(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスバーが結合されたフレームに設けられる軟性回路基板において、バンド状の中心部；前記中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第１連結回路部；前記第１連結回路部から前記中心部と並ぶように延びた第２連結回路部；及び前記第１連結回路部及び前記第２連結回路部のそれぞれから延びて前記バスバーに連結される第３連結回路部を含み、前記第２連結回路部が前記第１連結回路部の一側に折れる場合、前記第２連結回路部が第１ベンディングラインに沿って前記第１連結回路部に向かって折れて形成される第１重ね合わせ部；及び前記第２連結回路部が第２ベンディングラインに沿って前記第１連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第２重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、前記重ね合わせ部が形成される場合、前記第２連結回路部は前記第１連結回路部と同一線上に配置される、軟性回路基板。
【請求項２】
前記第２連結回路部は、前記第１連結回路部の両端部にそれぞれ形成される、請求項１に記載の軟性回路基板。
【請求項３】
前記第１ベンディングラインは前記第１連結回路部と並んで形成され、前記第２ベンディングラインは前記第１ベンディングラインに対して所定の角度に傾くように形成される、請求項２に記載の軟性回路基板。
【請求項４】
前記第１重ね合わせ部及び前記第２重ね合わせ部を構成する第２連結回路部の部分の間は、上側及び下側に対して固定力を提供する接着剤により密着固定される、請求項２に記載の軟性回路基板。
【請求項５】
前記接着剤は、両面テープまたは両面パッドであることを特徴とする、請求項４に記載の軟性回路基板。
【請求項６】
前記第１連結回路部に形成された第３連結回路部は、互いに離隔するように複数個で形成され、前記第１連結回路部と前記第２連結回路部が互いに平行に位置する場合、前記第２連結回路部に形成された第３連結回路部が前記第１連結回路部に形成された第３連結回路部と互いに平行に配置される、請求項１に記載の軟性回路基板。
【請求項７】
前記中心部から外側に延びて形成される温度センシング部をさらに含む、請求項１に記載の軟性回路基板。
【請求項８】
前記第３連結回路部は、基板層及び前記基板層の一面を露出させるように構成された絶縁層を含み、前記基板層の一面は、前記バスバーに接触するように構成された、請求項１に記載の軟性回路基板。
【請求項９】
前記第３連結回路部は、基板層及び前記基板層の両面を露出させるように構成された絶縁層を含み、前記基板層は、前記バスバーに接触する第１面；及び前記第１面の反対側に形成される第２面を含む、請求項１に記載の軟性回路基板。
【請求項１０】
前記第３連結回路部は、前記第１面のサイズが前記第２面のサイズより大きいことを特徴とする、請求項９に記載の軟性回路基板。
【請求項１１】
少なくとも１つのバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体を固定するためのフレーム組立体において、上部プレート、前記上部プレートの両端に連結される側面プレートを含んで前記セル組立体を取り囲むように配置されるフレーム；前記側面プレートに配置されて固定されるバスバー；及び前記上部プレートと前記側面プレートに沿って配置されて前記バッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板を含み、前記上部プレートには上面に一定の深さで掘られた経路溝が形成され、前記軟性回路基板には外側に延びた温度センシング部が形成され、前記経路溝に安着するバンド状の中心部；前記中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第１連結回路部；前記第１連結回路部の両端部から前記中心部と並ぶように延びた第２連結回路部；及び前記第１連結回路部及び前記第２連結回路部のそれぞれから延びて前記バスバーに連結される第３連結回路部を含み、前記軟性回路基板には、前記第２連結回路部が第１ベンディングラインに沿って前記第１連結回路部に向かって折れて形成される第１重ね合わせ部、及び前記第２連結回路部が第２ベンディングラインに沿って前記第１連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第２重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、前記重ね合わせ部が形成される場合、前記第２連結回路部は前記第１連結回路部と同一線上に配置され、前記第２連結回路部に形成された第３連結回路部は、前記第１連結回路部に形成された第３連結回路部と一列に配置される、フレーム組立体。
【請求項１２】
前記セル組立体は、前記複数個のバッテリーセルの各両端に形成された端子部が直列または並列に積層されて形成され、前記バスバーに前記端子部が直接接合されて電気的に連結される、請求項１１に記載のフレーム組立体。
【請求項１３】
前記バスバーには、前記バッテリーセルが積層された方向と交差する方向に挿入ホールが形成され、前記セル組立体は前記複数個のバッテリーセルが並列に積層され、並列に積層された前記バッテリーセルが再度直列に積層されて形成され、前記端子部が前記挿入ホールに挿入されて前記バスバーと電気的に連結される、請求項１２に記載のフレーム組立体。
【請求項１４】
前記端子部は前記挿入ホールを貫通し、貫通して突出する部分は前記バスバーの外側に折れてレーザ溶接されて電気的に連結される、請求項１３に記載のフレーム組立体。
【請求項１５】
前記第１ベンディングラインは前記第１連結回路部と並んで形成され、前記第２ベンディングラインは前記第１ベンディングラインと所定の角度に傾くように形成され、前記第２連結回路部は前記第１ベンディングライン及び前記第２ベンディングラインに沿って順次折れて、前記第１連結回路部と同一線上に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載のフレーム組立体。
【請求項１６】
前記側面プレートの一側に密着して固定され、前記中心部の端部を覆う補強プレートをさらに含み、前記上部プレートは前記経路溝に沿って前記中心部と前記経路溝の離隔を防止するリブがさらに形成される、請求項１１に記載のフレーム組立体。
【請求項１７】
前記リブは、前記経路溝の両側に交互に互いに離隔するように複数個で提供されることを特徴とする、請求項１６に記載のフレーム組立体。
【請求項１８】
前記側面プレートには前記中心部が配置される位置に対応して融着突起が形成され、前記中心部及び前記補強プレートには前記融着突起の位置に対応して固定ホールがそれぞれ形成される、請求項１６に記載のフレーム組立体。
【請求項１９】
前記経路溝に前記中心部が安着した状態で、前記中心部の上側を覆うトップカバーをさらに含む、請求項１１に記載のフレーム組立体。
【請求項２０】
前記バスバーには一定の深さで掘られた安着部が形成され、一側は前記軟性回路基板に固定結合され、他側は前記バスバーに接合される連結端子をさらに含み、前記連結端子は、固定突起が形成されて前記第３連結回路部に固定される固定部；及び前記固定部から延長形成され、前記安着部に配置される連結部を含む、請求項１１に記載のフレーム組立体。
【請求項２１】
前記固定突起は、前記固定部の両側に離隔して複数個形成され、予め設定された位置で前記第３連結回路部を貫通して前記軟性回路基板と電気的に連結され、貫通して突出する部分は、圧着されて反り変形により固定され、前記連結部は、レーザ溶接により前記安着部に接合されることを特徴とする、請求項２０に記載のフレーム組立体。
【請求項２２】
前記連結部は、締結ホールが形成されるようにリング状に形成され、前記締結ホールを貫通して前記安着部に挿入されて前記連結端子を固定する締結部材をさらに含む、請求項２０に記載のフレーム組立体。
【請求項２３】
前記第３連結回路部が前記バスバーに連結された状態で、前記第３連結回路部及び前記第３連結回路部周辺の前記バスバーの一部をカバーするように構成されたコーティング部をさらに含む、請求項１１に記載のフレーム組立体。
【請求項２４】
前記バスバーには一定の深さで掘られた安着部が形成され、前記第３連結回路部の一面は安着部に接触することを特徴とする、請求項１１に記載のフレーム組立体。
【請求項２５】
少なくとも１つのバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体を固定するためのフレーム組立体において、上部プレート、前記上部プレートの両端に連結される側面プレートを含んで前記セル組立体を取り囲むように配置されるフレーム；前記側面プレートに配置されて固定されるバスバー；前記上部プレートと前記側面プレートに沿って配置されて前記バッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板；及び前記側面プレートの一側に密着固定されて前記軟性回路基板の端部を覆う補強プレートを含み、前記上部プレートには底面に一定の深さで掘られた保護溝が形成され、前記軟性回路基板は、外側に延びた温度センシング部が形成され、前記保護溝に収容されるバンド状の中心部；前記中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第１連結回路部；前記第１連結回路部の両端部から前記中心部と並ぶように延びた第２連結回路部；及び前記第１連結回路部及び前記第２連結回路部のそれぞれから延びてバスバーに連結される第３連結回路部を含み、前記軟性回路基板には、前記第２連結回路部が第１ベンディングラインに沿って前記第１連結回路部に向かって折れて形成される第１重ね合わせ部、及び前記第２連結回路部が第２ベンディングラインに沿って前記第１連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第２重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、前記重ね合わせ部が形成される場合、前記第２連結回路部は前記第１連結回路部と平行に配置され、前記第２連結回路部に形成された前記第３連結回路部は、前記第１連結回路部に形成された前記第３連結回路部と平行に配置される、フレーム組立体。
【請求項２６】
前記保護溝と前記中心部との間、及び前記第１連結回路部と前記第２連結回路部との間に形成される前記重ね合わせ部は、接着剤により密着固定される、請求項２５に記載のフレーム組立体。
【請求項２７】
前記上部プレート及び前記側面プレートのうち少なくともいずれか１つには前記保護溝の位置に対応して保護ホールが形成され、前記中心部の端部は前記保護ホールを貫通し、曲がって前記第３連結回路部が前記バスバーの外側面に接合される、請求項２５に記載のフレーム組立体。
【請求項２８】
前記側面プレートには前記保護ホールの位置に対応して融着突起が形成され、前記中心部及び前記補強プレートには前記融着突起の位置に対応して固定ホールがそれぞれ形成される、請求項２７に記載のフレーム組立体。
【請求項２９】
前記バスバーには第１結合ホールが形成され、前記第３連結回路部には第１結合ホールの位置に対応して第２結合ホールが形成され、前記第１結合ホール及び前記第２結合ホールを貫通する結合部材をさらに含む、請求項２５に記載のフレーム組立体
【請求項３０】
前記バスバーには一定の深さで掘られた安着溝が形成され、前記第１結合ホールは前記安着溝に形成され、前記第１結合ホール及び前記第２結合ホールはそれぞれ互いに離隔して一対で形成されることを特徴とする、請求項２９に記載のフレーム組立体。
【請求項３１】
前記結合部材は、リベットであることを特徴とする、請求項２９に記載のフレーム組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、軟性回路基板及びこれを含むフレーム組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、モバイル機器、補助電力装置などに広範囲に用いられている。また、二次電池は、従来ガソリン車両やディーゼル車両が有する大気汚染などの各種問題を解決するための代案として提示された電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車などの主な原動力としても注目されている。
【０００３】
電気自動車などに用いられる二次電池は、高出力大容量バッテリーの必要性により、複数個のバッテリーセルを積層させた後にこれを電気的に直列及び並列連結したバッテリーモジュールが用いられる。このようなバッテリーモジュールは、バッテリーセルの積層された程度により必要な高出力を提供することができるという長所があるが、バッテリーセルが積層された状態で用いられ、一部のバッテリーセルで過電圧、過電流、過発熱などの現象が生じ得る。
【０００４】
このような形状は、バッテリーモジュールの安定性や作動効率などに影響を及ぼすため、これを予め検出するための手段が要請される。従って、バッテリーモジュールは、バッテリーセルに連結される回路基板を用いて各バッテリーセルの電圧をセンシングし、これをバスバーを介してＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）に電気的情報として伝達して、各バッテリーセルの過電圧、過電流、過発熱などの現象を検出し、これによる追加の損傷を防止する。
【０００５】
一方、薄い絶縁層の間に銅箔が積層されて形成される軟性回路基板は、重さが軽く、占有空間が小さく、所望の形状に応じて裁断して用いることができる長所があるため、最近、多様な分野で用いられている。従って、車両のフレーム組立体においても車両の軽量化及び燃費改善のために、バッテリーセルの電圧をセンシングするために軟性回路基板を用いるための多様な研究が進行中である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示の実施例は、セル組立体を固定するためのフレーム組立体に用いられる軟性回路基板を提供する。また、生産過程の歩留まりを向上させて、組み立て過程で生じ得る破損現象を防止し、作業性を向上させることができる軟性回路基板の構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施例によるバスバーが結合されたフレームに設けられる軟性回路基板において、バンド状の中心部；中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第１連結回路部；第１連結回路部から中心部と並ぶように延びた第２連結回路部；及び第１連結回路部及び第２連結回路部のそれぞれから延びてバスバーに連結される第３連結回路部を含み、第２連結回路部が第１連結回路部の一側に折れる場合、端面方向で互いに重なるように配置された第１連結回路部の一部及び第２連結回路部の一部を含む重ね合わせ部が形成され、重ね合わせ部が形成される場合、第２連結回路部は第１連結回路部と同一線上に配置され得る。
【０００８】
一実施例によると、第２連結回路部は、第１連結回路部の両端部にそれぞれ形成され、第２連結回路部が第１ベンディングラインに沿って第１連結回路部に向かって折れて形成される第１重ね合わせ部；及び第２連結回路部が第２ベンディングラインに沿って第１連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第２重ね合わせ部を含むことができる。
【０００９】
一実施例によると、第１ベンディングラインは第１連結回路部と並んで形成され、第２ベンディングラインは第１ベンディングラインに対して所定の角度に傾くように形成され得る。
【００１０】
一実施例によると、第１重ね合わせ部及び第２重ね合わせ部を構成する第２連結回路部の部分の間は、上側及び下側に対して固定力を提供する接着剤により密着固定され得る。
【００１１】
一実施例によると、接着剤は、両面テープまたは両面パッドであることを特徴とすることができる。
【００１２】
一実施例によると、第１連結回路部に形成された第３連結回路部は、互いに離隔するように複数個で形成され、第１連結回路部と第２連結回路部が同一線上に位置する場合、第２連結回路部に形成された第３連結回路部が第１連結回路部に形成された第３連結回路部と一列に配置され得る。
【００１３】
一実施例によると、中心部から外側に延びて形成される温度センシング部をさらに含むことができる。
【００１４】
一実施例によると、第３連結回路部は、基板層及び基板層の一面を露出させるように構成された絶縁層を含み、基板層の一面は、バスバーに接触するように構成され得る。
【００１５】
一実施例によると、第３連結回路部は、基板層及び基板層の両面を露出させるように構成された絶縁層を含み、基板層は、バスバーに接触する第１面；及び第１面の反対側に形成される第２面を含むことができる。
【００１６】
一実施例によると、第３連結回路部は、第１面のサイズが第２面のサイズより大きいことを特徴とすることができる。
【００１７】
本開示の他の実施例による少なくとも１つのバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体を固定するためのフレーム組立体において、上部プレート、上部プレートの両端に連結される側面プレートを含み、セル組立体を取り囲むように配置されるフレーム；側面プレートに配置されて固定されるバスバー；及び上部プレートと側面プレートに沿って配置されてバッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板を含み、上部プレートには上側面に一定の深さで掘られた経路溝が形成され、軟性回路基板には外側に延びた温度センシング部が形成され、経路溝に安着するバンド状の中心部；中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第１連結回路部；第１連結回路部の両端部に延びて、中心部と並んで形成される第２連結回路部；及び第１連結回路部及び第２連結回路部のそれぞれから延びてバスバーに連結される第３連結回路部を含み、軟性回路基板には、第２連結回路部が第１ベンディングラインに沿って第１連結回路部に向かって折れて形成される第１重ね合わせ部、及び第２連結回路部が第２ベンディングラインに沿って第１連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第２重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、重ね合わせ部が形成される場合、第２連結回路部は第１連結回路部と同一線上に配置され、第２連結回路部に形成された第３連結回路部は、第１連結回路部に形成された第３連結回路部と一列に配置され得る。
【００１８】
一実施例によると、セル組立体は、複数個のバッテリーセルの各両端に形成された端子部が直列または並列に積層されて形成され、バスバーに端子部が直接接合されて電気的に連結され得る。
【００１９】
一実施例によると、バスバーには、バッテリーセルが積層された方向と同一の方向に挿入ホールが形成され、セル組立体は複数個のバッテリーセルが並列に積層され、並列に積層されたバッテリーセルが再度直列に積層されて形成され、端子部が挿入ホールに挿入されてバスバーと電気的に連結され得る。
【００２０】
一実施例によると、端子部は挿入ホールを貫通し、貫通して突出する部分はバスバーの外側に折れてレーザ溶接されて電気的に連結され得る。
【００２１】
一実施例によると、第１ベンディングラインは第１連結回路部と並んで形成され、第２ベンディングラインは第１ベンディングラインと所定の角度に傾くように形成され、第２連結回路部は第１ベンディングライン及び第２ベンディングラインに沿って順次折れて、第１連結回路部と同一線上に配置されることを特徴とすることができる。
【００２２】
一実施例によると、側面プレートの一側に密着して固定され、中心部の端部を覆う補強プレートをさらに含み、上部プレートは経路溝に沿って中心部と経路溝の離隔を防止するリブがさらに形成され得る。
【００２３】
一実施例によると、リブは、経路溝の両側に交互に互いに離隔するように複数個で提供されることを特徴とすることができる。
【００２４】
一実施例によると、側面プレートには中心部が配置される位置に対応して融着突起が形成され、中心部及び補強プレートには融着突起の位置に対応して固定ホールがそれぞれ形成され得る。
【００２５】
一実施例によると、経路溝に中心部が安着した状態で、中心部の上側を覆うトップカバーをさらに含むことができる。
【００２６】
一実施例によると、バスバーには一定の深さで掘られた安着部が形成され、一側は軟性回路基板に固定結合され、他側はバスバーに接合される連結端子をさらに含み、連結端子は、固定突起が形成されて第３連結回路部に固定される固定部；及び固定部から延長形成され、安着部に配置される連結部を含むことができる。
【００２７】
一実施例によると、固定突起は、固定部の両側に離隔して複数個形成され、予め設定された位置で第３連結回路部を貫通して軟性回路基板と電気的に連結され、貫通して突出する部分は、圧着されて反り変形により固定され、連結部は、レーザ溶接により安着部に接合されることを特徴とすることができる。
【００２８】
一実施例によると、連結部は、締結ホールが形成されるようにリング状に形成され、締結ホールを貫通して安着部に挿入されて連結端子を固定する締結部材をさらに含むことができる。
【００２９】
一実施例によると、第３連結回路部がバスバーに連結された状態で、第３連結回路部及び第３連結回路部周辺のバスバーの一部をカバーするように構成されたコーティング部をさらに含むことができる。
【００３０】
一実施例によると、バスバーには一定の深さで掘られた安着部が形成され、第３連結回路部の一面は安着部に接触することを特徴とすることができる。
【００３１】
本開示のさらに他の実施例による少なくとも１つのバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体を固定するためのフレーム組立体において、上部プレート、上部プレートの両端に連結される側面プレートを含みセル組立体を取り囲むように配置されるフレーム；側面プレートに配置されて固定されるバスバー；上部プレートと側面プレートに沿って配置されてバッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板；及び側面プレートの一側に密着固定されて軟性回路基板の端部を覆う補強プレートを含み、上部プレートには底面に一定の深さで掘られた保護溝が形成され、軟性回路基板には外側に延びた温度センシング部が形成され、保護溝に収容されるバンド状の中心部；中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第１連結回路部；第１連結回路部の両端部に延びて、中心部と並んで形成される第２連結回路部；及び第１連結回路部及び第２連結回路部のそれぞれから延びてバスバーに連結される第３連結回路部を含み、軟性回路基板には、第２連結回路部が第１ベンディングラインに沿って第１連結回路部に向かって折れて形成される第１重ね合わせ部、及び第２連結回路部が第２ベンディングラインに沿って第１連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第２重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、重ね合わせ部が形成される場合、第２連結回路部は第１連結回路部と平行に配置され、第２連結回路部に形成された第３連結回路部は、第１連結回路部に形成された第３連結回路部と平行に配置され得る。
【００３２】
一実施例によると、保護溝と中心部との間、及び第１連結回路部と第２連結回路部との間に形成される重ね合わせ部は、接着剤により密着固定され得る。
【００３３】
一実施例によると、上部プレート及び側面プレートのうち少なくともいずれか１つには保護溝の位置に対応して保護ホールが形成され、中心部の端部は保護ホールを貫通し、曲がって第３連結回路部がバスバーの外側面に接合され得る。
【００３４】
一実施例によると、側面プレートには保護ホールの位置に対応して融着突起が形成され、中心部及び補強プレートには融着突起の位置に対応して固定ホールがそれぞれ形成され得る。
【００３５】
一実施例によると、バスバーには第１結合ホールが形成され、第３連結回路部には第１結合ホールの位置に対応して第２結合ホールが形成され、第１結合ホール及び第２結合ホールを貫通する結合部材をさらに含むことができる。
【００３６】
一実施例によると、バスバーには一定の深さで掘られた安着溝が形成され、第１結合ホールは安着溝に形成され、第１結合ホール及び第２結合ホールはそれぞれ互いに離隔して一対で形成され得る。
【００３７】
一実施例によると、結合部材は、リベットであることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上で詳察したように、本開示の課題を解決するための手段によると、次のような事項をいずれも含む多様な効果を期待することができる。ただし、本開示が下記のような効果をいずれも発揮してこそ成立するものではない。
【００３９】
本開示による軟性回路基板は、第２連結回路部が第１連結回路部の端部に折れ曲がって連結され、これらが中心部と並んで形成された形状を有するため、初期裁断時に第１連結回路部と第２連結回路部が並んで裁断される比較例に比べて設計上の損失する部分を最小化し、生産原価を節減することができる。
【００４０】
また、第１ベンディングライン及び第２ベンディングラインに沿って第２連結回路部を折り、第２連結回路部を第１連結回路部と同一線上に位置させるため、生産歩留まりを向上させることができ、広く積層された複数個のバッテリーセルの電圧をそれぞれセンシングすることができる。
【００４１】
さらに、第１重ね合わせ部及び第２重ね合わせ部は、両面テープまたはＰＡＤにより密着固定され、組み立て過程で浮き上がりによる損傷を防止し、振動による軟性回路基板のパターンのクラックを防止することができる。
【００４２】
また、第３連結回路部は、軟性回路基板の内部基板層が露出形成され、他の構成なしでもバスバーに直接接合可能であり、別途の構成を必要としないため、原価節減の効果を有することができる。
【００４３】
第１面のサイズは、第２面のサイズより大きく形成され、接合を容易にすると共に、基板層を保護する効果を有することができる。
【００４４】
本開示によるバッテリーモジュールのセル組立体は、バッテリーセルに形成された端子を介して電気的に容易に連結され得、バスバーに挿入ホールが形成されて端子部がこれを貫通して折れてバスバーと電気的に連結され得るため、その組み立てが容易になり得る。
【００４５】
上部プレート及び側面プレートを含みセル組立体を取り囲む形状のセルフレームを含んでバッテリーセルを一次的に固定し、バッテリーセルを保護することができる。
【００４６】
上部プレートと側面プレートはヒンジ結合され、側面プレートが一定の角度で回動し、フレームの組み立てが容易になり得る。
【００４７】
上部プレートの上側面に一定の深さで掘られた経路溝が形成されたり、底面に一定の深さで掘られた保護溝が形成されたりすることができるため、軟性回路基板の中心部を保護し、組み立て過程で生じ得る損傷を防止することができる。
【００４８】
経路溝に沿って中心部の離隔を防止するリブが形成され、軟性回路基板の固定を容易にすることができ、経路溝の両側に交互に複数個が形成され、組み立て時に生じ得る軟性回路基板の損傷を防止することができる。
【００４９】
経路溝に軟性回路基板が安着した状態で、軟性回路基板の上側を覆うトップカバーをさらに設けて組み立て時に生じ得る軟性回路基板の損傷を最小化することができる。
【００５０】
中心部は、保護溝に両面テープにより容易に固定され得、保護溝が形成された位置に対応して保護ホールが形成されて軟性回路基板が曲がる部分を最小化し、組み立て過程または車両の運行過程で生じる外力による軟性回路基板の損傷を防止することができる。
【００５１】
また、側面プレートの一側に密着固定され、中心部の端部を覆う補強プレートを含み、軟性回路基板の組み立て過程で生じ得る損傷の可能性をさらに確実に遮断することができる。
【００５２】
補強プレートは中心部の端部を覆い、熱融着過程で軟性回路基板に生じ得る損傷を防止することができる。
【００５３】
バスバーには、安着部が一定の深さで掘られるように形成されて接合部分を明確にして作業性が向上し、正確な位置に接合されるため接合品質を向上させることができる。
【００５４】
一体型端子を介して軟性回路基板とバスバーを電気的に連結可能であり、作業工数を節減し、生産コストを節減することができる。
【００５５】
リング状の一体型端子を用いて締結部材（例えば、螺子）によりバスバーに連結することができるため、レーザウェルディングのような作業工数を節減して生産性を向上させることができる。
【００５６】
基板層を直接バスバーに接合する場合、第３連結回路部とバスバーの一部を覆うコーティング部をさらに形成して基板層とバスバーとの間の接合力を高め、基板層を保護することができる。
【００５７】
結合部材は、電気伝導性を有する金属材質で形成されてバスバーと軟性回路基板を電気的に連結することができるため、溶接による歪みや溶接部位の割れ現象などを根本的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本開示の多様な実施例と比較するための比較例を説明するための図である。
【図２】本開示の一実施例による軟性回路基板の平面図である。
【図３】図２に示す軟性回路基板の折る方法を示す図である。
【図４】図２に示す軟性回路基板の一側の連結部の最終形状を示す斜視図である。
【図５】図４に示す重ね合わせ部を拡大図示した斜視図である。
【図６】図５に示す第１重ね合わせ部及び第２重ね合わせ部が接着剤により固定される方法を示す斜視図である。
【図７】図４に示す第３連結回路部の基板層が露出した状態を示す斜視図である。
【図８】図７に示す第１面及び第２面を示す平面図である。
【図９】図８に示す第３連結回路部の断面を示す断面図である。
【図１０】本開示の第１実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【図１１】図１０に示すバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【図１２】図１０に示すバッテリーモジュールのセル組立体の斜視図である。
【図１３】図１０に示すバッテリーモジュールのフレーム組立体の斜視図である。
【図１４】図１３に示すフレームの上部プレートと側面プレートとのヒンジ結合を示す斜視図である。
【図１５】図１０に示すバッテリーモジュールのフレームと軟性回路基板の配置を示す側面図である。
【図１６】図１３に示すフレーム組立体の上部プレート及び軟性回路基板の結合された構成を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示す上部プレート及び軟性回路基板の分解された構成を示す分解斜視図である。
【図１８】図１７に示す上部プレートの経路溝に軟性回路基板が安着した状態を示す平面図である。
【図１９】図１０に示すバッテリーモジュールの側面プレートの正面図である。
【図２０】図１９に示す補強プレートを拡大図示した斜視図である。
【図２１】図２０に表示されたＡ−Ａ方向の断面斜視図及び断面図である。
【図２２】図２０に示す補強プレートの固定方法を示す図である。
【図２３】図１９に示すバスバーの安着部を拡大図示した斜視図である。
【図２４】図２３に示す安着部に基板層が直接接合された状態を示す正面図である。
【図２５】図２４に示す基板層をバスバーに接合するための接合方法を示す断面図である。
【図２６】図２４に示す第３連結回路部にコーティング部がさらに形成された状態を示す平面図である。
【図２７】図２６に示すコーティング層の断面図である。
【図２８】図２３に示す安着部に、一実施例による一体型連結端子の連結部が接合された状態を示す正面図である。
【図２９】図２８に示す一実施例による一体型連結端子の斜視図である。
【図３０】図２３に示す安着部に一体型連結端子と他の実施例であるリング状の連結端子の連結部が接合された状態を示す正面図である。
【図３１】図３０に示すリング状の連結端子及び締結部材の斜視図である。
【図３２】図２８及び図３０に示す固定部が第３連結回路部に固定される方法を示す斜視図である。
【図３３】図２３に示す安着部に結合部材が結合された状態を示す斜視図である。
【図３４】図３３に示す安着部に結合部材を結合するための結合方法を示す斜視図である。
【図３５】図３３に示されたＢ−Ｂ方向の断面図である。
【図３６】本開示の第２実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【図３７】図３６に示すフレームと軟性回路基板の分解された構成を示す側面図である。
【図３８】図３６に示すフレームの下側方向における斜視図である。
【図３９】図３８に示す上部プレートと軟性回路基板の分解図である。
【図４０】セル組立体にフレーム組立体が組み立てられる方向を示す斜視図である。
【図４１】セル組立体にフレーム組立体が組み立てられる方向を示す斜視図である。
【図４２】セル組立体とフレーム組立体が組み立てられた後に挿入ホールに端子部が挿入された状態を示す斜視図である。
【図４３】挿入ホールに端子部が挿入された後に折れてバスバーに連結された状態を示す斜視図である。
【図４４】図４３に示す端子部を拡大図示した斜視図である。
【図４５】バッテリーモジュールとモノフレームの組み立て方法を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
本開示の実施例は、本開示の技術的思想を説明する目的で例示されたものである。本開示による権利範囲が以下に提示される実施例やこれらの実施例に関する具体的な説明で限定されるものではない。
【００６０】
本開示に用いられる全ての技術的用語及び科学的用語は、異なって定義されない限り、本開示が属する技術分野で通常の知識を有する者に一般的に理解される意味を有する。本開示に用いられる全ての用語は、本開示をさらに明確に説明する目的で選択されたものであり、本開示による権利範囲を制限するために選択されたものではない。
【００６１】
本開示で用いられる「含む」、「備える」、「有する」等のような表現は、当該表現が含まれる言句または文章で異なって言及されない限り、他の実施例を含む可能性を内包する開放型用語（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ  ｔｅｒｍｓ）として理解されなければならない。
【００６２】
本開示で記述された単数型の表現は、異なって言及しない限り、複数型の意味を含み得、これは請求の範囲に記載された単数型の表現にも同様に適用される。
【００６３】
本開示で用いられる「第１」、「第２」等の表現は、複数の構成要素を相互に区分するために用いられ、当該構成要素の順序または重要度を限定するものではない。
【００６４】
本開示において、ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるとか「接続されて」いると言及された場合、前記ある構成要素が前記他の構成要素に直接的に連結され得たり、接続され得るものとして、または新たな他の構成要素を介して連結され得たり、接続され得るものとして理解されなければならない。
【００６５】
以下、添付の図面を参照して本開示の実施例を説明する。添付の図面において、同一または対応する構成要素には、同一の参照符号が付与されている。また、以下の実施例の説明において、同一または対応する構成要素を重複して記述することが省略され得る。しかし、構成要素に関する技術が省略されても、そのような構成要素がある実施例に含まれないものと意図されるものではない。
【００６６】
図１は、本開示の多様な実施例と比較するための比較例を説明するための図である。
【００６７】
最近、より高い高出力の大容量バッテリーが要求されるに伴い、積層されるバッテリーセルの個数が増加している。この過程で、比較例の軟性回路基板１０００は、バッテリーセルのセンシング部が広く形成される形態に裁断されて用いられる。例えば、図１に示すように、バンド状の中心部１１１０、中心部１１１０の両端部に形成されて互いに対向するように配置される連結部１１２０及び連結部から突出してバスバーに第３連結回路部１１５０を有する形状に裁断される。
【００６８】
前述の比較例において、中心部１１１０の両側に形成される損失部分ａが増加し、軟性回路基板１０００の生産歩留まりが多少減少する問題が生じ得る。また、軟性回路基板１０００をフレームに組み立てる過程で軟性回路基板が外力などにより破損するか裂けて、軟性回路基板に実装された電気素子が破損するなどの問題が生じ得る。これにより、バッテリーモジュールに加えられる激しい振動や衝撃により軟性回路基板の側面プレートに曲がる部分にクラックが発生する問題が生じ得る。
【００６９】
図２は、本開示の一実施例による軟性回路基板１００の平面図であり、図３は、図２に示す軟性回路基板１００の折る方法を示す図であり、図４は、図２に示す軟性回路基板１００の一側の連結部の最終形状を示す斜視図である。図５は、図４に示す重ね合わせ部１４０を拡大図示した斜視図であり、図６は、図５に示す第１重ね合わせ部１４１及び第２重ね合わせ部１４２が接着剤２００により固定される方法を示す斜視図である。
【００７０】
図２〜図６を参照すると、バスバーが結合されたフレームに設置されてバッテリーセルの電圧をセンシングするように構成された軟性回路基板１００は、バンド状の中心部１１０、前記中心部１１０の両端部に形成されて、互いに対向配置される第１連結回路部１２０、前記第１連結回路部１２０に折れ曲がって延び前記中心部１１０と並んで形成される第２連結回路部１３０を含むことができる。第３連結回路部１５０は、第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０のそれぞれから延びてバスバーに連結されるように形成され得る。
【００７１】
第２連結回路部１３０が前記第１連結回路部１２０の一側に折れる場合、第１連結回路部１２０と前記第２連結回路部１３０との間に重ね合わせ部１４０が形成され得る。重ね合わせ部１４０が形成される場合、第２連結回路部１３０は第１連結回路部１２０と同一線上に配置され得る。
【００７２】
図９を参考にすると、軟性回路基板１００の端面方向への中心には基板層１０１が形成され、基板層１０１の上下に絶縁層１０２がそれぞれ積層されて形成され得る。基板層１０１は、電気的な信号で情報を伝達する回路として構成され得、絶縁層１０２は基板層１０１を保護して他の導電性構成とのショート現象を防止することができる。
【００７３】
図９を参考にすると、基板層１０１は、電気伝導性のある金属層で形成され、電気伝導性の高い銅板（ｃｏｐｐｅｒ  ｐｌａｔｅ）で形成され得る。絶縁層１０２は、フィルム（ＰＥＮ、Ｐ１）形態の電気伝導性のない物質で形成され得る。また、基板層１０１及び絶縁層１０２のそれぞれは、フレキシブルな特性を有するため、容易に変形され得る。
【００７４】
再度図２を参考にすると、軟性回路基板１００は、中心部１１０、第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０を含み、第１連結回路部１２０と前記第２連結回路部１３０との間に重ね合わせ部１４０が形成され得る。中心部、第１連結回路部１２０、第２連結回路部１３０及び重ね合わせ部１４０は、軟性回路基板１００の部分に該当し得、これらは中心部１１０とともに１つの軟性回路基板として一体に形成され得る。
【００７５】
中心部１１０の端部には、第１固定ホール１１５が形成され得る。また、中心部１１０及び第２連結回路部１３０から突出延長した部分に突出ホール１１２がさらに形成され得る。
【００７６】
中心部１１０は、バンド状に長く形成され得る。温度センシング部１１１は、中心部１１０から外側に延びて形成され得る。温度センシング部１１１は、一側に複数個が延びて形成されるように提供され得る。温度センシング部１１１は、バッテリーセルの温度を測定して軟性回路基板１００を通じて電気的情報として外部装置に伝達し、過発熱などの現象を検出するように構成され得る。
【００７７】
第１連結回路部１２０と第２連結回路部１３０は、中心部１１０の両端部にそれぞれ同一に形成されて適用することができる。以下では、中心部１１０の一側に形成される部分に基づいて、本開示の多様な実施例について説明する。
【００７８】
第１連結回路部１２０は、中心部１１０の両端部にそれぞれ形成される。第１連結回路部１２０は、中心部１１０の１つの端部の両側に延長形成され、中心部１１０に対して垂直の形状を有し得る。また、第１連結回路部１２０は、中心部１１０を挟んで互いに対向配置され得る。
【００７９】
第２連結回路部１３０は、第１連結回路部１２０から折れ曲がって延びて形成され得る。中心部１１０が形成された方向に垂直に折れ曲がって中心部１１０と並んで形成される。第２連結回路部１３０は、第１連結回路部１２０の端部にそれぞれ形成され得る。例えば、１つの軟性回路基板１００に計４つの第２連結回路部１３０が形成され得る。
【００８０】
重ね合わせ部１４０は、第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０の間に形成され得る。重ね合わせ部１４０は、第２連結回路部１３０が第１連結回路部１２０の一側に折れて第２連結回路部１３０が複数の層で重なる部分と定義され得る。
【００８１】
重ね合わせ部１４０は、第２連結回路部１３０が第１ベンディングライン１３１に沿って第１連結回路部１２０に向かって上側に折れて形成される第１重ね合わせ部１４１、及び第２連結回路部１３０が再度第２ベンディングライン１３２に沿って第１重ね合わせ部１４１の第１連結回路部１２０の長さ方向に上側に折れ曲がって折れて形成される第２重ね合わせ部１４２を含むことができる。即ち、重ね合わせ部１４０は、第２連結回路部１３０が第１ベンディングライン１３１及び第２ベンディングライン１３２に沿って折れて形成されるものであって、第２連結回路部１３０の一部に該当する。
【００８２】
重ね合わせ部１４０が形成される場合、第２連結回路部１３０は、第１連結回路部１２０と平行に配置され得る。また、第２連結回路部１３０に形成された第３連結回路部１５０は、第１連結回路部１２０に形成された第３連結回路部１５０と平行に配置され得る。本開示の多様な実施例において、両構成が平行に配置される場合、両構成が完全に平行であって延長線が出合わない場合だけでなく、所定の角度に傾いて実質的に平行をなす場合を含む。
【００８３】
一実施例による軟性回路基板１００において、第１ベンディングライン１３１は、第１連結回路部１２０の長さ方向と並んで形成され得る。第２ベンディングライン１３２は、第１ベンディングライン１３１と約４５度の角度で、斜線方向に形成され得る。
【００８４】
図３を参考にして、第２連結回路部１３０のフォールディング方法について説明する。第２連結回路部１３０は、中心部１１０と並んで形成された状態で（第１状態）、第１ベンディングライン１３１に沿って第１連結回路部１２０の上側に折れて中心部１１０の反対側に中心部１１０と並んで形成された状態となり（第２状態）、第１重ね合わせ部１４１が第１連結回路部１２０と第２連結回路部１３０との間に形成される。次に、第２連結回路部１３０は、第２ベンディングライン１３２に沿って第１重ね合わせ部１４１の上側に折れ曲がって第１連結回路部１２０と同一線上に配置される状態となり（第３状態）、第１重ね合わせ部１４１と第２連結回路部１３０との間には、第２重ね合わせ部１４２が形成され得る。
【００８５】
１つの第２連結回路部１３０を基準に重ね合わせ部１４０とベンディングライン１３１、１３２は、必ずしも２つに形成されるものではなく、軟性回路基板１００の裁断形状及び最終形状に応じて異なる個数で形成され得る。
【００８６】
第１重ね合わせ部１４１と第２重ね合わせ部１４２を構成する第２連結回路部１３０の部分の間は、接着剤２００により密着固定され得る。接着剤２００は、上側及び下側に同時に固定力を提供するように構成され得る。接着剤２００は、例えば、両面テープまたは両面パッドを用いることができる。接着剤２００を用いると、軟性回路基板１００の重ね合わせに伴う厚さの増大を最小化し、浮き上がりを防止して組み立て過程または車両運行による振動などによる損傷を防止することができる。
【００８７】
前述の実施例によると、軟性回路基板１００は、ベンディング作業が進められる前の裁断された形状と異なる、フォールディング作業が進められた後の最終形状を有し得る。これにより、軟性回路基板１００の生産過程における歩留まりを向上させることができ、広い幅を占めるように積層された複数個のバッテリーセルの電圧をそれぞれセンシングできるように構成され得る。
【００８８】
図７は、図４に示す第３連結回路部１５０の基板層が露出した状態を示す斜視図であり、図８は、図７に示す第１面１５１及び第２面１５２を示す平面図であり、図９は、図８に示す第３連結回路部１５０の断面を示す断面図である。
【００８９】
第３連結回路部１５０は、第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０のそれぞれから分岐されるように、第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０から延びて形成され、一側がバスバーに接合され得る。一実施例による軟性回路基板１００において、第１連結回路部１２０には、複数個の第３連結回路部１５０が同一方向に延びて形成され得る。また、１つの第３連結回路部１５０は、第２連結回路部１３０の端部に延びて形成され得る。
【００９０】
第３連結回路部１５０は、第２連結回路部１３０が第１連結回路部１２０と同一線上に配置される状態（即ち、第３状態）であるとき、第２連結回路部１３０に形成された第３連結回路部１５０が第１連結回路部１２０に形成された第３連結回路部１５０と同一方向に突出した形態を有するように、同一の方向に並んで配置され得る。
【００９１】
第３連結回路部１５０は、バスバーに接合されてバッテリーセルのそれぞれの電圧及び電流を測定して電気的な情報として基板層１０１に沿って伝達することができる。従って、第３連結回路部１５０の数は、バッテリーセルの個数及びバスバーの個数に応じて、その数が増減されるように調節することができる。
【００９２】
第３連結回路部１５０の両側面は、軟性回路基板１００の内部基板層１０１が露出するように形成され得、基板層１０１は、バスバーに接触する第１面１５１及び第１面１５１の反対側に形成されて露出する第２面１５２を含むことができる。
【００９３】
第１面１５１のサイズは、第２面１５２のサイズより大きく形成され得る。このような構造は、第１面１５１とバスバーとの接合を容易にすることができ、外部に露出した基板層１０１の部分を減少させて基板層１０１の損傷を最小化することができる。
【００９４】
他の実施例において、第３連結回路部１５０は、内部基板層１０１の一面が露出されるように形成され得る。基板層１０１の一面の反対側面は絶縁層でカバーされ得る。また、露出した基板層１０１の一面はバスバーに接触することができる。
【００９５】
前述の実施例によると、バスバーと第３連結回路部１５０が直接接合され得るようにして、作業工数を節減させると共に重量及び原価を節減することができる。これについては、バッテリーモジュールの説明時に詳しく述べるようにする。
【００９６】
以下、図面を参照して前述の軟性回路基板を含む本開示のバッテリーモジュールの具体的な実施例を詳細に説明する。
【００９７】
［第１実施例］
【００９８】
図１０は、本開示の第１実施例によるバッテリーモジュール１の斜視図であり、図１１は、図１０に示すバッテリーモジュール１の分解図であり、図１２は、図１０に示すバッテリーモジュール１のセル組立体３００の斜視図であり、図１３は、図１０に示すバッテリーモジュール１のフレーム組立体１０の斜視図であり、図１４は、図１３に示すフレーム４００の上部プレート４１０と側面プレート４２０のヒンジ結合を示す斜視図である。
【００９９】
図１０〜図１４を参照すると、本開示の第１実施例によるバッテリーモジュール１は、１つ以上のバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体３００、セル組立体３００を固定するためのフレーム組立体１０を含むことができる。
【０１００】
フレーム組立体１０は、上部プレート４１０、上部プレート４１０の両端に連結される側面プレート４２０を含んで前記セル組立体３００を取り囲むように配置されるフレーム４００、側面プレート４２０に配置されて固定されるバスバー５００、及び上部プレート４１０と前記側面プレート４２０に沿って配置されてバッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板１００を含むことができる。上部プレート４１０には、上側面に一定の深さで掘られた経路溝４１１が形成され得る。
【０１０１】
セル組立体３００は、１つ以上のバッテリーセルが積層されて形成され、バッテリーセルは二次電池で形成されることが一般的であるが、これに限定されるものではなく、充電または放電が可能な電池である場合、いずれででも形成され得る。
【０１０２】
バッテリーセルは、両側に突出して端子部３１０が形成され得、一側に（−）端子が形成される場合、他側には（＋）端子が形成される。また、導電性物質で形成され、フレキシブルな特性を有して変形可能なものが好ましい。従って、端子部３１０は、一側に折れて隣接する端子部３１０と接合工程を通じて電気的に連結される。
【０１０３】
セル組立体３００は、図１２に示すように、バッテリーセルが立てられた形態で積層されて形成され得、バッテリーセルは隣接する他のバッテリーセルと端子部３１０が互いに連結される。例えば、同一極性を有する端子同士連結される場合、バッテリーセルは電気的に並列連結され、互いに異なる極性を有する端子同士連結される場合、バッテリーセルは電気的に直列連結される。
【０１０４】
バッテリーセルの連結は、必要に応じて異ならせて構成することができる。例えば、８つのバッテリーセルを２つずつ並列連結し、並列連結した４つのセルを再度直列連結して４Ｐ  ３Ｓとして形成することができる。
【０１０５】
前述の実施例によると、セル組立体３００においてバッテリーセルの連結構成を異ならせて車両パッケージに伴うバッテリー容量を容易に変更することができ、接合工程に要される時間を節減して生産性を向上させることができる。
【０１０６】
図１３及び図１４を参照すると、フレーム４００は、上部プレート４１０と上部プレート４１０の両端に連結される側面プレート４２０を含むことができる。フレーム４００の上部プレート４１０及び側面プレート４２０は、上部プレート４１０に形成されたフック部４１４と側面プレート４２０に形成されたロッド部４２４に嵌められてヒンジ結合される。
【０１０７】
上部プレート４１０の端部のそれぞれには、フック状のフック部４１４が離隔して複数個形成され得、フック部４１４が形成された位置に対応して側面プレート４２０の上側面にはロッド部４２４が形成され得る。フック部４１４とロッド部４２４はそれぞれ、上部プレート４１０及び側面プレート４２０に突出形成されて、一側で出合うようになり、ロッド部４２４がフック部４１４に嵌められてヒンジ結合され得る。
【０１０８】
一実施例において、フック部４１４の内部曲率半径は、ロッド部４２４の半径と同一か小さく形成され得る。これにより、上部プレート４１０と側面プレート４２０の結合において一定以上の固定力が確保され得るため、組み立て過程でフレーム４００が分離することを防止して作業性を向上させることができる。
【０１０９】
フレーム４００は、上部プレート４１０がセル組立体３００の上側に配置され、側面プレート４２０は端子部３１０が形成されたセル組立体３００の両側面に配置されて、セル組立体３００を取り囲むように配置され得る。
【０１１０】
フレーム４００は、上部プレート４１０と側面プレート４２０がプラスチック射出成形方式で形成され得る。これにより、フレーム４００は生産コストが低廉であり、ヒンジ結合されて容易に組み立てられ得る。
【０１１１】
図１５は、図１０に示すバッテリーモジュール１のフレーム４００と軟性回路基板１００の配置を示す側面図であり、図１６は、図１３に示すフレーム組立体１０の上部プレート４１０及び軟性回路基板１００の結合された構成を示す斜視図であり、図１７は、図１６に示す上部プレート４１０及び軟性回路基板１００の分解された構成を示す分解斜視図であり、図１８は、図１７に示す上部プレート４１０の経路溝４１１に軟性回路基板１００が安着した状態を示す平面図である。
【０１１２】
図１９は、図１０に示すバッテリーモジュール１の側面プレート４２０の正面図であり、図２０は、図１９に示す補強プレート６００を拡大図示した斜視図であり、図２１は、図２０に示されたＡ−Ａ方向の断面斜視図及び断面図であり、図２２は、図２０に示す補強プレート６００の固定方法を示す図であり、図２３は、図１９に示すバスバー５００の安着部５２０を拡大図示した斜視図である。
【０１１３】
軟性回路基板１００は、図１５に示すように、フレーム４００の外側に沿って配置される。中心部１１０は、上部プレート４１０の上側面に配置され得る。中心部１１０は、一定の深さで掘られて形成された経路溝４１１に安着して固定され、中心部１１０の長さは、上部プレート４１０の長さより長く形成されて中心部１１０の両端部は、側面プレート４２０に沿って曲がることができる。
【０１１４】
第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０は側面プレート４２０の外側に配置され、側面プレート４２０の外観に沿って曲がって密着する。従って、第１連結回路部１２０と第２連結回路部１３０に形成された第３連結回路部１５０は、構造的にバスバー５００の外側に配置され得る。
【０１１５】
図２を参考にすると、中心部１１０及び第２連結回路部１３０には、突出ホール１１２が形成され得る。突出ホール１１２は複数個形成され得、締結部材（図示せず）が貫通して軟性回路基板１００をフレーム４００に固定させることができる。突出ホール１１２は、外側に突出するように延長形成され、内部回路には影響を及ぼさない。
【０１１６】
軟性回路基板１００の一端はバスバー５００に電気的に連結され、内部に複数個の線が並んで配列されてバッテリーセルの電圧及び電圧に関する情報をＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）（図示せず）側に伝達する。ＢＭＳは、各バッテリーセルの充電と放電を管理する。例えば、ＢＭＳは充電モードで、互いに異なる電圧レベルに放電された複数個のバッテリーセルを均一な電圧レベルを有するように充電することができる。
【０１１７】
上部プレート４１０は、セル組立体３００のサイズに対応して四角形状に形成され、セル組立体３００の上側に配置される。上側面には、中心部１１０が安着する経路溝４１１が形成され、経路溝４１１の上側を覆うトップカバー４１３を含む。
【０１１８】
経路溝４１１は、中心部１１０が安着できるように一定の深さで掘られるように形成され得る。トップカバー４１３は、中心部１１０が経路溝４１１に安着した状態で中心部１１０の上側を覆うことができる。従って、経路溝４１１とトップカバー４１３は、中心部１１０の形状と同一の形状に形成され得る。従って、中心部１１０はフレーム４００の外側に離脱せず、外部に露出しないため、組み立て過程で中心部１１０に生じ得る損傷が防止され得る。
【０１１９】
上部プレート４１０には、経路溝４１１の内側に向かって突出したリブ４１２が形成され得る。リブ４１２は、経路溝４１１の両側に交互に複数個形成され、互いに一定の間隔を置いて離隔するように形成され得る。
【０１２０】
リブ４１２は、経路溝４１１の両側面から内側に突出するように形成され得、リブ４１２の下側面は経路溝４１１から所定の間隔を置いて離隔することができる。従って、中心部１１０は、リブ４１２と経路溝４１１との間に配置されて、中心部１１０が経路溝４１１から離脱することを防止するため、両面テープのような接着剤なしでも軟性回路基板１００はフレーム４００に密着固定され得る。
【０１２１】
図１９を参考にすると、側面プレート４２０の外側面には、補強プレート６００とバスバー５００が密着固定され得る。側面プレート４２０は２つで構成されて、上部プレート４１０の両端部にそれぞれ連結される。従って、２つの側面プレート４２０は、セル組立体３００の両側面に配置され得る。セル組立体３００の両側面は、バッテリーセルの端子部３１０が形成された両側面となり得る。
【０１２２】
補強プレート６００は、中心部１１０の端部を覆って側面プレート４２０に密着固定され得る。側面プレート４２０には、補強プレート６００の固定のために側面プレート４２０から突出した融着突起４２５が形成され得る。中心部１１０及び補強プレート６００のそれぞれには、融着突起４２５の位置に対応して固定ホール１１５、６１５が形成され得る。
【０１２３】
補強プレート６００は、融着突起４２５が中心部１１０の第１固定ホール１１５と補強プレート６００の第２固定ホール６１５を順次貫通した後、融着方式で固定され得る。融着突起４２５は、熱融着工程でヒータが備えられた加圧部材（図示せず）により外側から溶けて圧着され、その後、圧着された部分が冷却されて硬化しつつ、補強プレート６００は側面プレート４２０に密着することができる。
【０１２４】
前述の実施例によると、中心部１１０の端部は、補強プレート６００と側面プレート４２０との間に配置されて固定され得る。補強プレート６００は、中心部１１０の曲がった部分を通って下側端部部分を加圧するため、加圧により軟性回路基板１００が追加で曲がる現象を最小化して、クラックなどのような損傷を防止することができる。また、熱融着工程で軟性回路基板１００が直接加圧されることを遮断し、車両の運行による持続的な振動や衝撃などの外力を吸収して損傷を最小化することができる。
【０１２５】
ここでの融着工程は、熱融着固定だけでなく、超音波融着固定などを含む。
【０１２６】
補強プレート６００は、軟性回路基板１００とバスバー５００の電気的連結を妨げないように、金属を除く回路のないいかなる絶縁材質でも形成可能である。
【０１２７】
バスバー５００は側面プレート４２０に密着固定されて、一部分は第３連結回路部１５０と連結され、他の部分は端子部３１０と連結され得る。従って、バスバー５００は、軟性回路基板１００とバッテリーセルを電気的に連結するように構成され得る。
【０１２８】
バスバー５００は、互いに離隔するように複数個で提供され得、バスバー５００の個数は必要に応じて変更可能である。また、各バスバー５００には、挿入ホール５１０及び安着部５２０が形成され得る。
【０１２９】
安着部５２０は、各バスバー５００の第３連結回路部１５０と接合される部分となり得、一定の深さで掘られるように形成され得る。従って、作業者は、安着部５２０に基づいて作業位置を肉眼で識別でき、接合位置を明確に把握することができる。これにより、接合不良などの問題を解決することができる。
【０１３０】
挿入ホール５１０は、バッテリーセルが積層された方向と同一の方向に沿って形成され得る。挿入ホール５１０にセル組立体３００の端子部３１０が挿入され、挿入ホール５１０を貫通して突出する端子部３１０の部分は、一側に折れてバスバー５００と接合され得る。従って、バスバー５００を介してバッテリーセルは他のバッテリーセルと電気的に連結され得る。
【０１３１】
このとき、端子部３１０の挿入のために挿入ホール５１０が形成された位置に対応して側面プレート４２０にもホール（図示せず）が形成され得る。
【０１３２】
バスバー５００は、それぞれ別途に形成されたセンシングバスバー及びＨＶバスバーを含むことができる。バスバー５００は、セル組立体３００の端子部３１０と電気的に連結されてバッテリーセルのそれぞれの電圧と電流に関する情報を伝達したり、バッテリーモジュール１の外部に設けられたバスバーと連結されて電気的情報を伝達することができる。また、バスバー５００は導体で形成され、電気伝導率の高い金属で形成され得る。
【０１３３】
図２４は、図２３に示す安着部５２０に基板層１０１が直接接合された状態を示す正面図であり、図２５は、図２４に示す基板層１０１をバスバー５００に接合するための接合方法を示す断面図であり、図２６は、図２４の第３連結回路部１５０にコーティング部８００がさらに形成された状態を示す平面図であり、図２７は、図２６に示すコーティング層の断面図である。
【０１３４】
基板層１０１は、バスバー５００に接触する第１面１５１と第１面１５１の反対側に形成される第２面１５２を含み、第２面１５２の外側にコーティング部８００がさらに形成され得る。第１面１５１と第２面１５２は、軟性回路基板１００の絶縁層１０２を切削して内部基板層１０１を露出させることにより形成され得る。
【０１３５】
第１面１５１はバスバー５００の一側に接触し、第１面１５１はバスバー５００に一定の深さで掘られて形成された安着部５２０に接触することができる。安着部５２０は、第３連結回路部１５０が接合される位置を明確に示して作業性を向上させることができる。
【０１３６】
一実施例において、第１面１５１のサイズは、第２面１５２のサイズより大きく形成され得る。本実施例は、バスバー５００との溶接面積を確保することができ、外部に露出する基板層の面積を減少させて第３連結回路部１５０の損傷を防止することができる。
【０１３７】
基板層１０１は、軟性回路基板１００の回路の役割をする構成であって、電気伝導性のある物質で形成され、第１面１５１と安着部５２０を直接接合させてバスバー５００と軟性回路基板１００を電気的に連結させることができる。この過程において、第２面１５２の外側でレーザ溶接して第１面１５１を接合させることができる。
【０１３８】
第１面１５１は、絶縁層１０２が切削されて露出した面となり得る。万一、安着部５２０の外側と絶縁層１０２の厚さに対応するエアギャップが存在する場合、エアギャップにより接合過程で基板層１０１が焼ける現象が発生したり、絶縁層１０２が燃焼する現象が発生したりして、要求される品質を達成することができないこともある。
【０１３９】
一実施例によると、接合工程において、治具（Ｚ、ｊｉｇ）で第２面１５２を加圧して第１面１５１と安着部５２０との間に存在するエアギャップを除去することができる。また、加圧により安着部５２０と第１面１５１の接触面積は増加し、溶接部の固定力を向上させることができる。
【０１４０】
第３連結回路部１５０は、基板層１０１の両面に露出するように構成されるため、バスバー５００に直接的に結合され得る構造を有することができる。従って、適用部品の減少及び作業工数を節減させてさらに向上した生産性を提供することができる。
【０１４１】
コーティング部８００は、第２面１５２及び第３連結回路部１５０の周辺のバスバー５００の一部をカバーするように形成され得る。コーティング部８００は、基板層１０１とバスバー５００の電気的連結を妨げないように非伝導性材料で構成され得、ノズルを用いて一部にのみ塗布され得る。
【０１４２】
図２７に示すように、コーティング部８００は、第１面１５１がバスバー５００に接合された状態で形成され得る。また、第２面１５２だけでなく、第２面１５２の周辺絶縁層１０２及び周辺バスバー５００の一部までカバーするように形成されて基板層１０１の腐食を防止すると共に、バスバー５００との接合強度を向上させることができる。
【０１４３】
図２８は、図２３に示す安着部５２０に、一実施例による一体型連結端子７００の連結部７２０が接合された状態を示す正面図であり、図２９は、図２８に示す一実施例による一体型連結端子７００の斜視図であり、図３０は、図２３に示す安着部５２０に一体型連結端子７００と他の実施例であるリング状の連結端子１７００の連結部１７２０が接合された状態を示す正面図であり、図３１は、図３０に示すリング状の連結端子１７００及び締結部材１７３０の斜視図であり、図３２は、図２８及び図３０に示す固定部７１０が第３連結回路部１５０に固定される方法を示す斜視図である。
【０１４４】
軟性回路基板１００とバスバー５００は、前述の実施例で説明したように、第３連結回路部１５０に形成された基板層１０１により電気的に連結可能である。ただし、第３連結回路部１５０とバスバー５００にそれぞれ連結される連結端子７００、１７００によっても電気的に連結可能である。
【０１４５】
連結端子７００、１７００は、固定部７１０と連結部７２０、１７２０を含み、連結部７２０、１７２０は、固定部７１０の一側から延長形成されて一体に形成される。連結端子７００、１７００は、バスバー５００と第３連結回路部１５０との間に位置し、両側に連結されて第３連結回路部１５０とバスバー５００を電気的に連結するように構成され得る。
【０１４６】
具体的には、固定部７１０は、第３連結回路部１５０に固定される部分であって相対的に狭く形成され、上側及び下側に突出した固定突起７１１が形成され得る。固定突起７１１は、互いに離隔するように複数個で提供され、予め設定された位置で整列する第３連結回路部１５０を貫通することができる。固定突起７１１の貫通して突出した部分は、撓んで変形されて第３連結回路部１５０に固定される。
【０１４７】
連結端子７００、１７００は、様々な実施例を有し得、以下では、互いに異なる実施例に該当する場合であっても同一の部分に対しては同一の符号を用いて説明するようにする。
【０１４８】
図２５に示すように、一実施例による連結端子７００の連結部７２０は、バスバー５００の安着部５２０に接合される部分であって相対的に広く形成され、レーザ溶接により接合され得る。図２７に示すように、他の実施例による連結端子１７００の連結部１７２０は、中心にホール１７２１が形成されたリング状を有し得、リング状は、螺子などのような締結部材１７３０により固定され得る。
【０１４９】
前述の実施例による連結端子７００、１７００は、従来は軟性回路基板とバスバーとの連結のために固定端子と連結板を用いたのとは異なり、固定部７１０と連結部７２０、１７２０が一体に連結されて作業の工数を節減し、生産コストを節減させて生産性を向上させることができる。
【０１５０】
図３３は、図２３に示す安着部５２０に結合部材２７００が結合された状態を示す斜視図であり、図３４は、図３３に示す安着部５２０に結合部材２７００を結合するための結合方法を示す斜視図であり、図３５は、図３３に示されたＢ−Ｂ方向の断面図である。
【０１５１】
軟性回路基板１００とバスバー５００は、前記のように第３連結回路部１５０に形成された基板層１０１または連結端子７００、１７００により電気的に連結可能である。ただし、結合部材２７００は、第３連結回路部１５０及びバスバー５００の間で重ね継ぎされ第３連結回路部１５０及びバスバー５００を電気的に連結することができる。
【０１５２】
結合部材２７００は、第３連結回路部１５０の外側に配置されるヘッド２７１０とヘッド２７１０から延長形成される繋ぎ部２７２０を含むことができる。繋ぎ部２７２０は、軟性回路基板とバスバーを電気的に連結することができる。従って、結合部材２７００は、電気伝導性を有する金属材質で形成される。ヘッド２７１０は、繋ぎ部２７２０から外側に突出して配置され、第３連結回路部１５０を安着部５２０側に加圧して第３連結回路１５０部を安着部５２０に固定させることができる。
【０１５３】
結合部材２７００との結合のために、安着部５２０には第１結合ホール５２１が形成され、第３連結回路部１５０には、第１結合ホール５２１の位置に対応して第２結合ホール１５３が形成され得る。第１結合ホール５２１及び第２結合ホール１５３はそれぞれ互いに離隔して一対で形成され、内径が互いに同一に形成され得る。結合部材２７００が結合された状態で、繋ぎ部２７２０は、第２結合ホール１５３及び第１結合ホール５２１を順次貫通してバスバー５００に固定され得る。また、ヘッド２７１０は、繋ぎ部２７２０に外側に延長形成され、第３連結回路部１５０の外側に突出して配置される。
【０１５４】
繋ぎ部２７２０は、第１結合ホール５２１及び第２結合ホール１５３と同一のサイズで形成され、ヘッド２７１０は、繋ぎ部２７２０の半径よりも大きい半径を有することができる。従って、ヘッド２７１０は、第１結合ホール５２１及び第２結合ホール１５３を貫通することができず、第３連結回路部１５０の外側に配置され得る。
【０１５５】
前述の実施例によると、結合部材２７００の繋ぎ部２７２０が第２結合ホール１５３を貫通し、第３連結回路部１５０の基板層１０２と電気的に連結され、再度第１結合ホール５２１を貫通してバスバー５００と電気的に連結されるため、結合部材２７００は、軟性回路基板とバスバーを電気的に連結することができる。
【０１５６】
一実施例において、結合部材２７００は、永久的な結束力を提供して厚さが薄い部材間で有用に用いられるリベット（ｒｉｖｅｔ）で構成され得る。リベットを用いる場合、溶接工程による歪みや溶接部位に発生する割れ現象などを根本的に防止して結合に対する信頼性を向上させることができる。
【０１５７】
［第２実施例］
【０１５８】
本開示の第２実施例によるバッテリーモジュール２は、前述の第１実施例によるバッテリーモジュール１と一部の構成が同一であるため、以下では、前述の構成と同一の構成に関する重複説明は省略する。
【０１５９】
図３６は、本開示の第２実施例によるバッテリーモジュール２の斜視図であり、図３７は、図３６に示すフレーム４００と軟性回路基板１００の分解された構成を示す側面図であり、図３８は、図３６に示すフレーム４００の下側方向における斜視図であり、図３９は、図３８に示す上部プレート４１０と軟性回路基板１００の分解図である。
【０１６０】
図３６〜図３９を参照すると、本開示の第２実施例によるバッテリーモジュール２は、１つ以上のバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体３００、及びセル組立体３００を固定するためのフレーム組立体２０を含むことができる。
【０１６１】
フレーム組立体２０は、上部プレート４１０、前記上部プレート４１０の両端に連結される側面プレート４２０を含んで前記セル組立体３００を取り囲むように配置されるフレーム４００、前記側面プレート４２０に配置されて固定されるバスバー５００、前記上部プレート４１０と前記側面プレート４２０に沿って配置されて前記バッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板１００、前記側面プレート４２０の一側に密着固定されて前記軟性回路基板１００の端部を覆う補強プレート６００を含むことができる。前記上部プレート４１０は、底面に一定の深さで掘られた保護溝４１６が形成され得る。
【０１６２】
本開示の第２実施例によるバッテリーモジュール２は、図３７に示すように、軟性回路基板１００の中心部１１０は、上部プレート４１０の底面に配置され得、第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０は、側面プレート４２０の外側面に配置され得る。
【０１６３】
中心部１１０は、上部プレート４１０とセル組立体３００との間に位置することになり、バッテリーモジュール２の外部に軟性回路基板が露出する部分を最小化することができる。これにより、組み立て過程で生じ得るクラックなどによる裂けなどの軟性回路基板１００の損傷を最小化することができる。
【０１６４】
図３９に示すように、フレーム４００の上部プレート４１０は、底面には中心部１１０が収容される保護溝４１６が形成され得、保護溝４１６は、中心部１１０と同一の形状に形成され得る。
【０１６５】
中心部１１０は、接着剤２００により保護溝４１６に密着固定され得る。接着剤２００は、中心部１１０及び保護溝４１６の形状と対応する形状の両面テープ２００を用いることができる。両面テープ２００により中心部１１０を固定する場合には、バッテリーモジュール２の組み立て過程で熱融着工程を最小化することができるため、生産時間を短縮させ得、融着工程で加圧により発生する軟性回路基板１００の破損を防止することができる。
【０１６６】
一実施例において、保護溝４１６が形成された位置に対応して上部プレート４１０及び側面プレート４２０のうち、少なくともいずれか１つには保護ホール４１７が形成され得る。保護ホール４１７は、中心部１１０の端部が通過して、第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０が側面プレート４２０の外側面に配置され得るようにする。
【０１６７】
図３９を参考にすると、中心部１１０は、保護ホール４１７を貫通して曲がりながら浮き上がり部分が生じ得るため、これを最小化するために、保護ホール４１７は上部プレート４１０に形成され得る。
【０１６８】
また、第１連結回路部１２０及び第２連結回路部１３０は、中心部１１０より広く形成されるため、上部プレート４１０と側面プレート４２０がヒンジ結合される前に、中心部１１０が保護溝４１６に収容されて固定されるようにすることが、フレーム組立体２０の組み立てを便利にすることができる。
【０１６９】
以下、本開示のバッテリーモジュール２のセル組立体３００とフレーム組立体２０が組み立てられる順序について説明する。
【０１７０】
図４１は、セル組立体３００にフレーム組立体２０が組み立てられる方向を示す斜視図であり、図４２は、セル組立体３００とフレーム組立体２０が組み立てられた後に挿入ホール５１０に端子部３１０が挿入された状態を示す斜視図であり、図４３は、挿入ホール５１０に端子部３１０が挿入された後に折れて、バスバー５００に連結された状態を示す斜視図であり、図４４は、図４３に示す端子部３１０を拡大図示した斜視図である。図４５は、バッテリーモジュール２とモノフレーム９００の組み立て方法を示す斜視図である。
【０１７１】
一実施例において、１つのバッテリーセルの端子部３１０は、隣接するバッテリーセルの端子部３１０と連結されて積層されたセル組立体３００を形成することができる。このとき、端子部３１０は、バッテリーセルの両側に突出した状態で隣接する端子部３１０と連結され得る。
【０１７２】
フレーム４００は、上部プレート４１０と側面プレート４２０は、ヒンジ結合されて組み立てられた状態となり得る。軟性回路基板１００は、フレーム４００に沿って配置され得、第３連結回路部１５０は、バスバー５００に接合された状態で配置され得る。
【０１７３】
図４１に示すように、組み立てられたフレーム組立体２０は、セル組立体３００の上側から下側方向にセル組立体３００に結合される。このとき、端子部３１０が突出しているため、側面プレート４２０を上部プレート４１０とのヒンジ結合を中心に外側に回動させて、上部プレート４１０に対して外側に広がるようにすることができる。従って、フレーム組立体２０は、端子部３１０の妨げなしにセル組立体３００の外側を取り囲むように配置され得る。
【０１７４】
次に、図４２に示すように、外側に回動させた側面プレート４２０を再度内側に回動させて元の位置に位置させる。このとき、突出した端子部３１０は、側面プレート４２０に形成されたホール（図示せず）及びバスバー５００に形成された挿入ホール５１０を貫通し、端子部３１０の端部は、バスバー５００の外側に突出することができる。
【０１７５】
端子部３１０の端部は、バッテリーセルと隣接するバッテリーセルの端子部３１０が接合されたものであって、複数の端子部３１０が付着して形成されたものである。
【０１７６】
次に、図４３に示すように、外側に突出して形成された端子部３１０の端部は一側に折れてバスバー５００の外側面に接合される。接合された状態を見ると、図４４に示すように、端子部３１０の端部は隣接する他の端子部３１０の端部と接触しないため、１つの端子部３１０と他の端子部３１０の接合で連結されたバッテリーセルは、バスバー５００によってのみ他のバッテリーセルと電気的に連結され得る。
【０１７７】
一実施例において、端子部３１０とバスバー５００は、結合のための別途の構成を提供しなくても、端子部３１０の端部の外側でレーザ溶接で接合され、バッテリーモジュールの生産に要される時間及びコストを節減することができる。
【０１７８】
図４５を参考にすると、前記のような方法により、組み立てられたバッテリーモジュール２は、モノフレーム９００ともう一度組み立てられて固定され得る。モノフレーム９００は、車両の事故発生時に、セル組立体３００の潰れまたは破損を防止して、これによる火災などの２次的事故の発生を予防する。また、外部衝撃からフレーム４００及びセル組立体３００の結合状態を保護する。また、モノフレーム９００は、高強度を有する金属材料などで形成され得る。
【０１７９】
以上、一部の実施例と添付の図面に示す例により本開示の技術的思想が説明されたものの、本開示が属する技術分野で通常の知識を有する者が理解できる本開示の技術的思想及び範囲を逸脱しない範囲で多様な置換、変形及び変更がなされ得るという点を知らなければならない。また、そのような置換、変形及び変更は、添付の請求の範囲内に属するものと考えられるべきである。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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