(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのバッテリーセルと、前記少なくとも一つのバッテリーセルを各々内部に収容し、高さ方向に沿って層状に配列される複数の積層用カートリッジと、を備えるセルカートリッジアセンブリーと、
前記セルカートリッジアセンブリーの少なくとも一側に設けられ、前記バッテリーセルの電気的特性をセンシングするセンシングアセンブリーと、を含み、
前記積層用カートリッジが、
少なくとも一側のコーナー領域に他側よりも突出して形成されたボルト組立用フィンガーを備え、前記ボルト組立用フィンガーが、スロット形態で設けられた組立ガイド部を備え、
前記センシングアセンブリーが、
複数のセンシング部材が設けられた板状構造物形態のセンシングアセンブリー本体と、前記センシングアセンブリー本体と一体で形成され、前記ボルト組立用フィンガーの前記組立ガイド部に挿入可能に設けられる組立用プレートと、を含み、
前記積層用カートリッジが、少なくとも一側に開口部を備え、
前記ボルト組立用フィンガーが、前記開口部を間に置き前記開口部に対して前方へ突出した形態で前記積層用カートリッジの両コーナー領域に一つずつ総二つが備えられることで、
前記セルカートリッジアセンブリーには、少なくとも一側面が凹んで形成された湾入部が備えられており、
前記センシングアセンブリー本体は、板面が垂直に立てられて前記セルカートリッジアセンブリーの湾入部に引き込まれ、
前記組立用プレートは、複数個であり、前記センシングアセンブリー本体を挟んで両側方に突出し、前記センシングアセンブリー本体の高さ方向に沿って所定間隔で離隔して配置され、前記ボルト組立用フィンガーの組立ガイド部に摺動方式で挿入されることを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項２】
前記ボルト組立用フィンガーは、上下方向へボルトが挿通する第１ボルト挿通孔をさらに備えられ、
前記組立用プレートは、前記第１ボルト挿通孔と連通する第２ボルト挿通孔を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項３】
前記積層用カートリッジが、上端部及び下端部のうちいずれか一つに結合突起を備え、残りの一つに前記結合突起に対応する結合溝を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記積層用カートリッジが、相互上下組立可能に設けられた上部フレーム及び下部フレームを含み、
前記上部フレーム及び前記下部フレームのうちいずれか一つがフックを備え、残りの一つが前記フックに対応するフック係合孔を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
前記センシング部材が、
前記セルカートリッジアセンブリーから突出した前記バッテリーセルの電極リードと各々接触する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの一端と電気的に接続する回路基板と、を含むことを特徴とする請求項４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
前記センシング部材が、
前記回路基板と連結され、前記バッテリーセルの電気的特性を測定する外部デバイスが接続するコネクター端子をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記回路基板が、前記センシングアセンブリー本体の正面中央に設けられ、前記複数のバスバーが、前記回路基板を中心にして分枝構造で前記回路基板の両方に多段に配置されることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール。
【請求項８】
前記センシングアセンブリーが、
前記回路基板と、前記センシングアセンブリーの正面及び背面を貫通するように設けられるサーミスタ装着用端子をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のバッテリーモジュール。
【請求項９】
前記セルカートリッジアセンブリーが、
各々前記複数の積層用カートリッジの最上端及び最下端を覆う上部エンドプレート及び下部エンドプレートと、機械的剛性を有するストラップ形態で設けられ、一端が前記上部エンドプレートの上端面に結合し、他端が下部エンドプレートの下端面に結合するバンドプレートと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含むバッテリーパック。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーモジュールに関し、より具体的には、構成品間の固定力が安定的なバッテリーモジュールに関する。
本出願は、２０１５年９月２日出願の韓国特許出願第１０−２０１５−０１２４３２１号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
最近、充放電の可能な二次電池は、ワイヤレスモバイル器機のエネルギー源として広範囲に用いられている。また、二次電池は、化石燃料を用いる既存のガソリン車両、ディーゼル車両などによる大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの動力源としても注目されている。
【０００３】
小型モバイル器機には、デバイス１台当たり一つ、二つまたは三つのバッテリーセルが用いられることに対し、自動車などのような中・大型デバイスには高出力・大容量の必要性によって、複数のバッテリーセルを電気的に接続した中・大型バッテリーモジュールが用いられ、このようなバッテリーモジュールを複数連結して具現されたバッテリーパックが用いられることもある。
【０００４】
中・大型バッテリーモジュールは、可能であれば、小さい大きさと重量に製造されることが望ましく、高い集積度で積層可能であり、容量対比の重量が小さい角形電池、パウチ型電池などが中・大型バッテリーモジュールに適用されるバッテリーセルとして主に用いられている。
【０００５】
特に、アルミニウムラミネートシートなどを外装部材に用いるパウチ型バッテリーセルは、重量が小さくて製造コストが低く、形態の変形が容易であるというなどの利点から最近高い関心を集めている。
【０００６】
また、中・大型バッテリーモジュールが所定の装置またはデバイスで要求される出力及び容量を提供するためには、複数のバッテリーセルを直列、並列、または直列と並列との混合方式で電気的に接続されるべきであり、外力から安定的な構造を維持しなければならない。
【０００７】
中・大型バッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルが組み合わせられた構造からなるため、一部のバッテリーセルが過電圧、過電流または過発熱する場合、これをセンシングして制御するためのセンシング手段が必須となる。このようなセンシング手段は、バッテリーセルと安定的に連結されなければ、信頼性のある電圧／電流情報をＢＭＳなどに提供できない。
【０００８】
一例で、従来のバッテリーモジュールは、バッテリーセルと、バッテリーセルを積層するために積層用カートリッジとで構成されたセルカートリッジアセンブリーを含む。セルカートリッジアセンブリーは、層状に配列可能である。層状に配列されたセルカートリッジアセンブリーの一側にセンシング手段が結合でき、組立ての便宜性のためにフック締結方式がよく適用される。
【０００９】
しかし、フック締結方式を適用したバッテリーモジュールは、フック締結過程でセンシング手段が損傷する恐れが大きく、また公差によってフック締結部位に間隔が発生し得、センシング手段の固定状態が不安定になり得る。
【００１０】
一方、自動車などに適用される中・大型バッテリーモジュールは、振動及び衝撃に露出しやすいため、構造的、電気的安定性が非常に高くなければならない。しかし、従来のバッテリーモジュールは、上述のようにセンシング手段の固定状態が不安定で、衝撃及び振動に対する耐久性が弱いという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、センシングアセンブリーを備えたバッテリーモジュールにおいて、衝撃及び振動に対するセンシングアセンブリーとセルカートリッジアセンブリーとの締結構造の安定性を向上させることができるバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一面によれば、少なくとも一つのバッテリーセルと、前記少なくとも一つのバッテリーセルを各々内部に収容し、高さ方向に沿って層状に配列される複数の積層用カートリッジと、を備えるセルカートリッジアセンブリーと、前記セルカートリッジアセンブリーの少なくとも一側に設けられ、前記バッテリーセルの電気的特性をセンシングするセンシングアセンブリーと、を含み、前記積層用カートリッジは、少なくとも一側のコーナー領域に他側よりも突出して形成されたボルト組立用フィンガーを備え、前記ボルト組立用フィンガーは、スロット形態で設けられた組立ガイド部を備え、前記センシングアセンブリーが、複数のセンシング部材が設けられた板状構造物形態のセンシングアセンブリー本体と、前記センシングアセンブリー本体と一体で形成され、前記ボルト組立用フィンガーの前記組立ガイド部に挿入可能に設けられる組立用プレートと、を含むバッテリーモジュールが提供される。
【００１３】
前記積層用カートリッジは、少なくとも一側に開口部を備え、前記ボルト組立用フィンガーが、前記開口部を間に置き前記開口部に対して前方へ突出した形態で前記積層用カートリッジの両コーナー領域に一つずつ総二つが備えられることで、前記セルカートリッジアセンブリーには、少なくとも一側面が凹んで形成された湾入部が備えられ得る。
【００１４】
前記センシングアセンブリー本体は、板面が垂直に立てられて前記セルカートリッジアセンブリーの湾入部に引き込まれ、前記組立用プレートは、複数個であり、前記センシングアセンブリー本体を挟んで両側方に突出し、前記センシングアセンブリー本体の高さ方向に沿って所定間隔で離隔して配置され、前記ボルト組立用フィンガーの組立ガイド部に摺動方式で挿入され得る。
【００１５】
前記ボルト組立用フィンガーは、上下方向へボルトが挿通する第１ボルト挿通孔をさらに備え、前記組立用プレートは、前記第１ボルト挿通孔と連通する第２ボルト挿通孔を備え得る。
【００１６】
前記積層用カートリッジは、上端部及び下端部のうちいずれか一つに結合突起を備え、残りの一つに前記結合突起に対応する結合溝を備え得る。
【００１７】
前記積層用カートリッジは、相互上下組立可能に設けられた上部フレーム及び下部フレームを含み、前記上部フレーム及び前記下部フレームのうちいずれか一つがフックを備え、残りの一つが前記フックに対応するフック係合孔を備え得る。
【００１８】
前記センシング部材は、前記セルカートリッジアセンブリーから突出した前記バッテリーセルの電極リードと各々接触する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの一端と電気的に接続する回路基板と、を含み得る。
【００１９】
前記センシング部材は、前記回路基板と連結され、前記バッテリーセルの電気的特性を測定する外部デバイスが接続するコネクター端子をさらに含み得る。
【００２０】
前記回路基板は、前記センシングアセンブリー本体の正面中央に設けられ、前記複数のバスバーは、前記回路基板を中心にして分枝構造で前記回路基板の両方に多段に配置され得る。
【００２１】
前記センシングアセンブリーは、前記回路基板と、前記センシングアセンブリーの正面及び背面を貫通するように設けられるサーミスタ装着用端子をさらに含み得る。
【００２２】
前記セルカートリッジアセンブリーは、各々前記複数の積層用カートリッジの最上端及び最下端を覆う上部エンドプレート及び下部エンドプレートと、機械的剛性を有するストラップ形態で設けられ、一端が前記上部エンドプレートの上端面に結合し、他端が下部エンドプレートの下端面に結合するバンドプレートと、をさらに含み得る。
【００２３】
本発明の他の様態によれば、上述のバッテリーモジュールを含むバッテリーパックを提供することができる。
【００２４】
本発明のさらに他の様態によれば、上述のバッテリーモジュールを含む自動車を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一面によれば、センシングアセンブリーがセルカートリッジアセンブリーに堅固に結合でき、振動及び衝撃に対する構造的、電気的安定性が向上したバッテリーモジュールを提供することができる。
【００２６】
本発明の他面によれば、センシングアセンブリーがセルカートリッジアセンブリーのボルト組立用フィンガーによって組立位置が決められ、固定されることで、組立の便宜性及び正確性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【図２】図１の部分分解斜視図である。
【図３】図２の複数の積層用カートリッジと、上部及び下部エンドプレートの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例による積層用カートリッジの斜視図である。
【図５】図２の層状に配列された複数の積層用カートリッジの斜視図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】本発明の一実施例によるセンシングアセンブリーの正面斜視図である。
【図８】図７のセンシングアセンブリーの正面図である。
【図９】図７の背面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００２９】
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの斜視図であり、図２は、図１の部分分解斜視図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１０は、セルカートリッジアセンブリー１００と、センシングアセンブリー２００と、を含む。
【００３１】
セルカートリッジアセンブリー１００は、複数のバッテリーセル１１０を備えるバッテリーセル１１０の集合体であり得る。
【００３２】
ここで、セルカートリッジアセンブリー１００に含まれるバッテリーセル１１０は、パウチ型バッテリーセル１１０であり得る。この場合、パウチ型バッテリーセル１１０は、一方向、例えば、図２に示したように、上下方向に積層され得る。
【００３３】
各々のパウチ型バッテリーセル１１０は、電極リード１１１、１１２を備え、このような電極リード１１１、１１２には、正極リード１１１及び負極リード１１２が含まれ得る。ここで、各々の電極リード１１１、１１２は、パウチ外装嶺の外部へ突出する。特に、各パウチ型バッテリーセル１１０の電極リード１１１、１１２は、水平方向へ突出し、端部が上下方向へ折り曲げられ得、このように上下方向の折曲部分が、他のバッテリーセル１１０の電極リード１１１、１１２の折曲部分と接触し得る。そして、このように接触した二つの電極リード１１１、１１２は、相互溶接などによって固定され得、これによってカートリッジアセンブリー１００内部のバッテリーセル１１０同士の電気的接続が行われる。
【００３４】
セルカートリッジアセンブリー１００は、パウチ型バッテリーセル１１０を積層するために積層用カートリッジ１２０を備え得る。このような積層用カートリッジ１２０は、バッテリーセル１１０の積層に用いられる構成要素であって、バッテリーセル１１０を固定してその動きを防止し、相互積層可能に構成され、バッテリーセル１１０の組立をガイドする。
【００３５】
図３は、図２の複数の積層用カートリッジと、上部及び下部エンドプレートの分解斜視図であり、図４は、図２の積層用カートリッジの斜視図であり、図５は、図２の層状に配列された複数の積層用カートリッジの斜視図であり、図６は、図５の側面図である。
【００３６】
これらの図面を参照すれば、積層用カートリッジ１２０は、上部フレーム１２０ａ及び下部フレーム１２０ｂを含み得る。上部フレーム１２０ａ及び下部フレーム１２０ｂは、相互上下組立可能に設けられ得る。このために、上部フレーム１２０ａ及び下部フレーム１２０ａのいずれか一つはフック１２１を備え、残りの一つはフック１２１に係合するフック係合孔１２２を備え得る。
【００３７】
例えば、図３に示したように、下部フレーム１２０ｂの両対辺側の縁部の側面に、長手方向に沿って三つのフック１２１が構成され、上部フレーム１２０ａの両対辺側の縁部の側面には、前記三つのフック１２１に対応する三つのフック係合孔１２２が構成され得る。例えば、下部フレーム１２０ｂの上面に、二つのバッテリーセル１１０を積層し、上部フレーム１２０ａと下部フレーム１２０ｂとをフック１２１で締結することで、一つの積層用カートリッジ１２０が設けられ得る。
【００３８】
また、積層用カートリッジ１２０は、上端部及び下端部のうちいずれか一つに結合突起１２３が設けられ、残りの一つに前記結合突起１２３に対応する結合溝１２４が設けられ得る。
【００３９】
本実施例の図３及び図４のように、結合突起１２３は、下部フレーム１２０ｂの両対辺側の縁部の両端部の下面で、下方に向けて総四つが設けられ得、結合溝１２４は、上部フレームの両対辺側の縁部の両端部の上面で、凹んだ溝の形態で総四つが設けられ得る。結合溝１２４の直径は、結合突起１２３に対応する大きさに構成される。
【００４０】
このような構成によって、いずれか一つの積層用カートリッジ１２０の結合溝１２４に、他の一つの積層用カートリッジ１２０の結合突起１２３を挟むことで複数の積層用カートリッジ１２０が安定的に積層される。また、結合突起１２３及び結合溝１２４によって積層用カートリッジ１２０の組立位置がガイドされ、組立の容易性が増大する。
【００４１】
積層用カートリッジ１２０は、少なくとも一側に開口部１２５を備え得る。前記開口部１２５によってバッテリーセル１１０の電極リード１１１、１１２が積層用カートリッジ１２０の外部に露出する。
【００４２】
例えば、本実施例は、積層用カートリッジ１２０の開口部１２５が、一方向のみに形成される。これは、（正極リードと負極リードとが同一の方向に位置した）単方向のバッテリーセル１１０に対応する構成である。しかし、実施例と相違に、（正極リードと負極リードとが相互反対方向に位置した）両方向のバッテリーセル１１０を用いてバッテリーモジュール１０を構成する場合、積層用カートリッジ１２０の開口部１２５が、積層用カートリッジ１２０の前後両方に形成されてもよい。
【００４３】
特に、本発明による積層用カートリッジ１２０は、少なくとも一側のコーナー領域に、他方よりも突出して形成されたボルト組立用フィンガー１２６を設けることができる。即ち、図３〜図６に示したように、積層用カートリッジ１２０の開口部１２５を間に置き両コーナー領域に一つずつ総二つのボルト組立用フィンガー１２６を設け得る。ボルト組立用フィンガー１２６は、ボルトが組み立てられる場所として用いられ得る。
【００４４】
このようなボルト組立用フィンガー１２６には、ボルトＢが挿通する第１ボルト挿通孔Ｈ１が形成される。この際、ボルト組立用フィンガー１２６の上部及び下部は開放された形態を有し、ボルト組立用フィンガー１２６の中央領域に第１ボルト挿通孔Ｈ１が設けられる。
【００４５】
このような構成によれば、複数の積層用カートリッジ１２０を積層した後、ボルト組立用フィンガー１２６にショルダーボルトＢを締結することで、複数の積層用カートリッジ１２０が一つの本体として簡単に組立可能である。
【００４６】
本発明のボルト組立用フィンガー１２６は、組立ガイド部１２６ａをさらに含む。組立ガイド部１２６ａは、ボルト組立用フィンガー１２６の本体に対して水平方向のスロット形態に構成できる。このような組立ガイド部１２６ａは、後述のセンシングアセンブリー２００の組立用プレート２２０が摺動結合する場所として用いられ得る。
【００４７】
また、本発明の一実施例によるセルカートリッジアセンブリー１００は、図１〜図３を参照すれば、上部エンドプレート１３０、下部エンドプレート１４０及びバンドプレート１５０をさらに含み得る。
【００４８】
上部エンドプレート１３０は、最上部に位置した積層用カートリッジ１２０の上部に配置され、上部でセルカートリッジアセンブリー１００を支持する板状構造物である。そして、下部エンドプレート１４０は、最下部に位置した積層用カートリッジ１２０の下部に配置され、下部でセルカートリッジアセンブリー１００を支持する板状構造物である。上部及び下部エンドプレート１３０、１４０は、ほぼ類似な形態で設けられる。
【００４９】
例えば、図３に示したように、上部及び下部エンドプレート１３０、１４０の表面には、複数の凸パターンが形成され得る。そして、上部及び下部エンドプレート１３０、１４０は、ボルト組立用フィンガー１２６に対応する位置に、組立用フランジ１３０ａ、１４０ａが設けられる。
【００５０】
このような組立用フランジ１３０ａ、１４０ａには、第１ボルト挿通孔Ｈ１と連通してボルトが通過するフランジ挿通孔Ｈ３が形成される。フランジ挿通孔Ｈ３の直径は、ボルトＢの直径とほぼ類似に形成される。
【００５１】
上部及び下部エンドプレート１３０、１４０は、広い面積を有する略プレートの形状に構成でき、各々層状に配列された複数の積層用カートリッジ１２０の上部及び下部に位置され、複数の積層用カートリッジ１２０の下部及び上部を覆うことができる。
【００５２】
このような上部及び下部エンドプレート１３０、１４０は、バッテリーモジュール１０に対する機械的支持力を提供し、積層用カートリッジ１２０の下部及び上部で積層用カートリッジ１２０を外部の衝撃などから保護する役割を果たす。したがって、上部及び下部エンドプレート１３０、１４０は、剛性が確保されるようにスチールなどの金属材質から製作し得る。
【００５３】
バンドプレート１５０は、図１及び図２を参照すれば、層状に配列された複数の積層用カートリッジ１２０を基準でセンシングアセンブリー２００の反対側に位置し、上部及び下部エンドプレート１３０、１４０と結合する。バンドプレート１５０は、機械的剛性を有するストラップ形態で設けられ得る。
【００５４】
特に、本実施例のバンドプレート１５０は、折り曲げられた両端部を備え、一端は上部エンドプレート１３０の上端面に結合し、他端は下部エンドプレート１４０の下端面に結合する。これによって、バンドプレート１５０は、複数の積層用カートリッジ１２０を上下に押圧することができる。
【００５５】
このようなバンドプレート１５０は、セルカートリッジアセンブリー１００に加えられる外部衝撃を部分的に吸収し、積層用カートリッジ１２０の変形を抑制する。特に、バンドプレート１５０は、バッテリーセル１１０のスウェリングによる積層用カートリッジ１２０の変形を防止する効果も奏する。
【００５６】
一方、センシングアセンブリー２００は、セルカートリッジアセンブリー１００の一側に設けられ得る。特に、センシングアセンブリー２００は、セルカートリッジアセンブリー１００において電極リード１１１、１１２か突出した部分に設けられ得る。
【００５７】
センシングアセンブリー２００は、バッテリーセル１１０の電圧のような電気的特性についてのセンシング情報をバッテリーモジュール１０の外部の他のデバイス（図示せず）に伝送できる。例えば、バッテリーモジュール１０には、ＢＭＳ（Battery Management System）のような装置が連結され、充電や放電などのバッテリーモジュール１０の動作を制御するように構成され得る。この際、センシングアセンブリー２００は、このような  ＢＭＳと連結され、バッテリーセル１１０のセンシングされた電圧情報などを  ＢＭＳに提供でき、ＢＭＳは、このような情報に基づいてバッテリーモジュール１０を制御できる。
【００５８】
図７は、本発明の一実施例によるセンシングアセンブリーの正面斜視図であり、図８は、図７のセンシングアセンブリーの正面図であり、図９は、図７の背面斜視図である。
【００５９】
これらの図面に示したように、本発明の一実施例によるセンシングアセンブリー２００は、センシングアセンブリー本体２１０と、組立用プレート２２０と、を含む。
【００６０】
センシングアセンブリー本体２１０は、板状構造物の形態で設けられ、複数のセンシング部材を備える。前記複数のセンシング部材は、複数のバスバー２１１と、回路基板２１２と、コネクター端子２１３と、を含む。
【００６１】
複数のバスバー２１１は、銅やアルミニウムのような電気伝導性材質から構成され、バッテリーセル１１０の正極リードまたは負極リードと直接接触して電気的に接続することで、バッテリーセル１１０の電気的特性をセンシング可能にする。
【００６２】
例えば、複数のバスバー２１１は、個別的にセルカートリッジアセンブリー１００に備えられた全てのバッテリーセル１１０の正極リード１１１及び負極リード１１２に連結され、全てのバッテリーセル１１０に対して両端電圧をセンシングするように構成し得る。このような複数のバスバー２１１は、一端部が回路基板２１２に電気的に接続され得る。
【００６３】
回路基板２１２は、複数のバスバー２１１が独立的にコネクター端子２１３に接続するように構成された内部回路を備え、例えば、このような内部回路のパターンが印刷された印刷回路基板２１２の形態に具現され得る。
【００６４】
コネクター端子２１３は、バッテリーセル１１０各々の電圧を測定する外部デバイス、即ち、ＢＭＳが接続する端子である。
【００６５】
図７及び図８を参照すれば、センシングアセンブリー本体２１０の正面中央に回路基板２１２が装着される。そして、複数のバスバー２１１は、回路基板２１２を中心にして分枝構造で回路基板２１２の両方に多段に配置され得る。複数のバスバー２１１各々は、一端部が折り曲げられた形態で設けられ、前記バスバー２１１の一端部が回路基板２１２の背面から正面方向へ回路基板２１２に挿入されるように構成される。
【００６６】
このような本発明のセンシングアセンブリー本体２１０の構成によれば、配線用ケーブルが省略でき、バッテリーセル１１０のデータ送信用配線構造が非常に簡単となる。センシングアセンブリー２００を集積化することで空間効率性が増大する。
【００６７】
また、センシングアセンブリー本体２１０は、サーミスタ装着用端子２１４をさらに含み得る。サーミスタ装着用端子２１４は、バッテリーモジュール１０の外側から内側にサーミスタ（thermistor）を挟み込むように構成される。図７〜図９を参照すれば、回路基板２１２とセンシングアセンブリー本体２１０には、相互連通する貫通孔Ｐが設けられ、サーミスタ装着用端子２１４は、前記貫通孔Ｐに介され得る。即ち、回路基板２１２は、センシングアセンブリー本体２１０の正面に装着され、サーミスタ装着用端子２１４は、このような回路基板２１２とセンシングアセンブリー本体２１０の正面及び背面を貫くように設けられ得る。
【００６８】
サーミスタ（図示せず）は、バー（bar）形態で設けられ、前記サーミスタ装着用端子２１４を介してバッテリーモジュール１０の内部まで挿入され得る。前記サーミスタは、温度によって抵抗値が変わる現象を用いた半導体素子であり得る。このようなサーミスタは、大きさが小さく、速い温度変化や微小の温度変化にも測定可能であるという長所がある。
【００６９】
サーミスタによって測定されたバッテリーモジュール１０の温度情報は、バッテリーモジュール１０の外部の他のデバイスに伝達できる。例えば、サーミスタによって温度が測定されれば、測定された温度情報は、バッテリーモジュール１０の外部のＢＭＳに伝達され、バッテリーモジュール１０の制御に用いられ得る。
【００７０】
組立用プレート２２０は、複数の積層用カートリッジ１２０のボルト組立用フィンガー１２６に摺動方式で挿入され、ボルト締結される構成である。このような組立用プレート２２０は、センシングアセンブリー２００と一体で形成され、ボルト組立用フィンガー１２６の組立ガイド部１２６ａに挿入可能な形状に設けられ得る。
【００７１】
また、組立用プレート２２０は、上下方向へ貫通して形成された第２ボルト挿通孔Ｈ２を備える。組立用プレート２２０がボルト組立用フィンガー１２６の組立ガイド部１２６ａに介されたとき、第２ボルト挿通孔Ｈ２は、ボルト組立用フィンガー１２６に備えられた第１ボルト挿通孔Ｈ１と連通できる。この際、第１ボルト挿通孔Ｈ１及び第２ボルト挿通孔Ｈ２は、相互対応する直径に形成され得る。
【００７２】
続いて、センシングアセンブリー２００とセルカートリッジアセンブリー１００との締結構造についてより詳しく説明する。
【００７３】
先ず、本実施例の図２を参照すれば、セルカートリッジアセンブリー１００は、層状に配列された三つの積層用カートリッジ１２０を含む。三つの積層用カートリッジ１２０に備えられたボルト組立用フィンガー１２６は、両方コーナー領域に三つずつ総六つが構成される。これによって、組立ガイド部１２６ａも、両コーナー領域に三つずつ総六つが構成される。勿論、このような構成に本発明の権利範囲が制限されない。即ち、バッテリーセルと積層用カートリッジの積層個数を増やして本実施例のバッテリーモジュールよりも高容量のバッテリーモジュールを具現することもできる。
【００７４】
ここで、複数の積層用カートリッジ１２０のボルト組立用フィンガー１２６は、各々開口部１２５に対して前方に突出することで、層状に配列された複数の積層用カートリッジ１２０の開口部１２５、即ち、セルカートリッジアセンブリー１００の正面部は、内側へ凹んだ形態の湾入部Ｓ（図５参照）を有する。
【００７５】
センシングアセンブリー本体２１０は、板面が垂直に立てられ、前記セルカートリッジアセンブリー１００の湾入部Ｓに挟み込まれ得る。このようなセルカートリッジアセンブリー１００によれば、センシングアセンブリー本体２１０がバッテリーモジュール１０の外側へ突出しないため、周辺空間の効率性が増大し、バッテリーモジュール１０をコンパクトに具現できる。
【００７６】
そして、組立用プレート２２０は、ボルト組立用フィンガー１２６の個数に対応する個数に設けられ得る。例えば、本実施例の図２及び図７に示したように、セルカートリッジアセンブリー１００の六つのボルト組立用フィンガー１２６と対応するように六つの組立用プレート２２０が設けられ得る。但し、組立用プレート２２０の個数がボルト組立用フィンガー１２６の個数よりも少なくても差し支えない。
【００７７】
六つの組立用プレート２２０は、センシングアセンブリー本体２１０を間に置き両側面方向、即ち、センシングアセンブリー本体２１０の左右側面に各々三つずつ備えられ、各々センシングアセンブリー本体２１０の高さ方向に沿って所定間隔で離隔して配置される。そして、組立用プレート２２０は、セルカートリッジアセンブリー１００の正面部の左右側コーナー領域のボルト組立用フィンガー１２６、より正確には、各々の組立ガイド部１２６ａに一対一に対応し得る。
【００７８】
このような六つの組立用プレート２２０は、組立ガイド部１２６ａを介して六つのボルト組立用フィンガー１２６に挟み込まれ得る。この際、第１ボルト挿通孔Ｈ１及び第２ボルト挿通孔Ｈ２は、相互連通し得る。そして、前記連通した第１ボルト挿通孔Ｈ１及び第２ボルト挿通孔Ｈ２に、ショルダーボルトＢの本体を挿通させ、ショルダーボルトＢの下端部にスクリューねじを締結することで、センシングアセンブリー２００とセルカートリッジアセンブリー１００とが一体で結束できる。
【００７９】
本発明のこのような構成によれば、センシングアセンブリー２００とセルカートリッジアセンブリー１００とがより堅固に結束でき、バッテリーモジュール１０の全体が共に挙動できる。したがって、振動及び衝撃がバッテリーモジュール１０に加えられても、センシングアセンブリー２００が分離されにくい。また、スロットまたは摺動方式によってセンシングアセンブリー２００とセルカートリッジアセンブリー１００とが組み立てられることで組立の容易性に優れており、組立中における構造物損傷の恐れが少ない。
【００８０】
また、センシングアセンブリー本体２１０の両側部が、ボルト組立用フィンガー１２６によって囲まれており、バッテリーモジュール１０に外部衝撃及び振動が加えられても、センシングアセンブリー本体２１０が保護される。
【００８１】
本発明によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュール１０を一つ以上含むことができる。また、本発明によるバッテリーパックは、このようなバッテリーモジュール１０の他に、このようなバッテリーモジュール１０を収納するためのケース、バッテリーモジュール１０の充放電を制御するための各種装置、例えば、ＢＭＳ、電流センサー、ヒューズなどをさらに含み得る。
【００８２】
本発明によるバッテリーモジュール１０は、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に適用できる。即ち、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーモジュール１０を含むことができる。
【００８３】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【００８４】
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明のバッテリーモジュールに関し、特に、バッテリーモジュール、このようなバッテリーモジュールが直・並列で接続して構成されたバッテリーパック及びこのようなバッテリーモジュールによって駆動されるデバイス、例えば、電気自動車関連産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  バッテリーモジュール
１１０  バッテリーセル
１００  セルカートリッジアセンブリー
１２０  積層用カートリッジ
１２６  ボルト組立用フィンガー
１２６ａ  組立ガイド部
２００  センシングアセンブリー
２１０  センシングアセンブリー本体
２２０  組立用プレート
【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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