일측 단부에서 길이 방향(Z축 방향)을 향해 연장된 판상의 제3 영역(1430), 및 상기 하부 케이스(1100)의 바닥면과 평행한 상태로 위치하도록 상기 제3 영역(1430) 상측 단부에서 폭 방향(X축 방향)으로 연장되며 상기 케이블부(2100)와 고정하기 위한 제4 체결홀(1441)이 구비된 판상의 제4 영역(1440)으로 구성되고, 상기 제1 영역(1410)과 제2 영역(1420)은 상기 전지 홀더(1300) 일측면과 밀착하고, 상기 제3 영역(1430)과 제4 영역(1440)은 상기 전지 홀더(1300) 일측면 외부에 돌출한 상태로 위치하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the battery module according to the present invention includes a
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제1 영역(1410)에는 제1 체결홀(1411), 및 상기 제2 영역(1420)에는 제3 체결홀(1422)이 구비되며, 상기 제1 체결홀(1411)에는 제1 볼트(1510), 상기 제3 체결홀(1422)에는 제3 볼트(1530)가 관통하여 상기 버스 바(1400)가 상기 전지 홀더(1300) 일측면에 고정되는 것을 특징으로 한다.Additionally, in the battery module according to the present invention, a
본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 케이블부(2100)는 제1 케이블(2110) 및 상기 제1 케이블(2110) 일측 단부에 고정된 채 상기 제4 영역(1440)과 연결되는 연결부(2120)를 포함하되, 상기 연결부(2120)는 상기 제1 케이블(2110) 일측 단부에 고정된 제1 연결부재(2121), 및 상기 연결부재(2121)에서 하부 케이스(1100)의 바닥면과 평행하게 연장되며 볼트가 통과하는 제3 관통홀(2122´)이 형성된 판상의 제2 연결부재(2122)로 구성되고, 상기 제2 연결부재(2122)는 상기 제4 영역(1440) 상면에 밀착한 채, 제4 볼트(1540)와 너트(1560)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.In the battery module according to the present invention, the
본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제4 볼트(1540)는 상기 제2 연결부재(2122) 상면에 위치하고, 상기 너트(1560)는 상기 제4 영역(1440) 하면에 위치하는 다각 너트인 것을 특징으로 한다.In the battery module according to the present invention, the
본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 하부 케이스(1100) 바닥면에는 상기 너트(1560)와 상기 제4 볼트(1540)의 몸통부(1542)를 수용하기 위한 수용홈(1110)이 구비된 것을 특징으로 한다.In the battery module according to the present invention, the bottom surface of the
본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 수용홈(1110)은 제1 수용홈(1111), 상기 제1 수용홈(1111)에서 내측으로 연장된 지지턱(1112), 및 상기 지지턱(1112)에서 하방으로 연장된 제2 수용홈(1113)으로 구성된 것을 특징으로 한다.In the battery module according to the present invention, the
본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제1 수용홈(1111)은 상기 너트(1560)의 외형과 동일하되 제1 수용홈 폭(W1)은 너트 폭(W1) 보다 크고, 제2 수용홈 지름(D1)은 제4 볼트 몸통부 지름(D2) 보다 큰 것을 특징으로 한다.In the battery module according to the present invention, the first receiving
본 발명에 따른 전지 모듈에서, 제1 수용홈 높이(H1)는 너트 높이(H3) 이상인 것을 특징으로 한다.In the battery module according to the present invention, the first receiving groove height (H1) is characterized in that it is equal to or greater than the nut height (H3).
본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 전지 홀더(1300) 외측면에는 제5 볼트(1550)가 통과하는 하나 이상의 관통홀이 구비되고, 상기 제5 볼트(1550)가 고정되도록 상기 하부 케이스(1100) 바닥면에는 인서트 사출에 의한 너트로 이루어진 체결홈(1120)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.In the battery module according to the present invention, the outer surface of the
또한 본 발명에서는 전술한 어느 한 항에 기재된 전지 모듈을 포함하는 전지 팩을 제공하는 것을 특징으로 한다.Additionally, the present invention provides a battery pack including the battery module according to any one of the above-mentioned items.
또한 본 발명에 따른 전지 팩은, 소정 거리 이격된 상태로 위치하는 한 쌍으로 이루어진 상기 전지 모듈(1000); 복수개의 케이블부(2000); 및 디바이스에 체결되는 연결 단자(3000);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery pack according to the present invention includes the
또한 본 발명에 따른 전지 팩에서, 상기 케이블부(2000)는, 한 쌍의 전지 모듈을 전기적으로 연결하는 제1 케이블부(2100), 일측은 어느 하나의 전지 모듈에 연결되고 타측은 상기 연결 단자(3000)와 연결된 제2 케이블부(2200), 및 일측은 나머지 하나의 전지 모듈에 연결되고 타측은 상기 연결 단자(3000)와 연결된 제3 케이블부(2300)을 포함하는 것을 특징으로 한다.Additionally, in the battery pack according to the present invention, the
또한 본 발명에 따른 전지 팩에서, 상기 디바이스는 로봇인 것을 특징으로 한다.Additionally, in the battery pack according to the present invention, the device is characterized as a robot.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 의하면, 버스 바와 케이블은 볼트와 너트에 의해 서로 고정되며, 전지 모듈의 하부 케이스에는 수용될 너트 보다 큰 수용홈이 구비되어 있어, 버스 바에 공차가 발생하더라도 폐기 하지 않고 사용이 가능하다는 이점이 있다.As described above, according to the battery module and the battery pack including the same according to the present invention, the bus bar and cable are fixed to each other by bolts and nuts, and the lower case of the battery module is provided with a receiving groove larger than the nut to be accommodated. Therefore, it has the advantage of being able to be used without discarding even if a tolerance occurs in the bus bar.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 의하면, 수용홈 내측면과 너트는 소정 거리 이격된 상태이기 때문에 외부 충격이나 진동이 발생하더라도 버스 바에 인가되는 스트레스를 줄일 수 있고 이는 버스 바의 판단을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the battery module according to the present invention and the battery pack containing the same, the inner side of the receiving groove and the nut are spaced apart by a predetermined distance, so even if external shock or vibration occurs, the stress applied to the bus bar can be reduced, which can reduce the stress applied to the bus bar. It has the advantage of minimizing judgment.
게다가 본 발명에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 의하면, 너트가 수용홈에 수용되기 때문에 너트가 풀리는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 분실에 따른 사고를 예방할 수 있다는 이점이 있다. In addition, according to the battery module and the battery pack including the same according to the present invention, since the nut is accommodated in the receiving groove, it is possible to prevent the nut from loosening and has the advantage of preventing accidents due to loss.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 한 쌍의 전지 모듈을 포함하는 전지 팩의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 전지 팩의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 전지 팩의 내부를 보여주는 사시도이다.
도 4는 전지 모듈을 구성하는 전지 홀더의 사시도이다.
도 5는 버스 바의 사시도와 정면도이다.
도 6은 도 3의 'A' 부분을 확대한 사시도이다.
도 7은 도 6의 분해사시도이다.
도 8은 도 6의 정면도이다.
도 9는 전지 모듈의 하부 케이스 내부 모습이다.
도 10은 도 9의 'B' 부분을 확대한 도면이다.
도 11은 도 9의 'B' 부분을 XY 면을 따라 절단한 단면도이다.
도 12는 버스 바와 제1 케이블이 체결된 상태의 단면도이다. 1 is a perspective view of a battery pack including a pair of battery modules according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the battery pack shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a perspective view showing the inside of the battery pack shown in FIG. 1.
Figure 4 is a perspective view of a battery holder constituting a battery module.
Figure 5 is a perspective view and front view of the bus bar.
Figure 6 is an enlarged perspective view of part 'A' of Figure 3.
Figure 7 is an exploded perspective view of Figure 6.
Figure 8 is a front view of Figure 6.
Figure 9 is a view of the inside of the lower case of the battery module.
Figure 10 is an enlarged view of part 'B' of Figure 9.
Figure 11 is a cross-sectional view of part 'B' of Figure 9 cut along the XY plane.
Figure 12 is a cross-sectional view of a state in which the bus bar and the first cable are fastened.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, an embodiment by which a person skilled in the art can easily carry out the present invention will be described in detail. However, when explaining in detail the operating principle of a preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used for parts that perform similar functions and actions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only cases where it is directly connected, but also cases where it is indirectly connected through another element in between. Additionally, including a certain component does not mean excluding other components unless specifically stated to the contrary, but rather means that other components may be further included.
이하, 본 발명에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관하여 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery module and a battery pack including the same according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.
전지 홀더와 관련한 도면들에서 X축 방향은 폭 방향, Y축 방향은 높이 방향, Z축 방향은 길이 방향으로 정의하기로 한다.In the drawings related to the battery holder, the X-axis direction is defined as the width direction, the Y-axis direction is defined as the height direction, and the Z-axis direction is defined as the length direction.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 한 쌍의 전지 모듈을 포함하는 전지 팩의 사시도, 도 2는 도 1에 도시한 전지 팩의 평면도, 도 3은 도 1에 도시한 전지 팩의 내부를 보여주는 사시도 그리고 도 4는 전지 모듈을 구성하는 전지 홀더의 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view of a battery pack including a pair of battery modules according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the battery pack shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an interior view of the battery pack shown in FIG. 1. A perspective view showing and Figure 4 is a perspective view of the battery holder constituting the battery module.
도 1 내지 4을 참조하면서 설명하면, 본 발명에 따른 전지 팩은 소정 거리 이격된 상태로 위치하는 한 쌍으로 이루어진 전지 모듈(1000), 복수개의 케이블부(2000) 및 디바이스에 체결되는 연결 단자(3000)를 포함하여 구성될 수 있다.1 to 4, the battery pack according to the present invention includes a pair of
이러한 전지 팩은 인간 형상의 로봇 등과 같은 디바이스에 적용될 수 있지만, 특별히 제한하지 않는다.This battery pack can be applied to devices such as human-shaped robots, but is not particularly limited.
서로 이격된 한 쌍의 전지 모듈(1000)은 서로 대칭되도록 배치될 뿐 구성은 동일하므로, 도면의 오른쪽에 위치하는 전지 모듈(1000)을 기준으로 설명하기로 한다. Since the pair of
전지 모듈(1000)은 하부 케이스(1100), 하부 케이스(1100) 상부에 위치하는 상부 케이스(1200), 전지 홀더(1300), 및 버스 바(1400)를 포함하여 구성된다. The
여기서, 하부 케이스(1100)와 상부 케이스(1200)는 전지 홀더(1300)를 수용할 수 있도록 일정 크기의 공간부가 마련되어 있으며, 하나의 전지 모듈(1000)에는 2개씩의 전지 홀더(1300)가 수납될 수 있으나, 이는 얼마든지 변경이 가능하다.Here, the
도 4에 도시한 바와 같이, 전지 홀더(1300)는 복수개의 원통형 전지셀을 고정할 수 있도록 제1 홀더(1310)와 제2 홀더(1320)가 밀착한 상태로 위치하며, 측면 즉 YZ면에는 폭 방향(X축 방향)을 따라 원형의 수납홈이 다수개 마련되어 있는데 이들 수납홈에 원통형 전지셀이 수납된다.As shown in Figure 4, the
한편 제1 홀더(1310) 외측면 하측 가장자리에는 제1 돌기부(1311)와 제2 돌기부(1322)가 마련되어 있으며, 이들 제1 돌기부(1311)와 제2 돌기부(1322) 중앙에는 제1 관통홀(1312)과 제2 관통홀(1322)이 각각 형성되어 있는데 이와 관련하여서는 후술하기로 한다. Meanwhile, a first protrusion 1311 and a second protrusion 1322 are provided on the lower edge of the outer surface of the
한편 버스 바(1400)는 수납된 원통형 전지 셀들과 제1 케이블부(2100)가 전기적으로 연결될 수 있도록, 일측은 전지 홀더(1300) 측면과 밀착하는 한편 타측은 제1케이블부(2100)와 이어져 있는데 보다 구체적인 설명은 후술하기로 한다.Meanwhile, one side of the
다음은 케이블부(2000)에 관해 설명하기로 하다. 케이블부(2000)는 전지 모듈(1000)들을 서로 전기적으로 연결하거나 디바이스와의 통신을 위한 것으로, 제1 케이블부(2100), 제2 케이블부(2200), 제3 케이블부(2300) 및 제4 케이블부(2400)로 구성될 수 있다.Next, the cable unit (2000) will be described. The
구체적으로, 제1 케이블부(2100)는 한 쌍의 전지 모듈(1000)을 서로 전기적으로 연결하며, 제2 케이블부(2200)는 일측은 어느 하나의 전지 모듈(1000)에 연결되고 타측은 연결 단자(3000)와 이어져 있는 양극 케이블일 수 있다. Specifically, the
제3 케이블부(2300)는 일측은 나머지 하나의 전지 모듈(1000)에 연결되는 한편 타측은 연결 단자(3000)에 연결되는 음극 케이블일 수 있다.The
물론 제2 케이블부(2200)가 음극 케이블일 시에는 제3 케이블부(2300)가 양극 케이블에 해당됨은 자명하다.Of course, it is obvious that when the
한편 제4 케이블부(2400)는 무선 통신용 케이블인데, 전지 팩의 각종 정보를 전송할 수 있다. 일 예로, 본 발명에 따른 전지 팩이 로봇에 장착될 경우, 원거리에 있는 사용자에게 전지 팩의 상태를 무선으로 전송하며 필요에 따라서는 전지 팩의 제어를 위해 신호를 수신하는 것도 가능하며, 이러한 무선 송수신 및 제어 등은 공지된 기술을 통해 구현이 가능하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the
전술한 바와 같이, 양극과 음극에 해당되는 제2 케이블부(2200)와 제3 케이블부(2300) 일측이 연결되어 있는 연결 단자(3000)는 디바이스의 전원 수신 단자(미도시)에 체결되며, 이를 통해 디바이스는 전원을 공급받아 작동하게 되는 것이다.As described above, the
이상과 같은 구성을 갖는 전지 팩은 한 쌍의 전지 모듈(1000)이 서로 좌우대칭구조로 배치되고 이들 전지 모듈(1000) 사이에 케이블부(2000)와 연결 단자(3000)가 구비되는 외형을 가지기 때문에, 인간 형상으로 제작된 로봇에 장착되는 것이 유리하지만, 디바이스가 좌우대칭형 구조라면 특별히 제한하지 않는다.The battery pack having the above configuration has an external appearance in which a pair of
도 5은 버스 바의 사시도와 정면도, 도 6은 도 3의 'A' 부분을 확대한 사시도, 도 7은 도 6의 분해사시도 그리고 도 8은 도 6의 정면도이다.Figure 5 is a perspective view and front view of the bus bar, Figure 6 is an enlarged perspective view of part 'A' in Figure 3, Figure 7 is an exploded perspective view of Figure 6, and Figure 8 is a front view of Figure 6.
도 5 내지 8을 참조하면서, 버스 바(1400)와 제1 케이블부(2100)의 연결구조에 관해 설명하기로 한다. 본 발명의 전지 모듈(1000)에 장착되는 버스 바(1400)는 일부분은 전지 홀더(1300)의 일측면에 위치하는 반면 나머지 부분은 전지 홀더(1300) 일측면 외부로 돌출한 상태이다. Referring to FIGS. 5 to 8, the connection structure of the
이러한 버스 바(1400)는 제1 영역(1410), 제2 영역(1420), 제3 영역(1430) 및 제4 영역(1440)과 같이 복수개의 영역들이 이어져 있는 모양인데, 이해를 위해 4개의 영역들로 구분하였을 뿐, 하나의 단위 부품에 해당된다. This
구체적으로, 제1 영역(1410)은 전지 홀더(1300) 일측면에 대해 높이 방향(Y축 방향)으로 위치하며, 제2 영역(1420)은 제1 영역(1410) 하단에서부터 폭 방향(X축 방향)으로 연장되어 타측 단부는 전지 홀더(1300)의 일측면 가장자리 외부까지 연장된 상태인 것이 바람직하다.Specifically, the
제3 영역(1430)은 제2 영역(1420) 일측 단부에서 길이 방향(Z축 방향)을 향해 소정길이 연장된 판상 구조로서, 제2 영역(1420)과는 대략 직각을 이루고 있다. 또 제4 영역(1440)은 제3 영역(1430) 상측 단부에서 폭 방향(X축 방향)으로 연장된 판상 구조이며, 케이블부(2100)와의 안정된 체결과 함께 체결된 위치에서의 평탄도가 틀어지는 것을 방지할 수 있도록 하부 케이스의 바닥면 또는 전지 홀더(1300)의 저면과는 평행한 상태로 위치하는 것이 좋다.The
상기와 같은 구조로 이루어진 버스 바(1400)는 2축이 전지 홀더(1300) 일측면과 밀착한 상태로 고정된다. The
예를 들어, 제1 영역(1410)은 전지 홀더(1300)의 높이 방향(Y축 방향)을 따라 위치하는 반면, 제2 영역(1420)은 폭 방향(X축 방향)을 따라 위치하고, 제1 영역(1410)에는 제1 체결홀(1411), 제2 영역(1420)에는 소정 간격으로 이격된 한 쌍의 제2 체결홀(1421)과 제3 체결홀(1422)이 형성되어 있다.For example, the
또 이들 제1 체결홀(1411), 제2 체결홀(1421) 및 제3 체결홀(1422)에는 제1 볼트(1510), 제2 볼트(1520) 및 제3 볼트(1530)가 각각 관통한 후, 전지 홀더(1300) 일측면에 고정되기 때문에, 버스 바(1400)는 높이 방향(Y축 방향)과 폭 방향(X축 방향)으로의 움직임이 완전히 제한된다.In addition, the
전지 홀더(1300)와는 접촉하지 않는 상태인 제4 영역(1440)이 케이블부(2100)와 연결되며, 이를 위해 제4 영역(1440) 중앙에는 제4 체결홀(1441)이 형성되어 있다.The
한편 케이블부(2100)는 소정 길이를 갖는 제1 케이블(2110)과 제1 케이블(2110) 양측 단부에 고정된 채 제4 영역(1440)과 연결될 수 있는 한 쌍의 연결부(2120)로 이루어져 있다. 물론 이들 연결부(2120)는 전술한 한 쌍의 전지 모듈 각각에 구비된 버스 바의 제4 영역(1440)과 연결된다.Meanwhile, the
여기서, 연결부(2120)는 제1 케이블(2110) 단부에 고정되어 있는 제1 연결부재(2121)와, 하부 케이스의 바닥면과 평행하게 위치하는 판상의 제2 연결부재(2122)로 구성될 수 있고, 이때 제4 볼트(1540)가 관통할 수 있도록 제2 연결부재(2122) 가운데에는 제3 관통홀(2122´)이 구비되어 있다.Here, the
따라서 버스 바의 제4 영역(1440) 상면에 제1 케이블(2110)의 연결부(2120)가 위치한 상태에서, 제4 볼트(1540)가 제2 연결부재(2122)의 제3 관통홀(2122´)과 제4 영역(1440)의 제4 체결홀(1441)을 순차적으로 관통하며, 제4 영역(1440) 하면의 너트(1560)를 통해 암수나사 체결방식으로 확실하게 고정될 수 있다.Therefore, with the
여기서, 너트(1560)는 다각, 예를 들어 사각, 육각, 또는 팔각 외형을 갖는 너트인 것이 좋다.Here, the
도 9는 전지 모듈의 하부 케이스 내부 모습, 도 10은 도 9의 'B' 부분을 확대한 도면, 도 11은 도 9의 'B' 부분을 XY 면을 따라 절단한 단면도 그리고 도 12는 버스 바와 제1 케이블이 체결된 상태의 단면도이다.Figure 9 is a view of the inside of the lower case of the battery module, Figure 10 is an enlarged view of part 'B' of Figure 9, Figure 11 is a cross-sectional view of part 'B' of Figure 9 cut along the XY plane, and Figure 12 is a bus bar and This is a cross-sectional view with the first cable connected.
전술한 바와 같이 하부 케이스(1100)에는 공간부가 마련되어 있어 전지 홀더(1300)의 하부 일부분이 수납된다. 그리고 하부 케이스(1100) 모서리 부근에는 수용홈(1110)이 구비되는 한편, 가장자리를 따라서는 다수개의 체결홈(1120)이 마련되어 있다.As described above, the
여기서 수용홈(1110)은 버스 바(1400)와 제1 케이블(2110)을 서로 고정하기 위해 체결된 너트(1560)를 수용하는 공간이다.Here, the receiving
그리고 다수개의 체결홈(1120)은 하부 케이스(1100)에 전지 홀더(1300)를 고정하기 위한 구성이며, 구체적으로 도 7에 도시한 바와 같이 제1 홀더(1310) 하부 외측면에는 제1 관통홀(1312)이 중앙에 형성된 제1 돌기부(1311)가 구비되어 있고, 제2 홀더(1320) 하부 외측면에는 제2 관통홀(1322)이 중앙에 형성된 제2 돌기부(1321)가 형성되어 있다.And the plurality of
또 제1 관통홀(1312)과 제2 관통홀(1322)에는 제5 볼트(1550)가 삽입된 후, 하부 케이스(1100)의 체결홈(1120)에 체결됨으로써 전지 홀더(1300)가 하부 케이스(1100)에 견고하게 고정된다.In addition, the
여기서, 체결홈(1120)은 제5 볼트(1550)와 나사 결합될 수 있도록 암나사산이 형성된 너트 일 수 있고, 인서트 사출 방식에 의해 하부 케이스(1100)와 일체화되어 있는 것이 바람직하다. Here, the
한편 제4 볼트(1540)와 체결된 너트(1560)를 수용하기 위한 수용홈(1110)은 제1 수용홈(1111), 지지턱(1112), 및 제2 수용홈(1113)으로 구성될 수 있다.Meanwhile, the receiving
보다 상세하게는 너트(1560)의 외형과 동일한 제1 수용홈(1111)은 너트(1560)의 측면을 완전히 감쌀 수 있도록 제1 수용홈 높이(H1)가 너트 높이(H3) 이상인 것이 바람직하고, 제1 수용홈 폭(W1)은 너트 폭(W2) 보다 큰 것이 보다 바람직하고, 너트 폭(W2) 보다 0.6~2mm 큰 것이 가장 바람직하다.More specifically, it is preferable that the
지지턱(1112)은 너트(1560)의 저면 가장자리를 지지할 수 있도록 제1 수용홈(1111)에서 내측으로 연장되어 있다.The
그리고 제2 수용홈(1113)은 제4 볼트(1540)의 몸통부(1542)와 외형이 동일하며, 지지턱(1112)에서 하방으로 연장되어 있고, 제2 수용홈 지름(D1)은 제4 볼트 몸통부 지름(D2) 보다 큰 것이 바람직하고, 제4 볼트 몸통부 지름(D2) 보다 0.6~2mm 큰 것이 보다 바람직하다. 또 제2 수용홈 높이(H2)의 높이는 특별히 제한하지 않지만 3~10mm 정도인 것이 좋다.And the
앞서 도 5 내지 8을 참조하면서 설명한 바와 같이, 본 발명의 전지 모듈에서 전지 홀더(1300)와 제1 케이블(2110)은 전술한 바와 같은 구조를 갖는 버스 바(1400)에 의해 전기적으로 연결되며, 이때 전지 홀더(1300)를 기준으로 높이 방향(Y축 방향)과 함께 폭 방향(X축 방향), 즉 2축을 따라 고정된다.As previously described with reference to FIGS. 5 to 8, in the battery module of the present invention, the
또 전지 홀더(1300)는 하부 케이스(1100)에 고정되는데, 이때 고정을 위한 제5 볼트(1550)는 인서트 사출 방식에 의해 일체화된 하부 케이스(1100)의 체결홈(1120)에 체결되기 때문에, 전지 홀더(1300)는 하부 케이스(1100)에 확실하게 고정되는 장점이 있다.In addition, the
한편 전지 홀더(1300)를 포함하여 버스 바(1400) 제조 시 각 체결홀의 위치가 다소 어긋나는 공차가 발생할 수 있다. 하지만 제5 볼트(1550)와는 달리 제4 볼트(1540)는 하부 케이스에 고정되지 않은 너트(1560)에 의해 버스 바(1400)의 제4 영역(1440)과 제1 케이블(2110)의 제2 연결부재(2122)가 체결되기 때문에 다소 공차가 발생하더라도 체결이 가능하다. Meanwhile, when manufacturing the
게다가 너트(1560)의 외형과 동일하면서 너트 폭 및 너트 높이 보다 조금 큰 제1 수용홈(1111)과 지지턱(1112)을 포함하는 수용홈(1110)이 하부 케이스(1100)에 마련되어 있어, 버스 바(1400)의 공차로 인해 정해진 위치를 벗어나더라도 너트(1560)를 수용할 수 있으며, 또 제4 볼트(1540)로부터 너트(1560)가 풀리는 것을 최소화하고 나아가 너트(1560)가 유실되는 것도 방지할 수 있다.In addition, an
또한 수용홈(1110)에는 제4 볼트(1540)의 몸통부(1542)와 외형이 동일하면서 제4 볼트 몸통부 지름(D2) 보다 크고 소정 높이를 갖는 제2 수용홈(1113)이 추가로 구비되어 있어, 제4 볼트(1540)들의 길이에 다소 편차가 있더라도 수용하는 것이 가능하다.In addition, the receiving
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.Those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
1000: 전지 모듈
1100: 하부 케이스
1110: 수용홈
1111: 제1 수용홈 1112: 지지턱
1113: 제2 수용홈
1120: 체결홈
1200: 상부 케이스
1300: 전지 홀더
1310: 제1 홀더
1311: 제1 돌기부 1312: 제1 관통홀
1320: 제2 홀더
1321: 제2 돌기부 1322: 제2 관통홀
1400: 버스 바
1410: 제1 영역 1411: 제1 체결홀
1420: 제2 영역 1421: 제2 체결홀
1422: 제3 체결홀
1430: 제3 영역
1440: 제4 영역 1441: 제4 체결홀
1500: 체결부재
1510: 제1 볼트 1520: 제2 볼트
1530: 제3 볼트
1540: 제4 볼트
1541: 머리부 1542: 몸통부
1550: 제5 볼트
1560: 너트
2000 : 케이블부
2100 : 제1 케이블부
2110: 제1 케이블
2120: 연결부 2121: 제1 연결부재
2122: 제2 연결부재 2122´: 제3 관통홀
2200 : 제2 케이블부
2300 : 제3 케이블부
2400 : 제4 케이블부
3000 : 연결 단자
W1: 제1 수용홈 폭
W2: 너트 폭
D1: 제2 수용홈 지름
D2: 제4 볼트 몸통부 지름
H1: 제1 수용홈 높이
H2: 제2 수용홈 높이
H3: 너트 높이1000: Battery module
1100: lower case
1110: Acceptance home
1111: first receiving groove 1112: support jaw
1113: Second receiving groove
1120: Fastening groove
1200: Upper case
1300: Battery holder
1310: first holder
1311: first protrusion 1312: first through hole
1320: second holder
1321: second protrusion 1322: second through hole
1400: bus bar
1410: first area 1411: first fastening hole
1420: Second area 1421: Second fastening hole
1422: Third fastening hole
1430: Third Area
1440: Fourth area 1441: Fourth fastening hole
1500: fastening member
1510: first bolt 1520: second bolt
1530: 3rd bolt
1540: 4th bolt
1541: head 1542: body
1550: 5th bolt
1560: Nut
2000: Cable Department
2100: 1st cable part
2110: first cable
2120: Connection 2121: First connection member
2122:
2200: 2nd cable part
2300: Third cable section
2400: 4th cable section
3000: connection terminal
W1: Width of the first receiving groove
W2: nut width
D1: Second receiving groove diameter
D2: 4th bolt body diameter
H1: Height of first receiving groove
H2: Height of the second receiving groove
H3: Nut height
Claims (13)
상기 하부 케이스 상부에 위치하는 상부 케이스;
상기 하부 케이스와 상부 케이스에 수납되며, 복수개의 원통형 전지셀를 고정하는 전지 홀더; 및
일측은 상기 전지 홀더와 연결되고 타측은 케이블부와 전기적으로 연결되는 버스 바;를 포함하되,
상기 버스 바는 상기 전지 홀더 일측면에 대해 높이 방향으로 위치하는 제1 영역, 상기 제1 영역 하단에서 폭 방향으로 연장된 제2 영역, 상기 제2 영역 일측 단부에서 길이 방향을 향해 연장된 판상의 제3 영역, 및 상기 하부 케이스의 바닥면과 평행한 상태로 위치하도록 상기 제3 영역 상측 단부에서 폭 방향으로 연장되며 상기 케이블부와 고정하기 위한 제4 체결홀이 구비된 판상의 제4 영역으로 구성되고,
상기 제1 영역과 제2 영역은 상기 전지 홀더 일측면과 밀착하고, 상기 제3 영역과 제4 영역은 상기 전지 홀더 일측면 외부에 돌출한 상태로 위치하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
A lower case provided with a space portion;
an upper case located above the lower case;
a battery holder stored in the lower case and the upper case and fixing a plurality of cylindrical battery cells; and
A bus bar on one side is connected to the battery holder and on the other side is electrically connected to the cable portion,
The bus bar includes a first region located in the height direction with respect to one side of the battery holder, a second region extending in the width direction from a bottom of the first region, and a plate shape extending in the longitudinal direction from one end of the second region. a third region, and a fourth plate-shaped region extending in the width direction from the upper end of the third region to be positioned parallel to the bottom surface of the lower case and provided with a fourth fastening hole for fixing the cable portion. composed,
The first and second regions are in close contact with one side of the battery holder, and the third and fourth regions are positioned to protrude outside one side of the battery holder.
상기 제1 영역에는 제1 체결홀, 및 상기 제2 영역에는 제3 체결홀이 구비되며, 상기 제1 체결홀에는 제1 볼트, 상기 제3 체결홀에는 제3 볼트가 관통하여 상기 버스 바가 상기 전지 홀더 일측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
According to paragraph 1,
A first fastening hole is provided in the first area, and a third fastening hole is provided in the second area. A first bolt penetrates the first fastening hole and a third bolt penetrates the third fastening hole, so that the bus bar is provided with the first fastening hole. A battery module characterized in that it is fixed to one side of the battery holder.
상기 케이블부는 제1 케이블 및 상기 제1 케이블 일측 단부에 고정된 채 상기 제4 영역과 연결되는 연결부를 포함하되,
상기 연결부는 상기 제1 케이블 일측 단부에 고정된 제1 연결부재, 및 상기 연결부재에서 하부 케이스의 바닥면과 평행하게 연장되며 볼트가 통과하는 제3 관통홀이 형성된 판상의 제2 연결부재로 구성되고,
상기 제2 연결부재는 상기 제4 영역 상면에 밀착한 채, 제4 볼트와 너트에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
According to paragraph 2,
The cable portion includes a first cable and a connection portion connected to the fourth region while being fixed to one end of the first cable,
The connection part consists of a first connection member fixed to one end of the first cable, and a plate-shaped second connection member extending parallel to the bottom surface of the lower case from the connection member and having a third through hole through which a bolt passes. become,
The second connecting member is in close contact with the upper surface of the fourth area and is fixed by a fourth bolt and nut.
상기 제4 볼트는 상기 제2 연결부재 상면에 위치하고, 상기 너트는 상기 제4 영역 하면에 위치하는 다각 너트인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
According to paragraph 3,
The fourth bolt is located on the upper surface of the second connecting member, and the nut is a polygonal nut located on the lower surface of the fourth region.
상기 하부 케이스 바닥면에는 상기 너트와 상기 제4 볼트의 몸통부를 수용하기 위한 수용홈이 구비된 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
According to paragraph 4,
A battery module, characterized in that the bottom of the lower case is provided with a receiving groove for accommodating the nut and the body portion of the fourth bolt.
상기 수용홈은 제1 수용홈, 상기 제1 수용홈에서 내측으로 연장된 지지턱, 및 상기 지지턱에서 하방으로 연장된 제2 수용홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
According to clause 5,
The receiving groove is a battery module, characterized in that it is composed of a first receiving groove, a support jaw extending inward from the first receiving groove, and a second receiving groove extending downward from the support jaw.
상기 제1 수용홈은 상기 너트의 외형과 동일하되 제1 수용홈 폭은 너트 폭 보다 크고,
제2 수용홈 지름은 제4 볼트 몸통부 지름 보다 큰 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
According to clause 6,
The first receiving groove has the same external shape as the nut, but the first receiving groove width is larger than the nut width,
A battery module characterized in that the second receiving groove diameter is larger than the fourth bolt body diameter.
제1 수용홈 높이는 너트 높이 이상인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
According to clause 6,
A battery module characterized in that the height of the first receiving groove is greater than or equal to the height of the nut.
상기 전지 홀더 외측면에는 제5 볼트가 통과하는 하나 이상의 관통홀이 구비되고, 상기 제5 볼트가 고정되도록 상기 하부 케이스 바닥면에는 인서트 사출에 의한 너트로 이루어진 체결홈이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
According to paragraph 1,
The outer surface of the battery holder is provided with one or more through holes through which the fifth bolt passes, and the bottom surface of the lower case is provided with a fastening groove made of a nut by insert injection to secure the fifth bolt. Battery module.
A battery pack comprising the battery module according to any one of claims 1 to 9.
상기 전지 팩은, 소정 거리 이격된 상태로 위치하는 한 쌍으로 이루어진 상기 전지 모듈;
복수개의 케이블부; 및
디바이스에 체결되는 연결 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
According to clause 10,
The battery pack includes a pair of battery modules positioned at a predetermined distance apart;
A plurality of cable units; and
A battery pack comprising a connection terminal connected to the device.
상기 케이블부는, 한 쌍의 전지 모듈을 전기적으로 연결하는 제1 케이블부, 일측은 어느 하나의 전지 모듈에 연결되고 타측은 상기 연결 단자와 연결된 제2 케이블부, 및 일측은 나머지 하나의 전지 모듈에 연결되고 타측은 상기 연결 단자와 연결된 제3 케이블부을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
According to clause 11,
The cable part includes a first cable part that electrically connects a pair of battery modules, a second cable part where one side is connected to one battery module and the other side is connected to the connection terminal, and one side is connected to the remaining battery module. A battery pack characterized in that it includes a third cable portion connected to the connection terminal and the other side connected to the connection terminal.
상기 디바이스는 로봇인 것을 특징으로 하는 전지 팩.According to clause 11,
A battery pack wherein the device is a robot.
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---|---|---|---|---|
KR20190073933A (en) | 2017-12-19 | 2019-06-27 | 주식회사 엘지화학 | Battery Module Having Bus-Bar Assembly |
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2022
- 2022-08-01 KR KR1020220095529A patent/KR20240017613A/en unknown
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