(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードを付着したセルが配列されているセルアセンブリーと、
前記リードと接触可能に対向して配置されるターミナルバスバーと、
前記セルアセンブリーに結合するカバープレートによって加圧され、前記リードと前記ターミナルバスバーとの間に弾性力を加えるばね部材と、
前記リード及び前記ターミナルバスバーの少なくとも一方に配置され、前記リードと前記ターミナルバスバーとを相互密着させる磁気力を提供するマグネットと、
を含み、
前記カバープレートが外郭方向に変位した場合に、前記ばね部材が弾性復元により前記リードと前記ターミナルバスバーとを分離する、バッテリーモジュール。
【請求項２】
前記マグネットは、前記リードの内側面に配置され、
前記ターミナルバスバーの外面には、前記マグネットとの磁気的相互作用が可能な鉄片部材が前記マグネットに対向して配置されてい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】
前記カバープレートと前記ターミナルバスバーとの間に介在する絶縁カバーであって、前記ばね部材及び前記鉄片部材を支持する絶縁カバーをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記ばね部材が、前記ターミナルバスバーの外面に密着可能な支持部材の両側に各々設けられた第１ばね及び第２ばねを含み、
前記第１ばねが、前記絶縁カバー内に収容され、前記第２ばねが、前記ターミナルバスバーを貫くように配置され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】
前記ばね部材が、前記鉄片部材を中心に対称に配置されてい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。
【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、複数のセルが集合しており、本体の一側に過充電防止構造が設けられているバッテリーモジュールに関する。
【０００２】
本出願は、２０１６年２月５日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−００１５１５５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】
【０００３】
通常、バッテリーモジュールは、複数のセルが直列及び／または並列連結によって集合した構造として形成される。このようなバッテリーモジュールは、通常、複数のセルが一方向へ配列されて積層されたセルアセンブリーと、前記セルアセンブリーを囲むエンドプレートを有するカバー部材と、を備えた構造として製作される。
【０００４】
ところが、バッテリーモジュールは、過充電時、セルにスウェリング（Ｓｗｅｌｌｉｎｇ）が発生してモジュールの幅方向における両端のエンドプレートがモジュールの外方へ膨らんで膨張する変形が発生する。また、バッテリーモジュールの長手方向における両端側のエンドプレートは、過充電時にセルで発生する多量のガスによるガス圧が加えられ、圧迫される現象が発生する。
【０００５】
バッテリーモジュールについての過充電防止技術に係わり、韓国登録特許第１０−１５００２２２号公報には、セルのスウェリング時に膨張するセルが流体パウチを加圧し、内側空間の流体がセルの膨張圧によってキャプ部を押して通路を開放することで流体が外側空間へ移動して切削部を進出させ、切削部の切削刃がリードタブとバスバーとの溶接点を破断することで、電気的接続を遮断するモジュール構造が開示されている。
【０００６】
また、韓国登録特許第１０−０８８１６４１号公報には、電気的接続部材が電池セルの臨界値以上に膨張するとき、前記電池セルの物理的変化によって機械的に断電するように構成されており、前記電気的接続部材は、バスバー、ワイヤまたはケーブルであり、電池セルの体積膨張時に機械的に断電する前記電気的接続部材の部位は、電極端子とバスバーまたはワイヤとの接続部位、ケーブルと前記ケーブルが連結されるタブ端子との接続部位、またはケーブル中間の連結部であることを特徴とする中・大型電池パックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１５００２２２号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１０−０８８１６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、セルのスウェリング時、より効率的かつ簡便な器具的な分離作用によってセルリードとバスバーとの電気的接続を遮断して過充電を防止することができる構造を有す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】
【０００９】
上記の課題を達成するため、本発明は、リードを付着したセルが配列されているセルアセンブリーと、前記リードと接触可能に対向して配置されるターミナルバスバーと、前記セルアセンブリーに結合するカバープレートによって加圧され、前記リードと前記ターミナルバスバーとの間に弾性力を加えるばね部材と、前記リード及び前記ターミナルバスバーの少なくとも一方に配置され、前記リードと前記ターミナルバスバーとを相互密着させる磁気力を提供するマグネットと、を含むバッテリーモジュールを提供する。
【００１０】
前記マグネットは、前記リードの内側面に配置され、前記ターミナルバスバーの外面には、前記マグネットとの磁気的相互作用が可能な鉄片部材が前記マグネットに対向して配置されることが望ましい。
【００１１】
本発明は、前記カバープレートと前記ターミナルバスバーとの間に介在する絶縁カバーであって、前記ばね部材及び前記鉄片部材を支持する絶縁カバーをさらに含み得る。
【００１２】
前記ばね部材は、前記ターミナルバスバーの外面に密着可能な支持部材の両側に各々設けられた第１ばね及び第２ばねを含み、前記第１ばねは、前記絶縁カバー内に収容され、前記第２ばねは、前記ターミナルバスバーを貫くように配置され得る。
【００１３】
前記ばね部材は、前記鉄片部材を中心に対称に配置されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、制御装置の誤作動時にもセルのスウェリングを用いてばね部材及びマグネットによる締結を解除することで、セルリードとターミナルバスバーとの接触を簡便かつ信頼性よく分離し、過充電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
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例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。
【００１６】
【図１】本発明の望ましい実施例によるバッテリーモジュールの構成を示した斜視図である。
【図２】図１からカバープレートが分離した状態を示した斜視図である。
【図３】本発明の望ましい実施例によるバッテリーモジュールに備えられるばね部材及びマグネットを示した断面図である。
【図４】図３におけるばね部材の構成を詳しく示した斜視図である。
【図５】本発明の望ましい実施例によるバッテリーモジュールの電気的接続状態を示した側面図である。
【図６】本発明の望ましい実施例によるバッテリーモジュールの電気的分離状態を示した側面図である
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の望ましい実施例によるバッテリーモジュールの構成を示した一部の分解斜視図であり、図２は、図１からカバープレートが分離した状態を示す斜視図である。
【００１８】
図１及び図２を参照すれば、本発明の望ましい実施例によるバッテリーモジュールは、セルアセンブリー１００、セルアセンブリー１００の外面を覆うカバープレート１０１、カバープレート１０１の結合時、弾性力及び磁気力を各々提供するばね部材１０４及びマグネット１０７を含む。
【００１９】
セルアセンブリー１００をなす各々のセルは、薄板状の本体を有するものであって、望ましくはパウチ型二次電池によって構成される。複数のセルは、セルアセンブリー１００の一方向に配列され、実質的に積層構造をなす。
【００２０】
セルアセンブリー１００の少なくとも一端部には、ターミナルバスバー１１１が設けられ、セルに付着したリード１１０と電気的に接続する。図３に示したように、リード１１０とターミナルバスバー１１１とは実質的に対向するように配置され、カバープレート１０１の結合時に加えられるばね部材１０４の弾性力とマグネット１０７の磁気力によって相互密着する。
【００２１】
カバープレート１０１は、セルアセンブリー１００の最外側を覆うように配置され、セルを保護及び固定する。カバープレート１０１は、セルアセンブリー１００に機械的剛性を提供し、外部の衝撃などからセルアセンブリー１００を保護する役割を果たす。カバープレート１０１をセルアセンブリー１００の最外側に結合及び固定するための手段としては、ボルトや溝／突起構造のような通常の締結手段が採用できる。
【００２２】
ばね部材１０４は、カバープレート１０１によって加圧され、リード１１０とターミナルバスバー１１１との間に弾性力を加えることで、リード１１０とターミナルバスバー１１１とを相互強く密着させる作用をする。後述する磁気力を中心に均衡的な弾性力を提供するために、ばね部材１０４は鉄片部材１０５を中心に上下対称になるように配置することが望ましい。
【００２３】
図４に示したように、ばね部材１０４は、ターミナルバスバー１１１の外面に密着可能な支持部材１０３と、支持部材１０３の両突出部に各々嵌合する第１ばね１０４ａ及び第２ばね１０４ｂを含む。第１ばね１０４ａは、所定形状の絶縁カバー１０２の内に収容され、第２ばね１０４ｂは、望ましくはターミナルバスバー１１１を貫くように配置される。
【００２４】
マグネット１０７は、リード１１０の内側面に配置され、リード１１０とターミナルバスバー１１１とをさらに密に密着するための磁気力を提供する。ここで、ターミナルバスバー１１１の外面には、マグネット１０７との磁気的相互作用が可能な所定形状の鉄片部材１０５がマグネット１０７と対向するように配置される。鉄片部材１０５は、ブロック形態または薄板形態からなる。
【００２５】
セルアセンブリー１００へのカバープレート１０１の結合時、マグネット１０７と鉄片部材１０５との間には互いに引っ張る方向へ磁気力が作用し、リード１１０とターミナルバスバー１１１とをさらに強く密着させるように作用する。
【００２６】
カバープレート１０１とターミナルバスバー１１１との間には、ばね部材１０４及び鉄片部材１０５を支持する絶縁カバー１０２を備えることが望ましい。
【００２７】
図５及び図６には、本発明の望ましい実施例によるバッテリーモジュールの電気的接続状態および分離状態が各々示されている。
【００２８】
図５に示したように、カバープレート１０１が結合した状態では、前述のようにばね部材１０４が圧縮されてターミナルバスバー１１１に弾性力を加え、これとともにマグネット１０７と鉄片部材１０５との間に引力が作用するため、ターミナルバスバー１１１とリード１１０とが相互密着して電気的接続状態を維持する。
【００２９】
一方、過充電などによってセルアセンブリー１００が膨脹し、図６に示したようにカバープレート１０１の外郭方向に変位が発生したときは、ばね部材１０４が弾性復元されながらターミナルバスバー１１１とリード１１０とがマグネット１０７と鉄片部材１０５との引力を超えて分離され、電気的接続が遮断される。この過程で、ターミナルバスバー１１１は、第２ばね１０４ｂと連動してリード１１０から分離されることが望ましい。
【００３０】
前記のような構成を有する本発明の望ましい実施例によるバッテリーモジュールは、セルの過充電などによってスウェリングが発生したとき、電気的遮断のための制御装置に誤作動が発生しても、スウェリングによる変位を用いてばね部材１０４及びマグネット１０７による締結力を解除することで、リード１１０とターミナルバスバー１１１との接触を信頼性よく分離して過充電を防止することができる。
【００３１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明を適用する場合、セルリードとターミナルバスバーとの接触を信頼性よく分離して過充電を防止することで、バッテリーモジュールの安全性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１００  セルアセンブリー
１０１  カバープレート
１０２  絶縁カバー
１０３  支持部材
１０４  ばね部材
第１ばね１０４ａ
第２ばね１０４ｂ
１０５  鉄片部材
１０７  マグネット
１１０  リード
１１１  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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