(57)【要約】  本発明の実施例によるバスバー組立体は、フレームと、前記フレーム上に一体に備えられる複数のセンシングバスバーと、前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーを連結するように構成されるインターバスバーと、前記複数のセンシングバスバーのいずれか一つのセンシングバスバーを外部端子に連結するように構成されるターミナルバスバーとを含むことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
前記フレーム上に一体に備えられる複数のセンシングバスバーと、
前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーを連結するように構成されるインターバスバーと、
前記複数のセンシングバスバーのいずれか一つのセンシングバスバーを外部端子に連結するように構成されるターミナルバスバーとを含む、バスバー組立体。
【請求項２】
前記フレームと前記複数のセンシングバスバーは、金型の内部に前記複数のセンシングバスバーを挿入した状態で、前記金型の内部に前記フレームを構成する材料を注入するインサート射出工程によって一体に形成される、請求項１に記載のバスバー組立体。
【請求項３】
前記センシングバスバーは直線形に形成され、２個の接点を有する、請求項１又は２に記載のバスバー組立体。
【請求項４】
前記インターバスバーは直線形に形成され、前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーの接点にそれぞれ連結される２個の接点を有する、請求項３に記載のバスバー組立体。
【請求項５】
前記ターミナルバスバーは折り曲げられた形状に形成され、前記センシングバスバーの接点と前記外部端子にそれぞれ連結される２個の接点を有する、請求項３又は４に記載のバスバー組立体。
【請求項６】
前記フレームには、複数のバッテリーセルの電極リードがそれぞれ通過する複数の貫通ホールが形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバスバー組立体。
【請求項７】
前記フレームは第１タイプのフレーム及び第２タイプのフレームのいずれか一つであり、
前記第１タイプのフレームは前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーの間に２個の電極リードが一緒に通過する一つの貫通ホールを有し、
前記第２タイプのフレームは前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーの間に２個の電極リードがそれぞれ通過する２個の貫通ホールを有する、請求項６に記載のバスバー組立体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のバスバー組立体を備える、バッテリーモジュール。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のバスバー組立体を備える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】
本出願は２０１８年７月２６日付の韓国特許出願第２０１８−００８７１４９号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容はこの明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は複数のバッテリーセルを有するバッテリーモジュールに装着されて複数のバッテリーセルと電気的に連結されるバスバー組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
最近、ノートブック型コンピュータ、スマートフォン、タブレット型コンピュータのような携帯用電子機器の需要が増大するのに従い、反復的な充放電の可能な高性能二次電池に対する研究が活発に進んでいる。
【０００４】
また、携帯用電子機器のような小型装置だけではなく、自動車、ロボット、衛星のような中大型装置にも二次電池が広く用いられている。特に、化石燃料の枯渇及び環境汚染に対する関心が高くなるのに従い、ハイブリッド自動車や電気自動車に対する研究が活発に進んでいる。このようなハイブリッド自動車や電気自動車における最も核心的な部品はモーターに電力を供給するバッテリーパックである。
【０００５】
ハイブリッド自動車や電気自動車の場合、バッテリーパックから駆動力を得ることができるから、内燃機関のみ使う自動車に比べ、燃費に優れ、公害物質を排出しないか減少させることができるという利点を有する。ハイブリッド自動車や電気自動車に使われるバッテリーパックは複数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールを含み、複数のバッテリーセルが互いに直列及び／又は並列で連結されることにより、バッテリーモジュールの容量及び出力が増大する。
【０００６】
バッテリーモジュールの内部に複数のバッテリーセルが電気的に連結されるために、電極リードが互いに連結され、電極リード間の連結状態を維持するために、電極リードが互いに連結される連結部分が溶接されることができる。このようなバッテリーモジュールは複数のバッテリーセルの電圧を検出する機能を有することができ、このために、電極リード間の連結部分には、複数のバッテリーセルの電圧を検出するためのバスバーが溶接などの方式で接続されることができる。
【０００７】
このような構成において、複数のバッテリーセルから引き出される複数の電極リードは多様な形態に配置され、多様な形態に配置される複数の電極リードを連結するために、多様な形態の回路構成が要求される。
【０００８】
従来技術によれば、このような多様な形態の回路構成を具現するために、多様な形態を有する複数の部品が互いに組み合せられた形態が使われる。ところが、このような多様な形態を有する複数の部品を個別的に製作し、これを互いに組み合わせて使用する過程が複雑であるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、複数のバッテリーセルの電極リードを連結するための多様な回路構成を単純に一元化した部品を使用して具現することができるバスバー組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施例によるバスバー組立体は、フレームと、前記フレーム上に一体に備えられる複数のセンシングバスバーと、前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーを連結するように構成されるインターバスバーと、前記複数のセンシングバスバーのいずれか一つのセンシングバスバーを外部端子に連結するように構成されるターミナルバスバーとを含むことができる。
【００１１】
前記フレームと前記複数のセンシングバスバーは、金型の内部に前記複数のセンシングバスバーを挿入した状態で、前記金型の内部に前記フレームを構成する材料を注入するインサート射出工程によって一体に形成されることができる。
【００１２】
前記センシングバスバーは直線形に形成され、２個の接点を有することができる。
【００１３】
前記インターバスバーは直線形に形成され、前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーの接点にそれぞれ連結される２個の接点を有することができる。
【００１４】
前記ターミナルバスバーは折り曲げられた形状に形成され、前記センシングバスバーの接点と前記外部端子にそれぞれ連結される２個の接点を有することができる。
【００１５】
前記フレームには、複数のバッテリーセルの電極リードがそれぞれ通過する複数の貫通ホールが形成されることができる。
【００１６】
前記フレームは第１タイプのフレーム及び第２タイプのフレームのいずれか一つであり、前記第１タイプのフレームは前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーの間に２個の電極リードが一緒に通過する一つの貫通ホールを有し、前記第２タイプのフレームは前記複数のセンシングバスバーのいずれか一対のセンシングバスバーの間に２個の電極リードがそれぞれ通過する２個の貫通ホールを有することができる。
【００１７】
本発明は、バスバー組立体を備えるバッテリーモジュール、及び前記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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例によるバスバー組立体が適用されるバッテリーモジュールを概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例によるバスバー組立体に備えられる第１タイプフレーム及びセンシングバスバーを概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施例によるバスバー組立体に備えられる第２タイプフレーム及びセンシングバスバーを概略的に示す図である。
【図４】本発明の実施例によるバスバー組立体に備えられるインターバスバーを概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施例によるバスバー組立体に備えられるターミナルバスバーを概略的に示す図である。
【図６】第１タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って２並列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図７】第１タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って２並列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図８】第１タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って４並列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図９】第１タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って４並列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図１０】第１タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って６並列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図１１】第１タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って６並列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図１２】第１及び第２タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って直列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図１３】第１及び第２タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って直列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図１４】第１及び第２タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って３並列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【図１５】第１及び第２タイプフレームと、インターバスバーと、ターミナルバスバーとを使って３並列回路を構成する例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施例によるバスバー組立体について説明する。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施例によるバスバー組立体１００が適用されるバッテリーモジュールはバッテリーセル組立体２００を含む。
【００２１】
バッテリーセル組立体２００は複数のバッテリーセル２１０を含む。例えば、バッテリーセル２１０はパウチ型バッテリーセルであり得る。この場合、バッテリーセル２１０は電極組立体及び電極組立体を収容するパウチを備えることができる。電極組立体は複数の電極板（陽極板、陰極板）と複数の分離膜とを組み立てて構成することができる。電極組立体の各電極板には電極タブが備えられ、複数の電極タブが電極リード２１１と連結されることができる。電極リード２１１はパウチから外部に露出され、電極リード２１１の露出部分はバッテリーセル２１０の電極端子として機能することができる。
【００２２】
電極リード２１１は陽極リード及び陰極リードを含むことができる。複数のバッテリーセル２１０の電極リード２１１は溶接で互いに並列又は直列で連結されることができる。これにより、複数のバッテリーセル２１０が互いに電気的に連結されることができる。
【００２３】
例えば、複数の陽極リードはバッテリーセル組立体２００の前方に突出することができ、複数の陰極リードはバッテリーセル組立体２００の後方に突出することができる。このような場合、陽極リードと陰極リードとの間に干渉がない。他の例として、陽極リード及び陰極リードが一緒にバッテリーセル組立体２００の前方又は後方に突出することができる。
【００２４】
バスバー組立体１００はバッテリーセル組立体２００の前方及び後方に装着されることができる。図２〜図５に示すように、バスバー組立体１００は、フレーム１１０と、フレーム１１０に一体に設けられる複数のセンシングバスバー１２０と、複数のセンシングバスバー１２０のいずれか一対のセンシングバスバー１２０を電気的に連結するインターバスバー１３０と、複数のセンシングバスバー１２０のいずれか一つのセンシングバスバー１２０を外部端子に電気的に連結するターミナルバスバー１４０とを含むことができる。
【００２５】
フレーム１１０は、バッテリーセル組立体２００に、溶接、ボルティング、リベッティングなどの多様な方法で結合されることができる。バッテリーセル組立体２００を構成するバッテリーセル２１０の個数が同じであれば（すなわち、バッテリーセル組立体２００の前方及び後方の全体サイズが同じであれば）、複数のバッテリーセル２１０の配置形態が互いに異なる多様なタイプのバッテリーセル組立体２００に同じタイプのフレーム１１０を適用することができる。
【００２６】
本発明の実施例では、バッテリーセル組立体２００が総１２個のバッテリーセル２１０を含む構成を説明する。したがって、本発明の実施例で説明したフレーム１１０は、複数のバッテリーセル２１０が配置される構成が変更されても総１２個のバッテリーセル２１０を有するバッテリーセル組立体２００に適用することができる。
【００２７】
ただ、本発明はバッテリーセル２１０の個数に限定されなく、バッテリーセル２１０の個数（すなわち、バッテリーセル組立体２００の前方及び後方のサイズ）に合わせて、本発明の実施例と同様な原理でフレーム１１０を構成して多様なバッテリーセル組立体２００に適用することができる。
【００２８】
フレーム１１０は２種のフレーム１１１、１１２のいずれか１種のフレームであり得る。２種のフレーム１１０は複数のバッテリーセル２１０の配置形態によって区分されることができる。例えば、バッテリーモジュールが、相異なる極性を有する電極リード２１１がバッテリーセル組立体２００の前方及び後方にそれぞれ別個に突出する構造を有するか、又は相異なる極性を有する電極リード２１１がバッテリーセル組立体２００の前方及び後方に一緒に突出する構造を有するかによって、２種のフレーム１１０が区分されることができる。
【００２９】
２種のフレーム１１０は、図２に示す第１タイプフレーム１１１と、図３に示す第２タイプフレーム１１２とを含む。
【００３０】
第１タイプフレーム１１１と複数のセンシングバスバー１２０は一体に形成されることができる。例えば、金型の内部に複数のセンシングバスバー１２０を挿入した状態で、金型の内部に第１タイプフレーム１１１を構成する材料を注入するインサート射出工程によって第１タイプフレーム１１１と複数のセンシングバスバー１２０を一体に形成することができる。第１タイプフレーム１１１には複数の貫通ホール１１３が形成されることができる。複数の貫通ホール１１３を通してバッテリーセル２１０の電極リード２１１が外部に露出されることができる。複数の貫通ホール１１３はインサート射出工程によって第１タイプフレーム１１１の残り部分と同時に形成されることができる。例えば、第１タイプフレーム１１１は、二つの電極リード２１１が貫通ホール１１３を通して一緒に露出される構成に適用することができる。
【００３１】
第１タイプフレーム１１１と同様に、第２タイプフレーム１１２と複数のセンシングバスバー１２０は一体に形成されることができる。例えば、金型の内部に複数のセンシングバスバー１２０を挿入した状態で、金型の内部に第２タイプフレーム１１２を構成する材料を注入するインサート射出工程によって第２タイプフレーム１１２と複数のセンシングバスバー１２０を一体に形成することができる。第２タイプフレーム１１２には複数の貫通ホール１１５、１１６が形成されることができる。複数のセンシングバスバー１２０の中で一対のセンシングバスバー１２０の間には一対の貫通ホール１１５、１１６が形成される。一対の貫通ホール１１５、１１６は分離部１１４によって互いに離隔するように形成されることができる。一対の貫通ホール１１５、１１６を通して二つの電極リード２１１がそれぞれ外部に露出されることができる。複数の貫通ホール１１５、１１６及び分離部１１４はインサート射出工程によって第２タイプフレーム１１２の残り部分と同時に形成されることができる。第２タイプフレーム１１２の場合、二つの電極リード２１１が一対の貫通ホール１１５、１１６を通してそれぞれ露出され、分離部１１４によって互いに分離されるので、二つの電極リード２１１が互いに接触しないことができる。よって、第２タイプフレーム１１２は複数の電極リード２１１の中で二つの電極リード２１１が互いに接触してはいけない場合に適用することができる。
【００３２】
センシングバスバー１２０は直線形に形成されることができる。センシングバスバー１２０はそれぞれ二つの接点１２１を有することができる。複数のセンシングバスバー１２０のいずれか一対のセンシングバスバー１２０の接点１２１にはインターバスバー１３０が溶接などによって連結されることができ、これにより、一対のセンシングバスバー１２０がインターバスバー１３０を介して互いに電気的に連結されることができる。また、複数のセンシングバスバー１２０の中で最外殻に配置されたセンシングバスバー１２０のいずれか一つの接点１２１にはターミナルバスバー１４０が連結されることができ、これにより、センシングバスバー１２０が外部端子と電気的に連結されることができる。
【００３３】
図４に示すように、インターバスバー１３０は直線形に形成されることができる。インターバスバー１３０は２個のセンシングバスバー１２０を互いに連結することができる長さを有することができる。インターバスバー１３０は２個の接点１３１を有することができ、２個の接点１３１は２個のセンシングバスバー１２０の接点１２１にそれぞれ溶接などによって連結されることができる。
【００３４】
図５に示すように、ターミナルバスバー１４０は略Ｌ字形に折り曲げられた形状を有することができる。ターミナルバスバー１４０はセンシングバスバー１２０を外部端子に連結することができる長さを有することができる。ターミナルバスバー１４０は２個の接点１４１を有することができ、２個の接点１４１のいずれか一方はセンシングバスバー１２０の接点１２１に溶接などによって連結されることができ、他方は外部端子に溶接などによって連結されることができる。これにより、ターミナルバスバー１４０を介してセンシングバスバー１２０を外部端子に電気的に連結することができる。
【００３５】
本発明の実施例によれば、バスバー組立体１００が、２種のフレーム１１１、１１２と、１種のインターバスバー１３０と、１種のターミナルバスバー１４０とからなり、これらの部品を使用して多様な形態の回路構成を簡単に具現することができる。
【００３６】
例えば、図６に示すように、バッテリーセル組立体２００の前方側に第１タイプフレーム１１１を配置し、図７に示すように、バッテリーセル組立体２００の後方側に第１タイプフレーム１１１を配置した後、インターバスバー１３０及びターミナルバスバー１４０をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結し、電極リード２１１をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結することにより、２並列回路を構成することができる。ここで、２並列回路は１２個のバッテリーセル２１０の中でそれぞれ６個のバッテリーセル２１０が直列で連結されてなる２グループのバッテリーセル２１０が並列で連結された回路である。
【００３７】
そして、図８に示すように、バッテリーセル組立体２００の前方側に第１タイプフレーム１１１を配置し、図９に示すように、バッテリーセル組立体２００の後方側に第１タイプフレーム１１１を配置した後、インターバスバー１３０及びターミナルバスバー１４０をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結し、電極リード２１１をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結することにより、４並列回路を構成することができる。ここで、４並列回路は１２個のバッテリーセル２１０の中でそれぞれ３個のバッテリーセル２１０が直列で連結されてなる４グループのバッテリーセル２１０が並列で連結された回路である。
【００３８】
そして、図１０に示すように、バッテリーセル組立体２００の前方側に第１タイプフレーム１１１を配置し、図１１に示すように、バッテリーセル組立体２００の後方側に第１タイプフレーム１１１を配置した後、インターバスバー１３０及びターミナルバスバー１４０をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結し、電極リード２１１をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結することにより、６並列回路を構成することができる。ここで、６並列回路は１２個のバッテリーセル２１０の中でそれぞれ２個のバッテリーセル２１０が直列で連結されてなる６グループのバッテリーセル２１０が並列で連結された回路である。
【００３９】
そして、図１２に示すように、バッテリーセル組立体２００の前方側に第２タイプフレーム１１２を配置し、図１３に示すように、バッテリーセル組立体２００の後方側に第１タイプフレーム１１１を配置した後、インターバスバー１３０及びターミナルバスバー１４０をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結し、電極リード２１１をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結することにより、直列回路を構成することができる。ここで、直列回路は１２個のバッテリーセル２１０が直列で連結された回路である。
【００４０】
そして、図１４に示すように、バッテリーセル組立体２００の前方側に第２タイプフレーム１１２を配置し、図１５に示すように、バッテリーセル組立体２００の後方側に第１タイプフレーム１１１を配置した後、インターバスバー１３０及びターミナルバスバー１４０をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結し、電極リード２１１をセンシングバスバー１２０にそれぞれ連結することにより、３並列回路を構成することができる。ここで、３並列回路は１２個のバッテリーセル２１０の中でそれぞれ４個のバッテリーセル２１０が直列で連結されてなる３グループのバッテリーセル２１０が並列で連結された回路である。
【００４１】
このように、本発明の実施例によれば、バスバー組立体１００が、２種のフレーム１１１、１１２のいずれか１種のフレームと、１種のインターバスバー１３０と、１種のターミナルバスバー１４０とから構成されることができ、これらの部品を使用して多様な形態の回路構成を具現することができる。よって、多様な形態の回路構成を具現するために、多様な形態を有する複数の部品を組み合わせて使用する場合に比べ、構成を単純化することができ、構成の単純化によって費用を節減することができる。また、このような部品の一元化によって各該当部品の開発による資源及び費用を節減することができる。
【００４２】
本発明の好適な実施例を例示的に説明したが、本発明の範囲はこのような特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範疇内で適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の実施例によれば、バスバー組立体を２種のフレームのいずれか１種のフレームと、１種のインターバスバーと、１種のターミナルバスバーとによって構成することができ、これらの部品を使用して多様な形態の回路構成を具現することができる。よって、多様な形態の回路構成を具現するために、多様な形態を有する複数の部品を組み合わせて使用する場合に比べ、構成を単純化することができ、構成の単純化によって費用を節減することができる。また、このような部品の一元化によって各該当部品の開発による資源及び費用を節減することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００    バスバー組立体
２００    バッテリーセル組立体
１１０    フレーム
１２０    センシングバスバー
１３０    インターバスバー
１４０    ターミナルバスバー
【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】
2021506082.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2021506082.tif 000017
【国際調査報告】
2021506082.tif 000018
2021506082.tif 000019
2021506082.tif 000020
2021506082.tif 000021