WO2020101216A1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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WO2020101216A1
WO2020101216A1 PCT/KR2019/014169 KR2019014169W WO2020101216A1 WO 2020101216 A1 WO2020101216 A1 WO 2020101216A1 KR 2019014169 W KR2019014169 W KR 2019014169W WO 2020101216 A1 WO2020101216 A1 WO 2020101216A1
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protection circuit
battery
management unit
module
circuit module
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PCT/KR2019/014169
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English (en)
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권재국
김진섭
송석진
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module.
  • the most essential component in such a hybrid vehicle or electric vehicle is a battery pack that supplies power to the motor.
  • the battery pack includes a battery module including a plurality of battery cells, and as the plurality of battery cells are connected in series and / or in parallel with each other, the capacity and output of the battery module are increased.
  • a battery cell is formed by stacking a plurality of electrode plates with a separator interposed therebetween, and welding a plurality of electrode tabs to a plurality of electrode plates to form an electrode assembly, and then sealing the electrode assembly with an aluminum pouch. Is manufactured through.
  • the protection of the battery cell is protected by safety elements such as a positive temperature coefficient (PTC) element, a protection circuit module (PCM), and a thermal cut-out (TCO) element. It is controlled by a battery management unit (BMU).
  • PTC positive temperature coefficient
  • PCM protection circuit module
  • TCO thermal cut-out
  • the battery cells are coupled and electrically connected by a battery management unit and welding (eg, resistance welding, laser welding, spot welding) to prevent overcharging, overdischarging and overcurrent.
  • a battery management unit and welding eg, resistance welding, laser welding, spot welding
  • the battery cell and the battery management unit are joined by welding, if a welding failure occurs between the battery cell and the battery management unit, the entire battery module including the battery cell must be discarded, resulting in loss of parts, There is a problem that the manufacturing cost of the battery module increases.
  • the welding pad required for the welding process in the battery protection module there is a problem that the size of the battery module increases by the size of the portion occupied by the welding pad.
  • a separate welding facility is required to weld the battery cell and the battery management unit, and there is a problem in that welding conditions must always be managed.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is to provide a battery module configured to be connected to the protection circuit module and the battery management unit without welding.
  • Battery module for achieving the above object, a battery cell; A protection circuit module integrally coupled to the battery cell and having an integral thermal barrier element; A battery management unit connected to the protection circuit module; And a connection unit detachably connecting the protection circuit module and the battery management unit.
  • the connection unit may include a plug connected to any one of the protection circuit module and the battery management unit, and a socket provided in the other of the protection circuit module and the battery management unit to which the plug is detachably fitted.
  • the battery module according to an embodiment of the present invention may further include a thermal barrier element integrally coupled to the protection circuit module.
  • the battery cell can be connected to the protection circuit module through a thermal shutdown element.
  • a battery module for achieving the above object, a plurality of battery cells; A plurality of protection circuit modules respectively connected to the plurality of battery cells; A battery management unit connected to the plurality of protection circuit modules; And a plurality of connection units that detachably connect the plurality of protection circuit modules and the battery management unit, and interconnect the plurality of protection circuit modules.
  • the plurality of connection units includes: a first connection unit connecting the protection circuit module and the battery management unit; And a second connection unit interconnecting a pair of protection circuit modules among the plurality of protection circuit modules, wherein the first connection unit is connected to any one of the protection circuit module and the battery management unit through a first connection line.
  • a second socket provided on the other of the pair of protection circuit modules to which the second plug is fitted.
  • the battery module according to an embodiment of the present invention may further include a thermal barrier element integrally coupled to the protection circuit module.
  • the battery cell can be connected to the protection circuit module through a thermal shutdown element.
  • the battery cell includes: an electrode assembly formed by stacking a plurality of electrode plates with a separator interposed therebetween; And a pouch surrounding the electrode assembly.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a battery module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a protection circuit module and a battery management unit provided in a battery module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a battery module according to a second embodiment of the present invention.
  • the battery module according to the first embodiment of the present invention includes a battery cell 100 having a pair of electrode terminals 110 and protection connected to the battery cell 100 Includes a circuit module 200, a battery management unit 300 connected to the protection circuit module 200, and a connection unit 400 detachably connecting the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 can do.
  • the battery cell 100 is a process in which a plurality of electrode plates are stacked with a separator interposed therebetween, and a plurality of electrode tabs are respectively welded to a plurality of electrode plates to form an electrode assembly, and then the electrode assembly is wrapped with an aluminum pouch and sealed. Is manufactured through.
  • the protection circuit module 200 is electrically connected to the electrode terminal 110 of the battery cell 100 to prevent overheating and explosion of the battery cell 100 due to overcharging, overdischarging, and / or overcurrent of the battery cell 100. Plays a role.
  • the protection circuit module 200 may be a printed circuit board.
  • the protection circuit module 200 may be integrally coupled to the battery cell 100.
  • the protection circuit module 200 may be integrally coupled to the battery cell 100 by spot welding.
  • the protection circuit module 200 may be designed such that a terminal of the protection circuit module 200 corresponds to a position of the electrode terminal 110 of the battery cell 100 so that the protection circuit module 200 can be commonly applied to the plurality of battery cells 100. .
  • the battery cell 100 may be connected to the protection circuit module 200 through the thermal blocking element 500.
  • the protection circuit module 200 may be integrally formed with the thermal barrier element 500.
  • the thermal shutdown element 500 is configured as a thermal fuse and can be coupled to the protection circuit module 200 by welding.
  • the thermal blocking device 500 transmits a signal when an appropriate temperature is sensed when the battery cell 100 is overheated, thereby preventing a safety accident due to overheating of the battery cell 100.
  • the battery management unit 300 serves to control charging and discharging of the battery cell 100.
  • the battery management unit 300 may be a printed circuit board.
  • the battery management unit 300 may be connected to the battery cell 100 through the protection circuit module 200.
  • connection unit 400 serves to detachably connect the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 without welding.
  • the connection unit 400 is provided with a plug 411 that is connected to the protection circuit module 200 through a connection line 413 and a battery management unit 300 and is configured such that the plug 411 is detachably fitted. It may include a socket 412.
  • connection line 413 may be formed of a connection wire connecting the plug 411 to the protection circuit module 200.
  • the plug 411 and the socket 412 may be connected to each other by a male and female connection method.
  • a plurality of electrodes may be provided inside the plug 411 and the socket 412, and when the plug 411 is inserted into the socket 412, a plurality of electrodes may be electrically connected to each other.
  • the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 can be electrically and mechanically connected to each other.
  • the plug 411 is connected to the protection circuit module 200 and the socket 412 is provided with respect to the configuration provided in the battery management unit 300, but the present invention is limited to this.
  • the plug 411 may be connected to the battery management unit 300, and the socket 412 may be provided in the protection circuit module 200.
  • the plug 411 is inserted into the socket 412, so that the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 can be electrically and mechanically connected to each other. have. Therefore, since the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 are connected to each other in a manner other than welding, the assembly process of the battery module can be easily performed. In addition, when a defect occurs in the process of assembling the battery module, the plug 411 connected to the protection circuit module 200 of the battery cell 100 in which the failure occurs is simply detached from the socket 412 of the battery management unit 300. Thereafter, since the corresponding battery cell 100 can be replaced, loss of parts can be prevented as compared to the case where the entire battery module needs to be disposed.
  • the size of the battery module can be reduced by the size of the portion occupied by the welding pad.
  • FIG. 3 a battery module according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
  • the same reference numerals are assigned to the same components as those described in the first embodiment of the present invention, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • a plurality of battery cells 100 are connected to one battery management unit 300.
  • a plurality of protection circuit modules 200 are connected to the plurality of battery cells 100, respectively.
  • the protection circuit module 200 is electrically connected to the battery cell 100 to prevent overheating and explosion of the battery cell 100 due to overcharging, overdischarging, and / or overcurrent of the battery cell 100.
  • the protection circuit module 200 may be integrally coupled to the battery cell 100.
  • the protection circuit module 200 may be integrally coupled to the battery cell 100 by spot welding.
  • the battery management unit 300 serves to control charging and discharging of the battery cell 100.
  • the battery management unit 300 may be connected to the battery cell 100 through the protection circuit module 200.
  • the battery module according to the second embodiment of the present invention, the plurality of protection circuit module 200 and the battery management unit 300 is detachably connected, a plurality of connections that interconnect the plurality of protection circuit modules 200 It may include a unit 400.
  • the plurality of connection units 400 includes a first connection unit 410 connecting the protection circuit module 200 and the battery management unit 300, and a pair of protection circuit modules of the plurality of protection circuit modules 200 ( 200) a second connection unit 420 connecting each other.
  • the first connection unit 410 serves to detachably connect the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 without welding.
  • the first connection unit 410 is provided in the first plug 411 connected to the protection circuit module 200 through the first connection line 413 and the battery management unit 300, and the first plug 411 It may include a first socket 412 is configured to be detachably fitted.
  • the first connection line 413 may be formed of a connection wire connecting the first plug 411 to the protection circuit module 200.
  • the plug 411 is inserted into the first socket 412 so that the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 can be electrically and mechanically connected to each other.
  • the present invention is provided.
  • the invention is not limited thereto, and the first plug 411 may be connected to the battery management unit 300, and the first socket 412 may be provided in the protection circuit module 200.
  • the second connection unit 420 serves to detachably connect the plurality of protection circuit modules 200 without welding.
  • the second connection unit 420 includes a pair of second plugs 421 connected to any one of the pair of protection circuit modules 200 through the second connection line 423. It may include a second socket 422 is provided on the other protection circuit module 200 of the protection circuit module 200 of the second plug 421 is configured to be detachably fitted.
  • the second connection line 423 may be formed of a connection wire connecting the second plug 421 to the protection circuit module 200. By connecting the second plug 421 to the second socket 422, the pair of protection circuit modules 200 may be electrically and mechanically connected to each other.
  • the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 are electrically connected to each other by the first plug 411 being inserted into the first socket 412. It can be mechanically connected. Therefore, since the protection circuit module 200 and the battery management unit 300 are connected to each other in a manner other than welding, the assembly process of the battery module can be easily performed.
  • the second plug 421 is inserted into the second socket 422, so that the plurality of protection circuit modules 200 are electrically and mechanically connected to each other. Can be. Therefore, since the plurality of protection circuit modules 200 are connected to each other in a manner other than welding, the assembly process of the battery module can be easily performed.
  • a plurality of protection circuit modules 200 are easily connected to each other by inserting the second plug 421 into the second socket 422 or separating the second plug 421 from the second socket 422. Since it can be connected or disconnected, it is possible to easily change the series connection and the parallel connection between the plurality of battery cells 100.
  • the protection circuit module and the battery management unit can be electrically and mechanically connected to each other by fitting the first plug into the first socket. Therefore, since the protection circuit module and the battery management unit are connected to each other in a manner other than welding, the assembly process of the battery module can be easily performed.
  • a plurality of protection circuit modules can be electrically and mechanically connected to each other by the second plug being inserted into the second socket. Therefore, since a plurality of protection circuit modules are connected to each other in a manner other than welding, the assembly process of the battery module can be easily performed.
  • a plurality of protection circuit modules can be easily connected to or disconnected from each other by inserting the second plug into the second socket or disconnecting the second plug from the second socket, so that a series connection between the plurality of battery cells is possible. And the parallel connection can be easily changed.

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀; 배터리 셀에 일체로 결합되며 열 차단 소자를 일체로 구비하는 보호 회로 모듈; 보호 회로 모듈과 연결되는 배터리 관리 유닛; 및 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛을 탈착 가능하게 연결하는 연결 유닛을 포함할 수 있다.

Description

배터리 모듈
본 출원은 2018년 11월 15일자 한국 특허 출원 제 2018-0140382 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
최근, 노트북, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 기기의 수요가 증대됨에 따라, 반복적으로 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
또한, 휴대용 전자 기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차, 로봇, 위성과 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 화석 연료의 고갈 및 환경 오염에 대한 관심이 높아지면서, 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 있어서의 가장 핵심적 부품은 모터로 전력을 공급하는 배터리 팩이다. 배터리 팩은 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 포함하며, 복수의 배터리 셀이 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결됨에 따라, 배터리 모듈의 용량 및 출력이 증대된다.
기본적으로, 배터리 셀은, 복수의 전극판을 분리막을 사이에 두고 적층하고, 복수의 전극판에 복수의 전극 탭을 각각 용접하여 전극 조립체를 형성한 후, 전극 조립체를 알루미늄 파우치로 감싸 밀봉하는 공정을 통해 제조된다.
배터리 셀에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 배터리 사용 중 배터리 셀들의 과충전, 과방전, 과전류, 발열, 연쇄적인 부반응에 의한 발화 또는 폭발이 발생할 위험이 있다.
그러므로, 배터리 셀들의 전압, 전류, 온도 등을 지속적으로 검출하면서 배터리 셀을 보호할 필요가 있다. 배터리 셀의 보호는 PTC (positive temperature coefficient) 소자, 보호 회로 모듈(protection circuit module (PCM)), 열 차단 소자(thermal cut-out (TCO)) 등의 안전 소자에 의해 보호되며, 이러한 안전 소자는 배터리 관리 유닛(battery management unit (BMU))에 의해 제어된다.
이를 위해, 배터리 셀은 과충전, 과방전 및 과전류를 방지하기 위하여 배터리 관리 유닛과 용접(예를 들면, 저항 용접, 레이저 용접, 스팟 용접)에 의해 결합되어 전기적으로 연결한다. 그러나, 배터리 셀 및 배터리 관리 유닛이 용접에 의해 결합되므로, 배터리 셀 및 배터리 관리 유닛 사이에서 용접 불량이 발생하는 경우, 해당 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈 전체를 폐기해야 하므로 부품의 손실이 발생하고, 배터리 모듈의 제조 비용이 증가하는 문제가 있다. 또한, 배터리 보호 모듈에 용접 공정에 요구되는 용접 패드를 구비할 필요가 있기 때문에, 용접 패드가 차지하는 부분의 크기만큼 배터리 모듈의 크기가 증가하는 문제가 있다. 또한, 배터리 셀 및 배터리 관리 유닛을 용접하기 위해 별도의 용접 설비가 요구되며, 용접 조건이 항상 관리되어야 하는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 용접에 의하지 않고 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛이 연결되도록 구성되는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀; 배터리 셀에 일체로 결합되며 열 차단 소자를 일체로 구비하는 보호 회로 모듈; 보호 회로 모듈과 연결되는 배터리 관리 유닛; 및 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛을 탈착 가능하게 연결하는 연결 유닛을 포함할 수 있다.
연결 유닛은, 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛 중 어느 하나에 연결되는 플러그와, 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛 중 다른 하나에 구비되어 플러그가 분리 가능하게 끼워지는 소켓을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 보호 회로 모듈에 일체로 결합되는 열 차단 소자를 더 포함할 수 있다.
배터리 셀은 열 차단 소자를 통해 보호 회로 모듈에 연결될 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀; 복수의 배터리 셀에 각각 연결되는 복수의 보호 회로 모듈; 복수의 보호 회로 모듈과 연결되는 배터리 관리 유닛; 및 복수의 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛을 탈착 가능하게 연결하며, 복수의 보호 회로 모듈을 상호 연결하는 복수의 연결 유닛을 포함할 수 있다.
복수의 연결 유닛은, 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛을 연결하는 제1 연결 유닛; 및 복수의 보호 회로 모듈 중 한 쌍의 보호 회로 모듈을 상호 연결하는 제2 연결 유닛을 포함할 수 있고, 제1 연결 유닛은, 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛 중 어느 하나에 제1 연결 라인을 통하여 연결되는 제1 플러그; 및 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛 중 다른 하나에 구비되어 제1 플러그가 끼워지는 제1 소켓을 포함할 수 있고, 제2 연결 유닛은, 한 쌍의 보호 회로 모듈 중 어느 하나에 제2 연결 라인을 통하여 연결되는 제2 플러그; 및 한 쌍의 보호 회로 모듈 중 다른 하나에 구비되어 제2 플러그가 끼워지는 제2 소켓을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 보호 회로 모듈에 일체로 결합되는 열 차단 소자를 더 포함할 수 있다.
배터리 셀은 열 차단 소자를 통해 보호 회로 모듈에 연결될 수 있다.
배터리 셀은, 복수의 전극판을 분리막을 사이에 두고 적층하여 구성되는 전극 조립체; 및 전극 조립체를 감싸는 파우치를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈에 구비되는 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛이 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈이 개략적으로 도시된 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈은, 한 쌍의 전극 단자(110)를 갖는 배터리 셀(100)과, 배터리 셀(100)과 연결되는 보호 회로 모듈(200)과, 보호 회로 모듈(200)과 연결되는 배터리 관리 유닛(300)과, 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)을 탈착 가능하게 연결하는 연결 유닛(400)을 포함할 수 있다.
배터리 셀(100)은, 복수의 전극판을 분리막을 사이에 두고 적층하고, 복수의 전극판에 복수의 전극 탭을 각각 용접하여 전극 조립체를 형성한 후, 전극 조립체를 알루미늄 파우치로 감싸 밀봉하는 공정을 통해 제조된다.
보호 회로 모듈(200)은 배터리 셀(100)의 전극 단자(110)과 전기적으로 연결되어 배터리 셀(100)의 과충전, 과방전 및/또는 과전류로 인한 배터리 셀(100)의 과열 및 폭발을 방지하는 역할을 한다. 보호 회로 모듈(200)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 보호 회로 모듈(200)은 배터리 셀(100)에 일체로 결합될 수 있다. 예를 들면, 보호 회로 모듈(200)은 스폿 용접에 의해 배터리 셀(100)에 일체로 결합될 수 있다.
보호 회로 모듈(200)은 복수의 배터리 셀(100)에 공통으로 적용 가능하도록, 보호 회로 모듈(200)의 단자가 배터리 셀(100)의 전극 단자(110)의 위치에 대응하도록 설계될 수 있다.
배터리 셀(100)은 열 차단 소자(500)을 통하여 보호 회로 모듈(200)에 연결될 수 있다. 보호 회로 모듈(200)은 열 차단 소자(500)와 일체로 구성될 수 있다. 열 차단 소자(500)는 온도 퓨즈로서 구성되어 보호 회로 모듈(200)에 용접에 의해 결합될 수 있다. 열 차단 소자(500)는 배터리 셀(100)의 과열 시 적정 온도가 감지되면 신호를 송출하여 배터리 셀(100)의 과열로 인한 안전 사고를 방지한다.
배터리 관리 유닛(300)은 배터리 셀(100)의 충전 및 방전을 제어하는 역할을 한다. 배터리 관리 유닛(300)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 배터리 관리 유닛(300)은 보호 회로 모듈(200)을 통해 배터리 셀(100)과 연결될 수 있다.
연결 유닛(400)은 용접에 의하지 않고 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)을 탈착 가능하게 연결하는 역할을 한다. 연결 유닛(400)은, 보호 회로 모듈(200)에 연결 라인(413)을 통하여 연결되는 플러그(411)와, 배터리 관리 유닛(300)에 구비되며 플러그(411)가 분리 가능하게 끼워지도록 구성되는 소켓(412)을 포함할 수 있다.
연결 라인(413)은 플러그(411)를 보호 회로 모듈(200)에 연결하는 연결 와이어로 구성될 수 있다.
플러그(411) 및 소켓(412)은 암수 연결 방식에 의해 서로 연결될 수 있다. 플러그(411) 및 소켓(412)의 내부에는 복수의 전극이 구비될 수 있으며, 플러그(411)가 소켓(412)에 삽입될 때 복수의 전극이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
플러그(411)가 소켓(412)에 끼워지는 것에 의해, 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)이 서로 전기적이고 기계적으로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에서는, 플러그(411)가 보호 회로 모듈(200)에 연결되고 소켓(412)이 배터리 관리 유닛(300)에 구비되는 구성에 대하여 제시되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 플러그(411)가 배터리 관리 유닛(300)에 연결될 수 있고, 소켓(412)이 보호 회로 모듈(200)에 구비될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 플러그(411)가 소켓(412)에 끼워지는 것에 의해, 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)이 서로 전기적이고 기계적으로 연결될 수 있다. 따라서, 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)이 용접이 아닌 방식으로 서로 연결되므로, 배터리 모듈의 조립 공정을 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 배터리 모듈의 조립 과정에서 불량이 발생한 경우, 불량이 발생한 배터리 셀(100)의 보호 회로 모듈(200)에 연결된 플러그(411)를 배터리 관리 유닛(300)의 소켓(412)으로부터 간단히 분리한 후, 해당 배터리 셀(100)을 교체할 수 있으므로, 배터리 모듈 전체를 폐기하여야 하는 경우에 비하여, 부품의 손실을 방지할 수 있다.
또한, 보호 회로 모듈(200)에 용접 공정에 요구되는 용접 패드를 구비할 필요가 없다. 따라서, 용접 패드가 차지하는 부분의 크기만큼 배터리 모듈의 크기를 줄일 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈에 대하여 설명한다. 본 발명의 제1 실시예에서 설명한 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈은, 하나의 배터리 관리 유닛(300)에 복수의 배터리 셀(100)이 연결된다.
그리고, 복수의 배터리 셀(100)에는 복수의 보호 회로 모듈(200)이 각각 연결된다. 보호 회로 모듈(200)은 배터리 셀(100)과 전기적으로 연결되어 배터리 셀(100)의 과충전, 과방전 및/또는 과전류로 인한 배터리 셀(100)의 과열 및 폭발을 방지하는 역할을 한다. 보호 회로 모듈(200)은 배터리 셀(100)에 일체로 결합될 수 있다. 예를 들면, 보호 회로 모듈(200)은 스폿 용접에 의해 배터리 셀(100)에 일체로 결합될 수 있다.
배터리 관리 유닛(300)은 배터리 셀(100)의 충전 및 방전을 제어하는 역할을 한다. 배터리 관리 유닛(300)은 보호 회로 모듈(200)을 통해 배터리 셀(100)과 연결될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)을 탈착 가능하게 연결하며, 복수의 보호 회로 모듈(200)을 상호 연결하는 복수의 연결 유닛(400)을 포함할 수 있다.
복수의 연결 유닛(400)은, 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)을 연결하는 제1 연결 유닛(410)과, 복수의 보호 회로 모듈(200) 중 한 쌍의 보호 회로 모듈(200)을 서로 연결하는 제2 연결 유닛(420)을 포함한다.
제1 연결 유닛(410)은 용접에 의하지 않고 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)을 탈착 가능하게 연결하는 역할을 한다. 제1 연결 유닛(410)은, 보호 회로 모듈(200)에 제1 연결 라인(413)을 통하여 연결되는 제1 플러그(411)와, 배터리 관리 유닛(300)에 구비되며 제1 플러그(411)가 분리 가능하게 끼워지도록 구성되는 제1 소켓(412)을 포함할 수 있다. 제1 연결 라인(413)은 제1 플러그(411)를 보호 회로 모듈(200)에 연결하는 연결 와이어로 구성될 수 있다. 플러그(411)가 제1 소켓(412)에 끼워지는 것에 의해, 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)이 서로 전기적이고 기계적으로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에서는, 제1 플러그(411)가 보호 회로 모듈(200)에 연결되고 제1 소켓(412)이 배터리 관리 유닛(300)에 구비되는 구성에 대하여 제시되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 플러그(411)가 배터리 관리 유닛(300)에 연결될 수 있고, 제1 소켓(412)이 보호 회로 모듈(200)에 구비될 수 있다.
제2 연결 유닛(420)은 용접에 의하지 않고 복수의 보호 회로 모듈(200)을 탈착 가능하게 연결하는 역할을 한다. 제2 연결 유닛(420)은, 한 쌍의 보호 회로 모듈(200) 중 어느 하나의 보호 회로 모듈(200)에 제2 연결 라인(423)을 통하여 연결되는 제2 플러그(421)와, 한 쌍의 보호 회로 모듈(200) 중 다른 하나의 보호 회로 모듈(200)에 구비되며 제2 플러그(421)가 분리 가능하게 끼워지도록 구성되는 제2 소켓(422)을 포함할 수 있다. 제2 연결 라인(423)은 제2 플러그(421)를 보호 회로 모듈(200)에 연결하는 연결 와이어로 구성될 수 있다. 제2 플러그(421)가 제2 소켓(422)에 끼워지는 것에 의해, 한 쌍의 보호 회로 모듈(200)이 서로 전기적이고 기계적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 제1 플러그(411)가 제1 소켓(412)에 끼워지는 것에 의해, 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)이 서로 전기적이고 기계적으로 연결될 수 있다. 따라서, 보호 회로 모듈(200) 및 배터리 관리 유닛(300)이 용접이 아닌 방식으로 서로 연결되므로, 배터리 모듈의 조립 공정을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 제2 플러그(421)가 제2 소켓(422)에 끼워지는 것에 의해, 복수의 보호 회로 모듈(200)이 서로 전기적이고 기계적으로 연결될 수 있다. 따라서, 복수의 보호 회로 모듈(200)이 용접이 아닌 방식으로 서로 연결되므로, 배터리 모듈의 조립 공정을 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 제2 플러그(421)를 제2 소켓(422)에 끼우거나 제2 플러그(421)를 제2 소켓(422)으로부터 분리하는 것에 의해, 복수의 보호 회로 모듈(200)이 서로 용이하게 연결되거나 연결 해제될 수 있으므로, 복수의 배터리 셀(100) 사이의 직렬 연결 및 병렬 연결을 용이하게 변경할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
(부호의 설명}
100: 배터리 셀
200: 보호 회로 모듈
300: 배터리 관리 유닛
400: 연결 유닛
411, 421: 제1 및 제2 플러그
412, 422: 제1 및 제2 소켓
500: 열 차단 소자
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 제1 플러그가 제1 소켓에 끼워지는 것에 의해, 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛이 서로 전기적이고 기계적으로 연결될 수 있다. 따라서, 보호 회로 모듈 및 배터리 관리 유닛이 용접이 아닌 방식으로 서로 연결되므로, 배터리 모듈의 조립 공정을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈에 따르면, 제2 플러그가 제2 소켓에 끼워지는 것에 의해, 복수의 보호 회로 모듈이 서로 전기적이고 기계적으로 연결될 수 있다. 따라서, 복수의 보호 회로 모듈이 용접이 아닌 방식으로 서로 연결되므로, 배터리 모듈의 조립 공정을 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 제2 플러그를 제2 소켓에 끼우거나 제2 플러그를 제2 소켓으로부터 분리하는 것에 의해, 복수의 보호 회로 모듈이 서로 용이하게 연결되거나 연결 해제될 수 있으므로, 복수의 배터리 셀 사이의 직렬 연결 및 병렬 연결을 용이하게 변경할 수 있다.

Claims (10)

  1. 배터리 셀;
    상기 배터리 셀에 일체로 결합되며 열 차단 소자를 일체로 구비하는 보호 회로 모듈;
    상기 보호 회로 모듈과 연결되는 배터리 관리 유닛; 및
    상기 보호 회로 모듈 및 상기 배터리 관리 유닛을 탈착 가능하게 연결하는 연결 유닛을 포함하는 배터리 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 유닛은,
    상기 보호 회로 모듈 및 상기 배터리 관리 유닛 중 어느 하나에 연결되는 플러그; 및
    상기 보호 회로 모듈 및 상기 배터리 관리 유닛 중 다른 하나에 구비되어 상기 플러그가 분리 가능하게 끼워지는 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 플러그 또는 상기 소켓은 연결 와이어를 통하여 상기 보호 회로 모듈 또는 상기 배터리 관리 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 셀은 상기 열 차단 소자를 통해 상기 보호 회로 모듈에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀에 각각 연결되는 복수의 보호 회로 모듈;
    상기 복수의 보호 회로 모듈과 연결되는 배터리 관리 유닛; 및
    상기 복수의 보호 회로 모듈 및 상기 배터리 관리 유닛을 탈착 가능하게 연결하며, 상기 복수의 보호 회로 모듈을 상호 연결하는 복수의 연결 유닛을 포함하는 배터리 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 연결 유닛은,
    상기 보호 회로 모듈 및 상기 배터리 관리 유닛을 연결하는 제1 연결 유닛; 및
    상기 복수의 보호 회로 모듈 중 한 쌍의 보호 회로 모듈을 상호 연결하는 제2 연결 유닛을 포함하고,
    상기 제1 연결 유닛은,
    상기 보호 회로 모듈 및 상기 배터리 관리 유닛 중 어느 하나에 제1 연결 라인을 통하여 연결되는 제1 플러그; 및
    상기 보호 회로 모듈 및 상기 배터리 관리 유닛 중 다른 하나에 구비되어 상기 제1 플러그가 끼워지는 제1 소켓을 포함하고,
    상기 제2 연결 유닛은,
    상기 한 쌍의 보호 회로 모듈 중 어느 하나에 제2 연결 라인을 통하여 연결되는 제2 플러그; 및
    상기 한 쌍의 보호 회로 모듈 중 다른 하나에 구비되어 상기 제2 플러그가 끼워지는 제2 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈에 일체로 결합되는 열 차단 소자를 더 포함하는 배터리 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 배터리 셀은 상기 열 차단 소자를 통해 상기 보호 회로 모듈에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 배터리 셀은,
    복수의 전극판을 분리막을 사이에 두고 적층하여 구성되는 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 감싸는 파우치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
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