(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱部材が下部に配置されたバッテリーモジュールにおいて、
水平方向に横設された形態で積層された多数の缶型二次電池を備えるセルアセンブリ；並びに
前記セルアセンブリに備えられた２つ以上の缶型二次電池の電極に接触し、前記２つ以上の缶型二次電池同士の間を電気的に連結する連結部、及び前記連結部の下部に位置し、前記放熱部材と接触して前記缶型二次電池の熱を前記放熱部材に伝達する熱伝達部を備え、少なくとも一部分が電気伝導性材質で構成されたバスバー；を含み、
前記バスバーは、外部構成要素との電気的連結のための端子を提供する端子部をさらに備え、
前記端子部は、前記連結部の上部で前記セルアセンブリの上部方向に折り曲げられた形態で構成されたことを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項２】
放熱部材が下部に配置されたバッテリーモジュールにおいて、
水平方向に横設された形態で積層された多数の缶型二次電池を備えるセルアセンブリ；並びに
前記セルアセンブリに備えられた２つ以上の缶型二次電池の電極に接触し、前記２つ以上の缶型二次電池同士の間を電気的に連結する連結部、及び前記連結部の下部に位置し、前記放熱部材と接触して前記缶型二次電池の熱を前記放熱部材に伝達する熱伝達部を備え、少なくとも一部分が電気伝導性材質で構成されたバスバー；を含み、
前記バスバーは、外部構成要素との電気的連結のための端子を提供する端子部をさらに備え、
前記端子部は、１つのバスバーにおいて互いに所定距離離隔して２つ以上備えられたことを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項３】
放熱部材が下部に配置されたバッテリーモジュールにおいて、
水平方向に横設された形態で積層された多数の缶型二次電池を備えるセルアセンブリ；並びに
前記セルアセンブリに備えられた２つ以上の缶型二次電池の電極に接触し、前記２つ以上の缶型二次電池同士の間を電気的に連結する連結部、及び前記連結部の下部に位置し、前記放熱部材と接触して前記缶型二次電池の熱を前記放熱部材に伝達する熱伝達部を備え、少なくとも一部分が電気伝導性材質で構成されたバスバー；を含み、
内部に空いた空間が形成されて前記セルアセンブリの一部を収容する第１ケース、及び内部に空いた空間が形成されて前記セルアセンブリの他の一部を収容する第２ケースを備え、前記第１ケースと前記第２ケースが前記セルアセンブリの一側と他側でそれぞれ結合されるように構成されたモジュールケースをさらに含むことを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記バスバーは、前記モジュールケースの外側に取り付けられた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】
前記モジュールケースには、前記バスバーの少なくとも一部分を挿入可能な結合溝が形成された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６】
前記バスバーは、折り曲げられたプレート状で構成され、前記連結部は前記セルアセンブリの一側面に沿って上下方向に立設された形態で構成され、前記熱伝達部は水平方向に横設された形態で構成され、前記セルアセンブリの下部と前記放熱部材の上部との間に介在されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記バスバーは、前記セルアセンブリに備えられた缶型二次電池の正極に連結部が接触された正極バスバー、及び前記セルアセンブリに備えられた缶型二次電池の負極に連結部が接触された負極バスバーを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項８】
前記正極バスバーと前記負極バスバーは、前記セルアセンブリの反対側面に位置して、前記熱伝達部が相互逆方向に折り曲げられた形態で構成された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】
前記正極バスバーと前記負極バスバーは、１つの放熱部材に接触され、
前記バッテリーモジュールは、前記正極バスバー及び前記負極バスバーの少なくとも１つと前記放熱部材との間に介在されて前記バスバーの熱を前記放熱部材に伝達し、電気絶縁材質で構成されたサーマルパッド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１０】
請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを１つ以上含むバッテリーパック。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを１つ以上含む自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶型二次電池を多数備えるバッテリーモジュールに関し、より詳しくは、低い高さで設計できるとともに、冷却性能を安定的に確保できるバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパックなどに関する。
【０００２】
本出願は、２０１７年４月１８日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００４９９３８号及び２０１８年３月６日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−００２６４４７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】
近来、カメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、エネルギー貯蔵用蓄電池、自動車、ロボット、衛星などの使用及び開発が拡大するにつれて、そこに使用されるバッテリーパックに関心が集中され、その研究も活発に行われている。
【０００４】
バッテリーモジュールまたはバッテリーパックには、セルとも呼ばれる二次電池が通常１つ以上含まれる。そして、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、リチウム二次電池などの二次電池が現在商用化している。中でも、リチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自由であり、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いというなどの長所から脚光を浴びている。
【０００５】
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。また、リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを介在して配置された電極組立体、及び電極組立体を電解液とともに密封収納する電池ケースを備える。
【０００６】
一方、リチウム二次電池は電池ケースの種類によって、電極組立体が金属缶に収納されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに収納されているパウチ型二次電池とに分けられる。そして、缶型二次電池は、金属缶の形態によって円筒型電池と角形電池とにさらに分けられる。このような角形または円筒型二次電池の外装材は、開放端が形成されたケース、すなわち電池缶、及び電池缶の開放端に密封結合されるキャップ組立体を備える。
【０００７】
バッテリーモジュールは、このような缶型二次電池を多数含む形態で構成される。このとき、多数の缶型二次電池は、冷却を容易にするため、上下方向に立設される場合が多い。バッテリーモジュール、特に電気自動車などに装着される車両用バッテリーモジュールの場合、バッテリーモジュールを冷却させるため、冷却装置がバッテリーモジュール内の下部またはバッテリーモジュール外の下部に設けられる場合が多い。この場合、それぞれの缶型二次電池が上下方向に立設されれば、すべての電池の下部が冷却装置に連結される。
【０００８】
しかし、このように、容易な冷却のため、多数の缶型二次電池が上下方向に立設された形態でバッテリーモジュールを構成すれば、バッテリーモジュールの高さを一定水準以下に低めることが困難である。一部のバッテリーモジュール、特に車両用バッテリーモジュールは低い高さで設計される必要がある。さらに、殆どの電気自動車などにおいて、バッテリーモジュールは車両の下部に位置することが多く、この場合、車両の大きさ又は構造的限界によって、バッテリーモジュールの高さを一定水準以下に制限するしかない。しかし、缶型二次電池は一般に規格が決まっているため、缶型二次電池の長さ、すなわち高さも任意に低め難い。したがって、缶型二次電池が立設された形態で構成されたバッテリーモジュールは、その高さを缶型二次電池の高さより低くすることができない。もし、バッテリーモジュールの高さを缶型二次電池の規格高さより低くするためには、それに合わせて二次電池を再度設計及び製造しなければならず、それによるコスト及び時間が増大するため効率性が低下する。また、バッテリーモジュールは適用される装置、例えば車両毎にその高さが異なり得るが、車両の高さ毎に二次電池を別に製造することはさらに望ましくない。したがって、缶型二次電池が立設された形態で構成されたバッテリーモジュールにおいては、車両に適用するとき、車高が高くなるか又は車体の下部が低くなるなどの多くの問題が発生し得る。
【０００９】
一方、バッテリーモジュールの高さを低めるため、缶型二次電池を水平方向に横設して構成することもできる。しかし、このような構成の場合、最下部に積層された缶型二次電池を除き、上部に積層された缶型二次電池はバッテリーモジュールの下部に位置する冷却装置と直接接触することができない。したがって、冷却チューブや冷却フィンのような別途の冷却構成をバッテリーモジュールの側面に備え、それぞれの二次電池の熱を冷却装置まで伝達する必要がある。しかし、この場合、冷却チューブや冷却フィンのような別途の冷却構成を備えなければならず、バッテリーモジュールの構造が複雑になって組み立て難くなり、バッテリーモジュールの重量が増加し、冷却構成が占める空間ほどエネルギー密度が減少するしかない。さらに、バッテリーパックには多数のバッテリーモジュールが水平方向に配列されるが、各バッテリーモジュール毎に冷却チューブや冷却フィンのような別途の冷却構成を設けることになれば、このような問題は一層深刻になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、一般的な缶型二次電池の設計を変更せずに、高さが低く、冷却性能が安定的に確保され、構造が単純であってエネルギー密度が高いバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパックを提供することを目的とする。
【００１１】
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】
【００１２】
上記の課題を達成するため、本発明によるバッテリーモジュールは、放熱部材が下部に配置されたバッテリーモジュールであって、水平方向に横設された形態で積層された多数の缶型二次電池を備えるセルアセンブリ；並びに前記セルアセンブリに備えられた２つ以上の缶型二次電池の電極に接触し、前記２つ以上の缶型二次電池同士の間を電気的に連結する連結部、及び前記連結部の下部に位置し、前記放熱部材と接触して前記二次電池の熱を前記放熱部材に伝達する熱伝達部を備え、少なくとも一部分が電気伝導性材質で構成されたバスバーを含む。
【００１３】
ここで、前記バスバーは、折り曲げられたプレート状で構成され、前記連結部は、前記セルアセンブリの一側面に沿って上下方向に立設された形態で構成され、前記熱伝達部は、水平方向に横設された形態で構成され、前記セルアセンブリの下部と前記放熱部材の上部との間に介在され得る。
【００１４】
また、前記バスバーは、前記セルアセンブリに備えられた缶型二次電池の正極に連結部が接触された正極バスバー、及び前記セルアセンブリに備えられた缶型二次電池の負極に連結部が接触された負極バスバーを備え得る。
【００１５】
また、前記正極バスバーと前記負極バスバーは、前記セルアセンブリの反対側面に位置して、前記熱伝達部が相互逆方向に折り曲げられた形態で構成され得る。
【００１６】
また、前記正極バスバーと前記負極バスバーは、１つの放熱部材に接触され、前記バッテリーモジュールは、前記正極バスバー及び前記負極バスバーの少なくとも１つと前記放熱部材との間に介在されて前記バスバーの熱を前記放熱部材に伝達し、電気絶縁材質で構成されたサーマルパッド（ｔｈｅｒｍａｌ ｐａｄ）をさらに含み得る。
【００１７】
また、前記バスバーは、外部構成要素との電気的連結のための端子を提供する端子部をさらに備え得る。
【００１８】
また、前記端子部は、前記連結部の上部で前記セルアセンブリの上部方向に折り曲げられた形態で構成され得る。
【００１９】
また、前記端子部は、１つのバスバーにおいて互いに所定距離離隔して２つ以上備えられ得る。
【００２０】
また、本発明によるバッテリーモジュールは、内部に空いた空間が形成されて前記セルアセンブリの一部を収容する第１ケース、及び内部に空いた空間が形成されて前記セルアセンブリの他の一部を収容する第２ケースを備え、前記第１ケースと前記第２ケースが前記セルアセンブリの一側と他側でそれぞれ結合されるように構成されたモジュールケースをさらに含み得る。
【００２１】
また、前記バスバーは、前記モジュールケースの外側に取り付けられ得る。
【００２２】
また、前記モジュールケースには、前記バスバーの少なくとも一部分が挿入可能な結合溝が形成され得る。
【００２３】
また、上記の課題を達成するため、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を含む。
【００２４】
また、上記の課題を達成するため、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を含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様によれば、多数の缶型二次電池が横設された形態で配列されるため、設計変更することなく一般的な二次電池でもバッテリーモジュールの高さを低く構成することができる。
【００２６】
また、本発明の一態様によれば、バッテリーモジュールの側面に別途の冷却チューブや冷却フィンのような別途の冷却構成を設けなくても、バッテリーモジュールを効率的に冷却することができる。
【００２７】
特に、バッテリーモジュールの下部側にヒートシンクや冷却管、放熱フィンのような放熱部材が備えられるとき、すべての二次電池の熱が放熱部材にスムーズに伝達されることで、バッテリーモジュールの冷却性能を安定的に確保することができる。
【００２８】
また、別途の冷却構成を必要としないため、バッテリーモジュールの構造が単純化されて製造が容易であり、重量及び製造コストを減少させ、エネルギー密度を増大させることができる。
【００２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの結合斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの分離斜視図である。
【図３】本発明の一実施例による缶型二次電池の構成を概略的に示した断面図である。
【図４】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの熱伝達構成を概略的に示した図である。
【図５】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの断面構成を概略的に示した図である。
【図６】本発明の一実施例による正極バスバーがセルアセンブリから分離された様子を概略的に示した断面図である。
【図７】本発明の一実施例による負極バスバーがセルアセンブリから分離された様子を概略的に示した断面図である。
【図８】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールにおいて、バスバーの一部端子部が立設された形態の構成を概略的に示した斜視図である。
【図９】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールが多数連結された構成を概略的に示した図である。
【図１０】図２のＡ２部分の拡大図である。
【図１１】図２のＡ３部分の拡大図である。
【図１２】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した斜視図である。
【図１３】図１２のＡ４部分の正断面図である。
【図１４】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールが多数連結された構成を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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結合斜視図であり、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分離斜視図である。特に、図２は、バッテリーモジュールの下部側から眺めた形態の斜視図である。
【００３４】
図１及び図２を参照すれば、本発明によるバッテリーモジュールは、セルアセンブリ１００及びバスバー２００を含むことができる。そして、バッテリーモジュールの下部には放熱部材１０が配置される。
【００３５】
放熱部材１０は、図１で矢印で示したように、内部空間または下部空間に冷媒が流れるように構成される。ここで、冷媒は、冷却水や空気のような液体または気体であり得る。放熱部材１０は、このような冷媒と接触することで、セルアセンブリ１００及びバスバー２００側の熱を吸収して冷媒に伝達することができる。例えば、放熱部材１０は、ヒートシンク形態であって下部に空気が流れるように構成されても良く、パイプ形態であって中空に冷却水などが流れるように構成されても良い。
【００３６】
このような放熱部材１０は、バッテリーモジュールとは別の構成要素であって、バッテリーモジュールの外部装置、例えば車両に装着された構成要素であり得る。または、放熱部材１０は、バッテリーモジュールの一部構成要素として含まれても良い。
【００３７】
前記セルアセンブリ１００は、多数の缶型二次電池１１０を備えることができる。ここで、缶型二次電池１１０は、電極組立体と電解液が電池ケース、換言すれば、電池缶に収納された形態で構成され、電池缶の開放端にはキャップ組立体が結合され得る。
【００３８】
図３は、本発明の一実施例による缶型二次電池１１０の構成を概略的に示した断面図である。
【００３９】
図３の構成を参照すれば、缶型二次電池１１０は、電極組立体１１１、電池缶１１２及びキャップ組立体１１３を備えることができる。
【００４０】
前記電極組立体１１１は、正極板と負極板とのの間にセパレータが介在された状態で巻き取られた構造を有し、正極板には正極タブ１１４が取り付けられてキャップ組立体１１３に接続され、負極板には負極タブ１１５が取り付けられて電池缶１１２の下端に接続される。
【００４１】
前記電池缶１１２は内部に空いた空間が形成されて電極組立体１１１が収納される。特に、前記電池缶１１２は、円筒型または角形であって、上端が開放された形態で構成され得る。また、前記電池缶１１２は、剛性などの確保のため、鋼やアルミニウムのような金属材質で構成され得る。そして、前記電池缶は、下端に負極タブが取り付けられて、電池缶の下部だけでなく、電池缶自体が負極端子として機能することができる。
【００４２】
前記キャップ組立体１１３は、電池缶１１２の上端開放部に結合されて、電池缶の開放端を密閉することができる。このようなキャップ組立体１１３は、電池缶の形態に合わせて円形または角形などの形態を有し、トップキャップＣ１、安全ベントＣ２及びガスケットＣ３などの下位構成を含む。
【００４３】
ここで、トップキャップＣ１は、キャップ組立体の最上部に位置し、上方に突出した形態で構成される。特に、トップキャップは、缶型二次電池１１０において正極端子として機能することができる。したがって、トップキャップは、外部装置、例えばバスバーなどを介して他の二次電池や負荷、充電装置と電気的に接続され得る。このようなトップキャップは、例えばステンレス鋼やアルミニウムのような金属材質で形成され得る。
【００４４】
前記安全ベントＣ２は、二次電池の内圧、すなわち電池缶の内圧が一定水準以上に上昇する場合、変形されるように構成される。また、前記ガスケットＣ３は、トップキャップ及び安全ベントの周縁部が電池缶と絶縁するように電気絶縁性を有する材質で形成され得る。
【００４５】
一方、前記キャップ組立体は、電流遮断部材Ｃ４をさらに含むことができる。前記電流遮断部材は、ＣＩＤ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ）とも呼ばれ、ガス発生により電池の内圧が増加して安全ベントの形状が逆転すれば、安全ベントと電流遮断部材との間の接触が切れるか又は電流遮断部材が破損されることで、安全ベントと電極組立体との間の電気的接続を遮断することができる。
【００４６】
このような缶型二次電池１１０の構成は、本発明の出願時点で当業者に公知されているため、詳しい説明は省略する。また、図３に缶型二次電池の一例を示したが、本発明によるバッテリーモジュールは特定の缶型二次電池の構成に限定されない。すなわち、本発明の出願時点で公知された多様な二次電池が本発明によるバッテリーモジュールに採用され得る。
【００４７】
さらに、図３の缶型二次電池１１０は、円筒型二次電池を基準に図示されているが、本発明によるバッテリーモジュールには、角形二次電池が適用されても良い。
【００４８】
前記セルアセンブリ１００は、このような缶型二次電池１１０が多数積層された形態で構成される。例えば、多数の缶型二次電池１１０は、水平方向に多数配列された形態で積層され得る。また、多数の缶型二次電池１１０は、上下方向に多数配列された形態で積層され得る。さらに、多数の缶型二次電池１１０は、円筒型電池缶において曲面で形成された部分のような側面が相互対面する形態で積層され得る。
【００４９】
特に、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記セルアセンブリ１００は、多数の缶型二次電池１１０が水平方向に横設された形態で構成される。すなわち、図２に示されたように、それぞれの缶型二次電池１１０は、左右方向（図面のｘ軸方向）に横設された形態で構成され得る。このとき、それぞれの缶型二次電池１１０の正極端子及び負極端子が左側または右側に位置し得る。
【００５０】
本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュールの高さを低く構成することができる。すなわち、缶型二次電池１１０を横設すれば、缶型二次電池の長さより低い高さを有するバッテリーモジュールを構成することができる。したがって、高さの低いバッテリーモジュールを容易に設計することができる。
【００５１】
前記バスバー２００は、セルアセンブリ１００に備えられた多数の缶型二次電池同士の間、例えば、すべての二次電池同士の間、または、そのうちの一部二次電池同士の間を電気的に連結することができる。そのため、前記バスバー２００は、少なくとも一部分が電気伝導性材質で構成される。例えば、前記バスバー２００は、銅、アルミニウム、ニッケルなどのような金属材質で構成され得る。
【００５２】
特に、本発明において、前記バスバー２００は、図２に示されたように、連結部２１０及び熱伝達部２２０を備えることができる。
【００５３】
前記連結部２１０は、セルアセンブリ１００に備えられた２つ以上の缶型二次電池１１０同士の間を電気的に連結することができる。そのため、前記連結部２１０は、セルアセンブリ１００に備えられた２つ以上の缶型二次電池１１０の電極に接触する。例えば、前記連結部２１０は、セルアセンブリ１００に備えられたすべての二次電池１１０の電極に接触し、すべての二次電池１１０同士の間を電気的に連結し得る。さらに、前記連結部２１０は、セルアセンブリ１００に備えられた２つ以上の缶型二次電池１１０の同一極性に接触してこれらの間を並列連結し得る。または、前記連結部２１０は、セルアセンブリ１００に備えられたすべての二次電池のうち、一部二次電池の電極に接触してこれらの間を電気的に連結し得る。
【００５４】
前記熱伝達部２２０は、連結部２１０の下部に位置する。そして、このような熱伝達部２２０の下部には放熱部材１０が配置される。熱伝達部２２０は、このような放熱部材１０に熱を伝達することができる。すなわち、セルアセンブリ１００の二次電池側で発生した熱は連結部２１０に伝達され、前記熱伝達部２２０は連結部２１０に伝達された二次電池の熱を放熱部材１０に伝達することができる。さらに、前記熱伝達部２２０は、放熱部材１０と接触して、伝導方式で熱を伝達することができる。
【００５５】
図４は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの熱伝達構成を概略的に示した図である。例えば、図４は、図１のＡ１−Ａ１’線に沿った断面構成の一例を概略的に示した図であると言える。ただし、図４には図１のすべての構成を示しておらず、説明の便宜上、一部構成のみが示されている。一方、図４において、矢印は熱移動経路を示している。
【００５６】
図４を参照すれば、地面から上下方向に積層された二次電池から発生した熱は、水平方向（図面の左右方向）に移動して、それぞれの二次電池の側面に位置し地面から垂直に立設された形態の連結部２１０に伝達される。そして、連結部２１０に伝達された熱は下方に移動して、下部の熱伝達部２２０に伝達される。そして、このような熱伝達部２２０は下部の放熱部材１０と直接または間接的に接触している。したがって、熱伝達部２２０の熱は放熱部材１０に伝達された後、冷媒を通じて外部に排出される。
【００５７】
本発明のこのような構成によれば、バスバー２００によって、二次電池の電気的連結と共に、二次電池の冷却を達成することができる。すなわち、本発明によるバスバー２００の場合、連結部２１０によって多数の二次電池の間を互いに電気的に連結するとともに、熱伝達部２２０によって多数の二次電池の熱を放熱部材１０に伝達してそれぞれの二次電池を冷却させることができる。
【００５８】
さらに、セルアセンブリ１００に備えられたすべての二次電池が連結部２１０に連結された場合、それぞれの二次電池の熱が連結部２１０に伝導され、連結部２１０に伝導された熱は熱伝達部２２０及び放熱部材１０に伝導されて、冷媒を通じて外部に排出される。この場合、セルアセンブリ１００に備えられたすべての二次電池の熱が伝導方式で外部に排出されるため、それぞれの二次電池の冷却を効果的に達成することができる。したがって、このような構成によれば、それぞれの二次電池の間に冷却のための構成要素を別に設ける必要がないため、バッテリーモジュールの構造が単純であって、重量及び体積が減少し、エネルギー密度を向上させることができる。
【００５９】
前記バスバー２００は板状で構成される。さらに、前記バスバー２００は、剛性及び電気的伝導性を確保するため、金属板状で構成され得る。特に、本発明において、前記バスバー２００は折り曲げられたプレート状で構成され得る。
【００６０】
例えば、図１及び図２に示されたように、前記バスバー２００は、下端部が略９０°折り曲げられたプレート状で構成され得る。この場合、折曲部分を中心に、上部は連結部２１０になり、下部は熱伝達部２２０になり得る。
【００６１】
特に、前記連結部２１０は、セルアセンブリ１００の一側面、例えばセルアセンブリ１００の左側面または右側面に沿って上下方向（図面のｚ軸方向）に立設された形態で構成される。すなわち、本発明において、セルアセンブリ１００の缶型二次電池が左右方向（図面のｘ軸方向）に長く横設された形態で前後方向（図面のｙ軸方向）及び／または上下方向（図面のｚ軸方向）に積層される場合、多くの二次電池の電極は前後方向及び上下方向に平行に配置された形態で構成される。したがって、前記連結部２１０が板状で前後方向及び上下方向に平たく立設された形態で構成されることで、多くの二次電池の電極と直接接触することができる。
【００６２】
また、前記熱伝達部２２０は、水平方向に横設された形態で構成される。例えば、前記熱伝達部２２０は、表面がｘ−ｙ平面と平行に構成され得る。この場合、前記熱伝達部２２０は、図４に示されたように、セルアセンブリ１００の下部と放熱部材１０の上部との間に介在され得る。
【００６３】
前記連結部２１０と前記熱伝達部２２０は、１枚の板、例えば１枚の金属板が折り曲げられた形態で構成され得る。この場合、バスバー２００の簡単な構造及び容易な製造を実現することができる。
【００６４】
一方、セルアセンブリ１００に備えられたそれぞれの二次電池には正極と負極が備えられる。前記バスバー２００は、このような二次電池の正極と負極をそれぞれ連結するため、少なくとも２つのバスバー２００を備える。すなわち、前記バスバー２００は、正極バスバー２０１及び負極バスバー２０２を備えることができる。
【００６５】
ここで、正極バスバー２０１は、セルアセンブリ１００に備えられた缶型二次電池の正極（正極端子）に連結部２１０が接触される。したがって、前記正極バスバー２０１は、多数の缶型二次電池の正極同士の間を互いに電気的に連結することができる。そして、負極バスバー２０２は、セルアセンブリ１００に備えられた缶型二次電池の負極（負極端子）に連結部２１０が接触される。したがって、前記負極バスバー２０２は、多数の缶型二次電池の負極同士の間を電気的に連結することができる。
【００６６】
例えば、図２の構成を参照すれば、セルアセンブリ１００の側面に２つのバスバーが配置される。このとき、一方のバスバーは正極バスバー２０１であり、他方のバスバーは負極バスバー２０２である。そして、正極バスバー２０１にはセルアセンブリ１００に備えられたすべての缶型二次電池の正極が接触されて互いに連結され、負極バスバー２０２にはセルアセンブリ１００に備えられたすべての缶型二次電池の負極が接触されて互いに連結される。
【００６７】
望ましくは、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２とは、セルアセンブリ１００を基準にして反対側面に位置し得る。
【００６８】
セルアセンブリ１００に備えられたそれぞれの缶型二次電池は、一方向に長く延びた形態で形成される。そして、それぞれの缶型二次電池は、長さ方向の反対側面に正極端子と負極端子がそれぞれ配置される。特に、多数の缶型二次電池は横設された形態、すなわち長さ方向が水平方向になるように配置され、正極端子と負極端子とが水平方向の両端にそれぞれ位置し得る。さらに、多数の缶型二次電池は、正極端子同士が共に同一側面に位置し、負極端子同士が共に他の同一側面に位置するように配置され得る。したがって、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２とは、二次電池を中心に互いに反対側面に位置し得る。
【００６９】
例えば、図２に示されたように、二次電池は左右方向（ｘ軸方向）に長く延びた形態で形成され、二次電池の右側と左側にそれぞれ正極端子と負極端子が配置される。したがって、正極バスバー２０１はセルアセンブリ１００の右側に配置され、負極バスバー２０２はセルアセンブリ１００の左側に配置され得る。
【００７０】
この場合、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２とは、熱伝達部２２０が相互逆方向に折り曲げられた形態で構成される。すなわち、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２は、下端部が折り曲げられ、折曲部分を中心に連結部２１０と熱伝達部２２０とに区分されるが、このとき、折曲方向は相互逆方向になり得る。
【００７１】
例えば、図２の構成において、正極バスバー２０１は、下端部が左側（−ｘ軸方向）に折り曲げられ得る。そして、負極バスバー２０２は、下端部が右側（＋ｘ軸方向）に折り曲げられ得る。すなわち、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２とは、下端部が互いに向かう方向、換言すれば相互近づく方向に折り曲げられ得る。このような折曲構成により、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２の熱伝達部２２０は、図４に示されたように、セルアセンブリ１００と放熱部材１０との間に介在され得る。特に、正極バスバー２０１の連結部２１０と負極バスバー２０２の連結部２１０とは、二次電池の長さ方向（ｘ軸方向）で互いに所定距離離隔し、相互平行な形態で構成され得る。そして、正極バスバー２０１の熱伝達部２２０及び負極バスバー２０２の熱伝達部２２０は、両面が上部と下部に向かうように横設された状態であって、同一平面上に置かれるように構成され得る。
【００７２】
本発明のこのような構成によれば、セルアセンブリ１００と放熱部材１０との間の間隔が狭くなり、１つの放熱部材１０に正極バスバー２０１と負極バスバー２０２の熱伝達部２２０を全て接触させることができる。したがって、この場合、バッテリーモジュールの体積が減少し、冷却構成が簡単になって、冷却効率を一層向上させることができる。
【００７３】
一方、冷却構成の簡素化及び効率化のため、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２は、１つの放熱部材１０に接触され得る。この場合、本発明によるバッテリーモジュールは、サーマルパッド３００をさらに含むことができる。
【００７４】
前記サーマルパッド３００は、正極バスバー２０１及び負極バスバー２０２の少なくとも１つと放熱部材１０との間に介在される。例えば、図１及び図４に示されたように、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２は、熱伝達部２２０の下面が同じ放熱部材１０の上面に接触され得る。
【００７５】
そして、このようなサーマルパッド３００は、バスバー側の熱を放熱部材１０に伝達できる。したがって、サーマルパッド３００は、熱伝導性材質で構成することができる。
【００７６】
ただし、サーマルパッド３００は、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２との間の短絡を防止するため、電流が実質的に流れない電気的絶縁材質で構成される。さらに、放熱部材１０は金属などの材質で構成され得るが、このような場合にも、放熱部材１０によって正極バスバー２０１と負極バスバー２０２とが相互連結されて短絡が発生する問題をサーマルパッド３００によって防止することができる。
【００７７】
このように、サーマルパッド３００は、熱伝導性及び電気絶縁性を有する材質で構成される。例えば、前記サーマルパッド３００は、シリコーン、アクリルなどの材質で構成され得る。
【００７８】
また望ましくは、前記熱伝達部２２０は、下部に突起が形成され得る。これについては、図５を参照してより具体的に説明する。
【００７９】
図５は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの断面構成を概略的に示した図である。特に、図５は、図４の変形例であると言える。
【００８０】
図５を参照すれば、熱伝達部２２０には、Ｐ１で示されたように、多数の突起が形成され得る。このような突起Ｐ１は、熱伝達部２２０の下部から下部方向に突出する形態で形成され得る。特に、突起Ｐ１は、１つのバスバーに複数備えられ得る。例えば、突起Ｐ１は、正極バスバー２０１の熱伝達部２２０の下面に複数備えられ、負極バスバー２０２の熱伝達部２２０の下面に複数備えられ得る。
【００８１】
そして、このような多数の突起Ｐ１は、それぞれのバスバーにおいて互いに所定距離離隔した形態で設けられる。例えば、図５に示されたように、多数の突起Ｐ１は、それぞれのバスバーの熱伝達部２２０の下面で左右方向（ｘ軸方向）に所定距離離隔した形態で設けられ得る。または、多数の突起Ｐ１は、それぞれのバスバーの熱伝達部２２０の下面で前後方向（図１のｙ軸方向）に所定距離離隔した形態で設けられ得る。
【００８２】
本発明のこのような構成によれば、それぞれのバスバーの熱伝達部２２０の下部表面積が増大して、熱伝達部２２０による冷却効率を向上させることができる。特に、サーマルパッド３００は、柔軟性のある材質からなり得る。したがって、この場合、突起Ｐ１によって熱伝達部２２０の表面に凹凸が形成されても、サーマルパッド３００はこのような凹凸形状に対応して、図５に示されたように、上面の形態が変形し得る。したがって、熱伝達部２２０の突起Ｐ１によってバスバーとサーマルパッド３００との間の接触面積が増加し、バスバーからサーマルパッド３００を経て放熱部材１０に伝達される熱の量が増加することができる。また、このような突起Ｐ１によって、熱伝達部２２０とサーマルパッド３００との間の摩擦力及び接触面積が増大することで、バスバーとサーマルパッド３００との間の結合性を向上させることができる。
【００８３】
さらに、このように熱伝達部２２０の下部に突起が形成された構成において、放熱部材１０は、その上部にこのような熱伝達部２２０の突起に対応する位置及び形態で挿入溝（図示せず）が形成され得る。このような構成によれば、バスバーの突起Ｐ１が放熱部材１０の挿入溝に挿入されることで、バスバーと放熱部材１０との間の結合性を増大させることができる。また、この場合、放熱部材１０の上部表面積が増大して、単位時間当りバスバーから放熱部材１０に伝達される熱の量を増加させることで、冷却効率をより向上させることができる。
【００８４】
また望ましくは、前記正極バスバー２０１において、連結部２１０には缶型二次電池の正極の形態に合わせて凹部が形成され得る。これについては、図６を参照してより具体的に説明する。
【００８５】
図６は、本発明の一実施例による正極バスバー２０１がセルアセンブリ１００から分離された様子を概略的に示した断面図である。
【００８６】
図６を参照すれば、セルアセンブリ１００に備えられたそれぞれの二次電池の右側端部に備えられた正極端子は、Ｂ１で示されたように、右側に突出した形態で構成される。このような突出部分は、図３に示された構成でトップキャップＣ１部分であり得る。このような構成において、セルアセンブリ１００の右側に備えられて多数の二次電池の正極と接触する正極バスバー２０１は、内側の表面、すなわち左側面に、Ｇ１で示されたように、右側に凹み込んだ形態の凹部が形成される。そして、このような凹部には、バッテリーモジュールを構成するとき、それぞれの二次電池の正極端子Ｂ１が挿入される。そのため、前記凹部Ｇ１は、セルアセンブリ１００に備えられたそれぞれの二次電池の正極端子に対応する位置、個数及び形態で形成され得る。例えば、図６に示されたように、４つの二次電池が上下方向に積層され、４つの正極端子が上下方向に所定距離離隔した形態で配置される場合、正極バスバー２０１の凹部も上下方向に所定距離離隔した形態で４つ形成され得る。
【００８７】
本発明のこのような構成によれば、セルアセンブリ１００と正極バスバー２０１との結合性を向上させることができる。すなわち、セルアセンブリ１００に備えられたそれぞれの二次電池の正極端子が正極バスバー２０１の凹部Ｇ１に挿入されることで二次電池と正極バスバー２０１との結合性が向上し、上下及び前後方向の移動を防止することができる。また、凹部Ｇ１によって二次電池と正極バスバー２０１との結合位置がガイドされ、セルアセンブリ１００と正極バスバー２０１との組立性を改善することができる。
【００８８】
さらに、本発明のこのような構成によれば、二次電池の正極端子と正極バスバー２０１との間の接触面積を増大させることができる。例えば、図６の断面構成において、正極バスバー２０１の凹部には略３つの内側面（上面、下面、右側面）が形成され、このような３つの内側面全てに二次電池の正極端子が接触することができる。このように二次電池の正極端子と正極バスバー２０１との間の接触面積が増大すれば、二次電池の正極から正極バスバー２０１に熱が伝達される面積が増大して、バスバーを通じた二次電池の冷却性能を一層向上させることができる。また、二次電池の正極と正極バスバー２０１との間の接触面積の増大により、電気的経路が拡大して電気抵抗が減少することができる。
【００８９】
このような構成において、凹部Ｇ１の深さは、正極端子Ｂ１の突出長さより小さく構成されることが望ましい。例えば、図６の構成において、正極端子Ｂ１の左右方向の長さは、凹部Ｇ１の左右方向の長さより長く構成され得る。缶型二次電池の場合、電池缶自体が負極として機能できるため、凹部に正極端子が挿入されるとき、正極バスバー２０１が電池缶に接触しないように構成することが望ましい。
【００９０】
また望ましくは、前記負極バスバー２０２において、連結部２１０は缶型二次電池の外形に合わせて凸部が形成され得る。
【００９１】
図７は、本発明の一実施例による負極バスバー２０２がセルアセンブリ１００から分離された様子を概略的に示した断面図である。
【００９２】
図７を参照すれば、セルアセンブリ１００に備えられたそれぞれの二次電池の左側端部に備えられた負極端子は、Ｂ２で示されたように、略扁平な形態で構成される。そして、負極バスバー２０２には、Ｐ２で示されたように、内側面に内側、すなわち二次電池側（図面の右側方向）に突出した形態の凸部が形成される。
【００９３】
このような凸部Ｐ２は、二次電池の間に位置して、負極バスバー２０２とセルアセンブリ１００との結合のとき、二次電池の間に介在され得る。例えば、図７の構成において、凸部は上下方向に積層された二次電池同士の間の空間に介在され得る。この場合、凸部Ｐ２同士の間の空間に二次電池の電池缶負極側の端部が挿入されるとも言える。
【００９４】
本発明のこのような構成によれば、二次電池と負極バスバー２０２との間の結合性が増大し、二次電池と負極バスバー２０２との組立位置が容易にガイドされる。さらに、二次電池の負極端子と負極バスバー２０２との間の接触面積が増大して、二次電池から負極バスバー２０２に伝達される熱の量が増大し、速度が増加することができる。特に、図３に示されたように、缶型二次電池において電池缶１１２は、下部だけでなく、側面までも負極端子として機能することができる。したがって、負極バスバー２０２の凸部の間の空間に電池缶の一部が挿入される場合、電池缶の下面（円筒型電池缶の下部平面）だけでなく、側面（円筒型電池缶の側面曲面）の一部からも負極バスバー２０２に熱を伝達することができる。したがって、この場合、熱伝達面積が増大することができる。また、二次電池の負極端子と負極バスバー２０２との間の接触面積の増大により、電気的経路が拡大して電気抵抗が減少することができる。
【００９５】
一方、二次電池の電極端子とバスバーとは直接接触可能であるが、この場合、このような二次電池の電極端子とバスバーとの間の接触状態を安定的に維持するため、二次電池の電極とバスバーとを溶接などの方式で相互接触固定することができる。特に、図６及び図７のように、バスバーの連結部２１０に凹部Ｇ１又は凸部Ｐ２が形成される場合、溶接前にも二次電池とバスバーとが一次的に固定されるため、二次電池とバスバーとの間の溶接工程を改善することができる。さらに、正極バスバー２０１に凹部Ｇ１が形成された部分では、正極バスバー２０１の左右方向の長さ（幅）が短くなるため、溶接による固定力をより向上させることができる。
【００９６】
また、バスバーの熱伝達部２２０は、セルアセンブリ１００で最下部に積層された缶型二次電池の下部に接触することができる。この場合、最下部に積層された二次電池の熱が連結部２１０を通らず熱伝達部２２０に直接伝達されることで、セルアセンブリ１００の冷却性能をより向上させることができる。
【００９７】
また望ましくは、前記バスバーは、図２に示されたように、端子部２３０をさらに備えることができる。
【００９８】
前記端子部２３０は、外部構成要素との電気的連結のための端子を提供することができる。前記端子部２３０は、連結部２１０の上部に位置し、連結部２１０から突出した形態で構成される。
【００９９】
特に、前記端子部２３０は、二次電池の連結部２１０と一体化された形態で構成される。例えば、端子部２３０、連結部２１０及び熱伝達部２２０は、１つの金属板で構成され得る。
【０１００】
さらに望ましくは、前記端子部２３０は、連結部２１０の上部が折り曲げられた形態で構成され得る。例えば、図１及び図２に示されたように、前記端子部２３０は、連結部２１０の上部から、セルアセンブリ１００の上部側に、略９０°折り曲げられた形態で構成され得る。特に、バスバー２００は、１つの金属板が上部及び下部が折り曲げられた形態で構成され、折曲部分（折り畳み線）を基準に連結部２１０、熱伝達部２２０及び端子部２３０に区分され得る。
【０１０１】
このような端子部２３０は、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２に全て備えられる。そして、このような正極バスバー２０１の端子部２３０と負極バスバー２０２の端子部２３０とは、互いに向かって逆方向に折り曲げられた形態で構成される。
【０１０２】
例えば、図２に示されたように、セルアセンブリ１００の右側に配置された正極バスバー２０１の上部には、左側に折り曲げられた形態の端子部２３０が形成され得る。そして、セルアセンブリ１００の左側に配置された負極バスバー２０２の上部には、右側に折り曲げられた形態の端子部２３０が形成され得る。
【０１０３】
また望ましくは、前記端子部２３０は、１つのバスバーにおいて互いに所定距離離隔して２つ以上備えられる。
【０１０４】
例えば、図１に示されたように、バッテリーモジュールの右側と左側にはそれぞれ正極バスバー２０１と負極バスバー２０２が配置されるが、正極バスバー２０１の上部に２つの端子部２３０が備えられ、負極バスバー２０２の上部にも２つの端子部２３０が備えられ得る。そして、それぞれの端子部２３０は、それぞれのバスバーで所定距離離隔して構成される。例えば、正極バスバー２０１の上部に備えられた２つの端子部２３０は、前後方向（図面のｙ軸方向）に所定距離離隔して構成され得る。
【０１０５】
本発明のこのような構成によれば、１つのバスバーに複数の端子部２３０が形成されることで、バスバーと外部装置との連結構成を多様に具現することができる。すなわち、バッテリーモジュールが適用された装置の連結端子が如何なる側面から接近しても、状況に応じて適切な端子部２３０を選択的に用いることができる。したがって、バッテリーモジュールを用いた組み立ての際、組立性を改善して構造を簡素化することができる。
【０１０６】
特に、このように、１つのバスバーに複数の端子部２３０が形成された場合、一部端子部２３０は立設された形態で構成され得る。これについては、図８を参照してより具体的に説明する。
【０１０７】
図８は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールにおいて、バスバーの一部端子部２３０が立設された形態の構成を概略的に示した斜視図である。
【０１０８】
図８を参照すれば、正極バスバー２０１及び負極バスバー２０２は、それぞれ、前後方向（ｙ軸方向）に所定距離離隔した２つの端子部２３０を備える。このとき、正極バスバー２０１の２つの端子部２３０はそれぞれＭ１及びＭ２で示され、負極バスバー２０２の２つの端子部２３０はそれぞれＮ１及びＮ２で示されている。
【０１０９】
このような構成において、正極バスバー２０１は、前方に位置したＭ１端子部が横設された形態で構成され、後方に位置したＭ２端子部が立設された形態で構成される。すなわち、正極バスバー２０１のＭ１端子部はセルアセンブリ１００の上部側に、連結部２１０で略９０°折り曲げられた形態で構成され、Ｍ２端子部は連結部２１０と略平行に上下方向（ｚ軸方向）に立設された形態で構成され得る。
【０１１０】
また、同構成において、負極バスバー２０２は、前方に位置したＮ１端子部が立設された形態で構成され、後方に位置したＮ２端子部が横設された形態で構成される。すなわち、負極バスバー２０２のＮ１端子部は連結部２１０と略平行に上下方向に立設された形態で構成され、Ｎ２端子部はセルアセンブリ１００の上部側に、連結部２１０で略９０°折り曲げられた形態で構成され得る。
【０１１１】
本発明のこのような構成によれば、バスバーの複数の端子部のうち立設された端子部を通じて外部装置と連結することができる。このように、立設された状態の端子部には、外部装置の連結端子がより容易に接近して結合することができる。
【０１１２】
さらに、この場合、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２との間の分離性を向上させることができる。特に、それぞれのバスバーの複数の端子部２３０がバッテリーモジュールの長さ方向、例えばバッテリーモジュールの前後方向に沿って所定距離離隔して配列されるとき、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２とにおいて、立設された形態の端子部はバッテリーモジュールの前後方向で異なる位置に配置されるように構成することができる。
【０１１３】
例えば、図８において、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２との端子部は、バッテリーモジュールの前後方向（ｙ軸方向）に所定距離離隔して構成されるが、負極バスバー２０２は前方に位置する端子部Ｎ１が立設され、正極バスバー２０１は後方に位置する端子部Ｍ２が立設されるように構成することができる。そして、負極バスバー２０２の後方に位置する端子部Ｎ２及び正極バスバー２０１の前方に位置する端子部Ｍ１は横設された形態に構成することができる。
【０１１４】
この場合、負極バスバー２０２の前方端子部Ｎ１と正極バスバー２０１の後方端子部Ｍ２が負極バスバー２０２と正極バスバー２０１のそれぞれの端子部として機能すると言える。したがって、このようなバッテリーモジュールを用いてバッテリーパックを構成するとき、バッテリーモジュール相互間又は外部装置との連結のための負極バスバー２０２の端子及び正極バスバー２０１の端子はそれぞれＮ１及びＭ２になると言える。
【０１１５】
前記正極バスバー２０１及び前記負極バスバー２０２において、多数の端子部は折り曲げ可能に構成される。すなわち、ユーザは、本発明によるバッテリーモジュールに対して、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２の複数の端子部のうち一部端子部を選択して折り曲げるか又は伸ばすことができる。したがって、バッテリーモジュールが適用される状況に応じて適切な端子部を立設又は横設することができる。
【０１１６】
このように、バスバーのそれぞれの端子部に対して、折り曲げ可能に構成される場合、端子部に対する連結をより容易に具現でき、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２との間の分離性を向上させることができる。
【０１１７】
図９は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールが多数連結された構成を概略的に示した図である。
【０１１８】
図９を参照すれば、本発明によるバッテリーモジュールが側面水平方向（ｘ軸方向）、すなわち左右方向に多数配列される。このとき、各バッテリーモジュールの正極バスバー２０１と負極バスバー２０２とは連結部２１０が互いに対面する形態で構成され得る。そして、各バッテリーモジュールにおいて、図８に示されたように、負極バスバー２０２は前方端子部が立設された形態で構成され、正極バスバー２０１は後方端子部が立設された形態で構成され得る。そして、このように立設された前方の負極端子部は負極用連結部材５２０と連結され、立設された後方の正極端子部は正極用連結部材５１０と連結され得る。
【０１１９】
このような構成によれば、多数のバッテリーモジュール間の並列連結構成を容易に具現することができる。すなわち、図９に示されたように、各バッテリーモジュールにおいて互いに連結される負極端子部はバッテリーモジュールの前方で一列に配列され、互いに連結される正極端子部はバッテリーモジュールの後方で一列に配列される。したがって、負極端子部同士を連結する負極用連結部材５２０と正極端子部同士を連結する正極用連結部材５１０は全て、略直線状で形成することができる。また、負極用連結部材５２０と正極用連結部材５１０との間の距離を一定水準以上確保することができる。そして、構造的に正極端子の干渉を受けずに負極用連結部材５１０を取り付けることができ、構造的に負極端子の干渉を受けずに正極用連結部材５２０を取り付けることもできる。
【０１２０】
一方、図９の実施例の場合、多数のバッテリーモジュール間の並列連結構成を基準に説明されているが、多数のバッテリーモジュール間の直列連結構成も可能であることは言うまでもない。
【０１２１】
本発明によるバッテリーモジュールは、モジュールケース４００をさらに含むことができる。特に、モジュールケース４００は、図２に示されたように、第１ケース４０１及び第２ケース４０２を備えることができる。
ここで、前記第１ケース４０１は、内部に空いた空間が形成されてセルアセンブリ１００の一部を収容するように構成される。また、前記第２ケース４０２は、内部に空いた空間が形成されてセルアセンブリ１００の他の一部を収容するように構成される。さらに、第１ケース４０１と第２ケース４０２は、それぞれの缶型二次電池を収容するための空間を別に備えることができる。例えば、第１ケース４０１は、図２にＲ１で示されたように、それぞれの二次電池を収容するための空間を、隔壁によって互いに分離された形態で備えることができる。また、第２ケース４０２も、図２にＲ２で示されたように、それぞれの二次電池を収容するための空間を、隔壁によって互いに分離された形態で備えることができる。
【０１２２】
本発明のこのような構成によれば、セルアセンブリ１００全体の固定及びそれぞれの二次電池の固定、そしてバスバーの固定をモジュールケース４００によって一度に具現することができる。また、モジュールケース４００は、ポリマーのような絶縁材質で構成され得るが、この場合、セルアセンブリ１００とバスバーとの絶縁性を容易に確保することができる。
【０１２３】
さらに、缶型二次電池が円筒型二次電池である場合、第１ケース４０１及び第２ケース４０２は、Ｒ１及びＲ２で示された二次電池収容空間が缶型二次電池の形態に合わせて円筒型に構成され得る。
【０１２４】
一方、第１ケース４０１及び第２ケース４０２において、二次電池を収容するための空間Ｒ１、Ｒ２は、二次電池の長さ方向（図面のｘ軸方向）にモジュールケース４００を貫通する形態で構成される。例えば、モジュールケース４００で二次電池を収容するための中空Ｒ１、Ｒ２は左右方向に貫通する形態で形成され、モジュールケース４００の内側に位置した二次電池の電極がモジュールケース４００の外側に露出するように構成され得る。したがって、この場合、外側に位置したバスバーが外側に露出した二次電池の電極と直接接触することができる。
【０１２５】
このような第１ケース４０１と第２ケース４０２は、セルアセンブリ１００の一側と他側でそれぞれ結合されるように構成される。例えば、図２において、第１ケース４０１は、セルアセンブリ１００の右側に配置されてセルアセンブリ１００の右側部分を収容することができる。そして、第２ケース４０２は、セルアセンブリ１００の左側に位置してセルアセンブリ１００の左側部分を収容することができる。
【０１２６】
特に、第１ケース４０１と第２ケース４０２は、それぞれセルアセンブリ１００の一側と他側を覆うが、缶型二次電池の側面を全体的に覆うように構成される。例えば、缶型二次電池が円筒型二次電池である場合、第１ケース４０１と第２ケース４０２は、円筒型電池の側面（曲面）を全体的に覆うことで、二次電池の側面がバッテリーモジュールの外部に露出しないように構成され得る。本発明のこのような構成によれば、モジュールケース４００によって、二次電池の側面の露出が遮断されるため、二次電池の絶縁性が向上し、外部の物理的、化学的要素から二次電池を保護することができる。
【０１２７】
また、第１ケース４０１と第２ケース４０２とは相互結合固定される。すなわち、第１ケース４０１の左側端部と第２ケース４０２の右側端部とは相互結合され得、このような結合構成を通じて、セルアセンブリ１００の上面、下面、前面及び後面を全体的に覆うことができる。換言すれば、このような第１ケース４０１と第２ケース４０２との結合構成により、図３における二次電池の側面（円筒の曲面）を全体的に覆うことができる。ここで、第１ケース４０１と第２ケース４０２は、図示されたように、相互対応する形態で締結突起及び締結溝を備え、このような締結突起と締結溝との締結によって相互結合固定することができる。
【０１２８】
このように、バッテリーモジュールにモジュールケース４００が備えられる構成において、前記バスバーはモジュールケース４００の外側に取り付けられ得る。
【０１２９】
例えば、図２を参照すれば、バッテリーモジュールを構成するため、セルアセンブリ１００を中心に、右側と左側に先ず第１ケース４０１と第２ケース４０２が結合され得る。そして、第１ケース４０１と第２ケース４０２の外側に正極バスバー２０１と負極バスバー２０２が結合され得る。
【０１３０】
本発明のこのような構成によれば、バスバーとセルアセンブリ１００との間の結合を安定的に具現することができる。特に、バスバーは、モジュールケース４００の外側に固定されるため、バスバーと二次電池との間の接触状態、そしてバスバーと放熱部材１０との間の接触状態を安定的に維持することができる。
【０１３１】
また、この場合、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２との絶縁性を確保することができる。特に、正極バスバー２０１の場合、缶型二次電池の正極端子のみに接触され、電池缶には接触されないため、正極バスバー２０１が二次電池の負極側に連結されて短絡が発生することを防止することができる。さらに、この場合、モジュールケース４００は、バスバーが意図せぬ部分で他のバスバー又は二次電池の他の部分と電気的に連結されることを防止するため、プラスチックなどの電気絶縁性材質で構成され得る。
【０１３２】
また、前記バスバーは、モジュールケース４００の上部、側面及び下部を囲むように折り曲げられた形態で構成される。
【０１３３】
例えば、図２の構成において、正極バスバー２０１は、第１ケース４０１の外側、すなわち右側に備えられ、上端部及び下端部が第１ケース４０１の内側、すなわち左側に折り曲げられるように構成され得る。そして、このような折曲構成によって、正極バスバー２０１は第１ケース４０１の上部、側面及び下部それぞれの少なくとも一部を外側から囲むことができる。このとき、バスバーで扁平に立設された中央部分は連結部２１０であり、バスバーの上端部から左側に折り曲げられた部分は端子部２３０であり、バスバーの下端部から左側に折り曲げられた部分は熱伝達部２２０であり得る。
【０１３４】
また、図２の構成において、負極バスバー２０２は、第２ケース４０２の外側、すなわち左側に備えられ、上端部及び下端部が第２ケース４０２の内側、すなわち右側に折り曲げられるように構成され得る。そして、このような折曲構成によって、負極バスバー２０２は第２ケース４０２の上部、側面及び下部それぞれの少なくとも一部を外側から囲むことができる。そして、このような負極バスバー２０２において、中央の扁平な部分は連結部２１０であり、上端部の折曲部分は端子部２３０であり、下端部の折曲部分は熱伝達部２２０であり得る。
【０１３５】
また望ましくは、前記モジュールケース４００には、バスバーの少なくとも一部分が挿入可能な結合溝が形成され得る。
【０１３６】
図１０は図２のＡ２部分の拡大図であり、図１１は図２のＡ３部分の拡大図である。
【０１３７】
先に、図１０を参照すれば、第１ケース４０１の下面には、Ｇ２で示されたように、上方に凹んだ形態の結合溝が形成され得る。そして、このような結合溝Ｇ２には、第１ケース４０１と正極バスバー２０１との結合時に、正極バスバー２０１の熱伝達部２２０が挿入及び安着され得る。
【０１３８】
このような構成において、第１ケース４０１は、正極バスバー２０１の熱伝達部２２０の末端部外側に遮断部が形成されるように構成され得る。すなわち、図１０の構成において、第１ケース４０１の下面には結合溝Ｇ２が形成されるが、その内側（図面の左側）には、Ｗ２で示されたように、下方に突出した形態の遮断部が備えられ得る。この場合、結合溝Ｇ２に挿入された熱伝達部２２０は、遮断部Ｗ２によって末端部外側が遮断されて、正極バスバー２０１の熱伝達部２２０が負極バスバー２０２の熱伝達部２２０側に移動するか、又は、負極バスバー２０２の熱伝達部２２０が正極バスバー２０１の熱伝達部２２０側に移動することをより確実に防止することができる。したがって、この場合、正極バスバー２０１と負極バスバー２０２との絶縁性をより安定的に確保することができる。
【０１３９】
また、図１１を参照すれば、第２ケース４０２の下面には、Ｇ３で示されたように、上方に凹んだ形態の結合溝が形成され得る。そして、このような結合溝Ｇ３には、第２ケース４０２と負極バスバー２０２との結合時に、負極バスバー２０２の熱伝達部２２０が挿入及び安着され得る。
【０１４０】
このような構成において、第２ケース４０２は、負極バスバー２０２の熱伝達部２２０の末端部外側に遮断部が形成されるように構成され得る。すなわち、図１１の構成において、第２ケース４０２の下面には結合溝Ｇ３が形成されるが、その内側（図面の右側）には、Ｗ３で示されたように、遮断部が備えられ得る。この場合、結合溝Ｇ３に挿入された熱伝達部２２０の末端部外側は、遮断部Ｗ３によって遮断されて、負極バスバー２０２と正極バスバー２０１との絶縁性をより安定的に確保することができる。
【０１４１】
一方、図１０及び図１１の実施例では、バスバーの熱伝達部２２０がモジュールケース４００に挿入される構成を中心に説明したが、バスバーの連結部２１０及び／または端子部２３０もモジュールケース４００に挿入されるように構成されても良い。
【０１４２】
例えば、図８にＧ４で示されたように、第１ケース４０１の上面後方には正極バスバー２０１の端子部に対応する位置、個数及び形態で結合溝が形成され得る。そして、このような結合溝Ｇ４には、正極バスバー２０１の端子部Ｍ２が挿入され得る。
【０１４３】
また、図８にＧ５で示されたように、第２ケース４０２の上面前方には負極バスバー２０２の端子部に対応する位置、個数及び形態で結合溝が形成され得る。そして、このような結合溝Ｇ５には、負極バスバー２０２の端子部Ｎ１が挿入され得る。
【０１４４】
また、第１ケース４０１の上面前方及び第２ケース４０２の上面後方にも、正極バスバー２０１の端子部Ｍ１及び負極バスバー２０２の端子部Ｎ２が挿入されるように結合溝が形成され得る。
【０１４５】
本発明のこのような構成によれば、バスバー、特にバスバーの端子部２３０とモジュールケース４００との間の結合性が増大することができる。また、結合溝に端子部２３０が挿入されることで、端子部２３０の外部露出を減少させて端子部２３０と他の構成要素との意図せぬ接触を減らすことができる。したがって、バスバーの端子部２３０に対する電気的絶縁性を向上させることができる。さらに、この場合、バッテリーモジュールと外部装置との電気的連結の際、用いられない端子部２３０を結合溝に挿入することもできる。
【０１４６】
特に、モジュールケース４００の結合溝Ｇ４、Ｇ５は、端子部２３０の末端部外側に遮断部が形成されるように構成され得る。
【０１４７】
例えば、図８にＷ４及びＷ５で示された部分のように、モジュールケース４００の結合溝外側に遮断部が形成されることで、結合溝に挿入された端子部２３０が外側に移動するか又は結合溝に挿入された端子部２３０に他の伝導体が接近することを防止することができる。したがって、この場合、モジュールバスバーの端子部２３０間の接触をより確実に遮断することができる。
【０１４８】
また、前記モジュールケース４００とバスバーとは、相互結合のための構成を備えることができる。
【０１４９】
例えば、前記第２ケース４０２は、図２及び図１１にＰ３で示されたように、外側面（図面の左側面）に、外側に凸んだ突出部を備えることができる。そして、負極バスバー２０２は、このような第２ケース４０２の突出部Ｐ３に対応する位置及び形態で、図２にＨ３で示されたように結合孔を備えることができる。この場合、第２ケース４０２と負極バスバー２０２とが結合するとき、突出部Ｐ３が結合孔Ｈ３に挿入され得る。
また、第１ケース４０１と正極バスバー２０１とも、このような第２ケース４０２の突出部及び負極バスバー２０２の結合孔と類似した形態の突出部及び結合孔を備え、相互結合され得る。
【０１５０】
本発明のこのような構成によれば、モジュールケース４００とバスバーとの結合性が向上でき、これらの間の組み立てがより容易になる。また、この場合、バスバーを二次電池の電極端子と溶接する工程をより円滑に行うことができる。
図１２は本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した斜視図であり、図１３は図１２のＡ４部分の正断面形状を拡大して示した図である。また、図１４は、図１２のバッテリーモジュールが多数連結された構成を概略的に示した図である。本実施例においては、上述した実施例と異なる部分を主に説明して、上述した実施例に対する説明が同一または類似に適用され得る部分については詳細な説明を省略する。
図１２〜図１４を参照すれば、端子部２３０は、モジュールケース４００の上部に突出してから少なくとも一部分が水平方向に延びるように折り曲げられる形態で構成され得る。特に、図１３を参照すれば、端子部２３０はモジュールケース４００の外側に取り付けられた連結部２１０から上方に延びてから、Ａ５で示された部分から略直角に折り曲げられて水平方向に延びる形態で構成され得る。この場合、端子部２３０は、図１３にＪで示された部分のように、モジュールケース４００の上面から上方に所定距離離隔して突出した状態で、地面と平行に水平方向に扁平に形成された部分を備えることができる。
【０１５１】
本発明のこのような構成によれば、端子部２３０の上方に突出した状態で水平方向に扁平に形成された部分、すなわち突出水平構成Ｊによって連結部材と端子部２３０との連結をより容易且つ安定的に行うことができる。換言すれば、図１２を参照すれば、正極用連結部材５１０と負極用連結部材５２０が端子部２３０と接触して連結されるように構成するとき、端子部２３０の突出水平構成Ｊが各連結部材５１０、５２０と面接触することができる。したがって、端子部２３０と連結部材５１０、５２０との電気的接触がより安定的に行われて接触抵抗をより低めることができる。さらに、この場合、端子部２３０と連結部材５１０、５２０との間を溶接などで締結するとき、このような締結工程をより円滑に行うことができる。
【０１５２】
また、端子部２３０に突出水平構成Ｊを備える構成においても、連結部２１０と端子部２３０は全て１つの一体化された金属シート形態で構成され得る。すなわち、突出水平構成Ｊを含む端子部２３０は、連結部２１０と一体化された１つの金属板状で構成され得る。この場合、連結部２１０の上端部分が折り曲げられて端子部２３０、特に突出水平構成Ｊを含む端子部２３０が形成されると言える。本発明のこのような構成によれば、端子部２３０を備えるバスバー２００をより容易に製造することができる。
【０１５３】
さらに、このような突出水平構成Ｊは、バッテリーモジュールのモジュール端子として機能する端子部に備えられ得る。例えば、図１２に示された構成において、負極バスバー２０２の端子部２３０にはＮ１、Ｎ２の２つが備えられるが、突出水平構成Ｊは、前方に位置した端子部Ｎ１のみに形成され得る。また、図１２の構成において、正極バスバー２０１の端子部２３０にはＭ１、Ｍ２の２つが備えられるが、突出水平構成Ｊは、後方に位置した端子部Ｍ２のみに形成され得る。
【０１５４】
さらに望ましくは、前記端子部２３０は、突出水平構成Ｊを形成してから再び下方に延びる形態で構成され得る。より具体的に、図１３を参照すれば、前記端子部２３０はモジュールケース４００の上部に突出してからＡ５部分で水平方向に折り曲げられて突出水平構成Ｊを形成し、再びＡ６部分で下方に略直角に折り曲げられる形態で構成され得る。この場合、端子部２３０には、少なくとも２つの折曲部Ａ５、Ａ６が形成されると言える。
【０１５５】
一方、このような構成において、端子部２３０において下方に折り曲げられた部分の下端部は、端子部２３０の末端部であると同時にバスバー２００自体の上部末端部であると言える。ここで、このような端子部２３０の末端部はモジュールケース４００の表面に接触するように構成され得る。すなわち、図１３にＡ７で示された部分のように、端子部２３０の末端部はモジュールケース４００の上部表面に安着されるように構成され得る。
【０１５６】
本発明のこのような構成によれば、端子部２３０の末端部がモジュールケース４００によって上方に支持できる。したがって、連結部材５１０、５２０などの構成が端子部２３０の突出水平部分Ｊに接触されるか又は接触された後の過程で、端子部２３０の末端部が下方に移動しないことで突出水平部分Ｊが水平状態を安定的に維持することができる。したがって、この場合、端子部２３０と連結部材５１０、５２０との連結工程がより円滑に行われ、振動や外部衝撃などからも端子部２３０と連結部材５１０、５２０との連結状態をより安定的に維持することができる。
【０１５７】
さらに、このような構成において、モジュールケース４００には、前記端子部２３０の末端部が挿入されて安着できるように安着溝が形成され得る。より具体的に図１２及び図１３を参照すれば、モジュールケース４００の上面、特にモジュールケース４００の上部結合溝Ｇ４、Ｇ５に、Ｅ１で示されたように、下方に凹んだ形態の安着溝が形成され得る。そして、このようなモジュールケース４００の安着溝Ｅ１に端子部２３０の末端部が下方に挿入され得る。特に、モジュールケース４００の安着溝Ｅ１は、バッテリーモジュールの前後方向に長く延びた形態で形成されたスリット状で構成され得る。
【０１５８】
本発明のこのような構成によれば、端子部２３０の末端部がモジュールケース４００の安着溝Ｅ１に挿入され、端子部２３０の形態を安定的に維持することができる。特に、端子部２３０の末端部は左右方向（図面のＸ軸方向）に容易に動かないように構成できる。したがって、端子部２３０の突出水平構成Ｊは、モジュールケース４００の上部表面に平行であるか、地面に平行であるか、又は、連結部材５１０、５２０の長さ方向に平行な状態をよく維持することができる。したがって、端子部２３０と連結部材との接続及び連結状態をより確実に維持することができる。
【０１５９】
また、本発明によるバッテリーモジュールは、バスバーの外側に絶縁パネルをさらに含むことができる。前記絶縁パネルは、ポリマーやシリコーン、ゴムなどの電気絶縁性材質で構成され得る。さらに、前記絶縁パネルは上下方向に立設された形態で、バスバーの連結部２１０の外側に備えられ得る。
【０１６０】
本発明のこのような構成によれば、絶縁パネルによって連結部２１０の露出が防止又は減少されて、バスバーに対する電気的絶縁性を安定的に確保することができる。
【０１６１】
また、バッテリーモジュールにモジュールケース４００が備えられた実施例において、前記絶縁パネルは、モジュールケース４００の外側に結合され得る。例えば、モジュールケース４００の外側エッジ付近に溝が形成されて、前記絶縁パネルのエッジがこのような溝に挿入され得る。または、モジュールケース４００の外側エッジに突起が形成されて、前記絶縁パネルのエッジにこのような突起が挿入され得る。
【０１６２】
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を１つ以上含むことができる。例えば、図９に示されたように、本発明によるバッテリーパックは多数のバッテリーモジュールを含むことができ、この場合、バッテリーモジュール間の連結のための連結部材をさらに含むことができる。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の外に、バッテリーモジュールを収納するためのパックケース、バッテリーモジュールの充放電を制御するための各種の装置、例えばＢＭＳ、電流センサー、ヒューズなどをさらに含むことができる。
【０１６３】
本発明によるバッテリーモジュールは、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され得る。すなわち、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を含むことができる。特に、電気自動車の場合、バッテリーモジュールは車両の下部に配置されるが、このときその高さを高く構成してはならない。さらに、このような自動車用バッテリーモジュールの場合、冷却性能も非常に重要である。したがって、このような自動車に本発明によるバッテリーモジュールを適用すれば、高さは低く、且つ、効果的な冷却性能を確保可能なバッテリーモジュールを提供することができる。
【０１６４】
一方、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われたが、このような用語は説明の便宜のためのものであるだけで、対象になる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。
【０１６５】
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。
【符号の説明】
【０１６６】
１０：放熱部材
１００：セルアセンブリ
１１０：二次電池
２００：バスバー
２０１：正極バスバー、２０２：負極バスバー
２１０：連結部、２２０：熱伝達部、２３０：端子部
３００：サーマルパッド
４００：モジュールケース
４０１：第１ケース、４０２：第２ケース
５１０：正極用連結部材、５２０：負極用連結部材
【図１】
0006782844.tif 000002
【図２】
0006782844.tif 000003
【図３】
0006782844.tif 000004
【図４】
0006782844.tif 000005
【図５】
0006782844.tif 000006
【図６】
0006782844.tif 000007
【図７】
0006782844.tif 000008
【図８】
0006782844.tif 000009
【図９】
0006782844.tif 000010
【図１０】
0006782844.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0006782844.tif 000013
【図１３】
0006782844.tif 000014
【図１４】
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