(57)【要約】  本発明によるバッテリーモジュールは、前面から水平方向に延設されて１つ以上の折曲部が形成された電極リードを備え、上下方向に隣接して位置する電極リードが相互対面接触しながら上下方向に積層されて形成された複数のバッテリーセル；並びに電極リードの一端外側と他端外側にそれぞれ位置する２つのポスト部、２つのポスト部の間に上下方向に立設されたプレート状に形成され、内側に対面接触する電極リードを個別的に収容する収容空間を形成する隔壁部、及び隔壁部の上部から前方に突設され、収容空間の外側に突出した電極リードを他の電極リードと離隔させる第１離隔部を備える複数のリードカートリッジ；を含む。
2020513668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面から水平方向に延設されて１つ以上の折曲部が形成された電極リードを備え、上下方向に隣接して位置する電極リードが相互対面接触しながら上下方向に積層されて形成された複数のバッテリーセル、及び
前記電極リードの一端外側と他端外側にそれぞれ位置する２つのポスト部、前記２つのポスト部の間に上下方向に立設されたプレート状に形成され、内側に対面接触する電極リードを個別的に収容する収容空間を形成する隔壁部、及び前記隔壁部の上部から前方に突設され、前記収容空間の外側に突出した前記電極リードを他の電極リードと離隔させる第１離隔部を備える複数のリードカートリッジ、
を含むバッテリーモジュール。
【請求項２】
前記リードカートリッジは、前記隔壁部の中央部と下部のそれぞれから前面に突設されて、センシングバスバーを支持する支持部をさらに備える、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項３】
前記リードカートリッジは、前記２つのポスト部の間の上部または下部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、前記収容空間の内側で収容された電極リードを他の電極リードと離隔させる第２離隔部をさらに備える、請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記２つのポスト部、前記隔壁部、前記第１離隔部、前記支持部及び第２離隔部は一体で形成される、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
前記２つのポスト部、前記隔壁部、前記第１離隔部、前記支持部及び第２離隔部は絶縁性素材で形成される、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
前記電極リードは、前記バッテリーセルの前面の左側から前方に向かって突出した第１電極リード、及び前記バッテリーセルの前面の右側から前方に向かって突出した第２電極リードを含み、
前記リードカートリッジは、前記第１電極リードを収容する第１リードカートリッジ、及び前記第２電極リードを収容する第２リードカートリッジを含み、前記第１リードカートリッジの前記２つのポスト部と前記第２リードカートリッジの前記２つのポスト部のうち隣接したポスト部は、相互対面接触する面に凹凸部が形成されて結合される、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記第１リードカートリッジの第２離隔部は、前記２つのポスト部の間の上部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、前記収容空間の内側で収容された電極リードを上部に位置する他の電極リードと離隔させる、請求項６に記載のバッテリーモジュール。
【請求項８】
前記第２リードカートリッジの第２離隔部は、前記２つのポスト部の間の下部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、前記収容空間の内側で収容された電極リードを下部に位置する他の電極リードと離隔させる、請求項６に記載のバッテリーモジュール。
【請求項９】
前記リードカートリッジは、上下方向に立設された円筒状の結合部材をさらに含み、
前記２つのポスト部の少なくとも１つには、上下に貫通した貫通孔が形成され、前記貫通孔に前記結合部材が挿入されて上下方向に積層された前記複数のリードカートリッジが結合固定される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１０】
前記２つのポスト部の少なくとも１つには、上面及び下面のいずれか一方に結合突起が形成され、他方に前記結合突起に対応する結合溝が形成される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１１】
前記２つのポスト部は、前面から締結突起が突設され、センシングバスバーの両端に形成された締結孔に前記締結突起が挿入及び締結される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のうち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。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のうちいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む自動車。
【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、それを含むバッテリーパック及び自動車に関し、より詳しくは、電極リードとセンシング端子との間の電気的連結の安定度が向上したバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関する。
【０００２】
本出願は、２０１７年４月７日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００４５４１７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】
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、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、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。
【０００４】
現在、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商用化しているが、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在であり、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。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外装材、すなわち電池ケースを備える。
【０００６】
一般にリチウム二次電池は、外装材の形状によって、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。
【０００７】
最近は携帯型電子機器のような小型装置だけでなく、自動車や電力貯蔵装置のような中大型装置にも二次電池が広く適用されている。特に、炭素エネルギーが徐々に枯渇し、環境に対する関心が高まるとともに、米国、欧州、日本、韓国を含めて全世界的にハイブリッド自動車と電気自動車に関心が集められている。このようなハイブリッド自動車や電気自動車において最も核心的部品は車両モーターに駆動力を付与するバッテリーパックである。ハイブリッド自動車や電気自動車は、バッテリーパックの充放電を通じて車両の駆動力を得るため、エンジンのみを使用する自動車に比べて燃費が優れ、公害物質を排出しないか又は減少できるという長所から、ユーザーが次第に増加している。そして、このようなハイブリッド自動車や電気自動車のバッテリーパックには多数の二次電池が含まれ、このような多数の二次電池は互いに直列及び並列で連結されることで容量及び出力を向上させる。
【０００８】
そのため、多数の二次電池は一面に突設された形態の電極リードを備え、隣接した電極リード同士に対面接触を通じて電気的に連結されることで、予め設計されたバッテリーパックの容量及び出力を達成する。
【０００９】
図１は、カートリッジを備えていない従来のバッテリーモジュールの断面を示した図である。
【００１０】
図１を参照すれば、カートリッジを備えていない従来のバッテリーモジュールＢは、複数のバッテリーセル１−１１、１−１２、１−２１、１−２２のみが積層されて構成され、複数のバッテリーセル１−１１、１−１２、１−２１、１−２２はそれぞれ折り曲げられた形態の電極リード３−１１、３−１２、３−２１、３−２２を備える。
【００１１】
より具体的に、隣接したバッテリーセル１−１１、１−１２のうち下部に位置するバッテリーセル１−１１は、１回折り曲げられた形態の電極リード３−１１を備え、上部に位置するバッテリーセル１−１２は３回折り曲げられた形態の電極リード３−１２を備える。それぞれの電極リード３−１１、３−１２は、折り曲げられた形態で形成されることで相互対面接触し、それぞれの電極リード３−１１、３−１２が折り曲げられた形態は同じパターンで繰り返される。
【００１２】
このとき、カートリッジを備えていない従来のバッテリーモジュールＢの電極リード３−１１、３−１２、３−２１、３−２２のうち、下部で相互対面接触する電極リード３−１１、３−１２の終端と上部で相互対面接触する電極リード３−２１、３−１２との間の距離Ｌが短くて、バッテリーモジュールＢの組立及び製造過程で下部の電極リード３−１１、３−１２の終端と上部の電極リード３−２１、３−１２との間で短絡が発生する問題点がある。
【００１３】
図２は、カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【００１４】
図２を参照すれば、カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールＢは、複数のバッテリーセル１を積層し易くするため、内部にバッテリーセル１を載置するカートリッジ５をバッテリーセル１毎に備えることができる。
【００１５】
カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールＢは、カートリッジ５の内部に載置されたバッテリーセル１が積層されて構成されることで、カートリッジ５によってバッテリーセル１同士の距離が離隔し、意図せぬ電極リード３同士の連結を防止することができる。
【００１６】
しかし、カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールＢは、カートリッジ５が追加的に含まれて製造されることで、カートリッジ５が占める体積によってエネルギー密度が減少し、カートリッジ５の製造費用が加えられて製造コストが上昇す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】
【００１７】
本発明は、隣接した電極リード同士の意図せぬ連結を防止できるバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、電極リードのみを収容するリードカートリッジによって体積を減少させ、エネルギー密度が向上したバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車を提供することを他の目的とする。
【００１９】
本発明の目的は、上記の目的に制限されず、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理解できるであろう。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】
【００２０】
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、前面から水平方向に延設されて１つ以上の折曲部が形成された電極リードを備え、上下方向に隣接して位置する電極リードが相互対面接触しながら上下方向に積層されて形成された複数のバッテリーセル；並びに電極リードの一端外側と他端外側にそれぞれ位置する２つのポスト部、２つのポスト部の間に上下方向に立設されたプレート状に形成され、内側に対面接触する電極リードを個別的に収容する収容空間を形成する隔壁部、及び隔壁部の上部から前方に突設され、収容空間の外側に突出した電極リードを他の電極リードと離隔させる第１離隔部を備える複数のリードカートリッジ；を含むことができる。
【００２１】
好ましくは、リードカートリッジは、隔壁部の中央部と下部のそれぞれから前面に突設されて、センシングバスバーを支持する支持部をさらに備えることができる。
【００２２】
好ましくは、リードカートリッジは、２つのポスト部の間の上部または下部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、収容空間の内側で収容された電極リードを他の電極リードと離隔させる第２離隔部をさらに備えることができる。
【００２３】
好ましくは、２つのポスト部、隔壁部、第１離隔部、支持部及び第２離隔部は、一体で形成され得る。
【００２４】
好ましくは、２つのポスト部、隔壁部、第１離隔部、支持部及び第２離隔部は、絶縁性素材で形成され得る。
【００２５】
好ましくは、電極リードは、バッテリーセルの前面の左側から前方に向かって突出した第１電極リード、及びバッテリーセルの前面の右側から前方に向かって突出した第２電極リードを含み得る。
【００２６】
好ましくは、リードカートリッジは、第１電極リードを収容する第１リードカートリッジ及び第２電極リードを収容する第２リードカートリッジを含み、第１リードカートリッジの２つのポスト部と第２リードカートリッジの２つのポストのうち隣接したポスト部は相互対面接触する面に凹凸部が形成され得る。
【００２７】
好ましくは、第１リードカートリッジの第２離隔部は、２つのポスト部の間の上部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、収容空間の内側で収容された電極リードを上部に位置する他の電極リードと離隔させ得る。
【００２８】
好ましくは、第２リードカートリッジの第２離隔部は、２つのポスト部の間の下部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、収容空間の内側で収容された電極リードを下部に位置する他の電極リードと離隔させ得る。
【００２９】
好ましくは、リードカートリッジは、上下方向に立設された円筒状の結合部材をさらに含むことができる。
【００３０】
好ましくは、２つのポスト部の少なくとも１つには、上下に貫通した貫通孔が形成され、貫通孔に結合部材が挿入されることで上下方向に積層された複数のリードカートリッジが結合固定され得る。
【００３１】
好ましくは、２つのポスト部の少なくとも１つには、上面及び下面のいずれか一方に結合突起が形成され、他方に結合突起に対応する結合溝が形成され得る。
【００３２】
好ましくは、２つのポスト部は、前面から締結突起が突設され、センシングバスバーの両端に形成された締結孔に締結突起が挿入及び締結され得る。
【００３３】
本発明の一実施例によるバッテリーパックは、前記バッテリーモジュールを含むことができる。
【００３４】
本発明の一実施例による自動車は、前記バッテリーモジュールを含むことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、電極リード同士の意図せぬ連結を防止してバッテリーモジュールの短絡現象を防止することで、バッテリーモジュールの電気的安定性を向上させることができる。
【００３６】
また、本発明は、電極リードのみを収容するリードカートリッジを用いることで、バッテリーモジュールの体積及び製造コストを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】カートリッジを備えていない従来のバッテリーモジュールの断面を示した図である。
【図２】カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【図４】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’矢視図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ’矢視図である。
【図７】本発明の一実施例によるリードカートリッジの前面図である。
【図８】本発明の一実施例によるリードカートリッジの背面図である。
【図９】本発明の一実施例によるリードカートリッジとセンシングバスバーとが結合した状態を示した概略図である。
【図１０】図３のＣ−Ｃ’矢視図である。
【図１１】図３のＤ−Ｄ’矢視図である。
【図１２】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを製造する過程を説明するための図である。
【図１３】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。これによって、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者が本発明の技術的思想を容易に実施できるであろう。本発明の説明において、本発明に関連する公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合は詳細な説明を省略する。なお、図面における同じ参照符号は同一または類似の構成要素を示すものである。
【００３９】
図３は本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの斜視図であり、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分解斜視図である。
【００４０】
図３及び図４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１０は、バッテリーセル１００、電極リード１１０、１３０及びリードカートリッジ２００を含むことができる。
【００４１】
前記バッテリーセル１００は複数個備えられ、それぞれのバッテリーセル１００は上下方向（±Ｙ軸方向）に並んで積層され得る。
【００４２】
バッテリーセル１００の種類は特に限定されず、多様な二次電池を本発明によるバッテリーモジュール１０に採用できる。例えば、前記バッテリーセル１００は、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などで構成され得る。特に、前記バッテリーセル１００は、リチウム二次電池であり得る。
【００４３】
一方、バッテリーセル１００は、外装材の種類によって、パウチ型、円筒型、角形などに分類され得る。特に、本発明によるバッテリーモジュール１０のバッテリーセル１００はパウチ型二次電池であり得る。
【００４４】
バッテリーセル１００がパウチ型二次電池で具現された場合、図３及び図４に示されたように、広い面が上下に位置して、広い面が互いに対面するように構成され得る。また、この場合、各バッテリーセル１００は、前面から水平方向（＋Ｘ軸方向）に突設される電極リード１１０、１３０を備えることができる。
【００４５】
電極リード１１０、１３０は、バッテリーセル１００の前面の左側から前方に向かって突出した形態の第１電極リード１１０、及びバッテリーセル１００の前面の右側から前方に向かって突出した形態の第２電極リード１３０で構成され得る。
【００４６】
このとき、第１電極リード１１０と第２電極リード１３０はそれぞれ正極リードまたは負極リードであり得、正極リードであれば電極組立体の正極板に連結され、負極リードであれば電極組立体の負極板に連結され得る。
【００４７】
以下、電極リードの構造について具体的に説明する。
【００４８】
図５は図４のＡ−Ａ’矢視図であり、図６は図４のＢ−Ｂ’矢視図である。
【００４９】
図５及び図６を参照すれば、電極リード１１０、１３０はバッテリーセル１００の前面から水平方向（＋Ｘ軸方向）に延びて形成され、１つ以上の折曲部が形成された形態であり得る。特に、互いに隣接した電極リードは、互いに向かうように折曲部が形成されて相互対面接触できる。
【００５０】
より具体的に、図５に示されたように、第１層〜第１３層に積層されたバッテリーセル１００ａ、・・・、１００ｍは、それぞれ前面の左側から水平方向（＋Ｘ軸方向）に延びて形成された第１電極リード１１０ａ、・・・、１１０ｍを備えることができる。
【００５１】
第１電極リード１１０ａ、・・・、１１０ｍのうち奇数層、すなわち、第１層、第３層、第５層、第７層、第９層、第１１層、第１３層にそれぞれ積層されたバッテリーセル１００ａ、１００ｃ、１００ｅ、１００ｇ、１００ｉ、１００ｋ、１００ｍの第１電極リード１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｋ、１１０ｍには、水平方向（＋Ｘ軸方向）に突出して延びてから上方（＋Ｙ軸方向）に折り曲げられる第１折曲部Ｊ１が形成され得る。
【００５２】
第１電極リード１１０ａ、・・・、１１０ｍのうち偶数層、すなわち、第２層、第４層、第６層、第８層、第１０層、第１２層にそれぞれ積層されたバッテリーセル１００ｂ、１００ｄ、１００ｆ、１００ｈ、１００ｊ、１００ｌの第１電極リード１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｊ、１１０ｌには、水平方向（＋Ｘ軸方向）に突出して延びてから下方（−Ｙ軸方向、＋Ｘ軸方向）に斜めに折り曲げられる第２折曲部Ｊ２が形成され得る。
【００５３】
また、偶数層の第１電極リード１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｊ、１１０ｌには、第２折曲部Ｊ２から延びてから奇数層の第１電極リード１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｋ、１００ｍと接触する地点で水平方向（＋Ｘ軸方向）に折り曲げられる第３折曲部Ｊ３が形成され得る。
【００５４】
また、偶数層の第１電極リード１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｊ、１１０ｌには、第３折曲部Ｊ３から延びてから奇数層の第１電極リード１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｋ、１００ｍの第１折曲部Ｊ１の位置に対応する地点で上方（＋Ｙ軸方向）に折り曲げられる第４折曲部Ｊ４が形成され得る。
【００５５】
このようにして、最上層を除いた奇数層の第１電極リード１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｋと偶数層の第１電極リード１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｊ、１１０ｌとは、隣接した層同士に第３折曲部Ｊ３から終端まで相互対面接触することで、電気的に連結され得る。
【００５６】
一方、図６に示されたように、第１層〜第１３層に積層されたバッテリーセル１００ａ、・・・、１００ｍは、それぞれ前面の右側から水平方向（＋Ｘ軸方向）に延びて形成された第２電極リード１３０ａ、・・・、１３０ｍを備えることができる。
【００５７】
第２電極リード１３０ａ、・・・、１３０ｍのうち奇数層、すなわち、第１層、第３層、第５層、第７層、第９層、第１１層、第１３層にそれぞれ積層されたバッテリーセル１００ａ、１００ｃ、１００ｅ、１００ｇ、１００ｉ、１００ｋ、１００ｍの第２電極リード１３０ａ、１３０ｃ、１３０ｅ、１３０ｇ、１３０ｉ、１３０ｋ、１３０ｍには、水平方向（＋Ｘ軸方向）に突出して延びてから上方（＋Ｙ軸方向）に折り曲げられる第５折曲部Ｊ５が形成され得る。
【００５８】
第２電極リード１３０ａ、・・・、１３０ｍのうち偶数層、すなわち、第２層、第４層、第６層、第８層、第１０層、第１２層にそれぞれ積層されたバッテリーセル１００ｂ、１００ｄ、１００ｆ、１００ｈ、１００ｊ、１００ｌの第２電極リード１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｆ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｌには、水平方向（＋Ｘ軸方向）に突出して延びてから上方（＋Ｙ軸方向、＋Ｘ軸方向）に斜めに折り曲げられる第６折曲部Ｊ６が形成され得る。
【００５９】
また、偶数層の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｆ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｌには、第２折曲部Ｊ２から延びてから奇数層の第２電極リード１３０ａ、１３０ｃ、１３０ｅ、１３０ｇ、１３０ｉ、１３０ｋ、１３０ｍと接触する地点で水平方向（＋Ｘ軸方向）に折り曲げられる第７折曲部Ｊ７が形成され得る。
【００６０】
また、偶数層の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｆ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｌには、第７折曲部Ｊ７から延びてから奇数層の第２電極リード１３０ａ、１３０ｃ、１３０ｅ、１３０ｇ、１３０ｉ、１３０ｋ、１３０ｍの第５折曲部Ｊ５の位置に対応する地点で上方（＋Ｙ軸方向）に折り曲げられる第８折曲部Ｊ８が形成され得る。
【００６１】
このようにして、最下層を除いた奇数層の第２電極リード１３０ｃ、１３０ｅ、１３０ｇ、１３０ｉ、１３０ｋ、１３０ｍと偶数層の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｆ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｌとは、隣接した層同士に第７折曲部Ｊ３から終端まで相互対面接触することで、電気的に連結され得る。
【００６２】
以下、本発明の一実施例によるリードカートリッジ２００について説明する。
【００６３】
図７は本発明の一実施例によるリードカートリッジの前面図であり、図８は本発明の一実施例によるリードカートリッジの背面図であり、図９は本発明の一実施例によるリードカートリッジとセンシングバスバーとが結合した状態をしめした概略図であり、図１０は図３のＣ−Ｃ’矢視図であり、図１１は図３のＤ−Ｄ’矢視図である。
【００６４】
図７〜図１１を参照すれば、リードカートリッジ２００は、相互接触する電極リード１１０、１３０のみが電気的に連結されるように電極リード１１０、１３０の一部を内側に収容することができる。また、リードカートリッジ２００は、電極リード１１０、１３０の残りの一部を外側に突出させ、突出した電極リード１１０、１３０の間を離隔させることができる。
【００６５】
そのため、リードカートリッジ２００は、相互接触する電極リード１１０、１３０毎に個別的に備えられ、バッテリーセル１００が積層された上下方向（±Ｙ軸方向）に積層され得る。
【００６６】
一方、リードカートリッジ２００は、電極リード１１０、１３０のうち第１電極リード１１０を収容及び支持する第１リードカートリッジ２１０、及び電極リード１１０、１３０のうち第２電極リード１３０を収容及び支持する第２リードカートリッジ２３０で構成され得る。
【００６７】
第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０とは構成と役割が類似するため、第１リードカートリッジ２１０をまず説明し、第２リードカートリッジ２３０は第１リードカートリッジ２１０との相違点を中心に説明することにする。
【００６８】
第１リードカートリッジ２１０は、２つのポスト部２１１、２１２、隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６を備えることができる。
【００６９】
２つのポスト部２１１、２１２は、直方体状に形成され、第１電極リード２１０の一端外側と他端外側にそれぞれ位置して上述した第１リードカートリッジ２１０の構成を支持する役割を果たす。
【００７０】
より具体的に、２つのポスト部２１１、２１２の間には第１電極リード２１０が位置し、第１電極リード２１０の長さ方向に沿ってプレート状に形成された隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６をそれぞれ一端外側と他端外側とで支持することができる。
【００７１】
換言すれば、第１リードカートリッジ２１０の主要構成である隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６は、それぞれの一端外側と他端外側に位置する２つのポスト部２１１、２１２によって支持されて第１電極リード２１０を収容及び支持することができる。
【００７２】
一方、２つのポスト部２１１、２１２は、上下に隣接して位置する第１リードカートリッジ２１０同士を結合させ、左右に隣接して位置する第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０とを結合させることができる。このような２つのポスト部２１１、２１２がリードカートリッジ同士を結合させる役割の詳細については後述する。
【００７３】
隔壁部２１３は、２つのポスト部２１１、２１２の間に上下方向（±Ｙ軸方向）に立設されたプレート状に形成され、第１電極リード１１０のうち対面接触する第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの一部を収容する収容空間Ｓを形成する。
【００７４】
より具体的に、隔壁部２１３は、２つのポスト部２１１、２１２によって一端外側と他端外側が支持されて上下方向（±Ｙ軸方向）に立設されることで、バッテリーセル１１０に向かう内側に収容空間Ｓを形成することができる。
【００７５】
ここで、収容空間Ｓには、バッテリーセル１１０に向かって、すなわち、隔壁部２１３の反対側に第１電極リード１１０ａ、１１０ｂが挿入されるように開放された開口面が備えられ、上面は上述した第２離隔部２１５によって閉鎖され得る。
【００７６】
また、収容空間Ｓの一面と他面は、それぞれ２つのポスト部２１１、２１２の内側面によって閉鎖され得る。
【００７７】
すなわち、収容空間Ｓの前面と上面はそれぞれ隔壁部２１３と第２離隔部２１５によって閉鎖され、一面と他面、すなわち両側面はそれぞれ２つのポスト部２１１、２１２の内側面によって閉鎖され、バッテリーセル１１０に向かう面は開放された空間であり得る。
【００７８】
このような収容空間Ｓには、バッテリーモジュール１０を製造する過程で、対面接触した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂが開口面に挿入されて第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの一部が収容できる。
【００７９】
これによって、収容空間Ｓに挿入された第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの一部が第２離隔部２１５によって上方に位置する他の第１電極リード１１０ｃ、１１０ｄと離隔されることで、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第１電極リード１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ間の短絡現象を防止することができる。
【００８０】
第１離隔部２１４は、隔壁部２１３の上部から左右方向（＋Ｚ軸方向）に突出した形態に形成され得る。
【００８１】
より具体的に、第１離隔部２１４は、隔壁部２１３の上端でバッテリーセル１００の反対方向に向かって突出した形態に形成され、第１離隔部２１４の一端外側と他端外側はそれぞれ２つのポスト部２１１、２１２に結合されて２つのポスト部２１１、２１２によって支持され得る。
【００８２】
換言すれば、第１離隔部２１４と隔壁部２１３とは、直角になるように結合された形態であり、一端または他端から眺めた断面が「┐」状であり得る。
【００８３】
一方、第１離隔部２１４は、収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの上部に位置し、収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂよりも水平方向（＋Ｘ軸方向）にさらに突出するように形成され得る。
【００８４】
このようにして、第１離隔部２１４は、収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂと上方に位置する他の第１電極リード１１０ｃ、１１０ｄとを離隔させることで、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第１電極リード１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ間の短絡現象を防止することができる。
【００８５】
第２離隔部２１５は、上述したように、２つのポスト部２１１、２１２の間の上部に水平方向（±Ｘ軸方向）に横設されたプレート状に形成され得る。
【００８６】
すなわち、第２離隔部２１５の一端外側と他端外側がそれぞれ２つのポスト部２１１、２１２の上部の間に支持され、バッテリーセル１００と反対方向に向かう前面が隔壁部２１３の上部内側と結合され得る。
【００８７】
このようにして、第２離隔部２１５は、収容空間Ｓの内側で収容空間Ｓに収容された第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの一部を上方に位置する他の第１電極リード１１０ｃ、１１０ｄと離隔させることができる。
【００８８】
これによって、第２離隔部２１５は、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第１電極リード１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ間の短絡現象を防止することができる。
【００８９】
支持部２１６は、隔壁部２１３の中央部と下部のそれぞれから前面に向かって突設され、センシングバスバー３００と対面接触してセンシングバスバー３００を支持及び載置することができる。
【００９０】
このような支持部２１６は、隔壁部２１３の中央部から突出した第１支持部２１６ａ、及び隔壁部２１３の下部から突出した第２支持部２１６ｂで構成され得る。
【００９１】
より具体的に、第１支持部２１６ａは隔壁部２１３の中央部から突設されて第１離隔部２１４の下部に位置し、第２支持部２１６ｂは第１離隔部２１４の下端から突出した形態で形成され得る。
【００９２】
また、第１支持部２１６ａと第２支持部２１６ｂそれぞれの一端外側と他端外側は、それぞれ２つのポスト部２１１、２１２と結合されて支持され得る。
【００９３】
一方、第１支持部２１６ａと第２支持部２１６ｂは、突出した終端が収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂと予め設定された距離を維持し得る。
【００９４】
ここで、予め設定された距離は、センシングバスバー３００の幅以上であり得、このようにして、第１支持部２１６ａと第２支持部２１６ｂの突出した終端と収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂとの間にセンシングバスバー３００が載置される空間が形成され、載置されたセンシングバスバー３００と収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂとが密着して対面接触可能な空間が形成できる。
【００９５】
一方、図９に示されたように、上述した２つのポスト部２１１、２１２それぞれには前面から突出した形態の締結突起２１１’、２１２’が形成され、センシングバスバー３００を第１リードカートリッジ２１０に締結させることができる。
【００９６】
より具体的に、締結突起２１１’、２１２’には、センシングバスバー３００の両端に締結突起２１１’、２１２’の形状に対応して孔（ｈｏｌｅ）状に形成された締結孔３１０、３３０がそれぞれ挿入及び締結され得る。
【００９７】
このとき、本発明によるバッテリーモジュール１０を製造する過程において、第１リードカートリッジ２１０の締結突起２１１’、２１２’にセンシングバスバー３００の締結突起２１１’、２１２’が予め挿入された状態で、第１リードカートリッジ２１０が第１電極リード１１０と結合され得る。
【００９８】
一方、本発明による第１リードカートリッジ２１０に備えられた２つのポスト部２１１、２１２、隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６は一体で形成され得る。
【００９９】
このようにして、バッテリーモジュール１０を製造する過程において、第１リードカートリッジ２１０のみを移動させ組み立てることで、第１リードカートリッジ２１０の収容空間Ｓに第１電極リード１１０ａ、１１０ｂを収容及び載置させて他の電極リードと離隔させることができる。
【０１００】
一方、本発明による第１リードカートリッジ２１０に備えられた２つのポスト部２１１、２１２、隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６は絶縁性素材で形成され得る。
【０１０１】
このようにして、第１リードカートリッジ２１０の内部の収容空間Ｓに収容され、第１離隔部２１４によって他の電極リードと離隔された第１電極リード１１０ａ、１１０ｂが、意図せぬ電気的連結によって短絡することを防止することができる。
【０１０２】
以下、本発明の一実施例による第２リードカートリッジ２３０について説明する。
【０１０３】
本発明の一実施例による第２リードカートリッジ２３０は、上述した本発明の一実施例による第１カートリッジ２１０と実質的に同一であるか又は類似するため、同一又は類似の構成については繰り返して説明せず、相違点を中心に説明する。
【０１０４】
本発明の一実施例による第２リードカートリッジ２３０は、２つのポスト部２３１、２１２、隔壁部２３３、第１離隔部２３４、第２離隔部２３５及び支持部２３６を備えることができる。
【０１０５】
このとき、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２１２、隔壁部２３３、第１離隔部２３４及び支持部２３６は、それぞれ第１リードカートリッジ２１０に備えられた２つのポスト部２１１、２１２、隔壁部２１３、第１離隔部２１４及び支持部２１６と同じ構成であり得る。
【０１０６】
一方、第２リードカートリッジ２３０の第２離隔部２３５は、２つのポスト部２１１、２１２の間の上部に形成された第１リードカートリッジ２１０の第２離隔部２１５と相違し、２つのポスト部２３１、２１２の間の下部に水平方向（±Ｘ軸方向）に横設されたプレート状に形成され得る。
【０１０７】
すなわち、第２離隔部２３５は、一端外側と他端外側がそれぞれ２つのポスト部２３１、２１２の下部の間に支持され、バッテリーセル１００と反対方向に向かう前面が隔壁部２３３の下部内側と結合され得る。
【０１０８】
このようにして、第２離隔部２３５は、収容空間Ｓの内側で収容空間Ｓに収容された第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅの一部を下方に位置する他の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｃと離隔させることができる。
【０１０９】
これによって、第２離隔部２３５は、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第２電極リード１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ間の短絡現象を防止することができる。
【０１１０】
一方、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２１２、隔壁部２３３及び第２離隔部２３５によって形成される収容空間Ｓには、バッテリーセル１１０に向かって、すなわち、隔壁部２３３の反対側に第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅが挿入されるように開放された開口面が備えられ、底面は上述した第２離隔部２３５によって閉鎖され得る。
【０１１１】
また、収容空間Ｓの一面と他面は、それぞれ２つのポスト部２３１、２１２の内側面によって閉鎖され得る。
【０１１２】
すなわち、収容空間Ｓの前面と底面はそれぞれ隔壁部２３３と第２離隔部２３５によって閉鎖され、一面と他面、すなわち両側面はそれぞれ２つのポスト部２３１、２１２の内側面によって閉鎖され、バッテリーセル１１０に向かう面は開放された空間であり得る。
【０１１３】
このような収容空間Ｓには、バッテリーモジュール１０を製造する過程で、対面接触した第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅが開口面に挿入されて第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅの一部が収容できる。
【０１１４】
これによって、収容空間Ｓに挿入された第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅの一部が第２離隔部２３５によって下方に位置する他の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｃと離隔されることで、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第２電極リード１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ間の短絡現象を防止することができる。
【０１１５】
また、本発明による第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０は、それぞれ第１電極リード１１０と第２電極リード１３０のみを収容及び支持することで、電極リードとバッテリーセルの四側面をすべて収容及び支持する従来のリードカートリッジと相違し、体積が小さくてバッテリーモジュール１０のエネルギー密度を向上させることができる。
【０１１６】
以下、第１リードカートリッジ２１０同士の結合、及び第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジとの間の結合について説明する。
【０１１７】
図１２は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを製造する過程を説明するための図である。
【０１１８】
図１２を参照すれば、第１リードカートリッジ２１０の２つのポスト部２１１、２１２のうち一端に位置するポスト部２１１には、上面及び下面のいずれかに結合突起２１１ａが突設され、一端に位置するポスト部２１１の上面及び下面のうち結合突起２１１ａが形成されていない面には、結合突起２１１ａの形状に対応する形状の結合溝が形成され得る。
【０１１９】
図１２に示されたように、一実施例によるポスト部２１１の上面には結合突起２１１ａが突出した円筒状に形成され、ポスト部２１１の下面には結合突起２１１ａの形状に対応する形状の結合溝が形成され得る。
【０１２０】
ここで、結合突起２１１ａは一端に位置するポスト部２１１の上面から上方（＋Ｙ軸方向）に突設され、結合溝は一端に位置するポスト部２１１の下面で上方（＋Ｙ軸方向）に凹んだ形態に形成され得る。
【０１２１】
これによって、第１リードカートリッジ２１０の結合突起２１１ａは上部に積層される第１リードカートリッジ２１０の結合溝に挿入され、第１リードカートリッジ２１０の結合溝には下部に積層された第１リードカートリッジ２１０の結合突起が挿入できる。
【０１２２】
このようにして、第１リードカートリッジ２１０は上下方向（±）に結合突起２１１ａと結合溝との結合が連続されることで、第１リードカートリッジ２１０に結合力が上昇することができる。
【０１２３】
一方、第１リードカートリッジ２１０の２つのポスト部２１１、２１２のうち他端に位置するポスト部２１２には、内部が貫通した貫通孔２１２ａが形成され得る。
【０１２４】
より具体的に、他端に位置するポスト部２１２には、他の第１リードカートリッジ２１０のポスト部２１２と一緒に上下方向（±Ｙ軸方向）に連続した貫通孔２１２ａが形成され得る。
【０１２５】
このとき、貫通孔２１２ａには積層されたすべての第１リードカートリッジ２１０の高さに対応する長さを有する円筒状の結合部材２１７が上下方向（±Ｙ軸方向）に挿入され、積層された第１リードカートリッジ２１０同士が結合及び固定できる。
【０１２６】
例えば、結合部材２１７は、金属素材で構成されるロングボルトまたは熱可塑性素材で構成される棒であり得る。
【０１２７】
結合部材２１７が熱可塑性素材の棒である場合、結合部材２１７が積層されたすべての第１リードカートリッジ２１０の貫通孔２１２ａに挿入された後、熱接合を通じて第１リードカートリッジ２１０に融着されて、第１リードカートリッジ２１０を上下方向（±Ｙ軸方向）に堅固に結合及び固定することができる。
【０１２８】
一方、第１リードカートリッジ２１０の２つのポスト部２１１、２１２のうち他端に位置するポスト部２１２には、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２３２のうち一端に位置するポスト部２３１と相互対面接触する面に凹凸部２１２ｂが形成され得る。
【０１２９】
より具体的に、凹凸部２１２ｂは、他端に位置するポスト部２１２から左右方向（＋Ｚ軸方向）に突出した形態に形成され得る。
【０１３０】
これに対応して、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２３２のうち一端に位置するポスト部２３１には、第１リードカートリッジ２１０の２つのポスト部２１１、２１２のうち他端に位置するポスト部２１２と相互対面接触する面に凹凸部２３２ｂが形成され得る。
【０１３１】
このとき、第２リードカートリッジ２３０の凹凸部２３２ｂは、突出した形態に形成された第１リードカートリッジ２１０の凹凸部２１２ｂの形態に対応して、左右方向（＋Ｚ軸方向）に凹んだ形態に形成され得る。
【０１３２】
これによって、第１リードカートリッジ２１０同士は、結合突起２１１ａと結合溝との結合、及び貫通孔２１２ａと結合部材２１７との結合を通じて上下方向（±Ｙ軸方向）に堅固に結合され得る。
【０１３３】
また、第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０との間は、凹凸部２１２ｂ、２３２ｂを通じて左右方向（±Ｚ軸方向）に堅固に結合され得る。
【０１３４】
一方、第２リードカートリッジ２３０は、第１リードカートリッジ２３０と同様に、２つのポスト部２３１、２３２のうち他端に位置するポスト部２３１の上面から結合突起２３１ａが突設され、結合突起２３１ａの形状に対応する結合溝がポスト部２３１の下面から凹んだ形態に形成され得る。
【０１３５】
これによって、第２リードカートリッジ２３０の結合突起２３１ａは上部に積層される第２リードカートリッジ２３０の結合溝に挿入され、第２リードカートリッジ２３０の結合溝には下部に積層された第２リードカートリッジ２３０の結合突起が挿入され得る。
【０１３６】
このようにして、第２リードカートリッジ２３０は上下方向（±）に結合突起２３１ａと結合溝との結合が連続されることで、第２リードカートリッジ２３０に結合力が上昇することができる。
【０１３７】
一方、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２３２のうち一端に位置するポスト部２３２には、内部が貫通した貫通孔２３２ａが形成され、貫通孔２３２ａには積層されたすべての第２リードカートリッジ２３０の高さに対応する長さを有する円筒状の結合部材２３７が上下方向（±Ｙ軸方向）に挿入されて、積層された第２リードカートリッジ２３０同士が結合及び固定できる。
【０１３８】
このような第２リードカートリッジ２３０の結合突起２３１ａ、結合溝、貫通孔２３２ａ及び結合部材２３７は、第１リードカートリッジ２１０の結合突起２１１ａ、結合溝、貫通孔２１２ａ及び結合部材２１７とそれぞれ結合される位置が異なるたけで形態と役割は同一であり得る。
【０１３９】
以下、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１０’’について説明する。
【０１４０】
図１３は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【０１４１】
図１３を参照すれば、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１０’’と本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１０とを比べると、他の実施例によるバッテリーモジュール１０’’のバッテリーセル１００’’は前面と後面に電極リードが備えられた両方向二次電池である一方、一実施例によるバッテリーモジュール１０のバッテリーセル１００は一面（前面又は後面）のみに電極リードが備えられた一方向二次電池である。
【０１４２】
これによって、他の実施例によるバッテリーモジュール１０’’のリードカートリッジは、バッテリーセル１００’’の前面に備えられた電極リードを収容及び支持する第１リードカートリッジ２１０’’、及びバッテリーセル１００’’の後面に備えられた電極リードを収容及び支持する第２リードカートリッジ２３０’’で構成され得る。
【０１４３】
一実施例によるバッテリーセル１００は、それぞれ一面に２つの電極リードを備えることで、それぞれの電極リードの幅がバッテリーセル１００の一面の幅の１／２未満であり得る。一方、他の実施例によるバッテリーセル１００’’はそれぞれ前面と後面に１個ずつの電極リードを備えることで、それぞれの電極リードの幅がバッテリーセル１００’’の一面の幅の１／２以上であり得る。
【０１４４】
これによって、他の実施例によるバッテリーセル１００’’の電極リードを収容及び支持する第１リードカートリッジ２１０’’及び第２リードカートリッジ２３０’’の幅Ｗもバッテリーセル１００’’の一面の幅の１／２以上であり得る。
【０１４５】
このとき、バッテリーセル１００’’の前面と後面にそれぞれ位置する第１リードカートリッジ２１０’’と第２リードカートリッジ２３０’’は長い帯状の結合プレートＭを通じて水平方向（±Ｘ軸方向）に結合され得る。
【０１４６】
より具体的に、第１リードカートリッジ２１０’’と第２リードカートリッジ２３０’’の最上部にそれぞれ上方（＋Ｙ軸方向）に突出した形態の結合突出部２１０’’、２３０’’を備え、結合突出部２１０’’、２３０’’が結合プレートＭの両端に貫設された結合孔Ｍ１、Ｍ２にそれぞれ挿入されて、第１リードカートリッジ２１０’’と第２リードカートリッジ２３０’’とを結合することができる。
【０１４７】
このようにして、他の実施例によるバッテリーモジュール１０’の第１リードカートリッジ２１０’’と第２リードカートリッジ２３０’’とが結合プレートＭで結合されることで、外部から印加される力によって水平方向（±Ｘ軸方向）に広がる現象を防止することができる。
【０１４８】
一方、本発明によるバッテリーパックは、上述したバッテリーモジュールを１つ以上含む。このとき、バッテリーパックには、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、すなわちＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサ、ヒューズなどがさらに含まれ得る。特に、本発明の一実施例によるバッテリーパックは、バッテリーモジュールのそれぞれのバッテリーセルに備えられた電極リードを内部に収容及び支持するリードカートリッジによって、電極リード間の意図せぬ電気的連結を防止することができる。
【０１４９】
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できる。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。
【０１５０】
上述した本発明は、本発明が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的思想から逸脱することなく様々な置換、変形及び変更が可能であるため、上述した実施例及び添付された図面によって限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１５１】
１  バッテリーセル
１−１１  バッテリーセル
１−１２  バッテリーセル
１−２１  バッテリーセル
１−２２  バッテリーセル
３−１１  電極リード
３−１２  電極リード
３−２１  電極リード
３−２２  電極リード
５  カートリッジ
１０  バッテリーモジュール
１０’  バッテリーモジュール
１０’’  バッテリーモジュール
１００  バッテリーセル
１００’’  バッテリーセル
１１０  電極リード、第１電極リード
１３０  電極リード、第２電極リード
２００  リードカートリッジ
２１０  第１電極リード、第１リードカートリッジ
２１０  第１カートリッジ
２１０’’  第１リードカートリッジ
２１１、２１２  ポスト部
２１１ａ  結合突起
２１１’  締結突起
２１２ａ  貫通孔
２１２ｂ  凹凸部
２１２’  締結突起
２１３  隔壁部
２１４  第１離隔部
２１５  第２離隔部
２１６  支持部
２１６ａ  第２支持部
２１６ｂ  第１支持部
２１７       結合部材
２３０       第２リードカートリッジ
２３０’’  第２リードカートリッジ
２３１、２３２  ポスト部
２３１ａ  結合突起
２３２ａ  貫通孔
２３２ｂ  凹凸部
２３２  ポスト部
２３３  隔壁部
２３４  第１離隔部
２３５  第２離隔部
２３６  支持部
２３７  結合部材
３００  センシングバスバー
３１０  締結孔
３３０  締結孔
Ｍ１、Ｍ２  結合孔
Ｊ１  第１折曲部
Ｊ２  第２折曲部
Ｊ３  第３折曲部
Ｊ４  第４折曲部
Ｊ５  第５折曲部
Ｊ６  第６折曲部
Ｊ７  第７折曲部
Ｊ８  第８折曲部
【図１】
2020513668.tif 000003
【図２】
2020513668.tif 000004
【図３】
2020513668.tif 000005
【図４】
2020513668.tif 000006
【図５】
2020513668.tif 000007
【図６】
2020513668.tif 000008
【図７】
2020513668.tif 000009
【図８】
2020513668.tif 000010
【図９】
2020513668.tif 000011
【図１０】
2020513668.tif 000012
【図１１】
2020513668.tif 000013
【図１２】
2020513668.tif 000014
【図１３】
2020513668.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月11日(2019.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、それを含むバッテリーパック及び自動車に関し、より詳しくは、電極リードとセンシング端子との間の電気的連結の安定度が向上したバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関する。
【０００２】
本出願は、２０１７年４月７日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００４５４１７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】
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、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、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。
【０００４】
現在、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商用化しているが、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在であり、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。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外装材、すなわち電池ケースを備える。
【０００６】
一般にリチウム二次電池は、外装材の形状によって、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。
【０００７】
最近は携帯型電子機器のような小型装置だけでなく、自動車や電力貯蔵装置のような中大型装置にも二次電池が広く適用されている。特に、炭素エネルギーが徐々に枯渇し、環境に対する関心が高まるとともに、米国、欧州、日本、韓国を含めて全世界的にハイブリッド自動車と電気自動車に関心が集められている。このようなハイブリッド自動車や電気自動車において最も核心的部品は車両モーターに駆動力を付与するバッテリーパックである。ハイブリッド自動車や電気自動車は、バッテリーパックの充放電を通じて車両の駆動力を得るため、エンジンのみを使用する自動車に比べて燃費が優れ、公害物質を排出しないか又は減少できるという長所から、ユーザーが次第に増加している。そして、このようなハイブリッド自動車や電気自動車のバッテリーパックには多数の二次電池が含まれ、このような多数の二次電池は互いに直列及び並列で連結されることで容量及び出力を向上させる。
【０００８】
そのため、多数の二次電池は一面に突設された形態の電極リードを備え、隣接した電極リード同士に対面接触を通じて電気的に連結されることで、予め設計されたバッテリーパックの容量及び出力を達成する。
【０００９】
図１は、カートリッジを備えていない従来のバッテリーモジュールの断面を示した図である。
【００１０】
図１を参照すれば、カートリッジを備えていない従来のバッテリーモジュールＢは、複数のバッテリーセル１−１１、１−１２、１−２１、１−２２のみが積層されて構成され、複数のバッテリーセル１−１１、１−１２、１−２１、１−２２はそれぞれ折り曲げられた形態の電極リード３−１１、３−１２、３−２１、３−２２を備える。
【００１１】
より具体的に、隣接したバッテリーセル１−１１、１−１２のうち下部に位置するバッテリーセル１−１１は、１回折り曲げられた形態の電極リード３−１１を備え、上部に位置するバッテリーセル１−１２は３回折り曲げられた形態の電極リード３−１２を備える。それぞれの電極リード３−１１、３−１２は、折り曲げられた形態で形成されることで相互対面接触し、それぞれの電極リード３−１１、３−１２が折り曲げられた形態は同じパターンで繰り返される。
【００１２】
このとき、カートリッジを備えていない従来のバッテリーモジュールＢの電極リード３−１１、３−１２、３−２１、３−２２のうち、下部で相互対面接触する電極リード３−１１、３−１２の終端と上部で相互対面接触する電極リード３−２１、３−１２との間の距離Ｌが短くて、バッテリーモジュールＢの組立及び製造過程で下部の電極リード３−１１、３−１２の終端と上部の電極リード３−２１、３−１２との間で短絡が発生する問題点がある。
【００１３】
図２は、カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【００１４】
図２を参照すれば、カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールＢは、複数のバッテリーセル１を積層し易くするため、内部にバッテリーセル１を載置するカートリッジ５をバッテリーセル１毎に備えることができる。
【００１５】
カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールＢは、カートリッジ５の内部に載置されたバッテリーセル１が積層されて構成されることで、カートリッジ５によってバッテリーセル１同士の距離が離隔し、意図せぬ電極リード３同士の連結を防止することができる。
【００１６】
しかし、カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールＢは、カートリッジ５が追加的に含まれて製造されることで、カートリッジ５が占める体積によってエネルギー密度が減少し、カートリッジ５の製造費用が加えられて製造コストが上昇す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】
【００１７】
本発明は、隣接した電極リード同士の意図せぬ連結を防止できるバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、電極リードのみを収容するリードカートリッジによって体積を減少させ、エネルギー密度が向上したバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車を提供することを他の目的とする。
【００１９】
本発明の目的は、上記の目的に制限されず、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理解できるであろう。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】
【００２０】
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、前面から水平方向に延設されて１つ以上の折曲部が形成された電極リードを備え、上下方向に隣接して位置する電極リードが相互対面接触しながら上下方向に積層されて形成された複数のバッテリーセル；並びに電極リードの一端外側と他端外側にそれぞれ位置する２つのポスト部、２つのポスト部の間に上下方向に立設されたプレート状に形成され、内側に対面接触する電極リードを個別的に収容する収容空間を形成する隔壁部、及び隔壁部の上部から前方に突設され、収容空間の外側に突出した電極リードを他の電極リードと離隔させる第１離隔部を備える複数のリードカートリッジ；を含むことができる。
【００２１】
好ましくは、リードカートリッジは、隔壁部の中央部と下部のそれぞれから前面に突設されて、センシングバスバーを支持する支持部をさらに備えることができる。
【００２２】
好ましくは、リードカートリッジは、２つのポスト部の間の上部または下部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、収容空間の内側で収容された電極リードを他の電極リードと離隔させる第２離隔部をさらに備えることができる。
【００２３】
好ましくは、２つのポスト部、隔壁部、第１離隔部、支持部及び第２離隔部は、一体で形成され得る。
【００２４】
好ましくは、２つのポスト部、隔壁部、第１離隔部、支持部及び第２離隔部は、絶縁性素材で形成され得る。
【００２５】
好ましくは、電極リードは、バッテリーセルの前面の左側から前方に向かって突出した第１電極リード、及びバッテリーセルの前面の右側から前方に向かって突出した第２電極リードを含み得る。
【００２６】
好ましくは、リードカートリッジは、第１電極リードを収容する第１リードカートリッジ及び第２電極リードを収容する第２リードカートリッジを含み、第１リードカートリッジの２つのポスト部と第２リードカートリッジの２つのポストのうち隣接したポスト部は相互対面接触する面に凹凸部が形成され得る。
【００２７】
好ましくは、第１リードカートリッジの第２離隔部は、２つのポスト部の間の上部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、収容空間の内側で収容された電極リードを上部に位置する他の電極リードと離隔させ得る。
【００２８】
好ましくは、第２リードカートリッジの第２離隔部は、２つのポスト部の間の下部に水平方向に横設されたプレート状に形成され、収容空間の内側で収容された電極リードを下部に位置する他の電極リードと離隔させ得る。
【００２９】
好ましくは、リードカートリッジは、上下方向に立設された円筒状の結合部材をさらに含むことができる。
【００３０】
好ましくは、２つのポスト部の少なくとも１つには、上下に貫通した貫通孔が形成され、貫通孔に結合部材が挿入されることで上下方向に積層された複数のリードカートリッジが結合固定され得る。
【００３１】
好ましくは、２つのポスト部の少なくとも１つには、上面及び下面のいずれか一方に結合突起が形成され、他方に結合突起に対応する結合溝が形成され得る。
【００３２】
好ましくは、２つのポスト部は、前面から締結突起が突設され、センシングバスバーの両端に形成された締結孔に締結突起が挿入及び締結され得る。
【００３３】
本発明の一実施例によるバッテリーパックは、前記バッテリーモジュールを含むことができる。
【００３４】
本発明の一実施例による自動車は、前記バッテリーモジュールを含むことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、電極リード同士の意図せぬ連結を防止してバッテリーモジュールの短絡現象を防止することで、バッテリーモジュールの電気的安定性を向上させることができる。
【００３６】
また、本発明は、電極リードのみを収容するリードカートリッジを用いることで、バッテリーモジュールの体積及び製造コストを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】カートリッジを備えていない従来のバッテリーモジュールの断面を示した図である。
【図２】カートリッジを備える従来のバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【図４】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’矢視図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ’矢視図である。
【図７】本発明の一実施例によるリードカートリッジの前面図である。
【図８】本発明の一実施例によるリードカートリッジの背面図である。
【図９】本発明の一実施例によるリードカートリッジとセンシングバスバーとが結合した状態を示した概略図である。
【図１０】図３のＣ−Ｃ’矢視図である。
【図１１】図３のＤ−Ｄ’矢視図である。
【図１２】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを製造する過程を説明するための図である。
【図１３】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。これによって、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者が本発明の技術的思想を容易に実施できるであろう。本発明の説明において、本発明に関連する公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合は詳細な説明を省略する。なお、図面における同じ参照符号は同一または類似の構成要素を示すものである。
【００３９】
図３は本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの斜視図であり、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分解斜視図である。
【００４０】
図３及び図４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１０は、バッテリーセル１００、電極リード１１０、１３０及びリードカートリッジ２００を含むことができる。
【００４１】
前記バッテリーセル１００は複数個備えられ、それぞれのバッテリーセル１００は上下方向（±Ｙ軸方向）に並んで積層され得る。
【００４２】
バッテリーセル１００の種類は特に限定されず、多様な二次電池を本発明によるバッテリーモジュール１０に採用できる。例えば、前記バッテリーセル１００は、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などで構成され得る。特に、前記バッテリーセル１００は、リチウム二次電池であり得る。
【００４３】
一方、バッテリーセル１００は、外装材の種類によって、パウチ型、円筒型、角形などに分類され得る。特に、本発明によるバッテリーモジュール１０のバッテリーセル１００はパウチ型二次電池であり得る。
【００４４】
バッテリーセル１００がパウチ型二次電池で具現された場合、図３及び図４に示されたように、広い面が上下に位置して、広い面が互いに対面するように構成され得る。また、この場合、各バッテリーセル１００は、前面から水平方向（＋Ｘ軸方向）に突設される電極リード１１０、１３０を備えることができる。
【００４５】
電極リード１１０、１３０は、バッテリーセル１００の前面の左側から前方に向かって突出した形態の第１電極リード１１０、及びバッテリーセル１００の前面の右側から前方に向かって突出した形態の第２電極リード１３０で構成され得る。
【００４６】
このとき、第１電極リード１１０と第２電極リード１３０はそれぞれ正極リードまたは負極リードであり得、正極リードであれば電極組立体の正極板に連結され、負極リードであれば電極組立体の負極板に連結され得る。
【００４７】
以下、電極リードの構造について具体的に説明する。
【００４８】
図５は図４のＡ−Ａ’矢視図であり、図６は図４のＢ−Ｂ’矢視図である。
【００４９】
図５及び図６を参照すれば、電極リード１１０、１３０はバッテリーセル１００の前面から水平方向（＋Ｘ軸方向）に延びて形成され、１つ以上の折曲部が形成された形態であり得る。特に、互いに隣接した電極リードは、互いに向かうように折曲部が形成されて相互対面接触できる。
【００５０】
より具体的に、図５に示されたように、第１層〜第１３層に積層されたバッテリーセル１００ａ、・・・、１００ｍは、それぞれ前面の左側から水平方向（＋Ｘ軸方向）に延びて形成された第１電極リード１１０ａ、・・・、１１０ｍを備えることができる。
【００５１】
第１電極リード１１０ａ、・・・、１１０ｍのうち奇数層、すなわち、第１層、第３層、第５層、第７層、第９層、第１１層、第１３層にそれぞれ積層されたバッテリーセル１００ａ、１００ｃ、１００ｅ、１００ｇ、１００ｉ、１００ｋ、１００ｍの第１電極リード１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｋ、１１０ｍには、水平方向（＋Ｘ軸方向）に突出して延びてから上方（＋Ｙ軸方向）に折り曲げられる第１折曲部Ｊ１が形成され得る。
【００５２】
第１電極リード１１０ａ、・・・、１１０ｍのうち偶数層、すなわち、第２層、第４層、第６層、第８層、第１０層、第１２層にそれぞれ積層されたバッテリーセル１００ｂ、１００ｄ、１００ｆ、１００ｈ、１００ｊ、１００ｌの第１電極リード１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｊ、１１０ｌには、水平方向（＋Ｘ軸方向）に突出して延びてから下方（−Ｙ軸方向、＋Ｘ軸方向）に斜めに折り曲げられる第２折曲部Ｊ２が形成され得る。
【００５３】
また、偶数層の第１電極リード１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｊ、１１０ｌには、第２折曲部Ｊ２から延びてから奇数層の第１電極リード１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｋと接触する地点で水平方向（＋Ｘ軸方向）に折り曲げられる第３折曲部Ｊ３が形成され得る。
【００５４】
また、偶数層の第１電極リード１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｊ、１１０ｌには、第３折曲部Ｊ３から延びてから奇数層の第１電極リード１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｋの第１折曲部Ｊ１の位置に対応する地点で上方（＋Ｙ軸方向）に折り曲げられる第４折曲部Ｊ４が形成され得る。
【００５５】
このようにして、最上層を除いた奇数層の第１電極リード１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｇ、１１０ｉ、１１０ｋと偶数層の第１電極リード１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｊ、１１０ｌとは、隣接した層同士に第３折曲部Ｊ３から終端まで相互対面接触することで、電気的に連結され得る。
【００５６】
一方、図６に示されたように、第１層〜第１３層に積層されたバッテリーセル１００ａ、・・・、１００ｍは、それぞれ前面の右側から水平方向（＋Ｘ軸方向）に延びて形成された第２電極リード１３０ａ、・・・、１３０ｍを備えることができる。
【００５７】
第２電極リード１３０ａ、・・・、１３０ｍのうち奇数層、すなわち、第１層、第３層、第５層、第７層、第９層、第１１層、第１３層にそれぞれ積層されたバッテリーセル１００ａ、１００ｃ、１００ｅ、１００ｇ、１００ｉ、１００ｋ、１００ｍの第２電極リード１３０ａ、１３０ｃ、１３０ｅ、１３０ｇ、１３０ｉ、１３０ｋ、１３０ｍには、水平方向（＋Ｘ軸方向）に突出して延びてから上方（＋Ｙ軸方向）に折り曲げられる第５折曲部Ｊ５が形成され得る。
【００５８】
第２電極リード１３０ａ、・・・、１３０ｍのうち偶数層、すなわち、第２層、第４層、第６層、第８層、第１０層、第１２層にそれぞれ積層されたバッテリーセル１００ｂ、１００ｄ、１００ｆ、１００ｈ、１００ｊ、１００ｌの第２電極リード１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｆ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｌには、水平方向（＋Ｘ軸方向）に突出して延びてから上方（＋Ｙ軸方向、＋Ｘ軸方向）に斜めに折り曲げられる第６折曲部Ｊ６が形成され得る。
【００５９】
また、偶数層の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｆ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｌには、第６折曲部Ｊ６から延びてから奇数層の第２電極リード１３０ａ、１３０ｃ、１３０ｅ、１３０ｇ、１３０ｉ、１３０ｋ、１３０ｍと接触する地点で水平方向（＋Ｘ軸方向）に折り曲げられる第７折曲部Ｊ７が形成され得る。
【００６０】
また、偶数層の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｆ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｌには、第７折曲部Ｊ７から延びてから奇数層の第２電極リード１３０ａ、１３０ｃ、１３０ｅ、１３０ｇ、１３０ｉ、１３０ｋ、１３０ｍの第５折曲部Ｊ５の位置に対応する地点で上方（＋Ｙ軸方向）に折り曲げられる第８折曲部Ｊ８が形成され得る。
【００６１】
このようにして、最下層を除いた奇数層の第２電極リード１３０ｃ、１３０ｅ、１３０ｇ、１３０ｉ、１３０ｋ、１３０ｍと偶数層の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｆ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｌとは、隣接した層同士に第７折曲部Ｊ７から終端まで相互対面接触することで、電気的に連結され得る。
【００６２】
以下、本発明の一実施例によるリードカートリッジ２００について説明する。
【００６３】
図７は本発明の一実施例によるリードカートリッジの前面図であり、図８は本発明の一実施例によるリードカートリッジの背面図であり、図９は本発明の一実施例によるリードカートリッジとセンシングバスバーとが結合した状態をしめした概略図であり、図１０は図３のＣ−Ｃ’矢視図であり、図１１は図３のＤ−Ｄ’矢視図である。
【００６４】
図７〜図１１を参照すれば、リードカートリッジ２００は、相互接触する電極リード１１０、１３０のみが電気的に連結されるように電極リード１１０、１３０の一部を内側に収容することができる。また、リードカートリッジ２００は、電極リード１１０、１３０の残りの一部を外側に突出させ、突出した電極リード１１０、１３０の間を離隔させることができる。
【００６５】
そのため、リードカートリッジ２００は、相互接触する電極リード１１０、１３０毎に個別的に備えられ、バッテリーセル１００が積層された上下方向（±Ｙ軸方向）に積層され得る。
【００６６】
一方、リードカートリッジ２００は、電極リード１１０、１３０のうち第１電極リード１１０を収容及び支持する第１リードカートリッジ２１０、及び電極リード１１０、１３０のうち第２電極リード１３０を収容及び支持する第２リードカートリッジ２３０で構成され得る。
【００６７】
第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０とは構成と役割が類似するため、第１リードカートリッジ２１０をまず説明し、第２リードカートリッジ２３０は第１リードカートリッジ２１０との相違点を中心に説明することにする。
【００６８】
第１リードカートリッジ２１０は、２つのポスト部２１１、２１２、隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６を備えることができる。
【００６９】
２つのポスト部２１１、２１２は、直方体状に形成され、第１電極リード１１０の一端外側と他端外側にそれぞれ位置して上述した第１リードカートリッジ２１０の構成を支持する役割を果たす。
【００７０】
より具体的に、２つのポスト部２１１、２１２の間には第１電極リード１１０が位置し、第１電極リード１１０の長さ方向に沿ってプレート状に形成された隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６をそれぞれ一端外側と他端外側とで支持することができる。
【００７１】
換言すれば、第１リードカートリッジ２１０の主要構成である隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６は、それぞれの一端外側と他端外側に位置する２つのポスト部２１１、２１２によって支持されて第１電極リード１１０を収容及び支持することができる。
【００７２】
一方、２つのポスト部２１１、２１２は、上下に隣接して位置する第１リードカートリッジ２１０同士を結合させ、左右に隣接して位置する第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０とを結合させることができる。このような２つのポスト部２１１、２１２がリードカートリッジ同士を結合させる役割の詳細については後述する。
【００７３】
隔壁部２１３は、２つのポスト部２１１、２１２の間に上下方向（±Ｙ軸方向）に立設されたプレート状に形成され、第１電極リード１１０のうち対面接触する第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの一部を収容する収容空間Ｓを形成する。
【００７４】
より具体的に、隔壁部２１３は、２つのポスト部２１１、２１２によって一端外側と他端外側が支持されて上下方向（±Ｙ軸方向）に立設されることで、バッテリーセル１００に向かう内側に収容空間Ｓを形成することができる。
【００７５】
ここで、収容空間Ｓには、バッテリーセル１００に向かって、すなわち、隔壁部２１３の反対側に第１電極リード１１０ａ、１１０ｂが挿入されるように開放された開口面が備えられ、上面は上述した第２離隔部２１５によって閉鎖され得る。
【００７６】
また、収容空間Ｓの一面と他面は、それぞれ２つのポスト部２１１、２１２の内側面によって閉鎖され得る。
【００７７】
すなわち、収容空間Ｓの前面と上面はそれぞれ隔壁部２１３と第２離隔部２１５によって閉鎖され、一面と他面、すなわち両側面はそれぞれ２つのポスト部２１１、２１２の内側面によって閉鎖され、バッテリーセル１００に向かう面は開放された空間であり得る。
【００７８】
このような収容空間Ｓには、バッテリーモジュール１０を製造する過程で、対面接触した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂが開口面に挿入されて第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの一部が収容できる。
【００７９】
これによって、収容空間Ｓに挿入された第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの一部が第２離隔部２１５によって上方に位置する他の第１電極リード１１０ｃ、１１０ｄと離隔されることで、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第１電極リード１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ間の短絡現象を防止することができる。
【００８０】
第１離隔部２１４は、隔壁部２１３の上部から左右方向（＋Ｘ軸方向）に突出した形態に形成され得る。
【００８１】
より具体的に、第１離隔部２１４は、隔壁部２１３の上端でバッテリーセル１００の反対方向に向かって突出した形態に形成され、第１離隔部２１４の一端外側と他端外側はそれぞれ２つのポスト部２１１、２１２に結合されて２つのポスト部２１１、２１２によって支持され得る。
【００８２】
換言すれば、第１離隔部２１４と隔壁部２１３とは、直角になるように結合された形態であり、一端または他端から眺めた断面が「┐」状であり得る。
【００８３】
一方、第１離隔部２１４は、収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの上部に位置し、収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂよりも水平方向（＋Ｘ軸方向）にさらに突出するように形成され得る。
【００８４】
このようにして、第１離隔部２１４は、収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂと上方に位置する他の第１電極リード１１０ｃ、１１０ｄとを離隔させることで、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第１電極リード１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ間の短絡現象を防止することができる。
【００８５】
第２離隔部２１５は、上述したように、２つのポスト部２１１、２１２の間の上部に水平方向に横設されたプレート状に形成され得る。
【００８６】
すなわち、第２離隔部２１５の一端外側と他端外側がそれぞれ２つのポスト部２１１、２１２の上部の間に支持され、バッテリーセル１００と反対方向に向かう前面が隔壁部２１３の上部内側と結合され得る。
【００８７】
このようにして、第２離隔部２１５は、収容空間Ｓの内側で収容空間Ｓに収容された第１電極リード１１０ａ、１１０ｂの一部を上方に位置する他の第１電極リード１１０ｃ、１１０ｄと離隔させることができる。
【００８８】
これによって、第２離隔部２１５は、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第１電極リード１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ間の短絡現象を防止することができる。
【００８９】
支持部２１６は、隔壁部２１３の中央部と下部のそれぞれから前面に向かって突設され、センシングバスバー３００と対面接触してセンシングバスバー３００を支持及び載置することができる。
【００９０】
このような支持部２１６は、隔壁部２１３の中央部から突出した第１支持部２１６ａ、及び隔壁部２１３の下部から突出した第２支持部２１６ｂで構成され得る。
【００９１】
より具体的に、第１支持部２１６ａは隔壁部２１３の中央部から突設されて第１離隔部２１４の下部に位置し、第２支持部２１６ｂは隔壁部２１３の下端から突出した形態で形成され得る。
【００９２】
また、第１支持部２１６ａと第２支持部２１６ｂそれぞれの一端外側と他端外側は、それぞれ２つのポスト部２１１、２１２と結合されて支持され得る。
【００９３】
一方、第１支持部２１６ａと第２支持部２１６ｂは、突出した終端が収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂと予め設定された距離を維持し得る。
【００９４】
ここで、予め設定された距離は、センシングバスバー３００の幅以上であり得、このようにして、第１支持部２１６ａと第２支持部２１６ｂの突出した終端と収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂとの間にセンシングバスバー３００が載置される空間が形成され、載置されたセンシングバスバー３００と収容空間Ｓの外側に突出した第１電極リード１１０ａ、１１０ｂとが密着して対面接触可能な空間が形成できる。
【００９５】
一方、図９に示されたように、上述した２つのポスト部２１１、２１２それぞれには前面から突出した形態の締結突起２１１’、２１２’が形成され、センシングバスバー３００を第１リードカートリッジ２１０に締結させることができる。
【００９６】
より具体的に、締結突起２１１’、２１２’には、センシングバスバー３００の両端に締結突起２１１’、２１２’の形状に対応して孔（ｈｏｌｅ）状に形成された締結孔３１０、３３０がそれぞれ挿入及び締結され得る。
【００９７】
このとき、本発明によるバッテリーモジュール１０を製造する過程において、第１リードカートリッジ２１０の締結突起２１１’、２１２’がセンシングバスバー３００の締結孔３１０、３３０に予め挿入された状態で、第１リードカートリッジ２１０が第１電極リード１１０と結合され得る。
【００９８】
一方、本発明による第１リードカートリッジ２１０に備えられた２つのポスト部２１１、２１２、隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６は一体で形成され得る。
【００９９】
このようにして、バッテリーモジュール１０を製造する過程において、第１リードカートリッジ２１０のみを移動させ組み立てることで、第１リードカートリッジ２１０の収容空間Ｓに第１電極リード１１０ａ、１１０ｂを収容及び載置させて他の電極リードと離隔させることができる。
【０１００】
一方、本発明による第１リードカートリッジ２１０に備えられた２つのポスト部２１１、２１２、隔壁部２１３、第１離隔部２１４、第２離隔部２１５及び支持部２１６は絶縁性素材で形成され得る。
【０１０１】
このようにして、第１リードカートリッジ２１０の内部の収容空間Ｓに収容され、第１離隔部２１４によって他の電極リードと離隔された第１電極リード１１０ａ、１１０ｂが、意図せぬ電気的連結によって短絡することを防止することができる。
【０１０２】
以下、本発明の一実施例による第２リードカートリッジ２３０について説明する。
【０１０３】
本発明の一実施例による第２リードカートリッジ２３０は、上述した本発明の一実施例による第１リードカートリッジ２１０と実質的に同一であるか又は類似するため、同一又は類似の構成については繰り返して説明せず、相違点を中心に説明する。
【０１０４】
本発明の一実施例による第２リードカートリッジ２３０は、２つのポスト部２３１、２３２、隔壁部２３３、第１離隔部２３４、第２離隔部２３５及び支持部２３６を備えることができる。
【０１０５】
このとき、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２３２、隔壁部２３３、第１離隔部２３４及び支持部２３６は、それぞれ第１リードカートリッジ２１０に備えられた２つのポスト部２１１、２１２、隔壁部２１３、第１離隔部２１４及び支持部２１６と同じ構成であり得る。
【０１０６】
一方、第２リードカートリッジ２３０の第２離隔部２３５は、２つのポスト部２１１、２１２の間の上部に形成された第１リードカートリッジ２１０の第２離隔部２１５と相違し、２つのポスト部２３１、２３２の間の下部に水平方向（±Ｘ軸方向）に横設されたプレート状に形成され得る。
【０１０７】
すなわち、第２離隔部２３５は、一端外側と他端外側がそれぞれ２つのポスト部２３１、２３２の下部の間に支持され、バッテリーセル１００と反対方向に向かう前面が隔壁部２３３の下部内側と結合され得る。
【０１０８】
このようにして、第２離隔部２３５は、収容空間Ｓの内側で収容空間Ｓに収容された第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅの一部を下方に位置する他の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｃと離隔させることができる。
【０１０９】
これによって、第２離隔部２３５は、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第２電極リード１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ間の短絡現象を防止することができる。
【０１１０】
一方、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２３２、隔壁部２３３及び第２離隔部２３５によって形成される収容空間Ｓには、バッテリーセル１００に向かって、すなわち、隔壁部２３３の反対側に第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅが挿入されるように開放された開口面が備えられ、底面は上述した第２離隔部２３５によって閉鎖され得る。
【０１１１】
また、収容空間Ｓの一面と他面は、それぞれ２つのポスト部２３１、２３２の内側面によって閉鎖され得る。
【０１１２】
すなわち、収容空間Ｓの前面と底面はそれぞれ隔壁部２３３と第２離隔部２３５によって閉鎖され、一面と他面、すなわち両側面はそれぞれ２つのポスト部２３１、２３２の内側面によって閉鎖され、バッテリーセル１００に向かう面は開放された空間であり得る。
【０１１３】
このような収容空間Ｓには、バッテリーモジュール１０を製造する過程で、対面接触した第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅが開口面に挿入されて第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅの一部が収容できる。
【０１１４】
これによって、収容空間Ｓに挿入された第２電極リード１３０ｄ、１３０ｅの一部が第２離隔部２３５によって下方に位置する他の第２電極リード１３０ｂ、１３０ｃと離隔されることで、バッテリーモジュール１０の製造過程で生じ得る第２電極リード１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ間の短絡現象を防止することができる。
【０１１５】
また、本発明による第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０は、それぞれ第１電極リード１１０と第２電極リード１３０のみを収容及び支持することで、電極リードとバッテリーセルの四側面をすべて収容及び支持する従来のセルカートリッジと相違し、体積が小さくてバッテリーモジュール１０のエネルギー密度を向上させることができる。
【０１１６】
以下、第１リードカートリッジ２１０同士の結合、及び第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０との間の結合について説明する。
【０１１７】
図１２は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを製造する過程を説明するための図である。
【０１１８】
図１２を参照すれば、第１リードカートリッジ２１０の２つのポスト部２１１、２１２のうち一端に位置するポスト部２１１には、上面及び下面のいずれかに結合突起２１１ａが突設され、一端に位置するポスト部２１１の上面及び下面のうち結合突起２１１ａが形成されていない面には、結合突起２１１ａの形状に対応する形状の結合溝が形成され得る。
【０１１９】
図１２に示されたように、一実施例によるポスト部２１１の上面には結合突起２１１ａが突出した円筒状に形成され、ポスト部２１１の下面には結合突起２１１ａの形状に対応する形状の結合溝が形成され得る。
【０１２０】
ここで、結合突起２１１ａは一端に位置するポスト部２１１の上面から上方（＋Ｙ軸方向）に突設され、結合溝は一端に位置するポスト部２１１の下面で上方（＋Ｙ軸方向）に凹んだ形態に形成され得る。
【０１２１】
これによって、第１リードカートリッジ２１０の結合突起２１１ａは上部に積層される第１リードカートリッジ２１０の結合溝に挿入され、第１リードカートリッジ２１０の結合溝には下部に積層された第１リードカートリッジ２１０の結合突起が挿入できる。
【０１２２】
このようにして、第１リードカートリッジ２１０は上下方向（±Ｙ軸方向）に結合突起２１１ａと結合溝との結合が連続されることで、第１リードカートリッジ２１０に結合力が上昇することができる。
【０１２３】
一方、第１リードカートリッジ２１０の２つのポスト部２１１、２１２のうち他端に位置するポスト部２１２には、内部が貫通した貫通孔２１２ａが形成され得る。
【０１２４】
より具体的に、他端に位置するポスト部２１２には、他の第１リードカートリッジ２１０のポスト部２１２と一緒に上下方向（±Ｙ軸方向）に連続した貫通孔２１２ａが形成され得る。
【０１２５】
このとき、貫通孔２１２ａには積層されたすべての第１リードカートリッジ２１０の高さに対応する長さを有する円筒状の結合部材２１７が上下方向（±Ｙ軸方向）に挿入され、積層された第１リードカートリッジ２１０同士が結合及び固定できる。
【０１２６】
例えば、結合部材２１７は、金属素材で構成されるロングボルトまたは熱可塑性素材で構成される棒であり得る。
【０１２７】
結合部材２１７が熱可塑性素材の棒である場合、結合部材２１７が積層されたすべての第１リードカートリッジ２１０の貫通孔２１２ａに挿入された後、熱接合を通じて第１リードカートリッジ２１０に融着されて、第１リードカートリッジ２１０を上下方向（±Ｙ軸方向）に堅固に結合及び固定することができる。
【０１２８】
一方、第１リードカートリッジ２１０の２つのポスト部２１１、２１２のうち他端に位置するポスト部２１２には、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２３２のうち一端に位置するポスト部２３２と相互対面接触する面に凹凸部２１２ｂが形成され得る。
【０１２９】
より具体的に、凹凸部２１２ｂは、他端に位置するポスト部２１２から左右方向（＋Ｚ軸方向）に突出した形態に形成され得る。
【０１３０】
これに対応して、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２３２のうち一端に位置するポスト部２３２には、第１リードカートリッジ２１０の２つのポスト部２１１、２１２のうち他端に位置するポスト部２１２と相互対面接触する面に凹凸部２３２ｂが形成され得る。
【０１３１】
このとき、第２リードカートリッジ２３０の凹凸部２３２ｂは、突出した形態に形成された第１リードカートリッジ２１０の凹凸部２１２ｂの形態に対応して、左右方向（＋Ｚ軸方向）に凹んだ形態に形成され得る。
【０１３２】
これによって、第１リードカートリッジ２１０同士は、結合突起２１１ａと結合溝との結合、及び貫通孔２１２ａと結合部材２１７との結合を通じて上下方向（±Ｙ軸方向）に堅固に結合され得る。
【０１３３】
また、第１リードカートリッジ２１０と第２リードカートリッジ２３０との間は、凹凸部２１２ｂ、２３２ｂを通じて左右方向（±Ｚ軸方向）に堅固に結合され得る。
【０１３４】
一方、第２リードカートリッジ２３０は、第１リードカートリッジ２１０と同様に、２つのポスト部２３１、２３２のうち他端に位置するポスト部２３１の上面から結合突起２３１ａが突設され、結合突起２３１ａの形状に対応する結合溝がポスト部２３１の下面から凹んだ形態に形成され得る。
【０１３５】
これによって、第２リードカートリッジ２３０の結合突起２３１ａは上部に積層される第２リードカートリッジ２３０の結合溝に挿入され、第２リードカートリッジ２３０の結合溝には下部に積層された第２リードカートリッジ２３０の結合突起が挿入され得る。
【０１３６】
このようにして、第２リードカートリッジ２３０は上下方向（±Ｙ軸方向）に結合突起２３１ａと結合溝との結合が連続されることで、第２リードカートリッジ２３０に結合力が上昇することができる。
【０１３７】
一方、第２リードカートリッジ２３０の２つのポスト部２３１、２３２のうち一端に位置するポスト部２３２には、内部が貫通した貫通孔２３２ａが形成され、貫通孔２３２ａには積層されたすべての第２リードカートリッジ２３０の高さに対応する長さを有する円筒状の結合部材２３７が上下方向（±Ｙ軸方向）に挿入されて、積層された第２リードカートリッジ２３０同士が結合及び固定できる。
【０１３８】
このような第２リードカートリッジ２３０の結合突起２３１ａ、結合溝、貫通孔２３２ａ及び結合部材２３７は、第１リードカートリッジ２１０の結合突起２１１ａ、結合溝、貫通孔２１２ａ及び結合部材２１７とそれぞれ結合される位置が異なるたけで形態と役割は同一であり得る。
【０１３９】
以下、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１０’について説明する。
【０１４０】
図１３は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの斜視図である。
【０１４１】
図１３を参照すれば、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１０’と本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１０とを比べると、他の実施例によるバッテリーモジュール１０’のバッテリーセル１００’’は前面と後面に電極リードが備えられた両方向二次電池である一方、一実施例によるバッテリーモジュール１０のバッテリーセル１００は一面（前面又は後面）のみに電極リードが備えられた一方向二次電池である。
【０１４２】
これによって、他の実施例によるバッテリーモジュール１０’のリードカートリッジは、バッテリーセル１００’’の前面に備えられた電極リードを収容及び支持する第１リードカートリッジ２１０’、及びバッテリーセル１００’’の後面に備えられた電極リードを収容及び支持する第２リードカートリッジ２３０’で構成され得る。
【０１４３】
一実施例によるバッテリーセル１００は、それぞれ一面に２つの電極リードを備えることで、それぞれの電極リードの幅がバッテリーセル１００の一面の幅の１／２未満であり得る。一方、他の実施例によるバッテリーセル１００’’はそれぞれ前面と後面に１個ずつの電極リードを備えることで、それぞれの電極リードの幅がバッテリーセル１００’’の一面の幅の１／２以上であり得る。
【０１４４】
これによって、他の実施例によるバッテリーセル１００’’の電極リードを収容及び支持する第１リードカートリッジ２１０’及び第２リードカートリッジ２３０’の幅Ｗもバッテリーセル１００’’の一面の幅の１／２以上であり得る。
【０１４５】
このとき、バッテリーセル１００’’の前面と後面にそれぞれ位置する第１リードカートリッジ２１０’と第２リードカートリッジ２３０’は長い帯状の結合プレートＭを通じて水平方向（±Ｘ軸方向）に結合され得る。
【０１４６】
より具体的に、第１リードカートリッジ２１０’と第２リードカートリッジ２３０’の最上部にそれぞれ上方（＋Ｙ軸方向）に突出した形態の結合突出部２１０’’、２３０’’を備え、結合突出部２１０’’、２３０’’が結合プレートＭの両端に貫設された結合孔Ｍ１、Ｍ２にそれぞれ挿入されて、第１リードカートリッジ２１０’と第２リードカートリッジ２３０’とを結合することができる。
【０１４７】
このようにして、他の実施例によるバッテリーモジュール１０’の第１リードカートリッジ２１０’と第２リードカートリッジ２３０’とが結合プレートＭで結合されることで、外部から印加される力によって水平方向（±Ｘ軸方向）に広がる現象を防止することができる。
【０１４８】
一方、本発明によるバッテリーパックは、上述したバッテリーモジュールを１つ以上含む。このとき、バッテリーパックには、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、すなわちＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサ、ヒューズなどがさらに含まれ得る。特に、本発明の一実施例によるバッテリーパックは、バッテリーモジュールのそれぞれのバッテリーセルに備えられた電極リードを内部に収容及び支持するリードカートリッジによって、電極リード間の意図せぬ電気的連結を防止することができる。
【０１４９】
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できる。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。
【０１５０】
上述した本発明は、本発明が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的思想から逸脱することなく様々な置換、変形及び変更が可能であるため、上述した実施例及び添付された図面によって限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１５１】
１  バッテリーセル
１−１１  バッテリーセル
１−１２  バッテリーセル
１−２１  バッテリーセル
１−２２  バッテリーセル
３−１１  電極リード
３−１２  電極リード
３−２１  電極リード
３−２２  電極リード
５  カートリッジ
１０  バッテリーモジュール
１０’  バッテリーモジュール
１００  バッテリーセル
１００’’  バッテリーセル
１１０  電極リード、第１電極リード
１３０  電極リード、第２電極リード
２００  リードカートリッジ
２１０  第１電極リード、第１リードカートリッジ
２１０  第１カートリッジ
２１０’’  第１リードカートリッジ
２１１、２１２  ポスト部
２１１ａ  結合突起
２１１’  締結突起
２１２ａ  貫通孔
２１２ｂ  凹凸部
２１２’  締結突起
２１３  隔壁部
２１４  第１離隔部
２１５  第２離隔部
２１６  支持部
２１６ａ  第２支持部
２１６ｂ  第１支持部
２１７       結合部材
２３０       第２リードカートリッジ
２３０’’  第２リードカートリッジ
２３１、２３２  ポスト部
２３１ａ  結合突起
２３２ａ  貫通孔
２３２ｂ  凹凸部
２３２  ポスト部
２３３  隔壁部
２３４  第１離隔部
２３５  第２離隔部
２３６  支持部
２３７  結合部材
３００  センシングバスバー
３１０  締結孔
３３０  締結孔
Ｍ１、Ｍ２  結合孔
Ｊ１  第１折曲部
Ｊ２  第２折曲部
Ｊ３  第３折曲部
Ｊ４  第４折曲部
Ｊ５  第５折曲部
Ｊ６  第６折曲部
Ｊ７  第７折曲部
Ｊ８  第８折曲部
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020513668.tif 000016
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2020513668.tif 000017
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2020513668.tif 000018
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2020513668.tif 000019
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2020513668.tif 000020
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2020513668.tif 000021
【国際調査報告】
2020513668.tif 000022
2020513668.tif 000023
2020513668.tif 000024
2020513668.tif 000025