KR20070112490A - Battery module - Google Patents

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KR20070112490A
KR20070112490A KR1020060045444A KR20060045444A KR20070112490A KR 20070112490 A KR20070112490 A KR 20070112490A KR 1020060045444 A KR1020060045444 A KR 1020060045444A KR 20060045444 A KR20060045444 A KR 20060045444A KR 20070112490 A KR20070112490 A KR 20070112490A
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Abstract

A battery module is provided to improve the strength and structural stability while minimizing an increase in the weight and volume, to allow easy assemblage of a battery module, and to realize a desired output and capacity. A battery module comprises plate-like bare cells having electrode terminals formed on the top and bottom thereof. The battery module includes at least two bare cells whose electrode terminals(120) are connected to each other in series and form a stacked structure(100) by bending the connections of the electrode terminals, and a pair of high-strength cell covers(200) coupled to each other to totally surround the outer circumferential surface of the stacked cells except the electrode terminal portions.

Description

전지모듈 {Battery Module}Battery Module {Battery Module}

도 1은 종래의 대표적인 파우치형 전지의 사시도이다;1 is a perspective view of a typical representative pouch type battery;

도 2 내지 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위 전지모듈의 일련의 조립과정을 보여주는 모식도들이다;2 to 9 are schematic views showing a series of assembly process of the unit battery module according to an embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 중대형 전지팩의 분해 사시도이다;10 is an exploded perspective view of a medium-large battery pack according to one embodiment of the present invention;

도 11과 12는 전지모듈을 다수 개를 충적하여 제조되는 중대형 전지팩의 사시도들이다.11 and 12 are perspective views of a medium-large battery pack manufactured by filling a plurality of battery modules.

본 발명은 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 전지모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극단자들이 직렬로 상호 연결되어 있고 상기 전극단자들의 연결부가 절곡되어 적층구조를 이루고 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들, 및 상기 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버를 포함하는 것 으로 구성되어 있는 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module including a plate-shaped battery cells, the electrode terminals are formed on the top and bottom, respectively, more specifically, the electrode terminals are interconnected in series and the connection of the electrode terminals are bent and stacked Two or more battery cells constituting the structure, and a battery module comprising a pair of high-strength cell cover coupled to each other to cover the entire outer surface of the battery cell stack except for the electrode terminal portion It is about.

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.Recently, secondary batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources of wireless mobile devices. Secondary batteries are also attracting attention as a power source for electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), which are proposed as a way to solve air pollution in conventional gasoline and diesel vehicles that use 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.One or two or four battery cells are used for small mobile devices, whereas medium and large battery modules, which are electrically connected to a plurality of battery cells, are used in medium and large devices such as automobiles due to the necessity of high output capacity.

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 낮다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다. Since the medium-large battery module is preferably manufactured in a small size and weight, the rectangular battery, the pouch-type battery, etc., which can be charged with high integration and have a small weight to capacity, are mainly used as battery cells of the medium-large battery module. In particular, a pouch-type battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has attracted much attention in recent years due to the advantages of low weight and low manufacturing cost.

도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 전지의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 1의 파우치형 전지(100)는 두 개의 전극리드(110, 120)가 서로 대향하여 전지 본체(130)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 외장부재(140)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(140a)과 상단부 및 하단부(140b, 140c)를 부착시킴으로써 전지(100)가 만들어진다. 외장부재(140)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서 로 접하는 양측면(140a)과 상단부 및 하단부(140b, 140c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다. 양측면(140a)은 상하 외장부재(140)의 동일한 수지층이 직접 접하므로 용융에 의해 균일한 밀봉이 가능하다. 반면에, 상단부(140b)와 하단부(140c)에는 전극리드(110, 120)가 돌출되어 있으므로 전극리드(110, 120)의 두께 및 외장부재(140) 소재와의 이질성을 고려하여 밀봉성을 높일 수 있도록 전극리드(110, 120)와의 사이에 필름상의 실링부재(160)를 개재한 상태에서 열융착시킨다.1 is a perspective view schematically showing a typical representative pouch-type battery. The pouch-type battery 100 of FIG. 1 has a structure in which two electrode leads 110 and 120 protrude from each other to protrude from an upper end and a lower end of the battery main body 130. Exterior member 140 is composed of two upper and lower units, both sides 140a and upper and lower portions 140b, which are mutually contacting portions, with the electrode assembly (not shown) mounted on the receiving portion formed on the inner surface thereof. The battery 100 is made by attaching 140c). The exterior member 140 is made of a laminate structure of a resin layer / metal foil layer / resin layer, so that both sides 140a and upper and lower ends 140b and 140c which are in contact with each other are applied by heat and pressure to bond the resin layers to each other. In some cases, the adhesive may be attached using an adhesive. Since both side surfaces 140a are in direct contact with the same resin layer of the upper and lower exterior members 140, uniform sealing is possible by melting. On the other hand, since the electrode leads 110 and 120 protrude from the upper end 140b and the lower end 140c, the sealing properties are improved in consideration of the thickness of the electrode leads 110 and 120 and the heterogeneity with the material of the exterior member 140. Heat-sealed in the state of interposing the film-like sealing member 160 between the electrode leads 110, 120 so as to be able to.

그러나, 외장부재(140) 자체의 기계적 강성이 우수하지 못하므로, 안정한 구조의 전지모듈을 제조하기 위하여, 일반적으로 전지셀들(단위전지들)을 카트리지 등의 팩 케이스에 장착하여 전지모듈을 제조하고 있다. 그러나, 중대형 전지모듈이 장착되는 장치 또는 차량 등에는 일반적으로 장착공간이 한정적이므로, 카트리지와 같은 팩 케이스의 사용으로 인해 전지모듈의 크기가 커지는 경우에는 낮은 공간 활용도의 문제점이 초래된다. 또한, 전지셀의 낮은 기계적 강성은 충방전시 전지셀의 반복적인 팽창 및 수축으로 나타나고, 그로 인해 열융착 부위가 분리되는 경우도 초래된다.However, since the mechanical rigidity of the exterior member 140 itself is not excellent, in order to manufacture a battery module having a stable structure, battery cells are generally manufactured by mounting battery cells (unit cells) in a pack case such as a cartridge. Doing. However, since a mounting space is generally limited to a device or a vehicle on which a medium / large battery module is mounted, when the size of the battery module is increased due to the use of a pack case such as a cartridge, there is a problem of low space utilization. In addition, the low mechanical stiffness of the battery cell results in repeated expansion and contraction of the battery cell during charging and discharging, thereby causing a case where the heat fusion sites are separated.

상기와 같은 파우치형 전지셀의 안전성을 확보하기 위하여 전지셀의 외면을 덮는 셀 커버에 대한 기술이 일부 알려져 있다.In order to secure the safety of the pouch-type battery cell as described above, some techniques for a cell cover covering the outer surface of the battery cell are known.

예를 들어, 일본 특허출원공개 제2005-108693호에는 판상형의 라미네이트 전지셀의 양면을 동일 탄성을 가지며 쌍을 이루고 있는 탄성부에 의해 협지되는 셀 커버에 관한 기술이 개시되어 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-108693 discloses a technique relating to a cell cover in which both surfaces of a plate-shaped laminate battery cell are sandwiched by elastic parts that are paired with the same elasticity.

상기 기술은 오목하게 휘어진 형태의 셀 커버를 사용하여 전지셀의 양면을 탄성으로 압박하는 구조를 제시하고 있으나, 전지셀의 외면에 그러한 셀 커버를 별도로 장착함으로 인해 전체적인 체적 증가가 불가피하다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 상기와 같은 구조의 셀 커버에 전지셀을 삽입하여야 하므로 조립 과정이 용이하지 않아 양산 공정에의 적용에 한계가 있다. 즉, 셀 커버에 전지셀을 무리하게 삽입할 경우 과도한 하중이 가해져 전지셀이 파손될 우려가 있다. The above technique suggests a structure that presses both sides of the battery cell elastically by using a concave curved cell cover, but has a problem that the overall volume increase is inevitable by separately mounting such a cell cover on the outer surface of the battery cell. have. In addition, since the battery cell must be inserted into the cell cover of the structure described above, there is a limit to the application to the mass production process because the assembly process is not easy. In other words, if the battery cell is forcibly inserted into the cell cover, excessive load may be applied and the battery cell may be damaged.

한편, 전지모듈은 다수의 전지셀들이 조합된 구조체이므로 일부 전지셀들이 과전압, 과전류, 과발열 되는 경우에는 전지모듈의 안전성과 작동효율이 크게 문제되므로, 이들을 검출하기 위한 수단이 필요하다. 따라서, 전압센서, 온도센서 등을 전지셀들에 연결하여 실시간 또는 일정한 간격으로 작동 상태를 확인하여 제어하고 있는 바, 이러한 검출수단의 장착 내지 연결은 전지모듈의 조립과정을 매우 번잡하게 하고 이를 위한 다수의 배선으로 인해 단락의 위험성도 존재한다.On the other hand, since a battery module 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, so a means for detecting them is necessary. Therefore, by connecting a voltage sensor, a temperature sensor, and the like to the battery cells to check and control the operation state in real time or at regular intervals, the installation or connection of such a detection means makes the assembly process of the battery module very complicated and for this purpose. There is also a risk of short circuits due to the large number of wires.

이와는 별도로, 다수의 전지셀들을 사용하여 중대형 전지모듈을 구성하거나 또는 소정 단위의 전지셀들로 이루어진 단위모듈 다수를 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 앞서 설명한 바와 같은 측면에서 바람직하지 않으며, 보다 콤팩트하고 구조적 안정성이 우수한 전지모듈에 대한 필요성이 높은 실정이다.Apart from this, when constructing a medium-large battery module using a plurality of battery cells or a medium-large battery module using a plurality of unit modules consisting of a predetermined unit of battery cells, for the mechanical fastening and electrical connection of the Since many members are needed, the process of assembling these members is very complicated. Moreover, space is required for joining, welding, soldering, etc. a plurality of members for mechanical fastening and electrical connection, thereby increasing the size of the entire system. This increase in size is not desirable in view of the foregoing, and there is a high need for a battery module having a more compact and excellent structural stability.

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

구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀의 낮은 기계적 강성을 효과적으로 보강하면서 중량 및 크기의 증가를 최소화할 수 있고, 별도의 체결 부재 없이도 용이하게 결합이 가능한 셀 커버를 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to minimize the increase in weight and size while effectively reinforcing the low mechanical rigidity of the battery cell, to provide a cell cover that can be easily coupled without a separate fastening member.

본 발명의 또 다른 목적은 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 다수의 부재들을 사용하지 않고도 간단한 조립방법에 의해 제조함으로써 전반적인 제조비용을 낮추고, 작업시 또는 작동시 단락이나 파손 등의 위험성을 줄일 수 있는 전지모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to manufacture by a simple assembly method without using a plurality of members for mechanical fastening and electrical connection to lower the overall manufacturing cost, and to reduce the risk of short circuit or breakage during operation or operation To provide a module.

본 발명의 기타 목적은 상기 전지모듈을 단위체로 사용하여 소망하는 출력과 용량으로 제조되는 중대형 전지시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a medium-large battery system manufactured by using the battery module as a unit at a desired output and capacity.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은, 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 전지모듈로서, 전극단자들이 직렬로 상호 연결되어 있고 상기 전극단자들의 연결부가 절곡되어 적층구조를 이루고 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들, 및 상기 전극단자 부위를 제외 하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버를 포함하는 것으로 구성되어 있다.A battery module according to the present invention for achieving the above object is a battery module including a plate-shaped battery cells, the electrode terminals are formed on the top and bottom, respectively, the electrode terminals are connected in series and the connection portion of the electrode terminals Is composed of two or more battery cells that are bent to form a stacked structure, and a pair of high-strength cell covers which are bonded to each other to cover the entire outer surface of the battery cell stack except for the electrode terminal portion. .

본 발명에 따른 전지모듈에서 상기 셀 커버는 기계적 강성이 낮은 전지셀을 보호하면서 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화를 억제하여 전지셀의 실링부위가 분리되는 것을 방지하여 준다. In the battery module according to the present invention, the cell cover prevents the sealing portion of the battery cell from being separated by suppressing the change of repeated expansion and contraction during charging and discharging while protecting the battery cell with low mechanical rigidity.

하나의 바람직한 예에서, 상기 셀 커버는 전지셀 적층체의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있으며, 특히 별도의 체결 부재를 필요로 하지 않는 조립 체결방식으로 결합되는 구조로 이루어져 있다. 그러한 셀 커버에서 단면 결합부의 대표적인 예로는, 셀 커버들이 서로 대면하도록 접촉시킨 상태로 가압하였을 때 탄력적인 결합에 의해 맞물릴 수 있도록, 수직 단면상으로 대략 대칭적인 굴곡 구조를 들 수 있다.In one preferred embodiment, the cell cover has an inner surface structure corresponding to the outer surface shape of the battery cell stack, and in particular, is composed of a structure that is coupled in an assembly fastening method that does not require a separate fastening member. Representative examples of the cross-sectional coupling portion in such a cell cover include a bent structure that is approximately symmetrical on a vertical cross-section so that the cell covers can be engaged by elastic engagement when pressed in contact with each other.

상기 판상형 전지셀은 전지모듈의 구성을 위해 충적되었을 때 전체 크기를 최소화할 수 있도록 얇은 두께와 상대적으로 넓은 폭 및 길이를 가진 이차전지이다. 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.The plate-shaped battery cell is a secondary battery having a thin thickness and a relatively wide width and length so as to minimize the overall size when the battery cell is charged for the configuration of the battery module. Such a preferable example may be 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 upper and lower ends thereof, and specifically, a pouch type of an aluminum laminate sheet. It may be a structure in which the electrode assembly is built in the case. A secondary battery having such a structure may be referred to as a pouch type battery cell.

상기 파우치형 전지셀에서 케이스는 다양한 구조로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 2 단위의 부재로서 상부 및/또는 하부 내면에 형성되어 있는 수납부에 전 극조립체를 수납한 후 상하부 접촉부위를 밀봉하는 구조일 수 있다. 상기와 같은 구조의 파우치형 전지셀은 본 출원인의 PCT 국제출원 제PCT/KR2004/003312호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.In the pouch-type battery cell, the case may have various structures. For example, the upper and lower contact portions may be sealed after storing the electrode assembly in an upper and / or lower inner surface formed as a member of two units. It may be a structure. A pouch-type battery cell having such a structure is disclosed in PCT International Application No. PCT / KR2004 / 003312 of the applicant, which is incorporated by reference in the present invention.

상기 전극조립체는 충방전이 가능할 수 있도록 양극과 음극으로 구성되어 있으며, 예를 들어, 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조로서 젤리-롤 방식 또는 스택형 방식으로 이루어져 있다. 상기 전극조립체의 양극과 음극은 그것의 전극 탭이 직접 전지의 외부로 돌출된 형태이거나, 또는 상기 전극 탭이 별도의 리드에 접속되어 전지의 외부로 돌출된 형태일 수 있다.The electrode assembly is composed of a positive electrode and a negative electrode so as to enable charge and discharge, for example, a structure in which the positive electrode and the negative electrode are laminated with a separator interposed therebetween, and is formed in a jelly-roll type or a stacked type. The positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly may have a form in which electrode tabs thereof protrude directly to the outside of the battery, or the electrode tabs may be connected to separate leads and protrude out of the battery.

전지모듈 내부 또는 전지모듈 상호간의 전지셀들은 직렬 및/병렬 방식으로 연결되어 있으며, 하나의 바람직한 예에서, 전지셀들을 그것의 전극단자들이 연속적으로 상호 인접하도록 길이방향으로 직렬 배열한 상태에서 상기 전극단자들을 결합시킨 뒤, 둘 또는 그 이상의 단위로 전지셀들을 중첩되도록 접고 소정의 단위로 셀 커버에 의해 감쌈으로써 다수의 전지모듈들을 제조할 수 있다.The battery cells inside the battery module or between the battery modules are connected in series and / parallel manner, and in one preferred embodiment, the electrodes are arranged in the longitudinal direction such that the battery cells are continuously arranged adjacent to each other. After combining the terminals, a plurality of battery 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.

상기 전극단자들의 결합은 용접, 솔더링, 기계적 체결 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 용접으로 달성될 수 있다.Coupling of the electrode terminals may be implemented in various ways, such as welding, soldering, mechanical fastening, preferably by welding.

상기 전지셀의 외주면 실링부 중 측면 실링부는 셀 커버의 내면 형상에 대략 일치하도록 절곡시킴으로써 공간 활용도를 향상시켜 보다 컴팩트한 구조의 전지모듈을 제조할 수 있다.The side sealing portion of the outer circumferential surface sealing portion of the battery cell may be bent to approximately match the inner shape of the cell cover to improve space utilization, thereby manufacturing a battery module having a more compact structure.

한편, 이차전지의 경우 충방전 과정에서 발열이 일어나게 되며, 발생한 열을 외부로 효과적으로 방출하는 것은 전지의 수명을 연장시키는 중요한 요소로 작용하 게 된다. 따라서, 상기 셀 커버는 내부의 단위전지에서 발생하는 열이 외부로 방출되는 것이 더욱 용이할 수 있도록 높은 열전도성의 금속 판재로 이루어진 것일 수 있다.On the other hand, in the case of the secondary battery, heat generation occurs during the charging and discharging process, and effectively dissipating the generated heat to the outside serves as an important factor for extending the life of the battery. Therefore, the cell cover may be made of a metal plate of high thermal conductivity so that heat generated from an internal unit cell may be more easily discharged to the outside.

하나의 바람직한 예에서, 본 발명의 셀 커버는 폭 방향(횡 방향)으로 서로 이격되어 있는 다수의 선형 돌출부들이 그것의 외면에 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. 바람직하게는, 상기 선형 돌출부들 중 적어도 하나의 돌출부에는 써미스터의 장착을 위한 만입부가 형성되어 있으며, 특히 전지셀의 온도 변화를 가장 민감하게 측정할 수 있도록 셀 커버의 중간에 위치하는 선형 돌출부의 중앙 부위에 써미스터 장착을 위한 상기 만입부가 형성될 수 있다.In one preferred embodiment, the cell cover of the present invention has a structure in which a plurality of linear protrusions spaced apart from each other in the width direction (lateral direction) are formed on its outer surface. Preferably, at least one of the linear protrusions is formed with an indentation for mounting the thermistor, and in particular, the center of the linear protrusion positioned in the middle of the cell cover to measure the temperature change of the battery cell most sensitively. The indentation for mounting the thermistor may be formed at the site.

또한, 상기 선형 돌출부들 중 상단 돌출부와 하단 돌출부에는 바람직하게는 상호 반대되는 형상의 돌기가 각각 형성되어 있으며, 이러한 돌기의 형상은 적층시 인접하는 전지모듈과 상호 대응되는 형상을 갖고 있어서 전지모듈 간에 적층되는 위치가 뒤바뀌거나 또는 어긋나는 것을 방지하는 효과가 있다. In addition, the upper protrusion and the lower protrusion of the linear protrusions are preferably formed with projections of opposite shapes, respectively, and the shape of the protrusions has a shape corresponding to each other and adjacent battery modules when stacked, so that between the battery modules There is an effect of preventing the stacking position from being reversed or shifted.

이러한 구조에서, 돌기가 형성되어 있는 돌출부는 상기 돌기를 중심으로 비연속적인 구조로 이루어진 것이 바람직하다. 이로 인해, 전지모듈이 적층된 상태에서 셀 커버의 폭 방향 뿐만 아니라 길이 방향으로도 냉매(예를 들어, 공기)가 유동할 수 있어서, 냉각효율이 더욱 향상될 수 있다. In such a structure, it is preferable that the protrusion on which the protrusion is formed is made of a discontinuous structure around the protrusion. As a result, the coolant (for example, air) may flow not only in the width direction of the cell cover but also in the length direction in the state in which the battery modules are stacked, and thus the cooling efficiency may be further improved.

경우에 따라서는, 상기 돌출부들 중에서 다수의 돌출부는 그것의 양단부가 셀 커버의 폭 길이보다 작도록 구성하여, 앞서 설명한 바와 같은 길이 방향으로의 유동을 더욱 원활하게 만들 수 있다.In some cases, the plurality of protrusions of the protrusions may be configured such that both ends thereof are smaller than the width length of the cell cover, thereby making the flow in the longitudinal direction as described above more smoothly.

상기 셀 커버의 측면 가장자리에는 프레임 부재와의 결합시 모듈의 고정을 용이하게 하기 위해 소정 크기의 단차가 형성되어 있을 수 있다. 바람직하게는, 상단과 하단에 인접한 측면에는 모듈의 고정을 용이하게 하기 위한 소정 크기의 단차가 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 단차가 셀 커버의 좌우 양단에 인접한 측면에 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 셀 커버의 상하단과 좌우 양단 모두에 단차가 형성됨으로써 모듈의 고정을 더욱 확실하게 할 수 있다.A step size of a predetermined size may be formed at the side edge of the cell cover to facilitate fixing of the module when coupled to the frame member. Preferably, a step size of a predetermined size may be formed on side surfaces adjacent to the top and bottom to facilitate fixing of the module, and in some cases, the step may be formed on sides adjacent to the left and right ends of the cell cover. More preferably, the step is formed at both the upper and lower ends and the left and right ends of the cell cover, so that the module can be more securely fixed.

본 발명은 또한 상기 전지모듈을 단위체로 사용하여 제조되는 중대형 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a medium-large battery pack manufactured by using the battery module as a unit.

중대형 전지팩은 고출력 대용량의 전기를 공급할 수 있도록 다수의 이차전지들을 전기적 및 기계적으로 연결하여 제조된다. 예를 들어, 중대형 전지팩은 둘 또는 그 이상의 상기 전지모듈들의 적층체를 측면 방향으로 세워 팩 프레임에 장착함으로써 제조할 수 있다.Medium and large battery packs are manufactured by connecting a plurality of secondary batteries electrically and mechanically to supply high output large capacity electricity. For example, a medium-large battery pack may be manufactured by mounting a stack of two or more of the battery modules in a lateral direction and mounting them on a pack frame.

하나의 바람직한 예에서, 상기 팩 프레임은 다수의 전지모듈들의 적층체가 측면 방향으로 세워져 장착되는 하부 프레임과 그러한 하부 프레임에 결합되는 상부 프레임으로 이루어진 구조일 수 있다. In one preferred embodiment, the pack frame may have a structure consisting of a lower frame in which a stack of a plurality of battery modules are mounted in a lateral direction and an upper frame coupled to the lower frame.

그러한 상하 프레임 부재들은 전지모듈 적층체를 장착한 후 상호 조립한 상태에서, 바람직하게는, 전지모듈의 용이한 방열을 위해 전지모듈의 외주면만을 감싸고 전지모듈의 측면이 외부로 노출되는 구조로 이루어져 있다. 즉, 상하 프레임 부재들은 전지모듈들의 외주면 만이 고정되어 장착되도록 측면방향으로 개방된 구 조일 수 있다.The upper and lower frame members are assembled in a state in which the battery module stacks are mounted and then assembled together. Preferably, the upper and lower frame members surround only the outer circumferential surface of the battery module for easy heat dissipation and are exposed to the outside of the battery module. . That is, the upper and lower frame members may be open in the lateral direction so that only the outer circumferential surfaces of the battery modules are fixed and mounted.

하나의 바람직한 예에서, 상하 프레임 부재들은 그것의 내면에 각각의 단위모듈이 수직으로 장착되기 위한 다수의 구획들이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. 그러한 구획은 프레임 부재의 내측면에 단위모듈의 외주부가 삽입될 수 있는 홈이거나 및/또는 상기 홈에 대한 안정적인 장착을 돕기 위한 격벽의 형태일 수 있다. In one preferred example, the upper and lower frame members have a structure in which a plurality of compartments for vertically mounting each unit module are formed on an inner surface thereof. Such compartments may be grooves into which the outer periphery of the unit module can be inserted on the inner side of the frame member and / or in the form of partitions to help ensure stable mounting to the grooves.

상하 프레임 부재들은, 그 중의 하나의 부재(예를 들어, 하부 프레임 부재)에 전지모듈 적층체를 장착한 후 나머지 부재(예를 들어, 상부 프레임 부재)를 체결하여 조립하는 방식으로 결합된다. 프레임 부재들의 그러한 체결 방식은 다양할 수 있으며, 바람직하게는 별도의 부재를 사용하지 않고 상호 결합될 수 있도록, 하나의 부재에 후크가 형성되어 있고 나머지 부재에 상기 후크에 대응하는 체결구가 형성되어 있는 구조일 수 있다.The upper and lower frame members are coupled in such a manner that the battery module stack is mounted on one member (eg, the lower frame member) and then the other member (eg, the upper frame member) is fastened and assembled. Such fastening manner of the frame members may vary, and preferably, a hook is formed in one member and a fastener corresponding to the hook is formed in the other member so that it can be mutually coupled without using a separate member. It can be a structure.

다수의 전지셀로 구성되는 전지팩에서는 안전성 및 작동 효율성을 고려하여, 전압과 온도를 측정하여 이를 제어하는 것이 필요하다. 그러한 측면에서, 전압, 온도 등을 측정하기 위한 검출부재들의 장착은 전지팩의 구성을 더욱 복잡하게 하는 주요인들 중의 하나이다. In a battery pack composed of a plurality of battery cells, in consideration of safety and operating efficiency, it is necessary to measure and control voltage and temperature. In that aspect, the mounting of detection members for measuring voltage, temperature and the like is one of the main factors which further complicates the configuration of the battery pack.

본 발명의 전지팩에는, 바람직하게는, 전압 및/또는 온도 측정을 위한 검출부재가 하나의 프레임 부재를 따라 설치됨으로써 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.In the battery pack of the present invention, the above-described problem can be solved by providing a detection member for measuring voltage and / or temperature along one frame member.

상하 프레임 부재들에 장착된 전지모듈들 중 최외각 전지모듈의 전극단자는 외부회로 또는 인접한 다른 전지모듈에 전기적으로 연결되어야 하므로, 최외각 단위모듈의 전극단자에는 외부 입출력 단자용 버스 바가 연결된다. 상기 전극단자에 대한 버스 바의 용이한 장착과 안정적인 장착을 위하여, 하나의 바람직한 예에서, 상기 버스 바에는 체결용 홈이 형성되어 있고, 적어도 하나의 프레임 부재의 외면에는 상기 체결용 홈에 대응하는 체결용 돌기가 형성되어 있는 구조일 수 있다. Since the electrode terminals of the outermost battery modules among the battery modules mounted on the upper and lower frame members should be electrically connected to an external circuit or another adjacent battery module, the bus bars for the external input / output terminals are connected to the electrode terminals of the outermost unit module. For easy mounting and stable mounting of the bus bars to the electrode terminals, in one preferred embodiment, the bus bars are provided with fastening grooves, and the outer surface of at least one frame member corresponds to the fastening grooves. It may be a structure in which a fastening protrusion is formed.

본 발명에 따른 중대형 전지팩에는 그것의 작동을 제어하는 장치(일명, BMS)가 추가로 장착되는 바, 바람직하게는, 상기 외부 입출력 단자용 버스 바가 위치하는 대향측(전지모듈의 후면)에 장착된다. 이하 설명하는 바와 같이, 다수의 전지팩들을 사용하여 중대형 전지시스템을 구성하는 경우, 각각의 전지팩에 장착된 상기 BMS를 '슬레이브 BMS'로 칭하기도 한다. The medium-large battery pack according to the present invention is further equipped with a device for controlling its operation (aka BMS), preferably mounted on an opposite side (rear of the battery module) in which the bus bars for external input / output terminals are located. do. As will be described below, when configuring a medium-large battery system using a plurality of battery packs, the BMS mounted on each battery pack may be referred to as a 'slave BMS'.

본 발명에 따른 중대형 전지팩은 전체적으로 콤팩트한 구조를 가지며, 많은 수의 부재들을 사용하지 않고도 구조적으로 안정한 기계적 체결과 전기적 접속을 이룰 수 있다. 또한, 소정의 단위들, 예를 들어, 4개, 6개, 8개, 10개 등의 전지셀들로 전지팩을 구성함으로써, 전지셀을 필요한 수 만큼 한정된 공간내에 효과적으로 장착할 수 있다. The medium-large battery pack according to the present invention has a compact structure as a whole, and can achieve structurally stable mechanical fastening and electrical connection without using a large number of members. In addition, by configuring the battery pack with predetermined units, for example, four, six, eight, ten, etc., the battery cells can be effectively mounted in a limited space as necessary.

따라서, 본 발명은 또한 상기 전지팩을 다수 개 연결하여 구성되는 고출력 대용량의 중대형 전지시스템을 제공한다. Therefore, the present invention also provides a high-output large-capacity battery system configured by connecting a plurality of the battery pack.

본 발명에 따른 중대형 전지시스템은 소망하는 출력 및 용량에 따라 전지팩들을 조합하여 제조될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같은 장착 효율성, 구조적 안정성 등을 고려할 때, 한정된 장착공간을 가지며 잦은 진동과 강한 충격 등에 노출 되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 전기오토바이, 전기자전거 등에 바람직하게 사용될 수 있다.The medium-large battery system according to the present invention may be manufactured by combining battery packs according to a desired output and capacity, and considering the mounting efficiency, structural stability, and the like as described above, the medium and large battery system has a limited mounting space and frequent vibration and strong impact. It can be preferably used for electric vehicles, hybrid electric vehicles, electric motorcycles, electric bicycles that are exposed.

이하, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도면을 참조하여 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the content of the present invention will be described with reference to the drawings according to some embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 2 내지 9에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 일련의 조립과정이 모식적으로 도시되어 있고, 도 10 내지 12에는 상기 전지모듈을 이용하여 중대형 전지팩을 조립하는 과정과 그 사시도가 도시되어 있다.2 to 9 schematically show a series of assembling process of a battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 10 to 12 assembling a medium-large battery pack using the battery module and its perspective view Is shown.

우선 도 2를 참조하면, 두 개의 파우치형 전지셀들(100a, 100b)을 그것의 전극단자들(120)이 연속적으로 상호 인접하도록 길이방향으로 직렬 배열한 상태에서, 전극단자들(120)을 용접하여 상호 결합시킨 뒤, 두 개의 단위로 전지셀들(100a, 100b)을 중첩되게 접는다. 도 3에서 중첩되게 접혀진 상태의 전지셀 적층체(100')에서 용접에 의해 결합된 전극단자부(120)는 'ㄷ'자 모양으로 절곡되어 있음을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 2, the electrode terminals 120 are arranged in a state in which two pouch-type battery cells 100a and 100b are arranged in a longitudinal direction such that their electrode terminals 120 are continuously adjacent to each other. After welding and bonding to each other, the battery cells (100a, 100b) are folded in two units. In the battery cell stack 100 ′ of the folded state in FIG. 3, the electrode terminal 120 coupled by welding may be bent in a 'c' shape.

도 4a 및 4b에는 한 쌍의 셀 커버(200) 중에서 좌측 커버(211)의 사시도들이 도시되어 있는 바, 커버(211)는 전지셀 적층체(도 3의 100')의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있다. 커버(211)의 중앙 부위에는 전지셀(100)의 온도 변화를 감지하기 위한 써미스터(560)가 부착되어 있고, 이는 케이블(561)을 통해 외부의 BMS(562)와 연결된다. 써미스터(560)는 커버(211)의 외면 또는 내면에 부착되는 구조로 셀 커버(211)에 장착되어 있다. 4A and 4B show perspective views of the left cover 211 of the pair of cell covers 200, the cover 211 having an inner surface corresponding to the outer surface shape of the battery cell stack 100 ′ in FIG. 3. It has a structure. The thermistor 560 for sensing the temperature change of the battery cell 100 is attached to the central portion of the cover 211, which is connected to the external BMS 562 through the cable 561. The thermistor 560 is mounted to the cell cover 211 in a structure attached to the outer surface or the inner surface of the cover 211.

써미스터(560)의 부착은 바람직하게는 전지모듈의 조립 후에 행해질 수 있지만, 경우에 따라서는 일련의 조립과정에서 행해질 수도 있다. 그러한 좌측 커버(212)와 결합되는 우측 커버(도시하지 않음) 역시 상기에서 설명한 구조와 대략 동일한 형태일 수 있다. Attaching the thermistor 560 is preferably performed after the assembly of the battery module, but in some cases may be done in a series of assembly processes. The right cover (not shown) coupled with the left cover 212 may also have a shape substantially the same as that described above.

도 5에는 전지셀 적층체(100)의 외면 전체를 감싸는 구조의 한 쌍의 고강도 셀 커버(200)가 도시되어 있는 바, 셀 커버(200)는 기계적 강성이 낮은 전지셀을 보호하면서 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화를 억제하여 전지셀의 실링부위가 분리되는 것을 방지하여 준다. 셀 커버(200)는 한 쌍의 좌측 커버(211)와 우측 커버(212)로 이루어져 있으며, 별도의 체결 부재를 사용하지 않고 상호 결합되는 구조일 수 있다. 셀 커버(200)를 구성하는 각 일측 커버의 중앙에는 써미스터(도 4의 552)가 부착되어 있고, 이는 케이블을 통해 외부의 커넥터(도시하지 않음)와 연결된다.5 shows a pair of high-strength cell covers 200 having a structure covering the entire outer surface of the battery cell stack 100, the cell covers 200 when charging and discharging while protecting battery cells having low mechanical rigidity. It prevents the sealing part of the battery cell from being separated by suppressing the change of repeated expansion and contraction of the battery cell. The cell cover 200 includes a pair of left cover 211 and a right cover 212, and may have a structure that is coupled to each other without using a separate fastening member. The thermistor (552 of FIG. 4) is attached to the center of each cover constituting the cell cover 200, which is connected to an external connector (not shown) through a cable.

셀 커버(200)의 구체적인 결합구조는 도 6을 통해 확인할 수 있다. 도 6에는 셀 커버(200)의 단면도와 부분 확대도가 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 셀 커버들(211, 212)이 서로 대면하도록 접촉시킨 상태로 가압하였을 때 탄력적인 결합에 의해 맞물릴 수 있도록, 수직 단면상으로 대략 대칭적인 굴곡 구조(221, 222)로 이루어져 있다. 따라서, 셀 커버(200)의 조립을 위해서 별도의 결합 부재 내지 가공 공정을 거칠 필요 없이 강력한 기계적 결합이 가능하며, 그러한 간편한 결합 방식은 양산 공정에의 적용에 특히 바람직하다.Specific coupling structure of the cell cover 200 can be confirmed through FIG. 6 is a cross-sectional view and a partially enlarged view of the cell cover 200. Referring to FIG. 6, the cell covers 211 and 212 are formed of substantially symmetrical bent structures 221 and 222 on vertical cross-sections so that the cell covers 211 and 212 may be engaged by elastic coupling when pressed in a state in which they are in contact with each other. have. Therefore, a strong mechanical coupling is possible without having to go through a separate coupling member or processing process for assembling the cell cover 200, and such a simple coupling method is particularly preferable for application to a mass production process.

도 7에는 본 발명에 따른 단위 전지모듈의 사시도가 도시되어 있다. 상기 중첩되게 접혀진 전지셀 적층체(100)의 외부에는 한 쌍의 셀 커버(200)가 장착되어 전지셀(10)의 약한 기계적 특성을 보완하고 있다. 전지셀의 일측 전극단자(20)는 서로 용접에 의해 결합되어 'ㄷ' 자 모양으로 절곡되어 있고, 반대편 전극단자(21)는 측면에 적층되는 전지 모듈의 전극단자와 결합되기 위해서 바깥쪽으로 절곡되어 있다. 7 is a perspective view of a unit battery module according to the present invention. A pair of cell covers 200 are mounted on the outside of the overlapped battery cell stack 100 to compensate for the weak mechanical properties of the battery cell 10. One electrode terminal 20 of the battery cell is bent in a 'c' shape by being bonded to each other by welding, the opposite electrode terminal 21 is bent outward to be coupled to the electrode terminal of the battery module stacked on the side have.

셀 커버(200)는 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 금속 판재로 이루어져 있다. 셀 커버(200)의 좌우 양단에 인접한 측면에는 모듈의 고정을 용이하게 하기 위한 단차(240)가 형성되어 있으며, 상단과 하단에도 역시 동일한 역할을 하는 단차(250)가 형성되어 있다. 또한, 셀 커버(200)의 상단과 하단에는 종방향 고정부(260)가 형성되어 있어 모듈의 장착을 용이하게 한다. 셀 커버(200)의 외면에는 폭 방향으로 서로 이격되어 있는 다수의 선형 돌출부가 형성되어 있는데, 가운데 형성되어 있는 돌출부에는 써미스터의 장착을 위한 만입부(233)가 형성되어 있으며, 상기 선형 돌출부들 중에서 상단과 하단의 돌출부에는 상호 반대되는 형상의 돌기(231, 232)가 각각 형성되어 있다.The cell cover 200 is formed of a pair of high-strength metal plate coupled to each other to cover the entire outer surface of the battery cell stack except for the electrode terminal portion. Steps 240 are formed on side surfaces adjacent to the left and right ends of the cell cover 200 to facilitate fixing of the module, and steps 250 are also formed on the top and the bottom thereof. In addition, longitudinal fixing parts 260 are formed at upper and lower ends of the cell cover 200 to facilitate mounting of the module. The outer surface of the cell cover 200 is formed with a plurality of linear protrusions spaced apart from each other in the width direction, the protrusion formed in the center is formed with an indentation 233 for mounting the thermistor, among the linear protrusions Projections 231 and 232 of opposite shapes are formed on the upper and lower protrusions, respectively.

도 8에는 단위 전지모듈(300)이 적층되어 있는 중대형 전지모듈(400) 의 사시도가 도시되어 있다. 본 발명에 따라 4 개의 단위 전지모듈들(300)이 하나의 중대형 전지모듈(400)을 이루고 있으며, 전체적으로 8 개의 전지셀(100)이 포함되어 있다. 상기 중대형 전지모듈(400)의 최외각에 있는 단위 전지모듈(300)의 상단 전극단자(210)는 다른 전극단자들보다 조금 돌출된 상태에서 안쪽을 향해서 'ㄱ'자 모양으로 절곡되어 있다. 8 is a perspective view of a medium-large battery module 400 in which the unit battery modules 300 are stacked. According to the present invention, four unit battery modules 300 constitute one medium and large battery module 400, and include eight battery cells 100 as a whole. The upper electrode terminal 210 of the unit battery module 300 at the outermost part of the medium-large battery module 400 is bent in a '-' shape toward the inside in a slightly protruding state than other electrode terminals.

도 9에는 본 발명에 따른 중대형 전지모듈을 조립하는 과정을 모식적으로 나타내었다. 먼저, 두 개의 파우치형 전지셀들을 그것의 전극단자들이 연속적으로 상호 인접하도록 길이방향으로 직렬 배열한 상태에서 상기 전극단자들을 용접을 통해서 상호 결합시킨다[1]. 전극단자가 결합된 두개의 전지셀을 서로 마주보도록 중첩되게 접어서 전지셀 적층체를 형성하며, 이때 용접된 전극단자부는 'ㄷ'자 모양으로 절곡된다[2]. 그런 다음, 좌측과 우측의 두개의 금속 판재로 이루어진 셀 커버를 장착하여 단위 전지모듈을 제조한다[3]. 제조된 단위 전지모듈을 적층하고 전극단자를 접속시켜 중대형 전지모듈을 제조한다[4].9 schematically illustrates a process of assembling a medium-large battery module according to the present invention. First, the two pouch-type battery cells are joined to each other by welding in a state where the electrode terminals thereof are continuously arranged in series in the longitudinal direction so as to be adjacent to each other [1]. The two battery cells combined with the electrode terminals are folded to face each other so as to form a battery cell stack, wherein the welded electrode terminals are bent in a 'c' shape [2]. Then, a unit battery module is manufactured by mounting a cell cover made of two metal plates on the left and right sides [3]. The prepared unit battery modules are stacked and the electrode terminals are connected to manufacture medium and large battery modules [4].

도 10에는 중대형 전지모듈을 전지팩 프레임과 결합하는 과정이 모식적으로 도시되어 있다. 중대형 전지팩(500)은 단위 전지모듈(400)들을 다수 개 밀착시켜 제조되며, 그것의 전면에 버스 바(540)가 위치하고, 후면에 BMS(550)가 위치한다. 전면의 버스 바(540)들은 와이어, 금속 플레이트, PCB, 플렉서블 PCB 등과 같은 접속부재(도시하지 않음)를 사용하여 전기적으로 연결할 수 있으며, 버스 바(540)의 외면에는 상기 접속부재의 설치 및 보호를 위한 전면부 커버(530)가 장착된다. 10 schematically illustrates a process of combining the medium-large battery module with the battery pack frame. The medium-large battery pack 500 is manufactured by bringing a plurality of unit battery modules 400 into close contact with each other, and a bus bar 540 is located at the front thereof, and a BMS 550 is located at the rear thereof. The bus bars 540 on the front side may be electrically connected using a connecting member (not shown), such as a wire, a metal plate, a PCB, a flexible PCB, and the like, and an outer surface of the bus bar 540 may be installed and protected. For the front cover 530 is mounted.

도 11와 12에는 조립된 전지팩(500)의 좌측과 우측에서 바라본 사시도가 각각 도시되어 있다.11 and 12 are perspective views respectively seen from the left side and the right side of the assembled battery pack 500.

먼저, 도 11를 참조하면, 조립된 상태의 전지팩(500a)을 일측에서 바라본 사시도가 도시되어 있는데, 상부 프레임(520)의 상단면에는 전지팩을 설치하기 위해서 위치를 고정시켜 주는 요철부(521)와 이 경우 체결을 위한 스쿠류(screw)의 삽 입부(522)가 형성되어 있다. 상하 프레임 부재들(510, 520)에 장착된 단위모듈들 중 최외각 단위모듈의 전극단자는 외부회로 또는 인접한 다른 전지모듈에 전기적으로 연결되어야 하므로, 최외각 단위모듈의 전극단자에는 외부 입출력 단자용 버스 바(540)가 연결된다. 상기 전극단자에 대한 버스 바(540)의 장착을 위하여 버스 바(540)에는 체결용 홈이 형성되어 있고, 이는 상부 프레임(520)의 외면에 형성되어 있는 상기 체결용 홈에 대응하는 체결용 돌기(531)에 결합되어 있으므로, 진동, 충격 등을 가해지더라도 안정적인 장착 상태를 유지할 수 있다.First, referring to Figure 11, there is shown a perspective view of the assembled battery pack 500a from one side, the upper surface of the upper frame 520 is an uneven portion for fixing the position to install the battery pack ( 521 and, in this case, an insertion portion 522 of a screw for fastening is formed. Since the electrode terminals of the outermost unit modules among the unit modules mounted on the upper and lower frame members 510 and 520 should be electrically connected to an external circuit or another adjacent battery module, the electrode terminals of the outermost unit module may be used for external input / output terminals. Bus bar 540 is connected. A fastening groove is formed in the bus bar 540 to mount the bus bar 540 to the electrode terminal, which is a fastening protrusion corresponding to the fastening groove formed on the outer surface of the upper frame 520. Since it is coupled to 531, it is possible to maintain a stable mounting state even if vibration, shock, or the like is applied.

하부 프레임(510)의 하단부에는 전면부 커버(도 10의 530)를 삽입하여 장착시키는 돌기(511)가 형성되어 있으며, 전면부 커버(530)에는 앞서 설명한 바와 같은 전원 케이블을 고정하기 위한 고정용 구멍(도 10의 532)이 천공되어 있다. 또한, 전지모듈의 단부에 단차(240)가 형성되어 있어, 팩 프레임에 3 mm까지 삽입된 상태로 고정되어 있다.The lower part of the lower frame 510 is provided with a projection 511 for inserting and mounting the front cover (530 in Fig. 10), the front cover 530 for fixing for fixing the power cable as described above The hole 532 of FIG. 10 is drilled. In addition, the step 240 is formed at the end of the battery module, it is fixed in a state inserted up to 3 mm in the pack frame.

다음으로, 도 12을 참조하면, 조립된 상태의 전지팩(500b)을 타측에서 바라본 사시도가 도시되어 있다. 전지팩(500b)의 일측면에는 두 개의 커넥터가 설치되어 있는데, 하나는 셀 커버의 내부에 설치되어 있는 써미스터(도시하지 않음)에 연결된 케이블이 써미스터 홀(561)을 통해 빠져나와 써미스터 커넥터(562)와 연결되며, 그러한 써미스터 커넥터(562) 옆에는 전지모듈의 작동을 제어하기 위한 케이블을 연결하기 위하여 커넥터(570)가 설치되어 있다. 하부 프레임(510)의 하단에는 전지팩(500b)을 고정시키기 위해서 양측에 체결용 구멍(512)이 형성되어 있다. Next, referring to FIG. 12, there is shown a perspective view of the assembled battery pack 500b from the other side. Two connectors are installed at one side of the battery pack 500b, one of which is connected to a thermistor (not shown) installed inside the cell cover, through the thermistor hole 561 so that the thermistor connector 562 is connected. Next to the thermistor connector 562, a connector 570 is installed to connect a cable for controlling the operation of the battery module. Fastening holes 512 are formed at both sides of the lower frame 510 to fix the battery pack 500b.

이러한 전지팩(500a)을 다수 개 연결하면 더욱 큰 출력과 용량의 중대형 전 지시스템을 제조할 수 있다.By connecting a plurality of such battery packs 500a, it is possible to manufacture medium and large battery systems with greater output and capacity.

이상 본 발명의 실시예에 따른 전지모듈의 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although described above with reference to the drawings of the battery module according to an embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to various applications and modifications can be made within the scope of the present invention based on the above contents. will be.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은 전지셀의 낮은 강성을 보완하면서 중량 및 크기의 증가를 최소화할 수 있고, 전지셀의 작동 상태를 확인할 수 있는 검출수단의 장착이 용이하며, 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 다수의 부재들을 사용하지 않고도 간단한 조립방법에 의해 제조함으로써 전반적인 제조비용을 낮추고, 작업시 또는 작동시 단락이나 파손 등의 위험성을 줄일 수 있는 뿐만 아니라, 전지모듈을 단위체로 사용하여 소망하는 출력과 용량의 중대형 전지팩을 용이하게 제조할 수 있다.As described above, the battery module according to the present invention can minimize the increase in weight and size while complementing the low rigidity of the battery cell, and is easy to install the detection means for checking the operating state of the battery cell, and mechanical By using a simple assembly method without using multiple members for fastening and electrical connection, the overall manufacturing cost can be lowered and the risk of short circuit or damage during work or operation can be reduced, and the battery module is used as a unit. Thus, a medium-large battery pack having a desired output and capacity can be easily manufactured.

Claims (18)

전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 전지모듈로서, 전극단자들이 직렬로 상호 연결되어 있고 상기 전극단자들의 연결부가 절곡되어 적층구조를 이루고 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들, 및 상기 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버를 포함하는 것으로 구성된 전지모듈.A battery module including plate-shaped battery cells having electrode terminals formed on top and bottom, respectively, wherein two or more battery cells have electrode structures connected in series with each other and the connecting portions of the electrode terminals are bent to form a stacked structure. And a pair of high-strength cell covers coupled to each other to cover the entire outer surface of the battery cell stack except for the electrode terminal portion. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 커버는 전지셀 적층체의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있으며, 조립 체결방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the cell cover has an inner surface structure corresponding to the outer surface shape of the battery cell stack, and is coupled in an assembly fastening manner. 제 2 항에 있어서, 상기 셀 커버의 단면 결합부는, 셀 커버들이 서로 대면하도록 접촉시킨 상태로 가압하였을 때 탄력적인 결합에 의해 맞물릴 수 있도록, 수직 단면상으로 대략 대칭적인 굴곡 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.The cross-sectional coupling portion of the cell cover is characterized in that the bent structure is approximately symmetrical in the vertical cross-section, so that the cell cover can be engaged by the resilient coupling when pressed in a state in contact with each other facing each other. Battery module. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자들은 용접에 의해 결합시키는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the electrode terminals are joined by welding. 제 1 항에 있어서, 상기 판상형 전지셀은 금속층과 수지층을 포함하는 라미 네이트 시트의 케이스에 전지셀을 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein the plate-shaped battery cell has a structure in which an outer circumferential surface is sealed after embedding the battery cell in a case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer. 제 5 항에 있어서, 상기 케이스는 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스인 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 5, wherein the case is a pouch type case of an aluminum laminate sheet. 제 5 항에 있어서, 상기 전지셀의 외주면 실링부 중 측면 실링부는 셀 케이스의 내면 형상에 대략 일치하도록 절곡시키는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 5, wherein the side sealing part of the outer circumferential surface sealing part of the battery cell is bent to substantially match the inner surface shape of the cell case. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 커버는 높은 열전도성의 금속 판재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module of claim 1, wherein the cell cover is made of a high thermal conductive metal plate. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 커버의 외면에는 폭 방향(횡 방향)으로 서로 이격되어 있는 다수의 선형 돌출부들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein a plurality of linear protrusions are formed on an outer surface of the cell cover spaced apart from each other in a width direction (lateral direction). 제 9 항에 있어서, 상기 선형 돌출부들 중 적어도 하나의 돌출부에는 써미스터의 장착을 위한 만입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.10. The battery module according to claim 9, wherein at least one of the linear protrusions is formed with an indentation for mounting a thermistor. 제 9 항에 있어서, 상기 선형 돌출부들 중 상단 돌출부와 하단 돌출부에는 상호 반대되는 형상의 돌기가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 9, wherein protrusions having opposite shapes are formed on upper and lower protrusions of the linear protrusions, respectively. 제 11 항에 있어서, 돌기가 형성되어 있는 돌출부는 상기 돌기를 중심으로 비연속적인 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.12. The battery module of claim 11, wherein the protrusion in which the protrusion is formed has a discontinuous structure around the protrusion. 제 9 항에 있어서, 상기 돌출부들 중 다수의 돌출부들은 그것의 양 단부가 셀 커버의 폭 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 전지모듈.10. The battery module of claim 9, wherein a plurality of protrusions of the protrusions have both ends thereof smaller than the width of the cell cover. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 커버의 상단과 하단에 인접한 측면에는 모듈의 고정을 용이하게 하기 위한 소정 크기의 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein a step of a predetermined size is formed on side surfaces adjacent to the upper and lower ends of the cell cover to facilitate fixing of the module. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 커버의 좌우 양단에 인접한 측면에는 모듈의 고정을 용이하게 하기 위한 소정 크기의 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 1, wherein a step size of a predetermined size is formed on side surfaces adjacent to the left and right ends of the cell cover to facilitate fixing of the module. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈을 단위체로 사용하여 제조되는 중대형 전지팩.A medium to large battery pack manufactured by using the battery module according to any one of claims 1 to 15 as a unit. 제 16 항에 있어서, 상기 둘 또는 그 이상의 전지모듈들의 적층체를 측면 방향으로 세워 팩 프레임에 장착하는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.17. The medium-large battery pack of claim 16, wherein the stack of two or more battery modules is mounted in a pack frame in a lateral direction. 제 16 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.The medium and large battery pack of claim 16, wherein the battery pack is used as a power source for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle.
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