KR20240100135A

KR20240100135A - Battery module

Info

Publication number: KR20240100135A
Application number: KR1020220182322A
Authority: KR
Inventors: 김홍중; 유정빈
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2024-07-01

Abstract

본 발명은, 온도 상승을 억제하기 위해 발열 성능이 향상된 형상의 버스바를 포함하여 배터리 모듈의 수명을 향상시키고, 충전 및 방전의 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 포함하는 셀이 복수개 적층된 형태의 셀 적층체 및 상기 셀과 전기적으로 연결되도록 상기 전극 리드와 결합되는 버스바를 포함하고, 상기 버스바는, 상기 셀의 적층 방향으로 연장되며, 상기 전극 리드와 연결되는 몸체 및 공기와 접촉하는 면적이 넓어지도록 상기 몸체로부터 돌출되는 형상의 방열핀을 포함할 수 있다.The present invention can improve the lifespan of a battery module and increase charging and discharging efficiency by including a bus bar of a shape with improved heat generation performance to suppress temperature rise.
The battery module according to the present invention includes a cell stack in which a plurality of cells including electrode leads are stacked, and a bus bar coupled to the electrode leads to be electrically connected to the cells, wherein the bus bar is connected to the cell. It extends in the stacking direction and may include a body connected to the electrode lead and a heat dissipation fin that protrudes from the body to expand the area in contact with air.

Description

Battery module{BATTERY MODULE}

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 자세히는 충전 및 방전이 가능한 이차 전지를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, and more specifically, to a battery module including a secondary battery capable of charging and discharging.

근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.In recent years, the price of energy sources has risen due to the depletion of fossil fuels, and interest in environmental pollution has increased, and the demand for eco-friendly alternative energy sources has become an essential factor for future life. Accordingly, research continues on various power production technologies such as solar power, wind power, and tidal power, and there is also great interest in power storage devices such as batteries to use the electric energy produced in this way more efficiently.

더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.Moreover, as technology development and demand for electronic mobile devices and electric vehicles using batteries increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, much research is being conducted on batteries that can meet various needs. there is.

전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.Batteries that store electrical energy can generally be divided into primary batteries and secondary batteries. Primary batteries are disposable consumable batteries, while secondary batteries are rechargeable batteries manufactured using materials in which oxidation and reduction processes between current and materials can be repeated. In other words, when a reduction reaction is performed on a material by current, the power is charged, and when an oxidation reaction is performed on the material, the power is discharged. As this charging and discharging is repeatedly performed, electricity is generated.

이차 전지는 대략 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지, 전극 조립체가 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 각형 전지 및 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지 등으로 분류될 수 있다.Depending on the shape of the battery case, secondary batteries include cylindrical batteries with electrode assemblies built into cylindrical metal cans, square batteries with electrode assemblies built into square metal cans, and electrode assemblies built into pouch-shaped cases made of aluminum laminate sheets. It can be classified as a pouch-type battery, etc.

한편, 전기 에너지의 용량을 늘리기 위해 이차 전지가 프레임 내부에 복수개 적층되어 배터리 모듈을 형성할 수 있다. 또한, 복수의 배터리 모듈이 모여 배터리 팩을 형성할 수 있다. 배터리 모듈을 제조할 때 이차 전지를 서로 전기적으로 연결하기 위해 버스바를 사용할 수 있다.Meanwhile, in order to increase the capacity of electric energy, a plurality of secondary batteries can be stacked inside the frame to form a battery module. Additionally, a plurality of battery modules may be gathered together to form a battery pack. When manufacturing a battery module, busbars can be used to electrically connect secondary batteries to each other.

도 1은 종래의 버스바(1)가 셀 적층체와 연결된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 버스바(1)를 개략적으로 도시한 사시도이다.Figure 1 is a perspective view schematically showing a conventional bus bar 1 connected to a cell stack, and Figure 2 is a perspective view schematically showing a conventional bus bar 1.

도 1 및 2를 참조하면, 종래의 버스바(1)는 판재 형상을 가지므로, 열의 방출이 제대로 이루어지 지지 않았다. 이에 따라, 버스바의 온도가 상승하고, 이는 전극 리드를 통해 이차 전지의 온도까지 증가시켜 배터리 모듈의 수명을 감소시키는 문제를 발생시킬 수 있다. 또한, 버스바의 온도 상승은 이차 전지 외에 주변 지지 구조물 등의 변형에도 영향을 미칠 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, since the conventional bus bar 1 has a plate shape, heat is not properly dissipated. Accordingly, the temperature of the bus bar increases, which may increase the temperature of the secondary battery through the electrode lead, causing a problem of reducing the lifespan of the battery module. Additionally, an increase in the temperature of the bus bar may affect deformation of surrounding support structures in addition to the secondary battery.

따라서, 버스바의 온도 상승을 억제하기 위해 발열 성능이 향상된 형상을 가지는 버스바를 포함하는 배터리 모듈이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a battery module including a bus bar with a shape with improved heat generation performance in order to suppress the temperature rise of the bus bar.

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 온도 상승을 억제하기 위해 발열 성능이 향상된 형상의 버스바를 포함하여 수명을 향상시키고, 충전 및 방전의 효율을 높일 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and the object of the present invention is to develop a battery that includes a bus bar of a shape with improved heat generation performance to suppress temperature rise, improves lifespan, and increases charging and discharging efficiency. It provides modules.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 포함하는 셀이 복수개 적층된 형태의 셀 적층체 및 상기 셀과 전기적으로 연결되도록 상기 전극 리드와 결합되는 버스바를 포함하고, 상기 버스바는, 상기 셀의 적층 방향으로 연장되며, 상기 전극 리드와 연결되는 몸체 및 공기와 접촉하는 면적이 넓어지도록 상기 몸체로부터 돌출되는 형상의 방열핀을 포함할 수 있다.The battery module according to the present invention includes a cell stack in which a plurality of cells including electrode leads are stacked, and a bus bar coupled to the electrode leads to be electrically connected to the cells, wherein the bus bar is connected to the cell. It extends in the stacking direction and may include a body connected to the electrode lead and a heat dissipation fin that protrudes from the body to expand the area in contact with air.

상기 방열핀은, 상기 몸체에서 상기 전극 리드와 연결되는 부분과 대응되는 위치로부터 상기 셀을 향해 연장되는 중심핀 및 상기 중심핀의 상부에 배치되며, 상기 셀을 향해 연장되는 상부핀을 포함할 수 있다.The heat dissipation fin may include a center pin extending toward the cell from a position corresponding to a portion of the body connected to the electrode lead, and an upper pin disposed on an upper portion of the center pin and extending toward the cell. .

상기 몸체에는, 상기 전극 리드가 통과할 수 있도록 관통된 형상의 슬롯이 형성되고, 상기 중심핀은, 상기 슬롯의 폭만큼 서로 이격되게 배치되는 복수의 중심핀 유닛을 포함할 수 있다.A slot of a penetrating shape is formed in the body to allow the electrode lead to pass through, and the center pin may include a plurality of center pin units spaced apart from each other by the width of the slot.

상기 중심핀 유닛은, 한 쌍이 서로 이격되어 나란하게 배치되는 형상을 가질 수 있다.The central pin unit may have a shape in which a pair of pairs are arranged side by side and spaced apart from each other.

상기 상부핀은, 복수개 형성되어 서로 이격되게 배치될 수 있다.The upper pins may be formed in plural numbers and arranged to be spaced apart from each other.

상기 전극 리드는, 상기 중심핀과 이격된 형태로 상기 슬롯을 관통하고, 일 단부가 상기 몸체에서 상기 중심핀이 연결된 일면의 반대쪽 타면에 부착될 수 있다.The electrode lead may penetrate the slot in a manner spaced apart from the center pin, and one end may be attached to the other side of the body opposite to the side to which the center pin is connected.

상기 방열핀은, 상기 중심핀의 하부에 배치되며, 상기 셀을 향해 연장되는 하부핀을 더 포함할 수 있다.The heat dissipation fin may further include a lower fin disposed below the center fin and extending toward the cell.

상기 하부핀은, 상기 중심핀의 하부와 연결되며, 상기 몸체의 폭과 동일한 폭을 가지도록 상기 셀의 적층 방향으로 연장되는 제1 하부핀 및 상기 제1 하부핀과 나란하게 이격되어 상기 제1 하부핀의 하부에 배치되는 제2 하부핀을 포함할 수 있다.The lower pin is connected to the lower part of the center pin, and is spaced parallel to the first lower pin and a first lower pin extending in the stacking direction of the cell to have the same width as the width of the body. It may include a second lower pin disposed below the lower pin.

상기 방열핀은, 알루미늄(Al) 합금을 포함할 수 있다.The heat dissipation fin may include aluminum (Al) alloy.

배터리 모듈은, 상기 버스바가 고정되도록 상기 셀 적층체와 상기 버스바 사이에 배치되는 버스바 프레임을 더 포함하고, 상기 몸체에는, 상기 버스바 프레임과 결합을 위한 체결 부재가 통과할 수 있도록 관통된 형상의 체결홀이 형성될 수 있다.The battery module further includes a bus bar frame disposed between the cell stack and the bus bar so that the bus bar is fixed, and the body has a penetrating portion through which a fastening member for coupling to the bus bar frame can pass. A fastening hole of any shape may be formed.

상기 방열핀은, 상기 몸체에서 상기 전극 리드와 연결되는 부분과 대응되는 위치로부터 상기 셀과 멀어지는 방향으로 연장되는 중심핀 및 상기 중심핀의 상부에 배치되며, 상기 셀과 멀어지는 방향으로 연장되는 상부핀을 포함할 수 있다.The heat dissipation fin includes a center pin extending in a direction away from the cell from a position corresponding to a portion of the body connected to the electrode lead, and an upper pin disposed on an upper part of the center pin and extending in a direction away from the cell. It can be included.

상기 몸체에는, 상기 전극 리드가 통과할 수 있도록 관통된 형상의 슬롯이 형성되고, 상기 중심핀은, 상기 전극 리드가 부착될 수 있도록 상기 슬롯과 이격되게 배치될 수 있다.A slot of a penetrating shape is formed in the body to allow the electrode lead to pass through, and the center pin may be arranged to be spaced apart from the slot so that the electrode lead can be attached.

상기 전극 리드는, 상기 슬롯을 관통하고, 일 단부가 상기 몸체에서 상기 슬롯과 상기 중심핀 사이에 부착될 수 있다.The electrode lead may penetrate the slot, and one end may be attached between the slot and the center pin in the body.

그에 따라, 버스바의 발열 성능이 향사되어 버스바의 온도 상승 억제될 수 있다.Accordingly, the heat generation performance of the bus bar can be improved and the temperature increase of the bus bar can be suppressed.

또한, 배터리 모듈의 수명을 향상시키고, 충전 및 방전의 효율이 높아질 수 있다.Additionally, the lifespan of the battery module can be improved and the efficiency of charging and discharging can be increased.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시한 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함될 수 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and further various effects may be included within the present specification.

도 1은 종래의 버스바가 셀 적층체와 연결된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 버스바를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바가 셀 적층체와 연결된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 버스바가 셀 적층체와 연결된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 버스바를 개략적으로 도시한 사시도이다.Figure 1 is a perspective view schematically showing a conventional bus bar connected to a cell stack.
Figure 2 is a perspective view schematically showing a conventional bus bar.
Figure 3 is an exploded perspective view schematically showing a battery module according to Embodiment 1 of the present invention.
Figure 4 is a perspective view schematically showing a bus bar connected to a cell stack according to Example 1 of the present invention.
Figure 5 is a perspective view schematically showing a bus bar according to Embodiment 1 of the present invention.
Figure 6 is a perspective view schematically showing a bus bar connected to a cell stack according to Example 2 of the present invention.
Figure 7 is a perspective view schematically showing a bus bar according to Embodiment 2 of the present invention.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited or restricted by the following examples.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, detailed descriptions of parts unrelated to the description or related known technologies that may unnecessarily obscure the gist of the present invention have been omitted, and reference signs are added to components in each drawing in this specification. In this regard, identical or similar reference numerals are assigned to identical or similar components throughout the specification.

또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.In addition, terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

실시예 1Example 1

본 발명은 배터리 모듈(10)을 실시예 1로 제공한다.The present invention provides a battery module 10 as Embodiment 1.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바(200)가 셀 적층체(100)와 연결된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바(200)를 개략적으로 도시한 사시도이다.Figure 3 is an exploded perspective view schematically showing the battery module 10 according to Embodiment 1 of the present invention, and Figure 4 is a bus bar 200 according to Embodiment 1 of the present invention connected to the cell stack 100. This is a perspective view that schematically shows the appearance. Additionally, Figure 5 is a perspective view schematically showing the bus bar 200 according to Embodiment 1 of the present invention.

본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 프레임 등의 외장 케이스 내에 복수의 이차 전지가 배치되어 형성될 수 있다. 일례로, 배터리 모듈(10)이 포함하는 이차 전지는 파우치 내부에 음극, 양극 및 분리막이 적층된 형태의 전극 조립체가 수용된 파우치형 셀이 될 수 있다. 이 때, 배터리 모듈(10)의 제조를 위해 셀은 나란하게 적층된 형태로 배치될 수 있고, 적층된 복수의 셀은 서로 전기적으로 연결되기 위해 버스바(200)와 연결될 수 있다.The battery module 10 according to Embodiment 1 of the present invention may be formed by placing a plurality of secondary batteries in an external case such as a frame. For example, the secondary battery included in the battery module 10 may be a pouch-type cell in which an electrode assembly in the form of a stacked cathode, anode, and separator is accommodated inside the pouch. At this time, for manufacturing the battery module 10, cells may be arranged in a stacked form in parallel, and a plurality of stacked cells may be connected to the bus bar 200 to be electrically connected to each other.

도 3을 참조하면, 배터리 모듈(10)은 셀 적층체(100)와 버스바(200)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 셀 적층체(100)는 전극 리드(110)를 포함하는 복수의 셀이 적층된 형태를 가질 수 있고, 버스바(200)는 셀과 전기적으로 연결되도록 셀의 전극 리드(110)와 결합될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the battery module 10 may include a cell stack 100 and a bus bar 200. Specifically, the cell stack 100 may have a form in which a plurality of cells including electrode leads 110 are stacked, and the bus bar 200 is connected to the electrode leads 110 of the cells so as to be electrically connected to the cells. can be combined

또한, 배터리 모듈(10)은 버스바 프레임(300)을 더 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 버스바 프레임(300)은 버스바(200)가 고정되도록 셀 적층체(100)와 버스바(200) 사이에 배치될 수 있다.Additionally, the battery module 10 may further include a busbar frame 300. Referring to FIG. 4 , the bus bar frame 300 may be disposed between the cell stack 100 and the bus bar 200 so that the bus bar 200 is fixed.

본 발명의 실시예 1에 따른 버스바 프레임(300)은 대략 판 형상을 가질 수 있고, 셀 적층체(100)의 전극 리드(110)가 통과할 수 있도록 관통된 복수의 공간이 형성될 수 있다. 전극 리드(110)는 버스바 프레임(300)의 이 공간을 통과한 후 버스바 프레임(300)을 기준으로 셀 적층체(100)의 반대편에 배치된 버스바(200)와 결합될 수 있다. 버스바 프레임(300)은 버스바(200)를 고정할 수 있는 형상을 가지면 충분하며, 버스바 프레임(300)의 형상은 다양할 수 있다.The bus bar frame 300 according to Example 1 of the present invention may have a substantially plate shape, and a plurality of spaces may be formed through which the electrode leads 110 of the cell stack 100 can pass. . The electrode lead 110 may pass through this space of the bus bar frame 300 and then be coupled to the bus bar 200 disposed on the opposite side of the cell stack 100 with respect to the bus bar frame 300. It is sufficient for the bus bar frame 300 to have a shape capable of fixing the bus bar 200, and the shape of the bus bar frame 300 may vary.

한편, 전극 리드(110)와 연결되는 버스바(200)는 배터리 모듈(10)의 충전 및 방전 과정에서 많은 양의 열을 얻을 수 있다. 그러나, 종래의 버스바(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 판 형상을 가지므로, 발열이 원활하지 않은 형태였다. 따라서, 종래의 버스바(1)는 셀의 충전 및 방전이 반복됨에 따라 높은 온도를 유지할 수밖에 없는 형태였다.Meanwhile, the bus bar 200 connected to the electrode lead 110 can obtain a large amount of heat during the charging and discharging process of the battery module 10. However, since the conventional bus bar 1 has a plate shape as shown in FIG. 2, heat generation is not smooth. Therefore, the conventional bus bar 1 had no choice but to maintain a high temperature as the cell was repeatedly charged and discharged.

이와 관련하여, 원활한 발열을 통해 온도를 낮추기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 버스바(200)는 몸체(210) 및 방열핀(220)을 포함할 수 있다.In this regard, as an example of a configuration for lowering the temperature through smooth heat generation, the bus bar 200 of the battery module 10 according to Embodiment 1 of the present invention may include a body 210 and a heat dissipation fin 220. there is.

도 4를 참조하면, 버스바(200)의 몸체(210)는 셀의 적층 방향으로 연장되며, 전극 리드(110)와 연결될 수 있다. 또한, 버스바(200)의 방열핀(220)은 공기와 접촉하는 면적이 넓어지도록 몸체(210)로부터 돌출되는 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4, the body 210 of the bus bar 200 extends in the cell stacking direction and may be connected to the electrode lead 110. Additionally, the heat dissipation fin 220 of the bus bar 200 may have a shape that protrudes from the body 210 so that the area in contact with air is expanded.

몸체(210)는 대략 판 형상을 가질 수 있고, 몸체(210)가 연장되는 길이는 적층되는 셀의 종류와 개수에 따라 다양할 수 있다. 몸체(210)는 셀 적층체(100)의 전극 리드(110)가 연결될 수 있는 크기를 가지면 충분하므로, 몸체(210)의 높이는 셀 적층체(100)의 높이보다 낮을 수 있고, 전극 리드(110)의 폭보다 클 수 있다.The body 210 may have a substantially plate shape, and the length to which the body 210 extends may vary depending on the type and number of cells to be stacked. Since the body 210 has a sufficient size to which the electrode lead 110 of the cell stack 100 can be connected, the height of the body 210 may be lower than the height of the cell stack 100, and the electrode lead 110 ) can be larger than the width.

한편, 몸체(210)에는 전극 리드(110)가 통과할 수 있도록 관통된 형상의 슬롯(211)이 형성될 수 있다. 슬롯(211)을 통과한 전극 리드(110)가 폴딩되면서 몸체(210)에 부착됨으로써 셀 적층체(100)와 버스바(200)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 슬롯(211)은 전극 리드(110)가 통과하기 용이하도록 대략 직사각형 단면을 가지는 형상으로 형성될 수 있다. 슬롯(211)의 형상은 하나의 예시에 불과하며, 다른 형상의 단면을 가질 수 있다.Meanwhile, a slot 211 may be formed in the body 210 to allow the electrode lead 110 to pass through. The electrode lead 110 passing through the slot 211 is folded and attached to the body 210, so that the cell stack 100 and the bus bar 200 can be electrically connected to each other. The slot 211 may be formed to have a substantially rectangular cross-section to facilitate the passage of the electrode lead 110. The shape of the slot 211 is only an example, and may have a cross-section of a different shape.

도 4를 참조하면, 몸체(210)의 슬롯(211)을 통과한 전극 리드(110)의 일단은 몸체(210)에서 방열핀(220)이 연결된 일면의 반대쪽인 타면에 부착될 수 있다. 이 때, 몸체(210)의 타면에 부착되기 위해 전극 리드(110)의 일단이 폴딩될 수 있다. 또한, 전극 리드(110)와 몸체(210)는 용접 등의 방식으로 결합될 수 있다.Referring to FIG. 4, one end of the electrode lead 110 that passes through the slot 211 of the body 210 may be attached to the other side of the body 210, which is opposite to the side to which the heat dissipation fin 220 is connected. At this time, one end of the electrode lead 110 may be folded to be attached to the other surface of the body 210. Additionally, the electrode lead 110 and the body 210 may be joined by a method such as welding.

버스바 프레임(300)과의 결합을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바(200)의 몸체(210)에는 체결홀(212)이 형성될 수 있다. 체결홀(212)은 버스바(200)와 버스바 프레임(300)을 서로 결합시키기 위한 체결 부재가 통과할 수 있도록 관통된 형상을 가질 수 있다. 이 때, 체결 부재는 몸체(210)의 체결홀(212)을 관통한 상태로 버스바 프레임(300)과 결합될 수 있다. 예를 들어, 체결 부재는 볼트 등을 의미할 수 있다. 몸체(210)가 체결홀(212)을 포함하여 버스바(200)는 버스바 프레임(300)과 비교적 단순한 조립 공정을 통해 결합될 수 있다.As an example of a configuration for coupling with the bus bar frame 300, a fastening hole 212 may be formed in the body 210 of the bus bar 200 according to the first embodiment of the present invention. The fastening hole 212 may have a penetrating shape so that a fastening member for coupling the bus bar 200 and the bus bar frame 300 to each other can pass. At this time, the fastening member may be coupled to the bus bar frame 300 while penetrating the fastening hole 212 of the body 210. For example, a fastening member may mean a bolt or the like. Since the body 210 includes a fastening hole 212, the bus bar 200 can be coupled to the bus bar frame 300 through a relatively simple assembly process.

한편, 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바(200)의 방열핀(220)은 알루미늄(Al) 합금을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 방열핀(220)은 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다. 알루미늄 합금은 일정한 강성을 가지는 동시에 열 전달율이 높으므로, 공기와 접촉하며 열을 외부로 방출하기 위한 방열핀(220)은 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the heat dissipation fin 220 of the bus bar 200 according to Example 1 of the present invention may include aluminum (Al) alloy. Specifically, the heat dissipation fin 220 may be made of aluminum alloy. Since aluminum alloy has a certain rigidity and high heat transfer rate, the heat dissipation fin 220 for contacting air and dissipating heat to the outside may be made of aluminum alloy.

도 5를 참조하면, 방열핀(220)은 상부핀(221) 및 중심핀(222)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 중심핀(222)은 몸체(210)에서 전극 리드(110)와 연결되는 부분과 대응되는 위치로부터 셀을 향해 연장되고, 상부핀(221)은 중심핀(222)의 상부에 배치되며, 셀을 향해 연장될 수 있다.Referring to FIG. 5, the heat dissipation fin 220 may include an upper fin 221 and a center fin 222. Specifically, the center pin 222 extends toward the cell from a position corresponding to the portion connected to the electrode lead 110 in the body 210, and the upper pin 221 is disposed on the upper part of the center pin 222. , may extend toward the cell.

중심핀(222)은 몸체(210)에 형성된 슬롯(211)의 높이와 대략 같은 높이로 형성될 수 있고, 상부핀(221)은 중심핀(222)의 높이보다 낮은 높이를 가질 수 있다.The center pin 222 may be formed at approximately the same height as the height of the slot 211 formed in the body 210, and the upper pin 221 may have a height lower than the height of the center pin 222.

공기와 접촉하는 면적을 넓히기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 방열핀(220)의 중심핀(222)은 중심핀 유닛(222a, 222b)을 포함할 수 있다.As an example of a configuration for expanding the area in contact with air, the center pin 222 of the heat dissipation fin 220 according to the first embodiment of the present invention may include center pin units 222a and 222b.

중심핀 유닛(222a, 222b)은 슬롯(211)의 폭만큼 서로 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 중심핀 유닛(222a, 222b)은 한 쌍이 서로 이격되어 나란한게 배치되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 서로 이격되어 한 쌍으로 이루어지는 복수의 중심핀 유닛(222a, 222b) 사이에 슬롯(211)이 배치될 수 있다.The center pin units 222a and 222b may be arranged to be spaced apart from each other by the width of the slot 211. In addition, the center pin units 222a and 222b may have a shape in which a pair of the central pin units 222a and 222b are arranged side by side and spaced apart from each other. That is, the slot 211 may be disposed between a plurality of center pin units 222a and 222b that are spaced apart from each other and form a pair.

중심핀 유닛(222a, 222b)은 공기와의 접촉 면적이 넓어지도록 각각 대략 얇은 판 형상을 가질 수 있다.The central pin units 222a and 222b may each have a substantially thin plate shape to increase the contact area with air.

전극 리드(110)와 중심핀 유닛(222a, 222b)의 배치 관계와 관련하여, 전극 리드(110)는 중심핀 유닛(222a, 222b)과 이격된 형태로 슬롯(211)을 관통하고, 일 단부가 몸체(210)에서 중심핀 유닛(222a, 222b)이 연결된 일면의 반대쪽 타면에 부착될 수 있다.In relation to the arrangement relationship between the electrode lead 110 and the center pin units 222a and 222b, the electrode lead 110 penetrates the slot 211 in a form spaced apart from the center pin units 222a and 222b, and has one end The center pin units 222a and 222b may be attached to the other side of the body 210 opposite to the other side of the connected side.

한편, 방열핀(220)의 상부핀(221)은 복수개 형성되어 서로 이격되게 배치될 수 있다. 일례로, 제조의 용이성 및 균일한 열 방출 등을 고려하여 상부핀(221)이 서로 이격된 간격은 일정할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바(200)의 몸체(210)에는 체결홀(212)이 형성되므로, 상부핀(221)이 서로 이격된 간격이 다를 수 있다.Meanwhile, a plurality of upper fins 221 of the heat dissipation fin 220 may be formed and arranged to be spaced apart from each other. For example, in consideration of ease of manufacturing and uniform heat dissipation, the distance between the upper fins 221 may be constant. However, since the fastening hole 212 is formed in the body 210 of the bus bar 200 according to the first embodiment of the present invention, the distance between the upper pins 221 may be different.

공기와의 접촉 면적을 넓히기 위한 추가적인 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 버스바(200)의 방열핀(220)은 하부핀(223)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부핀(223)은 중심핀(222)의 하부에 배치되며, 셀을 향해 연장될 수 있다. 즉, 방열핀(220)은 연결되는 몸체(210)의 높이가 서로 다른 상부핀(221), 중심핀(222) 및 하부핀(223)을 포함할 수 있다.As an example of an additional configuration to expand the contact area with air, the heat dissipation fin 220 of the bus bar 200 according to the first embodiment of the present invention may further include a lower fin 223. Specifically, the lower pin 223 is disposed below the center pin 222 and may extend toward the cell. That is, the heat dissipation fin 220 may include an upper fin 221, a center fin 222, and a lower fin 223 with different heights of the bodies 210 to which they are connected.

하부핀(223)은 제1 하부핀(223a) 및 제2 하부핀(223b)을 포함할 수 있다. 제1 하부핀(223a)은 중심핀(222)의 하부와 연결되며, 몸체(210)의 폭과 동일한 폭을 가지도록 셀의 적층 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제2 하부핀(223b)은 제1 하부핀(223a)과 나란하게 이격되어 제1 하부핀(223a)의 하부에 배치될 수 있다.The lower pin 223 may include a first lower pin 223a and a second lower pin 223b. The first lower pin 223a is connected to the lower part of the center pin 222 and may extend in the cell stacking direction to have the same width as the body 210. Additionally, the second lower pin 223b may be spaced apart from the first lower pin 223a and disposed below the first lower pin 223a.

도 5를 참조하면, 제1 하부핀(223a) 및 제2 하부핀(223b)은 서로 평행하게 셀을 향해 연장되는 형상을 가질 수 있고, 세워진 형태로 배치되는 상부핀(221) 및 중심핀(222)과는 달리 눕혀진 형태로 배치될 수 있다. 즉, 중심핀(222)과 제1 하부핀(223a)은 대략 서로 수직하게 배치될 수 있다. 제1 하부핀(223a) 및 제2 하부핀(223b) 역시 공기와의 접촉 면적을 넓혀 열을 용이하게 방출할 수 있도록 대략 얇은 판 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, the first lower pin 223a and the second lower pin 223b may have a shape extending parallel to each other toward the cell, and the upper pin 221 and the center pin ( 222), it can be placed in a lying position. That is, the center pin 222 and the first lower pin 223a may be arranged approximately perpendicular to each other. The first lower fin 223a and the second lower fin 223b may also have a substantially thin plate shape to expand the contact area with air and easily dissipate heat.

본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 버스바(200)는 방열핀(220)을 포함하므로, 열을 효율적으로 외부로 방출시킬 수 있다. 즉, 버스바(200)는 공기와 접촉하는 면적이 넓어지므로, 접촉하는 공기들로 인하여 지속적으로 냉각되는 효과가 있다.Since the bus bar 200 of the battery module 10 according to the first embodiment of the present invention includes a heat dissipation fin 220, heat can be efficiently dissipated to the outside. In other words, since the area in contact with the air of the bus bar 200 increases, there is an effect of continuous cooling due to the contacting air.

특히, 배치되는 높이에 따라 상부핀(221), 중심핀(222) 및 하부핀(223)을 포함하므로, 여러 부분에서 열을 방출시킬 수 있다. 따라서, 버스바(200) 특정 부분의 온도만 상승하는 현상을 방지할 수 있다.In particular, since it includes an upper fin 221, a central fin 222, and a lower fin 223 depending on the height at which it is placed, heat can be dissipated from various parts. Therefore, it is possible to prevent the temperature of only a specific part of the bus bar 200 from increasing.

또한, 버스바(200)를 냉각함으로써, 온도가 높아진 버스바(200)의 열로 인하여 주변 지지 구조물이 변형되는 현상을 방지할 수 있다.In addition, by cooling the bus bar 200, it is possible to prevent the surrounding support structure from being deformed due to the heat of the bus bar 200 whose temperature has increased.

한편, 버스바(200)가 열을 효율적으로 방출하므로, 버스바(200)에 연결된 전극 리드(110)를 통해 셀의 열까지 효율적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 셀의 수명이 감소되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 버스바(200)의 표면적 증가로 물리적으로 더 높은 전류를 통과시킬 수 있다. 즉, 동일한 전류를 흘렸을 때 상대적으로 버스바(200)의 발열량이 낮아 셀 온도 상승에 영향을 미칠 가능성을 줄일 수 있다.Meanwhile, since the bus bar 200 efficiently radiates heat, the heat of the cell can be efficiently reduced through the electrode lead 110 connected to the bus bar 200. Therefore, it is possible to prevent the lifespan of the cell from being reduced. Additionally, by increasing the surface area of the bus bar 200, a physically higher current can be passed. That is, when the same current flows, the heat generation amount of the bus bar 200 is relatively low, thereby reducing the possibility of affecting the cell temperature rise.

본 발명에서 자세히 나타내지 않았지만, 배터리 모듈(10) 내부로 들어오는 외부 공기의 흐름을 이용하여 자연 공냉 가능한 유로를 더 포함하여 냉각 효과를 향상시킬 수도 있다.Although not shown in detail in the present invention, the cooling effect may be improved by further including a flow path capable of natural air cooling using the flow of external air entering the battery module 10.

실시예 2Example 2

본 발명은 다른 형태의 버스바(200')를 포함하는 배터리 모듈을 실시예 2로 제공한다.The present invention provides a battery module including a different type of bus bar 200' as a second embodiment.

본 발명의 실시예 2에 따른 버스바(200')는 방열핀(220')이 돌출된 방향, 중심핀(222')의 형상 등이 상이할 수 있다.The bus bar 200' according to the second embodiment of the present invention may differ in the direction in which the heat dissipation fin 220' protrudes, the shape of the center fin 222', etc.

이하에서는, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 구성과 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a detailed description of the same configuration as that of the battery module 10 according to Embodiment 1 of the present invention will be omitted.

도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 버스바(200')가 셀 적층체(100)와 연결된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 버스바(200')를 개략적으로 도시한 사시도이다.Figure 6 is a perspective view schematically showing the bus bar 200' according to the second embodiment of the present invention connected to the cell stack 100, and Figure 7 is a bus bar 200 according to the second embodiment of the present invention. This is a perspective view schematically showing ').

본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 버스바(200')는 몸체(210) 및 방열핀(220')을 포함할 수 있다. 또한, 버스바(200')의 방열핀(220')은 상부핀(221') 및 중심핀(222')을 포함할 수 있다.The bus bar 200' of the battery module according to the second embodiment of the present invention may include a body 210 and a heat dissipation fin 220'. Additionally, the heat dissipation fin 220' of the bus bar 200' may include an upper fin 221' and a center fin 222'.

도 6 및 7을 참조하면, 방열핀(220')의 중심핀(222')은 몸체(210)에서 전극 리드(110)와 연결되는 부분과 대응되는 위치로부터 셀과 멀어지는 방향으로 연장될 수 있고, 상부핀(221')은 중심핀(222')의 상부에 배치되며, 셀과 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예 1과 달리, 상부핀(221') 및 중심핀(222')이 셀 적층체(100)로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다.Referring to Figures 6 and 7, the center pin 222' of the heat dissipation fin 220' may extend in a direction away from the cell from a position corresponding to the portion of the body 210 connected to the electrode lead 110, The upper pin 221' is disposed above the center pin 222' and may extend in a direction away from the cell. That is, unlike Embodiment 1 of the present invention, the upper pin 221' and the center pin 222' may extend in a direction away from the cell stack 100.

버스바(200')와 함께 셀 역시 사용 시간의 증가에 따라 온도가 상승할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 버스바(200')의 방열핀(220')은 함께 온도가 상승하는 셀에서 멀어지는 방향으로 연장되므로, 비교적 낮은 온도의 공기와 접촉할 수 있다. 따라서, 방열핀(220')이 공기와 접촉하여 냉각되는 효과가 보다 효율적으로 발휘될 수 있다.The temperature of the cell along with the bus bar 200' may also increase as usage time increases. In this regard, the heat dissipation fins 220' of the bus bar 200' according to the second embodiment of the present invention extend in a direction away from the cell where the temperature rises, and thus can come into contact with air at a relatively low temperature. Accordingly, the cooling effect of the heat dissipation fin 220' in contact with air can be exerted more efficiently.

한편, 상부핀(221') 및 중심핀(222')은 실시예 1과 마찬가지로 대략 얇은 판 형상을 가질 수 있다. 또한, 몸체(210)에는 전극 리드(110)가 통과할 수 있도록 관통된 형상의 슬롯(211)이 형성될 수 있다.Meanwhile, the upper pin 221' and the center pin 222' may have a substantially thin plate shape, similar to Example 1. Additionally, a slot 211 may be formed in the body 210 to allow the electrode lead 110 to pass through.

본 발명의 실시예 2에 따른 중심핀(222')은 셀과 멀어지는 방향으로 연장되므로, 몸체(210)의 슬롯(211)을 통과한 전극 리드(110)가 부착되는 위치가 실시예 1과 상이할 수 있다. 이와 관련하여, 중심핀(222')은 전극 리드(110)가 부착될 수 있도록 슬롯(211)과 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 중심핀(222')과 슬롯(211) 사이에 전극 리드(110)가 부착되기 위한 몸체(210)의 부착부(213)가 위치할 수 있다.Since the center pin 222' according to the second embodiment of the present invention extends in a direction away from the cell, the location at which the electrode lead 110 passing through the slot 211 of the body 210 is attached is different from that of the first embodiment. can do. In this regard, the center pin 222' may be arranged to be spaced apart from the slot 211 so that the electrode lead 110 can be attached. That is, the attachment portion 213 of the body 210 for attaching the electrode lead 110 may be located between the center pin 222' and the slot 211.

전극 리드(110)가 배치되는 형태와 관련하여, 슬롯(211)을 관통한 전극 리드(110)의 일 단부는 앞서 설명한 슬롯(211)과 중심핀(222') 사이에 위치한 몸체(210)의 부착부(213)에 부착될 수 있다. 따라서, 슬롯(211)과 중심핀(222')은 서로의 사이에 전극 리드(110)가 부착될 수 있도록 충분하게 이격될 수 있다.Regarding the form in which the electrode lead 110 is disposed, one end of the electrode lead 110 that penetrates the slot 211 is attached to the body 210 located between the previously described slot 211 and the center pin 222'. It may be attached to the attachment portion 213. Accordingly, the slot 211 and the center pin 222' can be sufficiently spaced apart so that the electrode lead 110 can be attached thereto.

본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 방열핀(220, 220')의 형상은 본 발명의 효과를 발휘하기 위한 바람직한 형상이 될 수 있다. 셀 적층체(100)의 형태, 셀의 개수, 셀의 크기 등에 따라 방열핀은 본 발명의 효과를 발휘하기 위한 다른 형상을 가질 수 있다.The shape of the heat dissipation fins 220 and 220' according to Examples 1 and 2 of the present invention may be a desirable shape to achieve the effect of the present invention. Depending on the shape of the cell stack 100, the number of cells, the size of the cells, etc., the heat dissipation fin may have different shapes to achieve the effect of the present invention.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following description will be provided by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Various implementations are possible within the scope of equivalence of the claims.

1: 종래의 버스바
10: 배터리 모듈
100: 셀 적층체
110: 전극 리드
200, 200': 버스바
210: 몸체
211: 슬롯
212: 체결홀
213: 부착부
220, 220': 방열핀
221, 221': 상부핀
222, 222': 중심핀
222a, 222b: 중심핀 유닛
223: 하부핀
223a: 제1 하부핀
223b: 제2 하부핀
300: 버스바 프레임1: Conventional bus bar
10: Battery module
100: Cell stack
110: electrode lead
200, 200': Busbar
210: body
211: slot
212: fastening hole
213: Attachment part
220, 220': Heat dissipation fin
221, 221': upper pin
222, 222': center pin
222a, 222b: Center pin unit
223: lower pin
223a: first lower pin
223b: second lower pin
300: Busbar frame

Claims

A cell stack in which a plurality of cells including electrode leads are stacked; and
It includes a bus bar coupled to the electrode lead to be electrically connected to the cell,
The bus bar is,
a body extending in the cell stacking direction and connected to the electrode lead; and
A battery module comprising a heat dissipation fin that is shaped to protrude from the body to expand the area in contact with air.

In claim 1,
The heat dissipation fin is,
a center pin extending toward the cell from a position corresponding to a portion of the body connected to the electrode lead; and
A battery module comprising an upper pin disposed above the center pin and extending toward the cell.

In claim 2,
In the body,
A slot of a penetrating shape is formed so that the electrode lead can pass through,
The center pin is,
A battery module comprising a plurality of center pin units spaced apart from each other by the width of the slot.

In claim 3,
The center pin unit is,
A battery module having a shape in which a pair is spaced apart from each other and arranged side by side.

In claim 2,
The upper pin is,
A plurality of battery modules are formed and arranged to be spaced apart from each other.

In claim 3,
The electrode lead is,
A battery module that penetrates the slot in a manner spaced apart from the center pin, and has one end attached to the other side of the body opposite to the side to which the center pin is connected.

In claim 2,
The heat dissipation fin is,
The battery module further includes a lower pin disposed below the center pin and extending toward the cell.

In claim 7,
The lower pin is,
a first lower pin connected to a lower portion of the center pin and extending in the stacking direction of the cells to have a width equal to that of the body; and
A battery module comprising a second lower pin spaced apart from the first lower pin and disposed below the first lower pin.

In claim 1,
The heat dissipation fin is,
A battery module comprising an aluminum (Al) alloy.

In claim 1,
Further comprising a bus bar frame disposed between the cell stack and the bus bar so that the bus bar is fixed,
In the body,
A battery module in which a fastening hole of a penetrating shape is formed so that a fastening member for coupling with the bus bar frame can pass through.

In claim 1,
The heat dissipation fin is,
a center pin extending in a direction away from the cell from a position corresponding to a portion of the body connected to the electrode lead; and
A battery module comprising an upper pin disposed above the center pin and extending in a direction away from the cell.

In claim 11,
In the body,
A slot of a penetrating shape is formed so that the electrode lead can pass through,
The center pin is,
A battery module disposed to be spaced apart from the slot so that the electrode lead can be attached.

In claim 12,
The electrode lead is,
A battery module that penetrates the slot and has one end attached between the slot and the center pin in the body.