KR101283329B1 - Battery Module Assembly and Battery Pack Including The Same - Google Patents

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KR101283329B1 KR1020110062923A KR20110062923A KR101283329B1 KR 101283329 B1 KR101283329 B1 KR 101283329B1 KR 1020110062923 A KR1020110062923 A KR 1020110062923A KR 20110062923 A KR20110062923 A KR 20110062923A KR 101283329 B1 KR101283329 B1 KR 101283329B1
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Abstract

본 발명은 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 있는 장방형 전지모듈 다수 개가 그것의 높이 방향 또는 폭 방향으로 적어도 2개 이상씩 적층되어 전체적으로 육면 적층체 구조를 이루고 있고, 상기 전지셀들 또는 단위모듈들에는 직렬 연결부위의 전압을 측정하는 센싱 어셈블리가 각각 장착되어 있으며, 상기 전압 센싱 어셈블리의 일단은 검출 전압을 제어부로 송부하는 센싱 회로부와 연결되고, 상기 센싱 회로부는 제어부로 연결되는 회로 배선이 일원화되도록 줄기 회로에서 분할된 다수의 가지 회로들이 상기 줄기 회로로 통합되는 통합 회로구조로 이루어진 전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다. According to the present invention, a plurality of rectangular battery modules in which a plurality of battery cells or unit modules are connected in series are stacked at least two or more in a height direction or a width direction thereof to form a six-side stack structure as a whole. Alternatively, the unit modules are each equipped with a sensing assembly for measuring the voltage of the series connection portion, one end of the voltage sensing assembly is connected to the sensing circuit unit for transmitting the detected voltage to the control unit, the sensing circuit unit is connected to the control circuit The present invention relates to a battery module assembly having an integrated circuit structure in which a plurality of branch circuits divided in a stem circuit are integrated into the stem circuit so that wiring is unified, and a battery pack including the same.

Description

전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 전지팩 {Battery Module Assembly and Battery Pack Including The Same}Battery module assembly and battery pack including same {Battery Module Assembly and Battery Pack Including The Same}

본 발명은 전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 있는 장방형 전지모듈 다수 개가 그것의 높이 방향 또는 폭 방향으로 적어도 2개 이상씩 적층되어 전체적으로 육면 적층체 구조를 이루고 있고, 상기 전지셀들 또는 단위모듈들에는 직렬 연결부위의 전압을 측정하는 센싱 어셈블리가 각각 장착되어 있으며, 상기 전압 센싱 어셈블리의 일단은 검출 전압을 제어부로 송부하는 센싱 회로부와 연결되고, 상기 센싱 회로부는 제어부로 연결되는 회로 배선이 일원화되도록 줄기 회로에서 분할된 다수의 가지 회로들이 상기 줄기 회로로 통합되는 통합 회로구조로 이루어진 전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module assembly and a battery pack including the same, and more particularly, a plurality of rectangular battery modules in which a plurality of battery cells or unit modules are connected in series are at least two in a height direction or a width direction thereof. Stacked as described above to form a hexahedral stack as a whole, the battery cells or unit modules are each equipped with a sensing assembly for measuring the voltage of the series connection portion, one end of the voltage sensing assembly to the control voltage A battery module assembly having an integrated circuit structure in which a plurality of branch circuits divided in a stem circuit are integrated into the stem circuit so that the sensing circuit unit is connected to the sensing circuit unit, and the circuit wiring connected to the controller is unified. It's about the pack.

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(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. The secondary battery is also attracting attention as a power source for an electric vehicle (EV) and a hybrid electric vehicle (HEV), which are proposed as solutions for the air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels .

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.In a small mobile device, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized battery module such as an automobile is used as a middle- or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected due to the necessity of a large-

중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다. 중대형 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 방식으로 전기적으로 연결하여야 하고 외력에 대해 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다. Since the middle- or large-sized battery module is preferably manufactured in a small size and weight, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, and the like, which can be charged with a high degree of integration and have a small weight to capacity ratio, are mainly used as the battery cells of the middle- or large-sized battery modules. In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has attracted a great deal of attention recently due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation. In order for the medium-large battery module to provide the output and capacity required by a given device or device, it is necessary to electrically connect a plurality of battery cells in series and maintain a stable structure against external force.

따라서, 다수의 전지셀들을 사용하여 중대형 전지모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다. 더욱이, 기계적 체결 및 전기적 접속을 위한 다수의 부재들의 결합, 용접, 솔더링 등을 위한 공간이 요구되며, 그로 인해 시스템 전체의 크기는 커지게 된다. 이러한 크기 증가는 중대형 전지모듈이 장착되는 장치 내지 디바이스의 공간상의 한계 측면에서 바람직하지 않다. 더욱이, 차량 등과 같이 한정된 내부공간에 효율적으로 장착되기 위해서는 더욱 콤팩트한 구조의 중대형 전지모듈이 요구된다. Therefore, in the case of constructing a medium-large battery module using a plurality of battery cells, since a large number of members are generally required for their mechanical fastening and electrical connection, the process of assembling these members is very complicated. Furthermore, a space is required for the joining of a plurality of members for mechanical fastening and electrical connection, welding, soldering, and the like, thereby increasing the overall size of the system. This increase in size is undesirable in view of the space limitations of the apparatus or device in which the medium-large battery module is mounted. Furthermore, in order to be efficiently mounted in a limited interior space such as a vehicle, a medium to large battery module having a more compact structure is required.

또한, 중대형 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 작동 과정에서 필연적으로 많은 열이 발생하는 바, 이러한 열이 효율적으로 제거되지 않으면, 전지셀의 열화를 촉진하고 경우에 따라서는 발화 또는 폭발의 위험성도 존재한다. 따라서, 전지셀들의 방열이 효율적으로 진행될 수 있어야 하므로, 유로의 확보가 필요하며, 이러한 유로는 전지모듈의 크기 증가를 유발하는 요인들 중의 하나이다.In addition, since the battery cells constituting the medium-large battery module is composed of a secondary battery capable of charging and discharging, inevitably a lot of heat is generated during the operation process, if such heat is not removed efficiently, to promote the deterioration of the battery cell In some cases, there is a risk of fire or explosion. Therefore, since the heat dissipation of the battery cells should be able to proceed efficiently, it is necessary to secure a flow path, which is one of the factors causing an increase in the size of the battery module.

이와 관련하여, 일부 선행기술들에서의 중대형 전지모듈의 형성 구조들을 살펴보면 다음과 같다. In this regard, the formation structure of the medium-large battery module in some prior arts is as follows.

일본 등록특허 제3355958호에는 차량 등의 한정된 공간에 다수의 전지셀들을 적층한 구조의 중대형 전지모듈에서, 냉매가 1 군의 적층 전지군을 통과함으로써 온도가 상승한 상태에서 다른 군의 적층 전지군을 연속하여 통과하는 경우에 발생하는 냉각 효율의 저하를 방지하고자, 냉매용 유로를 형성할 수 있는 돌기를 전지셀의 외면에 형성하고, 냉매가 전지군들을 사이로 유입된 후 적층 전지군을 통과하면서 전지셀들을 냉각시키는 구조가 제시되어 있다. 상기 특허에서, 전지셀은 니켈-수소 이차전지 등과 같은 알칼리 전지로서, 그 자체로 높은 기계적 강성을 가지도록 외형이 이루어져 있으므로, 다수의 전지셀들을 중첩한 상태에서 양면에 플레이트를 맞대고 이를 밴드로 고정한 방식으로 중대형 전지모듈을 구성하고 있다.In Japanese Patent No. 3355958, in a medium-large battery module having a structure in which a plurality of battery cells are stacked in a limited space of a vehicle or the like, a stacked battery group of another group is used in a state in which a temperature rises by passing a group of stacked battery groups. In order to prevent a decrease in cooling efficiency that occurs when passing continuously, a protrusion for forming a coolant flow path is formed on the outer surface of the battery cell, and the coolant flows through the stacked battery groups after the coolant flows in between the battery groups. A structure for cooling the cells is shown. In the above patent, the battery cell is an alkaline battery such as a nickel-hydrogen secondary battery, and has an outer shape to have a high mechanical rigidity in itself, so that a plurality of battery cells are plated on both sides and the band is fixed with a band. Medium to large battery modules are constructed in such a way.

그러나, 냉각 효율성의 증대를 위한 구조적 특징과는 별도로, 상기 특허에서의 전지셀은 외형적으로 적층 구조의 형성이 용이하다는 장점은 있으나, 높은 기계적 강성을 부여하기 위한 외형 구성으로 인해 부피 및 중량이 매우 크다는 단점을 가지고 있다. However, apart from the structural features for increasing the cooling efficiency, the battery cell in the patent has the advantage that it is easy to form a laminated structure in appearance, but the volume and weight due to the outer configuration to give high mechanical rigidity It has the disadvantage of being very large.

또한, 일본 공개특허 제2005-050616호는 버스 등의 대형 차량에 탑재되는 중대형 전지모듈에서 차량의 충돌 등으로 인한 외력에 대해 안전성을 높이기 위하여, 전지팩을 각각 2개씩 재치하는 하단 래크(rack) 및 상단 래크를 포함하고 있고, 하단 래크 가대부재(stand member)와 상단 래크 가대부재는 하단 래크 현가부재 (suspension member) 및 상단 래크 현가부재에 의해 차량의 보디(body)에 현가되며, 상기 가대부재의 강성이 높고 상기 현가부재의 강성이 낮은 구조의 중대형 전지모듈이 개시되어 있다. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-050616 discloses a bottom rack in which two battery packs are each placed in order to increase safety against external force due to a collision of a vehicle in a medium-large battery module mounted in a large vehicle such as a bus. And an upper rack, wherein the lower rack stand member and the upper rack mount member are suspended in the body of the vehicle by the lower rack suspension member and the upper rack suspension member. Disclosed is a medium-large battery module having a high rigidity and a low rigidity of the suspension member.

상기 기술의 중대형 전지모듈은 다수의 래크를 사용함으로써 차량 충돌시의 안전성을 향상시킬 수는 있지만, 총 4개의 전지팩을 장착하기 위해 2개의 복잡한 래크를 사용하여야 하므로 부피 및 중량 증가가 불가피하여, 콤팩트한 구조의 전지모듈을 구성함에 있어서, 기술적 측면에서 적용에 한계가 있다. The medium and large battery modules of the above technology can improve safety in a vehicle crash by using a plurality of racks, but need to use two complex racks to mount a total of four battery packs, thereby increasing volume and weight. In constructing a battery module having a compact structure, there is a limit to the application in the technical aspect.

한편, 전지모듈 어셈블리는 다수의 전지셀들이 조합된 구조체이므로 일부 전지셀들이 과전압, 과전류, 과발열 되는 경우에는 전지모듈의 안전성과 작동효율이 크게 문제되므로, 이들을 검출하여 제어하는 수단이 필요하다. 따라서, 전압센서, 온도센서 등을 전지셀들에 연결하여 실시간 또는 일정한 간격으로 작동 상태를 확인하여 제어하고 있는 바, 이러한 검출수단의 장착 내지 연결과 이들의 제어수단이 전지모듈의 조립과정을 매우 번잡하게 하고, 이를 위한 다수의 배선으로 인해 단락의 위험성도 존재한다. On the other hand, since the battery module assembly is a structure in which a plurality of battery cells are combined, when some battery cells are overvoltage, overcurrent, and overheating, safety and operation efficiency of the battery module are greatly detrimental, and thus a means for detecting and controlling them is required. Therefore, by connecting a voltage sensor, a temperature sensor, and the like to the battery cells to check and control the operating state in real time or at regular intervals, the installation or connection of such detection means and their control means greatly facilitate the assembly of the battery module. It is cumbersome and there is a risk of short circuit due to the large number of wirings for it.

특히, 전압 센싱은 직렬 접속부위와 같은 전기적 연결 부위에서 각각 수행되어야 하므로, 다수의 전지셀들을 연결하여 제조되는 전지모듈 어셈블리에서 전체적으로 매우 복합한 구조를 초래한다. In particular, since voltage sensing must be performed at each electrical connection site such as a series connection site, the overall voltage is very complex in a battery module assembly manufactured by connecting a plurality of battery cells.

따라서, 앞서 설명한 바와 같이 보다 콤팩트하고 구조적 안정성이 우수하며, 간단한 구조로 검출수단의 장착이 가능한 전지모듈 어셈블리에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, as described above, there is a high need for a battery module assembly which is more compact, has excellent structural stability, and is capable of mounting a detection means with a simple structure.

본 발명은 종래기술의 문제점들과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. The present invention aims to solve the problems of the prior art and the technical problem that has been requested from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 차량 등과 같은 제한된 공간에서 최소의 공간으로 안정적으로 장착될 수 있는 콤팩트한 구조를 가지며, 기계적 체결과 전기적 접속 뿐만 아니라 전압 센싱을 위한 회로부의 구성이 간소한 전지모듈 어셈블리를 제공하는 것이다.Specifically, an object of the present invention is a battery module assembly having a compact structure that can be stably mounted in a limited space in a limited space such as a vehicle, and has a simple configuration of circuits for voltage sensing as well as mechanical fastening and electrical connection. To provide.

따라서, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는, 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 있는 장방형 전지모듈 다수 개가 그것의 높이 방향 또는 폭 방향으로 적어도 2개 이상씩 적층되어 전체적으로 육면 적층체 구조를 이루고 있고, 상기 전지셀들 또는 단위모듈들에는 직렬 연결부위의 전압을 측정하는 센싱 어셈블리가 각각 장착되어 있으며, 상기 전압 센싱 어셈블리의 일단은 검출 전압을 제어부로 송부하는 센싱 회로부와 연결되고, 상기 센싱 회로부는 제어부로 연결되는 회로 배선이 일원화되도록 줄기 회로에서 분할된 다수의 가지 회로들이 상기 줄기 회로로 통합되는 통합 회로구조로 이루어져 있다.Accordingly, in the battery module assembly according to the present invention, a plurality of rectangular battery modules, in which a plurality of battery cells or unit modules are connected in series, are stacked at least two or more in a height direction or a width direction thereof so that the overall six-layer stack structure. The sensing cells for measuring the voltage of the series connection portion are mounted to the battery cells or the unit modules, respectively, and one end of the voltage sensing assembly is connected to the sensing circuit unit for transmitting the detection voltage to the controller. The sensing circuit unit has an integrated circuit structure in which a plurality of branch circuits divided in the stem circuit are integrated into the stem circuit so that the circuit wiring connected to the controller is unified.

본 발명의 전지모듈 어셈블리는 높이 방향 및/또는 폭 방향으로 장방형 전지모듈 다수 개가 적층되어 육면 적층체를 이루고 있으므로, 전체적으로 매우 콤팩트하고 안정적인 구조가 만들어질 수 있으며, 전지모듈 어셈블리를 차량의 내부 공간 등 소정의 부위에 장착함에 있어서 크기 제한 문제를 해소할 수 있다.Since the battery module assembly of the present invention has a plurality of rectangular battery modules stacked in a height direction and / or a width direction to form a hexahedral stack, a very compact and stable structure can be made as a whole. The size limitation problem can be solved by mounting at a predetermined site.

상기 육면 적층체는 장방형 전지모듈 다수 개가 그것의 높이 방향 및 폭 방향으로 적어도 2개 이상씩 적층되어 전체적으로 대략 정육면체 형상을 이루는 구조일 수 있다.The hexahedral stack may have a structure in which a plurality of rectangular battery modules are stacked at least two or more in the height direction and the width direction thereof to form a generally cube shape as a whole.

본 발명에서의 방향은 도 2 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 3차원의 x, y 및 z축을 기준으로, 전지셀들의 적층 방향을 폭 방향(z 방향), 외부 입출력 단자가 위치한 방향을 길이 방향(y 방향), 나머지 방향을 높이 방향(z 방향)으로 설정하여 정의한다. In the present invention, as shown in Figures 2 and 4, based on the three-dimensional x, y and z axis, the stacking direction of the battery cells in the width direction (z direction), the direction in which the external input and output terminals are located It defines by setting the longitudinal direction (y direction) and the remaining direction to the height direction (z direction).

하나의 바람직한 예에서, 상기 육면 적층체는 높이 방향으로 적어도 2개 이상의 장방형 전지모듈들이 서로 대향하여 배열된 구조로 적층되어 있을 수 있다. In one preferred example, the hexahedral stack may be stacked in a structure in which at least two or more rectangular battery modules are arranged to face each other in the height direction.

상기에서 "대향 배열"이란, 2개의 장방형 전지모듈들이 그것의 동일 부위가 서로 대면하도록 배열되어 있는 것을 의미한다. 예를 들어, 입출력 단자들이 일 측면에 위치하는 구조의 장방형 전지모듈에서, 상기 장방형 전지모듈들 각각의 입출력 단자들이 서로 인접하도록 전지모듈들이 배열된 구조일 수 있다.As used herein, the term “facing arrangement” means that two rectangular battery modules are arranged such that their same portions face each other. For example, in a rectangular battery module having an input / output terminal located at one side, the battery modules may be arranged such that the input / output terminals of each of the rectangular battery modules are adjacent to each other.

이러한 대향 배열 구조는 전기적 접속 등을 위한 구성을 더욱 간소화시킬 수 있는 장점이 있다. Such an opposing arrangement has an advantage of further simplifying the configuration for electrical connection and the like.

상기 육면 적층체를 이루는 다수의 장방형 전지모듈들은, 바람직하게는, 폭 대비 높이가 큰 직육면체 형상을 이루며, (a) 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 있는 단위셀 조립체; (b) 상기 단위셀 조립체의 상부에 결합하고, 센싱 어셈블리가 체결될 수 있도록 상면에는 전지모듈의 길이 방향에 평행하게 연장되어 있는 제 1 체결홈이 형성되어 있고, 양 단부에는 전지모듈의 높이 방향에 평행하게 제 2 체결홈이 각각 형성되어 있는 상부 케이스; (c) 상기 단위셀 조립체의 하부에 결합하고, 전지모듈의 전면으로 외부 입출력 단자가 배향되어 있으며, 상기 단위셀 조립체들이 체결 고정될 수 있도록 단위셀 조립체의 길이 방향에 평행하게 다수의 고정 홈이 형성되어 있는 하부 케이스; 를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. A plurality of rectangular battery modules constituting the hexahedral stack, preferably, has a rectangular parallelepiped shape having a large width to height, (a) a unit cell assembly in which a plurality of battery cells or unit modules are connected in series; (b) a first fastening groove which is coupled to an upper portion of the unit cell assembly and extends in parallel to a length direction of the battery module so that a sensing assembly may be fastened, and at both ends, a height direction of the battery module; An upper case in which second fastening grooves are formed in parallel to each other; (c) coupled to the lower part of the unit cell assembly, the external input and output terminals are oriented toward the front of the battery module, and a plurality of fixing grooves parallel to the length direction of the unit cell assembly so that the unit cell assemblies can be fastened and fixed. A lower case formed; It may be made of a structure comprising a.

상기 단위셀 조립체는 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 있는 구조로 이루어져 있고, 장방형 전지모듈은 상기 단위셀 조립체의 상,하면에 각각 케이스가 결합되는 구조이므로, 단위셀 조립체의 외형에 따라 장방형 전지모듈의 외형이 결정된다. The unit cell assembly has a structure in which a plurality of battery cells or unit modules are connected in series, and the rectangular battery module has a structure in which a case is coupled to each of the upper and lower surfaces of the unit cell assembly. According to the appearance of the rectangular battery module is determined.

따라서, 예를 들어, 판상형 전지셀들을 2 또는 그 이상의 개수로 적층하면 상기 장방형 전지모듈이 만들어진다. 바람직하게는, 2 또는 그 이상의 개수로 단위모듈들을 적층하여 상기 장방형 전지모듈을 구성할 수 있다. Thus, for example, when the plate-shaped battery cells are stacked in two or more numbers, the rectangular battery module is made. Preferably, the rectangular battery module may be configured by stacking two or more unit modules.

상기 단위모듈의 구조는 다양한 구성으로 이루어질 수 있으며, 바람직한 예를 하기에서 설명한다.The structure of the unit module may be configured in various configurations, a preferred example will be described below.

단위모듈은 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들이 직렬로 상호 연결되어 있는 구조로서, 상기 전극단자들의 연결부가 절곡되어 적층 구조를 이루고 있는 2 또는 그 이상의 전지셀들, 및 상기 전극단자 부위를 제외하고 상기 전지셀들의 외면을 감싸도록 결합되는 고강도 셀 커버를 포함하는 것으로 구성되어 있다.The unit module has a structure in which plate-shaped battery cells having electrode terminals formed at upper and lower ends thereof are connected to each other in series, and two or more battery cells having a stacked structure in which the connecting portions of the electrode terminals are bent, and the Excluding the electrode terminal portion is configured to include a high-strength cell cover coupled to surround the outer surface of the battery cells.

상기 판상형 전지셀은 전지모듈의 구성을 위해 충적되었을 때 전체 크기를 최소화할 수 있도록 얇은 두께와 상대적으로 넓은 폭 및 길이를 가진 이차전지이다. The plate-shaped battery cell is a secondary battery having a thin thickness and a relatively wide width and a length so as to minimize the overall size of the battery module when the battery module is constructed.

그러한 바람직한 예로는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있고 상하 양단부에 전극단자가 돌출되어 있는 구조의 이차전지를 들 수 있으며, 구체적으로, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 이차전지를 파우치형 전지셀로 칭하기도 한다.A preferable example thereof is a secondary battery having a structure in which an electrode assembly is embedded in a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and electrode terminals protrude from both upper and lower ends. More specifically, It may be a structure in which an electrode assembly is built in the case. The secondary battery having such a structure may also be referred to as a pouch-shaped battery cell.

이러한 전지셀들은 2 또는 그 이상의 단위로 합성수지 또는 금속 소재의 고강도 셀 커버에 감싸인 구조로 하나의 단위모듈을 구성하는 바, 상기 고강도 셀 커버는 기계적 강성이 낮은 전지셀을 보호하면서 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화를 억제하여 전지셀의 실링부위가 분리되는 것을 방지하여 준다. 따라서, 궁극적으로 더욱 안전성이 우수한 중대형 전지모듈의 제조가 가능해 진다. These battery cells constitute one unit module in a structure wrapped in a high-strength cell cover made of synthetic resin or metal in two or more units, and the high-strength cell cover protects the battery cells having low mechanical rigidity while charging and discharging. By suppressing repeated expansion and contraction changes it prevents the sealing of the battery cell is separated. Accordingly, it becomes possible to manufacture a middle- or large-sized battery module with superior safety.

단위모듈 내부 또는 단위모듈 상호간의 전지셀들은 직렬 및/또는 병렬 방식으로 연결되어 있으며, 바람직한 예에서, 전지셀들을 그것의 전극단자들이 연속적으로 상호 인접하도록 길이 방향으로 직렬 배열한 상태에서 전극단자들을 결합시킨 뒤, 2 또는 그 이상의 단위로 전지셀들을 중첩되게 접고 소정의 단위로 셀 커버에 의해 감쌈으로써 다수의 단위모듈들을 제조할 수 있다.The battery cells in the unit module or between the module modules are connected in series and / or parallel manner, and in a preferred embodiment, the electrode terminals are arranged with the battery cells arranged in series in the longitudinal direction such that their electrode terminals are continuously adjacent to each other. After combining, the plurality of unit modules may be manufactured by folding the battery cells in two or more units so as to overlap each other and wrapping the cells in a predetermined unit by the cell cover.

경우에 따라서는, 2 또는 그 이상의 단위로 전지셀들을 적층한 후 그것의 외면을 셀 커버에 의해 감싼 뒤, 전극단자들을 전기적으로 연결하는 방식으로 제조될 수도 있음은 물론이다. In some cases, the battery cells may be manufactured by stacking the battery cells in units of two or more, wrapping the outer surface thereof with a cell cover, and then electrically connecting the electrode terminals.

상기 전극단자들의 결합은 용접, 솔더링, 기계적 체결 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 용접으로 달성될 수 있다.The coupling of the electrode terminals can be realized in various ways such as welding, soldering, mechanical fastening, etc., and can be achieved preferably by welding.

전극단자들이 상호 연결되어 있고 높은 밀집도로 충적된 다수의 전지셀 또는 단위모듈들은, 바람직하게는, 조립식 체결구조로 결합되는 상하 분리형의 케이스에 수직으로 장착되어 상기 장방형 전지모듈을 구성할 수 있다. The plurality of battery cells or unit modules, in which electrode terminals are interconnected and filled with high density, may be vertically mounted in a vertically separated case coupled to a prefabricated fastening structure to form the rectangular battery module.

단위모듈과 이러한 단위모듈 다수 개를 사용하여 제조되는 장방형 전지모듈의 더욱 구체적인 내용은 본 출원인의 한국 특허출원 제2006-45443호에 개시되어 있으며, 상기 내용은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.More specific details of a unit module and a rectangular battery module manufactured using a plurality of such unit modules are disclosed in Korean Patent Application No. 2006-45443, filed by the present applicant, which is incorporated herein by reference.

한편, 상기 셀 커버는 상부 커버와 하부 커버의 체결구조로서, 상기 상부 커버와 하부 커버의 표면에는 서로 평행한 다수의 돌기들이 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이 때, 상기 돌기들은 적층된 단위모듈들 사이로 냉매가 흐를 수 있도록 유로를 형성한다. On the other hand, the cell cover is a fastening structure of the upper cover and the lower cover, it is preferable that a plurality of protrusions parallel to each other is formed on the surface of the upper cover and the lower cover, wherein the protrusions are stacked unit modules A flow path is formed to allow the refrigerant to flow therebetween.

이와 관련하여, 상기 상부 케이스의 상면 및 하부 케이스의 하면에는 냉매가 유입되어 단위셀 조립체를 냉각시킨 후 외부로 배출될 수 있도록 다수의 관통구들이 형성되어 있다. In this regard, a plurality of through holes are formed on the upper surface of the upper case and the lower surface of the lower case to allow refrigerant to flow in to cool the unit cell assembly and to be discharged to the outside.

상기 센싱 어셈블리는 전지모듈을 구성하는 전지셀들 또는 단위모듈들의 전압을 검출하기 위한 부재로서,The sensing assembly is a member for detecting the voltage of the battery cells or unit modules constituting the battery module,

(a) 입출력 단자가 형성되는 전지모듈의 전면 및 그 배향면인 후면에서 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들의 직렬 연결부위에 암수체결 방식으로 장착되도록 상기 직렬 연결부위에 대응하는 형상으로 구성된 다수의 체결부들이 형성되어 있는 육면체 구조의 한 쌍의 절연성 지지부들;(a) a plurality of configurations configured in a shape corresponding to the serial connection part so as to be mounted in a male and female connection method on a serial connection part of a plurality of battery cells or unit modules at the front and rear surfaces of the battery module in which the input / output terminals are formed; A pair of insulating supports of a hexahedral structure in which fastening portions are formed;

(b) 일단은 상기 직렬 연결부위와 전기적으로 연결되고, 타단은 센싱 회로부와 전기적으로 연결되어 상기 체결부들을 전기적으로 상호 연결하는 선형 구조의 접속부; 및 (b) one end of which is electrically connected to the series connection part, and the other end of the linear connection part which is electrically connected to the sensing circuit part to electrically connect the fastening parts; And

(c) 일단은 상기 접속부와 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 체결부 내에서 결합된 상태로 상기 직렬 연결부위와 전기적으로 연결되는 도전성 센싱부;(c) one end of which is electrically connected to the connection part, and the other end of which is electrically connected to the series connection part in a coupled state within the fastening part;

를 포함하는 구조로 이루어져 있다. 이러한 구조에서, 상기 접속부는 바람직하게는 다수의 와이어들로 구성되어 있다. As shown in FIG. In this structure, the connection is preferably composed of a plurality of wires.

상기 센싱 어셈블리의 절연성 지지부들은 장방형 전지모듈들의 직렬 연결부위에 장착됨으로써, 전기적 접속 구조와 그에 따라 조립 과정을 더욱 간소화할 수 있다. 또한, 전기적 접속수단의 길이를 감소시켜 내부 저항의 증가를 방지하고, 외부 충격 등에 의해 접속수단이 단전되는 위험성을 감소시킬 수 있다. The insulating supports of the sensing assembly may be mounted on the series connection portions of the rectangular battery modules, thereby simplifying the electrical connection structure and thus the assembly process. In addition, it is possible to reduce the length of the electrical connection means to prevent an increase in the internal resistance, and to reduce the risk of disconnection of the connection means by an external impact or the like.

상기 상부 케이스의 양 단부에는 센싱 어셈블리와 전기적으로 연결되는 센싱 회로부의 일단이 상부 케이스와 결합할 수 있도록 삽입구가 형성되어 있어 센싱 어셈블리의 장착을 위한 불필요한 공간을 감소시킨다. At both ends of the upper case, an insertion hole is formed so that one end of the sensing circuit part electrically connected to the sensing assembly is coupled to the upper case, thereby reducing unnecessary space for mounting the sensing assembly.

하나의 바람직한 실시예에서, 상기 센싱 회로부의 각각의 가지 회로는, 일단이 상기 센싱 어셈블리와 전기적으로 연결되고, 타단이 커넥터에 리셉터클 방식으로 체결되는 제 1 검출 회로; 일단이 상기 커넥터에 리셉터클 방식으로 체결되고 타단이 줄기 회로로 통합되는 제 2 검출 회로; 및 상기 제 1 검출 회로와 제 2 검출 회로의 사이에 개재되는 커넥터; 를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 구조에서, 상기 삽입구로 제 1 검출 회로가 삽입되어 상부 케이스와 결합 고정된다. In one preferred embodiment, each branch circuit of the sensing circuit unit comprises: a first detection circuit having one end electrically connected to the sensing assembly and the other end receptacle connected to a connector; A second detection circuit, one end of which is fastened to the connector in a receptacle manner, and the other end of which is integrated into a stem circuit; And a connector interposed between the first detection circuit and the second detection circuit. It may be made of a structure comprising a. In this structure, the first detection circuit is inserted into the insertion hole and fixedly coupled with the upper case.

상기 제 1 검출회로 및 제 2 검출회로와 같은 가지 회로들은 다수의 와이어들이 절연성의 피복재로 피복되어 있는 하나의 케이블로 이루어지고, 상기 줄기 회로는 가지 회로들이 통합된 상태에서 절연성의 피복재로 피복되어 있는 하나의 케이블로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. Branch circuits, such as the first and second detection circuits, consist of one cable in which a plurality of wires are covered with an insulating coating material, and the stem circuit is covered with an insulating coating material with the branch circuits integrated. It is more preferable to consist of one cable.

상기 구조는, 외부 충격에 의해 센싱 회로들이 손상될 위험성을 최소화함으로써 안정적으로 전지셀 또는 단위모듈들의 직렬 연결부위에서 검출된 전압을 제어부로 송출할 수 있으므로, 결과적으로 전지모듈 어셈블리의 안전성이 향상된다. The structure can stably transmit the voltage detected at the series connection part of the battery cell or the unit modules to the controller by minimizing the risk of damaging the sensing circuits by an external shock, thereby improving the safety of the battery module assembly.

또한, 상기 하부 케이스에는 전지모듈의 입출력 단자가 형성되는 전면의 배향면인 후면에 상기 커넥터가 지면 또는 수평면과 평행하게 장착되어 고정되도록 평판 구조의 고정부가 형성되어 있을 수 있다. In addition, the lower case may be provided with a fixing portion of a flat plate structure so that the connector is mounted and fixed in parallel with the ground or a horizontal plane on the rear surface, which is an orientation surface of the front surface on which the input and output terminals of the battery module are formed.

따라서, 외부 충격에도 센싱 회로가 이탈되지 않고 안정적인 결합 상태를 유지하므로 센싱 회로의 단전을 최소화할 수 있고, 센싱 회로를 고정하는 커넥터가 상기 센싱 회로들의 외주면과 직접적으로 접촉하지 않으므로 외부 충격에 의해 센싱 회로들이 손상될 위험성이 최소화된다.Therefore, since the sensing circuit is not separated from the external impact and maintains a stable coupling state, the short circuit of the sensing circuit can be minimized, and since the connector fixing the sensing circuit does not directly contact the outer circumferential surface of the sensing circuits, the sensing circuit is sensed by the external shock. The risk of circuit damage is minimized.

상기 줄기 회로와 가지 회로는 일체로 형성되어 있을 수 있고, 분할된 가지 회로들은 밴드와 같은 통상적인 고정수단을 사용하여 줄기 회로와 통합되도록 정리될 수 있으며, 필요에 따라 전지모듈의 상부 또는 하부 케이스에 고정시킬 수 있다.The stem circuit and the branch circuit may be integrally formed, and the divided branch circuits may be arranged to be integrated with the stem circuit using a conventional fixing means such as a band, and the upper or lower case of the battery module as necessary. Can be fixed at

따라서, 본 발명의 전지모듈 어셈블리는 상기와 같은 통합회로 구조의 센싱 회로부를 포함하고 있으므로, 조립 공정시 센싱 회로들이 얽히고 설키지 않아서 조립공정 이후 센싱 회로를 정리하기 위한 별도의 시간이 필요하지 않으며, 일방향으로 센싱 회로부를 배열함으로써 작업효율이 향상되므로, 전체적으로 조립 공정의 효율이 향상되는 효과를 발휘한다. 더욱이, 전압 검출을 위한 다수의 회로로 인해 매우 복합해질 수 있는 전지모듈 어셈블리의 전체 구조를 최대한 간소화할 수 있으므로, 디바이스에 대한 장착과 사용 중 수리 및 교체 등이 용이한 효과도 있다.Therefore, since the battery module assembly of the present invention includes the sensing circuit unit of the integrated circuit structure as described above, the sensing circuits are not entangled and not entangled during the assembly process, and thus no additional time is required for cleaning the sensing circuit after the assembly process. Since the work efficiency is improved by arranging the sensing circuits in one direction, the overall efficiency of the assembly process is improved. In addition, since the overall structure of the battery module assembly, which can be very complex due to a plurality of circuits for voltage detection, can be simplified as much as possible, the device can be easily installed and repaired and replaced during use.

경우에 따라서는, 상기 센싱 어셈블리가 상부 케이스에 장착된 이후, 상부 케이스의 상면 및 양 단부에는 외부 충격으로부터 센싱 어셈블리를 보호하는 보호 커버들이 각각 장착될 수 있다.In some cases, after the sensing assembly is mounted to the upper case, protective covers for protecting the sensing assembly from external impact may be mounted on the upper surface and both ends of the upper case, respectively.

하나의 바람직한 예에서, 상기 전지모듈은 그것의 높이 방향이 지면 또는 수평면과 평행하도록 배열되어 있을 수 있다. 이 경우, 상기 전지셀 또는 단위모듈들은 높이 방향이 지면 또는 수평면과 평행하도록 배열될 수 있다. 따라서, 차량의 트렁크와 같이 높이가 제한된 공간에서도 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리의 장착이 용이하다.In one preferred example, the battery module may be arranged such that its height direction is parallel to the ground or a horizontal plane. In this case, the battery cells or unit modules may be arranged such that the height direction thereof is parallel to the ground or a horizontal plane. Therefore, the mounting of the battery module assembly according to the present invention is easy even in a height-limited space such as a trunk of a vehicle.

본 발명은 또한 상기 전지모듈 어셈블리를 포함하고 있는 고출력 대용량의 중대형 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a high-power large-capacity battery pack including the battery module assembly.

본 발명에 따른 중대형 전지팩은 장착 효율성, 구조적 안정성 등을 고려할 때, 한정된 장착공간을 가지며 잦은 진동과 강한 충격 등에 노출되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있다.In consideration of mounting efficiency, structural stability, etc., the medium-large battery pack according to the present invention has a limited mounting space and may be preferably used as a power source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which are exposed to frequent vibrations and strong shocks.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 전지모듈 어셈블리는, 높이 방향 및/또는 폭 방향으로 장방형 전지모듈 다수 개가 적층되어 육면 적층체를 이루고 있으므로, 전체적으로 콤팩트하고 안정적인 구조를 가지며, 많은 수의 부재들을 사용하지 않고도 기계적 체결과 전기적 접속을 이룰 수 있다.As described above, in the battery module assembly of the present invention, since a plurality of rectangular battery modules are stacked in a height direction and / or a width direction to form a hexahedral stack, the battery module assembly has a compact and stable structure as a whole and uses a large number of members. Mechanical connection and electrical connection can be made without

또한, 본 발명의 전지모듈 어셈블리는 통합회로 구조의 센싱 회로부를 포함하고 있으므로 센싱 회로들이 얽히고 설키지 않아서 조립 공정의 효율을 향상시키는 동시에 외부 충격에 의한 손상 가능성이 최소화되어 결과적으로 전지모듈 어셈블리의 안전성을 향상시키고, 많은 수의 전압 검출 회로를 포함하고 있음에도 불구하고 전체적으로 간소한 구조를 구현할 수 있다. In addition, since the battery module assembly of the present invention includes a sensing circuit portion of the integrated circuit structure, the sensing circuits are not entangled and not swelled, thereby improving the efficiency of the assembly process and minimizing the possibility of damage due to external impact, resulting in safety of the battery module assembly. In addition, although a large number of voltage detection circuits are included, a simple structure as a whole can be realized.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 이상의 전지셀들이 직렬로 연결된 상태를 도시한 모식도이다;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지모듈의 분해도이다;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지모듈의 사시도이다;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도이다;
도 5는 도 4의 전지모듈 어셈블리의 정면도이다. 1 is a schematic diagram showing a state in which two or more battery cells are connected in series according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is an exploded view of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a perspective view of a battery module assembly according to a preferred embodiment of the present invention;
5 is a front view of the battery module assembly of FIG. 4.

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 이상의 전지셀들이 직렬로 연결된 상태를 모식적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지모듈의 분해상태를 모식적으로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지모듈의 사시도를 모식적으로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도를 모식적으로 도시한 것이며, 도 5는 도 4의 전지모듈 어셈블리의 정면도를 모식적으로 도시한 것이다.1 is a diagram schematically illustrating a state in which two or more battery cells are connected in series according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 schematically illustrates an exploded state of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention. 3 is a perspective view schematically illustrating a battery module according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 schematically illustrates a perspective view of a battery module assembly according to a preferred embodiment of the present invention. 5 is a schematic front view of the battery module assembly of FIG. 4.

이들 도면을 참조하면, 도 2에서 단위셀 조립체(200)는 4개의 전지셀들(100)을 직렬로 연결하여 전극단자를 절곡한 상태에서 고강도 셀 커버(210)로 감싼 구조의 4개의 단위모듈로 이루어져 있고, 4개의 전지셀들은 하나의 전지셀(100a)의 양극단자(110a)와 다른 하나의 전지셀(100b)의 음극단자(120b)를 직렬 연결시키는 도 1에서와 같은 방법으로 직렬 연결시킨 구조로 이루어져 있다. Referring to these drawings, in FIG. 2, the unit cell assembly 200 includes four unit modules having a structure in which a high strength cell cover 210 is wrapped in a state in which four battery cells 100 are connected in series and bent electrode terminals. Four battery cells are connected in series in the same manner as in FIG. 1 in which the positive terminal 110a of one battery cell 100a and the negative terminal 120b of the other battery cell 100b are connected in series. It is made up of structure.

이때, 하나의 전지셀(100a)의 양극단자(110a)는 하향 절곡되고 음극단자(120a)는 상향 절곡되어 있으며, 다른 하나의 전지셀(100b)의 양극단자(110b)는 하향 절곡되어 있고, 음극단자(120b)는 상향 절곡되어 있다.At this time, the positive electrode terminal 110a of one battery cell 100a is bent downward and the negative electrode terminal 120a is bent upward, and the positive electrode terminal 110b of the other battery cell 100b is bent downward, The negative electrode terminal 120b is bent upward.

장방형 전지모듈(300)은 폭(z 방향) 대비 높이(x 방향)가 큰 직육면체이며, 단위셀 조립체(200)의 높이 방향(x 방향)이 지면 또는 수평면과 평행하도록 단위셀 조립체(200)를 위치시킨 상태로 상하 조립형의 모듈 케이스(320a, 320b)에 장착한 구조로 이루어져 있다. The rectangular battery module 300 is a rectangular parallelepiped having a larger height (x direction) than a width (z direction), and moves the unit cell assembly 200 such that the height direction (x direction) of the unit cell assembly 200 is parallel to the ground or a horizontal plane. It consists of a structure mounted on the module case (320a, 320b) of the up and down assembly type in the position.

상부 케이스(320a)의 상면에는 센싱 어셈블리(330)가 체결될 수 있도록 전지모듈의 길이 방향(y 방향)에 평행하게 연장되어 있는 제 1 체결홈(321a)이 형성되어 있고, 양 단부에는 전지모듈의 높이 방향(x 방향)에 평행하게 제 2 체결홈(323a)이 형성되어 있다. First coupling grooves 321a extending in parallel to the length direction (y direction) of the battery module are formed on the upper surface of the upper case 320a to allow the sensing assembly 330 to be fastened, and battery modules are formed at both ends. The second fastening groove 323a is formed parallel to the height direction (x direction) of the.

하부 케이스(320b)의 전면에는 입출력 단자(321b)가 형성되어 있고, 내부에는 단위셀 조립체(200)가 체결 고정될 수 있도록 단위셀 조립체(200)의 길이 방향(y 방향)에 평행하게 다수의 고정 홈(322b)이 형성되어 있다. 단위셀 조립체(200)에는 입출력 단자(321b)와의 전기적 연결을 위한 버스 바(350)가 형성되어 있다. Input / output terminals 321b are formed on the front surface of the lower case 320b, and a plurality of parallel inputs and outputs thereof are provided in parallel to a length direction (y direction) of the unit cell assembly 200 so that the unit cell assembly 200 can be fastened and fixed. The fixing groove 322b is formed. The unit cell assembly 200 has a bus bar 350 for electrical connection with the input / output terminal 321b.

상부 케이스(320a)의 상면에는 냉매가 유입되어 단위셀 조립체(200)를 냉각시키도록 다수의 관통구들(322a)이 형성되어 있다. 유입된 냉매는 단위셀 조립체(200)를 냉각시킨 후 하부 케이스(320b)를 경유하여 외부로 배출되는 바, 하부 케이스(320b)의 하면에는 냉매를 외부로 배출시킬 수 있도록 다수의 관통구들(미도시)이 형성되어 있다. 셀 커버(210)의 외주면에는 다수의 돌기들(210a, 210b)이 형성되어 있어서, 냉매 유로를 형성한다.A plurality of through holes 322a are formed on the upper surface of the upper case 320a to cool the unit cell 200 to cool the unit cell assembly 200. The introduced coolant is discharged to the outside via the lower case 320b after the unit cell assembly 200 is cooled, and a plurality of through holes are provided on the lower surface of the lower case 320b to discharge the coolant to the outside. O) is formed. A plurality of protrusions 210a and 210b are formed on the outer circumferential surface of the cell cover 210 to form a coolant flow path.

센싱 어셈블리(330)는 장방형 전지모듈(300)을 구성하는 단위셀 조립체(200)내의 전지셀들 또는 단위모듈들의 전압을 검출하기 위한 부재로서, 입출력 단자(321)가 형성되는 전지모듈(300)의 전면 및 그 배향면인 후면에서 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들의 직렬 연결부위(130)에 암수체결 방식으로 장착되도록 직렬 연결부위(130)에 대응하는 형상으로 구성된 다수의 체결부들(331a)이 형성되어 있는 육면체 구조의 한 쌍의 절연성 지지부들(332a, 332b), 일단은 직렬 연결부위(130)와 전기적으로 연결되고, 타단은 센싱 회로부(400)와 전기적으로 연결되어 체결부들(331a)을 전기적으로 상호 연결하는 선형 구조의 접속부(332)와, 일단은 접속부(332)와 전기적으로 연결되고, 타단은 체결부(331a) 내에서 결합된 상태로 직렬 연결부위(130)와 전기적으로 연결되는 도전성 센싱부(미도시)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.The sensing assembly 330 is a member for detecting the voltage of battery cells or unit modules in the unit cell assembly 200 constituting the rectangular battery module 300, and the battery module 300 having the input / output terminal 321 formed therein. The plurality of fastening parts 331a configured to have a shape corresponding to the serial connection part 130 so as to be mounted in a male and female connection method on the serial connection part 130 of the plurality of battery cells or unit modules at the front and rear surfaces thereof. The pair of insulating support parts 332a and 332b of the hexahedral structure, one end of which is electrically connected to the series connection part 130, and the other end of the hexahedral structure is electrically connected to the sensing circuit part 400 to connect the fastening parts 331a. The connection portion 332 of the linear structure for electrically interconnecting the wires, one end is electrically connected to the connection portion 332, the other end is electrically connected to the series connection portion 130 in a coupled state in the fastening portion 331a Conductive conductivity It consists of a structure including a portion (not shown).

센셍 어셈블리(330)가 상부 케이스(320a)의 제 1 체결홈(321a) 및 제 2체결홈(323a)으로 결합한 후 센싱 어셈블리(330)를 외부 충격으로부터 보호하도록 상부 케이스(320a)의 상면 및 양 단부에는 각각 보호 커버들(340a, 340b)이 결합하고, 입출력 단자(321b)와 버스바(350)가 결합 한 후 하부 케이스(320b)에는 입출력 단자(321b)를 외부 충격으로부터 보호하도록 보호커버(360)가 결합한다. After the sensing assembly 330 is coupled to the first fastening groove 321a and the second fastening groove 323a of the upper case 320a, the upper surface and the upper surface of the upper case 320a to protect the sensing assembly 330 from external impact. Protective covers 340a and 340b are coupled to the end, respectively, and the input / output terminal 321b and the bus bar 350 are coupled to the lower case 320b to protect the input / output terminal 321b from external shocks. 360) combine.

센싱 회로부(400)는 줄기 회로(440)에서 분할된 다수의 가지회로들로 이루어져 있고, 각각의 가지 회로는 일단이 센싱 어셈블리(330)와 전기적으로 연결되고, 타단이 커넥터(420)에 리셉터클 방식으로 체결되는 제 1 검출 회로(410), 일단이 커넥터(420)에 리셉터클 방식으로 체결되고 타단이 줄기 회로(440)로 통합되는 제 2 검출 회로(430)와 제 1 검출 회로(410)와 제 2 검출 회로(430)의 사이에 개재되는 커넥터(420)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.The sensing circuit unit 400 includes a plurality of branch circuits divided by the stem circuit 440. Each branch circuit has one end electrically connected to the sensing assembly 330, and the other end is receptacle connected to the connector 420. The first detection circuit 410 and the first detection circuit 410, one end is fastened to the connector 420 in a receptacle manner, the other end is integrated into the stem circuit 440 and the second detection circuit 430 and the first detection circuit 410 and the first It consists of a structure including a connector 420 interposed between the two detection circuit 430.

이때, 상부 케이스(320a)의 양 단부에는 센싱 어셈블리(330)와 전기적으로 연결되는 센싱 회로부(400)의 일단이 상부 케이스(320a)와 결합될 수 있도록 삽입구(324a)가 형성되어 있고, 하부 케이스(320b)에는 입출력 단자(321b)가 형성되는 전면의 배향면인 후면에 센싱 회로부(400)를 구성하는 커넥터(420)가 지면 또는 수평면과 평행하게 장착되어 고정되도록 평판 구조의 고정부(370)가 형성되어 있다. 센싱 회로부(400)의 줄기 회로(440)는 제 2 검출회로(430)와 밴드(450)로 결합되어 있다. At this time, both ends of the upper case 320a is formed with an insertion hole 324a so that one end of the sensing circuit unit 400 electrically connected to the sensing assembly 330 can be coupled to the upper case 320a. The fixing part 370 of the flat structure such that the connector 420 constituting the sensing circuit 400 is mounted in parallel with the ground or the horizontal plane on the rear surface that is an orientation surface of the front surface on which the input / output terminal 321b is formed. Is formed. The stem circuit 440 of the sensing circuit unit 400 is coupled to the second detection circuit 430 and the band 450.

도 4에는 9 개의 전지모듈들(300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f, 300g, 300h, 300i)이 그것의 높이 방향(x 방향)이 지면 또는 수평면과 평행하게 3개씩 배열되고, 작은 폭 방향(z 방향)으로 3개씩 적층되어 전체적으로 직육면체 구조를 이루고 있는 육면 적층체가 도시되어 있다. In FIG. 4, nine battery modules 300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f, 300g, 300h, and 300i have three small height directions (x direction) arranged in parallel with the ground or a horizontal plane. A hexahedral stack is shown, which is stacked three by one in the direction (z direction) to form a cuboid structure as a whole.

육면 적층체에서 6개의 전지모듈들(300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f)는 서로 대향하여 배열된 구조로, 그것들의 상부 케이스(320a)가 상호 마주보도록 배열되어 있다. 따라서, 입출력 단자(321b)가 형성된 전지모듈의 전면에서는 입출력 단자(321b)가 서로 인접하도록 배열되어 있는 구조가 이루어진다. 이러한 구조는 전지모듈들(300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f) 간의 전기적 접속 길이 및 접속부재의 장착 구조를 간소화 한다.
The six battery modules 300a, 300b, 300c, 300d, 300e, and 300f in the hexahedral stack are arranged to face each other, and their upper cases 320a are arranged to face each other. Therefore, a structure in which the input / output terminals 321b are arranged adjacent to each other is formed on the front surface of the battery module in which the input / output terminals 321b are formed. This structure simplifies the electrical connection length and mounting structure of the connection member between the battery modules 300a, 300b, 300c, 300d, 300e, and 300f.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

Claims (18)

다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 있는 장방형 전지모듈 다수 개가 그것의 높이 방향 또는 폭 방향으로 적어도 2개 이상씩 적층되어 전체적으로 육면 적층체 구조를 이루고 있고, 상기 전지셀들 또는 단위모듈들에는 직렬 연결부위의 전압을 측정하는 센싱 어셈블리가 각각 장착되어 있으며, 상기 전압 센싱 어셈블리의 일단은 검출 전압을 제어부로 송부하는 센싱 회로부와 연결되고, 상기 센싱 회로부는 제어부로 연결되는 회로 배선이 일원화되도록 줄기 회로에서 분할된 다수의 가지 회로들이 상기 줄기 회로로 통합되는 통합 회로구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.A plurality of rectangular battery modules in which a plurality of battery cells or unit modules are connected in series are stacked at least two or more in a height direction or a width direction thereof to form a hexahedral stack as a whole, and the battery cells or unit modules Each sensing assembly is equipped with a sensing assembly for measuring a voltage at a series connection, and one end of the voltage sensing assembly is connected to a sensing circuit unit for transmitting a detection voltage to a control unit, and the sensing circuit unit is unified with circuit wiring connected to the control unit. The battery module assembly, characterized in that consisting of an integrated circuit structure in which a plurality of branch circuits divided in the stem circuit is integrated into the stem circuit. 제 1 항에 있어서, 상기 장방형 전지모듈은 폭 대비 높이가 큰 직육면체이며, 상기 육면 적층체는 전체적으로 직육면체 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The battery module assembly according to claim 1, wherein the rectangular battery module is a rectangular parallelepiped having a large width to height, and the six-layered laminate has an overall rectangular parallelepiped structure. 제 1 항에 있어서, 상기 육면 적층체는 높이 방향으로 적어도 2개 이상의 장방형 전지모듈들이 서로 대향하여 배열된 구조로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The battery module assembly according to claim 1, wherein the six-sided stack is stacked in a structure in which at least two rectangular battery modules are arranged to face each other in a height direction. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈은 그것의 높이 방향이 지면 또는 수평면과 평행하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The battery module assembly according to claim 1, wherein the battery module is arranged such that its height direction is parallel to the ground or a horizontal plane. 제 1 항에 있어서, 상기 단위모듈은 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들이 직렬로 상호 연결되어 있는 구조로서, 직렬 또는 병렬로 연결된 2 이상의 전지셀들, 및 전극단자 부위를 제외하고 상기 전지셀들의 외면을 감싸도록 결합되는 셀 커버를 포함하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The method of claim 1, wherein the unit module is a structure in which the plate-shaped battery cells are formed in the upper and lower electrode terminals respectively connected in series, two or more battery cells connected in series or in parallel, and the electrode terminal portion Battery module assembly, characterized in that it comprises a cell cover coupled to surround the outer surface of the battery cells. 제 5 항에 있어서, 상기 셀 커버는 상부 커버와 하부 커버의 체결구조로서, 상기 상부 커버와 하부 커버의 표면에는 전지모듈의 높이 방향에 평행한 다수의 돌기들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The battery module according to claim 5, wherein the cell cover is a fastening structure of an upper cover and a lower cover, and a plurality of protrusions are formed on surfaces of the upper cover and the lower cover in parallel to a height direction of the battery module. assembly. 제 6 항에 있어서, 상기 돌기들은 적층된 단위모듈들 사이로 냉매가 흐를 수 있도록 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The battery module assembly of claim 6, wherein the protrusions form a flow path such that refrigerant flows between the stacked unit modules. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱 어셈블리는 전지모듈을 구성하는 전지셀들 또는 단위모듈들의 전압을 검출하기 위한 부재로서,
(a) 입출력 단자가 형성되는 전지모듈의 전면 및 그 배향면인 후면에서 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들의 직렬 연결부위에 암수체결 방식으로 장착되도록 상기 직렬 연결부위에 대응하는 형상으로 구성된 다수의 체결부들이 형성되어 있는 육면체 구조의 한 쌍의 절연성 지지부들;
(b) 일단은 상기 직렬 연결부위와 전기적으로 연결되고, 타단은 센싱 회로부와 전기적으로 연결되어 상기 체결부들을 전기적으로 상호 연결하는 선형 구조의 접속부; 및
(c) 일단은 상기 접속부와 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 체결부 내에서 결합된 상태로 상기 직렬 연결부위와 전기적으로 연결되는 도전성 센싱부;
를 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The apparatus of claim 1, wherein the sensing assembly is a member for detecting a voltage of battery cells or unit modules constituting a battery module,
(a) a plurality of configurations configured in a shape corresponding to the serial connection part so as to be mounted in a male and female connection method on a serial connection part of a plurality of battery cells or unit modules at the front and rear surfaces of the battery module in which the input / output terminals are formed; A pair of insulating supports of a hexahedral structure in which fastening portions are formed;
(b) one end of which is electrically connected to the series connection part, and the other end of the linear connection part which is electrically connected to the sensing circuit part to electrically connect the fastening parts; And
(c) one end of which is electrically connected to the connection part, and the other end of which is electrically connected to the series connection part in a coupled state within the fastening part;
Battery module assembly comprising a structure comprising a. 제 8 항에 있어서, 상기 접속부는 다수의 와이어들로 구성된 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The battery module assembly of claim 8, wherein the connection part comprises a plurality of wires. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱 회로부의 각각의 가지 회로는,
일단이 상기 센싱 어셈블리와 전기적으로 연결되고, 타단이 커넥터에 리셉터클 방식으로 체결되는 제 1 검출 회로;
일단이 상기 커넥터에 리셉터클 방식으로 체결되고 타단이 줄기 회로로 통합되는 제 2 검출 회로; 및
상기 제 1 검출 회로와 제 2 검출 회로의 사이에 개재되는 커넥터;
를 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The branch circuit of claim 1, wherein each branch circuit of the sensing circuit unit is:
A first detection circuit having one end electrically connected to the sensing assembly and the other end fastened to the connector in a receptacle manner;
A second detection circuit, one end of which is fastened to the connector in a receptacle manner, and the other end of which is integrated into a stem circuit; And
A connector interposed between the first detection circuit and the second detection circuit;
Battery module assembly comprising a structure comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈은,
(a) 다수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 직렬로 연결되어 있는 단위셀 조립체;
(b) 상기 단위셀 조립체의 상부에 결합하고, 센싱 어셈블리가 체결될 수 있도록 상면에는 전지모듈의 길이 방향에 평행하게 연장되어 있는 제 1 체결홈이 형성되어 있고, 양 단부에는 전지모듈의 높이 방향에 평행하게 제 2 체결홈이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상부 케이스;
(c) 상기 단위셀 조립체의 하부에 결합하고, 전지모듈의 전면으로 외부 입출력 단자가 배향되어 있으며, 상기 단위셀 조립체들이 체결 고정될 수 있도록 단위셀 조립체의 큰 폭 방향에 평행하게 다수의 고정 홈이 형성되어 있는 하부 케이스;
를 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The method of claim 1, wherein the battery module,
(a) a unit cell assembly in which a plurality of battery cells or unit modules are connected in series;
(b) a first fastening groove which is coupled to an upper portion of the unit cell assembly and extends in parallel to a length direction of the battery module so that a sensing assembly may be fastened, and at both ends, a height direction of the battery module; A second fastening groove formed in parallel to each other;
(c) a plurality of fixing grooves coupled to a lower portion of the unit cell assembly, the external input / output terminals are oriented toward the front of the battery module, and parallel to a large width direction of the unit cell assembly so that the unit cell assemblies can be fastened and fixed; A lower case formed therein;
Battery module assembly comprising a structure comprising a. 제 11 항에 있어서, 상기 상부 케이스의 상면 및 하부 케이스의 하면에는 냉매가 단위셀 조립체로 유입되어 냉각시킨 후 외부로 배출될 수 있도록 다수의 관통구들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진지모듈 어셈블리.12. The method of claim 11, wherein the upper surface of the upper case and the lower case of the lower case, the displacement module assembly, characterized in that a plurality of through-holes are formed so that the refrigerant flows into the unit cell assembly to be discharged to the outside. 제 11 항에 있어서, 상기 상부 케이스의 양 단부에는 센싱 어셈블리와 전기적으로 연결되는 센싱 회로부의 일단이 상부 케이스와 결합할 수 있도록 삽입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.12. The battery module assembly of claim 11, wherein both ends of the upper case have insertion openings formed at one end of the sensing circuit to be coupled to the upper case. 제 11 항에 있어서, 상기 상부 케이스의 상면 및 양 단부에는 외부 충격으로부터 센싱 어셈블리를 보호하는 보호 커버들이 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리. 12. The battery module assembly of claim 11, wherein protective covers for protecting the sensing assembly from external impact are mounted on the top and both ends of the upper case. 제 11 항에 있어서, 상기 하부 케이스에는 전지모듈의 입출력 단자가 형성되는 전면의 배향면인 후면에 센싱 회로부를 구성하는 커넥터가 지면 또는 수평면과 평행하게 장착되어 고정되도록 평판 구조의 고정부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The flat panel structure of claim 11, wherein the lower case is provided with a fixing part having a flat plate structure such that a connector constituting the sensing circuit part is mounted on and fixed in parallel with the ground or a horizontal plane on a rear surface of the front surface on which the input / output terminals of the battery module are formed. Battery module assembly, characterized in that. 제 11 항에 있어서, 상기 전지셀 또는 단위모듈들은 높이 방향이 지면 또는 수평면과 평행하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.The battery module assembly of claim 11, wherein the battery cells or the unit modules are arranged such that the height direction thereof is parallel to the ground or a horizontal plane. 제 1 항에 따른 전지모듈 어셈블리를 포함하고 있는 고출력 대용량의 중대형 전지팩. A high output large-capacity battery pack containing a battery module assembly according to claim 1. 제 17 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.
The medium and large battery pack of claim 17, wherein the battery pack is used as a power source for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle.
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