(57)【要約】  本発明は、バッテリーモジュールを開示する。本発明の一面によるバッテリーモジュールは、一方向へ積層された複数個のバッテリーセルを備えるセル積層体と、前記複数個のバッテリーセルと電気的に接続し、電圧情報をセンシングするＩＣＢ組立体と、を含むバッテリーモジュールであって、前記ＩＣＢ組立体は、各々前記バッテリーセルの電極リードと接触する複数個のバスバーを備え、前記セル積層体の前方に組み立てられるフロントバスバーフレーム及び前記セル積層体の後方に組み立てられるリアバスバーフレームと、一側が前記フロントバスバーフレームに固定され、他側が前記リアバスバーフレームに固定されるように組み立てられるセンシング部材と、前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームに接続し、前記フロントバスバーフレームと前記リアバスバーフレームとの間隔を一定に維持させる少なくとも一つのブリッジプレートと、を含み得る。
2021525436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向へ積層された複数個のバッテリーセルを備えるセル積層体と、前記複数個のバッテリーセルと電気的に接続し、電圧情報をセンシングするＩＣＢ組立体と、を含むバッテリーモジュールであって、
前記ＩＣＢ組立体は、
各々前記バッテリーセルの電極リードと接触する複数個のバスバーを備え、前記セル積層体の前方に組み立てられるフロントバスバーフレーム及び前記セル積層体の後方に組み立てられるリアバスバーフレームと、
一側が前記フロントバスバーフレームに固定され、他側が前記リアバスバーフレームに固定されるように組み立てられるセンシング部材と、
前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームに接続し、前記フロントバスバーフレームと前記リアバスバーフレームとの間隔を一定に維持させる少なくとも一つのブリッジプレートと、を含むことを特徴とする、バッテリーモジュール。
【請求項２】
前記少なくとも一つのブリッジプレートは、二つのブリッジプレートであり、
前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームの両側面に一つずつ配置され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】
前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームの少なくとも一つは、両側面の上端部に前記ブリッジプレートの端部がヒンジ結合するブリッジ組立部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】
前記ブリッジ組立部は、表面から突出して形成されたヒンジ軸部を備え、前記ブリッジプレートの端部は、前記ヒンジ軸部が挿入される孔を備えることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
前記ヒンジ軸部は、前記孔を通過して前記ブリッジプレートの裏面に露出する部分が前記孔の直径よりも大きく変形加工されることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
前記ブリッジ組立部は、
前記ヒンジ軸部を軸にして前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームが前記ブリッジプレートに対して所定の角度以上に回転しないように制限するストッパ部をさらに備えることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記ストッパ部は、前記ヒンジ軸部の周りから所定の間隔で離隔した位置に設けられ、前記フロントバスバーフレームまたは前記リアバスバーフレームが前記ブリッジプレートとなす角度が９０°であるとき、前記ブリッジプレートの端部の下面に当接する第１ストッパ面を含むことを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーモジュール。
【請求項８】
前記ストッパ部は、前記第１ストッパ面に直交するように設けられ、前記フロントバスバーフレームまたは前記リアバスバーフレームが前記ブリッジプレートとなす角度が１８０°であるとき、前記ブリッジプレートの端部の上面に当接する第２ストッパ面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】
前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームは、前記電極リードが前後に通過するスリットを備え、前記スリットは、前記フロントバスバーフレームまたは前記リアバスバーフレームの下端まで切り込まれていることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１０】
前記センシング部材は、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）及びフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）のいずれか一つとして設けられることを特徴とする、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。
【請求項１１】
前記ＦＰＣまたは前記ＦＦＣは、前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームの上端面の下部に隣接して貫通して形成されたスロットを通過するように配置されることを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１２】
四角の管状であって前記セル積層体及び前記ＩＣＢ組立体を一体で収納するモジュールケースと、前記モジュールケースにおいて開放されている前方と後方を遮蔽するモジュールカバーと、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１３】
請求項１から請求項１２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。
【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、より詳しくは、エネルギー密度改善に有利なＩＣＢ組立体を適用したバッテリーモジュールに関する。
【０００２】
本出願は、２０１８年１０月１０日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−０１２０７５９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、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
最近、二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車両、ディーゼル車両などの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。
【０００４】
小型モバイル器機には、デバイス１台当たり一つまたは幾つかのバッテリーセルが使用されることに対し、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使用され、このようなバッテリーモジュールを複数数個接続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。
【０００５】
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することが望ましいので、高い集積度で積層でき、容量に比べて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使用されている。
【０００６】
このような中・大型バッテリーモジュールは、バッテリーセルを電気的に接続するのにＩＣＢ（Ｉｎｔｅｒ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｂｏａｒｄ）と指称する電装品を使用することもある。例えば、パウチ型二次電池を使用するバッテリーモジュールの場合、前記ＩＣＢが複数のバスバーを備えて、バッテリーセルの電極リードが位置した個所に組み立らされ得る。バッテリーセルは、電極リードがＩＣＢのバスバーに溶接方式などで付着されることで、直列、並列、または直列と並列とが混合された方式で電気的に接続し得る。
【０００７】
また、中・大型バッテリーモジュールは、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に備え、電圧と温度を検出してＢＭＳに伝送するためのセンシング手段をさらに含み得、最近はセンシング手段を前記ＩＣＢに統合して部品数と体積を減少させる設計方案が提案されている。
【０００８】
一例で、図１に示したように、従来技術によるＩＣＢ組立体は、セル積層体１０の前方と後方に各々組み立てられるフロントバスバーフレーム２０、リアバスバーフレーム３０及びセル積層体１０の上部を覆うトップフレーム４０から構成される。また、バッテリーセルの電圧情報をセンシングするのに使われるセンシング手段５０としてフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ，Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が前記トップフレーム４０の上面または下面に付着されるように構成される。
【０００９】
バッテリーモジュールは、このようなＩＣＢ組立体とセル積層体をモジュールケースにパッケージングすることで構成され得る。最近、前記モジュールケースとしては、エネルギー密度改善のために中空構造として四角管状のモノーフレームがよく採用されている。しかし、前述したような従来技術によるバッテリーモジュールは、次のような問題点を有している。
【００１０】
既存のＩＣＢ組立体を構成するトップフレーム４０は、セル積層体１０の上部及びＦＰＣ５０を保護する長所があるが、その厚さだけモノーフレームの中に収納できるセル積層体１０の全幅を減少させることによってバッテリーモジュールのエネルギー密度が減少する問題がある。
【００１１】
また、前記トップフレーム４０によってモノーフレームの中にセル積層体１０を収納する組立て工程において組立て許容寸法の公差を合わせにくい。即ち、モノーフレームタイプのバッテリーモジュールは、セル積層体１０とＩＣＢ組立体とを一体でモノーフレームの中に非常に稠密に収納してエネルギー密度を極大化しているが、セル積層体１０の上部にトップフレーム４０が加えられており、モノーフレームの全幅に合わせてセル積層体１０を組立て可能な組立て許容寸法の公差を合わせることがさらに難しくなり、組立て過程で歩留まりが低下するという問題がある。そこで、新しい構造のＩＣＢ組立体を適用したバッテリーモジュールの開発が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、部品数を最小化してセル積層体を支持することができ、セル積層体のエネルギー密度を高めることができるＩＣＢ組立体が適用されたバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、ＩＣＢ組立体セル積層体及びモジュールケースとの組立性に優れたバッテリーモジュールを提供することを他の目的とする。
【００１４】
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例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】
【００１５】
本発明の一面によれば、一方向へ積層された複数個のバッテリーセルを備えるセル積層体と、前記複数個のバッテリーセルと電気的に接続し、電圧情報をセンシングするＩＣＢ組立体と、を含むバッテリーモジュールであって、
【００１６】
前記ＩＣＢ組立体は、各々前記バッテリーセルの電極リードと接触する複数個のバスバーを備え、前記セル積層体の前方に組み立てられるフロントバスバーフレーム及び前記セル積層体の後方に組み立てられるリアバスバーフレームと、一側が前記フロントバスバーフレームに固定され、他側が前記リアバスバーフレームに固定されるように組み立てられるセンシング部材と、前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームに接続し、前記フロントバスバーフレームと前記リアバスバーフレームとの間隔を一定に維持させる少なくとも一つのブリッジプレートと、を含み得る。
【００１７】
前記少なくとも一つのブリッジプレートは、二つのブリッジプレートであり、前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームの両側面に一つずつ配置され得る。
【００１８】
前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームの少なくとも一つは、両側面の上端部に前記ブリッジプレートの端部がヒンジ結合するブリッジ組立部を備え得る。
【００１９】
前記ブリッジ組立部は、表面から突出して形成されたヒンジ軸部を備え、前記ブリッジプレートの端部は、前記ヒンジ軸部が挿入される孔を備え得る。
【００２０】
前記ヒンジ軸部は、前記孔を通過して前記ブリッジプレートの裏面に露出する部分が前記孔の直径よりも大きく変形加工され得る。
【００２１】
前記ブリッジ組立部は、前記ヒンジ軸部を軸にして前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームが前記ブリッジプレートに対して所定の角度以上に回転しないように制限するストッパ部をさらに備え得る。
【００２２】
前記ストッパ部は、前記ヒンジ軸部の周りから所定の間隔で離隔した位置に設けられ、前記フロントバスバーフレームまたは前記リアバスバーフレームが前記ブリッジプレートとなす角度が９０°であるとき、前記ブリッジプレートの端部の下面に当接する第１ストッパ面を含み得る。
【００２３】
前記ストッパ部は、前記第１ストッパ面に直交するように設けられ、前記フロントバスバーフレームまたは前記リアバスバーフレームが前記ブリッジプレートとなす角度が１８０°であるとき、前記ブリッジプレートの端部の上面に当接する第２ストッパ面をさらに含み得る。
【００２４】
前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームは、前記電極リードが前後に通過するスリットを備え、前記スリットは、前記フロントバスバーフレームまたは前記リアバスバーフレームの下端まで切り込まれ得る。
【００２５】
前記センシング部材は、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ，Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ，Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ）のいずれか一つとして設けられ得る。
【００２６】
前記ＦＰＣまたはＦＦＣは、前記フロントバスバーフレーム及び前記リアバスバーフレームの上端面の下部に隣接して貫通して形成されたスロットを通過するように配置され得る。
【００２７】
四角の管状であって前記セル積層体及び前記ＩＣＢ組立体を一体で収納するモジュールケースと、前記モジュールケースにおいて開放されている前方と後方を遮蔽するモジュールカバーと、をさらに含み得る。
【００２８】
本発明の他の様態によれば、前述したバッテリーモジュールを含むバッテリーパックが提供され得る。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様によれば、部品数を最小化してセル積層体を支持することができ、セル積層体のエネルギー密度を高めることができるＩＣＢ組立体が適用されたバッテリーモジュールを提供することができる。
【００３０】
また、ＩＣＢ組立体とセル積層体及びモジュールケースとの組立ての便宜性が改善されたバッテリーモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術によるバッテリーモジュールのセル積層体とバスバーフレーム組立体の概略的な結合斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの概略的な斜視図である。
【図３】図２のモジュールケースの内部に収納されるセル積層体及びＩＣＢ組立体の概略的な構成を示す結合斜視図である。
【図４】本発明の一実施例によるＩＣＢ組立体の概略的な結合斜視図である。
【図５】本発明の一実施例によるＩＣＢ組立体の概略的な分解斜視図である。
【図６】図５のＡ部分の拡大図である。
【図７】本発明の一実施例によるブリッジ組立部とブリッジプレートとの組立て過程を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施例によるブリッジ組立部とブリッジプレートとの組立て過程を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施例によるフロントバスバーフレームの回転角度制限を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施例によるフロントバスバーフレームの回転角度制限を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施例によるフロントバスバーフレームとセンシング部材との組立て構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施形態は、通常の技術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り、図面における構成要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。したがって、各構成要素の大きさや割合は、実際の大きさや割合を完全に反映することではない。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
図２は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの概略的な斜視図であり、図３は、図２のモジュールケースの内部に収納されるセル積層体とＩＣＢ組立体の概略的な構成を示す結合斜視図である。
【００３６】
これら図面を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１は、セル積層体１００、ＩＣＢ組立体２００、モジュールケース３００、モジュールカバー４００を含む。
【００３７】
先ず、セル積層体１００について説明すれば、セル積層体１００は、複数のバッテリーセル１１０の集合体であり得る。ここで、バッテリーセル１１０は、パウチ型二次電池であって、詳しく図示していないが、正極リードと負極リードとが相互に反対方向へ突出している両方向タイプのパウチ型二次電池である。
【００３８】
前記パウチ型二次電池は、電極組立体、電解質及びパウチ外装材から構成され得る。パウチ外装材は、二つのパウチで構成され得、そのうち少なくとも一つには凹んだ内部空間が形成され得る。そして、パウチの内部空間に電極組立体が収納され得る。二つのパウチの外周面にはシーリング部が備えられ、シーリング部が相互に溶着することで、電極組立体が収容された内部空間が密閉される。前記電極組立体に電極リード１１１が付着され得る。電極リード１１１の一部はパウチ外装材のシーリング部に溶着され、溶着された残りの部分はパウチ外装材の外部へ延びて露出することで二次電池の電極端子として機能できる。
【００３９】
このようなパウチ型二次電池セルが垂直方向へ立てられて水平方向へ積層されることでセル積層体１００を形成する。以下、前記二次電池セルにおいて電極リード１１１が位置した個所をセル積層体１００の前部と後部とする。
【００４０】
ＩＣＢ組立体２００は、前記セル積層体１００を形成する複数個のバッテリーセル１１０を電気的に接続してバッテリーセル１１０の電圧情報をセンシングするための構成要素であって、フロントバスバーフレーム２１０、リアバスバーフレーム２２０、センシング部材２３０及びブリッジプレート２４０を含み得る。
【００４１】
フロントバスバーフレーム２１０とリアバスバーフレーム２２０は、図３のように、各々セル積層体１００の前部と後部に配置され、前記セル積層体１００の前部と後部を支持する板状体として設けられ得る。このようなフロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０は、全面に配置される複数個のバスバーと、前記バスバーを基準でその左側及び／または右側に、電極リード１１１を通過させることができるスリット２１２と、を備え得る。
【００４２】
本実施例のスリット２１２は、フロントバスバーフレーム２１０または前記リアバスバーフレーム２２０の下端まで切り込まれた形態で設けられ、この場合、フロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０にバッテリーセル１１０の電極リード１１１を下方から上方へ挿入する方式で組み立てることも可能であり、組立性が向上できる。
【００４３】
特に、後述するが、フロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０がブリッジプレート２４０に連結されており、これら間の間隔が一定なＩＣＢ組立体２００を一体でセル積層体１００に組立てなければならない本実施例のような場合、フレームの下端まで切り込まれているスリット構造がより有用となる。
【００４４】
バッテリーセル１１０は、前記スリット２１２を通して突き出た電極リード１１１をバスバー２１１に溶接することで、前記バスバー２１１を介して電気的に接続し得る。
【００４５】
例えば、本実施例の場合、フロントバスバーフレーム２１０に配置された４個のバスバーと、リアバスバーフレーム２２０に配置された３個のバスバーを介して合計１２個のバッテリーセル１１０が二つずつ並列接続し、このように二つずつ並列接続した６束のバッテリーセル１１０が直列接続する。
【００４６】
バッテリーセル１１０は、各々束単位で同じ極性の電極リード１１１が一体でフロントバスバーフレーム２１０またはリアバスバーフレーム２２０に備えられたバスバー２１１に付着され得る。
【００４７】
図３に示したように、フロントバスバーフレーム２１０の４個のバスバー２１１のうち最左側に位置したバスバー２１１に一束のバッテリーセル１１０の正極リードが重ねられて溶接され、最右側に位置したバスバー２１１には、他の一束のバッテリーセル１１０の負極リードが重ねられて溶接される。そして、残りのフロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０のバスバー２１１の各々に、いずれか一束のバッテリーセル１１０の正極リードと隣接する他の一束のバッテリーセル１１０の負極リードとが共に溶接されることで、合計１２個のバッテリーセル１１０が二つずつ６束のバッテリーセル１１０が直列接続し得る。
【００４８】
一方、本実施例によるバッテリーモジュール１は、直列及び並列に接続した合計１２個のバッテリーセル１１０を含んでいるが、本発明の権利範囲がこれに限定されることではない。即ち、セル積層体１００を構成するバッテリーセル１１０の個数は、もちろん１２個より多いか少なく構成され得る。また、バスバー２１１の個数及び位置は、前記バッテリーセル１１０の個数によっていくらでも加減または位置変更できる。
【００４９】
センシング部材２３０は、バッテリーセル１１０が、過電圧、過電流または過発熱する場合に備えて各バッテリーセル１１０の電圧または温度をセンシングし、これをＢＭＳに伝送して問題のあるバッテリーセル１１０の充放電を制御するための手段である。
【００５０】
バッテリーセル１１０は、バスバー２１１を介して直列接続しているため、各バスバーにセンシング端子を連結して電圧をセンシングすれば、各バッテリーセル１１０の電圧が分かる。このようにセンシングしたバッテリーセル１１０の電圧値は、ＢＭＳ（図示せず）に伝送され得、ＢＭＳは、前記電圧値に基づいて非正常のバッテリーセル１１０の充放電状態を制御することができる。
【００５１】
センシング部材２３０としては、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ，Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ，Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ）またはハーネスケーブルのいずれか一つを採用することができ、これらのうち、配線が簡単であり、体積が小さくて空間自由度の増加に有利なＦＰＣまたはＦＦＣが望ましい。また、センシング部材２３０には、バッテリーセル１１０の温度測定のためのサーミスタ２３１がさらに加えられ得る。
【００５２】
本実施例において、センシング部材２３０として採用したＦＰＣ２３０は、セル積層体１００の上部でセル積層体１００の長手方向に沿って延長配置され得、その一側は、フロントバスバーフレーム２１０の上端に固定され、その他側はリアバスバーフレーム２２０の上端に固定されることで固定性が確保できる。
【００５３】
ブリッジプレート２４０は、フロントバスバーフレーム２１０とリアバスバーフレーム２２０との間隔を一定に維持させ、これらが一定の角度に回転できるように支持する役割を果たす。このようなブリッジプレート２４０は、スチール（ｓｔｅｅｌ）素材のように機械的剛性が優秀な金属ないし強化プラスチックなどから細長いプレート形態に製作され、上述した従来技術によるＩＣＢ組立体のトップフレームの代わりにする。
【００５４】
図４及び図５を参照して、本実施例によるＩＣＢ組立体２００を具体的に見れば、二つのブリッジプレート２４０がフロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０の上端部の両側面に一つずつ連結され、これらの間隔が一定に支持される。特に、二つのブリッジプレート２４０は、フロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０の上端面の下部における両側面に結合することで、本実施例のＩＣＢ組立体２００は、トップフレーム４０付きの既存のＩＣＢ組立体（図１参照）より全幅が小さい。
【００５５】
即ち、本実施例のＩＣＢ組立体２００は、トップフレーム４０を有する従来技術のＩＣＢ組立体に比べて少なくともそのトップフレーム４０の厚さだけ高さが減少する。したがって、前記トップフレーム４０が占めていた空間だけバッテリーセル１１０の全幅を増やしてモジュールケース３００の中にセル積層体１００及びＩＣＢ組立体２００を収納することができ、エネルギー密度を向上させることができる。
【００５６】
また、振動や衝撃にもフロントバスバーフレーム２１０とリアバスバーフレーム２２０との間隔がブリッジプレート２４０によって一定に維持され、ＦＰＣ２３０の破れまたは断線を防止することができる。
【００５７】
続いて、このようなＩＣＢ組立体２００を構成するフロントバスバーフレーム２１０とリアバスバーフレーム２２０とブリッジプレート２４０とのヒンジ結合構造について詳しく説明する。
【００５８】
フロントバスバーフレーム２１０とブリッジプレート２４０とのヒンジ結合構造は、リアバスバーフレーム２２０とブリッジプレート２４０のヒンジ結合構造と同一であるため、以下、フロントバスバーフレーム２１０とブリッジプレート２４０とのヒンジ結合構造の説明を以ってリアバスバーフレーム２２０とブリッジプレート２４０とのヒンジ結合構造の説明を代わりにする。
【００５９】
フロントバスバーフレーム２１０とリアバスバーフレーム２２０とは、図５及び図６に示したように、各々両側面の上端部にブリッジプレート２４０の両端部２４１を連結するためのブリッジ組立部２１３を備える。
【００６０】
前記ブリッジ組立部２１３は、表面から（−Ｙ軸方向へ）突出して形成されたヒンジ軸部２１５を備え、これに結合するブリッジプレート２４０の端部２４１は、前記ヒンジ軸部２１５が挿入され得る直径を有する孔２４３を備える。
【００６１】
図７のように、孔２４３をヒンジ軸部２１５に合わせて嵌めた後、図８のように、ヒンジ軸部２１５のヘッド部分を孔２４３の直径よりも大きく変形させてブリッジプレート２４０の端部２４１がブリッジ組立部２１３から分離されないようにする。
【００６２】
ここで、ヒンジ軸部２１５の変形加工方法としては、 鍛造加工、熱溶融加工、スピニング（ｓｐｉｎｎｉｎｇ）加工が採用され得る。本実施例の代案として、ブリッジ組立部２１３の表面に穴を開け、リベットまたはショルダーボルトを用いてブリッジプレート２４０の端部２４１をブリッジ組立部２１３に結合してもよい。
【００６３】
上述したように、フロントバスバーフレーム２１０またはリアバスバーフレーム２２０がブリッジプレート２４０とヒンジ結合することで、ＩＣＢ組立体２００がセル積層体１００に容易に組み立てられる。
【００６４】
因みに、ＩＣＢ組立体２００をセル積層体１００に組み立てるためには、バッテリーセル１１０の電極リード１１１をフロントバスバーフレーム２１０のスリット２１２及びリアバスバーフレーム２２０のスリット２１２に各々挿入し、スリット２１２から突き出た部分をバスバーの表面に溶接しなければならない。
【００６５】
この際、本実施例は、フロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０がブリッジプレート２４０に対して相手回転可能に構成されており、フロントバスバーフレーム２１０またはリアバスバーフレーム２２０を外側方向へ回転させて組立て空間を確保した上、電極リード１１１をスリット２１２に挿入可能である。参考までに、本実施例のフロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０が回転できるだけでなく、スリット２１２が各バスバーフレームの下端まで切り込まれており、電極リード１１１をスリット２１２に挿入することがさらに便利である。
【００６６】
ブリッジ組立部２１３は、第１ストッパ面２１７ａ及び第２ストッパ面２１７ｂを備えたストッパ部２１７をさらに含み得る。
【００６７】
前記ストッパ部２１７は、フロントバスバーフレーム２１０またはリアバスバーフレーム２２０がブリッジプレート２４０に対して９０°〜１８０°の角度範囲で回転可能に制限する役割を果たす。これによれば、フロントバスバーフレーム２１０またはリアバスバーフレーム２２０の過回転による呉組立またはバッテリーセル１１０の電極リード１１１の損傷を防止することができる。
【００６８】
また、図６を参照すれば、フロントバスバーフレーム２１０の側面の上端部は、一部が他の部分よりも（＋Ｙ軸方向へ）凹んだ四角面積の段差面を備える。このように凹んだ段差面の中央にヒンジ軸部２１５が位置し、前記ヒンジ軸部２１５の周りから所定の間隔で離隔した個所に第１ストッパ面２１７ａ及び第２ストッパ面２１７ｂが備えられる。前記第１ストッパ面２１７ａ及び第２ストッパ面２１７ｂは、相互に直交してヒンジ軸部２１５の周りの二つの面を囲む壁体のような形態で具現され得る。
【００６９】
このような第１ストッパ面２１７ａは、図９に示したように、フロントバスバーフレーム２１０がブリッジプレート２４０となす角度が９０°であるとき、ブリッジプレート２４０の端部２４１の下面と当接してフロントバスバーフレーム２１０がセル積層体１００に向かう内側方向へ回転できないようにする。  前述したような状態でフロントバスバーフレーム２１０は、図１０のように、外側方向だけへ回転できる。
【００７０】
前記第２ストッパ面２１７ｂは、前記第１ストッパ面２１７ａと直角をなしており、フロントバスバーフレーム２１０がブリッジプレート２４０となす角度が１８０°であるとき、ブリッジプレート２４０の端部２４１の上面に当接する。したがって、フロントバスバーフレーム２１０は、ブリッジプレート２４０に対して１８０°以上回転できない。
【００７１】
これによって、本実施例によるフロントバスバーフレーム２１０は、ブリッジプレート２４０に対して９０°〜１８０°範囲内に回転可能区間が制限される。勿論、リアバスバーフレーム２２０も同様である。
【００７２】
モジュールケース３００は、バッテリーモジュール１の外観を形成する構造物であって、例えば、押出やダイキャスト工法によって四角の管状に製作され得る。このようなモジュールケース３００の中に（図２参照）、相互に組み立てられたセル積層体１００及びＩＣＢ組立体２００を挿入して収納し得る。
【００７３】
モジュールケース３００は、寸法が、ＩＣＢ組立体２００が組み立てられたセル積層体１００を内部空間に締まりばめ方式で入れることができるほどの寸法に製作され得る。このようなモジュールケース３００の内部空間にセル積層体１００が圧迫されるため、バッテリーセル１１０の動き防止及びスウリング現象の緩和効果を奏する。モジュールケース３００の前部と後部にモジュールカバー４００が装着され得る。モジュールカバー４００は、プラスチックのような絶縁素材から製作され得、バッテリーセル１１０の電極リード１１１とバスバーが外部に露出しないように遮蔽する役割を果たす。
【００７４】
続いて、図１１を参照して、本発明の他の実施例について簡略に説明する。同じ部材符号は同じ部材を示し、同じ部材についての重複する説明は省略し、前述の実施例との相違点を中心にして説明する。
【００７５】
本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１は、前述の実施例と比較すると、ＦＰＣの固定構造に差がある。参照までに、ＦＰＣがフロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０に固定される構造は同一であるので、フロントバスバーフレーム２１０を基準にして説明する。
【００７６】
図１１を参照すれば、フロントバスバーフレーム２１０は、上端面の下方に隣接した位置に板面を貫いて形成されるスロット２１８をさらに含み得る。ＦＰＣは、前記スロット２１８を通過してフロントバスバーフレーム２１０の前後へ延びて配置され得る。
【００７７】
このような本実施例の場合、前述した実施例に比べて、ＦＰＣがスロット２１８によって拘束されており、振動や衝撃にも固定状態が安定的に維持できる。  また、ＦＰＣの位置を、フロントバスバーフレーム２１０及びリアバスバーフレーム２２０の上端面の下方へ低めることができ、モジュールケース３００に収納するとき、モジュールケース３００の内壁との摩擦によるＦＰＣ損傷を防止することができる。
【００７８】
一方、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１を一つ以上含み得る。また、本発明によるバッテリーパックは、前記バッテリーモジュール１に加え、バッテリーモジュール１を収納するためのパックケース、バッテリーモジュール１の充放電を制御するための各種装置、例えば、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサー、ヒューズなどをさらに含み得る。
【００７９】
本発明によるバッテリーパックは、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車または電力貯蔵装置（ＥＳＳ）のエネルギー源として使われることも可能である。
【００８０】
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ず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する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。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
１００  セル積層体
１１０  バッテリーセル
１１１  電極リード
２００  ＩＣＢ組立体
２１０  フロントバスバーフレーム
２１１  バスバー
２１２  スリット
２１３  ブリッジ組立部
２１５  ヒンジ軸部
２１７  ストッパ部
２１７ａ  第１ストッパ面
２１７ｂ  第２ストッパ面
２１８  スロット
２２０  リアバスバーフレーム
２３０  センシング部材
２３１  サーミスタ
２４０  ブリッジプレート
２４１  端部
２４３  孔
３００  モジュールケース
４００  モジュールカバー
【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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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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