KR20170067007A

KR20170067007A - Compact secondary battery module integrated with BMS

Info

Publication number: KR20170067007A
Application number: KR1020150173353A
Authority: KR
Inventors: 이범현; 김지호; 신진규; 박정민
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-06-15
Also published as: KR102115481B1

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 컴팩트 이차전지 모듈은, 이차전지 셀을 수납하는 적어도 2개 또는 그 이상의 카트리지들이 적층 결합된 카트리지 조립체; 및 대응되는 셀의 전극에 전기적으로 연결되는 2개 또는 그 이상의 버스 바들이 미리 결정된 패턴으로 배치되고, 각각의 버스 바에 연결될 수 있는 BMS 회로 기판이 일체로 마련되며, 카트리지 조립체의 측면에 결합 또는 분리될 수 있는 센싱 하우징을 포함하며, 상기 BMS 회로 기판은, 상기 각각의 버스 바에 리셉터클 타입으로 끼움 결합되도록 마련된 다수의 리셉터클 단자들을 구비할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a compact secondary battery module includes: a cartridge assembly in which at least two or more cartridges stacking the secondary battery cells are stacked; And two or more bus bars electrically connected to the electrodes of the corresponding cells are arranged in a predetermined pattern, and a BMS circuit board, which can be connected to each bus bar, is integrally provided, The BMS circuit board may include a plurality of receptacle terminals to be fitted into receptacles of the respective bus bars.

Description

BMS integrated compact secondary battery module (Compact secondary battery module integrated with BMS)

본 발명은 이차전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모듈의 전압 등을 관리하기 위한 BMS가 모듈에 통합된 컴팩트 리튬 이차전지 모듈에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery module, and more particularly, to a compact lithium secondary battery module in which a BMS for managing voltage and the like of a module is incorporated in a module.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 종래 이차전지로서 니켈 카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있다. 2. Description of the Related Art As technology development and demand for mobile devices have increased, demand for secondary batteries as an energy source has been rapidly increasing. Conventionally, nickel-cadmium batteries or hydrogen ion batteries have been used as secondary batteries. Recently, lithium- Polymer batteries are widely used.

이러한 이차전지는 양극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물, 리튬 복합 산화물 등을 사용하는 중량 대비 높은 출력과 용량의 리튬 이차전지가 크게 각광받고 있다. 일반적으로, 리튬 이차전지는 양극/세퍼레이터/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀폐된 용기에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다. [0003] Lithium secondary batteries, which use lithium transition metal oxide, lithium composite oxide, and the like as a cathode active material, have been widely popularized in such secondary batteries. Generally, a lithium secondary battery has a structure in which an electrode assembly of a positive electrode / separator / negative electrode is embedded in a sealed container together with an electrolyte.

한편, 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터 및 전해질로 이루어지며, 양극 활물질과 음극 활물질을 어떤 것을 사용하느냐에 따라 리튬 이온 전지(Lithium Ion Battery, LIB), 리튬 폴리머 전지 (Polymer Lithium Ion Battery, PLIB) 등으로 나누어진다. 통상, 이들 리튬 이차전지의 전극은 알루미늄 또는 구리 시트(sheet), 메시(mesh), 필름(film), 호일(foil) 등의 집전체에 양극 또는 음극 활물질을 도포한 후 건조시킴으로써 형성된다.The lithium secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed therebetween, and an electrolyte. Depending on which of the positive electrode active material and the negative electrode active material is used, a lithium ion battery (LIB), a lithium polymer battery Ion Battery, PLIB). Typically, the electrodes of these lithium secondary batteries are formed by applying a positive electrode or a negative electrode active material to a current collector such as aluminum, copper sheet, mesh, film, or foil, followed by drying.

일반적으로, 이차전지 모듈에 있어서, 모듈 측에는 개별 셀의 전압/온도에 대한 데이터를 제공하는 슬레이브 형태의 BMS가 적용되고, 예를 들어, 자동차용 이차전지 팩의 경우, PCS 또는 BMM과 같은 상위단에 마스터 형태으 BMS가 제공되어 전체 이차전지 팩의 기능을 총괄 관리하게 된다. Generally, in a secondary battery module, a slave type BMS for providing data on the voltage / temperature of individual cells is applied to the module side. For example, in the case of a secondary battery pack for an automobile, A master BMS is provided to manage the functions of the entire secondary battery pack.

또한, 에너지 저장 장치(ESS)용 이차전지 모듈의 경우, 모듈 간의 직/병렬 확장성을 위하여, 개별 모듈 사이에 마스터 형태의 BMS를 구성하여 개별 모듈을 밸런싱하고, 이에 대한 데이터를 데이지 체인 형태를 이용하여 최상위단의 마스터 BMS로 각각의 슬레이브 BMS의 데이터를 전달하는 형태로 구성된다. Also, in the case of a secondary battery module for an energy storage device (ESS), a master-type BMS is configured between individual modules for balancing the individual modules for serial / parallel expandability between the modules, And transmits the data of each slave BMS to the master BMS at the uppermost stage.

종래기술에 따르면, 이차전지 모듈들이 다양하게 존재하고, 모듈을 구성하는 카트리지 및 센싱을 위한 버스 바의 구조 및 위치가 서로 다르기 때문에 효율적인 접속 작업이 어려울 뿐만 아니라 센싱 구조물의 용접 품질이 저하되고 이차전지 모듈의 불필요한 공간을 용접 등의 작업을 위해 마련해야 하므로, 최종적으로 이차전지 모듈의 에너지 밀도가 저하되는 문제점이 있었다. According to the related art, since there are various secondary battery modules, and the structure and position of the bus bar for sensing and the cartridge constituting the module are different from each other, efficient connection work is difficult and the welding quality of the sensing structure is deteriorated, There is a problem that the energy density of the secondary battery module is ultimately lowered because an unnecessary space of the module must be provided for work such as welding.

또한, 에너지 저장 장치 또는 전력 저장 장치에 사용되는 이차전지 모듈은 에너지 효율 또는 밀도를 높이기 위해 이차전지 모듈을 최대한 컴팩트하게 구성하는데 기술개발의 초점이 맞춰져 있다. In addition, the secondary battery module used in the energy storage device or the power storage device is focused on the technology development to construct the secondary battery module as compact as possible in order to increase energy efficiency or density.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 착상된 것으로서, 마스터 BMS가 이차전지 모듈에 일체로 조립되며, 탈,부착이 용이하도록 BMS가 카트리지 조립체에 결합되는 구조를 가진 컴팩트 이차전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a compact secondary battery module having a structure in which a master BMS is integrated with a secondary battery module and a BMS is coupled to the cartridge assembly to facilitate detachment and attachment It has its purpose.

상기 리셉터클 단자들은 집게형 클립 형태로 마련되고, 상기 각각의 버스 바는, 일단이 벤딩된 형태로 마련되어 상기 리셉터클 단자에 끼움 결합되는 접속부를 구비할 수 있다.The receptacle terminals may be provided in the form of a clip, and each of the bus bars may have a connection portion that is provided at one end in a bent shape and is fitted to the receptacle terminal.

상기 접속부는, 헤밍 구조를 갖도록 상기 벤딩된 부분이 적어도 1회 이상 접혀서 포개진 형태로 마련될 수 있다.The connecting portion may be provided in a folded shape such that the bent portion is folded at least once so as to have a hemming structure.

상기 리셉터클 단자들은 상기 BMS 회로 기판의 배면으로부터 돌출되도록 마련되고, 상기 다수의 버스 바들은 상기 접속부가 상기 회로 기판의 배면을 향하도록 상기 센싱 하우징에 설치될 수 있다.The receptacle terminals are provided to protrude from the back surface of the BMS circuit board, and the plurality of bus bars may be installed in the sensing housing such that the connection portion faces the back surface of the circuit board.

상기 BMS 회로 기판은 상기 센싱 하우징의 중앙 영역을 가로지르도록 배치되고, 상기 다수의 버스 바들은, 상기 BMS 회로 기판을 사이에 두고 2열로 나누어져 상기 BMS 회로 기판과 연결될 수 있다.The BMS circuit board is disposed to cross the central area of the sensing housing, and the plurality of bus bars may be divided into two rows with the BMS circuit board interposed therebetween and connected to the BMS circuit board.

상기 센싱 하우징은 테두리에 다수의 하우징 후크를 구비하며, 상기 다수의 하우징 후크는, 상기 카트리지 조립체에 착탈 결합되도록 구성된 하우징 제1 후크들; 및 상기 BMS 회로 기판에 착탈 결합되도록 구성된 하우징 제2 후크들을 포함할 수 있다.The sensing housing has a plurality of housing hooks at its rim, and the plurality of housing hooks include housing first hooks configured to be detachably coupled to the cartridge assembly; And housing second hooks configured to be detachably coupled to the BMS circuit board.

상기 센싱 하우징에 선택적으로 결합 또는 분리될 수 있는 센싱 커버를 더 구비할 수 있다.The sensing cover may further include a sensing cover selectively engageable with or detachable from the sensing housing.

상기 센싱 커버의 테두리에 마련된 다수의 커버 후크들; 및 각각의 커버 후크가 결합될 수 있도록 상기 센싱 하우징에 마련된 다수의 하우징 슬롯들을 구비할 수 있다.A plurality of cover hooks provided at an edge of the sensing cover; And a plurality of housing slots provided in the sensing housing such that the respective cover hooks can be coupled.

상기 BMS 회로 기판은 상기 각각의 버스 바에 의해 감지되는 각각의 셀의 전압 및/또는 온도 데이터를 관리하기 위한 마스터 BMS 회로 기판일 수 있다.The BMS circuit board may be a master BMS circuit board for managing voltage and / or temperature data of each cell sensed by each bus bar.

상기 카트리지 조립체는 양단의 카트리지에 각각 후크 결합되는 상부 커버와 하부 커버를 더 구비할 수 있다.The cartridge assembly may further include an upper cover and a lower cover which are hooked to the cartridges at both ends, respectively.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상술한 컴팩트 이차전지 모듈을 포함하는 이차전지 팩이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a secondary battery pack including the above-described compact secondary battery module may be provided.

본 발명의 일 측면에 따르면, 마스터 BMS가 버스 바와 함께 센싱 하우징에 일체로 마련되고, 센싱 하우징이 카트리지 조립체의 측면에 선택적으로 후크 또는 스냅 결합될 수 있으므로, 이차전지 모듈이 컴팩트하게 구현될 수 있다.According to an aspect of the present invention, since the master BMS is integrally provided in the sensing housing together with the bus bar, and the sensing housing can be selectively hooked or snapped to the side of the cartridge assembly, the secondary battery module can be compactly implemented .

본 발명의 다른 측면에 따르면, BMS 회로 기판이 각각의 버스 바들에 리셉터클 타입으로 연결됨으로써, BMS의 재사용 또는 리워크(rework)시 탈/부착이 용이해 질 수 있다. 그리고 추가적으로, 센싱 하우징에 마련된 후크에 의해 BMS 회로 기판이 고정될 수 있어 안정적으로 이차전지 셀들의 전압 센싱이 가능해질 수 있다.According to another aspect of the present invention, the BMS circuit board is connected to each of the bus bars in a receptacle type, thereby facilitating the removal / attachment of the BMS in the reuse or rework of the BMS. In addition, the BMS circuit board can be fixed by the hook provided in the sensing housing, so that the voltage sensing of the secondary battery cells can be stably performed.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차전지 모듈의 부분 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 이차전지 모듈의 다른 부분 발췌 분리 사시도이다.
도 4는 도 2의 센싱 하우징의 사시도이다.
도 5는 도 4의 센싱 하우징의 부분 분리 사시도이다.
도 6은 도 4의 부분 확대 사시도이다.
도 7은 도 4의 부분 발췌 단면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and together with the description of the invention serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a perspective view of a secondary battery module according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the secondary battery module of FIG. 1. FIG.
3 is an exploded perspective view of the secondary battery module of FIG. 1;
4 is a perspective view of the sensing housing of Fig.
Figure 5 is a partially exploded perspective view of the sensing housing of Figure 4;
Fig. 6 is a partially enlarged perspective view of Fig. 4. Fig.
FIG. 7 is a partial sectional view of FIG. 4. FIG.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the constitutions described in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 명세서에서 사용되는 BMS는 Battery Management System을 의미한다.The BMS used in the present specification means a battery management system.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차전지 모듈의 사시도, 도 2는 도 1의 이차전지 모듈의 주요 부분 분리 사시도, 그리고 도 3은 도 1의 이차전지 모듈의 다른 부분 발췌 분리 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery module according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a main part of the secondary battery module of FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of another portion of the secondary battery module of FIG. 1 .

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컴팩트 이차전지 모듈(100)은, 각각의 이차전지 셀(11)을 수납하는 다수의 카트리지(12)들이 적층된 카트리지 조립체(10), 카트리지 조립체(10)의 측면에 예를 들어, 원터치 형태 또는 스냅-핏(snap-fit), 후크 형태로 결합되는 센싱 하우징(20), 및 센싱 하우징(20)에 설치된 다수의 버스 바(21)들 및 BMS 회로 기판(22)을 보호하기 위한 센싱 커버(30)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 3, a compact secondary battery module 100 according to a preferred embodiment of the present invention includes a cartridge assembly (not shown) having a plurality of cartridges 12 stacked therein for accommodating respective secondary battery cells 11 10, a sensing housing 20 coupled to the side of the cartridge assembly 10 in a one-touch or snap-fit manner, for example, in the form of a hook, and a plurality of bus bars (21) and a sensing cover (30) for protecting the BMS circuit board (22).

카트리지 조립체(10)는, 플라스틱으로 사출 성형되고 셀(11)을 수납할 수 있는 수납부가 형성된 다수의 카트리지(12)들이 적층된 것으로서, 각각의 카트리지(12)는 서로 스냅-핏 또는 후크에 의해 결합될 수 있다. 각각의 카트리지(12)는 이웃하는 카트리지(12)와 결합하기 위해 측면에 다수의 카트리지 후크(12a)들과 카트리지 슬롯(12c)들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 각각의 카트리지(12)의 테두리의 하부에는 카트리지 후크(12a)가 돌출되고, 카트리지(12)의 테두리 상부에는 이웃하는 카트리지(12)의 카트리지 후크(12a)가 삽입 결합될 수 있는 카트리지 슬롯(12c)이 마련될 수 있다.The cartridge assembly 10 is formed by stacking a plurality of cartridges 12 which are formed by injection molding with plastic and in which accommodating portions capable of accommodating the cells 11 are stacked and each of the cartridges 12 is held by a snap- Can be combined. Each cartridge 12 may have a plurality of cartridge hooks 12a and cartridge slots 12c on its side to engage adjacent cartridges 12. For example, a cartridge hook 12a protrudes below the rim of each cartridge 12, and a cartridge hook 12a of a neighboring cartridge 12 can be inserted above the rim of the cartridge 12 A cartridge slot 12c may be provided.

카트리지 조립체(10)는 양단의 카트리지(12)들에 예를 들어, 후크 결합되는 상부 커버(13)와 하부 커버(14)를 구비할 수 있다. 상부 커버(13)와 하부 커버(14)는 각각 카트리지 조립체(10)의 개별 카트리지(12)와 유사한 형상을 가지도록 사출 성형될 수 있다.The cartridge assembly 10 may have a top cover 13 and a bottom cover 14 hooked to the cartridges 12 at both ends, for example. The upper cover 13 and the lower cover 14 may be injection molded so as to have shapes similar to the individual cartridges 12 of the cartridge assembly 10, respectively.

상부 커버(13)는 바로 아래에 위치한 카트리지(12)의 카트리지 슬롯(12c)에 결합될 수 있는 카트리지 후크(12a)를 구비하고, 하부 커버(14)는 바로 위에 위치한 카트리지(12)의 카트리지 후크(12a)가 삽입 결합될 수 있는 카트리지 슬롯(12c)을 구비할 수 있다. 즉, 카트리지 조립체(10)는 하부 커버(14), 각각의 카트리지들(12), 및 상부 커버(13)가 순차적으로 후크 결합되어 조립됨으로써 스택(stack) 구조를 형성한다.The upper cover 13 has a cartridge hook 12a that can be engaged with a cartridge slot 12c of the cartridge 12 positioned directly below and the lower cover 14 has a cartridge hook 12a of the cartridge 12, And a cartridge slot 12c into which the cartridge 12a can be inserted and coupled. That is, the cartridge assembly 10 forms a stack structure by sequentially hooking and assembling the lower cover 14, the respective cartridges 12, and the upper cover 13 sequentially.

상부 커버(13)와 하부 커버(14)는 각각 카트리지 조립체(10)의 상부와 하부에서 카트리지(12) 및 이에 수납된 이차전지 셀(11)을 보호하는 기능을 가지며, 이차전지 모듈(100)의 외형을 마무리하여 둘러싸는 기능과 구조를 가지는 것은 당업자가 충분히 이해할 것이다.The upper cover 13 and the lower cover 14 have a function of protecting the cartridge 12 and the accommodated secondary battery cell 11 from the upper and lower portions of the cartridge assembly 10, It will be understood by those skilled in the art to have the function and structure of wrapping and surrounding the outer shape of the body.

이와 같이, 각각의 카트리지(12) 및 상부 커버(13)와 하부 커버(14)가 조립되어 카트리지 조립체(10)를 형성할 경우, 각각의 카트리지(12)의 측면에는 후술하게 될 센싱 하우징(20)의 하우징 후크(24a)가 결합될 수 있도록 체결홈(12b)이 구비될 수 있다. 이를테면, 본 실시예의 도 2와 같이, 카트리지의 체결홈(12b)은 이차전지의 전극 리드들이 위치되는 테두리의 주변에 마련될 수 있다. 이러한 각각의 카트리지(12)의 체결홈(12b)은 사출 성형에 의해 미리 형성될 수 있고, 카트리지(12)가 적층되어 카트리지 조립체(10)를 형성하게 되면 체결홈(12b)들에 센싱 하우징(20)의 하우징 후크(24a)가 선택적으로 결합될 수 있다.When the cartridges 12 and the upper cover 13 and the lower cover 14 are assembled to form the cartridge assembly 10 as described above, the side surfaces of the respective cartridges 12 are provided with a sensing housing 20 And the housing hook 24a of the housing 12 can be engaged with the housing hook 12a. For example, as shown in Fig. 2 of the present embodiment, the fastening groove 12b of the cartridge can be provided around the rim where the electrode leads of the secondary battery are located. The engaging grooves 12b of each of the cartridges 12 can be formed in advance by injection molding so that when the cartridges 12 are stacked to form the cartridge assembly 10, The housing hook 24a of the housing 20 can be selectively coupled.

도 4는 도 2의 센싱 하우징의 결합 사시도, 도 5는 도 4의 센싱 하우징의 부분 분리 사시도, 도 6은 도 4의 부분 확대 사시도, 그리고 도 7은 도 4의 부분 발췌 단면도이다.4 is a perspective view of the sensing housing of FIG. 4, FIG. 6 is a partially enlarged perspective view of the sensing housing of FIG. 4, and FIG. 7 is a partial sectional view of the sensing housing of FIG.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 센싱 하우징(20)은 대략 직사각 형태로 예를 들어, 절연성 플라스틱에 의해 사출 성형되어 카트리지 조립체(10)에 선택적으로 결합 또는 분리될 수 있다. 이를 위해, 센싱 하우징(20)의 테두리에는 다수의 하우징 후크들이 하우징 본체와 일체로 마련될 수 있다.2 to 5, the sensing housing 20 may be injection molded by, for example, insulating plastic in a substantially rectangular shape to selectively engage or disengage the cartridge assembly 10. To this end, a plurality of housing hooks may be integrally formed with the housing main body at an edge of the sensing housing 20. [

상기 하우징 후크들은 하우징 제1 후크(24a)들과 하우징 제2 후크(24b)들을 포함한다. The housing hooks include housing first hooks 24a and housing second hooks 24b.

하우징 제1 후크(24a)들은 전술한 카트리지 조립체(10)의 대응되는 체결홈(12b)에 스냅 결합된다. 이러한 하우징 제1 후크(24a)들은 센싱 하우징(20)의 테두리를 따라 상호 간 미리 결정된 간격마다 마련될 수 있다. The housing first hooks 24a snap into the corresponding locking grooves 12b of the cartridge assembly 10 described above. The housing first hooks 24a may be provided at predetermined intervals along the rim of the sensing housing 20. [

하우징 제2 후크(24b)들은 그 끝단이, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징 제1 후크(24a)와 반대 방향을 향하도록 마련된다. 이러한 하우징 제2 후크(24b)들은 후술할 BMS 회로 기판(22)이 버스 바(21)에 연결된 때, BMS 회로 기판(22)의 이탈을 저지시키는 역할을 한다. 이를테면, 하우징 제2 후크(24b)는 센싱 하우징(20)의 테두리에서 양쪽 대변측에 하나씩 마련되어 BMS 회로 기판(22)의 양쪽 가장자리 부분을 잡아줌으로써 BMS 회로 기판(22)이 센싱 하우징(20)에 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.The housing second hooks 24b are provided such that the ends thereof face the housing first hook 24a, as shown in Figs. 4 and 5. The housing second hooks 24b serve to prevent the BMS circuit board 22 from coming off when the BMS circuit board 22 to be described later is connected to the bus bar 21. For example, the housing second hook 24b may be provided on both sides of the sensing housing 20 at both sides of the sensing housing 20 to hold both edges of the BMS circuit board 22 so that the BMS circuit board 22 contacts the sensing housing 20 So that it can be stably fixed.

또한, 센싱 하우징(20)에는 다수의 버스 바(21)들과, 양극 터미널 단자(28) 및 음극 터미널 단자(29)가 설치된다. 각각의 버스 바(21)들은 카트리지 조립체(10) 밖으로 돌출된 전극 리드들의 위치에 대응되게 배치된다. 버스 바(21)는 예를 들어, 구리로 제작되는 것이 바람직하다. 이러한 다수의 버스 바(21)들은 대응되는 이차전지 셀(11)의 전극 리드와 전기적으로 연결된다. 양극 터미널 단자(28)와 음극 터미널 단자(29)는 외부 디바이스(미도시) 또는 다른 이차전지 모듈(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. The sensing housing 20 is provided with a plurality of bus bars 21, a positive terminal terminal 28 and a negative terminal terminal 29. Each bus bar 21 is disposed corresponding to the position of the electrode leads projecting out of the cartridge assembly 10. [ The bus bar 21 is preferably made of, for example, copper. The plurality of bus bars 21 are electrically connected to the electrode leads of the corresponding secondary battery cells 11. The positive terminal terminal 28 and the negative terminal terminal 29 may be electrically connected to an external device (not shown) or another secondary battery module 100.

상호 간 이웃하게 적층된 각각의 셀(11)들의 제1 전극 리드와 제2 전극 리드는 각각의 셀(11)의 사이드로부터 소정 길이만큼 연장 및 굴곡되고 소정의 폭을 각각 가진다. 본 실시예의 도면에서 각각의 셀(11)의 제1 전극 리드는 하방으로 90도 각도 굴곡되고, 제2 전극 리드는 상방으로 90도 굴곡된다. 또한, 인접하는 셀(11)들의 반대되는 극성을 가진 제1 전극 리드와 제2 전극 리드는 소정 패턴의 리드 용접부(W)를 형성한다. The first electrode lead and the second electrode lead of each of the cells 11 adjacent to each other extend and bend by a predetermined length from the side of each cell 11 and have a predetermined width, respectively. In the drawing of this embodiment, the first electrode leads of each cell 11 are bent downward by 90 degrees, and the second electrode leads are bent upward by 90 degrees. In addition, the first electrode lead and the second electrode lead having opposite polarities of the adjacent cells 11 form a lead welded portion W of a predetermined pattern.

예를 들어, 이웃하는 셀(11)들 중 어느 하나의 셀(11)의 제1 전극 리드는 카트리지(12)의 두께의 대략 절반의 길이만큼 굴곡부로부터 연장되고, 다른 하나의 셀(11)의 제2 전극 리드는 카트리지의 두께의 다른 대략 절반의 길이만큼 연장됨으로써, 제1 전극 리드와 제2 전극 리드는 리드 용접부(W)에서 동일한 평면에 위치되고, 그 끝단은 서로 마주보면서 실질적으로 접촉하거나 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다. For example, the first electrode lead of any one of the neighboring cells 11 extends from the bend by a length that is approximately half the thickness of the cartridge 12, and the other electrode 11 of the other cell 11 The second electrode lead extends by the length of the other half of the thickness of the cartridge so that the first electrode lead and the second electrode lead are located on the same plane in the lead weld W and their ends are substantially in contact with each other And can be disposed at a predetermined spacing.

대안적 실시예에 따르면, 제1 전극 리드와 제2 전극 리드가 서로 중첩되도록 배치될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 제1 전극 리드와 제2 전극 리드가 소정의 패턴으로 리드 용접부(W)를 형성한 상태에서 카트리지 조립체(10)에 센싱 하우징(20)이 결합되면, 대응되는 각각의 버스 바(21)는 리드 용접부(W)에 대면하게 되고, 예를 들어, 레이저 용접기를 이용하여 리드 용접부(W)의 제1 전극 리드와 제2 전극 리드는 상응하는 버스 바(21)에 용접될 수 있다. According to an alternative embodiment, the first electrode lead and the second electrode lead may be arranged to overlap with each other. As described above, when the sensing housing 20 is coupled to the cartridge assembly 10 with the first electrode lead and the second electrode lead forming the lead weld W in a predetermined pattern, The first electrode lead and the second electrode lead of the lead welded portion W are welded to the corresponding bus bar 21 by using a laser welding machine, for example, have.

센싱 하우징(20)의 대략 중앙부에는 마스터 형태의 BMS 회로 기판(22)이 설치된다. BMS 회로 기판(22)은 각각의 버스 바(21)의 일단과 전기적으로 연결되며, 온도 센서의 신호를 수신하기 위한 온도 데이터 포트(27)를 구비한다.A master-type BMS circuit board 22 is provided at a substantially central portion of the sensing housing 20. The BMS circuit board 22 is electrically connected to one end of each bus bar 21 and has a temperature data port 27 for receiving a signal of a temperature sensor.

상기 BMS 회로 기판(22)은 각각의 버스 바(21)들에 의해 감지되는 각각의 이차전지 셀(11)의 전압 데이터 및 온도 센서에 의해 감지되는 이차 전지셀(11)들의 온도 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 통해서 해당하는 셀(11)을 밸런싱하고 모듈의 다른 제어부(미도시)로 데이터를 전달하는 기능을 한다. 이를 위해, BMS 회로 기판(22)은 다수의 모듈들이 결합되는 경우, 각각의 BMS 회로 기판(22) 사이에서 데이터를 주고 받기 위한 한 쌍의 데이터 통신 포트(26)들을 구비할 수 있다.The BMS circuit board 22 collects the voltage data of each secondary battery cell 11 sensed by each bus bar 21 and the temperature data of the secondary battery cells 11 sensed by the temperature sensor , Balances the corresponding cell 11 through collected data, and transmits data to another control unit (not shown) of the module. To this end, the BMS circuit board 22 may include a pair of data communication ports 26 for transmitting and receiving data between the respective BMS circuit boards 22 when a plurality of modules are coupled.

BMS 회로 기판(22)은, 리셉터클 방식으로 버스 바(21)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해 BMS 회로 기판(22)의 배면에는 각각의 버스 바(21)와 일대일 대응하는 다수의 리셉터클 단자(23)이 마련된다. 이를테면, 본 실시예의 BMS 회로 기판(22)은 다수의 리셉터클 단자(23)들이 해당 버스 바(21)들의 일단에 끼워져 접속됨으로써 개별 셀(11)들과 전기적으로 연결된다. 이러한 BMS 회로 기판(22)은 용접 방식 또는 센싱 케이블을 사용하는 기존의 연결 방식과 달리, BMS 회로 기판(22)을 버스 바(21)에 바로 끼우거나 빼낼 수 있음으로 탈/부착이 매우 수월하며, 연결 구조가 매우 간단해질 수 있다. 이러한 BMS 회로 기판(22)은 탈/부착 자유도가 높기 때문에 리워크(re-work)이 가능해질 수 있다.The BMS circuit board 22 may be electrically connected to one end of the bus bar 21 in a receptacle manner. To this end, a plurality of receptacle terminals 23 are provided on the back surface of the BMS circuit board 22 so as to correspond one-to-one with the respective bus bars 21. For example, the BMS circuit board 22 of the present embodiment is electrically connected to the individual cells 11 by connecting a plurality of receptacle terminals 23 to one end of the corresponding bus bars 21 to be connected. Unlike the conventional connection method using a welding method or a sensing cable, the BMS circuit board 22 can be easily inserted into or removed from the bus bar 21, , The connection structure can be made very simple. Since the BMS circuit board 22 has a high degree of freedom of removal / attachment, re-work can be performed.

구체적으로 도 4 내지 도 5를 참조하면, BMS 회로 기판(22)은 대략 직사각 플레이트 형태로 구현되고 센싱 하우징(20)의 중앙 영역을 가로지르도록 배치될 수 있다. 그리고 다수의 버스 바(21)들은 상기 BMS 회로 기판(22)을 사이에 두고 2열로 나누어져, 버스 바(21)의 접속부(21a)가 BMS 회로 기판(22)의 양측 사이드 부분에 연결될 수 있다. 4 to 5, the BMS circuit board 22 may be implemented in a substantially rectangular plate shape and may be arranged to cross the central area of the sensing housing 20. [ The plurality of bus bars 21 are divided into two rows with the BMS circuit board 22 interposed therebetween so that the connecting portions 21a of the bus bars 21 can be connected to both side portions of the BMS circuit board 22 .

상기 리셉터클 단자(23)은 끝단이 두 가닥으로 갈라진 집게형 클립 형태로 마련되고, BMS 회로 기판(22)의 배면으로부터 하부 방향으로 돌출되도록 배치된다. The receptacle terminal 23 is provided in the form of a clip that is split into two strands at the ends and is arranged to protrude downward from the back surface of the BMS circuit board 22. [

본 실시예의 리셉터클 단자(23)은, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상호 대향하는 2개의 접지부재(23a)를 구비하며, 상기 2개의 접지부재(23a)의 일단부는 BMS 회로 기판(22)에 접속되고, 타단부는 BMS 회로 기판(22)의 배면 하방향으로 연장된다. 그리고 2개의 접지부재(23a) 사이에는 버스 바(21)의 접속부(21a)의 두께와 같거나 좁은 폭을 갖는 접지부(C)가 구비된다. 이러한 접지부(C)에 버스 바(21)의 접속부(21a)가 수직으로 끼워져 접촉됨으로써 BMS 회로 기판(22)과 버스 바(21)가 전기적으로 연결된다. 6 and 7, the receptacle terminal 23 of the present embodiment includes two grounding members 23a facing each other, and one end of the two grounding members 23a is connected to the BMS circuit board 22, And the other end extends in the downward direction of the back surface of the BMS circuit board 22. [ Between the two grounding members 23a, a grounding portion C having a width equal to or narrower than the thickness of the connecting portion 21a of the bus bar 21 is provided. The connection portion 21a of the bus bar 21 is vertically inserted into and brought into contact with the grounding portion C so that the BMS circuit board 22 and the bus bar 21 are electrically connected.

다시 말하면, 버스 바(21)들은 접속부(21a)가 BMS 회로 기판(22)의 배면의 테두리를 향하도록 센싱 하우징(20)에 2열로 배열되며, BMS 회로 기판(22)은 리셉터클 단자(23)들을 상기 버스 바(21)들의 접속부(21a)들에 맞추어 끼워 넣음으로써 버스 바(21)와 전기적으로 연결된다. 이때, 리셉터클 단자(23)의 끝단부는 접지부(C)의 폭보다 더 벌어진 형태로 마련됨으로써 리셉터클 단자(23)이 버스 바(21)의 접속부(21a)에 보다 용이하게 삽입될 수 있다. 그리고 BMS 회로 기판(22)은 전술한 바와 같이, 하우징 제2 후크(24b)에 의해 추가적으로 고정될 수 있다. In other words, the bus bars 21 are arranged in two rows in the sensing housing 20 so that the connection portions 21a face the rim of the back surface of the BMS circuit board 22, and the BMS circuit board 22 is arranged in the receptacle terminals 23, Are fitted to the connection portions 21a of the bus bars 21 so as to be electrically connected to the bus bars 21. At this time, since the end portion of the receptacle terminal 23 is wider than the width of the ground portion C, the receptacle terminal 23 can be inserted into the connection portion 21a of the bus bar 21 more easily. And the BMS circuit board 22 can be additionally fixed by the housing second hook 24b, as described above.

상기 버스 바(21)의 접속부(21a)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 버스 바(21)의 일단을 구부린 단순 벤딩 구조 또는 상기 벤딩된 부분이 적어도 1회 이상 180도로 접혀져 포개진 형태의 헤밍(hemming) 구조를 갖는다. 여기서 헤밍 구조의 경우, 접속부(21a)의 두께가 버스 바(21) 두께의 2배 이상이 된다. 따라서 비교적 얇은 버스 바(21)를 사용할 경우, 버스 바(21)의 접속부(21a)가 헤밍 구조를 갖도록 버스 바(21)를 제작하는 것이 바람직할 수 있다. 이를테면, 이와 같이 접속부(21a)를 두텁게 함으로써 접속부(21a)와 접지부(C) 사이에 유격이 생기는 것을 방지할 수 있다.7, the connecting portion 21a of the bus bar 21 may be formed by a simple bending structure in which one end of the bus bar 21 is bent or a bending portion in which the bent portion is folded at least 180 times And has a hemming structure. Here, in the case of the hemming structure, the thickness of the connecting portion 21a is twice or more the thickness of the bus bar 21. [ Therefore, when using a relatively thin bus bar 21, it may be desirable to fabricate the bus bar 21 so that the connecting portion 21a of the bus bar 21 has a hemming structure. For example, by increasing the thickness of the connecting portion 21a, it is possible to prevent a clearance between the connecting portion 21a and the grounding portion C from occurring.

한편, 본 발명의 권리범위가 집게형 클립 형태의 리셉터클 단자(23)에 반드시 한정되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 리셉터클 단자(23)은 본 실시예와 달리, 버스 바(21)의 적어도 일측에 끼움 결합 또는 결합 해제될 수 있도록 구성된 소켓(socket) 내지 캡(cap) 형태 마련될 수도 있을 것이다.On the other hand, the scope of right of the present invention is not necessarily limited to the receptacle terminal 23 in the form of a clip. For example, the receptacle terminal 23 may be provided in the form of a socket or cap configured to be fitted or disengaged to at least one side of the bus bar 21, unlike the present embodiment.

이와 같은 본 발명의 센싱 하우징(20) 구성에 의하면, 이차전지 셀(11)들에 대한 BMS 회로 기판(22)의 전압 센싱 구조가 집적화될 수 있어 전지모듈이 컴팩트하게 구현될 수 있다. 또한, BMS 회로 기판(22)의 전기적 연결과 기계적 고정력이 우수해 개별 셀(11)들에 대한 전압 센싱이 안정적으로 이루어질 수 있다. 또한, BMS 회로 기판(22)의 탈/부착이 용이하기 때문에 리워크(re-work)이 손쉽게 이루어질 수도 있다. According to the sensing housing 20 of the present invention, the voltage sensing structure of the BMS circuit board 22 with respect to the secondary battery cells 11 can be integrated so that the battery module can be compactly implemented. In addition, since the BMS circuit board 22 is excellent in electrical connection and mechanical fixing force, the voltage sensing of the individual cells 11 can be stably performed. In addition, since the BMS circuit board 22 is easy to remove / attach, the re-work can be easily performed.

도 1 내지 도 3을 다시 참조하면, 센싱 커버(30)는 센싱 하우징(20)이 카트리지 조립체(10)에 결합된 상태에서, BMS 회로 기판(22)과 버스 바(21) 부위를 보호하기 위한 것이다. 센싱 커버(30)는 절연성 플라스틱 재질로 사출 성형되는 것이 바람직하다. 또한, 센싱 커버(30)는 그 테두리에 마련된 다수의 커버 후크(31)들을 구비한다. 각각의 커버 후크(31)는 센싱 하우징(20)의 대응되는 위치에 각각 마련된 하우징 슬롯(25)에 선택적으로 삽입될 수 있다.Referring again to FIGS. 1 to 3, the sensing cover 30 is configured to protect the BMS circuit board 22 and the bus bar 21 in a state where the sensing housing 20 is coupled to the cartridge assembly 10 will be. The sensing cover 30 is preferably injection molded of an insulating plastic material. In addition, the sensing cover 30 has a plurality of cover hooks 31 provided on the rim thereof. Each of the cover hooks 31 can be selectively inserted into a housing slot 25 provided at a corresponding position of the sensing housing 20.

본 발명에 따른 이차전지 팩은 본 발명에 따른 이차전지 모듈(100)을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 이러한 이차전지 모듈(100) 이외에 이차전지 모듈(100)을 수납하기 위한 케이스 또는 이차전지 모듈(100)을 적재하기 위한 랙(Rack) 등을 포함할 수 있다.The secondary battery pack according to the present invention may include at least one secondary battery module 100 according to the present invention. The secondary battery pack according to the present invention may include a case for accommodating the secondary battery module 100 in addition to the secondary battery module 100 or a rack for loading the secondary battery module 100 have.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후 등과 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.In the present specification, when terminology such as upward, downward, leftward, rightward, forward, backward, and the like is used, these terms are for convenience of explanation only and are not limited to the position of the object or the position of the observer It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited thereto.

10: 카트리지 조립체 11: 이차전지 셀
12: 카트리지 12a: 카트리지 후크
12b: 체결홈 12c: 카트리지 슬롯
13: 상부 커버 14: 하부 커버
20: 센싱 하우징 21: 버스 바
21a: 접속부 22: BMS 회로 기판
23: 리셉터클 단자 23a: 접지부재
24a: 하우징 제1 후크 24b: 하우징 제2 후크
25: 하우징 슬롯 26: 데이터 통신 포트
27: 온도 데이터 포트 28: 양극 터미널 단자
29: 음극 터미널 단자 30: 센싱 커버
31: 커버 후크 C: 접지부
W: 리드 용접부10: Cartridge assembly 11: Secondary battery cell
12: Cartridge 12a: Cartridge hook
12b: fastening groove 12c: cartridge slot
13: upper cover 14: lower cover
20: sensing housing 21: bus bar
21a: connection part 22: BMS circuit board
23: receptacle terminal 23a: grounding member
24a: housing first hook 24b: housing second hook
25: housing slot 26: data communication port
27: Temperature data port 28: Positive terminal terminal
29: Negative terminal terminal 30: Sensing cover
31: cover hook C:
W: Lead welded portion

Claims

A cartridge assembly in which at least two or more cartridges stacking the secondary battery cells are stacked; And
Two or more bus bars electrically connected to the electrodes of the corresponding cell are arranged in a predetermined pattern, and a BMS circuit board, which can be connected to each bus bar, is integrally provided, And a sensing housing,
Wherein the BMS circuit board includes a plurality of receptacle terminals to be fitted into receptacles of the respective bus bars.

The method according to claim 1,
The receptacle terminals being provided in the form of a clip,
Wherein each of the bus bars is formed in a bent shape at one end thereof and has a connection portion to be fitted into the receptacle terminal.

3. The method of claim 2,
Wherein the connecting portion is provided in a form in which the bent portion is folded at least once so as to have a hemming structure.

The method according to claim 2 or 3,
Wherein the receptacle terminals are provided to protrude from a back surface of the BMS circuit board, and the plurality of bus bars are installed in the sensing housing such that the connection portions face the back surface of the circuit board.

The method according to claim 1,
Wherein the BMS circuit board is disposed across the central area of the sensing housing and the plurality of bus bars are divided into two rows with the BMS circuit board interposed therebetween and connected to the BMS circuit board. Battery module.

The method according to claim 1,
The sensing housing has a plurality of housing hooks at its rim,
The plurality of housing hooks include housing first hooks configured to be detachably coupled to the cartridge assembly; And
And housing second hooks configured to be detachably coupled to the BMS circuit board.

The method according to claim 1,
Further comprising a sensing cover selectively engageable with or detachable from the sensing housing.

8. The method of claim 7,
A plurality of cover hooks provided at an edge of the sensing cover; And
And a plurality of housing slots provided in the sensing housing such that respective cover hooks can be coupled.

The method according to claim 1,
Wherein the BMS circuit board is a master BMS circuit board for managing voltage and / or temperature data of each cell sensed by each bus bar.

The method according to claim 1,
Wherein the cartridge assembly further comprises an upper cover and a lower cover hooked to the cartridges at both ends, respectively.

A secondary battery pack comprising the compact secondary battery module according to any one of claims 1 to 10.