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KR102680074B1 - 이차전지 모듈 - Google Patents

이차전지 모듈 Download PDF

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KR102680074B1
KR102680074B1 KR1020220039953A KR20220039953A KR102680074B1 KR 102680074 B1 KR102680074 B1 KR 102680074B1 KR 1020220039953 A KR1020220039953 A KR 1020220039953A KR 20220039953 A KR20220039953 A KR 20220039953A KR 102680074 B1 KR102680074 B1 KR 102680074B1
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South Korea
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cell
terminal
rotating plate
secondary battery
rotating
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KR1020220039953A
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이범희
김의성
김태완
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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Priority to EP22935900.5A priority patent/EP4362182A1/en
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Abstract

본 발명은, 이차전지 팩 내부에 다양한 형태로 배치될 수 있고, 내부의 셀 사이에 직렬 또는 병렬 설정이 용이하여 이차전지 팩의 설계 시 효율성을 향상시킬 수 있는 이차전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이차전지 모듈은, 서로 면을 마주하도록 배치되는 복수개의 셀 및 복수개의 셀에서 서로 마주보는 일 셀의 면과 타 셀의 면의 사이에 배치되고, 일 셀을 타 셀에 대해 회전시키는 회전 부재를 포함할 수 있다.

Description

이차전지 모듈{THE SECONDARY CELL MODULE}
본 발명은 이차전지 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 자세히는 복수의 셀을 포함하는 이차전지 모듈에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 셀 또는 이차전지 모듈을 집합시킨 이차전지 팩에 대한 수요가 증가하고 있고, 이에 따라 이차전지 모듈의 수요 역시 증가하고 있다.
종래의 이차전지 모듈은 이차전지 팩을 제조하기 위한 틀에 따라 구조가 고정되었다. 또한, 배치에 의해 단자의 방향 및 위치가 고정되었고, 이차전지 팩 내부 설계 자유도가 제한적인 문제가 발생하였다.
이러한 문제의 해결을 위하여 비교적 자유롭게 이차전지 팩 내부 설계가 가능하여 다양한 형태로 적용될 수 있는 이차전지 모듈이 필요한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 이차전지 팩 내부에 다양한 형태로 배치될 수 있고, 내부의 셀 사이에 직렬 또는 병렬 설정이 용이하여 이차전지 팩의 설계 시 효율성을 향상시킬 수 있는 이차전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차전지 모듈은, 서로 면을 마주하도록 배치되는 복수개의 셀 및 복수개의 셀에서 서로 마주보는 일 셀의 면과 타 셀의 면의 사이에 배치되고, 일 셀을 타 셀에 대해 회전시키는 회전 부재를 포함할 수 있다.
이차전지 모듈은, 회전 부재와 셀을 부착시키는 접착 물질을 더 포함할 수 있다.
회전 부재는, 일 셀의 면 중앙에 배치되는 제1 회전판, 타 셀의 면 중앙에 배치되는 제2 회전판 및 제1 회전판과 제2 회전판을 서로 회전 가능하도록 연결하고, 복수의 셀의 면에 직교하는 방향으로 연장된 회전축을 포함할 수 있다.
회전축은, 서로 이격된 제1 회전판과 제2 회전판을 당기도록 탄성력을 가질 수 있다.
제1 회전판 및 제2 회전판은, 자성을 띠는 물질을 포함하여 서로 당기는 힘이 작용할 수 있다.
제1 회전판은, 제2 회전판을 향해 돌출되는 돌기부를 포함하고, 제2 회전판은, 돌기부와 대응되는 형상으로 만입되는 만입부가 형성되고, 회전축에 의해 회전하되, 돌기부가 만입부에 삽입되어 제1 회전판과 서로 고정될 수 있다.
돌기부 및 만입부는, 각각 두 개씩 형성되어, 제1 회전판 및 제2 회전판이 서로 고정된 상태에서 제1 회전판 또는 제2 회전판이 180도 회전하면 다시 서로 고정시킬 수 있다.
돌기부 및 만입부는, 각각 네 개씩 형성되어, 제1 회전판 및 제2 회전판이 서로 고정된 상태에서 제1 회전판 또는 제2 회전판이 90도 회전하면 다시 서로 고정시킬 수 있다.
이차전지 모듈은, 셀에서 일면 또는 타면의 가장자리에 배치되는 제1 단자 및 셀에서 일면 또는 타면의 제1 단자와 반대쪽 가장자리에 배치되는 제2 단자를 더 포함하고, 제1 단자는, 일 셀의 일면에서 타 셀을 향해 돌출되도록 배치되는 상부 제1 단자, 일 셀의 일면에서 동일 평면 상에 배치되는 하부 제1 단자 및 일 셀의 타면에서 동일 평면 상의 상부 제1 단자와 대응되는 위치에 배치되는 대칭 제1 단자를 포함하고, 제2 단자는, 일 셀의 타면에서 마주보는 다른 셀을 향해 돌출되도록 배치되는 상부 제2 단자, 일 셀의 타면에서 동일 평면 상에 배치되는 하부 제2 단자 및 일 셀의 일면에서 동일 평면 상의 상부 제2 단자와 대응되는 위치에 배치되는 대칭 제2 단자를 포함하고, 제1 단자와 제2 단자는 서로 반대되는 극성을 갖고 서로 대응되는 위치에서 결합되어 셀을 고정시킬 수 있다.
제1 단자 및 제2 단자는, 일 셀이 타 셀에 대하여 나란하면, 일 셀의 상부 제1 단자와 타 셀의 대칭 제1 단자가 접촉하고, 일 셀의 대칭 제2 단자와 타 셀의 상부 제2 단자가 접촉하여 병렬 연결이 가능하고, 일 셀이 타 셀에 대하여 180도 회전하면, 일 셀의 상부 제1 단자와 타 셀의 하부 제2 단자가 접촉하고, 일 셀의 하부 제1 단자와 타 셀의 상부 제2 단자가 접촉하여 직렬 연결이 가능할 수 있다.
이차전지 모듈은, 복수의 셀의 양 단부에는 서로 반대되는 극성을 갖는 제1 단자 및 제2 단자가 구비되고, 제1 단자끼리 전기적으로 연결하거나 제2 단자끼리 전기적으로 연결하는 병렬 연결 부재 및 제1 단자와 제2 단자를 전기적으로 연결하는 직렬 연결 부재 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 모듈은, 서로 면을 마주하도록 배치되는 복수개의 셀 및 복수개의 셀에서 서로 마주보는 일 셀의 면과 타 셀의 면의 사이에 배치되고, 일 셀을 타 셀에 대해 회전시키는 회전 부재를 포함할 수 있다.
그에 따라, 이차전지 팩 내부에 다양한 형태로 배치될 수 있고, 내부의 셀 사이에 직렬 또는 병렬 설정이 용이하여 이차전지 팩의 설계 시 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈의 셀이 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈의 회전 부재를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈의 셀, 제1 단자 및 제2 단자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈의 셀에 제1 단자 및 제2 단자가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈의 제1 단자 및 제2 단자에 의해 셀이 서로 연결되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈의 회전 부재를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈의 셀, 제1 단자 및 제2 단자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 병렬 연결 부재 및 직렬 연결 부재가 배치되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)의 셀(110)이 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명은 이차전지 모듈(100)을 실시예 1로 제공한다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)은 셀(110) 및 회전 부재(120)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 이차전지 모듈(100)의 셀(110)은 서로 면을 마주하도록 복수개가 배치될 수 있다. 여기서, 셀(110)은 파우치 셀을 의미할 수 있다.
셀(110)들은 서로 평행하도록 배치될 수 있고, 실시예 1에 이차전지 모듈(100)은 12개의 셀(110)을 포함할 수 있다.
이차전지 모듈(100)의 회전 부재(120)는 복수개의 셀(110)에서 서로 마주보는 일 셀(110a)(도 6 참조)의 면과 타 셀(110b)의 면의 사이에 배치되고, 일 셀(110a)을 타 셀(110b)에 대해 회전시킬 수 있다. 상기 일 셀(110a)은 특정한 셀을 의미하는 것이 아닌, 복수개의 셀(110) 중 임의의 셀을 의미할 수 있다. 또한, 상기 타 셀(110b)은 상기 일 셀(110a)과 이웃한 셀을 의미할 수 있다.
도 2는 외각에 배치된 하나의 셀(110)이 대략 90도 회전한 상태를 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 각각의 셀(110)은 회전 부재(120)에 의해 다른 셀(110)에 대하여 회전될 수 있다. 이 때, 셀(110)은 360도 회전될 수 있다.
회전 부재(120)에 의해 이차전지 모듈(100)은 셀(110)이 배치된 상태가 효율적으로 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)은 접착 물질(미도시)을 더 포함할 수 있다. 회전 부재(120), 좀 더 상세히는 후술할 회전판(121, 122)(도 3 참조)은 접착 물질에 의해 셀(110)에 부착될 수 있다.
구체적으로는, 접착 물질은 회전 부재(120)가 배치되는 셀(110)의 면 일부에 도포될 수 있다.
접착 물질에 의해 이차전지 모듈(100)의 셀(110)과 회전 부재(120)는 서로 부착되어 효율적으로 고정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)의 회전 부재(120)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
구체적으로, 도 3의 (A)는 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)이 서로 맞닿아 있는 모습을 개략적으로 나타내고, (B)는 제1 회전판(121)이 제2 회전판(122)과 이격된 상태에서 회전하는 모습을 개략적으로 나타내고, (C)는 회전된 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)이 서로 당기는 모습을 개략적으로 나타낸다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)의 회전 부재(120)는 제1 회전판(121), 제2 회전판(122) 및 회전축(123)을 포함할 수 있다.
제1 회전판(121)은 일 셀(110a)의 면 중앙에 배치될 수 있고, 제2 회전판(122)은 타 셀(110b)의 면 중앙에 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 회전판(121) 및 제2 회전판(122)은 대략 원판 형상으로 형성될 수 있고, 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)은 대략 동일한 면적의 단면적을 가질 수 있다. 다만, 각 회전판(121, 122)의 형상 및 면적이 이에 한정되는 것은 아니다.
회전축(123)은 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)을 서로 회전 가능하도록 연결할 수 있고, 복수의 셀(110)의 면에 직교하는 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
구체적으로는, 회전축(123)은 대략 샤프트 형상으로 형성될 수 있고, 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)의 단면적보다 작은 면적의 단면적을 가질 수 있다.
또한, 실시예 1에 따른 회전축(123)은 제1 회전판(121) 또는 제2 회전판(122)의 면 중앙에 배치될 수 있다.
제1 회전판(121) 또는 제2 회전판(122)은 회전축(123)을 중심으로 회전될 수 있고, 제1 회전판(121) 또는 제2 회전판(122)의 회전에 의해 셀(110)이 함께 회전될 수 있다.
회전 부재(120)가 포함하는 구성들에 의해 각각의 셀(110)들이 효율적으로 회전될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 회전 부재(120)의 회전축(123)은 탄성력을 가질 수 있다. 구체적으로는, 회전축(123)은 탄성력을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.
회전축(123)은 탄성력에 의해 서로 이격된 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)을 당길 수 있다. 제1 회전판(121) 또는 제2 회전판(122)은 서로 이격된 상태에서 회전될 수 있다. 서로 이격된 제1 회전판(121) 및 제2 회전판(122)에 회전축(123)에 의해 서로 당기는 방향으로 탄성력이 작용할 수 있다. 즉, 회전축(123)의 탄성력을 통해 원하는 각도만큼 회전된 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)이 서로 맞닿도록 당기는 힘이 제공될 수 있다.
회전축(123)이 탄성력을 가지면 회전 후 제1 회전판(121) 또는 제2 회전판(122)이 효율적으로 다시 맞닿도록 이동될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 회전 부재(120)의 제1 회전판(121)은 돌기부(121-1)를 포함할 수 있고, 제2 회전판(122)은 만입부(122-1)가 형성될 수 있다.
돌기부(121-1)는 제1 회전판(121)의 일면으로부터 제2 회전판(122)을 향해 돌출되도록 형성될 수 있고, 만입부(122-1)는 제2 회전판(122)의 일면에 돌기부(121-1)와 대응되는 형상으로 만입된 형태로 형성될 수 있다.
돌기부(121-1)가 만입부(122-1)에 삽입됨으로써 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)이 서로 효율적으로 고정될 수 있다.
실시예 1에 따른 돌기부(121-1)는 만입부(122-1)에 삽입된 상태에서 고정이 용이하도록 대략 직육면체 형상을 가질 수 있다.
돌기부(121-1)와 만입부(122-1)는 각각 복수개가 구비될 수 있다. 복수개의 돌기부(121-1)는 제1 회전판(121)의 원주 방향을 따라 일정 각도로 이격될 수 있고, 복수개의 만입부(122-1)는 제2 회전판(122)의 원주 방향을 따라 일정 각도로 이격될 수 있다.
복수개의 돌기부(121-1)가 서로 이격되는 각도와 복수개의 만입부(122-1)가 서로 이격되는 각도는 동일할 수 있다. 이로써, 제1 회전판(121) 및 제2 회전판(122)이 상기 각도만큼 서로 회전할 때마다, 제1 회전판(121)과 제2 회전판(122)은 다시 서로 고정될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시예 1에 따른 돌기부(121-1)와 만입부(122-1)는 각각 두 개씩 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 돌기부(121-1)는 제1 회전판(121)의 가장자리에 형성될 수 있고, 두 개의 돌기부(121-1)는 대략 원 형상을 가지는 제1 회전판(121) 일면의 지름이 될 수 있는 선상에 놓일 수 있다. 즉, 두 개의 돌기부(121-1)는 180도의 각도로 이격될 수 있다.
마찬가지로, 만입부(122-1)는 제2 회전판(122)의 양단에 형성될 수 있고, 두 개의 만입부(122-1)는 대략 원 형상을 가지는 제2 회전판(122) 일면의 지름이 될 수 있는 선상에 놓일 수 있다. 즉, 두 개의 만입부(122-1)는 180도의 각도로 이격될 수 있다.
서로 대응되는 위치에 형성되는 돌기부(121-1)와 만입부(122-1)는 두 개씩 형성됨으로써, 제1 회전판(121) 및 제2 회전판(122)이 서로 고정된 상태에서 제1 회전판(121) 또는 제2 회전판(122)이 180도 회전하면 다시 서로 고정시킬 수 있다.
따라서, 제1 회전판(121) 또는 제2 회전판(122)은 180도 회전된 상태에서도 서로 효율적으로 고정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)의 셀(110), 제1 단자(130) 및 제2 단자(140)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)의 셀(110)에 제1 단자(130) 및 제2 단자(140)가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 5의 (A)는 도 4의 셀(110)을 위에서 내려다본 모습을 개략적으로 나타내고, (B)는 도 4의 셀(110)을 도 4를 기준으로 왼쪽에서 바라본 모습을 개략적으로 나타내고, (C)는 도 4의 셀(110)을 도 4를 기준으로 오른쪽에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)은 제1 단자(130) 및 제2 단자(140)를 더 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 단자(130) 및 제2 단자(140)는 셀(110)에서 일면 또는 타면의 양측부에 배치될 수 있다.
이 때, 제1 단자(130)와 제2 단자(140)는 서로 반대되는 극성을 가질 수 있다.
제1 단자(130)는 상부 제1 단자(131), 하부 제1 단자(132) 및 대칭 제1 단자(133)를 포함할 수 있고, 제2 단자(140)는 상부 제2 단자(141), 하부 제2 단자(142) 및 대칭 제2 단자(143)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상부 제1 단자(131)는 셀(110)의 일면에서 마주보도록 배치된 다른 셀(110)을 향해 돌출되도록 배치될 수 있고, 하부 제1 단자(132)는 셀(110)의 일면에서 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 이 때, 하부 제1 단자(132)는 상부 제1 단자(131)의 아래쪽에 배치될 수 있다.
대칭 제1 단자(133)는 셀(110) 일면의 반대쪽인 타면에서 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 이 때, 대칭 제1 단자(133)는 일면의 상부 제1 단자(131)와 대응되는 타면의 위치에 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상부 제2 단자(141)는 셀(110)의 타면에서 마주보도록 배치된 다른 셀(110)을 향해 돌출되도록 배치될 수 있고, 하부 제2 단자(142)는 셀(110)의 타면에서 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 이 때, 하부 제2 단자(142)는 상부 제2 단자(141)의 아래쪽에 배치될 수 있다.
대칭 제2 단자(143)는 셀(110) 타면의 반대쪽인 일면에서 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 이 때, 대칭 제2 단자(143)는 타면의 상부 제2 단자(141)와 대응되는 일면의 위치에 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)의 제1 단자(130) 및 제2 단자(140)에 의해 셀(110)이 서로 연결되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 6의 (A)는 일 셀(110a)과 타 셀(110b)이 서로 병렬 연결된 상태를 개략적으로 나타내고, (B)는 일 셀(110a)과 타 셀(110b)이 서로 직렬 연결된 상태를 개략적으로 나타낸다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)의 제1 단자(130)와 제2 단자(140)는 서로 반대되는 극성을 가지며 접촉을 통해 전기적인 연결이 가능하다.
도 6의 (A)를 참조하면, 일 셀(110a)의 상부 제1 단자(131)와 타 셀(110b)의 대칭 제1 단자(133)가 접촉하고, 일 셀(110a)의 대칭 제2 단자(143)와 타 셀(110b)의 상부 제2 단자(141)가 접촉하여 병렬 연결이 될 수 있다. 이 경우, 일 셀(110a)과 타 셀(110b)은 서로 나란할 수 있다.
구체적으로는, 일 셀(110a)의 상부 제1 단자(131)는 돌출되어 있어 대응되는 위치에 있는 타 셀(110b)의 대칭 제1 단자(133)와 접촉할 수 있고, 타 셀(110b)의 상부 제2 단자(141)는 돌출되어 있어 대응되는 위치에 있는 일 셀(110a)의 대칭 제2 단자(143)와 접촉할 수 있다.
또한, 일 셀(110a)은 180도 회전된 상태에서 타 셀(110b)과 직렬 연결을 할 수 있다.
도 6의 (B)를 참조하면, 일 셀(110a)이 타 셀(110b)에 대하여 180도 회전하면, 일 셀(110a)의 상부 제1 단자(131)와 타 셀(110b)의 하부 제2 단자(142)가 접촉하고, 일 셀(110a)의 하부 제1 단자(132)와 타 셀(110b)의 상부 제2 단자(141)가 접촉하여 직렬 연결이 될 수 있다.
구체적으로는, 180도 회전된 일 셀(110a)의 상부 제1 단자(131)가 돌출되어 있어 대응되는 위치에 있는 타 셀(110b)의 하부 제2 단자(142)와 접촉할 수 있고, 타 셀(110b)의 상부 제2 단자(141)가 돌출되어 있어 대응되는 위치에 있는 회전된 일 셀(110a)의 하부 제1 단자(132)와 접촉할 수 있다.
이차전지 모듈(100)은 제1 단자(130)가 포함하는 구성들과 제2 단자(140)가 포함하는 구성들에 의해 셀(110)들을 직렬 연결 또는 병렬 연결로 효율적인 설정이 가능하고, 이를 통해 이차전지 팩의 설계 시 효율성이 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈(200)을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈(200)의 회전 부재(220)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
구체적으로, 도 8의 (A)는 제1 회전판(221)과 제2 회전판(222)이 서로 맞닿아 있는 모습을 개략적으로 나타내고, (B)는 제1 회전판(221)이 제2 회전판(222)과 이격된 상태에서 회전하는 모습을 개략적으로 나타내고, (C)는 회전된 제1 회전판(221)과 제2 회전판(222)이 서로 당기는 모습을 개략적으로 나타낸다.
본 발명은 다른 형태의 이차전지 모듈(200)을 실시예 2로 제공한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100)의 구성과 동일한 구성에 대한 자세한 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈(200)은 셀(110), 회전 부재(220), 제1 단자(230) 및 제2 단자(240)를 포함할 수 있다.
회전 부재(220)는 제1 회전판(221) 및 제2 회전판(222)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 회전판(221)은 돌기부(221-1)를 포함할 수 있고, 제2 회전판(222)은 만입부(222-1)가 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 회전판(221) 및 제2 회전판(222)은 대략 원판 형상으로 형성될 수 있고, 제1 회전판(221)과 제2 회전판(222)은 대략 동일한 면적의 단면적을 가질 수 있다. 다만, 각 회전판(221, 222)의 형상 및 면적이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예 2에 따른 돌기부(221-1)와 만입부(222-1)는 각각 네 개씩 형성될 수 있다. 복수개의 돌기부(221-1)는 제1 회전판(221)의 원주 방향을 따라 서로 90도만큼 이격될 수 있고, 복수개의 만입부(222-1)는 제2 회전판(222)의 원주 방향을 따라 90도만큼 이격될 수 있다.
도 8을 참조하면, 돌기부(221-1)는 제1 회전판(221)의 네 군데 가장자리에 형성될 수 있고, 네 개의 돌기부(221-1)는 대략 원 형상을 가지는 제1 회전판(221) 일면의 지름이 될 수 있는 선상 및 그 지름과 수직한 다른 지름이 될 수 있는 선상에 놓일 수 있다.
마찬가지로, 만입부(222-1)는 제2 회전판(222)의 네 군데 가장자리에 형성될 수 있고, 네 개의 만입부(222-1)는 대략 원 형상을 가지는 제2 회전판(222) 일면의 지름이 될 수 있는 선상 및 그 지름과 수직한 다른 지름이 될 수 있는 선상에 놓일 수 있다.
서로 대응되는 위치에 형성되는 돌기부(221-1)와 만입부(222-1)는 네 개씩 형성됨으로써, 제1 회전판(221) 및 제2 회전판(222)이 서로 고정된 상태에서 제1 회전판(221) 또는 제2 회전판(222)이 90도 회전할 때마다 다시 서로 고정시킬 수 있다.
따라서, 제1 회전판(221) 또는 제2 회전판(222)은 90도, 180도 및 270도 회전된 상태에서도 서로 효율적으로 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 제1 회전판(221) 및 제2 회전판(222)은 자성을 띠는 물질을 포함할 수 있다.
제1 회전판(221) 및 제2 회전판(222)에는 자성에 의해 서로 이격된 제1 회전판(221)과 제2 회전판(222)을 당기는 힘이 작용될 수 있다.
제1 회전판(221) 또는 제2 회전판(222)은 길이의 조절이 가능한 회전축(123)에 의해 서로 이격될 수 있고, 이격된 상태에서 회전될 수 있다. 이 때, 서로 이격된 상태의 제1 회전판(221) 및 제2 회전판(222)에는 자성에 의해 서로 당기는 방향으로 자기력이 작용될 수 있다. 즉, 자기력을 통해 원하는 각도만큼 회전된 제1 회전판(221)과 제2 회전판(222)이 서로 맞닿도록 당기는 힘이 제공될 수 있다.
제1 회전판(221) 및 제2 회전판(222)은 자성을 띠는 물질을 포함하면 회전 후 제1 회전판(221) 또는 제2 회전판(222)이 효율적으로 다시 맞닿도록 이동될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈(200)의 셀(110), 제1 단자(230) 및 제2 단자(240)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 병렬 연결 부재(250) 및 직렬 연결 부재(260)가 배치되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
구체적으로, 도 10의 (A)는 두 개의 셀(110)이 서로 병렬 연결된 상태를 개략적으로 나타내고, (B)는 두 개의 셀(110)이 서로 직렬 연결된 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 9를 참조하면, 이차전지 모듈(200)의 제1 단자(230) 및 제2 단자(240)는 서로 반대되는 극성을 가질 수 있고, 복수의 셀(110) 양 단부에 각각 구비될 수 있다. 이 때, 제1 단자(230) 및 제2 단자(240)의 크기는 이차전지 모듈(200)의 형태에 따라 다양할 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈(200)은 셀(110) 사이에 배치되는 회전 부재(220)를 포함하므로, 셀(110)이 서로 이격된 상태로 배치된다. 또한, 각각의 셀(110)에 구비된 제1 단자(230) 및 제2 단자(240) 역시 서로 이격된 상태로 배치되어 서로 접촉할 수 없다. 따라서, 이차전지 모듈(200)은 제1 단자(230) 및 제2 단자(240)를 서로 연결할 수 있는 추가 구성이 필요하다.
제1 단자(230) 및 제2 단자(240)를 서로 전기적으로 연결할 수 있는 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈(200)은 병렬 연결 부재(250) 및 직렬 연결 부재(260) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
병렬 연결 부재(250)는 제1 단자(230)끼리 서로 전기적으로 연결하거나 제2 단자(240)끼리 서로 전기적으로 연결할 수 있고, 직렬 연결 부재(260)는 제1 단자(230)와 제2 단자(240)를 전기적으로 연결할 수 있다.
도 10을 참조하면, 병렬 연결 부재(250) 및 직렬 연결 부재(260)는 셀(110)의 양 단부에 배치된 제1 단자(230) 또는 제2 단자를 기준으로 셀(110)의 반대쪽에 배치될 수 있다.
병렬 연결 부재(250)는 서로 연결되는 같은 극성을 가지는 단자의 개수에 따라 형태가 달라질 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 모듈(200)은 병렬 연결 부재(250) 및 직렬 연결 부재(260)를 포함하여 셀(110)들을 직렬 연결 또는 병렬 연결로 효율적인 설정이 가능하다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 모듈(100) 및 실시예 2에 따른 이차전지 모듈(200)은 내부의 셀(110) 사이에 전기적 연결을 위한 직렬 또는 병렬 설정이 용이하여 이차전지 팩의 설계 시 효율성이 향상된다.
이와 관련하여, 셀(110) 사이의 전기적 설정을 위한 예시를 간단히 설명하면 다음과 같다.
12개의 셀(110)을 포함하는 이차전지 모듈(100, 200)은 12개가 서로 직렬 연결된 형태 또는 병렬 연결된 2개의 셀(110) 여섯 쌍이 서로 직렬 연결된 형태로 쉽게 변경될 수 있다. 또한, 병렬 연결된 3개의 셀(110) 네 쌍이 서로 직렬 연결된 형태 또는 병렬 연결된 4개의 셀(110) 세 쌍이 서로 직렬 연결된 형태 역시 쉽게 구현될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이차전지 모듈(100, 200)은 이차전지 팩 내부에 배치하기 위한 다양한 형태의 설계가 용이하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
100, 200: 이차전지 모듈
110, 110a, 110b: 셀
120, 220: 회전 부재
121, 221: 제1 회전판
121-1, 221-1: 돌기부
122, 222: 제2 회전판
122-1, 222-1: 만입부
123: 회전축
130, 230: 제1 단자
131: 상부 제1 단자
132: 하부 제1 단자
133: 대칭 제1 단자
140, 240: 제2 단자
141: 상부 제2 단자
142: 하부 제2 단자
143: 대칭 제2 단자
250: 병렬 연결 부재
260: 직렬 연결 부재

Claims (11)

  1. 서로 면을 마주하도록 배치되는 복수개의 셀; 및
    상기 복수개의 셀에서 서로 마주보는 일 셀의 면과 타 셀의 면의 사이에 배치되고, 상기 일 셀을 상기 타 셀에 대해 회전시키는 회전 부재를 포함하고,
    상기 회전 부재는,
    상기 일 셀의 면 중앙에 배치되는 제1 회전판;
    상기 타 셀의 면 중앙에 배치되는 제2 회전판; 및
    상기 제1 회전판과 상기 제2 회전판을 서로 회전 가능하도록 연결하고, 상기 복수의 셀의 면에 직교하는 방향으로 연장된 회전축을 포함하는 이차전지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 셀을 부착시키는 접착 물질을 더 포함하는 이차전지 모듈.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축은,
    서로 이격된 상기 제1 회전판과 상기 제2 회전판을 당기도록 탄성력을 가지는 이차전지 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회전판 및 상기 제2 회전판은,
    자성을 띠는 물질을 포함하여 서로 당기는 힘이 작용하는 이차전지 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회전판은,
    상기 제2 회전판을 향해 돌출되는 돌기부를 포함하고,
    상기 제2 회전판은,
    상기 돌기부와 대응되는 형상으로 만입되는 만입부가 형성되고,
    상기 회전축에 의해 회전하되, 상기 돌기부가 상기 만입부에 삽입되어 상기 제1 회전판과 서로 고정되는 이차전지 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 돌기부 및 상기 만입부는,
    각각 두 개씩 형성되어, 상기 제1 회전판 및 상기 제2 회전판이 서로 고정된 상태에서 상기 제1 회전판 또는 상기 제2 회전판이 180도 회전하면 다시 서로 고정시킬 수 있는 이차전지 모듈.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 돌기부 및 상기 만입부는,
    각각 네 개씩 형성되어, 상기 제1 회전판 및 상기 제2 회전판이 서로 고정된 상태에서 상기 제1 회전판 또는 상기 제2 회전판이 90도 회전하면 다시 서로 고정시킬 수 있는 이차전지 모듈.
  9. 서로 면을 마주하도록 배치되는 복수개의 셀; 및
    상기 복수개의 셀에서 서로 마주보는 일 셀의 면과 타 셀의 면의 사이에 배치되고, 상기 일 셀을 상기 타 셀에 대해 회전시키는 회전 부재를 포함하고,
    상기 셀에서 일면 또는 타면의 가장자리에 배치되는 제1 단자; 및
    상기 셀에서 일면 또는 타면의 상기 제1 단자와 반대쪽 가장자리에 배치되는 제2 단자를 더 포함하고,
    상기 제1 단자는,
    상기 일 셀의 일면에서 상기 타 셀을 향해 돌출되도록 배치되는 상부 제1 단자;
    상기 일 셀의 일면에서 동일 평면 상에 배치되는 하부 제1 단자; 및
    상기 일 셀의 타면에서 동일 평면 상의 상기 상부 제1 단자와 대응되는 위치에 배치되는 대칭 제1 단자를 포함하고,
    상기 제2 단자는,
    상기 일 셀의 타면에서 마주보는 다른 셀을 향해 돌출되도록 배치되는 상부 제2 단자;
    상기 일 셀의 타면에서 동일 평면 상에 배치되는 하부 제2 단자; 및
    상기 일 셀의 일면에서 동일 평면 상의 상기 상부 제2 단자와 대응되는 위치에 배치되는 대칭 제2 단자를 포함하고,
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자는 서로 반대되는 극성을 갖고 서로 대응되는 위치에서 결합되어 상기 셀을 고정시키는 이차전지 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 단자 및 상기 제2 단자는,
    상기 일 셀이 상기 타 셀에 대하여 나란하면, 일 셀의 상부 제1 단자와 상기 타 셀의 대칭 제1 단자가 접촉하고, 일 셀의 대칭 제2 단자와 상기 타 셀의 상부 제2 단자가 접촉하여 병렬 연결이 가능하고,
    상기 일 셀이 상기 타 셀에 대하여 180도 회전하면, 상기 일 셀의 상부 제1 단자와 상기 타 셀의 하부 제2 단자가 접촉하고, 상기 일 셀의 하부 제1 단자와 상기 타 셀의 상부 제2 단자가 접촉하여 직렬 연결이 가능한 이차전지 모듈.
  11. 서로 면을 마주하도록 배치되는 복수개의 셀; 및
    상기 복수개의 셀에서 서로 마주보는 일 셀의 면과 타 셀의 면의 사이에 배치되고, 상기 일 셀을 상기 타 셀에 대해 회전시키는 회전 부재를 포함하고,
    상기 복수의 셀의 양 단부에는 서로 반대되는 극성을 갖는 제1 단자 및 제2 단자가 구비되고,
    상기 제1 단자끼리 전기적으로 연결하거나 상기 제2 단자끼리 전기적으로 연결하는 병렬 연결 부재; 및
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 전기적으로 연결하는 직렬 연결 부재 중 적어도 하나를 더 포함하는 이차전지 모듈.
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