KR101201813B1 - Battery module - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전지 모듈은 연결부재에 설치되어 연결부재와 엔드 플레이트를 고정하는 고정부재를 용이하게 설치하고, 고정부재의 풀림을 방지할 수 있도록 복수 개의 단위 전지들과, 상기 단위 전지들 최외측에 설치되는 엔드 플레이트들과 상기 엔드 플레이트들을 연결하여 상기 단위 전지들을 지지하는 연결부재, 및 상기 연결부재에 설치되어 상기 연결부재와 상기 엔드 플레이트를 고정하는 고정부재를 포함하고, 상기 엔드 플레이트는 상기 고정부재를 삽입하며 내주면이 경사지게 형성된 장착 홈을 갖는다.

Figure R1020060100830

전지 모듈, 장착 홈, 고정부재, 연결부재

The battery module according to the present invention includes a plurality of unit cells and an outermost side of the unit cells, which are installed in the connecting member to easily install a fixing member for fixing the connecting member and the end plate, and to prevent loosening of the fixing member. A connecting member supporting the unit cells by connecting the end plates and the end plates installed on the end plates, and a fixing member installed on the connecting member to fix the connecting member and the end plate. The fixing member is inserted and has a mounting groove in which the inner circumferential surface is inclined.

Figure R1020060100830

Battery module, mounting groove, fixing member, connecting member

Description

전지 모듈{BATTERY MODULE}Battery module {BATTERY MODULE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔드 플레이트와 이에 설치되는 고정부재를 도시한 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view illustrating an end plate and a fixing member installed therein according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔드 플레이트에 연결부재가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a state in which a connection member is installed in the end plate according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 복수의 단위 전지를 연결하여 구성되는 전지 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔드 플레이트와 이를 지지하는 구조를 개선한 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module configured by connecting a plurality of unit cells, and more particularly, to a battery module having an improved end plate and a structure for supporting the same.

전지 모듈은 이차 전지(Rechargeable Battery)로 구성될 수 있는데, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 하나의 셀로 이루어진 저용량의 이차 전지의 경우, 휴대폰이나 노트북 컴퓨터, 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용된다. 복수개의 셀이 팩 형태로 연결된 대용량 이차 전지는 하이브리드 전기 자동차(HEV; Hybrid Electric Vehicle) 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.The battery module may be configured as a rechargeable battery, which is a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that is not rechargeable. Low-capacity secondary batteries consisting of one cell are used in portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and camcorders. A large capacity secondary battery in which a plurality of cells are connected in a pack form is widely used as a motor driving power source for a hybrid electric vehicle (HEV).

이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 있다.Such secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical and rectangular shapes.

그리고 이 이차 전지(이하, 단위 전지)는 대전력을 필요로 하는 기기에 사용될 수 있도록 통상적으로 복수개가 직렬로 연결되어 전지 모듈을 구성하게 된다.In addition, a plurality of secondary batteries (hereinafter, referred to as unit cells) may be generally connected in series to constitute a battery module so as to be used in a device requiring a large power.

이러한 전지 모듈에 있어, 각각의 단위 전지는 양극과 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극군과, 전극군이 내장되는 공간을 구비하는 케이스, 및 케이스에 결합되어 이를 밀폐하며 전극군과 전기적으로 연결되는 전극 단자가 구비된 캡 조립체를 포함한다.In such a battery module, each unit cell has an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are positioned with a separator interposed therebetween, a case having a space in which the electrode group is embedded, and a case coupled to and sealed to electrically connect the electrode group. It includes a cap assembly having an electrode terminal to be connected.

그리고 이 단위 전지들은 일정 간격을 두고 배열되고 서로 전기적으로 연결되어 전지 모듈을 구성하게 된다.The unit cells are arranged at regular intervals and electrically connected to each other to form a battery module.

통상적으로 단위 전지들은 최외측에 설치되는 엔드 플레이트와 엔드 플레이트를 고정하는 연결부재에 의하여 일체로 고정된다.Typically, the unit cells are integrally fixed by an end plate installed at the outermost side and a connection member for fixing the end plate.

연결부재는 엔드 플레이트에 형성된 홈을 관통하여 설치되며, 일측 단부에 플랜지를 갖고 타측 단부에 고정부재가 체결될 수 있도록 나사산을 갖는다.The connecting member is installed through a groove formed in the end plate, and has a flange at one end and a thread to fasten the fixing member at the other end.

엔드 플레이트에 설치된 연결부재는 고정부재의 체결력에 의해 엔드 플레이트를 가압 고정하는 바, 외부의 진동이나 충격에 의하여 고정부재가 풀어지면 단위전지의 체결력이 감소하는 문제가 발생한다.The connecting member installed on the end plate pressurizes and fixes the end plate by the fastening force of the fixing member. When the fixing member is released by external vibration or shock, a problem occurs that the fastening force of the unit battery is reduced.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연결부재에 고정부재를 용이하게 체결할 수 있는 전지 모듈을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention to provide a battery module that can be easily fastened to the connection member.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 복수 개의 단위 전지들과, 상기 단위 전지들 최외측에 설치되는 엔드 플레이트들과 상기 엔드 플레이트들을 연결하여 상기 단위 전지들을 지지하는 연결부재, 및 상기 연결부재에 설치되어 상기 연결부재와 상기 엔드 플레이트를 고정하는 고정부재를 포함하고, 상기 엔드 플레이트는 상기 고정부재를 삽입하며 내주면이 경사지게 형성된 장착 홈을 갖는다.In order to achieve the above object, a battery module according to an embodiment of the present invention is connected to support a plurality of unit cells, the end plates installed on the outermost side of the unit cells and the end plates by connecting the end plates. And a fixing member installed on the connecting member to fix the connecting member and the end plate, wherein the end plate has a mounting groove in which the fixing member is inserted and the inner circumferential surface is inclined.

상기 고정부재는 외주면이 경사지게 형성될 수 있다.The fixing member may be formed to have an outer circumferential surface inclined.

상기 고정부재는 너트로 이루어질 수 있다.The fixing member may be made of a nut.

상기 장착 홈은 고정부재가 삽입되는 방향으로 단면적이 감소하도록 경사지게 형성될 수 있다.The mounting groove may be formed to be inclined to reduce the cross-sectional area in the direction in which the fixing member is inserted.

상기 장착 홈은 상기 고정부재를 끼움할 수 있도록 고정부재의 외형과 대응되는 내형을 가질 수 있다.The mounting groove may have an inner shape corresponding to an outer shape of the fixing member so that the fixing member can be fitted.

상기 연결부재는 막대 형상으로 이루어질 수 있다.The connecting member may have a rod shape.

상기 연결부재는 막대부와 상기 막대부의 일측 단부에 형성된 플랜지부, 타측 단부에 형성된 나사산을 포함할 수 있다.The connection member may include a rod portion and a flange portion formed at one end of the rod portion and a thread formed at the other end.

상기 엔드 플레이트는 연결부재가 삽입되는 홀들을 갖고, 상기 장착 홈은 상기 홀들 중 고정부재와 접하는 홀의 외측에 형성될 수 있다.The end plate may have holes into which the connecting member is inserted, and the mounting groove may be formed at an outer side of the hole contacting the fixing member among the holes.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a battery module according to a first embodiment of the present invention.

상기한 도면을 참조하여 설명하면 이 제1 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수 개의 단위 전지들(11)과 단위 전지들(11)을 지지하는 엔드 플레이트(40)를 포함한다.Referring to the drawings described above, the battery module 100 according to the first embodiment includes a plurality of unit cells 11 and an end plate 40 supporting the unit cells 11.

이하 실시예에서는 단위 전지(11)로 각형의 단위 전지가 사용되는 경우에 대해 설명한다. 물론, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 단위 전지는 원통형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.In the following embodiment, a case where a rectangular unit cell is used as the unit cell 11 will be described. Of course, the present invention is not limited thereto, and the unit cell may have various shapes such as a cylindrical shape.

각각의 단위 전지(11)는 외형을 이루는 케이스(11a)와 케이스(11a)의 외측으로 돌출된 전극단자(11b)를 포함한다. 이 단위 전지(11)는 케이스(11a)의 내부에 양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 개재하여 적층된 전극군(도시하지 않음)을 구비하여, 기 설정된 양의 전기를 충전과 방전하는 구조의 이차 전지로서 이루어진다.Each unit cell 11 includes a case 11a forming an outer shape and an electrode terminal 11b protruding outward from the case 11a. The unit cell 11 has an electrode group (not shown) stacked in the case 11a via a separator between a positive electrode and a negative electrode to charge and discharge a predetermined amount of electricity. As is done.

단위 전지(11) 사이에는 단위전지들(11)을 이격시켜 냉각매체의 유동 통로를 형성하는 이격부재(12)가 설치된다. 본 실시예에 따른 이격부재(12)는 단위 전지(11)에 밀착되는 판부재(12a)와 상기 판부재(12a) 상에 형성된 복수 개의 돌기(12b)로 이루어진다.Spacer members 12 are formed between the unit cells 11 to space the unit cells 11 to form a flow path of the cooling medium. The spacer 12 according to the present exemplary embodiment includes a plate member 12a closely attached to the unit cell 11 and a plurality of protrusions 12b formed on the plate member 12a.

다만 이러한 이격부재(12)의 구조는 예시적인 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.However, the structure of the spacer 12 is exemplary, and the present invention is not limited thereto.

두 개의 엔드 플레이트(40)가 단위 전지들(11)의 최외측에 배치되어 이 단위 전지들(11)을 밀착시키면서 가압하도록 설치된다. 이 엔드 플레이트(40)는 각기 그 가장자리에 관통공들(41, 42)을 형성하고 있는 바, 이 관통공들(41, 42)에는 엔드 플레이트들(40)을 지지하는 연결부재(30)가 삽입 설치된다.Two end plates 40 are disposed on the outermost side of the unit cells 11 and are installed to press the unit cells 11 in close contact with each other. The end plates 40 have through holes 41 and 42 formed at their edges, respectively, and the connecting members 30 supporting the end plates 40 are formed in the through holes 41 and 42. Insert is installed.

연결부재(30)는 원통형 봉으로 이루어진 막대부(32)와 이 막대부(32)의 일측 단부에 형성되는 플랜지부(31)를 포함한다. 플랜지부(31)를 대향한 막대부(32)의 단부에는 연결부재(30)와 엔드 플레이트(40)를 고정하는 고정부재(33)가 체결될 수 있도록 나사산(34)이 형성되어 있다.The connecting member 30 includes a rod portion 32 formed of a cylindrical rod and a flange portion 31 formed at one end of the rod portion 32. A thread 34 is formed at the end of the rod portion 32 facing the flange portion 31 so that the fixing member 33 fixing the connecting member 30 and the end plate 40 can be fastened.

이러한 연결부재(30)는 엔드 플레이트(40)가 단위 전지들(11)의 최외측에 배치된 상태에서 이 엔드 플레이트(40)의 관통공들(41, 42)에 삽입된 후, 나사산(34)에 결합되는 고정부재(33)에 의해 서로 엔드 플레이트(40)에 고정된다.The connecting member 30 is inserted into the through holes 41 and 42 of the end plate 40 in a state where the end plate 40 is disposed at the outermost side of the unit cells 11, and then the thread 34. It is fixed to the end plate 40 with each other by a fixing member 33 coupled to the).

본 실시예에 따른 고정부재(33)는 너트로 이루어지며, 연결부재(30)에 설치되어 엔드 플레이트(40)가 연결부재(30)에서 이탈되지 않도록 고정하는 역할을 한다.The fixing member 33 according to the present embodiment is made of a nut, and is installed on the connecting member 30 to fix the end plate 40 so as not to be separated from the connecting member 30.

본 실시예에서는 고정부재(33)가 너트인 것으로 예시하고 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 고정부재는 리벳, 나사, 고정판 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.In this embodiment, the fixing member 33 is illustrated as a nut, but the present invention is not limited thereto, and the fixing member may be formed in various forms such as rivets, screws, and fixing plates.

이로써 엔드 플레이트들(40)은 고정부재(33)의 체결력에 의해 단위 전지들(11)을 가압하여 이 단위 전지들(11)이 고정되도록 한다.As a result, the end plates 40 press the unit cells 11 by the fastening force of the fixing member 33 so that the unit cells 11 are fixed.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기한 관통공들(41, 42) 중 고정부 재(33)와 접하는 관통공(41)은 연결부재가 삽입되는 홀(41b)과 이 홀(41b)의 외측에 설치되며 고정부재(33)가 삽입되는 장착 홈(41a)을 작는다.As shown in FIGS. 2 and 3, the through hole 41 which contacts the fixing member 33 among the through holes 41 and 42 includes a hole 41b into which a connecting member is inserted and the hole 41b. It is installed on the outside of the) and the mounting groove 41a in which the fixing member 33 is inserted is small.

장착 홈(41a)은 홀(41b)과 단차구조를 이루며, 장착 홈(41a)의 넓이가 홀(41b)의 넓이보다 더 크게 형성된다.The mounting groove 41a forms a stepped structure with the hole 41b, and the width of the mounting groove 41a is larger than the width of the hole 41b.

장착 홈(41a)은 내주면이 경사지도록 형성되는데, 장착 홈(41a)은 전지 모듈(100)의 안쪽을 갈수록 단면적이 감소하도록 경사지게 형성된다. 즉, 고정부재(33)는 전지 모듈의 안쪽을 향하여 장착 홈(41a)으로 삽입되는데, 장착 홈(41a)은 고정부재(33)가 삽입되는 방향으로 갈수록 단면적이 감소하도록 형성되어 고정부재(33)가 진입하는 개구면의 단면적이 개구면과 대향하는 단부의 단면적보다 크게 된다.The mounting groove 41a is formed such that the inner circumferential surface is inclined, and the mounting groove 41a is formed to be inclined such that the cross-sectional area decreases toward the inside of the battery module 100. That is, the fixing member 33 is inserted into the mounting groove 41a toward the inside of the battery module, and the mounting groove 41a is formed to decrease in cross-sectional area toward the direction in which the fixing member 33 is inserted, thereby fixing the fixing member 33. The cross-sectional area of the opening surface into which the cross-section enters becomes larger than the cross-sectional area of the end portion facing the opening surface.

그리고 고정부재(33)도 장착 홈(41a)의 형상과 대응되도록 외주면이 경사지게 형성된다.In addition, the outer circumferential surface is inclined so as to correspond to the shape of the mounting groove 41a in the fixing member 33.

이와 같이 장착 홈(41a)과 고정부재(33)의 둘레가 경사진 면으로 이루어지면, 장착 홈(41a)을 향하는 고정부재(33)의 단면적이 장착 홈(41a)의 개구면의 면적보다 작으므로 고정부재(33)를 보다 용이하게 설치할 수 있다.When the circumference of the mounting groove 41a and the fixing member 33 is inclined as described above, the cross-sectional area of the fixing member 33 facing the mounting groove 41a is smaller than the area of the opening surface of the mounting groove 41a. Therefore, the fixing member 33 can be installed more easily.

또한, 장착 홈(41a)에 고정부재(33)가 일단 끼워지면, 장착 홈(41a)과 고정부재(33)가 접촉하는 면적이 커지므로 보다 큰 마찰력이 작용하여 외부의 진동 등에 의하여 고정부재(33)가 풀어지는 것을 방지할 수 있다.In addition, once the fixing member 33 is fitted into the mounting groove 41a, the area in which the mounting groove 41a and the fixing member 33 come into contact with each other increases, so that a greater frictional force acts and causes the fixing member 33) can be prevented from being released.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

이와 같이 본 발명에 따르면, 엔드 플레이트에 내주면이 경사지진 홈이 형성되어 고정부재를 용이하게 삽입할 수 있으며, 고정부재가 삽입된 홈의 내주면에 밀착되어 외부의 진동 등에 의하여 고정부재가 풀어지는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, the inner circumferential surface of the end plate is formed with an inclined seismic groove so that the fixing member can be easily inserted. You can prevent it.

Claims (8)

복수 개의 단위 전지들;A plurality of unit cells; 상기 단위 전지들 최외측에 설치되는 엔드 플레이트들;End plates disposed on the outermost sides of the unit cells; 상기 엔드 플레이트들을 연결하여 상기 단위 전지들을 지지하는 연결부재; 및A connection member supporting the unit cells by connecting the end plates; And 상기 연결부재에 설치되어 상기 엔드 플레이트와 상기 연결부재를 고정하는 고정부재;A fixing member installed at the connecting member to fix the end plate and the connecting member; 를 포함하고,Including, 상기 엔드 플레이트는 상기 고정부재를 삽입하며 내주면이 경사지게 형성된 장착 홈을 갖는 전지 모듈.The end plate inserts the fixing member and has a mounting groove formed in the inner peripheral surface is inclined. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 고정부재는 외주면이 경사지게 형성되는 전지 모듈.The fixing member is a battery module, the outer peripheral surface is formed to be inclined. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 장착 홈은 고정부재가 삽입되는 방향으로 단면적이 감소하도록 경사지게 형성되는 전지 모듈.The mounting groove is a battery module is formed to be inclined so that the cross-sectional area in the direction in which the fixing member is inserted. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 고정부재는 너트로 이루어지는 전지 모듈.The fixing member is a battery module consisting of a nut. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 장착 홈은 상기 고정부재를 끼움할 수 있도록 상기 고정부재의 외형과 대응되는 내형을 갖는 전지 모듈.The mounting groove is a battery module having an inner shape corresponding to the outer shape of the fixing member to fit the fixing member. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 연결부재는 막대 형상으로 이루어지는 전지 모듈.The connection member is a battery module made of a rod shape. 제6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 연결부재는 막대부와 상기 막대부의 일측 단부에 형성된 플랜지부, 타측 단부에 형성된 나사산을 포함하는 전지 모듈.The connecting member includes a rod portion, a flange portion formed at one end of the rod portion, and a screw thread formed at the other end. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 엔드 플레이트는 연결부재가 삽입되는 홀들을 갖고, 상기 장착 홈은 상기 홀들 중 상기 고정부재와 접하는 홀의 외측에 형성되는 전지 모듈.The end plate has holes in which the connecting member is inserted, and the mounting groove is formed outside the hole in contact with the fixing member of the holes.
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