KR101813234B1 - Cell Cover for secondary battery and battery module including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 이차 전지용 셀 커버는, 이차 전지의 일면과 접하는 셀 커버판면 및 셀 커버판면의 중앙을 가로지르는 적어도 하나의 가상의 라인 상에 위하고, 셀 커버판면을 두께방향으로 부분 절취한 홈 형태로 마련되는 응력 집중부를 포함할 수 있다.The cell cover for a secondary battery according to the present invention is characterized in that the cell cover is provided on at least one virtual line crossing the center of the cell cover plate surface and the cell cover plate surface contacting with one surface of the secondary battery, And a stress concentration portion provided in the form of a stress.
Description
본 발명은 이차 전지용 셀 커버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 충격에 대한 이차 전지 셀의 데미지(damage)를 최소화시킬 수 있는 이차 전지용 셀 커버 및 이를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cell cover for a secondary battery, and more particularly, to a cell cover for a secondary battery and a battery module including the same, which can minimize damage to the secondary battery cell due to an external impact.
현재 상용화된 이차 전지는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Among the secondary batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries and lithium secondary batteries are commercially available. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared with nickel- The discharge rate is very low and the energy density is high.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다. These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbonaceous material as a cathode active material and an anode active material, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate each coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and an outer casing, that is, a battery case, for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. Generally, a lithium secondary battery can be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the casing.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치 뿐만 아니라, 내연 기관 및/또는 전기 모터를 이용해서 구동력을 확보하려는 전기 자동차에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 상기 전기 자동차에는 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 내연 기관 없이 전기 모터와 배터리로만 구동되는 순수 전기 자동차등이 포함된다. 2. Description of the Related Art In recent years, secondary batteries have been widely used not only in small-sized devices such as portable electronic devices, but also in electric vehicles that require driving power by using internal combustion engines and / or electric motors. The electric vehicle includes a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, a pure electric car driven only by an electric motor and a battery without an internal combustion engine, and the like.
이러한 전기 자동차에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다. When used in such an electric vehicle, a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output. Particularly, pouch-type secondary batteries are widely used because they are easy to be stacked in a middle- or large-sized apparatus.
하지만, 파우치형 이차 전지는 일반적으로 알루미늄과 폴리머 수지의 라미네이트 시트의 전지 케이스로 포장되어 있으므로 기계적 강성이 크지 않다. 따라서, 다수의 파우치형 이차 전지를 포함하여 배터리 모듈을 구성할 때, 이차 전지를 외부의 충격 등으로부터 보호하고, 그 유동을 방지하고 적층이 용이하도록 하기 위해, 셀 커버를 이용하는 경우가 많다. However, since the pouch-type secondary battery is generally packaged in a battery case of a laminate sheet of aluminum and polymer resin, the mechanical rigidity is not so large. Therefore, when constructing a battery module including a plurality of pouch-shaped secondary batteries, a cell cover is often used in order to protect the secondary battery from external impact, prevent the flow of the secondary battery, and facilitate stacking.
한편, 전기 자동차의 운행 중 배터리 팩은 외부 충격에 노출될 가능성이 크다. 특히, 차량 충돌 또는 전복 사고 발생시 배터리 팩에 심한 충격이 가해지면 배터리 팩이 폭발할 우려가 커진다. 예컨데, 종래에 셀 커버는 알루미늄 재질의 판상 형태로 충격이 전해지면 압축방향으로 불규칙적으로 휘어지거나 파단되기 쉬운데, 이러한 기존의 셀 커버는 밀착되어 있는 이차 전지의 변형을 심하시키고, 깨어진 파편이 이차 전지 내부를 뚤고 들어가 분리막을 손상시킬 수 있다. 이와 같이 이차 전지가 과도하게 손상되면 이차 전지가 폭발할 수 있어 2차 피해가 우려된다.On the other hand, the battery pack is likely to be exposed to an external shock during operation of the electric vehicle. Particularly, when a serious impact is applied to the battery pack in the event of a vehicle collision or rollover, there is a high possibility that the battery pack will explode. For example, conventionally, when a shock is transmitted in the form of an aluminum plate, the cell cover is likely to be irregularly bent or broken in the compression direction. Such a conventional cell cover undesirably deforms the attached secondary battery, It can penetrate the inside and damage the membrane. If the secondary battery is excessively damaged in this way, the secondary battery may explode, which may cause secondary damage.
따라서, 차량 사고등으로 배터리 팩에 과도한 충격이 인가되더라도 이차 전지의 변형을 최소화시켜 폭발로 인한 2차 피해를 방지할 수 있는 배터리 모듈 또는 팩 설계가 요구된다.Accordingly, there is a demand for a battery module or pack design capable of minimizing deformation of the secondary battery and preventing secondary damage due to explosion even when an excessive impact is applied to the battery pack due to a vehicle accident or the like.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 과도한 충격이 인가될 때 이차 전지에 전가되는 데미지(damage)를 최소화시킬 수 있는 이차 전지용 셀 커버 및 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a secondary battery cell cover and a battery module, which are designed to solve the above-mentioned problems and can minimize damage to be transferred to the secondary battery when an excessive impact is applied do.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 일면과 접하는 셀 커버판면; 및 상기 셀 커버판면의 중앙을 가로지르는 적어도 하나의 가상의 라인 상에 위하고, 상기 셀 커버판면을 두께방향으로 부분 절취한 홈 형태로 마련되는 응력 집중부를 포함하는 이차 전지용 셀 커버가 제공될 수 있다.According to the present invention, a cell cover plate surface contacting with one surface of a battery cell; And a stress concentrating portion provided on at least one hypothetical line crossing the center of the cell cover plate surface and provided in the form of a groove partially cut in the thickness direction of the cell cover plate surface. have.
상기 셀 커버판면은 직사각 형태로 마련되고, 상기 응력 집중부는 상기 셀 커버판면의 가로 및 세로 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 형성될 수 있다.The cell cover plate surface may be formed in a rectangular shape, and the stress concentration portion may be formed in at least one of a transverse direction and a transverse direction of the cell cover surface.
상기 응력 집중부는, 상기 가상의 라인을 따라 소정 간격 마다 형성되는 복수 개의 노치를 포함할 수 있다.The stress concentrating portion may include a plurality of notches formed at predetermined intervals along the imaginary line.
상기 복수 개의 노치, 각각은 상기 셀 커버판면의 양쪽 표면으로부터 두께방향으로 함몰 형성될 수 있다.Each of the plurality of notches may be recessed in the thickness direction from both surfaces of the cell cover plate surface.
상기 응력 집중부는, 단면이 V자 형태 또는 U자 형태일 수 있다.The stress concentrating portion may have a V-shaped or U-shaped cross section.
상기 응력 집중부는, 상기 셀 커버판면에 비해 기계적 강도가 약한 이종 재질로 형성될 수 있다.The stress concentration portion may be formed of a different material having a lower mechanical strength than the cell cover plate surface.
상기 셀 커버판면의 일면에서 돌출 형성된 비딩부를 더 포함할 수 있다.And a beading portion protruding from one surface of the cell cover plate surface.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 상술한 이차 전지용 셀 커버를 포함하는 배터리 모듈이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a battery module including the above-described cell cover for a secondary battery can be provided.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상술한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a battery pack including the above-described battery module may be provided.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상술한 배터리 모듈을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다. 상기 자동차는 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 내연 기관 없이 전기 모터와 배터리로만 구동되는 순수 전기 자동차등이 포함될 수 있다. According to another aspect of the present invention, an automobile including the above-described battery module can be provided. The automobile may include a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and a pure electric vehicle driven only by an electric motor and a battery without an internal combustion engine.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부 충격이 인가될 때 이차 전지용 셀 커버를 일관된 형태로 변형되게 유도함으로써, 이차 전지에 전가되는 데미지(damage)를 최소화시킬 수 있다. 이에 따라 차량 사고 등에 있어서 이차 전지가 심각하게 파손되지 않도록 하여 피해가 확산되는 것을 방지할 수 있다. According to an aspect of the present invention, when an external impact is applied, the cell cover for a secondary battery is induced to be deformed into a uniform shape, thereby minimizing damage to be transferred to the secondary battery. Accordingly, it is possible to prevent the secondary battery from being seriously damaged in the event of a vehicle accident or the like, thereby preventing the spread of the damage.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 셀 커버와 배터리 셀의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는, 도 1의 이차 전지용 셀 커버의 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 셀 커버 적층체를 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 6은, 도 2의 A영영에 해당하는 응력 집중부의 그루브 형태에 관한 변형례들을 도시한 단면도들이다.
도 7 내지 도 8은 충격 및 압축 발생시 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 셀 커버의 변형 상태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic exploded perspective view of a secondary battery cell cover and a battery cell according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view of the cell cover for the secondary battery of Fig. 1;
3 is a perspective view showing a cell cover laminate for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figs. 4 to 6 are cross-sectional views showing modifications of the groove concentrating portion corresponding to the groove A of Fig. 2, respectively.
7 to 8 are views for explaining a deformation state of a cell cover for a secondary battery according to an embodiment of the present invention when impact and compression are generated.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.The embodiments of the present invention are provided to explain the present invention more fully to the ordinary artisan, so that the shape and size of the components in the drawings may be exaggerated, omitted or schematically shown for clarity. Thus, the size or ratio of each component does not entirely reflect the actual size or ratio.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 셀 커버와 배터리 셀의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는, 도 1의 이차 전지용 셀 커버의 사시도이고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 셀 커버 적층체를 도시한 사시도이다. FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a secondary battery cell cover and a battery cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a secondary battery cell cover of FIG. 1, and FIG. Is a perspective view showing a laminated body for a secondary battery cell cover according to an example.
본 발명에 따른 이차 전지용 셀 커버(100)는 하나 또는 둘 이상의 이차 전지(200)를 적층 및 패키징하여 배터리 모듈을 구성할 때 이용되는 것으로 이차 전지(200)를 홀딩함으로써 그 유동을 방지하고 상호간 적층 가능하도록 구성되어 이차 전지(200)의 조립을 가이드하는 역할을 한다. The secondary
여기서, 이차 전지(200)는 파우치형 이차 전지일 수 있다. 이 경우, 파우치형 이차 전지(200)는 일 방향, 이를테면 도 1에 도시된 것 처럼 두 장의 셀 커버(100) 사이에 일 방향으로 적층된 형태로 배치될 수 있다. 셀 커버(100)는 플레이트 형태로만 구성되거나, 또는 도시하지 않았으나 상기 플레이트 형태의 외주부를 감싸는 프레임 형태의 카트리지(cartridge)를 포함 할 수도 있다. Here, the
이하에서 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 이차 전지용 셀 커버(100)에 대해 자세히 살펴본다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 셀 커버(100)는, 셀 커버판면(110), 조립부(120) 및 응력 집중부(130)를 포함한다.Hereinafter, the cell cover 100 for a secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG. The cell cover 100 for a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a
셀 커버판면(110)은 알루미늄 등 금속 재질의 직사각 플레이트 형태로, 내측면에 이차 전지(200)가 접촉 배치될 수 있다. 파우치형 이차 전지(200)는 외장재가 금속층과 수지층으로 구성되어 있어 기계적 강도가 약한데, 셀 커버판면(110)은 이러한 파우치형 이차 전지(200)의 기계적 강성도를 보완하는 역할을 한다. 또한, 이차 전지(200)에서 발생하는 열을 흡수하여 외부로 방열시키는 기능을 겸한다. The cell
본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 커버(100) 2장은 조립부(120)를 통해 조립 체결방식으로 결합될 수 있다. 구체적으로, 조립부(120)는 셀 커버판면(110) 양단부에서 절곡된 부분으로, 조립부(120) 상에 체결돌기(121)와 체결돌기(121)에 대응되는 체결홈(122)이 마련될 수 있다. 어느 하나의 셀 커버(100)에 형성된 체결돌기(121) 또는 체결홈(122)들을 다른 하나의 셀 커버(100)에 형성된 체결돌기(121) 또는 체결홈(122)들에 맞춤으로서, 도 2와 같이, 2장의 셀 커버(100)가 한 조로 조립될 수 있다. 여기서 조립된 2장의 셀 커버(100)의 안쪽 공간에는 예컨대, 하나 또는 둘 이상의 이차 전지(200)가 개재될 수 있다. Two unit cell covers 100 according to an embodiment of the present invention can be assembled through an
참고로, 두개의 이차 전지(200)들의 계면에 완충재(300)가 개재될 수도 있다. 완충재(300)는 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화에 의해 발생하는 부피변화를 완충해 주고, 이차 전지(200)들 사이의 마찰력을 높여서 이차 전지(200)들의 유동을 억제하는 역할을 할 수 있다. 그러나 이러한 완충재(300)가 생략된 구성도 가능하다. For reference, the
한편, 조립된 셀 커버(100)는 도 3과 같이, 다른 셀 커버(100)와 소정 간격을 두고 적층되도록 구성될 수 있다. 그리고 이격 구성에 의해 조립된 셀 커버(100)들 사이에는 유로(P)가 형성될 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 셀 커버(100)는 셀 커버판면(110)의 일면에서 바깥 방향으로 돌출된 형태로 구성되는 비딩부(111)를 포함할 수 있다. 비딩부(111)는 이격 구성된 셀 커버(100)들 사이에 형성된 냉각 유로(P)가 안정적으로 유지될 수 있도록 하고 셀 커버판면(110)이 열수축됨으로써 변형되는 것을 저지하는 역할을 한다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the assembled
이와 같이 구현될 경우, 외부에서 셀 커버(100)로 유체, 이를테면 공기가 유입될 경우, 유입된 공기는 셀 커버(100)들 사이에 형성된 유로(P)를 흐르면서 셀 커버판면(110)에 공기가 접촉하도록 함으로써 이차 전지(200)와 공기 사이의 열교환이 간접적으로 이루어지도록 할 수 있다. In this case, when a fluid, such as air, flows from the outside into the
한편, 응력 집중부(130)는, 셀 커버(100)에 과도한 충격 또는 압축력이 작용할 경우, 응력이 집중되는 부분이다. 셀 커버(100)는 이차 전지(200)에 기계적 강성도를 보완하고 외부 충격으로부터 보호하는 구성이지만, 예컨대, 자동차 충돌 사고 등 셀 커버(100)의 내구성을 초과하는 과도한 충격이 인가되면 셀 커버(100)가 불규칙적으로 파단되거나 또는 휘어질 수 있다. 이와 같이 셀 커버(100)가 불규칙하게 변형되게 되면 이차 전지(200)들이 여러 방향에서 응력을 받게 될 뿐만 아니라 이차 전지가 꺾이는 각도가 더 커져 이차 전지(200)가 심각하게 변형되거나 손상될 수 있다. 이로 인해 이차 전지(200)를 구성하는 전극 조립체 또는 분리막이 파손되어 전해액 누액, 내부 단락 등으로 이차 전지(200)가 폭발하는 등 피해가 확대될 우려가 있다.On the other hand, the
특히, 이차 전지(200)들이 공간 집약적으로 적층 배치된 배터리 모듈 또는 배터리 팩(도 3 참조)에 있어서, 셀 커버(100)가 전,후,좌,우로 울퉁 불퉁한 형태로 변형되면 내측의 이차 전지(200)는 보다 큰 응력을 받아 데미지(damage)가 더 심화될 수 있다. 뿐만 아니라, 복수의 단편으로 파단된 셀 커버(100) 조각들이 이차 전지(200)의 외장재를 천공시킬 수도 있어 위험 요인이 더욱 커질 수 있다. Particularly, in the battery module or the battery pack (see FIG. 3) in which the
이에 본 발명에 따른 셀 커버(100)는 이러한 문제점을 보완하기 위해 과도한 외부 충격이 작용하면 셀 커버(100)가 일관된 형태로 변형되도록 유도하는 응력 집중부(130)를 구비한다. 여기서 응력 집중부(130)는 셀 커버(100)에 외력이 작용할 때 셀 커버(100)의 다른 부분보다 응력이 집중되는 구성 부분을 말한다.In order to overcome such a problem, the
상기 응력 집중부(130)는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 셀 커버판면(110)을 두께방향으로 부분 절취시킨 홈 형태로 마련될 수 있다. 그리고 응력 집중부(130)는, 도 3과 같이, 셀 커버판면(110)이 직사각 플레이트 형태로 마련될 때 직사각 플레이트 판면의 중앙을 가로지르는 가상의 라인 상에 위치할 수 있다. 여기서 가상의 라인은 셀 커버(100)의 단방향 또는 장방향과 나란하고 셀 커버판면(110)의 중앙을 지나는 라인을 의미한다. 1 to 3, the
참고로, 상기 응력 집중부(130)가 셀 커버판면(110)의 어느 일변에 가깝게 치우친 위치에 마련될 경우, 상기 응력 집중부(130)와 반대편 타변과의 거리가 멀어져 셀 커버(100)의 휨 모멘트가 더 커질 수 있다. 따라서 상대적으로 셀 커버(100)의 휨 모멘트의 크기가 작게 발생할 수 있도록 셀 커버판면(110)의 중앙 영역에 그루브를 형성하는 것이 바람직하다.When the
그러나 이러한 사항에 반드시 본 발명의 권리범위가 한정되어야 하는 것은 아니다. 즉, 셀 커버(100)의 구조, 위치등에 따라 응력 집중부(130)의 위치는 적절히 선택될 수도 있을 것이다. However, the scope of the present invention should not be limited to these matters. That is, the position of the
본 발명의 일 실시예에서 응력 집중부(130)는, 셀 커버판면(110)의 중앙을 가로지르는 가로 및 세로 방향으로 형성된 연속된 그루브(groove) 형태로 마련될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the
이와 같이, 셀 커버(100)의 응력 집중부(130)로 셀 커버판면(110)에 그루브를 적용함으로서 기존의 셀 커버(100) 제작 방식 및 형태를 유지하면서도 추가적인 제작비용도 적게 발생시킬 수 있다.In this way, by applying the grooves to the cell
도 4 내지 도 6은 도 2의 A영영에 해당하는 응력 집중부(130)의 그루브 형태에 관한 변형례들을 도시한 단면도들이다. FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views illustrating modifications of the
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 그루브(130a,130b,130c)의 단면 형태는 셀 커버판면(110)의 일 표면으로부터 두께방향으로 함몰 형성된 V자 형태, U자 형태 및 셀 커버판면(110)의 양쪽 표면으로부터 두께 방향으로 함몰 형성된 대략 X 자 형태 중 어느 하나 일 수 있다. 다만, 이러한 그루브(130a,130b,130c)의 형태에 본 발명의 권리범위가 반드시 한정되어야 하는 것을 아니므로 그 밖에 다양한 형태의 그루브가 적용될 수도 있다. 4 to 6, the sectional shapes of the
또한, 도면에 도시하지 않았으나, 응력 집중부(130)는 셀 커버판면(110)의 상기 가상의 라인을 따라 소정 간격 마다 형성시킨 복수 개의 노치(notch)들로 구현될 수도 있다. 이러한 복수 개의 노치 구성은 전술한 그루브 형태에 비해 셀 커버(100)의 내구성 측면에서 더 유리할 수 있을 것이다.Also, although not shown in the drawing, the
도 7 내지 도 8은 충격 및 압축 발생시 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 셀 커버(100)의 변형 상태를 설명하기 위한 도면이다.7 to 8 are views for explaining a deformation state of the
도 7 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 셀 커버(100)에 폭 방향 또는 길이 방향으로 외력이 작용하면, 다른 영역에 비해 응력 집중부(130)에 응력이 집중되게 되므로 응력 집중부(130)를 기준으로 셀 커버(100)가 대칭적으로 변형될 수 있다. Referring to FIGS. 7 to 8, when an external force is applied to the
특히, 다수의 셀 커버(100)들(도 3 참조)이 병렬적으로 조립된 배터리 모듈이나 배터리 팩에 외력이 작용할 때, 각각의 셀 커버(100)들이 일방향으로 일관된 형태로 변형될 수 있기 때문에 셀 커버(100)들에 의한 응력도 이차 전지(200)들에 일방향으로 일관되게 작용하게 된다. 따라서 이차 전지(200)들도 일관된 형태로 변형이 유도됨으로서 기존에 비해 이차 전지(200)가 받는 데미지(damage)가 줄어들 수 있게 된다.In particular, when an external force is applied to a battery module or a battery pack in which a plurality of cell covers 100 (see FIG. 3) are assembled in parallel, each
한편, 본 발명의 응력 집중부(130)는 셀 커버판면(110)에 부분 절취한 홈 형태로 구성되되, 인접한 셀 커버판면(110)에 비해 기계적 강도가 상대적으로 취약한 이종 재질의 금속으로 형성될 수도 있다. 이러한 경우 상술한 실시예와 달리, 응력 집중부(130)의 홈을 미세하게 가공하거나 생략시킬 수도 있을 것이다.Meanwhile, the
본 발명에 따른 배터리 모듈은 하나 이상의 상술한 이차 전지용 셀 커버(100)를 포함할 수 있다. 그리고 이러한 배터리 모듈에는 이차 전지용 셀 커버(100)들을 고정시키는 프레임 및 하우징을 더 포함될 수 있다. The battery module according to the present invention may include one or more of the above-described
본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 그리고, 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.The battery pack according to the present invention may include at least one of the battery modules. The battery pack may further include a case for accommodating the battery module, various devices for controlling charge and discharge of the battery module, such as a BMS (Battery Management System), a current sensor, a fuse, and the like.
본 발명에 따른 이차 전지용 셀 커버(100)는, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있고, 이러한 배터리 팩에는 본 발명에 따른 이차 전지용 셀 커버가 포함될 수 있다.
The
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.In the present specification, terms indicating upward, downward, leftward, rightward, forward, and backward directions are used, but these terms are for convenience of explanation only and may vary depending on the position of an object or the position of an observer It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited thereto.
100: 이차 전지용 셀 커버
110: 셀 커버판면
120: 조립부
130: 응력 집중부
200: 이차 전지
300: 완충재
P: 냉각 유로100: Cell cover for secondary battery
110: cell cover plate surface
120:
130: stress concentration portion
200: secondary battery
300: Cushioning material
P: cooling flow path
Claims (10)
이차 전지의 일면과 접하는 셀 커버판면; 및
상기 셀 커버판면의 중앙을 가로지르는 적어도 하나의 가상의 라인 상에 위하고, 상기 셀 커버판면을 두께방향으로 부분 절취한 홈 형태로 마련되는 응력 집중부를 포함하며,
상기 이차 전지용 셀 커버는, 상기 이차 전지용 셀 커버에 폭 방향 또는 길이 방향으로 외력이 작용할 때, 상기 응력 집중부를 기준으로 대칭적으로 변형되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 셀 커버.In a cell cover for a secondary battery,
A cell cover plate contacting the one surface of the secondary battery; And
And a stress concentrating portion provided on at least one hypothetical line crossing the center of the cell cover plate surface and provided in a groove shape in which the cell cover plate surface is partially cut in the thickness direction,
Wherein the secondary battery cell cover is symmetrically deformed with respect to the stress concentration portion when an external force is applied to the secondary battery cell cover in the width direction or the longitudinal direction.
상기 셀 커버판면은 직사각 형태로 마련되고, 상기 응력 집중부는 상기 셀 커버판면의 가로 및 세로 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 셀 커버.The method according to claim 1,
Wherein the cell cover plate surface is provided in a rectangular shape and the stress concentration portion is formed in at least one of a transverse direction and a longitudinal direction of the cell cover surface.
상기 응력 집중부는, 상기 가상의 라인을 따라 소정 간격 마다 형성되는 복수 개의 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 셀 커버. The method according to claim 1,
Wherein the stress concentrating portion includes a plurality of notches formed at predetermined intervals along the imaginary line.
상기 복수 개의 노치, 각각은
상기 셀 커버판면의 양쪽 표면으로부터 두께방향으로 함몰형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 셀 커버.The method of claim 3,
The plurality of notches,
Wherein the cover member is recessed in the thickness direction from both surfaces of the cell cover plate surface.
상기 응력 집중부는, 단면이 V자 형태 또는 U자 형태인 것을 특징으로 하는 이차 전지용 셀 커버. The method of claim 3,
Wherein the stress concentrating portion has a V-shaped or U-shaped cross section.
상기 응력 집중부는, 상기 셀 커버판면에 비해 기계적 강도가 약한 이종 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 셀 커버.The method according to claim 1,
Wherein the stress concentrating portion is formed of a different material having a lower mechanical strength than the cell cover plate surface.
상기 셀 커버판면의 일면에서 돌출 형성된 비딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 셀 커버.The method according to claim 1,
Further comprising a beading portion protruding from one surface of the cell cover plate surface.
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