WO2014178567A1 - Battery module aggregate included in battery pack for vehicle - Google Patents

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WO2014178567A1
WO2014178567A1 PCT/KR2014/003566 KR2014003566W WO2014178567A1 WO 2014178567 A1 WO2014178567 A1 WO 2014178567A1 KR 2014003566 W KR2014003566 W KR 2014003566W WO 2014178567 A1 WO2014178567 A1 WO 2014178567A1
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WO
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battery module
battery
battery modules
present
arranged side
Prior art date
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PCT/KR2014/003566
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Korean (ko)
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김성종
조재양
안순호
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module assembly, and more particularly, to an electrical connection between battery modules in a battery module assembly included in an automotive battery pack.
  • the secondary battery has high applicationability and high electrical energy characteristics such as high energy density according to the product group, and is not only a portable device but also an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV) driven by an electric driving source. It is applied universally.
  • the secondary battery is attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of drastically reducing the use of fossil fuels is generated but also no by-products of energy use are generated.
  • Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and the like.
  • the operating voltage of the unit secondary battery cell is about 2.5V to 4.2V. Therefore, when a higher output voltage is required, a plurality of secondary battery cells may be connected in series to configure a battery pack.
  • the battery pack may be configured by connecting a plurality of secondary battery cells in parallel according to charge and discharge capacity required for the battery pack. Therefore, the number of secondary battery cells included in the battery pack may be variously set according to the required output voltage or charge and discharge capacity.
  • the present invention has been made in view of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a battery module assembly included in a battery pack for an automobile.
  • the battery module assembly according to the present invention for achieving the technical problem is a battery module assembly including two battery modules of the four battery modules are arranged side by side, stacked on the two battery modules arranged side by side
  • the cylindrical secondary battery cells included in each battery module are electrically connected in parallel by plates disposed on top of each of the two battery modules arranged side by side, and arranged bottom of the two battery modules arranged side by side.
  • the two battery modules arranged side by side by a metal plate are electrically connected in parallel, and each battery module is formed by a metal plate disposed at each top and bottom of each of the two battery modules stacked on the two battery modules arranged side by side.
  • the cylindrical secondary battery cells included in the electrically parallel The four battery modules are electrically connected in series.
  • the material of the metal plate is any one selected from the group consisting of nickel, copper, brass and nickel plated copper.
  • the metal plate is connected to the cylindrical secondary battery cell included in each battery module through resistance welding, ultrasonic welding, laser welding or conductive adhesive.
  • the metal plate has a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm.
  • the battery module assembly according to the present invention further includes a bus bar electrically connecting the two battery modules arranged side by side and the two battery modules stacked thereon, respectively.
  • the plates disposed on each of the top of the two battery modules arranged side by side are larger than the area of each battery module, the portion outside the area of the battery module is folded vertically, the vertically folded portion and the stack
  • the busbars are interposed between plates disposed at lower ends of two battery modules.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery pack including a battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a battery module constituting a battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a battery module 1 of the four battery modules included in the battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a perspective view of a battery module 2 of the four battery modules included in the battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating a state in which battery modules 1 and 2 are connected among four battery modules included in a battery module assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating the stacking of three and four battery modules among four battery modules included in a battery module assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of a battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a battery pack 1 including a battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 illustrated in FIG. 1 is an automotive battery pack 1 that may be mounted on an automobile, a hybrid vehicle (HEV), an electric vehicle (EV), and the like.
  • HEV hybrid vehicle
  • EV electric vehicle
  • the size of the battery pack 1 is in accordance with the standard of the automotive standard battery. Therefore, the battery pack 1 may have a hexahedron shape as a whole.
  • the battery module assembly 50 may also have a size to comply with the standard of the standard battery for automobiles.
  • sizes of the battery pack 1 and the battery module assembly 50 are not limited to the above examples, and the length of the battery pack 1 and the battery module assembly 50 may vary depending on the embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a battery pack 1 including a battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module assembly 50 according to the exemplary embodiment of the present invention has an inner case 30 connected thereto and is embedded between the upper pack case 10 and the lower pack case 70 to constitute the battery pack 1.
  • FIG 3 is a perspective view of the battery module 60 constituting the battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module 60 includes a plurality of cylindrical secondary battery cells 62 (hereinafter, referred to as 'cells') interposed between the upper frame 61 and the lower frame 63.
  • 'cells' cylindrical secondary battery cells 62
  • the electrode of the cell 62 exposed toward the upper frame 61 is the high potential electrode (+)
  • the electrode of the cell 62 exposed toward the lower frame 63 is the low potential ( ⁇ ).
  • the upper frame 61 and the lower frame 63 are illustrated in the upper frame 61 in a dark color and the lower frame 63 in a light color to facilitate visual identification.
  • the battery pack 1 may have an operating voltage of 12V for an automobile.
  • the secondary battery cell 62 according to an embodiment of the present invention may have an operating voltage of 3V. Therefore, the four battery modules 60 may be connected in series to form the battery module assembly 50.
  • top, bottom, top, and bottom are terms indicating a location about a direction shown in the drawings.
  • Battery module assembly 50 is composed of four battery modules (60). Hereinafter, in order to distinguish the four battery modules 60 will be numbered in order.
  • FIG. 4 is a perspective view of a battery module 60-1 of four battery modules included in the battery module assembly 50 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the plate 51 is added to the upper frame 61-1 of the battery module 60 shown in FIG. 3.
  • the plate 51 is a metal and is electrically connected to the high potential terminal of the battery module 60-1. Therefore, the high potential terminals of the cells 62-1 included in the battery module 60-1 may be electrically connected in parallel by the plate 51.
  • the material of the plate 51 may be any one selected from the group consisting of nickel, copper, brass and nickel plated copper.
  • the material is only one example and may include any metal that can be easily replaced by those skilled in the art.
  • the thickness of the plate 51 is 0.1mm ⁇ 0.4mm.
  • the thickness can be variously designed in consideration of the stiffness, electrical conductivity, etc. according to the properties of the metal.
  • the plate 51 and the cell 62-1 are connected by resistance welding, ultrasonic welding, laser welding or conductive adhesive.
  • the total area of the plate 51 is larger than the area of the upper frame 61-1 of the first battery module 60-1.
  • a part of the plate 51 that is, a portion 51-a that is out of an area of the upper frame 61-1 of the first battery module 60-1, is folded vertically.
  • the folded portion 51-a is a portion for mechanical connection and electrical connection with a battery module (see 60-3 of FIG. 7) stacked on the upper side when configuring the battery module assembly 50.
  • FIG. 5 is a perspective view of a battery module 60-2 of four battery modules included in the battery module assembly 50 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the second battery module 60-2 may check that the battery module 60 shown in FIG. 3 is turned upside down.
  • the plate 52 is added to the lower frame 63-2 of the battery module 60-2.
  • the plate 52 is a metal and is electrically connected to the low potential terminal of the battery module 60-2. Therefore, the low potential terminals of the cells 62-2 included in the second battery module 60-2 may be electrically connected in parallel by the plate 52.
  • the material, thickness, and welding method of the plate 52 are the same as those of the plate 51 shown in FIG. 4.
  • the total area of the plate 52 is larger than that of the lower frame 63-2 of the second battery module 60-2.
  • the folded portion 52-a is a portion for mechanical connection and electrical connection with a battery module (see 60-4 of FIG. 7) stacked on top when the battery module assembly 50 is configured.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating a case in which the first and second battery modules 60-1 and 60-2 of the four battery modules included in the battery module assembly 50 are connected according to an exemplary embodiment of the present invention. .
  • the plate 53 is disposed at the bottom of the first and second battery modules 60-1 and 60-2.
  • the plate 53 is a metal and is electrically connected to the low potential terminal of the first battery module 60-1. Accordingly, the low potential terminals of the cells 62-1 included in the first battery module 60-1 may be electrically connected in parallel by the plate 53.
  • the plate 53 is a metal is electrically connected to the high potential terminal of the second battery module 60-2. Accordingly, the high potential terminals of the cells 62-included in the second battery module 60-2 may be electrically connected in parallel by the plate 53.
  • the plate 53 has an area including both the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2. Therefore, the low potential terminal of the first battery module 60-1 and the high potential terminal of the second battery module 60-2 may be electrically connected in series.
  • the material, thickness, and welding method of the plate 53 are the same as the plate 51 shown in FIG. 4.
  • the total area of the plate 53 is larger than the sum of the area of the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2.
  • a part of the plate 53 that is, the portion 53-a that is out of the area of the sum of the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2, is folded vertically.
  • a screw thread 68 is formed on the side of the first battery module 60-1 and the side of the second battery module 60-2. Accordingly, a screw hole is formed in the vertically folded portion 53-a, and the plate 53 is connected to the first battery module 60-1 and the second battery module 60 through the screw line 68 and the screw. -2) and can be mechanically connected.
  • the battery module 60 is formed on one side of the upper frame 61 or the lower frame 63, the connecting portion 67, 67-1 for coupling with the other battery module is formed. It is.
  • connection parts 67 and 67-1 formed on side surfaces of the upper frame 61 and the lower frame 63 of the battery module 60 may be identified.
  • four battery modules 60 constitute the battery module assembly 50 (see reference numeral 50 of FIG. 2).
  • the battery module may be mechanically coupled to the other battery module 60 disposed adjacent to the side via the connecting portion (67, 67-1).
  • the connecting portion (67, 67-1) is' ' or ' 'Has a shape. remind ' 'Connected section 67 of the shape'
  • the connecting portions 67-1 of the 'shape are connected to each other to prevent the battery module 60 from escaping in the horizontal direction.
  • the battery modules 60 to be adjacent to each other include the above ' 'Connected section 67 of the shape' '-Shaped connecting portion 67-1 may be arranged to be interconnected.
  • the connecting parts 67 and 67-1 are formed on the side surfaces of the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2, the first battery module 60-1 and the second battery module 60-1 are formed.
  • the battery module 60-2 may be mechanically connected through the connection parts 67 and 67-1.
  • the connecting parts 67 and 67-1 improve the mechanical coupling force between the battery modules 60 constituting the battery module assembly 50.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a stacking of three and four battery modules 60-3 and 60-4 among four battery modules included in the battery module assembly 50 according to an exemplary embodiment of the present invention. to be.
  • a plate 54 is coupled to the high potential terminal of the third battery module 60-3.
  • the plate 55 is coupled to the low potential terminal of the third battery module 60-3.
  • the cells 62-3 included in the third battery module 60-3 by the plates 54 and 55 may be electrically connected in parallel.
  • the plate 56 is coupled to the high potential terminal of the fourth battery module 60-4.
  • the plate 57 is coupled to the low potential terminal of the fourth battery module 60-3.
  • the cells 62-4 included in the 4th battery module 60-4 by the plates 56 and 57 may be electrically connected in parallel.
  • the third battery module 60-3 is electrically connected in series with the first battery module 60-1. Therefore, the low potential terminal of the third battery module 60-3 is stacked to be adjacent to the high potential terminal of the first battery module 60-1.
  • the fourth battery module 60-4 is electrically connected in series with the second battery module 60-2. Therefore, the high potential terminal of the fourth battery module 60-4 is stacked to be adjacent to the low potential terminal of the second battery module 60-2.
  • a protrusion 66 is formed at an upper end of the upper frame 61 of the battery module 60, and a shape of the protrusion 66 is formed at a lower end of the lower frame 63. And an indentation 66-1 corresponding to the position.
  • protrusions 66 formed at the upper end of the upper frame 61 and lower ends of the lower frame 63 correspond to the protrusions 66 according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the indentation portion 66-1 is formed in the shape and position.
  • the battery modules 60 constitute the battery module assembly 50 (see reference numeral 50 of FIG. 2).
  • the protrusions 66 and the indents 66-1 fix the positions of the battery module located above and the battery module located below when the battery modules 60-1 to 60-4 are stacked vertically. You can.
  • the battery modules 60-1 to 60-4 are stacked by the protrusion 66 and the indentation 66-1, the battery modules 60 can be easily stacked, and the upper battery module ( 60 and the lower battery module 60 can be prevented from escaping from the correct position.
  • the first battery module 60-1 and the third The battery module 60-3 may be mechanically connected through the protrusion 66 and the indentation 66-1.
  • the protrusion part 66 and the indentation part 66-1 are formed in the second and fourth battery modules 60-2 and 60-4, the second battery module 60-2 and the The 4th battery module 60-4 may be mechanically connected through the protrusion 66 and the indentation 66-1.
  • the first battery module 60-1 and the third battery module 60-3 may form a mechanical connection and an electrical connection through the vertically folded portion 51-a of the plate 51.
  • the No. 2 battery module 60-2 and the No. 4 battery module 60-4 may form a mechanical connection through the vertically folded portion 52-a in the plate 52.
  • a mechanical connection may be configured through the screw line 68 formed on the lower frame of the third battery module 60-3, the vertically folded portion 51-a and the screw from the plate 51.
  • a mechanical connection may be configured through a screw line 68 formed on the upper frame of the fourth battery module 60-4, a portion 51-a vertically folded from the plate 51, and a screw.
  • FIG 8 is a perspective view of a battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery modules 60-1 to 60-4 described with reference to FIGS. 4 to 7 constitute mechanical and electrical connections.
  • the battery modules 60 stacked vertically that is, the first battery module 60-1 and the third battery module 60-3, the second battery module ( 60-2 and the fourth battery module 60-4 are electrically connected in series through a bus bar 58.
  • the bus bar 58 is also the first battery module 60-1, the third battery module 60-3, the second battery module 60-2 and the fourth battery module 60 through the screw. -4) can be connected between.

Abstract

The present invention discloses a battery module aggregate included in a battery pack for a vehicle. According to the present invention, the stable and economical battery module aggregate comprising a plurality of secondary battery cells can be provided.

Description

자동차용 배터리 팩에 포함되는 배터리 모듈 집합체Battery module assembly included in car battery pack
본 발명은 배터리 모듈 집합체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차용 배터리 팩에 포함되는 배터리 모듈 집합체에 있어서 배터리 모듈 사이의 전기적 연결에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module assembly, and more particularly, to an electrical connection between battery modules in a battery module assembly included in an automotive battery pack.
본 출원은 2013년 4월 29일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2013-0047475호 및 2013년 5월 31일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2013-0063090호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.This application is a priority application for Korean Patent Application No. 10-2013-0047475, filed April 29, 2013, and Korean Patent Application No. 10-2013-0063090, filed May 31, 2013. All the contents disclosed in the specification and drawings of this application are incorporated in this application by reference.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.The secondary battery has high applicationability and high electrical energy characteristics such as high energy density according to the product group, and is not only a portable device but also an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV) driven by an electric driving source. It is applied universally. The secondary battery is attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of drastically reducing the use of fossil fuels is generated but also no by-products of energy use are generated.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀의 작동 전압은 약 2.5V~4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 다수의 이차전지 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 이차전지 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 이차전지 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and the like. The operating voltage of the unit secondary battery cell is about 2.5V to 4.2V. Therefore, when a higher output voltage is required, a plurality of secondary battery cells may be connected in series to configure a battery pack. In addition, the battery pack may be configured by connecting a plurality of secondary battery cells in parallel according to charge and discharge capacity required for the battery pack. Therefore, the number of secondary battery cells included in the battery pack may be variously set according to the required output voltage or charge and discharge capacity.
한편 다수의 이차전지 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 배터리 팩에 포함된 이차전지 셀들은 전기적 및 기계적으로 견고하게 연결될 필요가 있다. 따라서, 이와 같이 이차 전지 셀들의 연결이 견고하게 이루어질 수 있도록 하는 안정적이고 경제적인 배터리 모듈 집합체 및 배터리 팩 디자인이 요구된다.Meanwhile, when a plurality of secondary battery cells are connected in series / parallel to configure a battery pack, the secondary battery cells included in the battery pack need to be electrically and mechanically connected. Accordingly, there is a need for a stable and economical battery module assembly and battery pack design that enables the connection of secondary battery cells to be securely made.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 자동차용 배터리 팩에 포함되는 배터리 모듈 집합체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a battery module assembly included in a battery pack for an automobile.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈 집합체는 상기 4개의 배터리 모듈 중 2개의 배터리 모듈이 나란히 배열되고, 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈 위에 적층된 2개의 배터리 모듈 포함하는 배터리 모듈 집합체로서, 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈의 상단에 각각에 배치된 플레이트에 의해서 각 배터리 모듈에 포함된 원통형 이차전지 셀은 전기적으로 병렬로 연결되고, 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈의 배치된 하단 금속 플레이트에 의해서 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈이 전기적으로 병렬 연결되고, 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈 위에 각각 적층된 2개의 배터리 모듈의 각 상단 및 하단에 배치된 금속 플레이트에 의해서 각 배터리 모듈에 포함된 원통형 이차전지 셀은 전기적으로 병렬로 연결되고, 상기 4개의 배터리 모듈은 전기적으로 직렬 연결된다.The battery module assembly according to the present invention for achieving the technical problem is a battery module assembly including two battery modules of the four battery modules are arranged side by side, stacked on the two battery modules arranged side by side In this case, the cylindrical secondary battery cells included in each battery module are electrically connected in parallel by plates disposed on top of each of the two battery modules arranged side by side, and arranged bottom of the two battery modules arranged side by side. The two battery modules arranged side by side by a metal plate are electrically connected in parallel, and each battery module is formed by a metal plate disposed at each top and bottom of each of the two battery modules stacked on the two battery modules arranged side by side. The cylindrical secondary battery cells included in the electrically parallel The four battery modules are electrically connected in series.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 플레이트의 재질은 니켈, 구리, 황동 및 니켈 도금된 구리로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.According to one embodiment of the invention, the material of the metal plate is any one selected from the group consisting of nickel, copper, brass and nickel plated copper.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 플레이트는 각 배터리 모듈에 포함된 원통형 이차전지 셀과 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 또는 도전성 접착제를 통해서 연결된다.According to an embodiment of the present invention, the metal plate is connected to the cylindrical secondary battery cell included in each battery module through resistance welding, ultrasonic welding, laser welding or conductive adhesive.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 플레이트의 두께는, 0.1mm~0.4mm이다.According to an embodiment of the present invention, the metal plate has a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm.
본 발명에 따른 배터리 모듈 집합체는, 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈과 그 위에 각각 적층된 2개의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하는 버스바;를 더 포함한다. 이 경우, 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈의 상단에 각각에 배치된 플레이트는 각 배터리 모듈의 면적보다 크고, 상기 배터리 모듈의 면적을 벗어난 부분이 수직으로 접혀있으며, 상기 수직으로 접힌 부분과 상기 적층되는 2개의 배터리 모듈의 하단에 각각 배치된 플레이트 사이에 상기 버스바가 개재된다. The battery module assembly according to the present invention further includes a bus bar electrically connecting the two battery modules arranged side by side and the two battery modules stacked thereon, respectively. In this case, the plates disposed on each of the top of the two battery modules arranged side by side are larger than the area of each battery module, the portion outside the area of the battery module is folded vertically, the vertically folded portion and the stack The busbars are interposed between plates disposed at lower ends of two battery modules.
본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 이차전지 셀을 포함하는 안정적이고 경제적인 배터리 모듈 집합체를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to provide a stable and economical battery module assembly including a plurality of secondary battery cells.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체를 포함하는 배터리 팩을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view of a battery pack including a battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체를 포함하는 배터리 팩의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체를 구성하는 배터리 모듈의 사시도이다.3 is a perspective view of a battery module constituting a battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체에 포함되는 4개의 배터리 모듈 중 1번 배터리 모듈의 사시도이다.4 is a perspective view of a battery module 1 of the four battery modules included in the battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체에 포함되는 4개의 배터리 모듈 중 2번 배터리 모듈의 사시도이다.5 is a perspective view of a battery module 2 of the four battery modules included in the battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체에 포함되는 4개의 배터리 모듈 중 1번 및 2번 배터리 모듈이 연결된 모습을 도시한 분해 사시도이다.FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating a state in which battery modules 1 and 2 are connected among four battery modules included in a battery module assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체에 포함되는 4개의 배터리 모듈 중 3번 및 4번 배터리 모듈이 적층되는 모습을 도시한 분해 사시도이다.FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating the stacking of three and four battery modules among four battery modules included in a battery module assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체의 사시도이다.8 is a perspective view of a battery module assembly according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)를 포함하는 배터리 팩(1)을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a battery pack 1 including a battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 배터리 팩(1)은 자동차, 하이브리드차(HEV), 전기차(EV) 등에 장착될 수 있는 자동차용 배터리 팩(1)이다.The battery pack 1 illustrated in FIG. 1 is an automotive battery pack 1 that may be mounted on an automobile, a hybrid vehicle (HEV), an electric vehicle (EV), and the like.
바람직하게, 상기 배터리 팩(1)의 크기는 자동차용 표준 배터리의 규격을 따른다. 따라서, 상기 배터리 팩(1)은 전체적으로 육면체의 형상을 가질 수 있다.Preferably, the size of the battery pack 1 is in accordance with the standard of the automotive standard battery. Therefore, the battery pack 1 may have a hexahedron shape as a whole.
또한 바람직하게, 상기 배터리 모듈 집합체(50) 역시 자동차용 표준 배터리의 규격을 따르기 위한 크기를 가질 수 있다. 그러나, 상기 배터리 팩(1) 및 배터리 모듈 집합체(50)의 크기는 상기 예시에 제한되지 않으며 실시예에 따라 가로, 세로, 높이의 길이는 다양할 수 있다.Also preferably, the battery module assembly 50 may also have a size to comply with the standard of the standard battery for automobiles. However, sizes of the battery pack 1 and the battery module assembly 50 are not limited to the above examples, and the length of the battery pack 1 and the battery module assembly 50 may vary depending on the embodiment.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)를 포함하는 배터리 팩(1)의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of a battery pack 1 including a battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)는 내부 케이스(30)가 연결되고, 상부 팩 케이스(10)와 하부 팩 케이스(70) 사이에 내장되어 배터리 팩(1)을 구성한다.The battery module assembly 50 according to the exemplary embodiment of the present invention has an inner case 30 connected thereto and is embedded between the upper pack case 10 and the lower pack case 70 to constitute the battery pack 1.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)를 구성하는 배터리 모듈(60)의 사시도이다.3 is a perspective view of the battery module 60 constituting the battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 배터리 모듈(60)은 다수의 원통형 이차전지 셀(62, 이하 '셀')이 상부 프레임(61) 및 하부 프레임(63) 사이에 개재되어 구성된다. 설명의 편의상 상부 프레임(61) 쪽으로 노출된 셀(62)의 전극을 고전위 전극(+), 하부 프레임(63) 쪽으로 노출된 셀(62)의 전극을 저전위(-)으로 가정하겠다. 그리고, 상기 상부 프레임(61)과 하부 프레임(63)은 육안상 식별을 용이하게 하기 위해, 상부 프레임(61)은 짙은 색이며 하부 프레임(63)은 옅은 색으로 도시하였다.Referring to FIG. 3, the battery module 60 includes a plurality of cylindrical secondary battery cells 62 (hereinafter, referred to as 'cells') interposed between the upper frame 61 and the lower frame 63. For convenience of explanation, it is assumed that the electrode of the cell 62 exposed toward the upper frame 61 is the high potential electrode (+), and the electrode of the cell 62 exposed toward the lower frame 63 is the low potential (−). In addition, the upper frame 61 and the lower frame 63 are illustrated in the upper frame 61 in a dark color and the lower frame 63 in a light color to facilitate visual identification.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은 자동차용으로서 12V의 작동 전압을 가질 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 셀(62)은 3V의 작동 전압을 가질 수 있다. 따라서, 4개의 배터리 모듈(60)은 직렬로 연결되어 배터리 모듈 집합체(50)를 구성할 수 있다.The battery pack 1 according to an embodiment of the present invention may have an operating voltage of 12V for an automobile. In addition, the secondary battery cell 62 according to an embodiment of the present invention may have an operating voltage of 3V. Therefore, the four battery modules 60 may be connected in series to form the battery module assembly 50.
이하에서는, 도 3에 도시된 배터리 모듈(60)을 통해 구성된 배터리 모듈 집합체(50)에 대해서 설명하도록 하겠다. 참고로, 본 명세서에서 상부, 하부, 상단 및 하단은 도면에 도시된 방향을 중심으로 위치를 가르키는 용어이다.Hereinafter, the battery module assembly 50 configured through the battery module 60 shown in FIG. 3 will be described. For reference, in the present specification, the top, bottom, top, and bottom are terms indicating a location about a direction shown in the drawings.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)는 4개의 배터리 모듈(60)로 구성된다. 이하 4개의 배터리 모듈(60)을 구분하기 위해서 순서대로 번호를 붙이도록 하겠다. Battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention is composed of four battery modules (60). Hereinafter, in order to distinguish the four battery modules 60 will be numbered in order.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)에 포함되는 4개의 배터리 모듈 중 1번 배터리 모듈(60-1)의 사시도이다.4 is a perspective view of a battery module 60-1 of four battery modules included in the battery module assembly 50 according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 도 3에 도시된 배터리 모듈(60)의 상부 프레임(61-1)에 플레이트(51)가 추가된 것을 확인할 수 있다. 상기 플레이트(51)는 금속으로서 상기 배터리 모듈(60-1)의 고전위 단자와 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 플레이트(51)에 의해서 상기 배터리 모듈(60-1)에 포함된 셀(62-1)들의 고전위 단자가 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the plate 51 is added to the upper frame 61-1 of the battery module 60 shown in FIG. 3. The plate 51 is a metal and is electrically connected to the high potential terminal of the battery module 60-1. Therefore, the high potential terminals of the cells 62-1 included in the battery module 60-1 may be electrically connected in parallel by the plate 51.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플레이트(51)의 재질은 니켈, 구리, 황동 및 니켈 도금된 구리로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 재질은 일 예시에 불과하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 대체할 수 있는 모든 금속을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the material of the plate 51 may be any one selected from the group consisting of nickel, copper, brass and nickel plated copper. The material is only one example and may include any metal that can be easily replaced by those skilled in the art.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플레이트(51)의 두께는 0.1mm~0.4mm이다. 상기 두께는 금속의 성질에 따른 강성, 전기 전도성 등을 고려하여 다양하게 설계가 가능하다.According to one embodiment of the invention, the thickness of the plate 51 is 0.1mm ~ 0.4mm. The thickness can be variously designed in consideration of the stiffness, electrical conductivity, etc. according to the properties of the metal.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플레이트(51)과 상기 셀(62-1)들의 연결은 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 또는 도전성 접착제에 의해 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the plate 51 and the cell 62-1 are connected by resistance welding, ultrasonic welding, laser welding or conductive adhesive.
상기 플레이트(51)의 전체 면적은 상기 1번 배터리 모듈(60-1)의 상부 프레임(61-1)면적보다 크다. 그리고, 상기 플레이트(51)의 일부 즉, 상기 1번 배터리 모듈(60-1)의 상부 프레임(61-1) 면적보다 벗어난 부분(51-a)은 수직으로 접혀있다. 상기 접힌 부분(51-a)은 이후 배터리 모듈 집합체(50)를 구성할 때, 상부에 적층되는 배터리 모듈(도 7의 60-3 참조)과 기계적 연결 및 전기적 연결을 위한 부분이다.The total area of the plate 51 is larger than the area of the upper frame 61-1 of the first battery module 60-1. In addition, a part of the plate 51, that is, a portion 51-a that is out of an area of the upper frame 61-1 of the first battery module 60-1, is folded vertically. The folded portion 51-a is a portion for mechanical connection and electrical connection with a battery module (see 60-3 of FIG. 7) stacked on the upper side when configuring the battery module assembly 50.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)에 포함되는 4개의 배터리 모듈 중 2번 배터리 모듈(60-2)의 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view of a battery module 60-2 of four battery modules included in the battery module assembly 50 according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 2번 배터리 모듈(60-2)은 도 3에 도시된 배터리 모듈(60)이 뒤집어 진 것을 확인할 수 있다. 그리고, 상기 2번 배터리 모듈(60-2)의 하부 프레임(63-2)에 플레이트(52)가 추가된 것을 확인할 수 있다. 상기 플레이트(52)는 금속으로서 상기 배터리 모듈(60-2)의 저전위 단자와 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 플레이트(52)에 의해서 상기 2번 배터리 모듈(60-2)에 포함된 셀(62-2)들의 저전위 단자가 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5, the second battery module 60-2 may check that the battery module 60 shown in FIG. 3 is turned upside down. In addition, the plate 52 is added to the lower frame 63-2 of the battery module 60-2. The plate 52 is a metal and is electrically connected to the low potential terminal of the battery module 60-2. Therefore, the low potential terminals of the cells 62-2 included in the second battery module 60-2 may be electrically connected in parallel by the plate 52.
상기 플레이트(52)의 재질, 두께 및 용접 방식은 도 4에 도시된 플레이트(51)와 동일하다.The material, thickness, and welding method of the plate 52 are the same as those of the plate 51 shown in FIG. 4.
상기 플레이트(52)의 전체 면적은 상기 2번 배터리 모듈(60-2)의 하부 프레임(63-2) 면적보다 크다. 그리고, 상기 플레이트(52)의 일부 즉, 상기 2번 배터리 모듈(60-2)의 하부 프레임(63-2)보다 벗어난 부분(52-a)은 수직으로 접혀있다. 상기 접힌 부분(52-a)은 이후 배터리 모듈 집합체(50)를 구성할 때, 상부에 적층되는 배터리 모듈(도 7의 60-4 참조)과 기계적 연결 및 전기적 연결을 위한 부분이다.The total area of the plate 52 is larger than that of the lower frame 63-2 of the second battery module 60-2. A portion of the plate 52, that is, a portion 52-a deviating from the lower frame 63-2 of the battery module 60-2, is vertically folded. The folded portion 52-a is a portion for mechanical connection and electrical connection with a battery module (see 60-4 of FIG. 7) stacked on top when the battery module assembly 50 is configured.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)에 포함되는 4개의 배터리 모듈 중 1번 및 2번 배터리 모듈(60-1, 60-2)이 연결된 모습을 도시한 분해 사시도이다.FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating a case in which the first and second battery modules 60-1 and 60-2 of the four battery modules included in the battery module assembly 50 are connected according to an exemplary embodiment of the present invention. .
도 6을 참조하면, 상기 1번 및 2번 배터리 모듈(60-1, 60-2) 하단에 플레이트(53)가 배치된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the plate 53 is disposed at the bottom of the first and second battery modules 60-1 and 60-2.
상기 플레이트(53)는 금속으로서 상기 1번 배터리 모듈(60-1)의 저전위 단자와 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 플레이트(53)에 의해서 상기 1번 배터리 모듈(60-1)에 포함된 셀(62-1)들의 저전위 단자가 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 한편, 상기 플레이트(53)는 금속으로서 상기 2번 배터리 모듈(60-2)의 고전위 단자와 전기적으로 연결되다. 따라서, 상기 플레이트(53)에 의해서 상기 2번 배터리 모듈(60-2)에 포함된 셀(62-)들의 고전위 단자가 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 동시에, 상기 플레이트(53)는 상기 1번 배터리 모듈(60-1) 및 상기 2번 배터리 모듈(60-2)을 모두 포함하는 면적을 가지고 있다. 따라서, 상기 1번 배터리 모듈(60-1)의 저전위 단자와 2번 배터리 모듈(60-2)의 고전위 단자가 전기적으로 직렬 연결될 수 있다.The plate 53 is a metal and is electrically connected to the low potential terminal of the first battery module 60-1. Accordingly, the low potential terminals of the cells 62-1 included in the first battery module 60-1 may be electrically connected in parallel by the plate 53. On the other hand, the plate 53 is a metal is electrically connected to the high potential terminal of the second battery module 60-2. Accordingly, the high potential terminals of the cells 62-included in the second battery module 60-2 may be electrically connected in parallel by the plate 53. At the same time, the plate 53 has an area including both the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2. Therefore, the low potential terminal of the first battery module 60-1 and the high potential terminal of the second battery module 60-2 may be electrically connected in series.
상기 플레이트(53)의 재질, 두께 및 용접 방식은 도 4에 도시된 플레이트(51)와 동일하다.The material, thickness, and welding method of the plate 53 are the same as the plate 51 shown in FIG. 4.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플레이트(53)의 전체 면적은 상기 1번 배터리 모듈(60-1) 및 2번 배터리 모듈(60-2)을 합한 면적보다 크다. 그리고, 상기 플레이트(53)의 일부 즉, 상기 1번 배터리 모듈(60-1)과 2번 배터리 모듈(60-2)을 합한 면적보다 벗어난 부분(53-a)은 수직으로 접혀있다. 그리고, 상기 1번 배터리 모듈(60-1)의 측면과 2번 배터리 모듈(60-2)의 측면에는 나사선(68)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 수직으로 접힌 부분(53-a)에 나사 구멍을 형성하고, 상기 나사선(68) 및 나사를 통해서 상기 플레이트(53)는 1번 배터리 모듈(60-1) 및 2번 배터리 모듈(60-2)과 기계적으로 연결될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the total area of the plate 53 is larger than the sum of the area of the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2. In addition, a part of the plate 53, that is, the portion 53-a that is out of the area of the sum of the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2, is folded vertically. A screw thread 68 is formed on the side of the first battery module 60-1 and the side of the second battery module 60-2. Accordingly, a screw hole is formed in the vertically folded portion 53-a, and the plate 53 is connected to the first battery module 60-1 and the second battery module 60 through the screw line 68 and the screw. -2) and can be mechanically connected.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배터리 모듈(60)은 상기 상부 프레임(61) 또는 상기 하부 프레임(63)의 일 측면에는 다른 배터리 모듈과 결합을 위한 연결부(67, 67-1)가 형성되어 있다.According to an embodiment of the present invention, the battery module 60 is formed on one side of the upper frame 61 or the lower frame 63, the connecting portion 67, 67-1 for coupling with the other battery module is formed. It is.
도 3을 다시 참조하면, 상기 배터리 모듈(60)의 상기 상부 프레임(61) 및 상기 하부 프레임(63)의 측면에 형성된 연결부(67, 67-1)를 확인할 수 있다. 상술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은 4개의 배터리 모듈(60)이 배터리 모듈 집합체(50)를 구성한다(도 2 참조번호 50 참고). 이때, 배터리 모듈은 상기 연결부(67, 67-1)를 통해 측면에 인접 배치된 다른 배터리 모듈(60)과 기계적 으로 결합될 수 있다.Referring back to FIG. 3, connection parts 67 and 67-1 formed on side surfaces of the upper frame 61 and the lower frame 63 of the battery module 60 may be identified. As described above, in the battery pack 1 according to the exemplary embodiment of the present invention, four battery modules 60 constitute the battery module assembly 50 (see reference numeral 50 of FIG. 2). At this time, the battery module may be mechanically coupled to the other battery module 60 disposed adjacent to the side via the connecting portion (67, 67-1).
본 발명의 일 예시에 따르면, 상기 연결부(67, 67-1)는 '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000001
' 또는 '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000002
' 형상을 가진다. 상기 '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000003
' 형상의 연결부(67)와 '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000004
' 형상의 연결부(67-1)가 상호 연결되어 상기 배터리 모듈(60)의 수평 방향 이탈을 방지할 수 있다. 이를 위해 차후 배터리 모듈 집합체(50)를 구성할 때 상호 인접하게 될 배터리 모듈(60)에는 상기 '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000005
' 형상의 연결부(67)와 '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000006
' 형상의 연결부(67-1)가 상호 연결되도록 배치될 수 있다.According to one example of the invention, the connecting portion (67, 67-1) is'
Figure PCTKR2014003566-appb-I000001
' or '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000002
'Has a shape. remind '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000003
'Connected section 67 of the shape'
Figure PCTKR2014003566-appb-I000004
The connecting portions 67-1 of the 'shape are connected to each other to prevent the battery module 60 from escaping in the horizontal direction. To this end, when the battery module assembly 50 is configured in the future, the battery modules 60 to be adjacent to each other include the above '
Figure PCTKR2014003566-appb-I000005
'Connected section 67 of the shape'
Figure PCTKR2014003566-appb-I000006
'-Shaped connecting portion 67-1 may be arranged to be interconnected.
상기 1번 배터리 모듈(60-1) 및 상기 2번 배터리 모듈(60-2)의 측면에 연결부(67, 67-1)가 형성된 경우, 상기 1번 배터리 모듈(60-1) 및 상기 2번 배터리 모듈(60-2)은 상기 연결부(67, 67-1)를 통해서 기계적으로 연결될 수 있다. 상기 연결부(67, 67-1)는 배터리 모듈 집합체(50)를 구성하는 배터리 모듈(60) 사이의 기계적 결합력을 향상시켜준다.When the connecting parts 67 and 67-1 are formed on the side surfaces of the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2, the first battery module 60-1 and the second battery module 60-1 are formed. The battery module 60-2 may be mechanically connected through the connection parts 67 and 67-1. The connecting parts 67 and 67-1 improve the mechanical coupling force between the battery modules 60 constituting the battery module assembly 50.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)에 포함되는 4개의 배터리 모듈 중 3번 및 4번 배터리 모듈(60-3, 60-4)이 적층되는 모습을 도시한 분해 사시도이다.FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a stacking of three and four battery modules 60-3 and 60-4 among four battery modules included in the battery module assembly 50 according to an exemplary embodiment of the present invention. to be.
도 7을 참조하면, 상기 3번 배터리 모듈(60-3)의 고전위 단자에는 플레이트(54)가 결합된다. 그리고, 상기 3번 배터리 모듈(60-3)의 저전위 단자에는 플레이트(55)가 결합된다. 상기 플레이트(54, 55)에 의해 상기 3번 배터리 모듈(60-3)에 포함된 셀(62-3)들은 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 7, a plate 54 is coupled to the high potential terminal of the third battery module 60-3. In addition, the plate 55 is coupled to the low potential terminal of the third battery module 60-3. The cells 62-3 included in the third battery module 60-3 by the plates 54 and 55 may be electrically connected in parallel.
상기 4번 배터리 모듈(60-4)의 고전위 단자에는 플레이트(56)가 결합된다. 그리고, 상기 4번 배터리 모듈(60-3)의 저전위 단자에는 플레이트(57)가 결합된다. 상기 플레이트(56, 57)에 의해 상기 4번 배터리 모듈(60-4)에 포함된 셀(62-4)들은 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.The plate 56 is coupled to the high potential terminal of the fourth battery module 60-4. In addition, the plate 57 is coupled to the low potential terminal of the fourth battery module 60-3. The cells 62-4 included in the 4th battery module 60-4 by the plates 56 and 57 may be electrically connected in parallel.
도 7을 참조하면, 나란하게 배열된 1번 배터리 모듈(60-1) 및 2번 배터리 모듈(60-2) 위에 각각 3번 배터리 모듈(60-3) 및 4번 배터리 모듈(60-4)이 적층되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, the number 3 battery module 60-3 and the number 4 battery module 60-4 on the first battery module 60-1 and the second battery module 60-2 arranged side by side, respectively. It can be confirmed that this is laminated.
상기 3번 배터리 모듈(60-3)은 상기 1번 배터리 모듈(60-1)과 전기적으로 직렬 연결된다. 따라서, 상기 3번 배터리 모듈(60-3)의 저전위 단자가 상기 1번 배터리 모듈(60-1)의 고전위 단자와 인접하도록 적층된다. The third battery module 60-3 is electrically connected in series with the first battery module 60-1. Therefore, the low potential terminal of the third battery module 60-3 is stacked to be adjacent to the high potential terminal of the first battery module 60-1.
그리고, 상기 4번 배터리 모듈(60-4)은 상기 2번 배터리 모듈(60-2)과 전기적으로 직렬 연결된다. 따라서, 상기 4번 배터리 모듈(60-4)의 고전위 단자가 상기 2번 배터리 모듈(60-2)의 저전위 단자와 인접하도록 적층된다.The fourth battery module 60-4 is electrically connected in series with the second battery module 60-2. Therefore, the high potential terminal of the fourth battery module 60-4 is stacked to be adjacent to the low potential terminal of the second battery module 60-2.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배터리 모듈(60)의 상기 상부 프레임(61)의 상단부에는 돌출부(66)가 형성되어 있으며, 상기 하부 프레임(63)의 하단부에는 상기 돌출부(66)의 형상 및 위치에 대응되는 만입부(66-1)가 형성되어 있다.According to the exemplary embodiment of the present invention, a protrusion 66 is formed at an upper end of the upper frame 61 of the battery module 60, and a shape of the protrusion 66 is formed at a lower end of the lower frame 63. And an indentation 66-1 corresponding to the position.
다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 상부 프레임(61)의 상단부에는 형성된 돌출부(66)와 상기 하부 프레임(63)의 하단부에는 상기 돌출부(66)에 대응되는 형상 및 위치에 만입부(66-1)가 형성된 것을 확인 할 수 있다.3 to 5 again, protrusions 66 formed at the upper end of the upper frame 61 and lower ends of the lower frame 63 correspond to the protrusions 66 according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the indentation portion 66-1 is formed in the shape and position.
상술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은 4개의 배터리 모듈(60)이 배터리 모듈 집합체(50)를 구성한다(도 2 참조번호 50 참고). 이때 상기 돌출부(66) 및 만입부(66-1)는 상기 배터리 모듈들(60-1 ~ 60-4)이 수직으로 적층될 때, 상부에 위치한 배터리 모듈과 하부에 위치한 배터리 모듈의 위치를 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 돌출부(66)와 만입부(66-1)에 의해 배터리 모듈들(60-1 ~ 60-4)이 적층될 때, 배터리 모듈(60)이 쉽게 적층될 수 있으며, 상부 배터리 모듈(60)과 하부 배터리 모듈(60)이 정(正)위치에서 벗어나는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the battery pack 1 according to the exemplary embodiment of the present invention, four battery modules 60 constitute the battery module assembly 50 (see reference numeral 50 of FIG. 2). In this case, the protrusions 66 and the indents 66-1 fix the positions of the battery module located above and the battery module located below when the battery modules 60-1 to 60-4 are stacked vertically. You can. In addition, when the battery modules 60-1 to 60-4 are stacked by the protrusion 66 and the indentation 66-1, the battery modules 60 can be easily stacked, and the upper battery module ( 60 and the lower battery module 60 can be prevented from escaping from the correct position.
상기 1번 및 3번 배터리 모듈(60-1, 60-3)에 상기 돌출부(66) 및 상기 만입부(66-1)가 형성된 경우, 상기 1번 배터리 모듈(60-1)과 상기 3번 배터리 모듈(60-3)은 상기 돌출부(66) 및 만입부(66-1)를 통해서 기계적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 2번 및 4번 배터리 모듈(60-2, 60-4)에 상기 돌출부(66) 및 상기 만입부(66-1)가 형성된 경우, 상기 2번 배터리 모듈(60-2)과 상기 4번 배터리 모듈(60-4)은 상기 돌출부(66) 및 만입부(66-1)를 통해서 기계적으로 연결될 수 있다.When the protrusions 66 and the indents 66-1 are formed on the first and third battery modules 60-1 and 60-3, the first battery module 60-1 and the third The battery module 60-3 may be mechanically connected through the protrusion 66 and the indentation 66-1. In addition, when the protrusion part 66 and the indentation part 66-1 are formed in the second and fourth battery modules 60-2 and 60-4, the second battery module 60-2 and the The 4th battery module 60-4 may be mechanically connected through the protrusion 66 and the indentation 66-1.
한편, 상기 1번 배터리 모듈(60-1)과 상기 3번 배터리 모듈(60-3)은 플레이트(51)에서 수직으로 접힌 부분(51-a)을 통해서 기계적 연결 및 전기적 연결을 구성할 수 있다. 또한, 상기 2번 배터리 모듈(60-2)과 상기 4번 배터리 모듈(60-4)은 플레이트(52)에서 수직으로 접힌 부분(52-a)을 통해서 기계적 연결을 구성할 수 있다. 이때, 상기 3번 배터리 모듈(60-3)의 하부 프레임에 형성된 나사선(68), 상기 플레이트(51)에서 수직으로 접힌 부분(51-a) 및 나사를 통해서 기계적 연결을 구성할 수 있다. 마찬가지로, 상기 4번 배터리 모듈(60-4)의 상부 프레임에 형성된 나사선(68), 상기 플레이트(51)에서 수직으로 접힌 부분(51-a) 및 나사를 통해서 기계적 연결을 구성할 수 있다.Meanwhile, the first battery module 60-1 and the third battery module 60-3 may form a mechanical connection and an electrical connection through the vertically folded portion 51-a of the plate 51. . In addition, the No. 2 battery module 60-2 and the No. 4 battery module 60-4 may form a mechanical connection through the vertically folded portion 52-a in the plate 52. In this case, a mechanical connection may be configured through the screw line 68 formed on the lower frame of the third battery module 60-3, the vertically folded portion 51-a and the screw from the plate 51. Similarly, a mechanical connection may be configured through a screw line 68 formed on the upper frame of the fourth battery module 60-4, a portion 51-a vertically folded from the plate 51, and a screw.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 집합체(50)의 사시도이다.8 is a perspective view of a battery module assembly 50 according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한 배터리 모듈들(60-1 ~ 60-4)가 기계적 연결 및 전기적 연결을 구성된 모습을 확인 할 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the battery modules 60-1 to 60-4 described with reference to FIGS. 4 to 7 constitute mechanical and electrical connections.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수직으로 적층되는 배터리 모듈(60) 사이 즉, 상기 1번 배터리 모듈(60-1)과 상기 3번 배터리 모듈(60-3), 상기 2번 배터리 모듈(60-2)과 상기 4번 배터리 모듈(60-4)은 버스바(58)를 통해서 전기적으로 직렬 연결된다. 상기 버스바(58) 역시 나사를 통해서 상기 1번 배터리 모듈(60-1)과 상기 3번 배터리 모듈(60-3), 상기 2번 배터리 모듈(60-2)과 상기 4번 배터리 모듈(60-4) 사이에 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the battery modules 60 stacked vertically, that is, the first battery module 60-1 and the third battery module 60-3, the second battery module ( 60-2 and the fourth battery module 60-4 are electrically connected in series through a bus bar 58. The bus bar 58 is also the first battery module 60-1, the third battery module 60-3, the second battery module 60-2 and the fourth battery module 60 through the screw. -4) can be connected between.
본 발명에 따르면, 다수의 이차전지 셀을 포함하는 안정적이고 경제적인 배터리 모듈 집합체를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a stable and economical battery module assembly including a plurality of secondary battery cells.
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 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

Claims (6)

  1. 상기 4개의 배터리 모듈 중 2개의 배터리 모듈이 나란히 배열되고, 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈 위에 적층된 2개의 배터리 모듈 포함하는 배터리 모듈 집합체에 있어서,In the battery module assembly comprising two battery modules of the four battery modules are arranged side by side, stacked on the two battery modules arranged side by side,
    상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈의 상단에 각각에 배치된 플레이트에 의해서 각 배터리 모듈에 포함된 원통형 이차전지 셀은 전기적으로 병렬로 연결되고,Cylindrical secondary battery cells included in each battery module are electrically connected in parallel by plates disposed on tops of the two battery modules arranged side by side.
    상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈의 배치된 하단 금속 플레이트에 의해서 상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈이 전기적으로 병렬 연결되고,The two battery modules arranged side by side are electrically connected in parallel by the lower metal plates disposed of the two battery modules arranged side by side,
    상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈 위에 각각 적층된 2개의 배터리 모듈의 각 상단 및 하단에 배치된 금속 플레이트에 의해서 각 배터리 모듈에 포함된 원통형 이차전지 셀은 전기적으로 병렬로 연결되고,The cylindrical secondary battery cells included in each battery module are electrically connected in parallel by metal plates disposed at the top and bottom of each of the two battery modules stacked on the two battery modules arranged side by side.
    상기 4개의 배터리 모듈은 전기적으로 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 집합체.And the four battery modules are electrically connected in series.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 금속 플레이트의 재질은 니켈, 구리, 황동 및 니켈 도금된 구리로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 집합체.The material of the metal plate is a battery module assembly, characterized in that any one selected from the group consisting of nickel, copper, brass and nickel plated copper.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 금속 플레이트는 각 배터리 모듈에 포함된 원통형 이차전지 셀과 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 또는 도전성 접착제를 통해서 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 집합체.The metal plate is a battery module assembly, characterized in that connected to the cylindrical secondary battery cell included in each battery module through resistance welding, ultrasonic welding, laser welding or conductive adhesive.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 금속 플레이트의 두께는, 0.1mm~0.4mm인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 집합체.The thickness of the metal plate, the battery module assembly, characterized in that 0.1mm ~ 0.4mm.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈과 그 위에 각각 적층된 2개의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하는 버스바;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 집합체.And a bus bar for electrically connecting the two battery modules arranged side by side and the two battery modules stacked on each of them.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 나란히 배열된 2개의 배터리 모듈의 상단에 각각에 배치된 플레이트는 각 배터리 모듈의 면적보다 크고,Plates disposed on top of each of the two battery modules arranged side by side are larger than the area of each battery module,
    상기 배터리 모듈의 면적을 벗어난 부분이 수직으로 접혀있으며,The part out of the area of the battery module is folded vertically,
    상기 수직으로 접힌 부분과 상기 적층되는 2개의 배터리 모듈의 하단에 각각 배치된 플레이트 사이에 상기 버스바가 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 집합체.And the bus bar is interposed between the vertically folded portion and plates disposed at lower ends of the two stacked battery modules.
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