(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリモジュールに取り付けられた状態で、その上側端部または下側端部に電極端子が形成されるバッテリセルの電圧を検出するための電圧検知アセンブリであって、
（ａ）電気的に絶縁性の材料から形成されるとともに、前記バッテリセルの電極端子接続部に対応する、前記バッテリモジュールの前部または後部に取り付けられるブロックケースと、
（ｂ）前記バッテリセルの前記電極端子接続部に電気的に接続される母線の片側の端部に位置する電圧検知端子に接続される導電性検知部と、
（ｃ）前記導電性検知部によって検出された電圧をコントローラに送達するためのコネクタと、
を備え、
前記ブロックケースが、前記母線の前記電圧検知端子に対応する前記ブロックケースの位置に形成される、前部に開いている取り付け溝を備え、これにより、前記導電性検知部が前記取り付け溝内に取り付けられ、
前記導電性検知部が前記ブロックケースの前記取り付け溝内に取り付けられた状態で、前記導電性検知部が前記母線の前記電圧検知端子に接続されることを特徴とする電圧検知アセンブリ。
【請求項２】
前記ブロックケースの前記取り付け溝が、導電性検知部ごとに個別に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項３】
前記導電性検知部の各々が前記導電性検知部の各々の前部から前記母線の複数の前記電圧検知端子のうちの対応するものの内に挿入される、レセプタクル型構造を有するように前記導電性検知部の各々が構成されることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項４】
前記導電性検知部の各々が前記母線の複数の前記電圧検知端子のうちの対応するものの内に挿入されるレセプタクル部および導電ワイヤを含み、前記レセプタクル部が前記導電ワイヤに垂直である状態で前記レセプタクル部が前記導電ワイヤに接続される、請求項３に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項５】
前記導電性検知部がワイヤを介して前記コネクタに接続され、前記ワイヤの各々が、外部からの絶縁のために絶縁テープを巻かれるか、または、管状部材内に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項６】
前記ブロックケースが、その前部に、前記ワイヤを安定して固定するため、前方に突出するクランプ型固定部材を備える、請求項５に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項７】
前記母線の各々が、前記バッテリセルの複数の前記電極端子接続部のうちの対応するものに電気的に接続されるプレート型本体、および、前記プレート型本体の一方の端部に形成される電圧検知端子を備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項８】
カソードまたはアノード外部入出力端子に接続される前記母線のうちの１つが、前記電圧検知端子の反対側の、プレート型本体の他方の端部に形成されるとともに前記プレート型本体から外向きに突出するように屈曲する第１の外部入出力端子接続部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項９】
過電流状態で短絡を引き起こすため、前記本体と前記第１の外部入出力端子接続部の間に形成される、小さい垂直断面積を有する陥凹部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項１０】
アノードまたはカソード外部入出力端子に接続される前記母線のうちの１つが、前記電圧検知端子の反対側の、プレート型本体の他方の端部に形成されるとともに前記プレート型本体から外向きおよび上向きに突出するように屈曲する第２の外部入出力端子接続部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の外部入出力端子接続部および前記第２の外部入出力端子接続部が、前記外部入出力端子が結合される固定孔を備えることを特徴とする請求項８または１０に記載の電圧検知アセンブリ。
【請求項１２】
請求項１に記載の電圧検知アセンブリと、
各々がカートリッジ内に取り付けられるバッテリセルを備える複数のセルモジュールが垂直に積み重ねられる構造を有するセルモジュールスタックと、
前記セルモジュールスタックの下端を支持するための下端プレートと、
前記下端プレート上に配置される前記セルモジュールスタックの一番上のカートリッジを固定するための上端プレートと、
を備えることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項１３】
前記カートリッジの各々が前記バッテリセルの各々に対応する長方形構造を有するように構成され、これにより、前記バッテリセルを前記カートリッジ内に取り付けることが可能であり、熱が散逸される貫通孔がカートリッジの中央領域に設けられ、
前記セルモジュールスタックを固定するための固定部材が挿入される固定孔が前記カートリッジの各々の四隅に形成され、
前記電圧検出アセンブリが前記母線に安定して接続されるような組み立て様式で、前記電圧検出アセンブリおよび母線を取り付けるための絶縁取り付け部材が固定される結合部が前記カートリッジの各々の前部に形成される、請求項１２に記載のバッテリモジュール。
【請求項１４】
前記絶縁取り付け部材が前記セルモジュールスタックの前部に対応するサイズを有する直方体構造を有するように構成され、前記カートリッジの前端が挿入され結合されるカートリッジ結合溝が前記絶縁取り付け部材の後部に形成され、前記バッテリセルの前記電極端子接続部が露出されるように、前記バッテリセルの前記電極端子接続部が前記絶縁取り付け部材の前記後部から導入される電極端子貫通孔が、前記絶縁取り付け部材の前部の反対側に形成されることを特徴とする請求項１３に記載のバッテリモジュール。
【請求項１５】
前記絶縁取り付け部材が、その前記前部の反対側の端部に、前記母線の前記外部入出力端子が安定して取り付けられる外部入出力端子のための配置部を備え、前記絶縁取り付け部材が、その中央領域に、前記電圧検知アセンブリが安定して取り付けられる電圧検知アセンブリ配置部を備えることを特徴とする請求項１３に記載のバッテリモジュール。
【請求項１６】
前記外部入出力端子接続部のための前記配置部が、固定陥凹部を備えることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリモジュール。
【請求項１７】
前記電極端子貫通孔を通じて前方に露出される前記バッテリセルの前記電極端子接続部が、前記電極端子貫通孔内に取り付けられる前記母線の上端面に電気的に接続されることを特徴とする請求項１４に記載のバッテリモジュール。
【請求項１８】
前記バッテリセルが前記セルモジュールの前記カートリッジ内に取り付けられ、前記カートリッジが前記下端プレート上に積み重ねられ、前記上端プレートが前記カートリッジのうちの一番上のカートリッジに結合されることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリモジュール。
【請求項１９】
前記ブロックケースが、その両端に、前記絶縁取り付け部材のスリット内に結合されるように外向きに突出する固定突起を備え、前記絶縁取り付け部材の電圧検知アセンブリ配置部の内側にスライドして固定されるように外向きに突出するスライド突起が、前記固定突起の上に設けられることを特徴とする請求項１３に記載のバッテリモジュール。
【請求項２０】
前記バッテリセルの各々が、樹脂層および金属層を含むラミネートシートから形成されるケース内に取り付けられる電極アセンブリを有するパウチ型バッテリセルであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項２１】
請求項１２に記載のバッテリモジュールを使用して単体として製造されることを特徴とするバッテリパック。
【請求項２２】
前記バッテリパックが、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、または電力貯蔵デバイスのための電力源として使用されることを特徴とする請求項２１に記載のバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリモジュールに取り付けられた状態で、その上側端部または下側端部に電極端子が形成されるバッテリセルの電圧を検出するための電圧検知アセンブリに関し、電圧検知アセンブリが、電気的に絶縁性の材料から形成されるブロックケースと、母線の片側の端部に位置する電圧検知端子に接続される導電性検知部と、導電性検知部によって検出された電圧をコントローラに送達するためのコネクタとを備え、ブロックケースが、母線の電圧検知端子に対応するブロックケースの位置に形成される、前部に開いている取り付け溝を含み、これにより、導電性検知部が取り付け溝内に取り付けられ、導電性検知部がブロックケースの取り付け溝内に取り付けられている状態で導電性検知部が母線の電圧検知端子に接続される。
【背景技術】
【０００２】
近年、充電および放電することが可能な二次電池が、ワイヤレス移動デバイスのエネルギー源として広く使用されるようになっている。また、二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリンおよびディーゼル自動車によって引き起こされる大気汚染のような問題を解決するために開発されている、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、およびプラグインハイブリッド電気自動車（プラグインＨＥＶ）のための電力源として大いに注目されるようになっている。
【０００３】
小型移動デバイスは、各デバイスに１つまたはいくつかのバッテリセルを使用する。他方、自動車のような中型または大型のデバイスには高い電力および大きな容量が必要なため、中型または大型のデバイスは、互いに電気的に接続される複数のバッテリセルを有する中型または大型のバッテリモジュールを使用する。
【０００４】
好ましくは、バッテリモジュールは、可能な限り小さいサイズおよび重量を有するように製造される。この理由から、高集積度で積み重ねることが可能であり、重量対容量の比が小さい、角型電池またはパウチ型電池が、通常、中型または大型のバッテリモジュールのバッテリセルとして使用されている。特に、アルミニウムラミネートシートを被覆部材として使用するパウチ型電池は軽量であり、パウチ型電池の製造費用が低いため、現在より大きな関心がパウチ型電池に寄せられている。
【０００５】
また、バッテリモジュールは、複数のバッテリセルを組み合わせることによって構築され、それゆえ、バッテリセルのうちのいくつかが、過電圧、過電流、または過熱を被った場合に、バッテリモジュールアセンブリの安全性および動作効率が大きく低下する。この理由から、過電圧、過電流、または過熱を検知および制御するための手段が必要とされている。したがって、バッテリセルの動作状態をリアルタイムまたは所定の間隔でチェックおよび制御するために、電圧センサがバッテリセルに接続される。そのような検知手段を設置または接続することは、バッテリモジュールを組み立てるプロセスを非常に複雑にする。さらに、検知手段を設置または接続するには複数のワイヤが必要とされ、その結果、バッテリモジュール内に短絡が発生するおそれがある。また、二次電池の応用範囲が拡張された結果として、二次電池は自動車用の電力源として使用されている。それゆえ、バッテリモジュールに強い衝撃または振動が加えられる場合、検知手段の接触を安定に維持するための固定手段が必要とされる。
【０００６】
加えて、バッテリモジュールが複数のバッテリセルまたは複数のセルモジュールを使用して構築され、その各々が所定数のバッテリセルを含む場合、一般的に、バッテリセル間の機械的固定および電気接続のための複数の部材が必要とされ、その結果として、機械的固定および電気接続部材を組み立てるプロセスが非常に複雑になる。
【０００７】
さらに、機械的固定および電気接続部材の結合、溶接、またははんだ付けのための空間が必要とされ、その結果として、バッテリシステム全体のサイズが増大される。バッテリシステムのサイズが増大することは、上記の観点から好ましくない。それゆえ、コンパクトであるとともに優れた構造的安定性を有する電圧検知アセンブリ、およびそれを含むバッテリモジュールが強く必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえ、上記の問題、およびまだ解決されていない他の技術的問題を解決するために、本発明が為された。
【０００９】
具体的には、本発明の目的は、機械的固定および電気接続のための複数の部材を使用することなく、単純な組み立て方法を使用して製造することが可能な電圧検知アセンブリを提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、別個のアセンブリとして構成される電圧検知アセンブリを提供することであり、これにより、バッテリモジュールの生産性および維持管理が大きく改善する。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、電圧検知アセンブリを含み、所望の電力および容量に基づいて製造することが可能なバッテリモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、上記のおよび他の目的は、バッテリモジュールに取り付けられた状態で、その上側端部または下側端部に電極端子が形成されるバッテリセルの電圧を検出するための電圧検知アセンブリを提供することによって達成することができ、電圧検知アセンブリは、（ａ）電気的に絶縁性の材料から形成されるとともに、バッテリセルの電極端子接続部に対応する、バッテリモジュールの前部または後部に装備されるブロックケースと、（ｂ）バッテリセルの電極端子接続部に電気的に接続される母線の片側の端部に位置する、電圧検知端子に接続される導電性検知部と、（ｃ）導電性検知部によって検知された電圧をコントローラに送達するためのコネクタとを備え、ブロックケースは、母線の電圧検知端子に対応するブロックケースの位置に形成される、前部に開いている取り付け溝を含み、これにより、導電性検知部が取り付け溝内に取り付けられ、導電性検知部がブロックケースの取り付け溝内に取り付けられている状態で導電性検知部が母線の電圧検知端子に接続される。
【００１３】
すなわち、本発明による電圧検知アセンブリは、導電性検知部がブロックケースの取り付け溝内に取り付けられている状態で、導電性検知部が母線の電圧検知端子に接続される構造を有するように構成される。したがって、電圧検知アセンブリの組み立てプロセスが単純化され、電圧検知アセンブリは、コンパクトであるとともに電圧を安定して検知することが可能な構造を有する。
【００１４】
また、バッテリセルの電圧を検知するための部材は、モジュール組み立て構造を有するように構成され、それゆえ、電圧検知アセンブリは、バッテリモジュールの前部または後部に容易に取り付けることが可能である。
【００１５】
さらに、上記に説明したような個別の部分として構成される組み立て構造を、外部供給者によって提供し、これにより、バッテリモジュールの生産性が大きく改善することが可能である。また、電圧検知アセンブリを構成する要素に異常がある場合、バッテリモジュールを分解することなく、バッテリモジュールの前部または後部に取り付けられている電圧検知アセンブリのみを交換し、これにより、従来のバッテリモジュール構造と比較してバッテリモジュールの維持管理が大きく改善することが可能である。
【００１６】
加えて、導電性検知部は、導電性検知部が同じ線内に配列されている状態でブロックケースに固定され、それゆえ、本発明による電圧検知アセンブリは、バッテリモジュールの使用環境、電圧および電流にしたがって容易に拡張され得る。
【００１７】
コントローラは、たとえば、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）であり得る。
【００１８】
ブロックケースの取り付け溝は、導電性検知部ごとに個別に形成することができ、それゆえ、導電性検知部の各々を複数の取り付け溝のうちの対応するものの内に挿入することができる。取り付け溝は、導電性検知部間の接触を妨げる。
【００１９】
好ましい例では、導電性検知部の各々は、導電性検知部の各々が、導電性検知部の各々の前部から母線の複数の電圧検知端子のうちの対応するものの内に挿入される、レセプタクル型構造を有するように構成することができる。それゆえ、バッテリモジュールに外部からの衝撃が加えられる場合であっても、導電性検知部と電圧検知端子との間の電気接続は安定に維持される。
【００２０】
好ましくは、導電性検知部の各々は、母線の複数の電圧検知端子のうちの対応するものの内に挿入されるレセプタクル部および導電ワイヤを含み、レセプタクル部は、レセプタクル部が導電ワイヤに垂直である状態で導電ワイヤに接続される。
【００２１】
したがって、導電性検知部は、導電性検知部とブロックケースとの間の組み立てを達成するために、ブロックケースの前部からブロックケースへと押し出され、それゆえ、組み立てプロセスが単純化される。
【００２２】
導電性検知部の各々の構造は、導電性検知部が、検知された電圧をコントローラに送達するためのコネクタに容易に接続される限り、特に制限されない。たとえば、導電性検知部はワイヤを介してコネクタに接続することができ、ワイヤの各々は、外部からの絶縁のために絶縁テープを巻くことができる、または、管状部材内に取り付けることができる。管状部材は、たとえば、中空絶縁パイプであり得る。
【００２３】
上記の構造において、ブロックケースは、好ましくは、その前部に、ワイヤを安定して固定するための、前方に突出するクランプ型固定部材を設けられる。
【００２４】
母線の各々は、バッテリセルの各々の電極端子接続部に電気的に接続されるプレート型本体、および、プレート型本体の一方の端部に形成される電圧検知端子を含み得る。
【００２５】
また、母線の各々が前部に対して突出し、これにより、母線とブロックケースとの間の結合を容易に達成することができる。
【００２６】
好ましい例では、カソードまたはアノード外部入出力端子に接続される母線のうちの１つが、電圧検知端子の反対側の、プレート型本体の他方の端部に形成されるとともに本体から外向きに突出するように屈曲する第１の外部入出力端子接続部をさらに含み得る。
【００２７】
上記の構造において、過電流状態で短絡を引き起こすための小さい垂直断面積を有する陥凹部が、本体と第１の外部入出力端子接続部との間に形成される。したがって、過電流が発生すると陥凹部が切断され、これにより、バッテリモジュールの安全性が改善する。
【００２８】
陥凹部は、たとえば、母線の各々の本体の幅の１０〜５０％に等しいサイズを有し得る。母線の各々の本体の垂直断面積が１０ｍｍ２である場合、陥凹部の垂直断面積は、母線の各々の本体の４０％に等しい４ｍｍ２であり得る。
【００２９】
別の好ましい例では、アノードまたはカソード外部入出力端子に接続される母線のうちの１つが、電圧検知端子の反対側の、プレート型本体の他方の端部に形成されるとともに本体から外向きおよび上向きに突出するように屈曲する第２の外部入出力端子接続部をさらに含み得る。
【００３０】
第１の外部入出力端子接続部および第２の外部入出力端子接続部内に、外部入出力端子が結合される固定孔を形成することができる。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、上述の構造を有する電圧検知アセンブリを含むバッテリモジュールが提供される。
【００３２】
バッテリモジュールの好ましい例は、各々がカートリッジ内に取り付けられるバッテリセルを含む、複数のセルモジュールが垂直に積み重ねられる構造を有するセルモジュールスタックと、セルモジュールスタックの下端を支持するための下端プレートと、下端プレート上に配置されるセルモジュールスタックの一番上のカートリッジを固定するための上端プレートとを含み得る。
【００３３】
参考までに、各セルモジュール内のバッテリセルの、または、セルモジュール間の少なくともいくつかの電気接続部は、部分的に互いに直列に接続される。バッテリセルの電極端子は、バッテリセルの電極端子が互いに隣接するように配列されている状態で互いに結合され、所定数のバッテリセルがセルカバーによって被覆され、これにより、複数のセルモジュールが製造される。この製造プロセスのいくつかの順序を変更してもよい。たとえば、複数のセルモジュールを製造してもよく、その後、セルモジュール間の電気接続を実行してもよい。
【００３４】
好ましい例では、カートリッジの各々は、バッテリセルの各々に対応する長方形構造を有するように構成することができ、これにより、バッテリセルをカートリッジ内に取り付けることが可能であり、熱が散逸される貫通孔をカートリッジの中央領域に設けることができ、セルモジュールスタックを固定するための固定部材が挿入される固定孔をカートリッジの各々の四隅に形成することができ、電圧検出アセンブリが母線に安定して接続されるような組み立て様式で、電圧検出アセンブリおよび母線を取り付けるための絶縁取り付け部材が固定される結合部をカートリッジの各々の前部に形成することができる。
【００３５】
たとえば、母線は、絶縁取り付け部材の射出成形材料に熱溶接することができる。
【００３６】
絶縁取り付け部材は、セルモジュールスタックの前部に対応するサイズを有する直方体構造を有するように構成することができ、カートリッジの前端が挿入され結合されるカートリッジ結合溝を絶縁取り付け部材の後部に形成することができ、バッテリセルの電極端子接続部が露出されるように、バッテリセルの電極端子接続部が絶縁取り付け部材の後部から導入される電極端子貫通孔を、絶縁取り付け部材の前部の反対側に形成することができる。
【００３７】
絶縁取り付け部材は、その前部の反対側の端部に、母線の外部入出力端子が安定して取り付けられる外部入出力端子のための配置部を備えることができ、絶縁取り付け部材は、その中央領域に、電圧検出アセンブリが安定して取り付けられる電圧検出アセンブリ配置部を備えることができる。
【００３８】
固定陥凹部が、外部入出力端子接続部のための配置部に形成され、これにより、母線の外部入出力端子接続部を固定陥凹部内に容易に挿入することが可能である。
【００３９】
その一方で、電極端子貫通孔を通じて前方に露出されるバッテリセルの電極端子接続部を、電極端子貫通孔内に取り付けられる母線の上端面に電気的に接続することができる。
【００４０】
本発明によるバッテリモジュールは、バッテリセルがセルモジュールのカートリッジ内に取り付けられ、カートリッジが下端プレート上に積み重ねられ、上端プレートがカートリッジのうちの一番上のカートリッジに結合される構造を有するように構成される。
【００４１】
ブロックケースは、その両端に、絶縁取り付け部材のスリット内に結合されるように外向きに突出する固定突起を備えることができ、絶縁取り付け部材の電圧検出アセンブリ配置部の内側にスライドして固定されるように外向きに突出するスライド突起を、固定突起の上に設けることができる。
【００４２】
バッテリセルの各々は、樹脂層および金属層を含むラミネートシートから形成されるケース内に取り付けられる電極アセンブリを有するパウチ型バッテリセルであり得る。
【００４３】
本発明によるバッテリモジュールは、一般的に、コンパクトな構造を有し、多数の部材を使用することなく構造的に安定した機械的固定および電気接続が達成される。また、４個、６個、８個または１０個のような所定数のバッテリセルまたはセルモジュールがバッテリモジュールを構成することができ、それゆえ、必要な数のバッテリモジュールを限られた空間内に効率的に取り付けることが可能である。
【００４４】
本発明のさらなる態様によれば、として上述の構造を有するバッテリモジュールを使用して単体として製造される、高電力および大容量の中型または大型バッテリパックが提供される。
【００４５】
本発明による中型または大型バッテリパックは、所望の電力および容量に基づいてバッテリモジュールを組み合わせることによって製造することができる。すでに説明したような設置効率および構造的安定性を考慮して、本発明による中型または大型バッテリパックは、好ましくは、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、または電力貯蔵デバイスのための電力源として使用される。
【００４６】
特に上記の構造を有するバッテリパックにおいて、バッテリセルは垂直に積み重ねられ、バッテリパック全体のサイズはコンパクトである。その結果として、バッテリパックを電気通信事業者の中継局内に搭載し、これにより、バッテリパックを、緊急時に電力を供給する無停電電源（ＵＰＳ）として使用することができる。
【００４７】
本発明の上記のおよび他の目的、特徴および他の利点は、添付の図面とともに取り上げられる以下の詳細な説明からより明瞭に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】バッテリモジュール内に取り付けられるバッテリセルを示す斜視図である。
【図２】図１の代表的な分解図である。
【図３】本発明の一実施形態による電圧検知アセンブリを示す斜視図である。
【図４】図３の導電性検知部を示す斜視図である。
【図５】図３の電圧検知アセンブリが取り付けられる絶縁取り付け部材を示す斜視図である。
【図６】図５の絶縁取り付け部材に取り付けられる母線を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態によるバッテリモジュールを示す斜視図である。
【図８】セルモジュールスタックおよびコントローラを除いた図７のバッテリモジュールの構造を示す斜視図である。
【図９】図７のバッテリモジュールのカートリッジが積み重ねられている構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
ここで、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明の範囲は示されている実施形態に限定されないことに留意されたい。
【００５０】
図１は、概して本発明によるユニットモジュール内に取り付けられる例示的なバッテリセルを示す斜視図であり、図２は図１の代表的な分解図である。
【００５１】
これらの図面を参照すると、パウチ型バッテリセル２００は、カソード、アノード、および、それぞれカソードとアノードとの間に配置されるセパレータを含む電極アセンブリ２１０が、シールされた状態でパウチ型バッテリケース１００内に取り付けられ、これにより、電極アセンブリのカソードタブ２２０およびアノードタブ２３０に電気的に接続される２つの電極端子２２２および２３２が外部に対して露出される構造を有するように構成される。
【００５２】
バッテリケース１００は、電極アセンブリ２１０が配置される陥凹受容部１４２、および、ケース本体１４０に一体的に接続されるカバー１５０を有するケース本体１４０を含む。
【００５３】
スタックタイプまたはスタック／折り畳みタイプの電極アセンブリ２１０のカソードタブ２２０およびアノードタブ２３０が、溶接によってそれぞれ電極端子２２２および２３２に結合される。また、熱溶接デバイスを使用してケース本体１４０の余剰部１４４およびカバー１５０が互いに熱溶接されるときに、熱溶接デバイスと電極端子２２２および２３２との間の短絡の発生を防止するとともに、電極端子２２２および２３２とバッテリケース１００との間のシーリングを達成するために、絶縁フィルム２４０が、電極端子２２２および２３２の各々の上部および底部に付着される。
【００５４】
バッテリケース１４０およびカバー１５０は、外側樹脂層１１０、分離金属層１２０、および内側樹脂層１３０を含む。バッテリケース１４０およびカバー１５０の内側樹脂層１３０は、熱溶接デバイス（図示せず）からバッテリケース１４０の外表面およびカバー１５０の外表面に加えられる熱および圧力によって互いに緊密に固定することができる。
【００５５】
電解質を含浸された電極アセンブリ２１０が受容部１４２内に配置された状態で、ケース本体１４０の余剰部１４４とカバー１５０との間の接触部が熱溶接されてシール部が形成される。
【００５６】
図３は、概して本発明の一実施形態による電圧検知アセンブリを示す斜視図であり、図４は、概して図３の導電性検知部を示す斜視図である。
【００５７】
これらの図面を図６および図７とともに参照すると、電圧検知アセンブリ３００は、バッテリセルの電極端子接続部に対応するバッテリモジュール４００の前部に取り付けられるブロックケース１０と、バッテリセルの電極端子接続部（図示せず）に電気的に接続される母線４０ａの片側の端部に配置される電圧検知端子４４に接続される導電性検知部２０と、導電性検知部２０によって検知された電圧をコントローラに送達するためのコネクタ３０とを含む。
【００５８】
ブロックケース１０は、母線４０ａの電圧検知端子４４に対応するブロックケース１０の位置に形成される、前部に開いている取り付け溝１２を含み、これにより、導電性検知部２０は取り付け溝１２内に取り付けられる。導電性検知部２０がブロックケース１０の取り付け溝１２内に取り付けられた状態で、母線４０ａの電圧検知端子４４に導電性検知部２０が接続される。
【００５９】
また、ブロックケース１０の取り付け溝１２は、導電性検知部２０ごとに個別に形成される。導電性検知部２０の各々が導電性検知部２０の各々の前部から母線４０ａの複数の電圧検知端子４４のうちの対応するものの内に挿入される、レセプタクル型構造を有するように導電性検知部２０の各々が構成される。
【００６０】
具体的には、導電性検知部２０の各々は、母線４０ａの複数の電圧検知端子４４のうちの対応するものの内に挿入されるレセプタクル部２２、および、導電ワイヤ２４を含む。レセプタクル部２２が導電ワイヤ２４に垂直である状態で、導電ワイヤ２４にレセプタクル部２２が接続される。
【００６１】
導電性検知部２０は、それらのワイヤ２４を介してコネクタに接続される。ワイヤ２４は、ワイヤ２４を外部から絶縁するために絶縁テープ３２を巻かれる。
【００６２】
また、ワイヤ２４を安定して固定するためのクランプ型固定部材１４がブロックケース１０の前部から前方に突出する。
【００６３】
ブロックケース１０は、その両端に、絶縁取り付け部材５０のスリット内に結合されるように外向きに突出する固定突起１６を設けられる。固定突起１６の上には、絶縁取り付け部材５０の電圧検知アセンブリ配置部５４の内部にスライドして固定されるように外向きに突出するスライド突起１８が設けられる。
【００６４】
図５は、概して図３の電圧検知アセンブリが取り付けられる絶縁取り付け部材を示す斜視図であり、図６は、概して図５の絶縁取り付け部材に取り付けられる母線を示す斜視図である。
【００６５】
これらの図面を図７とともに参照すると、母線４０ａの各々は、バッテリセルの電極端子接続部に電気的に接続されるプレート型本体４２、および、プレート型本体４２の一方の端部に形成される電圧検知端子４４を含む。
【００６６】
母線のうち、カソード外部入出力端子に接続される母線４０ｂは、電圧検知端子４４の反対側の、プレート型本体４２の他方の端部に形成されるとともに本体４２から外向きに突出するように屈曲する第１の外部入出力端子接続部４６をさらに含む。
【００６７】
本体４２と第１の外部入出力端子接続部４６との間には、過電流状態で短絡を引き起こすための、本体４２の４０％に等しい垂直断面積を有する狭い陥凹部４８が形成される。
【００６８】
母線のうち、アノード外部入出力端子に接続される母線４０ｃは、電圧検知端子４４の反対側の、プレート型本体４２の他方の端部に形成されるとともに本体４２から外向きおよび上向きに突出するように屈曲する第２の外部入出力端子接続部４３をさらに含む。
【００６９】
第１の外部入出力端子接続部４６および第２の外部入出力端子接続部４３内に、外部入出力端子が結合される固定孔４５が形成される。
【００７０】
絶縁取り付け部材５０は、セルモジュールスタック７０の前部に対応するサイズを有する直方体構造を有するように構成される。絶縁取り付け部材５０の後部には、カートリッジの前端が挿入され結合されるカートリッジ結合溝５１が形成される。絶縁取り付け部材５０の前部の反対側には、電極端子貫通孔５２が形成され、それを通じて、バッテリセルの電極端子接続部が絶縁取り付け部材５０の後部から導入され、これにより、バッテリセルの電極端子接続部が露出される。
【００７１】
また、外部入出力端子接続部のための配置部５３が、絶縁取り付け部材５０の前部の両端に形成され、これにより、母線４０ａ、４０ｂおよび４０ｃの外部入出力端子接続部４６および４３は、配置部５３内に安定して取り付けられる。加えて、電圧検知アセンブリ配置部５４が絶縁取り付け部材５０の中央領域に形成され、これにより、電圧検知アセンブリ３００が電圧検知アセンブリ配置部５４内に安定して取り付けられる。
【００７２】
外部入出力端子接続部のための配置部５３に固定陥凹部が形成され、電極端子貫通孔５２を通じて前方に露出されるバッテリセルの電極端子接続部（図示せず）は、電極端子貫通孔５２内に取り付けられる母線４０ａの上端面に電気的に接続される。
【００７３】
図７は、概して本発明の一実施形態によるバッテリモジュールを示す斜視図であり、図８は、概してセルモジュールスタックおよびコントローラを除いた図７のバッテリモジュールの構造を示す斜視図である。また、図９は、概して図７のバッテリモジュールのカートリッジが積み重ねられた構造を示す斜視図である。
【００７４】
これらの図面を図６とともに参照すると、バッテリモジュール４００は、電圧検知アセンブリ３００と、各々がカートリッジ内に取り付けられるバッテリセルを含む、複数のセルモジュールが垂直に積み重ねられる構造を有するセルモジュールスタック７０と、セルモジュールスタック７０の下端を支持するための下端プレート８０と、下端プレート８０上に配置されるセルモジュールスタック７０の一番上のカートリッジ８２を固定するための上端プレート９０とを含む。
【００７５】
カートリッジ８２の各々はバッテリセルに対応する長方形構造を有するように構成され、これにより、バッテリセルがカートリッジ８２内に取り付けることが可能である。カートリッジ８２の各々は、その中央領域に貫通孔８４を備え、それを通じて熱が散逸される。また、それを通じてセルモジュールスタック７０の四隅を固定するための固定部材（図示せず）が挿入される固定孔８６が、カートリッジ８２の各々の四隅に形成される。
【００７６】
カートリッジ８２の各々の前部には結合部８８が形成され、それに、電圧検知アセンブリ３００ならびに母線４０ａ、４０ｂ、および４０ｃを取り付けるための絶縁取り付け部材５０が組み立て様式で固定される。その結果として、電圧検知アセンブリ３００は、母線４０ａ、４０ｂ、および４０ｃの電圧検知端子４４に安定して接続される。
【００７７】
また、バッテリモジュール４００は、バッテリセルが各セルモジュールのカートリッジ８２内に取り付けられ、複数のカートリッジ８２が下端プレート８０上に積み重ねられ、上端プレート９０がカートリッジ８２のうちの一番上のものに結合される構造を有するように構成される。
【００７８】
本発明の好ましい実施形態が説明を目的として開示されたが、添付の特許請求の範囲に開示される本発明の範囲および精神から逸脱することなくさまざまな改変、追加および置換が可能であることが当業者には明らかであろう。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
上記の説明から明らかであるように、本発明による電圧検知アセンブリは、機械的固定および電気接続のための複数の部材を使用することなく、単純な組み立て方法を使用して製造され、これにより、電圧検知アセンブリの製造費用が低減されるとともに、強い外部からの衝撃または振動がバッテリモジュールに加えられる場合であっても、安定した電圧検知が達成される。
【００８０】
また、本発明による電圧検知アセンブリは、別個のアセンブリとして構成され、これにより、バッテリモジュールの生産性および維持管理が大きく改善する。
【００８１】
加えて、本発明による電圧検知アセンブリを含むバッテリモジュールを使用して、所望の電力および容量を有するバッテリパックを単体として容易に製造することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  ブロックケース
１２  取り付け溝
１４  クランプ型固定部材
１６  固定突起
１８  スライド突起
２０  導電性検知部
２２  レセプタクル部
２４  導電ワイヤ
３０  コネクタ
３２  絶縁テープ
４０ａ  母線
４０ｂ  母線
４０ｃ  母線
４２  プレート型本体
４３  外部入出力端子接続部
４４  電圧検知端子
４５  固定孔
４６  外部入出力端子接続部
４８  陥凹部
５０  絶縁取り付け部材
５１  カートリッジ結合溝
５２  電極端子貫通孔
５３  配置部
５４  電圧検知アセンブリ配置部
７０  セルモジュールスタック
８０  下端プレート
８２  カートリッジ
８４  貫通孔
８６  固定孔
８８  結合部
９０  上端プレート
１００  パウチ型バッテリケース
１１０  外側樹脂層
１２０  分離金属層
１３０  内側樹脂層
１４０  ケース本体
１４２  陥凹受容部
１４４  余剰部
１５０  カバー
２００  パウチ型バッテリセル
２１０  電極アセンブリ
２２０  カソードタブ
２２２  電極端子
２３０  アノードタブ
２４０  絶縁フィルム
３００  電圧検知アセンブリ
４００  バッテリモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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