KR100821859B1

KR100821859B1 - Battery Module Employed with Terminal Connecting PArt of Improved Safety

Info

Publication number: KR100821859B1
Application number: KR1020060012323A
Authority: KR
Inventors: 신우진; 지명연; 이재연; 이우철; 남궁억
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2008-04-11
Also published as: KR20070080871A

Abstract

본 발명은 하나 또는 둘 이상의 단위전지들이 내장되어 있고 일측에 전극단자가 돌출되어 있는 카트리지를 다수 개 적층하여 구성된 전지모듈로서, 상기 전극단자들이 돌출되도록 개구가 형성되어 있는 절연성 케이스가 전극단자들 상에 장착되고, 상기 개구로부터 돌출된 전극단자 상에 카트리지들의 전기적 연결을 위한 버스 바가 설치되며, 상기 버스 바를 전극단자에 고정하기 위한 체결부재가 상기 전극단자에 결합되고, 상기 체결부재의 외형에 대응하는 내면 구조를 가진 풀림 방지용 부재가 상기 절연성 케이스의 내부공간 상에 설치되며, 상기 절연성 케이스의 개방 전면에 커버가 장착되는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.The present invention provides a battery module including a plurality of cartridges in which one or more unit cells are built and a plurality of cartridges having electrode terminals protruding from one side thereof, and an insulating case having an opening formed therein so as to protrude the electrode terminals is formed on the electrode terminals. A bus bar for electrical connection of cartridges is installed on an electrode terminal protruding from the opening, and a fastening member for fixing the bus bar to the electrode terminal is coupled to the electrode terminal, and corresponds to an outer shape of the fastening member. An anti-loosening member having an inner surface structure is installed on an inner space of the insulating case, and provides a battery module, wherein a cover is mounted on an open front surface of the insulating case.

이러한 전지모듈은 전극단자의 연결부에서 전극단자들 상호간의 전기적 연결을 용이하게 수행할 수 있고, 상기 전극단자의 연결부를 외부 외부로부터 밀폐시켜 단락의 위험성과 수분 등에 의한 부식의 방지할 수 있으며, 외부에서 인가되는 연속적인 진동 또는 충격 등에 의해 상기 전극단자의 체결부재가 풀어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.Such a battery module can easily perform electrical connection between the electrode terminals at the connection portion of the electrode terminal, and can prevent the risk of short circuit and corrosion by moisture by sealing the connection portion of the electrode terminal from the outside. There is an effect that can be prevented from loosening the fastening member of the electrode terminal by a continuous vibration or shock applied from.

Description

전극단자 연결부의 안전성이 향상된 전지모듈 {Battery Module Employed with Terminal Connecting Part of Improved Safety} Battery Module Employed with Terminal Connecting Part of Improved Safety

도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈에서 전극단자에 버스 바 및 절연성 커버 등이 장착되기 이전 상태의 모식도이고, 도 1b는 X 부위에 대한 부분 확대도이다;1A is a schematic view of a state before a bus bar and an insulating cover are mounted on an electrode terminal in a battery module according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partially enlarged view of an X portion;

도 2는 본 발명의 하나의 실시예 따라 도 1b의 전극단자 연결부위에 장착되는 절연성 케이스, 버스 바, 체결부재 및 풀림방지 부재 등의 일부 결합 상태의 모식도이다;FIG. 2 is a schematic diagram of some coupling states of an insulating case, a bus bar, a fastening member and an anti-loosening member mounted on the electrode terminal connection portion of FIG. 1B according to one embodiment of the present invention; FIG.

도 3a 내지 3e는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 전극단자의 부위에 절연성 케이스 등을 장착하는 일련의 과정에 대한 모식도들이다;3A to 3E are schematic diagrams of a series of processes for mounting an insulating case or the like on an electrode terminal portion according to one embodiment of the present invention;

도 4a 및 4b는 본 발명에 사용될 수 있는 풀림 방지용 부재의 여러 실시예들에 따른 모식도들이다.4A and 4B are schematic views of various embodiments of an anti-loosening member that may be used in the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

111, 112: 전극단자 200: 절연성 케이스111 and 112: electrode terminal 200: insulating case

300: 버스 바 400: 너트300: bus bar 400: nut

500: 풀림 방지용 부재 500: loosening prevention member

본 발명은 전극단자 연결부의 안전성이 향상된 전지모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나 또는 둘 이상의 단위전지들이 내장되어 있고 일측에 전극단자가 돌출되어 있는 카트리지를 다수 개 적층하여 구성된 전지모듈로서, 상기 전극단자들이 돌출되도록 개구가 형성되어 있는 절연성 케이스가 전극단자들 상에 장착되고, 상기 개구로부터 돌출된 전극단자 상에 카트리지들의 전기적 연결을 위한 버스 바가 설치되며, 상기 버스 바를 전극단자에 고정하기 위한 체결부재가 상기 전극단자에 결합되고, 상기 체결부재의 외형에 대응하는 내면 구조를 가진 풀림 방지용 부재가 상기 절연성 케이스의 내부공간 상에 설치되며, 상기 절연성 케이스의 개방 전면에 커버가 장착되는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.The present invention relates to a battery module with improved safety of the electrode terminal connection portion, and more particularly, a battery module comprising a plurality of cartridges in which one or more unit cells are built in and electrode terminals protrude on one side thereof. An insulating case having an opening formed to protrude the electrode terminals is mounted on the electrode terminals, and a bus bar for electrical connection of cartridges is provided on the electrode terminal protruding from the opening, and for fixing the bus bar to the electrode terminal. The fastening member is coupled to the electrode terminal, the anti-loosening member having an inner structure corresponding to the outer shape of the fastening member is installed on the inner space of the insulating case, the cover is mounted on the open front of the insulating case Provided is a battery module.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다.Recently, secondary batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources of wireless mobile devices. In addition, secondary batteries are attracting attention as energy sources such as electric vehicles and hybrid electric vehicles, which are proposed as a way to solve air pollution of conventional gasoline and diesel vehicles using fossil fuel.

소형 모바일 기기들이 디바이스 1 대당 하나 또는 서너 개의 전지 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으 로 인해, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.While small mobile devices use one or three or four battery cells per device, medium and large devices such as automobiles use a medium and large battery module electrically connecting a plurality of battery cells due to the need for high output and large capacity.

일반적으로, 전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 연결하는 카트리지에 내장하고, 이러한 카트리지 다수 개를 전기적으로 연결하여 제작한다. 경우에 따라서는, 더욱 높은 출력을 제공하기 위하여 둘 이상의 전지모듈을 전기적으로 연결한 중대형 전지 시스템으로 제작되기도 한다.In general, a battery module is built in a cartridge that connects a plurality of unit cells in series and / or in parallel, and is produced by electrically connecting a plurality of such cartridges. In some cases, it may be manufactured as a medium-large battery system in which two or more battery modules are electrically connected to provide higher output.

따라서, 전지들(단위전지 포함), 전지 카트리지들, 전지 모듈들 상호간의 전기적 연결, 이들로부터 전력을 공급받기 위하여 외부기기와의 연결 등을 위해서는 전극단자의 연결이 필요하다.Therefore, the connection of the electrode terminals is required for the electrical connection between the batteries (including unit cells), the battery cartridges, and the battery modules, and the connection with an external device to receive power therefrom.

그러나, 전극단자의 연결부위는 단락 위험성이 높은 부위이고 또한 수분 등에 의해 부식되기 쉬운 부위이므로 작업 중 또는 사용 중 주의가 요구된다. 또한, 전지모듈이 장착되는 디바이스가 예를 들어, 전기자전거, 전기모터사이클, 전기자동차 등과 같이 운송용 장치인 경우, 전지모듈에는 연속적으로 진동 및 충격 등이 인가되어, 상기 전지모듈의 전극단자를 연결하는 너트 등의 체결부재가 풀려서 상기 전지모듈이 분리될 가능성도 존재한다.However, since the connection part of the electrode terminal has a high risk of short circuit and is a site easily corroded by moisture or the like, attention is required during operation or use. In addition, when the device on which the battery module is mounted is a transport device such as an electric bicycle, an electric motorcycle, an electric vehicle, or the like, the battery module is continuously applied with vibration and shock, thereby connecting the electrode terminals of the battery module. There is also a possibility that the battery module is separated by loosening a fastening member such as a nut.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can fundamentally solve these problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 발명의 목적은 전극단자의 연결부에서 전극단자들 상호간의 전기적 연결을 용이하게 수행할 수 있는 전지모듈을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery module that can easily perform the electrical connection between the electrode terminal at the connection of the electrode terminal.

본 발명의 다른 목적은 전극단자의 연결부를 외부로부터 밀폐시켜 단락의 위험성과 수분 등에 의한 부식을 방지할 수 있는 전지모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery module capable of preventing the connection of the electrode terminal from the outside to prevent the risk of short circuit and corrosion by moisture.

본 발명의 또 다른 목적은 외부에서 인가되는 연속적인 진동 또는 충격 등에 의해 상기 전극단자의 체결부재가 풀어지는 것을 방지할 수 있는 전지모듈을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a battery module which can prevent the fastening member of the electrode terminal from being released by continuous vibration or shock applied from the outside.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은, 하나 또는 둘 이상의 단위전지들이 내장되어 있고 일측에 전극단자가 돌출되어 있는 카트리지를 다수 개 적층하여 구성된 전지모듈로서, 상기 전극단자들이 돌출되도록 개구가 형성되어 있는 절연성 케이스가 전극단자들 상에 장착되고, 상기 개구로부터 돌출된 전극단자 상에 카트리지들의 전기적 연결을 위한 버스 바가 설치되며, 상기 버스 바를 전극단자에 고정하기 위한 체결부재가 상기 전극단자에 결합되고, 상기 체결부재의 외형에 대응하는 내면 구조를 가진 풀림 방지용 부재가 상기 절연성 케이스의 내부공간 상에 설치되며, 상기 절연성 케이스의 개방 전면에 착탈식 커버가 장착되는 것으로 구성되어 있다.The battery module according to the present invention for achieving the above object is a battery module comprising a plurality of cartridges in which one or two or more unit cells are built and the electrode terminal protrudes on one side, the opening so that the electrode terminals protrude Is formed on the electrode terminal, a bus bar is provided for the electrical connection of the cartridges on the electrode terminal protruding from the opening, the fastening member for fixing the bus bar to the electrode terminal is the electrode terminal The anti-loosening member, which is coupled to and has an inner surface structure corresponding to the outer shape of the fastening member, is installed on the inner space of the insulating case, and the removable cover is mounted on the open front surface of the insulating case.

따라서, 본 발명에 따른 전지모듈은 절연성 케이스에 의해 전극단자의 전기적 연결부위를 보호하고, 풀림 방지용 부재에 의해 연결부위의 안전성을 확보하며, 절연성 케이스의 개방 전면에 착탈식으로 커버가 장착됨으로써 필요에 따라 연결부위를 개봉할 수 있어서 수리 등을 용이하게 행할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the battery module according to the present invention protects the electrical connection portion of the electrode terminal by the insulating case, secures the safety of the connection portion by the anti-loosening member, and the cover is detachably mounted on the open front of the insulating case. Accordingly, there is an advantage in that the connection part can be opened and thus repair can be easily performed.

하나의 바람직한 예에서, 상기 전극단자는 그것의 외면이 나사선으로 볼팅처리 되어 있는 볼트 구조로 이루어져 있고, 상기 체결부재는 그러한 전극단자에 체결될 수 있도록 그것을 관통하는 홈에 상기 전극단자의 외면에 대응하는 나사선이 형성되어 있는 너트 구조로 이루어져 있다. 따라서, 버스 바를 볼트 구조의 전극단자에 장착한 상태에서 너트 구조의 체결부재에 의해 안정적인 결합이 이루어질 수 있다.In one preferred embodiment, the electrode terminal has a bolt structure whose outer surface is bolted with a screw thread, and the fastening member corresponds to the outer surface of the electrode terminal in a groove passing therethrough so as to be fastened to the electrode terminal. It consists of a nut structure in which a screw thread is formed. Therefore, in the state where the bus bar is mounted on the electrode terminal of the bolt structure, a stable coupling can be made by the fastening member of the nut structure.

상기 절연성 케이스는, 바람직하게는, 전면이 개방되어 있고 후면에 전극단자 돌출용 개구가 형성되어 있는 박스형 중공 구조로 이루어져 있다. 이러한 박스형 중공 구조는, 예를 들어, 인접한 두 전극단자를 전기적으로 연결하면서 단락을 방지하기 위하여, 한 쌍의 전극단자에 장착될 수 있도록 후면에 두 개의 개구가 형성되어 있는 독립형이거나, 또는 한 쌍의 전극단자들 간의 간격으로 격벽이 형성되어 있고 후면에 다수의 개구가 형성되어 있는 일체형일 수 있다. 그 중에서도 일체형 구조가 더욱 바람직하다. The insulating case is preferably made of a box-shaped hollow structure in which the front face is open and the electrode terminal protrusion opening is formed in the rear face. Such a box-shaped hollow structure is, for example, a stand-alone type having two openings formed at the rear thereof so as to be mounted on a pair of electrode terminals to electrically connect two adjacent electrode terminals, and to prevent a short circuit. The barrier ribs may be formed at intervals between the electrode terminals of the plurality of electrodes, and a plurality of openings may be formed on the rear surface thereof. Among them, an integrated structure is more preferable.

상기 버스 바는, 바람직하게는, 판상의 금속 부재로서 전극단자에 대응하는 위치에 관통구를 포함하고 있으며, 상기 관통구에 전극단자를 삽입함으로써 장착된다. 하나의 바람직한 예에서, 상기 버스 바는 두 전극단자를 전기적으로 연결할 수 있는 길이를 가지며, 상기 두 전극단자의 이격거리에 대응하는 위치에 두 개의 관통구가 형성되어 있고, 상기 관통구는 전극단자의 위치 편차 발생시에도 용이하 게 장착될 수 있도록 길이 방향으로 긴 내경의 구조로 이루어져 있다. The bus bar preferably includes a through hole at a position corresponding to the electrode terminal as a plate-shaped metal member, and is mounted by inserting the electrode terminal in the through hole. In one preferred embodiment, the bus bar has a length capable of electrically connecting two electrode terminals, two through holes are formed at a position corresponding to the separation distance of the two electrode terminals, the through holes of the electrode terminal It has a structure of inner diameter that is long in the longitudinal direction so that it can be easily installed even in case of position deviation.

상기 풀림 방지용 부재는 체결부재가 고정될 수 있도록 상기 체결부재의 외형에 대응하는 내면 구조와 절연성 케이스의 내면에 대략 일치하는 외면 구조를 가진다. 예를 들어, 체결부재가 너트인 경우에 풀림 방지용 부재의 내면은 상기 너트의 외면에 대응하는 형상으로 이루어진다. 따라서, 진동 등에 의해 체결부재에 외력이 작용하더라도, 풀림 방지용 부재는 체결부재의 회전을 억제하여 풀림을 방지하게 된다. 상기 체결부재의 외형과 풀림 방지용 부재의 형태는 다양할 수 있으며, 효과적으로 풀림을 방지하기 위하여 형태의 단면을 기준으로 각을 가진 다각형의 형태인 것이 바람직하다.The anti-loosening member has an inner surface structure corresponding to the outer shape of the fastening member and an outer surface structure substantially coincident with the inner surface of the insulating case so that the fastening member can be fixed. For example, when the fastening member is a nut, the inner surface of the anti-loosening member has a shape corresponding to the outer surface of the nut. Therefore, even if an external force is applied to the fastening member by vibration or the like, the anti-loosening member suppresses rotation of the fastening member to prevent loosening. The external shape of the fastening member and the shape of the anti-loosening member may vary, and in order to effectively prevent loosening, it is preferable that the shape of the polygon has an angle with respect to the cross section of the shape.

상기에서 "대략 일치하는 구조"란, 체결부재가 전극단자에 결합된 상태에서 상기 체결부재에 풀림 방지용 부재를 장착하기 위한 조립을 행할 때, 체결부재 및 절연성 케이스에 대한 풀림 방지용 부재의 장착이 용이할 수 있고 안정적인 장착 및 풀림 방지를 보장할 있을 정도의 편차가 허용되는 구조를 의미한다. 따라서, 기하학적으로 거의 완전한 일치를 의미하는 것은 아니다.The term " approximately matched structure " herein means that when the assembly for mounting the anti-loosening member is mounted on the fastening member while the fastening member is coupled to the electrode terminal, the anti-loosening member can be easily attached to the fastening member and the insulating case. It is a structure that allows a deviation enough to ensure a stable mounting and to prevent loosening. Thus, it does not mean almost a perfect match geometrically.

상기 착탈식 커버는 다양한 구조로 구현될 수 있는 바, 예를 들어, 슬라이딩 방식으로 절연성 케이스에 장착되거나, 상기 절연성 케이스의 일면에 힌지 형식으로 부착되어 있어서, 필요에 따라 전기적 연결부위의 개방이 가능하다. 이러한 커버는 상기 절연성 케이스와 같이 절연성 소재로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는, 상기 풀림 방지용 부재가 커버의 내면에 일체로 형성되어 있을 수도 있다. The removable cover may be implemented in a variety of structures, for example, is mounted on the insulating case in a sliding manner, or attached to one side of the insulating case in a hinged form, the electrical connection can be opened if necessary. . Such a cover is preferably made of an insulating material like the insulating case. In some cases, the release preventing member may be integrally formed on the inner surface of the cover.

상기 카트리지는 다수의 카트리지들을 높은 밀집도로 적층할 수 있는 장방형의 판상 프레임 구조로, 전극단자들의 안정적이고 순차적인 전기적 연결을 행할 수 있도록 교번 배향 구조로 적층되는 것이 바람직하다. 이에 대한 자세한 설명은 본 출원인의 한국 특허출원 제2004-92887호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다. The cartridge is a rectangular plate-shaped frame structure capable of stacking a plurality of cartridges in a high density, it is preferable that the cartridges are stacked in an alternating orientation structure to enable stable and sequential electrical connection of the electrode terminals. A detailed description thereof is disclosed in Korean Patent Application No. 2004-92887 filed by the present applicant, which is incorporated by reference in the context of the present invention.

본 발명에 사용되는 단위전지는 그것의 형태나 재료면에서 다양할 수 있으며 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 단위전지의 제조방법 및 구성 요소에 대한 설명은 당업계에 공지되어 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서는 생략한다.The unit cell used in the present invention may vary in form or material thereof and is not particularly limited. In addition, since the description of the manufacturing method and components of the unit cell is known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

본 발명에 따른 전지모듈은 고출력 대용량의 동력원으로서 바람직하게 사용될 수 있으며, 특히 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 동력원으로 사용될 수 있다.The battery module according to the present invention can be preferably used as a high power large capacity power source, in particular can be used as a power source of an electric vehicle or a hybrid electric vehicle.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1a에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈에서 전극단자에 버스 바 및 절연성 커버 등이 장착되기 이전 상태의 모식도가 도시되어 있고, 도 1b에는 X 부위에 대한 부분 확대도가 도시되어 있다.FIG. 1A is a schematic view of a state before a bus bar and an insulating cover are mounted on an electrode terminal in a battery module according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partial enlarged view of an X portion. .

도 1a를 참조하면, 카트리지(110)는 4 개의 단위전지들(a, b, c, d)을 측면 배열 구조로 장착하고 있으며, 양측 상단에 한 쌍의 양극 및 음극단자(111, 112)가 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 전지모듈(100)은 이러한 카트리지(110) 10 개를 두께 방향으로 적층하는 것으로 구성된다. Referring to FIG. 1A, the cartridge 110 has four unit cells a, b, c, and d mounted in a side-by-side structure, and a pair of positive and negative terminals 111 and 112 are disposed at upper ends of the two unit cells. Consists of a protruding structure. The battery module 100 is configured to stack 10 such cartridges 110 in the thickness direction.

다수의 카트리지(110, 120, 130 …)들은 교번 배향 방식으로 적층되어 있다. 상세하게는, 제 1 카트리지(110)의 전극단자들(111, 112)과 제 2 카트리지(120)의 전극단자들(121, 122)은 서로 반대로 배향되어 있으며, 제 3 카트리지(130)의 전극단자들(131, 132)은 제 1 카트리지(110)의 전극단자들(111, 112)과 동일한 배향으로 위치되어 있다. 또한, 제 4 카트리지(140)의 전극단자들(도시하지 않음)은 다시 제 2 카트리지(120)의 전극단자들(121, 122)과 동일한 배향으로 위치되어 있다. 따라서, 상기 제 1 카트리지(110)의 전극단자들(111, 112)과 제 3 카트리지(130)의 전극단자들(131, 132)은 동일면에서 전기적으로 연결되고, 제 2 카트리지(120)의 전극단자들(121, 122)과 제 4 카트리지(140)의 전극단자들(도시하지 않음) 역시 동일면에서 전기적으로 연결된다.A plurality of cartridges 110, 120, 130 ... are stacked in an alternating orientation. In detail, the electrode terminals 111 and 112 of the first cartridge 110 and the electrode terminals 121 and 122 of the second cartridge 120 are oriented opposite to each other, and the electrodes of the third cartridge 130 are aligned. The terminals 131 and 132 are positioned in the same orientation as the electrode terminals 111 and 112 of the first cartridge 110. In addition, the electrode terminals (not shown) of the fourth cartridge 140 are again positioned in the same orientation as the electrode terminals 121 and 122 of the second cartridge 120. Accordingly, the electrode terminals 111 and 112 of the first cartridge 110 and the electrode terminals 131 and 132 of the third cartridge 130 are electrically connected in the same plane, and the electrodes of the second cartridge 120 are electrically connected. The terminals 121 and 122 and the electrode terminals (not shown) of the fourth cartridge 140 are also electrically connected in the same plane.

이러한 교번 배향 배열 구조에 의해 도 1b에서와 같이, 카트리지 하나의 두께 거리 만큼 이격된 상태로 양극단자들(111, 151, 191)과 음극단자들(132, 172)이 교대로 배열된다. 따라서, 제 1 카트리지의 양극단자(111)와 제 3 카트리지의 음극단자(132)가 전기적으로 연결되고, 제 5 카트리지의 양극단자(151)와 제 7 카트리지의 음극단자(172)가 전기적으로 연결된다. 제 9 카트리지의 양극단자(191)는 후면(배면) 방향으로 위치하는 제 10 카트리지의 음극단자(도시하지 않음)에 전기적으로 연결된다. 1B, the anode terminals 111, 151, and 191 and the cathode terminals 132 and 172 are alternately arranged in the state of being spaced apart by one thickness distance as shown in FIG. 1B. Therefore, the positive terminal 111 of the first cartridge and the negative terminal 132 of the third cartridge are electrically connected, and the positive terminal 151 of the fifth cartridge and the negative terminal 172 of the seventh cartridge are electrically connected. do. The positive terminal 191 of the ninth cartridge is electrically connected to the negative terminal (not shown) of the tenth cartridge positioned in the rear (back) direction.

반면에, 이러한 연결부위는 앞서 설명한 바와 같이 외부의 요인에 의해 단락 의 위험성이 높으며, 습기 등에 의해 부식될 가능성이 높다.On the other hand, as described above, such a connection part has a high risk of short circuit due to external factors, and is likely to be corroded by moisture.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예 따라 도 1b의 전극단자 연결부위에 장착되는 절연성 케이스, 버스 바, 체결부재 및 풀림방지 부재 등의 일부 결합 상태도가 모식적으로 도시되어 있다. 이해의 편의를 위하여 착탈식 커버를 생략하였다. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating some coupling states of an insulating case, a bus bar, a fastening member, and an anti-loosening member mounted on the electrode terminal connection portion of FIG. 1B according to one embodiment of the present invention. For ease of understanding, the removable cover is omitted.

도 2를 참조하면, 절연성 케이스(200)는 전면이 개방되어 있고 후면에 전극단자(111, 132)가 돌출될 수 있는 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있는 박스형 중공 구조로 이루어져 있다. 따라서, 상기 개구들을 전극단자들(111, 132, 151, 172, 191)에 일치시켜 삽입함으로써, 전지모듈(도시하지 않음)에 대한 장착을 이룰 수 있다. 절연성 케이스(200)의 중간 부위에는 전기적으로 연결하려는 전극단자들(111, 132)을 다른 전극단자들(151, 172)과 분리할 수 있도록 격벽(203)이 형성되어 있어서, 상호간의 단락 가능성이 방지된다.Referring to FIG. 2, the insulating case 200 has a box-shaped hollow structure in which a front surface is opened and an opening (not shown) in which the electrode terminals 111 and 132 are protruded is formed on the rear surface. Therefore, by fitting the openings to the electrode terminals 111, 132, 151, 172, and 191, the openings may be mounted to the battery module (not shown). In the middle portion of the insulating case 200, barrier ribs 203 are formed to separate the electrode terminals 111 and 132 to be electrically connected from the other electrode terminals 151 and 172. Is prevented.

전극단자들(111, 132, 151, 172, 191)이 개구를 통해 돌출될 수 있도록 절연성 케이스(200)를 장착한 상태에서, 버스 바(300)를 절연성 케이스(200)의 중공 내부에 삽입하는데, 이 과정에서도 전극단자들이 돌출되도록 장착된다. With the insulating case 200 mounted so that the electrode terminals 111, 132, 151, 172 and 191 can protrude through the opening, the bus bar 300 is inserted into the hollow of the insulating case 200. In this process, the electrode terminals are mounted to protrude.

각각의 전극단자(111, 132, 151, 172, 191)에는 그것의 외면에 나사선이 형성되어 있으며, 체결부재로서의 너트(400)와 용이하게 결합될 수 있다.Each electrode terminal 111, 132, 151, 172, 191 has a screw thread formed on its outer surface and can be easily coupled to the nut 400 as a fastening member.

풀림 방지용 부재(500)는 절연성 케이스(200)의 내면에 대략 일치하는 외면 구조를 가진 부재로서, 그것의 하단면(510)에는 너트(400)의 외형에 대응하는 체결구(520)가 천공되어 있다. 따라서, 버스 바(300)가 장착된 전극단자(111, 132, 151, 172, 191)에 너트(400)를 결합시킨 상태에서 풀림 방지용 부재(500)를 절연성 케이스(200)에 삽입하면, 풀림 방지용 부재(500)는 절연성 케이스(200)에 의해 고정된 상태에서 너트(400)의 회전을 방지하게 된다. The anti-loosening member 500 is a member having an outer surface structure that substantially matches the inner surface of the insulating case 200, and a fastener 520 corresponding to the outer shape of the nut 400 is drilled on the lower surface 510 of the loosening member. have. Therefore, when the nut preventing member 500 is inserted into the insulating case 200 while the nut 400 is coupled to the electrode terminals 111, 132, 151, 172, and 191 on which the bus bar 300 is mounted, the loosening occurs. The preventing member 500 prevents the rotation of the nut 400 in a fixed state by the insulating case 200.

이러한 장착 과정은 도 3a 내지 3e에서 더욱 자세히 확인할 수 있다. 도 3a 내지 3e에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 전극단자의 부위에 절연성 케이스 등을 장착하는 일련의 과정이 모식적으로 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 이들 도면에서는 카트리지의 수를 7 개로 한정하여 나타내었다.This mounting process can be seen in more detail in Figures 3a to 3e. 3A to 3E schematically illustrate a series of procedures for mounting an insulating case or the like on an electrode terminal portion according to one embodiment of the present invention. For the convenience of description, these figures show the number of cartridges limited to seven.

우선 도 3a에서, 각각의 카트리지들(110, 130)의 전극단자들(111, 132) 상에, 이들 전극단자들(111, 132)이 관통되어 돌출될 수 있도록 하단면에 개구(204)가 형성되어 있고 단락을 방지하기 위한 격벽(203)이 중간 부위에 형성되어 있는 절연성 케이스(200)를 장착한다.First, in FIG. 3A, on the electrode terminals 111 and 132 of each of the cartridges 110 and 130, an opening 204 is formed at the bottom surface thereof so that these electrode terminals 111 and 132 can penetrate and protrude. The insulating case 200 which is formed and the partition 203 for preventing a short circuit is formed in the intermediate part is mounted.

도 3b에서, 개구(204)로부터 돌출된 전극단자들(111, 132) 상에 카트리지들(110, 130)이 전기적으로 연결될 수 있도록 전극단자들(111, 132)이 삽입되는 관통구(305)가 형성되어 있는 버스 바(300)를 설치한다. In FIG. 3B, a through hole 305 into which the electrode terminals 111 and 132 are inserted so that the cartridges 110 and 130 can be electrically connected to the electrode terminals 111 and 132 protruding from the opening 204. Install bus bar 300 is formed.

그런 다음, 도 3c에서 버스 바(300)를 전극단자들(111, 132)에 고정하기 위한 체결부재로서의 너트(400)를 전극단자들(111, 132)에 각각 결합시키고, 도 3c에서, 너트(400)의 외형에 대응하는 체결구(520)가 천공되어 있는 풀림 방지용 부재(500)를 절연성 케이스(200)의 내부공간 상에 설치한다.Then, the nut 400 as a fastening member for fixing the bus bar 300 to the electrode terminals 111 and 132 in FIG. 3c is coupled to the electrode terminals 111 and 132, respectively, and in FIG. An anti-loosening member 500 in which the fastener 520 corresponding to the external shape of the 400 is drilled is installed on the inner space of the insulating case 200.

최종적으로, 도 3e에서, 절연성 케이스(200)의 개방 전면에 슬리이딩 결합 방식의 커버(600)를 장착한다.Finally, in Figure 3e, the cover 600 of the sliding coupling method is mounted on the open front of the insulating case 200.

이러한 과정의 순서는 일부 변경될 수 있음은 물론인 바, 예를 들어, 절연성 케이스에 대한 버스 바의 설치를 우선적으로 수행할 수도 있다. The order of this process may be changed in part, for example, the installation of the bus bar for the insulating case may be preferentially performed.

도 4a 및 4b에는 본 발명에 사용될 수 있는 풀림 방지용 부재의 여러 실시예들에 따른 모식도들이 도시되어 있다.4A and 4B show schematics according to various embodiments of an anti-loosening member that can be used in the present invention.

도 4a를 참조하면, 하나의 실시예에 따른 풀림 방지용 부재(500a)는 체결부재로서의 너트(도시하지 않음)의 외형에 대응하는 체결구(520a)가 상단면으로부터 하단면에 이르기까지 관통되어 있는 육면체 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 4A, an anti-loosening member 500a according to an embodiment includes a fastener 520a corresponding to an outer shape of a nut (not shown) as a fastening member penetrating from an upper surface to a lower surface. It consists of a cube structure.

또 다른 실시예로서 도 4b를 참조하면, 풀림 방지용 부재(500b)는 상부면이 개방되어 있는 박스형의 중공 육면체 구조로서 하단면(510b)에 너트의 외형에 대응하는 체결구(520b)가 천공되어 있는 구조로 이루어져 있다. As another embodiment, referring to FIG. 4B, the anti-loosening member 500b is a box-shaped hollow hexahedron structure having an open upper surface, and a fastener 520b corresponding to the outer shape of the nut is drilled on the lower surface 510b. It consists of a structure.

따라서, 체결부재가 고정될 수 있고 절연성 케이스에 장착될 수 있는 구조라면 다양한 변형예들이 존재할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, various modifications may exist as long as the fastening member can be fixed and mounted on the insulating case, and they should all be interpreted as being included in the scope of the present invention.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은 전극단자의 연결부에서 전극단자들 상호간의 전기적 연결을 용이하게 수행할 수 있고, 상기 전극단자의 연결부를 외부 외부로부터 밀폐시켜 단락의 위험성과 수분 등에 의한 부식의 방지할 수 있으며, 외부에서 인가되는 연속적인 진동 또는 충격 등에 의해 상기 전극단자의 체결부재가 풀어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery module according to the present invention can easily perform the electrical connection between the electrode terminals at the connection portion of the electrode terminal, by sealing the connection of the electrode terminal from the outside outside due to the risk of short circuit and moisture, etc. Corrosion can be prevented, and the fastening member of the electrode terminal can be prevented from being loosened by continuous vibration or impact applied from the outside.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims

하나 또는 둘 이상의 단위전지들이 내장되어 있고 일측에 전극단자가 돌출되어 있는 카트리지를 다수 개 적층하여 구성된 전지모듈로서, 상기 전극단자들이 돌출되도록 개구가 형성되어 있는 절연성 케이스가 전극단자들 상에 장착되고, 상기 개구로부터 돌출된 전극단자 상에 카트리지들의 전기적 연결을 위한 버스 바가 설치되며, 상기 버스 바를 전극단자에 고정하기 위한 체결부재가 상기 전극단자에 결합되고, 상기 체결부재의 외형에 대응하는 내면 구조를 가진 풀림 방지용 부재가 상기 절연성 케이스의 내부공간 상에 설치되며, 상기 절연성 케이스의 개방 전면에 착탈식 커버가 장착되는 것으로 구성되어 있는 전지모듈.A battery module including a plurality of cartridges in which one or more unit cells are embedded and an electrode terminal protrudes on one side thereof, and an insulating case having an opening formed thereon so as to protrude the electrode terminals is mounted on the electrode terminals. And a bus bar for electrically connecting cartridges on an electrode terminal protruding from the opening, and a fastening member for fixing the bus bar to the electrode terminal is coupled to the electrode terminal, and an inner surface structure corresponding to the outer shape of the fastening member. The anti-loosening member having a battery module is installed on the inner space of the insulating case, and the removable cover is mounted on the open front of the insulating case.

제 1 항 있어서, 상기 전극단자는 그것의 외면이 나사선으로 볼팅처리 되어 있는 볼트 구조로 이루어져 있고, 상기 체결부재는 그러한 전극단자에 체결될 수 있도록 그것을 관통하는 홈에 상기 전극단자의 외면에 대응하는 나사선이 형성되어 있는 너트 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.2. The electrode terminal according to claim 1, wherein the electrode terminal has a bolt structure whose outer surface is bolted with a screw thread, and the fastening member corresponds to the outer surface of the electrode terminal in a groove passing therethrough so as to be fastened to the electrode terminal. Battery module characterized in that consisting of a nut structure is formed with a screw line.

제 1 항에 있어서, 상기 절연성 케이스는 전면이 개방되어 있고 후면에 전극단자 돌출용 개구가 형성되어 있는 박스형 중공 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the insulating case has a box-shaped hollow structure having an open front face and an opening for protruding electrode terminals formed on the back face.

제 3 항에 있어서, 상기 박스형 중공 구조는 한 쌍의 전극단자들 간의 간격으로 격벽이 형성되어 있고 후면에 다수의 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.4. The battery module according to claim 3, wherein the box-shaped hollow structure has partition walls formed at intervals between a pair of electrode terminals and a plurality of openings are formed at a rear surface thereof.

제 1 항에 있어서, 상기 버스 바는 두 전극단자를 전기적으로 연결할 수 있는 길이를 가지며, 상기 두 전극단자의 이격거리에 대응하는 위치에 두 개의 관통구가 형성되어 있고, 상기 관통구는 전극단자의 위치 편차 발생시에도 용이하게 장착될 수 있도록 길이 방향으로 긴 내경의 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈. The method of claim 1, wherein the bus bar has a length capable of electrically connecting the two electrode terminals, two through holes are formed at a position corresponding to the separation distance of the two electrode terminals, the through hole of the electrode terminal Battery module characterized in that the structure of the inner diameter long in the longitudinal direction so that it can be easily mounted even when the position deviation occurs.

제 1 항에 있어서, 상기 체결부재는 너트이고, 상기 풀림 방지용 부재의 내면에는 상기 너트의 외면에 대응하는 형상의 체결구가 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the fastening member is a nut, and a fastener having a shape corresponding to an outer surface of the nut is perforated on an inner surface of the anti-loosening member.

제 1 항에 있어서, 상기 착탈식 커버는 슬라이딩 방식으로 절연성 케이스에 장착되거나, 상기 절연성 케이스의 일면에 힌지 형식으로 부착되어 있는 것을 특징으로 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the detachable cover is attached to the insulating case in a sliding manner, or attached to one surface of the insulating case in a hinged form.

제 1 항에 있어서, 상기 커버는 상기 절연성 케이스와 동일한 절연성 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the cover is made of the same insulating material as the insulating case.

제 1 항에 있어서, 상기 풀림 방지용 부재가 상기 커버의 내면에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the release preventing member is integrally formed on an inner surface of the cover.

제 1 항에 있어서, 상기 카트리지는 다수의 카트리지들을 높은 밀집도로 적층할 수 있는 장방형의 판상 프레임 구조로 이루어져 있으며, 전극단자들의 안정적이고 순차적인 전기적 연결을 행할 수 있도록 교번 배향 구조로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The method of claim 1, wherein the cartridge is composed of a rectangular plate-like frame structure that can be stacked in a high density of a plurality of cartridges, it is stacked in an alternating orientation structure to enable a stable and sequential electrical connection of the electrode terminals Battery module characterized in that.

제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈은 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 동력원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the battery module is used as a power source of an electric vehicle or a hybrid electric vehicle.