(57)【要約】  片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して積層される水平積層構造のバッテリーモジュールに適したＩＣＢ組立体、それを含むバッテリーモジュール、そしてその製造方法を提供する。本発明によるＩＣＢ組立体は、セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して位置するように前記セルリードを収容するＩＣＢフレーム、及び前記ＩＣＢフレームに組み立てられて前記セルリードと電気的に接続されるバスバーを含む。
2021525448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して位置するように前記セルリードを収容するＩＣＢフレームと、
前記ＩＣＢフレームに組み立てられて前記セルリードと電気的に接続されるバスバーとを含む、ＩＣＢ組立体。
【請求項２】
前記ＩＣＢフレームは、多様な形状のバスバーを別様に適用できるように形成されている、請求項１に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項３】
前記ＩＣＢフレームには、前記セルリードのうちいずれか１つのセルリードと連結されるバスバー、及び前記セルリードのうち対向するセルリード同士を連結するバスバーの少なくともいずれか１つを任意の位置に組み立て可能にする複数の段差とバスバー挿入孔が形成されている、請求項１又は２に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項４】
前記バスバーは、前記段差と前記バスバー挿入孔を通じて前記ＩＣＢフレームに組み立て可能な多様な形状のバスバーからなる群より電気的接続関係を考慮して選択したバスバーの組合せである、請求項３に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項５】
前記ＩＣＢフレームは、長さと幅を有する板状構造物であり、長手方向の中心線を基準にして両側に前記バッテリーセルが相互対向して位置するように前記バッテリーセルのセルリードを載置可能なセルリード載置部、Ｈｖターミナル載置部、及びバスバー挿入孔を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項６】
前記バスバーは、前記セルリード載置部に着脱自在に組み立てられる、請求項５に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項７】
前記セルリード載置部は、前記ＩＣＢフレームの長手方向の第１側辺及び第２側辺に沿って２か所ずつ両側に形成されており、第１セルリード載置部及び第３セルリード載置部が前記第１側辺に沿って形成され、前記第１セルリード載置部と対向する第２セルリード載置部及び前記第３セルリード載置部と対向する第４セルリード載置部が前記第２側辺に沿って形成され、
前記Ｈｖターミナル載置部は、前記第１側辺及び前記第２側辺に垂直な幅方向の第３側辺及び第４側辺の側にそれぞれ形成され、前記第３側辺側の第１Ｈｖターミナル載置部及び前記第４側辺側の第２Ｈｖターミナル載置部を含む、請求項５又は６に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項８】
前記バスバー挿入孔は、前記第３側辺から前記第１セルリード載置部の方へバスバーを挿入するための第１バスバー挿入孔と、前記第３側辺から前記第２セルリード載置部の方へ他のバスバーを挿入するための第２バスバー挿入孔と、幅方向と平行に前記ＩＣＢフレームを貫通して形成され、前記第３セルリード載置部及び前記第４セルリード載置部に同時に載置されるさらに他のバスバーを挿入するための貫通バスバー挿入孔とを含む、請求項７に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項９】
前記バスバーは、前記第１Ｈｖターミナル載置部に置かれる部分及び前記第２セルリード載置部に置かれる部分を含むＨｖターミナルバスバーと、前記第１セルリード載置部に置かれる連結用バスバーと、前記第３セルリード載置部及び前記第４セルリード載置部の上に同時に置かれる貫通バスバーとを含む、請求項８に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１０】
前記Ｈｖターミナルバスバーは前記第２バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記連結用バスバーは前記第１バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記貫通バスバーは前記貫通バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられる、請求項９に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１１】
前記バスバーは、前記第１セルリード載置部に置かれる連結用バスバーと、前記第２セルリード載置部に置かれる他の連結用バスバーと、前記第３セルリード載置部及び前記第４セルリード載置部の上に同時に置かれる貫通バスバーとを含む、請求項８に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１２】
前記連結用バスバーは前記第１バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記他の連結用バスバーは前記第２バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記貫通バスバーは前記貫通バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられる、請求項１１に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１３】
前記バスバーは、前記第２Ｈｖターミナル載置部に置かれる部分及び前記第１セルリード載置部に置かれる部分を含むＨｖ延長バスバーと、前記第２セルリード載置部に置かれる連結用バスバーと、前記第３セルリード載置部及び前記第４セルリード載置部の上に同時に置かれる貫通バスバーとを含む、請求項８に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１４】
前記Ｈｖ延長バスバーは前記第２Ｈｖターミナル載置部及び前記第１セルリード載置部に置かれて組み立てられ、前記連結用バスバーは前記第２バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記貫通バスバーは前記貫通バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられる、請求項１３に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１５】
前記ＩＣＢ組立体は、前記ＩＣＢフレームの長手方向で他のＩＣＢフレームとヒンジ構造で連結される、請求項１から１４のいずれか一項に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１６】
前記ＩＣＢフレームの側面には棒状の突出部が形成されており、長手方向に並んだ２つのＩＣＢフレームの側面の間に前記突出部が嵌められる溝を備えたジョイント部材によって連結される、請求項１５に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１７】
１つの前記ＩＣＢフレームには２つの前記バッテリーセルが載置される、請求項１から１６のいずれか一項に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１８】
前記バスバーは前記ＩＣＢフレームの上面に組み立てられる、請求項１７に記載のＩＣＢ組立体。
【請求項１９】
（ａ）セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して位置するように前記セルリードを収容するＩＣＢフレームと、前記ＩＣＢフレームに組み立てられて前記セルリードと電気的に接続されるバスバーとを含むＩＣＢ組立体を用意する段階であって、同じ形状のＩＣＢフレームにバスバーのみを変えて嵌め込んで別様に適用して多様なＩＣＢ組立体を用意する段階と、
（ｂ）前記ＩＣＢ組立体の前記ＩＣＢフレームをヒンジ構造で側面で連結して前記ＩＣＢフレームの長手方向に並べる段階と、
（ｃ）側面が連結されたＩＣＢフレームの長手方向の左右側に前記バッテリーセルを載置し、前記バッテリーセルが対向するように平面上に並べる段階であって、前記バスバー上に前記セルリードを載置して前記バッテリーセルを平面に並べる段階と、
（ｄ）並べられたバッテリーセルに対して上側から前記バスバーとセルリードとを一括溶接して前記ＩＣＢ組立体と前記バッテリーセルとを連結する段階と、
（ｅ）並べられた前記ＩＣＢフレームを前記ヒンジ構造で折り畳んで前記バッテリーセルを積層する段階と、
（ｆ）前記ＩＣＢフレームの側面に露出しているバスバーの間に追加バスバーを結合する段階とを含む、バッテリーモジュールの製造方法。
【請求項２０】
セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して位置するようにＩＣＢ組立体を介在して対向するように連結されたバッテリーセル−ＩＣＢ組立体−バッテリーセルの単位が地面から高さ方向に積層されたバッテリーモジュールであって、
それぞれのＩＣＢ組立体は、前記セルリードを収容するＩＣＢフレームと、前記ＩＣＢフレームに組み立てられて前記セルリードと電気的に接続されるバスバーとを含み、積層されたＩＣＢ組立体の間がジョイント部材で連結され、積層されたＩＣＢ組立体の側面には前記バッテリーセルの上下直列連結のための追加バスバーが結合されており、
それぞれの前記ＩＣＢ組立体のＩＣＢフレームは同じ形状であって、バスバーのみを変えて嵌め込んで別様に適用した多様な種類のＩＣＢ組立体である、バッテリーモジュール。
【請求項２１】
前記バッテリーセルは、同一極性のセルリード同士が接して並列に連結されるように積層されているバンク単位セルである、請求項２０に記載のバッテリーモジュール。
【請求項２２】
対向する２つのバッテリーセル同士は、前記ＩＣＢ組立体に組み立てられたバスバーを通じて平面上で直列に連結される、請求項２０に記載のバッテリーモジュール。
【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及びその製造方法に関し、より詳しくは、組み立てが容易であって、簡単な過程で拡張可能なバッテリーモジュールとその製造方法、及びそのようなバッテリーモジュールの製造に適用可能な部品に関する。
【０００２】
本出願は、２０１８年９月１０日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−０１０７９８５号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
製品群毎の適用性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させるという長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。
【０００４】
現在、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などの二次電池が広く使用されている。このような二次電池において、１つのバッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ〜４．５Ｖである。したがって、これよりも高い出力電圧が求められる場合、複数のバッテリーセルを直列で連結してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに求められる充放電容量に合わせて複数のバッテリーセルを並列で連結してバッテリーパックを構成することもある。したがって、バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの個数は、求められる出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定され、複数のバッテリーセルは直列／並列の多様な組合せで連結されて積層される。中大型装置のバッテリーパックには、積層が容易であって軽量であるという長所から、パウチ型バッテリーセルが多く用いられている。一般に、複数のバッテリーセルを含むバッテリーパックを構成する場合、まず複数のバッテリーセルを直列／並列で連結してバッテリーモジュールを構成し、該バッテリーモジュールにその他の構成要素を付け加えてバッテリーパックを構成する。
【０００５】
図１には、一般的なバッテリーモジュールにおいて単位セルを構成するパウチ型バッテリーセルの斜視図が示されている。
【０００６】
図１に示されたバッテリーセル１１０は、セルリード１１２が一端部に形成されている板状片方向バッテリーセルである。具体的には、バッテリーセル１１０は、金属層と樹脂層を含むラミネートシートのパウチ型ケース１２０に電極組立体１０５を収納し、例えば、熱融着によってシーリング部ＳＰを形成した構造である。セルリード１１２のうち、正の極性（＋）を帯びるものは電極組立体１０５内の正極板に連結され、負の極性（−）を帯びるものは電極組立体１０５内の負極板に連結されている。
【０００７】
バッテリーモジュールの単位セルは、このようなバッテリーセル１１０を１つ含むか、または、２つ以上のバッテリーセル１１０を直列／並列で連結したものであり得る。図２は、例えば３つのバッテリーセル１１０を並列で連結した３Ｐバンク単位セルの側面図である。
【０００８】
図２を参照すると、バッテリーセル１１０は水平に横たえられ、同一極性のセルリード１１２が上下に位置するように地面から高さ方向に積層された後、上下に位置したセルリード１１２同士が統合される。セルリード１１２は、１つの単位セル２００から一側に露出した状態になる。
【０００９】
通常、このような単位セル２００は、垂直積層構造のバッテリーモジュールを形成する。垂直積層構造のバッテリーモジュールでは、単位セル２００が垂直に立てられ、セルリード１１２が一側に集められるように並んで積層された後、１つのＩＣＢ（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｂｏａｒｄ）組立体と結合される。ＩＣＢ組立体は、ＩＣＢフレームにバスバーを備えたものであり、セルリード１１２を連結して単位セル２００の電気的接続を達成する一方、バッテリーセル１１０の充電及び放電が繰り返される間に、バッテリーセル１１０の温度に対応する電気信号及びバッテリーセル１１０の電流または電圧に対応する電気信号をバッテリー管理システム（ＢＭＳ）に伝達するために使用される。しかし、単位セル２００を水平に横たえ、２つの単位セル２００同士でセルリード１１２が対向するように積層する水平積層構造のバッテリーモジュールには、上述した垂直積層構造のバッテリーモジュールの製造方法とＩＣＢ組立体をそのまま適用し難い。
【００１０】
図３には、図２の単位セル２００を８つ用いた水平積層構造のバッテリーモジュールの一例が示されている。
【００１１】
図３を参照すると、４つの単位セル２００を水平に横たえて地面から高さ方向に積層したバッテリーセル組立体２３０の２つを、それぞれのセルリード１１２が対向するように連結してバッテリーモジュール２５０を製造しようとする構造が示されている。しかし、２つのバッテリーセル組立体２３０の間でセルリード１１２が対向する構造のため、単位セル２００の側面からの溶接は困難であって、単位セル２００の上側から溶接しなければならない。上側から溶接するためには、先に２つのバッテリーセル組立体２３０を製造し、これらの間を溶接する方法は適用できず、２つの単位セル２００を対向させて上側からセルリード１１２同士を溶接（第１層）、その上に２つの単位セル２００を対向させて積層した後、上側からセルリード１１２同士を溶接（第２層）、さらにその上に２つの単位セル２００を対向させて積層した後、上側からセルリード１１２同士を溶接（第３層）するなどの順に、積層と溶接を順次に繰り返しながら地面から高さ方向に、すなわち下方から上方に単位セル２００を組み立てなければならない。
【００１２】
このように水平積層構造のバッテリーモジュール２５０では製造工程が非常に複雑になる問題がある。さらに、Ｈｖターミナル（Ｈｖ正極／負極）の方向が水平積層構造のバッテリーモジュール２５０の上端に位置しなければならない場合であると、電気的接続を構成し難いという問題もある。
【００１３】
図４及び図５は、図３のようなバッテリーモジュール２５０で考えられる単位セル２００の配列を示した図であって、それぞれにおいて、（ａ）はバッテリーモジュール２５０を上方から眺めた図であり、（ｂ）及び（ｃ）はバッテリーモジュール２５０を側方から眺めた図である。多様な配列の中でも、図４及び図５は、特に８つの単位セル２００を互いに直列で連結した場合を示した図である。
【００１４】
まず、図４は、対向する単位セル２００の前面が全て上方に向かうように積層する場合であって、（ａ）を参照すると、対向する単位セル２００の前面が上方に向かうように置かれている。このとき、（ｂ）のように上下に置かれる単位セル２００のセルリード１１２が反対極性になるように交互に配置するか（オプション１）、または、（ｃ）のように上下に置かれる単位セル２００のセルリード１１２が同じ極性になるように配置する方法（オプション２）が可能である。
【００１５】
図５は、対向する単位セル２００の一方は裏面が上方に向かい、他方は前面が上方に向かうように積層する場合であって、（ａ）を参照すると、対向する単位セル２００のうち左側の単位セル２００は裏面が上方に向かい、右側の単位セル２００は前面が上方に向かうように置かれている。この場合には、（ｂ）のように上下に置かれる単位セル２００のセルリード１１２が同じ極性になるように配置するか（オプション３）、または、（ｃ）のように上下に置かれる単位セル２００のセルリード１１２が反対極性になるように交互に配置する方法が可能である（オプション４）。
【００１６】
このように、水平積層構造のバッテリーモジュール２５０において、８つの単位セル２００を直列で連結するために配列する方法だけでもオプション１〜オプション４の場合の数があり、特に、Ｈｖターミナルの方向がバッテリーモジュール２５０の上端に位置する場合であると、その位置までも考慮して電気的接続を構成しなければならないためさらにややこしくなる。そして、例示した直列連結の外に、他の直／並列連結を構成する場合は、その種類によって電気的接続構造が複雑になる。特に、電気的接続を構成するために各単位セル２００のセルリード１１２同士を連結するとき、その場合の数が数多くなり得る。したがって、数多い場合の数のうち最も単純且つ簡単な連結工法でバッテリーモジュールを製造する方法、そしてその方法を行うために必要なＩＣＢ組立体が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して積層される水平積層構造のバッテリーモジュールに適したＩＣＢ組立体、それを含むバッテリーモジュール、そしてその製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明によるＩＣＢ組立体は、セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して位置するように前記セルリードを収容するＩＣＢフレームと、前記ＩＣＢフレームに組み立てられて前記セルリードと電気的に接続されるバスバーとを含む。
【００２０】
前記ＩＣＢフレームは、多様な形状のバスバーを別様に適用できるように形成されている。
【００２１】
望ましくは、前記ＩＣＢフレームには、前記セルリードのうちいずれか１つのセルリードと連結されるバスバー、及び前記セルリードのうち対向するセルリード同士を連結するバスバーの少なくともいずれか１つを任意の位置に組み立て可能にする複数の段差とバスバー挿入孔が形成されている。
【００２２】
そして、前記バスバーは、前記段差とバスバー挿入孔を通じて前記ＩＣＢフレームに組み立て可能な多様な形状のバスバーからなる群より、前記バッテリーセル同士の電気的接続関係を考慮して選択したバスバーの組合せである。
【００２３】
一実施形態において、前記ＩＣＢフレームは、長さと幅を有する板状構造物であり、長手方向の中心線を基準にして両側に前記バッテリーセルが相互対向して位置するように前記バッテリーセルのセルリードを載置可能なセルリード載置部、Ｈｖターミナル載置部、及びバスバー挿入孔を含む。
【００２４】
前記バスバーは、前記セルリード載置部に着脱自在に組み立てられ得る。
【００２５】
前記セルリード載置部は、前記ＩＣＢフレームの前記長手方向の第１及び第２側辺に沿って２か所ずつ両側に形成されており、第１セルリード載置部及び第３セルリード載置部が前記第１側辺に沿って形成され、前記第１セルリード載置部と対向する第２セルリード載置部及び前記第３セルリード載置部と対向する第４セルリード載置部が前記第２側辺に沿って形成され、前記Ｈｖターミナル載置部は、前記第１及び第２側辺に垂直な前記幅方向の第３及び第４側辺の側にそれぞれ形成され、前記第３側辺側の第１Ｈｖターミナル載置部及び前記第４側辺側の第２Ｈｖターミナル載置部を含み得る。
【００２６】
前記バスバー挿入孔は、前記第３側辺から前記第１セルリード載置部の方へバスバーを挿入するための第１バスバー挿入孔と、前記第３側辺から前記第２セルリード載置部の方へ他のバスバーを挿入するための第２バスバー挿入孔と、前記幅方向と平行に前記ＩＣＢフレームを貫通して形成され、前記第３及び第４セルリード載置部に同時に載置されるさらに他のバスバーを挿入するための貫通バスバー挿入孔とを含み得る。
【００２７】
一実施形態において、一種のＩＣＢ組立体では、前記バスバーが前記第１Ｈｖターミナル載置部に置かれる部分及び前記第２セルリード載置部に置かれる部分を含むＨｖターミナルバスバーと、前記第１セルリード載置部に置かれる連結用バスバーと、前記第３及び第４セルリード載置部上に同時に置かれる貫通バスバーとを含む。前記Ｈｖターミナルバスバーは前記第２バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記連結用バスバーは前記第１バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記貫通バスバーは前記貫通バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられる。
【００２８】
一実施形態において、他の一種のＩＣＢ組立体では、前記バスバーが前記第１セルリード載置部に置かれる連結用バスバーと、前記第２セルリード載置部に置かれる他の連結用バスバーと、前記第３及び第４セルリード載置部上に同時に置かれる貫通バスバーとを含む。前記連結用バスバーは前記第１バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記他の連結用バスバーは前記第２バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記貫通バスバーは前記貫通バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられる。
【００２９】
一実施形態において、さらに他の一種のＩＣＢ組立体では、前記バスバーが前記第２Ｈｖターミナル載置部に置かれる部分及び前記第１セルリード載置部に置かれる部分を含むＨｖ延長バスバーと、前記第２セルリード載置部に置かれる連結用バスバーと、前記第３及び第４セルリード載置部上に同時に置かれる貫通バスバーとを含む。前記Ｈｖ延長バスバーは前記第２Ｈｖターミナル載置部及び前記第１セルリード載置部に置かれて組み立てられ、前記連結用バスバーは前記第２バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられ、前記貫通バスバーは前記貫通バスバー挿入孔に嵌められて組み立てられる。
【００３０】
望ましくは、前記ＩＣＢ組立体は、前記ＩＣＢフレームの長手方向で他のＩＣＢフレームとヒンジ構造で連結される。
【００３１】
例えば、前記ＩＣＢフレームの側面には棒状の突出部が形成されており、長手方向に並んだ２つのＩＣＢフレームの側面の間に前記突出部が嵌められる溝を備えたジョイント部材によって連結され得る。
【００３２】
１つの前記ＩＣＢフレームには２つの前記バッテリーセルが載置され得る。前記バスバーは、前記ＩＣＢフレームの上面に組み立てられる。
【００３３】
本発明によるバッテリーモジュールの製造方法は、本発明によるＩＣＢ組立体を用いて行われる。
【００３４】
本発明によるバッテリーモジュールの製造方法は、（ａ）セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して位置するように前記セルリードを収容するＩＣＢフレームと、前記ＩＣＢフレームに組み立てられて前記セルリードと電気的に接続されるバスバーとを含むＩＣＢ組立体を用意する段階であって、同じ形状のＩＣＢフレームにバスバーのみを変えて嵌め込んで別様に適用して多様なＩＣＢ組立体を用意する段階と、（ｂ）前記ＩＣＢ組立体の前記ＩＣＢフレームをヒンジ構造で側面で連結して前記ＩＣＢフレームの長手方向に並べる段階と、（ｃ）側面が連結されたＩＣＢフレームの長手方向の左右側に前記バッテリーセルを載置し、前記バッテリーセルが対向するように平面上に並べる段階であって、前記バスバー上に前記セルリードを載置して前記バッテリーセルを平面に並べる段階と、（ｄ）並べられたバッテリーセルに対して上側から前記バスバーとセルリードとを一括溶接して前記ＩＣＢ組立体と前記バッテリーセルとを連結する段階と、（ｅ）並べられた前記ＩＣＢフレームを前記ヒンジ構造で折り畳んで前記バッテリーセルを積層する段階と、（ｆ）前記ＩＣＢフレームの側面に露出しているバスバーの間に追加バスバーを結合する段階とを含む。
【００３５】
本発明によるバッテリーモジュールは、本発明によるＩＣＢ組立体を含む。
【００３６】
本発明によるバッテリーモジュールは、セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して位置するようにＩＣＢ組立体を介在して対向するように連結されたバッテリーセル−ＩＣＢ組立体−バッテリーセルの単位が地面から高さ方向に積層されたバッテリーモジュールであって、それぞれのＩＣＢ組立体が、前記セルリードを収容するＩＣＢフレームと、前記ＩＣＢフレームに組み立てられて前記セルリードと電気的に接続されるバスバーとを含み、積層されたＩＣＢ組立体の間がジョイント部材で連結され、積層されたＩＣＢ組立体の側面には前記バッテリーセルの上下直列連結のための追加バスバーが結合されており、それぞれの前記ＩＣＢ組立体のＩＣＢフレームは同じ形状であって、バスバーのみを変えて嵌め込んで別様に適用した多様な種類のＩＣＢ組立体である。
【００３７】
前記バッテリーセルは、同一極性のセルリード同士が接して並列に連結されるように積層されているバンク単位セルであることが望ましい。
【００３８】
そして、対向する２つのバッテリーセル同士は、前記ＩＣＢ組立体に組み立てられたバスバーを通じて平面上で直列に連結され得る。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士が対向して水平積層された構造のバッテリーモジュールに適したＩＣＢ組立体、及びそれを用いたバッテリーモジュールの製造方法が提供される。
【００４０】
本発明の一態様のＩＣＢ組立体は、セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルのセルリード同士を対向するように位置させる。したがって、片方向バッテリーセルの水平積層＋片方向バッテリーセルが対向する構造のバッテリーモジュールの製作に便利に用いることができる。本発明のＩＣＢ組立体は、従来の垂直積層構造のバッテリーモジュールに用いられるＩＣＢ組立体とは差別化される。
【００４１】
本発明の一態様のＩＣＢ組立体によれば、同じＩＣＢフレームに多様な形状のバスバーを別様に適用して組み立てることができ、より自由な構成の電気的接続が可能になる効果がある。
【００４２】
本発明の一態様によって、ＩＣＢフレームに多様な種類のバスバーを任意の位置に組み立て可能な複数の段差とバスバー挿入孔を形成することで、段差とバスバー挿入孔との任意の組合せを選択して所望の位置に所望の形状のバスバーを組み立てることができる。バスバーは、ＩＣＢフレームに形成した段差とバスバー挿入孔を通じてＩＣＢフレームに組み立て可能な多様な形状のバスバーからなる群より、所望の電気的接続関係を考慮して選択したバスバーを多様に組み合わせてＩＣＢフレームに組み立てることができる。したがって、１つのＩＣＢフレームの形状を決定しておけば、バスバーのみを変えて嵌め込みながら多様な電気的接続に使用することができる。したがって、本発明のＩＣＢ組立体は、汎用、多目的、多用途である。
【００４３】
本発明の一態様のＩＣＢ組立体を用いれば、複数のバッテリーセルを平面に並べて一括溶接し、折り畳んで積層してバッテリーモジュールを製造することができる。特に、本発明のバッテリーモジュールの製造方法によれば、片方向バッテリーセルを水平積層し、片方向バッテリーセル同士が対向する構造のバッテリーモジュールの製造段階が非常に簡単になる。
【００４４】
従来は、バッテリーセル積層及びセルリード溶接からなる段階を順次に数回繰り返して水平積層構造のバッテリーモジュールを製造したが、本発明のバッテリーモジュールの製造方法によれば、バッテリーセルを一回溶接し、一度に折り畳んで積層することができ、大量生産に非常に適している。また、本発明によれば、バッテリーセルを積層する前に、セルリードとバスバーとの溶接及びセンシングワイヤの接合を一度に完了することができる。
【００４５】
本発明の一態様のバッテリーモジュールは、本発明のＩＣＢ組立体を含むことで組み立てが非常に容易である。そして、バッテリーセル−ＩＣＢ組立体−バッテリーセルの単位をさらに付け加える簡単な過程を通じて、直列で連結されるバッテリーセルの個数を増加でき、バッテリーモジュールを自在に拡張させることができる。
【００４６】
本発明の一態様によれば、バッテリーモジュールを構成する複数のバッテリーセル同士の数多い電気的接続関係の場合の数のうち最も単純であって、工法が簡単な連結を提供することができる。バッテリーセルの積層のための積層ガイドとしてはヒンジ構造が適用でき、ＩＣＢ組立体同士の電気的接続はＩＣＢフレームの側面に追加バスバーを結合して達成することができる。
【００４７】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来のバッテリーモジュールにおいて単位セルを構成するバッテリーセルの斜視図である。
【図２】従来のバッテリーモジュールに含まれる単位セルの側面図である。
【図３】図２の単位セルを含む水平積層構造のバッテリーモジュールの一例を示した図である。
【図４】水平積層構造のバッテリーモジュールにおける単位セルの多様な配列方法を示した図である。
【図５】水平積層構造のバッテリーモジュールにおける単位セルの多様な配列方法を示した図である。
【図６】本発明の一実施形態による３Ｐ８Ｓバッテリーモジュールの電気的接続関係を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態によるＩＣＢフレームの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるＩＣＢ組立体の斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態によるＩＣＢ組立体の斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるＩＣＢ組立体の斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるＩＣＢ組立体の連結方法を説明するための図である。
【図１２】ＩＣＢ組立体の連結に用いられるジョイント部材の斜視図である。
【図１３】図１２のジョイント部材を用いてＩＣＢ組立体が連結された状態を示した図である。
【図１４】４つの図８〜図１０のＩＣＢ組立体を側面で連結して並べた状態を示した図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの製造方法において、単位セル載置段階及び上面溶接段階を説明するための図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの製造方法において、アコーディオン式折り畳み方式で単位セルを積層する段階を説明するための図である。
【図１７】図１６の方法によって単位セルが積層された状態の斜視図である。
【図１８】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの製造方法において、単位セルの直列連結を完成するためさらに必要な追加バスバーを結合する段階を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。ただし、本発明による実施形態は多くの他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施形態は、当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００５０】
本明細書及び特許請求の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。
【００５１】
したがって、本明細書に記載された実施形態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形態に過ぎず、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。
【００５２】
本発明は、組み立てが容易であって、簡単な過程で拡張可能なバッテリーモジュールの製造に用いることができる部品、それを用いたバッテリーモジュール及びその製造方法を提供する。特に、本発明は、片方向バッテリーセルの水平積層＋片方向バッテリーセルが対向する構造のバッテリーモジュールに適した新規なＩＣＢ組立体に関する。本発明を用いれば、一括溶接、一括積層が可能な新規なバッテリーモジュールの製造方法が提供される。また、簡単な過程で拡張可能なバッテリーモジュールが提供される。
【００５３】
新規なＩＣＢ組立体は、ＩＣＢフレームに電気的接続のための多様な形状のバスバーを組み立て可能なものである。電気的接続関係によっては、複数のＩＣＢフレームを用いることができる。このとき、それぞれのＩＣＢフレームの構造は同一であるが、電気的接続に応じた形状のバスバーを別様に適用すればよい。
【００５４】
このように本発明は、同じ構造のＩＣＢフレームに、異なる形状のバスバーを適用して、電気的接続関係を容易に具現できるようにすることに最大の特徴がある。
【００５５】
以下の実施形態では、３Ｐ８Ｓのバッテリーモジュールを例に挙げて本発明を説明するが、本発明がそれに限定されることはない。並列連結の増加が必要な場合は、単位セルバンク内のバッテリーセルの個数を増加させれば良い。バッテリーセル個数の増加によって単位セルが厚くなってＩＣＢ組立体を用いた積層が空間的に円滑でない場合は、スペーサを組み立てて解決することができる。
【００５６】
直列連結の増加が必要な場合は、単位セル−ＩＣＢ組立体−単位セルからなる単位を追加的に積層すれば良い。１つのＩＣＢ組立体には、単位セルが対向して２個ずつ、または、対向する単位セルを２層にして４個ずつ組み立てることができるため、ＩＣＢ組立体の個数が増加すると単位セルの個数は偶数単位で増加するようになる。
【００５７】
実施形態として、図４の（ｂ）に示されたオプション１のような配列でバッテリーモジュールを製造する例を挙げる。
【００５８】
図６は、本発明の一実施形態による３Ｐ８Ｓバッテリーモジュールの電気的接続関係を示した図である。
【００５９】
図６において、バッテリーモジュール３００は、対向する単位セル２００の前面をすべて上方に向かせて地面から高さ方向に配列して全部で４つの層で積層する場合であり、バッテリーモジュール３００の上端にＨｖターミナル［Ｈｖ正極（Ｈｖ＋）とＨｖ負極（Ｈｖ−）］を位置させた場合である。上下に置かれる単位セル２００のセルリード１１２が反対極性になるように交互に配置する。対向する単位セル２００のセルリード１１２は互いに反対極性になる。
【００６０】
バッテリーモジュール３００を構成する複数の単位セル２００の間は数多い電気的接続関係が可能である。本発明では、中でも最も単純であって工法が簡単な連結を提供する。
【００６１】
地面から高さ方向の順に第１層、第２層、第３層、第４層とすると、第１層〜第４層のそれぞれの層では対向する単位セル２００のセルリード１１２同士を、実線で示したように、平面上で直列で連結（Ｓ１１）することができる。上下に置かれる単位セル２００のセルリード１１２同士も、点線で示したように、上下に直列で連結（Ｓ１２）することができる。
【００６２】
例えば、第４層の右側単位セル２００の負極セルリード１１２は、バッテリーモジュール３００の上端のＨｖ負極（Ｈｖ−）に連結する。第４層の右側単位セル２００の正極セルリード１１２は第４層の左側単位セル２００の負極セルリード１１２に連結し、第４層の左側単位セル２００と右側単位セル２００とが平面上で直列で連結（Ｓ１１）される。第４層の左側単位セル２００の正極セルリード１１２は第３層の左側単位セル２００の負極セルリード１１２に連結し、第４層の左側単位セル２００と第３層の左側単位セル２００とが上下直列で連結（Ｓ１２）される。第３層の左側単位セル２００の正極セルリード１１２は第３層の右側単位セル２００の負極セルリード１１２に連結し、第３層の左側単位セル２００と第３層の右側単位セル２００とが平面上で直列で連結（Ｓ１１）される。第３層の右側単位セル２００の正極セルリード１１２は第２層の右側単位セル２００の負極セルリード１１２に連結し、第３層の右側単位セル２００と第２層の右側単位セル２００とが上下直列で連結（Ｓ１２）される。第２層の右側単位セル２００の正極セルリード１１２は第２層の左側単位セル２００の負極セルリード１１２に連結し、第２層の右側単位セル２００と第２層の左側単位セル２００とが平面上で直列で連結（Ｓ１１）される。第２層の左側単位セル２００の正極セルリード１１２は第１層の左側単位セル２００の負極セルリード１１２に連結し、第２層の左側単位セル２００と第１層の左側単位セル２００とが上下直列で連結（Ｓ１２）される。第１層の左側単位セル２００の正極セルリード１１２は第１層の右側単位セル２００の負極セルリード１１２に連結し、第１層の左側単位セル２００と第１層の右側単位セル２００とが平面上で直列で連結（Ｓ１１）される。第１層の右側単位セル２００の正極セルリード１１２はバッテリーモジュール３００の上端のＨｖ正極（Ｈｖ＋）に、一点鎖線で示したように、下端から上端に直列で連結（Ｓ１３）する。
【００６３】
本実施形態では、第１層〜第４層それぞれの層内の２つのセルバンク単位セル２００当り１つのＩＣＢフレームを適用してバッテリーモジュール３００を製造する実施形態を提供する。図６において、同じ層に位置する単位セル２００の間に１つのＩＣＢフレームが連結される。すなわち、各層毎にＩＣＢフレームが必要であり、該ＩＣＢフレームには単位セル２００が２つ置かれるようになる。このように２つの単位セル２００を水平方向で連結するＩＣＢフレームをタイプ１のＩＣＢフレームと称する。本実施形態では全部で８つの単位セル２００があるため、全部で４つのタイプ１のＩＣＢフレームが必要である。ＩＣＢフレームは長手方向で並んで連結され得、互いに連結されるＩＣＢフレームの形状はすべて同じである。そこに、それぞれ異なる形状のバスバーを適用することで、多様な電気的接続関係を具現することができる。例えば、１つのＩＣＢフレームにはＨｖターミナルバスバーと貫通バスバーを適用し、他のＩＣＢフレームにはＨｖ延長バスバーと貫通バスバーを適用するなど、同じ形状のＩＣＢフレームに異なる形状のバスバーを別様に適用して多様な構成のＩＣＢ組立体を製造し、それを用いてバッテリーモジュール３００を製造することができる。
【００６４】
このように本発明によるバッテリーモジュールの製造方法は、まず、同じ形状のＩＣＢフレームにバスバーのみを変えて嵌め込んで別様に適用して多様なＩＣＢ組立体を用意する段階を含む。本実施形態において、ＩＣＢ組立体は、セルリードが一端部に形成されている片方向バッテリーセルを含む単位セル２つを相互のセルリード同士が対向して位置するようにして連結することができる。直列で連結される単位セルの個数が２個ずつ増加する度にＩＣＢ組立体が１個ずつ増加する。したがって、直列で連結された単位セルの個数が４つ、６つ、８つなどに増加すると、２つ、３つ、４つなどのＩＣＢ組立体が必要となる。このとき、それぞれのＩＣＢ組立体は、同じ形状のＩＣＢフレームにバスバーのみを異なる形状に変えて用意することができる。バスバーは単位セル間の電気的接続関係を考慮して選択する。
【００６５】
ＩＣＢフレームにバスバーを適用する方法は単純組立であり得る。例えば、載置、挿入、または嵌め込みなどであり得る。バスバーは、ＩＣＢフレームに着脱自在に組み立てられる。すなわち、一度組み立てられれば永久に結合されるものではなく、必要に応じて又は修正が求められる場合、組み立て位置から取り外すことができるように組み立てられる。
【００６６】
図７は、本発明の一実施形態によるＩＣＢフレームの斜視図であって、バスバーが組み立てられていない状態のタイプ１のＩＣＢフレームを示している。
【００６７】
図７を参照すると、ＩＣＢフレーム３１０は、相互のセルリード同士が対向する片方向バッテリーセル（本実施形態では図２の単位セル２００）の間に備えられ得る。ＩＣＢフレーム３１０を基準にして両側に片方向バッテリーセルが対向して置かれるため、「中央」ＩＣＢフレームとも称する。
【００６８】
ＩＣＢフレーム３１０には、セルリード載置部Ａ１１〜Ａ１４及びＨｖターミナル載置部Ｂ１１、Ｂ１２が形成されている。ＩＣＢフレーム３１０にはバスバー挿入孔Ｃ１１〜Ｃ１３も形成されている。セルリード載置部Ａ１１〜Ａ１４及びＨｖターミナル載置部Ｂ１１、Ｂ１２は、ＩＣＢフレーム３１０に形成された段差である。
【００６９】
このように、ＩＣＢフレーム３１０は、バッテリーセルのセルリードが載置されるように、略バッテリーセルのセルリード側の側辺に該当する程度の長さＬ及びそれより狭い幅Ｗを有する略長方形の空間を占める板状構造物であって、バッテリーセルのセルリードと電気的接続のための多様な形状のバスバーを任意の位置に組み立て可能に形成されている。
【００７０】
ＩＣＢフレーム３１０の長さＬ方向の中心線を基準にして両側に片方向バッテリーセルが対向して置かれるように、セルリード載置部Ａ１１〜Ａ１４は長さＬ方向の第１及び第２側辺３１１ａ、３１１ｂに沿って２か所ずつ両側に形成されている。これにより、第１側辺３１１ａに沿って第１セルリード載置部Ａ１１及び第３セルリード載置部Ａ１３が形成され、第２側辺３１１ｂに沿って第１セルリード載置部Ａ１１と対向する第２セルリード載置部Ａ１２及び第３セルリード載置部Ａ１３と対向する第４セルリード載置部Ａ１４が形成される。
【００７１】
第１側辺３１１ａ側に形成された一側のセルリード載置部Ａ１１、Ａ１３には、例えば左側単位セルのセルリードが置かれ、第２側辺３１１ｂ側に形成された他側のセルリード載置部Ａ１２、Ａ１４には、それと対向するように他の単位セル、例えば右側単位セルのセルリードが置かれる。
【００７２】
Ｈｖターミナル載置部Ｂ１１、Ｂ１２は、長さＬ方向の側辺３１１ａ、３１１ｂに垂直な幅Ｗ方向の第３及び第４側辺３１１ｃ、３１１ｄ側にそれぞれ形成されている。第１Ｈｖターミナル載置部Ｂ１１は第３側辺３１１ｃ側に形成され、第２Ｈｖターミナル載置部Ｂ１２は第４側辺３１１ｄ側に形成される。
【００７３】
バスバー挿入孔Ｃ１１、Ｃ１２は、幅Ｗ方向の一側辺に形成され得る。例えば、第１Ｈｖターミナル載置部Ｂ１１が形成されている第３側辺３１１ｃ側に形成され得る。第１バスバー挿入孔Ｃ１１は第３側辺３１１ｃから第１セルリード載置部Ａ１１側にバスバーを挿入して組み立てるためのものであり、第２バスバー挿入孔Ｃ１２は第３側辺３１１ｃから第２セルリード載置部Ａ１２側に他のバスバーを挿入して組み立てるためのものである。
【００７４】
貫通バスバー挿入孔Ｃ１３は、幅Ｗ方向と平行にＩＣＢフレーム３１０を貫通して形成され、例えば、第１Ｈｖターミナル載置部Ｂ１１より第２Ｈｖターミナル載置部Ｂ１２に近く形成されており、第３及び第４セルリード載置部Ａ１３、Ａ１４に同時に載置されるさらに他のバスバーを組み立てるために設けられるものである。
【００７５】
図示したＩＣＢフレーム３１０は、その上面にバスバーが組み立てられる。組み立てられたバスバー上に単位セル２００のセルリード１１２が置かれるため、ＩＣＢフレーム３１０の上面で単位セル２００のセルリード１１２と電気的接続が行われる。そして、ＩＣＢフレーム３１０の上面に第１〜第４セルリード載置部Ａ１１〜Ａ１４、第１及び第２Ｈｖターミナル載置部Ｂ１１、Ｂ１２が形成されるため、ＩＣＢフレーム３１０の上面には突出した部分と陥没した部分が存在して段差が形成される。これに対し、電気的接続に用いられないＩＣＢフレーム３１０の下面は略扁平面を成し得る。このようなＩＣＢフレーム３１０はプラスチック射出物などから製造され得る。そして、ＩＣＢフレーム３１０の厚さ（地面から高さ方向への厚さ）は、単位セル２００の厚さ（地面から高さ方向への厚さ）と同様に設計され得る。単位セル２００に含まれるバッテリーセルの個数が増加し、単位セル２００が厚くなれば、それに合わせてＩＣＢフレーム３１０も厚くする。しかし、ＩＣＢフレーム３１０の厚さをそれ以上厚くすることができない場合は、ＩＣＢフレーム３１０に追加的な厚さ増加をもたらして単位セル２００の厚さと同様になるように、ＩＣＢフレーム３１０に重ねられる別途の構造物であるスペーサをさらに導入してもよい。
【００７６】
以上のように、ＩＣＢフレーム３１０には複数の段差とバスバー挿入孔Ｃ１１〜Ｃ１３が形成されている。このような段差とバスバー挿入孔は、ＩＣＢフレーム３１０に置かれるセルリードのうちいずれか１つのセルリードと連結されるバスバー、または、対向して置かれるセルリード同士を連結するバスバーなどを任意の位置に組み立て可能に設けられるものである。
【００７７】
図８〜図１０は、本発明による多様なＩＣＢ組立体を示した図である。それぞれの図において、（ａ）はＩＣＢフレームに結合されるバスバーを示し、（ｂ）はＩＣＢフレームに（ａ）のバスバーが組み立てられた状態を示している。
【００７８】
図８〜図１０を参照すると、本発明のＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３は何れも図７のＩＣＢフレーム３１０を含む。ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３は、印刷回路基板や電圧センシングのためのワイヤ部品をさらに含み得る。印刷回路基板や電圧センシングのためのワイヤ部品がこのようなＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３にさらに連結されてもよい。ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３は、ＩＣＢフレーム３１０に多様な形状のバスバーを多種に組み合わせて含む。バスバーはＩＣＢフレーム３１０に組み立てられて単位セル２００のセルリード１１２と電気的に接続される。
【００７９】
まず、図８のＩＣＢ組立体３０１は、図６の電気的接続関係で上端である第４層に使用するためのものであって、ＩＣＢフレーム３１０にバスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃが組み立てられたものである。
【００８０】
バスバー３２１ａは、Ｈｖターミナルバスバーであって、第１Ｈｖターミナル載置部Ｂ１１に置かれる部分及び第２セルリード載置部Ａ１２に置かれる部分を含んでいる。バスバー３２１ａのうち第２セルリード載置部Ａ１２に置かれる部分をＩＣＢフレーム３１０の第２バスバー挿入孔Ｃ１２に挿入して押し込めば、図８に示したように、バスバー３２１ａが第１Ｈｖターミナル載置部Ｂ１１と第２セルリード載置部Ａ１２に組み立てられる。後続工程で、バスバー３２１ａには第４層の右側単位セル２００の負極セルリード１１２が連結される。したがって、バスバー３２１ａはバッテリーモジュール３００上端のＨｖ負極（Ｈｖ−）を形成する。
【００８１】
バスバー３２１ｂは、第１セルリード載置部Ａ１１に置かれる部分を含む連結用バスバーである。バスバー３２１ｂをＩＣＢフレーム３１０の第１バスバー挿入孔Ｃ１１に挿入して押し込めば、図８に示したように、第１セルリード載置部Ａ１１に組み立てられる。
【００８２】
バスバー３２１ｃは、貫通バスバーであって、ＩＣＢフレーム３１０の貫通バスバー挿入孔Ｃ１３を通って挿入されて第３及び第４セルリード載置部Ａ１３、Ａ１４上に同時に置かれるように組み立てられる。後続工程で、バスバー３２１ｃは第３セルリード載置部Ａ１３上に置かれる単位セルのセルリードと、対向する第４セルリード載置部Ａ１４上に置かれる他の単位セルのセルリードとに同時に連結されるため、対向する２つの単位セルの間を直列で連結することができる。したがって、対向する単位セルを平面上で直列で連結する、図６の「Ｓ１１」を実現するための構成である。このようにＩＣＢ組立体３０１は、バスバー３２１ｃを通じて図６の電気的接続関係でバッテリーモジュール３００の上端、すなわち第４層にある２つの単位セル２００の間を直列で連結（Ｓ１１）し、バスバー３２１ａを通じてはバッテリーモジュール３００の上端のＨｖ負極（Ｈｖ−）を形成する部品である。
【００８３】
図９のＩＣＢ組立体３０２は、ＩＣＢフレーム３１０にバスバー３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃが組み立てられており、図７のＩＣＢフレーム３１０を平面上で１８０度回転して示したものであり、図６の電気的接続関係で中間層である第３層及び第２層に使用するための部品である。
【００８４】
バスバー３２２ａは連結用バスバーであって、ＩＣＢフレーム３１０の第１バスバー挿入孔Ｃ１１を通って挿入されて第１セルリード載置部Ａ１１に組み立てられる。バスバー３２２ｂも連結用バスバーであって、ＩＣＢフレーム３１０の第２バスバー挿入孔Ｃ１２を通って挿入されて第２セルリード載置部Ａ１２に組み立てられる。
【００８５】
図９のバスバー３２２ｃは、図８のバスバー３２１ｃと同じものである。したがって、バスバー３２２ｃは貫通バスバーであって、ＩＣＢフレーム３１０の貫通バスバー挿入孔Ｃ１３を通って挿入されて第３及び第４セルリード載置部Ａ１３、Ａ１４上に置かれる。これによって、対向する単位セルを平面上で直列で連結する、図６の「Ｓ１１」を実現する。
【００８６】
このようなＩＣＢ組立体３０２は２つが必要であり、そのうち１つはバスバー３２２ｃを通じて図６の電気的接続関係で第３層にある２つの単位セルの間を直列で連結（Ｓ１１）し、他の１つはバスバー３２２ｃを通じて図６の電気的接続関係で第２層にある２つの単位セルの間を直列で連結（Ｓ１１）するために用いられ得る。
【００８７】
図１０のＩＣＢ組立体３０３は、ＩＣＢフレーム３１０にバスバー３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃが組み立てられており、図７のＩＣＢフレーム３１０を平面上で１８０度回転して示したものであり、図６の電気的接続関係で下端である第１層に使用するための部品である。
【００８８】
バスバー３２３ａはＨｖ延長バスバーであって、バッテリーモジュール３００の上端に形成されるＨｖ正極（Ｈｖ＋）に連結するためのものである。バッテリーモジュール３００の下端から上端に直列で連結するための構成であって、後続工程で第１層の右側単位セル２００の正極セルリード１１２はバスバー３２３ａに連結されることで、図６の「Ｓ１３」を具現することができる。このようなバスバー３２３ａは、ＩＣＢフレーム３１０で第２Ｈｖターミナル載置部Ｂ１２に置かれる部分及び第１セルリード載置部Ａ１１に置かれる部分を含み、これによって第２Ｈｖターミナル載置部Ｂ１２及び第１セルリード載置部Ａ１１に置かれて組み立てられる。
【００８９】
バスバー３２３ｂは連結用バスバーであって、ＩＣＢフレーム３１０の第２バスバー挿入孔Ｃ１２を通じて第２セルリード載置部Ａ１２に組み立てられる。バスバー３２１ａ、３２２ａ、３２２ｂ、３２３ｂははすべて連結用バスバーであって、同じ形状を有し得る。
【００９０】
図１０のバスバー３２３ｃは、図８及び図９で上述したバスバー３２１ｃ、３２２ｃと同じものである。バスバー３２３ｃは、ＩＣＢフレーム３１０の貫通バスバー挿入孔Ｃ１３を通って挿入されて第３及び第４セルリード載置部Ａ１３、Ａ１４上に置かれるように組み立てられる。バスバー３２３ｃは、バスバー３２１ｃ、３２２ｃと同様に、第３セルリード載置部Ａ１３上に置かれる単位セルのセルリードと、対向する第４セルリード載置部Ａ１４上に置かれる他の単位セルのセルリードとに同時に連結されるため、対向するバッテリーセルの間を直列で連結することができる。したがって、対向する単位セルを平面上で直列で連結する、図６の「Ｓ１１」を実現する構成である。このようなＩＣＢ組立体３０３は、バスバー３２３ｃを通じて図６の電気的接続関係で最下層である第１層、すなわちバッテリーモジュール３００下端にある２つの単位セル２００の間を直列で連結（Ｓ１１）し、バスバー３２３ａを通じて第１層の右側単位セル２００の正極セルリード１１２をバッテリーモジュール３００上端のＨｖ正極（Ｈｖ＋）に直列で連結（Ｓ１３）することができる。
【００９１】
このように、バスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃは、ＩＣＢフレーム３１０に形成された段差とバスバー挿入孔Ｃ１１〜Ｃ１３を通じてＩＣＢフレーム３１０に組み立て可能な多様な形状のバスバーからなる群より、単位セル２００間の電気的接続関係を考慮して選択したバスバーの組合せである。
【００９２】
上述したように、ＩＣＢフレーム３１０に多様な種類のバスバーを任意の位置に組み立て可能な複数の段差とバスバー挿入孔Ｃ１１〜Ｃ１３を形成しておくため、段差とバスバー挿入孔Ｃ１１〜Ｃ１３との任意の組合せを選択して所望の位置に所望の形状のバスバーを組み立てることができる。バスバーは、ＩＣＢフレーム３１０に形成された段差とバスバー挿入孔Ｃ１１〜Ｃ１３を通じてＩＣＢフレーム３１０に組み立て可能な多様な形状のバスバーからなる群より備えておくことができ、その中から所望の電気的接続関係を考慮して選択したバスバー、特に本実施形態では、バスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃを多様に組み合わせてＩＣＢフレーム３１０に組み立てることができる。
【００９３】
同じＩＣＢフレーム３１０に対し、バスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃを組み合わせてＩＣＢ組立体３０１を構成し、バスバー３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃを組み合わせてＩＣＢ組立体３０２を構成し、バスバー３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃを組み合わせてＩＣＢ組立体３０３を構成する例を説明した。このように、１つのＩＣＢフレームの形状を決定しておけば、バスバーのみを変えて嵌め込みながらＩＣＢフレームを多様な電気的接続に使用することができる。したがって、本発明のＩＣＢ組立体は汎用、多目的、多用途である。
【００９４】
このような本発明のＩＣＢ組立体によれば、同じＩＣＢフレームに多様な形状のバスバーを別様に適用して組み立てることができ、より自由な構成の電気的接続が可能になる効果がある。
【００９５】
一方、図８〜図１０に示したＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３の形状は例示に過ぎず、本発明のＩＣＢ組立体がこれらと異なる形状を有し得ることは言うまでもない。本実施形態では３Ｐ８Ｓのバッテリーモジュールを例に挙げている。単位セル２００として既に３Ｐ構造を有するものを用いて並列連結を具現した場合であるため、ＩＣＢフレーム３１０のバスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃは、単位セル２００の直列連結のためのものを例に挙げた。勿論、バッテリーモジュール内の直列／連結構造によって、ＩＣＢフレームの形状、そこに組み立てられるバスバーの形状と位置が自在に変わり得ることを理解しなければならない。
【００９６】
ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３は、互いに並んでＩＣＢフレーム３１０の長さＬ方向で連結され得る。すなわち、ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３は、ＩＣＢフレーム３１０の長さＬ方向で他のＩＣＢフレーム３１０に連結され得る。例えば、図１１に示したように、ＩＣＢ組立体３０１の側面に他のＩＣＢ組立体３０２が並んで配列された後、これらの間が連結され得る。図１１には、ＩＣＢ組立体３０１のＩＣＢフレーム３１０の第４側辺３１１ｄの側面に、ＩＣＢ組立体３０２のＩＣＢフレーム３１０の第４側辺３１１ｄが並んで配列された状態が示されている。
【００９７】
このとき、図１２に示したようなジョイント部材３１５を用いることができる。ジョイント部材３１５を中心にして２つのＩＣＢフレーム３１０が回動できるように、ヒンジ構造で連結することが望ましい。そのため、ＩＣＢフレーム３１０の側面に棒状の突出部３１２を形成し、長さＬ方向に沿って並んだ２つのＩＣＢフレーム３１０の側面の間にジョイント部材３１５で連結することができる。本実施形態では、ジョイント部材３１５が略Ｈ字状であって端部４か所に溝３１６を備えている。該溝３１６にＩＣＢフレーム３１０の側面、本実施形態では第３及び第４側辺３１１ｃ、３１１ｄに形成された突出部３１２が嵌められ得る。
【００９８】
図１３は、ジョイント部材３１５を用いてＩＣＢ組立体３０１のＩＣＢフレーム３１０の側面を他のＩＣＢ組立体３０２のＩＣＢフレーム３１０の側面に長手方向で連結した状態を示した図である。
【００９９】
ＩＣＢフレーム３１０の第３及び第４側辺３１１ｃ、３１１ｄに棒状の突出部３１２を形成し、ジョイント部材３１５の溝３１６を該棒が嵌められるＣ字状に形成すれば、溝３１６の開放部分にＩＣＢフレーム３１０の突出部３１２を嵌め込んで２つのＩＣＢフレーム３１０の間を連結することができる。そして、溝３１６内で突出部３１２が回転するかまたは突出部３１２を回って溝３１６が動くことで、２つのＩＣＢフレーム３１０がジョイント部材３１５を支点にして回動することができる。
【０１００】
本実施形態では、ジョイント部材３１５の一端部の２か所に一方のＩＣＢフレーム３１０の２つの突出部３１２がそれぞれ嵌められ、他端部の２か所に他方のＩＣＢフレーム３１０の２つの突出部３１２がそれぞれ嵌められ、略Ｈ字状のジョイント部材がＩＣＢフレーム３１０の長手方向に沿って横の平面上に置かれる構成を例に挙げた。ヒンジ連結構造を実現可能なものであれば、ジョイント部材３１５及び突出部３１２の構造は示された例に限定されず、多様に構成され得る。
【０１０１】
このように、本発明によるバッテリーモジュールの製造方法は、上記のように用意した多様なＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３のＩＣＢフレーム３１０をヒンジ構造で側面連結し、ＩＣＢフレーム３１０の長さＬ方向に並べる段階を含む。
【０１０２】
図１４は、図１２に示されたジョイント部材３１５を用いてＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３の４つのＩＣＢフレーム３１０を長さＬ方向で側面連結して並べた状態を示した図である。
【０１０３】
最左側にあるＩＣＢ組立体３０１のＩＣＢフレーム３１０に対し、その隣のＩＣＢ組立体３０２のＩＣＢフレーム３１０は平面上で１８０度回転して連結される。そのＩＣＢ組立体３０２のＩＣＢフレーム３１０に対し、右側の他のＩＣＢ組立体３０２のＩＣＢフレーム３１０は平面上で１８０度回転して、ＩＣＢ組立体３０１のＩＣＢフレーム３１０と同じ方向で連結される。それに対し、最右側にあるＩＣＢ組立体３０３のＩＣＢフレーム３１０は、平面上で１８０度回転して連結される。
【０１０４】
本実施形態では、３Ｐ８Ｓのバッテリーモジュールを挙げている。１つのＩＣＢフレーム３１０に２つの単位セル２００が連結されるため、全部で８つの単位セルを連結するためには４つのＩＣＢフレーム３１０が必要であることを理解しなければならない。そして、バッテリーモジュール内の単位セルの個数に合わせて必要なＩＣＢフレームの個数が変わり得ることを分かるであろう。
【０１０５】
本発明によるバッテリーモジュールの製造方法は、以上のように側面連結されたＩＣＢ組立体を用いて単位セルを平面に並べる段階を含む。そして、並べられた単位セルを上側から一括溶接する段階を含む。
【０１０６】
図１５は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの製造方法において、単位セル載置段階及び溶接段階を説明するための図である。
【０１０７】
図１４に示されたように、必要な個数のＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３を並べてジョイント部材３１５で相互のＩＣＢフレーム３１０を側面連結した後、図１５を参照して、図２に示されたような単位セル２００のセルリード１１２をＩＣＢフレーム３１０のセルリード載置部Ａ１１〜Ａ１４に載置する。１つのＩＣＢフレーム３１０を基準にして、左右両側に単位セル２００を載置する。ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３において、ＩＣＢフレーム３１０の各セルリード載置部Ａ１１〜Ａ１４には、バスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃが組み立てられている。単位セル２００のセルリード１１２はバスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃの上に載置されるようになる。
【０１０８】
このとき、ＩＣＢフレーム３１０を基準にして対向するセルリード１１２は、図６のような電気的接続関係を具現するためのものであるため反対極性である。もし図６の電気的接続関係と異なるものを具現しようとすると、対向するセルリード１１２は同じ極性であってもよく、それによってＩＣＢフレーム３１０に結合されるバスバーの種類と形状は変わり得、それによってＩＣＢフレーム３１０の形状も変わり得ることは言うまでもない。
【０１０９】
理解を助けるため、図６の電気的接続関係で第１層〜第４層に該当する部分を図１５にも示した。全部で８つの単位セル２００が平面上に並べられ、各単位セル２００のセルリード１１２がバスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃの上に載置された後、上側から一括溶接を行って各単位セル２００のセルリード１１２とその下に置かれたバスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃとの間を連結する。これによって、ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３と単位セル２００とが連結される。溶接はレーザー溶接または超音波溶接を用い得る。電圧センシングのためのワイヤ部品をさらに含む場合、この過程でその部品も同時に溶接可能である。
【０１１０】
図１５の溶接まで終われば、貫通バスバー３２１ｃ、３２２ｃ、３２３ｃに互いに連結されて対向する単位セル２００同士は電気的に接続されるが、ＩＣＢフレーム３１０の配列方向に並んで置かれた他の単位セル２００同士の電気的接続は未だに行われていない。すなわち、図６で対向する単位セル２００のセルリード１１２同士は平面上で直列で連結（Ｓ１１）されているが、上下に置かれる単位セル２００のセルリード１１２同士が上下に直列で連結（Ｓ１２）される構成はまだ実現されていない。
【０１１１】
そこで、並んだＩＣＢフレーム３１０をヒンジ構造であるジョイント部材３１５を支点にしてジグザグに折り畳むと、単位セル２００がアコーディオン式折り畳み構造で積層される。例えば、図１６に示した方法のように折り畳まれ得る。図１６は、本発明のバッテリーモジュールの製造方法において、アコーディオン式折り畳み方式で単位セルを積層する段階を説明するための図である。
【０１１２】
図１６を参照すると、まず、（ａ）のように中央から内側に半分に折る。すなわち、２つのＩＣＢ組立体３０２の間のジョイント部材３１５を支点にして図１５の構造を半分に折る。その後、図１６の（ｂ）、（ｃ）の順に進行して完全に重ねた後、（ｄ）のように最外側にある単位セル２００を外側に折り下げる。すなわち、ＩＣＢ組立体３０１とＩＣＢ組立体３０２との間のジョイント部材３１５、及びＩＣＢ組立体３０２とＩＣＢ組立体３０３との間のジョイント部材３１５を支点にして折り下げる。すると、（ｅ）のように、逆Ｗ字状に折り畳まれながら積層され、最終的には図１７のように、第１層〜第４層の全部で４つの層が積層された構造に折り畳まれ得る。図１７には、図６の電気的接続関係での第４層が上端に置かれるように図示した。
【０１１３】
このように本発明によるバッテリーモジュールの製造方法は、ＩＣＢ組立体のバスバーにセルリードが溶接された単位セルを折り畳んで積層する段階を含む。
【０１１４】
図１８は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの製造方法において、単位セルの直列連結、具体的には上下の直列連結（Ｓ１２）及び下端から上端への直列連結（Ｓ１３）を完成するため、追加的に必要な別途の追加バスバーを結合する段階を説明するための図である。図１８において、（ａ）は追加バスバーを示し、（ｂ）は（ａ）の追加バスバーが結合された状態を示す。
【０１１５】
図１７のように積層した後、ＩＣＢフレーム３１０から側面（図示した例では左側であり、ＩＣＢフレーム３１０では第３側辺３１１ｃ側である）に露出している上下層のバスバー３２１ｂ、３２２ｂの間に追加バスバー３３０ａを結合する。結合方法としては重ねて溶接する方法を用い得る。これによって、バスバー３２１ｂ、３２２ｂの間が連結されながら、第４層の左側単位セル２００と第３層の左側単位セル２００との間が上下直列で連結（Ｓ１２）される。
【０１１６】
そして同様に、その下で側面に露出している上下層のバスバー３２２ａ、３２３ｂの間に追加バスバー３３０ｂを結合する。バスバー３２２ａ、３２３ｂの間が連結されながら、第２層の左側単位セル２００と第１層の左側単位セル２００との間が上下直列で連結（Ｓ１２）される。
【０１１７】
また同様に、その隣で側面に露出している上下層のバスバー３２２ａ、３２２ｂの間に追加バスバー３３０ｃを結合する。バスバー３２２ａ、３２２ｂの間が連結されながら、第３層の右側単位セル２００と第２層の右側単位セル２００との間が上下直列で連結（Ｓ１２）される。
【０１１８】
このように、側面で追加バスバー３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃを重ねて溶接するなどの方法で結合させれば、上下の直列連結（Ｓ１２）がすべて具現され、図１６の構造でＩＣＢフレーム３１０の配列方向に並んで置かれた他の単位セル２００同士、そして図１７の構造で積層されて上下に置かれた他の単位セル２００同士の連結がなされるようになる。
【０１１９】
ＩＣＢフレーム３１０の他側面（図示した例では右側であり、ＩＣＢフレーム３１０では第４側辺３１１ｄ側である）では、下端にバスバー３２３ａ（位置上、図面では見えない）が露出している。ここには追加バスバー３３０ｄを結合する。すると、図６の「Ｓ１３」が具現される。
【０１２０】
追加バスバー３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄの形状及び個数は、直列／並列の連結構造によって変わり得る。本実施形態において、図１８に示した３つの単純長方形状の追加バスバー３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃは、積層状態で上下に隣接する層の単位セル２００同士を連結するものである。追加バスバー３３０ａは、第４層と第３層の単位セル２００同士を連結する。追加バスバー３３０ｂは、第２層と第１層の単位セル２００同士を連結する。追加バスバー３３０ｃは、第３層と第２層の単位セル２００同士を連結する。
【０１２１】
１つの「『」状追加バスバー３３０ｄは、第１層からバッテリーモジュール３００の側面に沿って第４層に掛かるように形成され、追加バスバー３３０ｄの一側はＩＣＢ組立体３０３のバスバー３２３ａに連結されて第１層の右側単位セル２００の正極セルリード１１２と連結され、追加バスバー３３０ｄの他側は第４層のＩＣＢ組立体３０１のＨｖターミナル載置部Ｂ１２に載置されてＨｖ正極（Ｈｖ−）を形成するようになる。
【０１２２】
以上のように、本発明によるバッテリーモジュールの製造方法は、地面から高さ方向に積層された単位セル同士の上下直列連結（Ｓ１２）のため、側面から追加バスバーを結合する段階を含む。このように、追加バスバーを結合することで、図１８のような本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール３００が完成される。このバッテリーモジュール３００は、図６に図示したような電気的接続関係を有するものであり、セルリードの極性に合わせて複雑に相互を連結する必要なく、ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３を用意し、そこに単位セル２００を配列した後、一括溶接して折り畳んで積層するなどの上述したような製造方法を通じて簡単に製造される。このように本発明の実施形態によれば、８つの３Ｐバンク単位セル２００がすべて直列で連結され、３Ｐ８Ｓ電気的接続を実現した水平積層構造のバッテリーモジュールを非常に簡単な方法で製造することができる。
【０１２３】
このように本発明は、バッテリーセルの水平積層＋片方向バッテリーセルが対向する構造のバッテリーモジュールを製作するとき、２つのバッテリーセルを対向するように積層しセルリード同士を溶接、その上に２つのバッテリーセルを対向するように積層しセルリード同士を溶接、さらにその上に２つのバッテリーセルを対向するように積層しセルリード同士を溶接する従来の方法のように、積層及び溶接を順次に繰り返さなくても良いという長所がある。バッテリーセルを平面に並べて上側から一括溶接する段階、折り畳んで積層する段階、積層されたバッテリーセル同士が上下に連結されるように側面から追加バスバーを結合する段階を含んで、簡単にバッテリーモジュールを製造することができる。
【０１２４】
以上詳述したように、本発明はこのようなバッテリーモジュールの製造方法を行うための、新規な構造のＩＣＢ組立体も提案する。このようなＩＣＢ組立体は、同じ形状のＩＣＢフレームに多様な形状のバスバーを多様な組合せで嵌め込んで使用でき、ヒンジ連結構造を通じて他のＩＣＢ組立体と連結できるものであるため、連結部位を支点にしてＩＣＢ組立体を折り畳むことでＩＣＢ組立体に連結されているバッテリーセルを積層できる新規な部品である。すなわち、本発明のＩＣＢ組立体は、ヒンジ連結構造で折り畳んで積層でき、多様な電気的接続関係を具現できるように多様なバスバーを変えて嵌め込むことができる部品である。
【０１２５】
以上のように、本発明の実施形態で説明したオプション１の構造は、図１８のようなバッテリーモジュール３００として具現され、タイプ１のＩＣＢフレームにＨｖターミナルバスバー、連結用バスバー、貫通バスバー、Ｈｖ延長バスバーなどのような複数の異なる形状のバスバーを嵌め込んだ３種のＩＣＢ組立体を全部で４つ用意し、このようなＩＣＢ組立体を用いて単位セルを平面に並べてバスバーと単位セルのセルリードとを上側から一括溶接し、折り畳んで積層し、積層された単位セル同士の上下直列連結のために側面から追加バスバーを結合する方法で製造することができる。
【０１２６】
このようなバッテリーモジュール３００は、ＩＣＢ組立体３０３を通じて水平方向で互いに連結された２つの単位セル２００、ＩＣＢ組立体３０２を通じて水平方向で互いに連結された２つの単位セル２００、そしてＩＣＢ組立体３０１を通じて水平方向で互いに連結された単位セル２００が地面から高さ方向に積層され、バッテリーモジュール３００の上端にＨｖターミナル［Ｈｖ正極（Ｈｖ＋）とＨｖ負極（Ｈｖ−）］が形成されている。ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３の間はジョイント部材３１５で連結され、ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３の側面には単位セル２００の上下直列連結のための追加バスバー３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃが結合され、下端から上端を直列で連結するための追加バスバー３３０ｄもＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３の他側面に結合されている。平面上で対向する２つの単位セル２００の間は、ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３に組み立てられた貫通バスバーであるバスバー３２１ｃ、３２２ｃ、３２３ｃを通じて平面上で直列で連結され、地面から高さ方向に積層されている単位セル２００の間は、追加バスバー３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃを通じて上下直列で連結されている。ＩＣＢ組立体３０１、３０２、３０３のＩＣＢフレーム３１０は同じ形状であって、バスバー３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃのみを変えて嵌め込んで別様に適用した多様な種類のＩＣＢ組立体である。
【０１２７】
このように、本発明のＩＣＢ組立体を用いれば、複数のバッテリーセルを平面に並べて一括溶接し、折り畳んで積層してバッテリーモジュールを製造することができる。特に、ＩＣＢ組立体は、複数のバッテリーセルを電気的に接続する数多くの場合の数のうち最も簡単な連結関係を具現することができる。これを用いた本発明のバッテリーモジュールの製造方法によれば、片方向バッテリーセルを水平積層し、片方向バッテリーセル同士が対向する構造のバッテリーモジュールの製造段階が非常に簡単になる。
【０１２８】
本発明のバッテリーモジュールは、本発明のＩＣＢ組立体を含むことで組み立てが非常に容易である。そして、バッテリーセル−ＩＣＢ組立体−バッテリーセルの単位を追加してさらに含ませる簡単な過程を通じて、直列で連結されるバッテリーセルの個数を増加させることができ、バッテリーモジュールを自在に拡張可能であるという長所がある。すなわち、本発明のバッテリーモジュールは、ＩＣＢ組立体を介在して対向するように連結されたバッテリーセル−ＩＣＢ組立体−バッテリーセルの単位を地面から高さ方向で多層積層したものであるため、バッテリーセル−ＩＣＢ組立体−バッテリーセルの単位の個数を増加させれば、バッテリーモジュールを拡張させることができる。
【０１２９】
本発明によれば、バッテリーモジュールを構成する複数のバッテリーセル同士の数多い電気的接続関係の場合の数のうち最も単純であって、工法が簡単な連結を提供することができる。バッテリーセルの積層のための積層ガイドとしてはヒンジ構造が適用でき、ＩＣＢ組立体同士の電気的接続はＩＣＢフレームの側面に追加バスバーを重ねて溶接するなどで結合して達成することができる。
【０１３０】
一方、上記の実施形態では、第１層〜第４層のそれぞれの層に対し、２つのセルバンク単位セル２００当り１つのＩＣＢフレームを適用してバッテリーモジュール３００を製造する実施形態を説明したが、２つの層毎にＩＣＢフレームを提供することで、１つのＩＣＢフレームに４つの単位セル２００が置かれる実施形態も可能である。すると、２つの単位セル２００はＩＣＢフレームの上面に、残りの２つはＩＣＢフレームの下面に置かれる。このように４つの単位セル２００を連結するＩＣＢフレームをタイプ２のＩＣＢフレームと称し、タイプ１のＩＣＢフレームと区別し得る。全部で８つの単位セル２００を含むバッテリーモジュールの場合、２つのタイプ２のＩＣＢフレームが必要である。ここでもＩＣＢフレームは長手方向に並んで連結され得、互いに連結されるＩＣＢフレームの形状はすべて同一である。ここに、それぞれ異なる形状のバスバーを適用することで、多様な電気的接続関係を具現することができる。例えば、あるＩＣＢフレームにはコ字状のバスバーを適用し、他のＩＣＢフレームにはＳ字状のバスバーを適用するなど、同じ形状のＩＣＢフレームに異なる形状の多様なバスバーを適用して多様な構成のＩＣＢ組立体を形成し、これを用いてバッテリーモジュールを製造することができる。
【０１３１】
ＩＣＢフレームに連結される単位セルの個数、ＩＣＢフレームの上面と下面の全てに単位セルを連結することで、それに適したバスバー、すなわちＩＣＢフレームの上面及び下面に組み立て可能なバスバーを含むという点、そして具体的な電気的接続関係などを除き、上述した実施形態で説明したＩＣＢ組立体、バッテリーモジュールの製造方法、及びバッテリーモジュールに関するすべての事項をそのまま適用可能である。
【０１３２】
以上のように、本発明を限定された実施形態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。
【符号の説明】
【０１３３】
１０５  電極組立体
１１０  バッテリーセル
１１２  セルリード、正極セルリード、負極セルリード
１２０  パウチ型ケース
２００  単位セル、右側単位セル、左側単位セル、Ｐバンク単位セル
２３０  バッテリーセル組立体
２５０  バッテリーモジュール
３００  バッテリーモジュール
３０１  ＩＣＢ組立体
３０２  ＩＣＢ組立体
３０３  ＩＣＢ組立体
３１０  ＩＣＢフレーム
３１１ａ  第１側辺
３１１ｂ  第２側辺
３１１ｃ  第３側辺
３１１ｄ  第４側辺
３１２  突出部
３１５  ジョイント部材
３１６  溝
３２１ａ  バスバー
３２１ｂ  バスバー
３２１ｃ  貫通バスバー
３２２ａ  バスバー
３２２ｂ  バスバー
３２２ｃ  貫通バスバー
３２３ａ  バスバー
３２３ｂ  バスバー
３２３ｃ  貫通バスバー
３３０ａ  追加バスバー
３３０ｂ  追加バスバー
３３０ｃ  追加バスバー
３３０ｄ  追加バスバー
Ａ１１  第１セルリード載置部
Ａ１２  第２セルリード載置部
Ａ１３  第３セルリード載置部
Ａ１４  第４セルリード載置部
Ｂ１１  第１Ｈｖターミナル載置部
Ｂ１２  第２Ｈｖターミナル載置部
ＢＭＳ  バッテリー管理システム
Ｃ１１  第１バスバー挿入孔
Ｃ１２  第２バスバー挿入孔
Ｃ１３  貫通バスバー挿入孔
【図１】
2021525448.tif 000003
【図２】
2021525448.tif 000004
【図３】
2021525448.tif 000005
【図４】
2021525448.tif 000006
【図５】
2021525448.tif 000007
【図６】
2021525448.tif 000008
【図７】
2021525448.tif 000009
【図８（ａ）】
2021525448.tif 000010
【図８（ｂ）】
2021525448.tif 000011
【図９（ａ）】
2021525448.tif 000012
【図９（ｂ）】
2021525448.tif 000013
【図１０（ａ）】
2021525448.tif 000014
【図１０（ｂ）】
2021525448.tif 000015
【図１１】
2021525448.tif 000016
【図１２】
2021525448.tif 000017
【図１３】
2021525448.tif 000018
【図１４】
2021525448.tif 000019
【図１５】
2021525448.tif 000020
【図１６】
2021525448.tif 000021
【図１７】
2021525448.tif 000022
【図１８（ａ）】
2021525448.tif 000023
【図１８（ｂ）】
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【国際調査報告】
2021525448.tif 000025
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