WO2015046635A1 - 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
WO2015046635A1
WO2015046635A1 PCT/KR2013/008529 KR2013008529W WO2015046635A1 WO 2015046635 A1 WO2015046635 A1 WO 2015046635A1 KR 2013008529 W KR2013008529 W KR 2013008529W WO 2015046635 A1 WO2015046635 A1 WO 2015046635A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery module
partition
bus bar
battery
medium
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/008529
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임동훈
황재일
주승훈
김덕수
Original Assignee
에스케이이노베이션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이이노베이션 주식회사 filed Critical 에스케이이노베이션 주식회사
Priority to PCT/KR2013/008529 priority Critical patent/WO2015046635A1/ko
Publication of WO2015046635A1 publication Critical patent/WO2015046635A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module and a medium-large battery module including the same. More particularly, the battery module includes a partition in which aluminum panels are provided at both sides between the plurality of battery cells.
  • the present invention relates to a battery module and a medium and large battery module including the same, which are stably protected and have high productivity.
  • the rechargeable battery that is capable of charging and discharging is being actively researched due to the development of high-tech fields such as a digital camera, a cell phone, a notebook computer, and a hybrid vehicle.
  • secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-hydrogen batteries, and lithium secondary batteries.
  • lithium secondary batteries are used as a power source for portable electronic devices with an operating voltage of 3.6 V or more, or used in high-power hybrid vehicles by connecting a plurality of them in series, such as nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries. Compared with the three times higher operating voltage and excellent energy density per unit weight, it is being used rapidly.
  • Lithium secondary batteries can be manufactured in various forms, and typical shapes include cylindrical and prismatic types commonly used in lithium ion batteries.
  • Lithium polymer batteries which are in the spotlight in recent years, have been manufactured in a flexible pouched type, and their shapes are relatively free.
  • the pouch-type lithium polymer battery (hereinafter, referred to as a "pouch-type cell”) can be easily bent or bent, it must be protected by a rigid case device to be used for a long time.
  • the tabs were connected by printed circuit boards (PCBs) in which circuit patterns were formed and put in a case.
  • a case for a high-power lithium secondary battery disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0102207 is a pouch support for supporting the pouch 11 of the pouch-shaped cell 10 composed of the pouch 11 and the electrode tab 12.
  • the heat dissipation part 22 of the shelf type which is formed in the frame 21, the surface of the pouch support frame 21 and provides a space for dissipating heat generated by the pouch 11, and the heat dissipation part 22 It is formed on one side of the pouch-type cell 10 includes a wall-shaped tab support (23) for supporting the electrode tab 12.
  • the battery module 30, which was stably and stably stacked on the pouch-type cell 10, could be manufactured using the “high power lithium secondary battery case” as described above.
  • the battery module 30 as described above has a problem in that assembling the pouch support frame 21 to both sides of the pouch cell 10, the manufacturing process is complicated, and assembly and productivity are not excellent.
  • the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, it is to provide a battery module and a medium-large battery module including the same that is excellent in assembly and productivity, and can stably protect the battery cells.
  • the battery module of the present invention comprises a plurality of battery cells stacked and electrically connected to each other; A plurality of cartridges having a plurality of battery cells seated on an upper surface and a lower surface; A plurality of partitions located between the cartridges and having aluminum panels fixed to upper and lower surfaces thereof; An upper cover located above; And a lower cover positioned below, wherein the cartridge, the partition, the upper cover, and the lower cover are coupled to each other by at least one long bolt.
  • the battery cell is 'B' shaped bus bar is welded to the electrode tab portion, the bus bar is in close contact with the adjacent bus bar and electrically connected, penetrates through the bus bar hole drilled in the bus bar, formed in the partition
  • the bus bar is fixed to the partition by a short bolt fixed to the bus bar insertion hole.
  • the partition panel projections are formed on both sides protruding from the panel, the panel hole is drilled in the aluminum panel to correspond to the panel fixing projections, the panel fixing projections are inserted into the panel holes to fix the panel to the partition. do.
  • partition A the battery module fixing portion is formed on each corner side; Located in the center, the temperature sensor mounting portion is formed, the partition B in which the temperature sensor is located in the temperature sensor mounting portion; And partition C;
  • the partition A includes 20% or more and 40% or less GF (Glass Fiver) in polypropylene sulfate (PPS), and the partition B and the partition C are 15% GF (Glass Fiver) in modified polypropylene oxide (mPPO). It contains more than 30%.
  • the battery module includes a PCB installed in the front portion, the PCB is electrically connected to the bus bar.
  • the battery module may include a front cover that protects the PCB, a front cover positioned at the front side, and a rear cover positioned at the rear side to protect the battery cell.
  • Medium and large battery modules of the present invention comprises a plurality of battery modules; An external bus bar electrically connecting the battery module to a neighboring battery module; A PCB harness connected to the PCB and transmitting voltage information of a battery cell received from the PCB to a battery management system (BMS); A temperature sensor harness connected to the temperature sensor and transmitting temperature information of the battery module to the BMS; And a RAD harness for detecting that the battery cell expands due to a swelling phenomenon. It includes.
  • the battery module fixing portion located in the lower portion of the battery module; And a module fixing bracket which is in close contact with both sides and an upper portion of the battery module and fixed to the battery module fixing part. It includes.
  • the medium and large battery module is a bus bar protection member is located on the outside of the outer bus bar.
  • the bus bar protection member may include an upper bus bar protection member and a lower bus bar protection member, wherein the upper bus bar protection member covers the entire surface of one side of the outer bus bar, and the lower bus bar protection member is Cover both ends of the outer side of the outer busbars.
  • the medium-large battery module is inserted into a space formed between the battery module, and further comprises an air blocking member located in the front and rear portions, respectively.
  • the air blocking member is manufactured in a plate shape, the blocking member fixing portion is formed at the bottom.
  • the battery module of the present invention and the medium-large battery module including the same have partitions in which aluminum panels are provided at both sides between a plurality of battery cells stacked, thereby providing excellent assembly and productivity, and stably protecting the battery cells. .
  • an air blocking member it is possible to absorb the vibration between the battery modules, and to prevent the parts from being damaged.
  • busbar protection member By attaching the busbar protection member to the external busbar, it is possible to prevent the external busbar from being damaged and to prevent contact with the outside.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a secondary battery using a conventional high output lithium secondary battery case.
  • Figure 2 is a perspective view of a battery module using a conventional high output lithium secondary battery case.
  • FIG 3 is a perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a perspective view of a battery cell according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4B is a perspective view showing a coupling relationship of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line BB 'of FIG. 4A
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line C-C 'in FIG. 4B
  • FIG. 6 is an exploded view and a partial enlarged view of a partition according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of partition A, partition B, and partition C according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of partition B according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a rear perspective view of a medium-large battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a front view of a large battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of a medium-large battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of an external bus bar according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of the air blocking member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view showing a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module 1000 includes a plurality of battery cells 100, a plurality of cartridges 130, a plurality of partitions 200, an upper cover 510, and a lower cover. 520.
  • the battery cells 100 are stacked and electrically connected to each other.
  • the cartridge 130 has at least one battery cell 100 seated therein.
  • the cartridge 130 has two battery cells 100 mounted thereon, two battery cells 100 mounted thereon, and an electrode tab portion of the battery cell 100 disposed thereon.
  • the electrode tab 110 of the battery cell 100 positioned below the 110 is welded and electrically connected thereto.
  • the bus bar 120 is preferably welded together by laser welding.
  • the partition 200 is located between the cartridges 130, and the aluminum panel 210 is fixed to the upper and lower surfaces thereof.
  • the upper cover 510 is positioned above the cartridge 130 positioned at the top of the cartridge 130.
  • the lower cover 520 is located below the cartridge 130, which is located at the bottom of the cartridge 130.
  • the cartridge 130, the partition 200, the upper cover 510, and the lower cover 520 is formed with a hole, characterized in that fixed to each other by a long bolt 310.
  • the battery module 1000 may be assembled in a structure in which the partition 200 and the cartridge 130 are sequentially stacked to shorten the assembly process.
  • Figure 4a is a perspective view showing a battery cell 100 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4b is a perspective view showing a coupling relationship between the battery cells 100 of the present invention
  • Figure 5a is a battery cell 100 of the present invention ) Is a cross-sectional view
  • FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a coupling relationship between the battery cells 100.
  • the battery cell 100 is adjacent to the battery cell 100 and the electrode tab portion 110 is connected to each other, the 'b' shaped bus bar 120 is welded to the electrode tab portion 110 connected to each other
  • the bus bar 120 has a bus bar hole 121 formed therein (see FIG. 4A) and is closely connected to the adjacent bus bar 120 to be electrically connected to the bus bar hole 121 and the partition 200.
  • the short bolt 320 is inserted into and fixed to the bus bar insertion hole 212 formed at (see FIG. 4B).
  • the bus bar hole 121 and the bus bar 120 formed in the bus bar 120 are provided.
  • the bus bar holes 121 formed in the bus bar 120 adjacent to each other are coupled to overlap each other.
  • the short bolt 320 penetrates the bus bar hole 121 and is fixed to the bus bar insertion hole 212 formed in the partition 200 so that the bus bar 120 of the partition 200 is fixed. It is fixed on one side (see Fig. 5b).
  • a configuration in which the short bolts 320 are inserted into and connected to each other instead of connecting the welds may reduce a defective rate due to a poor welding and facilitate assembly.
  • FIG. 6 is a perspective view of a partition 200 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7A is a plan view of partition A 220 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a partition B according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7C is a plan view of partition C 240 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a perspective view of partition B 230 according to an embodiment of the present invention.
  • the partition 200 is formed by protruding at least one panel fixing protrusion 213 on both sides thereof, and a panel hole 211 is drilled in the aluminum panel 210 to form the panel hole.
  • the panel fixing protrusion 213 is inserted into 211, and the aluminum panel 210 is fixed to the partition 200.
  • the partition 200 may be divided into a partition A 220, a partition B 230, and a partition C 240 according to where the battery module 1000 is located.
  • the partition A 220 is positioned at the bottom of the partition 200, and protrudes from both sides of each corner to form a battery module fixing part 221.
  • the battery module fixing part 221 fixes the battery module 1000 and the neighboring battery module 1000.
  • the partition B 230 is located at the center of the partition 200, and a temperature sensor mounting part 231 is formed, and a temperature sensor 232 is located in the temperature sensor mounting part 231.
  • the temperature sensor 232 is connected to a temperature sensor harness 810, which will be described later, and transmits temperature information of the battery module 1000 to a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the partition C 240 has no battery module fixing part 221 formed in the partition A 220 and no temperature sensor mounting part 231 formed in the partition B 230.
  • the partition A 220 includes the battery module fixing part 221 fixing the battery module 1000, and is made of a material having a higher strength than that of the partition B 230 and the partition C 240. desirable.
  • the partition A 220 includes 20% or more and 40% or less of GF (Glass Fiver) in polypropylene sulfide (PPS), and the partition B (excluding the partition A 220) of the partition 200 ( 230) and the partition C (240) contains 15% or more and 30% or less of GF (Glass Fiver) in modified polypropylene oxide (mPPO).
  • GF Glass Fiver
  • PPS polypropylene sulfide
  • mPPO modified polypropylene oxide
  • FIG 9 is a partial cross-sectional view of the battery module 1000 of the present invention.
  • the battery module 1000 includes a stack of the cartridges 130 on which the plurality of battery cells 100 are seated, and a partition 200 is located between the cartridges 130.
  • the bus bar 120 is electrically connected to the adjacent bus bar 120 is in contact with each other, the short bolt 320 is penetrated through the bus bar hole 121 drilled in the bus bar 120, The bus bar insertion hole 212 formed in the partition 200 is fixed.
  • FIG. 10 is an exploded view of a battery module 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module 1000 according to an embodiment of the present invention, the PCB 400 is installed on the front portion, the PCB 400 is electrically connected to each of the bus bar 120 to measure the voltage Do it.
  • the front cover 530 is installed on the front portion of the battery module 1000, and serves to protect the PCB 400 and the battery cell 100, the rear portion of the battery module 1000
  • the cover 540 is installed to serve to protect the battery cell 100.
  • 11 to 13 are a perspective view and a front view showing a medium-large battery module 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module 1000 may be used as a medium-large battery module 10 by combining a plurality of battery modules 1000.
  • the battery module 1000 and the neighboring battery module 1000 are connected to and fixed to the battery module fixing part 221 formed in the partition A 220 (see FIG. 11), and an external bus bar.
  • the 600 may be electrically connected to the neighboring battery module 1000 and may be used as the medium-large battery module 10.
  • the medium and large battery module 10 is a module fixing bracket 1100 for fixing the battery module fixing part 11 and the battery module fixing part 11 on which the battery module 1000 is seated. More).
  • the module fixing bracket 1100 is manufactured in a shape in which the 'c' shape is continuous so as to be in close contact with the upper side and both sides of the battery module 1000, and the module fixing bracket 1100 is the battery module fixing portion ( 11).
  • the module fixing bracket 1100 and the battery module fixing unit 11 are firmly fixed to the battery module 1000, and thus the medium and large battery modules 10 can be stably moved.
  • the medium-large battery module 10 may further include a PCB harness 800, a temperature sensor harness 810, and a RAD harness 900.
  • the PCB harness 800 is connected to the PCB 400 to transmit voltage information of the battery cell 100 received from the PCB 400 to a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the temperature sensor harness 810 is connected to the temperature sensor 232 serves to transmit the information of the battery module to the BMS.
  • the PCB harness 800 and the temperature sensor harness 810 may be coupled to each other by a coupling device to facilitate mounting and assembly.
  • the RAD harness 900 senses that the battery cell 100 expands due to a swelling phenomenon, and is connected to a runaway arresting device (RAD) unit (not shown) and a power relay assembly (PRA) to connect the battery cell. When 100 is expanded, it serves to block the current of the battery module 1000.
  • RAD runaway arresting device
  • PRA power relay assembly
  • the outer bus bar 600 may surround the outer bus bar 600 with a bus bar protecting member 610 to protect the outer bus bar 600 from the outside, thereby preventing damage and corrosion.
  • the bus bar protection member 610 is preferably made of a non-conductive plastic material.
  • the bus bar protecting member 610 may include an upper bus bar protecting member 611 and a lower bus bar protecting member 612, and the upper bus bar protecting member 611 may be formed on the entire surface of the outer bus bar 600. Covering the lower bus bar protection member 612 is covered except for both ends of the outer bus bar (600).
  • the upper bus bar protection member 611 covers the front surface of the external bus bar 600, the user can be in contact with the external bus bar 600 that the electricity flows to prevent an electrical accident.
  • the external bus bar 600 may be variously formed as shown in FIG. 13.
  • the medium-large battery module 10 further includes an air blocking member 700 positioned between the battery modules 1000.
  • the air blocking member 700 is inserted into a space formed between the battery modules 1000 and is located at the front and rear portions, respectively.
  • the air blocking member 700 is formed in a plate shape, the blocking member fixing portion 710 is formed at the bottom, when assembling the blocking member fixing portion 710, in the groove formed in the battery module fixing portion (11) After the blocking member fixing part 710 is inserted, the upper part may be easily fixed by inserting a fixing member into the upper surface of the battery module 1000.
  • the air blocking member 700 is positioned between the battery modules 1000 to block air from penetrating into spaces spaced between the battery modules 1000 and to restrain the battery modules 1000 from each other. This prevents parts from being damaged by vibration.
  • the air blocking member 700 may be formed in various ways according to the shape of the battery module 1000, as shown in the figure.
  • the air blocking member 700 is formed in the upper surface is inclined when the height of the upper shape is different from the battery module 1000 adjacent to the battery module 1000 (see Fig. 15A). If the height is the same, the upper surface is formed flat (see Fig. 15B).
  • the battery module 1000 of the present invention has excellent partitionability and productivity by providing the partitions 200 having the aluminum panel 210 on both sides between the plurality of battery cells 100 stacked thereon.
  • the battery cell 100 may be stably protected.
  • the air blocking member 700 it is possible to absorb the vibration between the battery module 1000, to prevent the parts from being damaged.
  • bus bar protection member 610 By attaching the bus bar protection member 610 to the external bus bar 600, it is possible to prevent the external bus bar 600 from being damaged, and to prevent contact from the outside.
  • bus bar 121 bus bar hall
  • Panel hole 212 Bus bar insertion hole
  • partition B 231 temperature sensor mounting portion
  • Partition C Partition D
  • cover blocking member 721 upper cover blocking member

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명의 배터리모듈은 적층 배열되고 전기적으로 서로 연결되어 있는 복수개의 배터리 셀; 복수개의 상기 배터리셀이 상부면과 하부면에 안착되는 복수개의 카트리지; 상기 카트리지의 사이에 위치하고 상하면에 알루미늄 패널이 고정되어 있는 복수개의 파티션; 상부에 위치하는 상부커버; 및 하부에 위치하는 하부커버; 를 포함하고, 상기 카트리지, 상기 파티션, 상기 상부커버, 및 상기 하부커버가 적어도 하나이상의 장볼트에 의해서 서로 결합된다.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈
본 발명은 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 복수개의 배터리셀이 적층되는 사이에 양측면에 알루미늄 패널이 구비되어 있는 파티션을 구비하여 조립이 간편하고, 배터리셀을 안정적으로 보호하고 생산성이 높은 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰라 폰, 노트북, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다. 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지를 들 수 있다. 이중에서, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자기기의 전원으로 사용되거나, 또는 다수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.
리튬 이차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다.
이러한, 파우치형 리튬 폴리머 전지(이하, “파우치형 셀”이라고 함)는 쉽게 휘어지거나 구부러질 수 있기 때문에 견고한 케이스 장치로 보호해 주어야 장시간 사용할 수 있으나, 종래에는 이러한 직렬연결을 위해 각 파우치의 전극탭을 회로 패턴이 형성되어 있는 PCB(Printed Circuit Board; 인쇄회로기판)에 의해 연결하고 이를 케이스에 담는 방식을 사용하였다.
그러나, 이러한 종래의 파우치형 셀을 적층하여 고출력 전지 모듈을 구성하는 방법에 따르면, 연약한 구조인 파우치형 셀을 안전하게 보호할 수 없고 파우치형 셀을 다수 적층하여 PCB로 연결하는 방식도 완전하지 않아 외부 충격 등의 환경 변화에 강하지 못하다는 단점이 있었다.
고출력 전원으로 사용되는 리튬 전지를 구성하는 파우치형 셀을 보다 견고하고 안정적으로 적층하고, 이들을 신뢰성 있게 직렬 연결할 수 있는 방법으로 공개특허 제2006-0102207의 “고출력 리튬 2차 전지용 케이스”가 있다.
도1을 참조하면, 공개특허 제2006-0102207의 “고출력 리튬 2차 전지용 케이스”는 파우치(11) 및 전극탭(12)으로 구성된 파우치형 셀(10)의 파우치(11)를 지지하는 파우치 지지프레임(21)과, 상기 파우치 지지프레임(21)의 일면에 형성되며 상기 파우치(11)에서 발생하는 열을 배출하는 공간을 제공하는 선반형의 방열부(22)와, 상기 방열부(22)의 일측에 형성되어 상기 파우치형 셀(10)의 전극탭(12)을 지지하는 벽(wall)형의 탭지지부(23)를 포함한다.
도2를 참조하면, 상기와 같은 “고출력 리튬 2차 전지용케이스”를 사용하여 상기 파우치형 셀(10)을 견고하고 안정적으로 적층한 전지 모듈(30)을 제작할 수 있었다.
하지만, 상기와 같은 전지 모듈(30)은 상기 파우치 셀(10)의 양측면에 상기 파우치 지지프레임(21)을 결합하여, 제작공정이 복잡하여 조립성과 생산성이 우수하지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 조립성과 생산성이 우수하고, 배터리 셀을 안정적으로 보호할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈을 제공하려는 것이다.
본 발명의 배터리모듈은 적층 배열되고 전기적으로 서로 연결되어 있는 복수개의 배터리 셀; 복수개의 상기 배터리셀이 상부면과 하부면에 안착되는 복수개의 카트리지; 상기 카트리지의 사이에 위치하고 상하면에 알루미늄 패널이 고정되어 있는 복수개의 파티션; 상부에 위치하는 상부커버; 및 하부에 위치하는 하부커버;를 포함하고, 상기 카트리지, 상기 파티션, 상기 상부커버, 및 상기 하부커버가 적어도 하나이상의 장볼트에 의해서 서로 결합된다.
또한, 상기 배터리셀은 전극탭부에 ‘ㄱ’자 형상의 버스바가 용접되고, 상기 버스바는 인접한 상기 버스바와 밀착되어 전기적으로 연결되며, 상기 버스바에 천공되는 버스바홀을 관통하고, 상기 파티션에 형성되는 버스바삽입홀에 고정되는 단볼트에 의해서 상기 버스바가 상기 파티션에 고정된다.
또한, 상기 파티션은 양측면에 패널고정돌출부가 돌출 형성되고, 상기 알루미늄 패널에 상기 패널고정돌출부와 대응되게 패널홀이 천공되어, 상기 패널고정돌출부가 상기 패널홀에 삽입되어 상기 패널이 상기 파티션에 고정된다.
또한, 상기 파티션은 최하단에 위치하며, 각 모서리 측면에 배터리모듈고정부가 형성되는 파티션A; 중앙에 위치하며, 온도센서장착부가 형성되어, 상기 온도센서장착부에 온도센서가 위치하는 파티션 B; 및 파티션 C;를 포함한다.
또한, 상기 파티션A는 PPS(Polypropylene Sulfide)에 GF(Glass Fiver)를 20%이상 40% 이하 포함하고, 상기 파티션B와 상기 파티션C는 mPPO(modified Polypropylene Oxide)에 GF(Glass Fiver)를 15%이상 30%이하 포함한다.
또한, 상기 배터리모듈은 전면부에 설치되는 PCB를 포함하고, 상기 PCB는 상기 버스바가 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 배터리모듈은 상기 PCB를 보호하고, 전면에 위치하는 전면커버와, 후면에 위치하여 상기 배터리셀을 보호하는 후면커버를 포함한다.
본 발명의 중대형 배터리모듈은 복수개의 배터리모듈; 상기 배터리모듈이 이웃하는 배터리모듈과 전기적으로 연결하는 외부버스바; PCB에 연결되어, PCB에서 수신되는 배터리셀의 전압 정보를 BMS(Battery Management System)에 전송하는 PCB 하네스; 온도센서와 연결되어 배터리 모듈의 온도정보를 BMS로 전송하는 온도센서하네스; 및 배터리셀이 스웰링 현상에 의해서 팽창하는 것을 감지하는 RAD 하네스; 를 포함한다.
또한, 상기 배터리모듈의 하부에 위치하는 배터리모듈고정부; 및 상기 배터리모듈의 양측면과 상부에 밀착되고, 상기 배터리모듈고정부에 고정되는 모듈고정브라켓; 을 포함한다.
또한, 상기 중대형 배터리모듈은 상기 외부버스바의 외측에 버스바보호부재가 위치한다.
또한, 상기 버스바보호부재는 상부버스바보호부재와 하부버스바보호부재를 포함하되, 상기 상부버스바보호부재는 상기 외부버스바 일측면의 전체면을 덮고, 상기 하부버스바보호부재는 상기 외부버스바 타측면의 양 단부를 제외하고 덮는다.
또한, 상기 중대형 배터리모듈은 상기 배터리모듈 사이에 형성되는 공간에 삽입되며, 전면부와 후면부에 각각 위치하는 공기차단부재를 더 포함한다.
또한, 상기 공기차단부재는 판형으로 제작되되, 하부에 차단부재고정부가 형성된다.
본 발명의 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈은 복수개의 배터리셀이 적층되는 사이에 양측면에 알루미늄 패널이 구비되어 있는 파티션을 구비하여 조립성과 생산성이 우수하고, 배터리셀을 안정적으로 보호할 수 있다.
또한, 파티션의 재질을 달리하여 배터리모듈의 내구성을 향상 시키며, 배터리 탭을 볼트로 연결함으로서 용접불량이 발생하는 것을 막을 수 있다.
또한, 공기차단부재를 포함하여, 배터리모듈간의 진동을 흡수하고, 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 외부버스바에 버스바보호부재를 장착함으로써, 외부버스바가 파손되는 것을 방지하고, 외부로부터 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 고출력 리튬 2차 전지용케이스를 사용한 2차 전지 분해사시도.
도 2는 종래의 고출력 리튬 2차 전지용케이스를 사용한 전지 모듈의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도.
도 4A는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀의 사시도
도 4B는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀의 결합관계를 나타내는 사시도
도 5A는 도4A의 B-B'의 단면도
도 5B는 도4B의 C-C'의 단면도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 파티션의 분해도 및 부분확대도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 파티션 A, 파티션 B, 및 파티션 C의 평면도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 파티션 B의 사시도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 부분 단면도
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈의 분해도
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 중대형 배터리모듈의 후사시도
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 대형 배터리모듈의 정면도
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 중대형 배터리모듈의 분해사시도
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 외부버스바의 분해사시도
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 공기차단부재의 분해사시도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)을 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)은 복수개의 배터리 셀(100), 복수개의 카트리지(130), 복수개의 파티션(200), 상부커버(510), 및 하부커버(520)를 포함한다.
상기 배터리 셀(100)은 적층 배열되고 전기적으로 서로 연결되어 있다.
상기 카트리지(130)는 적어도 하나 이상의 상기 배터리 셀(100)이 안착되어 있다.
좀 더 상세하게는, 상기 카트리지(130)는 상부에 2개의 배터리셀(100)이 안착되고, 하부에 2개의 배터리 셀(100)이 안착되며, 상부에 위치한 배터리셀(100)의 전극탭부(110)와 하부에 위치한 배터리 셀(100)의 전극탭부(110)가 용접되어 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 전극탭부(110)를 용접할 때, 버스바(120)가 함께 레이져용접으로 용접되는 것이 바람직하다.
상기 파티션(200)은 상기 카트리지(130)의 사이에 위치하고, 상하면에 알루미늄 패널(210)이 고정된다.
상기 상부커버(510)는 상기 카트리지(130) 중 최상부에 위치하는 카트리지(130)의 상부에 위치한다.
상기 하부커버(520)는 상기 카트리지(130) 중 최하부에 위치하는 카트리지(130)의 하부에 위치한다.
이때, 상기 카트리지(130), 상기 파티션(200), 상기 상부커버(510), 및 상기 하부커버(520)는 홀이 형성되어 있어, 장볼트(310)에 의해서 서로 고정되는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 파티션(200)과 상기 카트리지(130)가 순차적으로 적층되는 구조로 상기 배터리 모듈(1000)을 조립하여 조립공정을 단축할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀(100)을 나타낸 사시도이고, 도 4b는 본 발명의 배터리 셀(100) 간의 결합관계를 나타내는 사시도이며, 도 5a는 본 발명의 배터리 셀(100)의 단면도이고, 도 5b는 배터리 셀(100) 간의 결합관계를 나타내는 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 배터리 셀(100)은 인접한 배터리셀(100)과 전극탭부(110)가 서로 연결되고, 서로 연결된 전극탭부(110)에 ‘ㄱ’자 형상의 버스바(120)가 용접되고, 상기 버스바(120)는 버스바홀(121)이 형성되어(도 4a 참조), 인접한 상기 버스바(120)와 밀착되어 전기적으로 연결되며, 상기 버스바홀(121)과 상기 파티션(200)에 형성되는 버스바삽입홀(212)에 단볼트(320)가 삽입되어 고정된다(도 4b 참조).
좀 더 상세하게는, 상기 버스바(120)와 인접한 상기 버스바(120)가 밀착되어 전기적으로 연결될 경우, 상기 버스바(120)에 형성되는 상기 버스바홀(121)과 상기 버스바(120)와 인접한 상기 버스바(120)에 형성되는 상기 버스바홀(121)이 서로 겹쳐지게 결합된다. 이때, 상기 단볼트(320)는 상기 버스바홀(121)을 관통하고, 상기 파티션(200)에 형성되는 버스바삽입홀(212)에 고정되어 상기 버스바(120)가 상기 파티션(200)의 일측에 고정된다.(도 5b참조)
따라서, 상기 버스바(120)를 서로 전기적으로 연결하는데 있어서, 용접을 연결하는 것이 아니라 상기 단볼트(320)를 삽입하여 연결하는 구성으로 용접불량에 의한 불량률을 감소시킬 수 있으며, 조립을 쉽게 할 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 파티션(200) 사시도이고, 도 7A는 본 발명의 일실시예에 따른 파티션A(220) 평면도이며, 도 7B는 본 발명의 일실시예에 따른 파티션B(230) 평면도이고, 도 7C는 본 발명의 일실시예에 따른 파티션C(240) 평면도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 파티션 B(230) 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 파티션(200)은 양측면에 적어도 하나 이상의 패널고정돌출부(213)가 돌출되어 형성되고, 상기 알루미늄패널(210)에 패널홀(211)이 천공되어, 상기 패널홀(211)에 상기 패널고정돌출부(213)가 삽입되어, 상기 알루미늄패널(210)이 상기 파티션(200)에 고정된다.
도 7에 도시된 바와 같이 상기 파티션(200)은 상기 배터리 모듈(1000)에 위치하는 곳에 따라, 파티션 A(220), 파티션 B(230), 및 파티션 C(240)로 구분할 수 있다.
상기 파티션 A(220)는 상기 파티션(200) 중 최하단에 위치하며, 각 모서리 양측면에 각각 돌출되어 배터리모듈고정부(221)가 형성되어 있다.
상기 배터리모듈고정부(221)는 상기 배터리모듈(1000)과 이웃하는 상기 배터리모듈(1000)을 서로 고정하는 역할을 한다.
상기 파티션 B(230)는 상기 파티션(200) 중 중앙에 위치하며, 온도센서장착부(231)가 형성되어, 상기 온도센서장착부(231)에 온도센서(232)가 위치한다.(도 8 참조)
상기 온도센서(232)는 후술되는 온도센서하네스(810)에 연결되어, 상기 배터리모듈(1000)의 온도정보를 BMS(Battery Management System)에 전송된다.
상기 파티션 C(240)는 상기 파티션A(220)에 형성되는 상기 배터리모듈고정부(221)가 없고, 상기 파티션B(230)에 형성되는 상기 온도센서장착부(231)가 없는 것을 특징으로 한다.
상기 파티션A(220)는 상기 배터리모듈(1000)을 고정하는 상기 배터리모듈고정부(221)를 포함하여, 상기 파티션B(230)와 상기 파티션 C(240)보다 강도가 높은 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 이유로 상기 파티션A(220)는 PPS(Polypropylene Sulfide)에 GF(Glass Fiver)를 20%이상 40%이하를 포함하고, 상기 파티션(200) 중 상기 파티션A(220)를 제외한 파티션 B(230)와 상기 파티션 C(240)는 mPPO(modified Polypropylene Oxide)에 GF(Glass Fiver)를 15%이상 30%이하를 포함한다.
도 9는 본 발명의 배터리 모듈(1000)의 부분단면도이다.
상기 배터리 모듈(1000)은 복수개의 상기 배터리 셀(100)이 안착되는 상기 카트리지(130)가 적층되며, 상기 카트리지(130) 사이에 파티션(200)이 위치한다.
이때, 상기 버스바(120)는 인접하는 버스바가(120)가 서로 접촉되어 전기적으로 연결되며, 상기 단볼트(320)는 상기 버스바(120)에 천공되는 버스바홀(121)을 관통하고, 상기 파티션(200)에 형성되는 버스바삽입홀(212)에 고정된다. 종래의 용접으로 버스바를 고정하는 것에서 발생하는 용접불량을 회피할 수 있다는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 모듈(1000)의 분해도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 배터리모듈(1000)은 전면부에는 PCB(400)가 설치되며, 상기 PCB(400)는 각각의 상기 버스바(120)와 전기적으로 연결되어 전압을 측정하는 역할을 한다.
또한, 상기 배터리모듈(1000)의 전면부에 전면커버(530)가 설치되어, 상기 PCB(400)와 상기 배터리 셀(100)을 보호하는 역할을 하며, 상기 배터리모듈(1000)의 후면부에는 후면커버(540)가 설치되어 상기 배터리 셀(100)을 보호하는 역할을 한다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 중대형 배터리모듈(10)을 나타내는 사시도와 정면도이다.
상기 배터리 모듈(1000)은 복수개의 배터리 모듈(1000)이 결합하여 중대형 배터리 모듈(10)로 사용할 수 있다. 이때, 상기 배터리 모듈(1000)과 이웃하는 배터리 모듈(1000)은 상기 파티션 A(220)에 형성되어 있는 상기 배터리모듈고정부(221)가 연결되어 서로 고정되며(도 11 참조), 외부버스바(600)가 이웃하는 배터리 모듈(1000)과 전기적으로 연결되어 중대형 배터리모듈(10)로 사용할 수 있다.
또한, 상기 중대형 배터리모듈(10)은 상기 배터리 모듈(1000)이 안착되는 배터리모듈고정부(11)와 상기 배터리모듈고정부(11)에 배터리 모듈(1000)을 고정하기 위한 모듈고정브라켓(1100)을 더 포함한다.
상기 모듈고정브라켓(1100)은 상기 배터리 모듈(1000)의 상부와 양측면에 밀착될 수 있도록 ‘ㄷ’자 형태가 연속되는 형상으로 제작되고, 상기 모듈고정브라켓(1100)이 상기 배터리모듈고정부(11)에 결합된다.
따라서, 상기 모듈고정브라켓(1100)과 상기 배터리모듈고정부(11)를 이용하여 상기 배터리 모듈(1000)을 견고하게 고정하여 안정적으로 상기 중대형 배터리모듈(10)을 이동할 수 있는 장점이 있다.
상기 중대형 배터리모듈(10)은 PCB 하네스(800), 온도센서하네스(810), 및 RAD 하네스(900)를 더 포함할 수 있다.
상기 PCB 하네스(800)는 상기 PCB(400)에 연결되어, 상기 PCB(400)에서 수신되는 상기 배터리 셀(100)의 전압 정보를 BMS(Battery Management System)에 전송하는 역할을 한다.
상기 온도센서하네스(810)는 상기 온도센서(232)와 연결되어 배터리 모듈의 정보를 BMS로 전송하는 역할을 한다.
이때, 상기 PCB 하네스(800)와 상기 온도센서하네스(810)는 서로 결합장치에 의해서 서로 결합되어 장착 및 조립이 용이하게 할 수 있다.
상기 RAD 하네스(900)는 상기 배터리 셀(100)이 스웰링 현상에 의해서 팽창하는 것을 감지하고, RAD(Runaway Arresting Device) 유닛(미도시)과 PRA(Power Relay Assembly)와 연결되어, 상기 배터리 셀(100)이 팽창할 경우 상기 배터리 모듈(1000)의 전류를 차단하는 역할을 한다.
도 14를 이용하여, 본 발명의 일실시예에 따른 외부버스바(600)의 형태와 구조에 대해서 상세히 설명한다.
상기 외부버스바(600)는 버스바보호부재(610)로 상기 외부버스바(600)를 감싸, 상기 외부버스바(600)를 외부로부터 보호하여, 파손 및 부식되는 것을 방지 할 수 있다.
또한, 상기 외부버스바(600)는 전기적으로 상기 배터리모듈(1000)이 연결되기 때문에, 상기 버스바보호부재(610)는 전도성이 없는 플라스틱재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 버스바보호부재(610)는 상부버스바보호부재(611)와 하부버스바보호부재(612)를 포함하되, 상기 상부버스바보호부재(611)는 상기 외부버스바(600)의 전체면을 덮고, 상기 하부버스바보호부재(612)는 상기 외부버스바(600)의 양 단부를 제외하고 덮는다.
이때, 상기 상부버스바보호부재(611)가 상기 외부버스바(600)의 전면을 덮고 있어, 전기가 흐르고 있는 상기 외부버스바(600)에 사용자가 접촉되어 전기적인 사고를 방지할 수 있다.
또한, 상기 외부버스바(600)는 상기 배터리모듈(1000)과 인접한 배터리모듈(1000)의 높이가 차이 날 수 있기 때문에, 도 13에 도시된 바와 같이 다양하게 형성될 수 있다.
도 15를 이용하여, 본 발명의 일실시예에 따른 공기차단부재(700)의 형태와 구조에 대해서 상세히 설명한다.
상기 중대형 배터리모듈(10)은 상기 배터리모듈(1000) 사이에 위치하는 공기차단부재(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
좀 더 상세하게는, 상기 공기차단부재(700)는 상기 배터리모듈(1000) 사이에 형성되는 공간에 삽입되며, 전면부와 후면부에 각각 위치한다.
상기 공기차단부재(700)는 판형으로 제작되되, 하부에 차단부재고정부(710)형성되고, 상기 차단부재고정부(710)를 조립할 경우, 상기 배터리모듈고정부(11)에 형성되는 홈에 상기 차단부재고정부(710)를 삽입된 후, 상부를 배터리모듈(1000)의 상부면에 고정부재를 삽입하여 손쉽게 고정할 수 있다.
상기 공기차단부재(700)는 상기 배터리모듈(1000) 사이에 위치하여 상기 배터리모듈(1000) 사이에 이격된 공간에 공기를 침투하는 것을 차단하며, 상기 배터리모듈(1000)을 서로 구속하는 역할을 하여, 진동에 의해서 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다
또한, 상기 공기차단부재(700)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 배터리모듈(1000)의 형태에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.
좀 더 상세하게는, 상기 공기차단부재(700)는 상부의 형상이 상기 배터리모듈(1000)과 인접한 배터리모듈(1000)의 높이가 상이할 경우, 상부면이 경사지게 형성되고(도 15 A 참고), 높이가 동일할 경우 상부면이 평평하게 형성(도 15 B 참고)된다.
따라서, 본 발명의 배터리 모듈(1000)은 복수개의 배터리 셀(100)이 적층되는 사이에 양측면에 상기 알루미늄패널(210)이 구비되어 있는 상기 파티션(200)을 구비하여 조립성과 생산성이 우수하고, 상기 배터리 셀(100)을 안정적으로 보호할 수 있다.
또한, 상기 파티션(200)의 재질을 달리하여 배터리모듈(1000)의 내구성을 향상 시키며, 상기 전극탭부(110)를 상기 단볼트(320)로 연결함으로서 용접불량이 발생하는 것을 막을 수 있다.
또한, 상기 공기차단부재(700)를 포함하여, 상기 배터리모듈(1000)간의 진동을 흡수하고, 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 외부버스바(600)에 버스바보호부재(610)를 장착함으로써, 상기 외부버스바(600)가 파손되는 것을 방지하고, 외부로부터 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
[부호의 설명]
10 : 중대형 배터리모듈
11 : 배터리모듈고정부
1000 : 배터리 모듈
1100 : 모듈고정브라켓
100 : 배터리 셀 110 : 전극탭부
120 : 버스바 121 : 버스바홀
130 : 카트리지
200 : 파티션 210 : 알루미늄 패널
211 : 패널홀 212 : 버스바삽입홀
213 : 패널고정돌출부
220 : 파티션A 221 : 배터리모듈고정부
230 : 파티션B 231 : 온도센서장착부
232 : 온도센서
240 : 파티션C 250 : 파티션D
300 : 고정부재
310 : 장볼트 320 : 단볼트
400 : PCB
510 : 상부커버 520 : 하부커버
530 : 전면커버 540 : 후면커버
600 : 외부버스바 610 : 버스바보호부재
611 : 상부버스바보호부재 612 : 하부버스바보호부재
700 : 공기차단부재 710 : 차단부재고정부
720 : 커버차단부재 721 : 상부커버차단부재
722 : 하부커버차단부재
800 : PCB 하네스 810 : 온도센서하네스
900 : RAD 하네스

Claims (13)

  1. 적층 배열되고 전기적으로 서로 연결되어 있는 복수개의 배터리 셀; 복수개의 상기 배터리셀이 상부면과 하부면에 안착되는 복수개의 카트리지; 상기 카트리지의 사이에 위치하고 상하면에 알루미늄 패널이 고정되어 있는 복수개의 파티션; 상부에 위치하는 상부커버; 및 하부에 위치하는 하부커버;를 포함하고,
    상기 카트리지, 상기 파티션, 상기 상부커버, 및 상기 하부커버가 적어도 하나이상의 장볼트에 의해서 서로 결합되는 배터리 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리셀은 전극탭부에 ‘ㄱ’자 형상의 버스바가 용접되고,
    상기 버스바는 인접한 상기 버스바와 밀착되어 전기적으로 연결되며, 상기 버스바에 천공되는 버스바홀을 관통하고, 상기 파티션에 형성되는 버스바삽입홀에 고정되는 단볼트에 의해서 상기 버스바가 상기 파티션에 고정되는 배터리모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 파티션은 양측면에 패널고정돌출부가 돌출 형성되고,
    상기 알루미늄 패널에 상기 패널고정돌출부와 대응되게 패널홀이 천공되어,
    상기 패널고정돌출부가 상기 패널홀에 삽입되어 상기 패널이 상기 파티션에 고정되는 배터리모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 파티션은
    최하단에 위치하며, 각 모서리 측면에 배터리모듈고정부가 형성되는 파티션A; 중앙에 위치하며, 온도센서장착부가 형성되어, 상기 온도센서장착부에 온도센서가 위치하는 파티션 B; 및 파티션 C;를 포함하는 배터리 모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 파티션A는 PPS(Polypropylene Sulfide)에 GF(Glass Fiver)를 20%이상 40% 이하 포함하고,
    상기 파티션B와 상기 파티션C는 mPPO(modified Polypropylene Oxide)에 GF(Glass Fiver)를 15%이상 30%이하 포함하는 배터리 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리모듈은 전면부에 설치되는 PCB를 포함하고,
    상기 PCB는 상기 버스바가 전기적으로 연결되는 배터리 모듈.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 배터리모듈은 상기 PCB를 보호하고, 전면에 위치하는 전면커버와, 후면에 위치하여 상기 배터리셀을 보호하는 후면커버를 포함하는 배터리 모듈
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 배터리모듈을 포함하는 중대형 배터리모듈에 있어서,
    복수개의 배터리모듈;
    상기 배터리모듈이 이웃하는 배터리모듈과 전기적으로 연결하는 외부버스바;
    PCB에 연결되어, PCB에서 수신되는 배터리셀의 전압 정보를 BMS(Battery Management System)에 전송하는 PCB 하네스;
    온도센서와 연결되어 배터리 모듈의 온도정보를 BMS로 전송하는 온도센서하네스; 및
    배터리셀이 스웰링 현상에 의해서 팽창하는 것을 감지하는 RAD 하네스;
    를 포함하는 중대형 배터리모듈.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 배터리모듈의 하부에 위치하는 배터리모듈고정부; 및
    상기 배터리모듈의 양측면과 상부에 밀착되고, 상기 배터리모듈고정부에 고정되는 모듈고정브라켓; 을 포함하는 중대형 배터리모듈.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 중대형 배터리모듈은 상기 외부버스바의 외측에 버스바보호부재가 위치하는 중대형 배터리모듈.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 버스바보호부재는 상부버스바보호부재와 하부버스바보호부재를 포함하되, 상기 상부버스바보호부재는 상기 외부버스바 일측면의 전체면을 덮고, 상기 하부버스바보호부재는 상기 외부버스바 타측면의 양 단부를 제외하고 덮는 중대형 배터리모듈.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 중대형 배터리모듈은 상기 배터리모듈 사이에 형성되는 공간에 삽입되며, 전면부와 후면부에 각각 위치하는 공기차단부재를 더 포함하는 중대형 배터리모듈.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 공기차단부재는 판형으로 제작되되, 하부에 차단부재고정부가 돌출 형성되는 중대형 배터리모듈.
PCT/KR2013/008529 2013-09-24 2013-09-24 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈 WO2015046635A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2013/008529 WO2015046635A1 (ko) 2013-09-24 2013-09-24 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2013/008529 WO2015046635A1 (ko) 2013-09-24 2013-09-24 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015046635A1 true WO2015046635A1 (ko) 2015-04-02

Family

ID=52743754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/008529 WO2015046635A1 (ko) 2013-09-24 2013-09-24 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015046635A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018128256A1 (en) * 2017-01-06 2018-07-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system with a cell connecting unit
CN109365964A (zh) * 2018-10-29 2019-02-22 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种可拆卸介质盒耳板定位模具及耳板定位焊接方法
CN114019381A (zh) * 2021-10-29 2022-02-08 蜂巢能源科技有限公司 电池模组的cvtn测试装置、电池模组的测试方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024445A (ja) * 2004-07-08 2006-01-26 Toyota Motor Corp 組電池および電源装置
KR20120005727A (ko) * 2010-07-09 2012-01-17 (주)브이이엔에스 배터리 모듈
KR20120016350A (ko) * 2010-08-16 2012-02-24 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
US20120189887A1 (en) * 2009-06-30 2012-07-26 Li-Tec Battery Gmbh Electrical energy storage device made of flat cells and frame elements with a supply channel
KR20130042430A (ko) * 2011-10-18 2013-04-26 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중·대형 배터리 모듈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024445A (ja) * 2004-07-08 2006-01-26 Toyota Motor Corp 組電池および電源装置
US20120189887A1 (en) * 2009-06-30 2012-07-26 Li-Tec Battery Gmbh Electrical energy storage device made of flat cells and frame elements with a supply channel
KR20120005727A (ko) * 2010-07-09 2012-01-17 (주)브이이엔에스 배터리 모듈
KR20120016350A (ko) * 2010-08-16 2012-02-24 주식회사 엘지화학 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20130042430A (ko) * 2011-10-18 2013-04-26 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중·대형 배터리 모듈

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018128256A1 (en) * 2017-01-06 2018-07-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system with a cell connecting unit
US11005144B2 (en) 2017-01-06 2021-05-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system with a cell connecting unit
CN109365964A (zh) * 2018-10-29 2019-02-22 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种可拆卸介质盒耳板定位模具及耳板定位焊接方法
CN109365964B (zh) * 2018-10-29 2023-10-24 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种可拆卸介质盒耳板定位模具及耳板定位焊接方法
CN114019381A (zh) * 2021-10-29 2022-02-08 蜂巢能源科技有限公司 电池模组的cvtn测试装置、电池模组的测试方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019117514A1 (ko) 버스바 어셈블리를 포함하는 배터리 모듈
WO2019107717A1 (ko) 방열 플레이트를 구비한 배터리 모듈
WO2019177275A1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
WO2021145706A1 (ko) 방염 시트를 구비한 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙, 및 전력 저장 시스템
WO2019156390A1 (ko) 전류 차단부를 구비한 버스바 및 그것을 포함한 배터리 모듈
WO2012070783A2 (ko) 신규한 구조의 버스 바 어셈블리
WO2012023731A2 (ko) 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2014185567A1 (ko) 신규한 구조의 전지모듈 어셈블리
WO2020071642A1 (ko) 접속 플레이트를 구비한 배터리 팩
WO2021118028A1 (ko) 인근 모듈로의 가스 이동을 방지할 수 있는 전지 모듈
WO2021107429A1 (ko) 배터리 모듈 및 배터리 팩
WO2020138849A1 (ko) 내측 커버를 포함하는 배터리 모듈
WO2022039394A1 (ko) 리무버블 퓨즈 어셈블리를 구비한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
WO2022019624A1 (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2020145531A1 (ko) 절연 튜브를 포함한 배터리 팩
WO2021112655A1 (ko) 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 자동차
WO2021221478A1 (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
WO2021182779A1 (ko) 버스바를 구비한 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 자동차
WO2021075780A1 (ko) 배터리 팩 및 전자 디바이스 및 자동차
WO2015046635A1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중대형 배터리 모듈
WO2022019550A1 (ko) 전극 리드와 전압 센싱부재 간의 연결을 단순화한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
WO2022005032A1 (ko) 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차
WO2021206426A1 (ko) 모듈 버스바를 포함하는 배터리 모듈, 및 그것을 포함한 배터리 팩, 및 전자 디바이스
WO2022108281A1 (ko) 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차
WO2022250287A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13894325

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13894325

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1