JP2016508659A - 新規な構造の電池モジュールアセンブリー - Google Patents

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Abstract

本発明は、電極リードが一方向に整列されるように垂直に積層された二つ以上の板状型電池セルを含む二つ以上の電池モジュール；電極端子が一方向に整列された状態で電池モジュールが上面に搭載されるモジュール収納部を含み、外周面に上向きに折り曲げられた構造の側壁が形成されたベースプレート（ｂａｓｅ ｐｌａｔｅ）；電池モジュールの電極端子を基準に両側に下向きに折り曲げられた側壁を含み、ベースプレート上に固定されてモジュールアセンブリーの上面を形成する上部カバープレート（ｕｐｐｅｒ ｃｏｖｅｒ ｐｌａｔｅ）；及び電池モジュールの上面に搭載されて電池モジュールに締結される板状型部材であって、ケーブルを固定するためのケーブル固定部を含むアセンブリーカバー（ａｓｓｅｍｂｌｙ ｃｏｖｅｒ）；を含むことを特徴とする電池モジュールアセンブリーを提供する。

Description

本発明は新規な構造の電池モジュールアセンブリーに係り、より詳しくは電極リードが一方向に整列されるように垂直に積層された二つ以上の板状型電池セルを含む二つ以上の電池モジュール；電極端子が一方向に整列された状態で電池モジュールが上面に搭載されるモジュール収納部を含み、外周面に上向きに折り曲げられた構造の側壁が形成されているベースプレート；電池モジュールの電極端子を基準に両側に下向きに折り曲げられた側壁を含み、ベースプレート上に固定されてモジュールアセンブリーの上面を形成する上部カバープレート；及び電池モジュールの上面に搭載されて電池モジュールに締結される板状型部材であって、ケーブルを固定するためのケーブル固定部を含むアセンブリーカバー；を含むことを特徴とする電池モジュールアセンブリーに関する。
モバイル機器に対する技術開発及び需要増加に伴い、二次電池の需要も急激に増加している。その中でもエネルギー密度及び作動電圧が高くて保存及び寿命特性に優れたリチウム二次電池は、各種モバイル機器はもちろんのこと、多様な電子製品のエネルギー源として広く使われている。
二次電池は外部及び内部の構造的特徴によっておよそ円筒状電池、角形電池、及びパウチ型電池に分類される。その中でも高集積度で積層可能で、長さに比べて小さな幅を持つ角形電池とパウチ型電池が特に注目されている。
また、二次電池は、化石燃料を使う既存のガソリン車両、ディーゼル車両などの大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源としても注目されている。よって、二次電池を使うアプリケーションの種類は二次電池の利点によって非常に多様化して行っており、今後には今より多くの分野と製品に二次電池が適用されることと予想される。
このように、二次電池の適用分野及び製品の多様化によって、電池の種類もそれに相応する出力及び容量を提供するように多様化している。さらに、当該分野及び製品に適用される電池は小型軽量化が強く要求されている。
例えば、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ノートブックコンピュータなどの小型モバイル器機は、該当製品の小型軽薄化の傾向に応じてデバイス１台当たり一つないし四つの小型軽量の電池セルを使っている。一方、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの中大型デバイスは、高出力大容量の必要性に応じて、多数の電池セルを電気的に連結した電池モジュール（または“中大型電池パック”ということもある）を使っている。電池モジュールのサイズ及び重量は当該中大型デバイスなどの収容空間及び出力などに直接的な関連性があるので、メーカーはできるだけ小型でありながらも軽量の電池モジュールを製造しようと努力している。
一方、従来の電池モジュールの固定には、複数の電池モジュールを積層し、上下に固定用プレートを重ねて電池モジュール間の固定を完了した後、これをフレームの内部に別にさらに固定する方式が使われている。このような方式は電池モジュールアセンブリーの全体積を増加させる原因となっている。また、個別電池モジュールの固定のために個別プレートで構成する場合、電池モジュールアセンブリーの全体剛性が低下し、これにより付加的な補強部材が必要になる。さらに、電池モジュールに連結されるケーブル構成のために別途のブラケット構造物を構成する場合、部品の増加及び狭小な空間内での効率的な作業が難しくなる欠点をもたらすことになる。
したがって、このような問題点を根本的に解決することができる技術に対する必要性が高い実情である。
本発明は従来技術の問題点と過去からあってきた技術的課題を解決することを目的とする。
本発明の発明者らは深い研究及び多様な実験によって、収納部を含むベースプレートに電池モジュール、アセンブリーカバー及び上部カバープレートを装着する特定の構造に構成することで、電池モジュールアセンブリーの体積増加を抑制するとともに自体の剛性を増大させ、さらに電池モジュール及び内部に収納されるケーブルを安定的に締結固定することができる新規な構造の電池モジュールアセンブリーを開発しようとした。
したがって、本発明の目的は、電池モジュールアセンブリーをコンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ）な構造に組み立てることができ、内部収納部材を安定的に固定することができ、さらに生産工程の安全性及び効率性増大の効果を一緒に果たすことができる新規な構造の電池モジュールアセンブリーを提供することである。
このような目的を達成するための本発明による電池モジュールアセンブリーは、
電極リードが一方向に整列されるように垂直に積層された二つ以上の板状型電池セルを含む二つ以上の電池モジュール；
電極端子が一方向に整列された状態で電池モジュールが上面に搭載されるモジュール収納部を含み、外周面に上向きに折り曲げられた構造の側壁が形成されているベースプレート（ｂａｓｅ ｐｌａｔｅ）；
電池モジュールの電極端子を基準に両側に下向きに折り曲げられた側壁を含み、ベースプレート上に固定されてモジュールアセンブリーの上面を形成する上部カバープレート（ｕｐｐｅｒ ｃｏｖｅｒ ｐｌａｔｅ）；及び
電池モジュールの上面に搭載されて電池モジュールに締結される板状型部材であって、ケーブルを固定するためのケーブル固定部を含むアセンブリーカバー（ａｓｓｅｍｂｌｙ ｃｏｖｅｒ）；
を含む。
したがって、本発明による電池モジュールアセンブリーは、特定構造のベースプレート、上部カバープレート及びアセンブリーカバーを含むので、電池モジュールアセンブリーのコンパクトな形態を維持するとともに電池モジュールをベースプレートの内部収納部に安定的に装着固定することができる。また、電池モジュールアセンブリーの全体剛性を増大させ、さらにベースプレートの内部に収納されるケーブルを安定的に締結固定することができる。
また、本発明による電池モジュールアセンブリーは、電池モジュールアセンブリーの組立工程において、追加的な部品の構成が必要ではないので、前記コンパクトな構造の効果とともに生産工程の効率性増大の効果を果たすことができる。さらに、電池モジュールの安定的な固定及びケーブルを含めた上部カバープレートなどの構成部品の装着固定を容易にすることができるので、生産工程の効率性増大の効果とともに安全性増大の効果を一緒に果たすことができる。
好適な一例において、前記電池セルは角形二次電池またはパウチ型二次電池であることができる。
前記角形二次電池は角形の金属ケースに電極組立体が密封されている構造であることができ、前記パウチ型二次電池は具体的に樹脂層と金属層を含むラミネートシートに電極組立体が密封されている構造であることができる。
前記二次電池は、好ましくは高いエネルギー密度、放電電圧、及び出力安全性のリチウム二次電池であることができる。このようなリチウム二次電池のその他の構成要素について以下に詳細に説明する。
一般に、リチウム二次電池は、陽極、陰極、分離膜、リチウム塩含有非水系電解液などから構成されている。
陽極は、例えば、陽極集電体上に陽極活物質、導電材及びバインダーの混合物を塗布した後、乾燥することで製造され、必要によって、充填材をさらに添加することもある。また、陰極は陰極集電体上に陰極活物質及びバインダーの混合物を塗布、乾燥することで製作され、必要によって、前述したような成分をさらに含むこともできる。
前記分離膜は陰極と陽極の間に挟まれ、高いイオン透過度及び機械的強度を持つ絶縁性の薄膜が使われる。
リチウム塩含有非水系電解液は、非水系電解液とリチウム塩からなり、非水系電解液としては、液状非水系電解液、固体電解質、無機固体電解質などが使われる。
前記集電体、電極活物質、導電材、バインダー、充填材、分離膜、電解液、リチウム塩などは当業界に知られているので、それについての詳細な説明はこの明細書で省略する。
このようなリチウム二次電池は当業界に知られている通常的な方法によって製造可能である。すなわち、陽極と陰極の間に多孔性分離膜を挿入し、そこに電解液を注入して製造することができる。
陽極は、例えば、前述したリチウム遷移金属酸化物活物質、導電材及び結合剤を含むスラリーを集電体上に塗布した後、乾燥することで製造することができる。同様に、陰極は、例えば、前述した炭素活物質、導電材及び結合剤を含むスラリーを薄い集電体上に塗布した後、乾燥することで製造することができる。
好適な一例において、前記電池モジュールにおいて電池セルは互いに並列で連結された構造であることができる。
具体的に、前記並列連結は‘Ｌ’字形または‘コ’字形バスバー（ｂｕｓ ｂａｒ）によってなされる構造であることができる。
前記電池セルは、好ましくはカートリッジフレーム（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ｆｒａｍｅ）に固定され、前記電池モジュールはカートリッジフレームの積層構造からなることができる。
このようなカートリッジフレームは所定の剛性を持つ構造物で、外部の衝撃から電池セルを保護し、電池セルの安定した装着を保障する。また、カートリッジフレームによって前記電池セルは電極リードが一側面に向かうように配列されることにより、前記バスバーによる電気的並列連結をより容易になすことができる。
また、前記バスバーによって電気的並列連結をなす電池セルの電極リードは電極端子に連結され、前記電極端子は、好ましくは電極リードが配列された一側面と同一面上に形成できる。よって、前記電池セルがカートリッジフレームによって固定され、カートリッジフレームの積層によって組み立てられた電池モジュールは、一側面に形成された電極端子によって電池モジュールの相互間の電気的連結だけではなく、電圧測定のための検出部材を容易に装着することができる。
また、前記電池モジュールにはアセンブリーカバーとの締結のための締結口が形成された構造であることができる。よって、前記電池モジュールはベースプレートに形成されたモジュール収納部の上面に搭載されるとともにアセンブリーカバーとも締結できるので、さらに堅固で安定した固定効果を果たすことができる。また、前記締結口によってなされる電池モジュールとアセンブリーカバーの締結は、好ましくはボルトまたはリベットによる締結であり得るが、これらに限定されるものではないのは言うまでもない。
他の好適な例において、前記電池モジュールは、電池セルの電極リード上に装着され、ベースプレート及びアセンブリーカバーに締結固定される電気絶縁性のモジュールカバーをさらに含むことができる。
したがって、前記モジュールカバーは電池セルの電極リードを外部の衝撃から保護することができ、電気絶縁性素材から構成されているので、外部から電気的に隔離させる効果を一緒に果たすことができる。
前記モジュールカバーは、好ましくは電池モジュールの電極端子に連結されるケーブルを固定する第１フック（ｈｏｏｋ）、前記アセンブリーカバーとかみ合って固定される位置固定用上向突起、及び電池モジュールに装着固定される第２フックを含むことができる。
具体的に、前記第１フックは、ケーブル端子、及びケーブルを把持して固定することができる一つ以上の突部を含んでいる。したがって、ケーブル端子及びケーブルとの電気的連結の際、ケーブル端子及びケーブル結束部が外部に離脱することや、ケーブル端子が定位置で回転することを防止する効果を果たすことができる。また、このような効果により、電池モジュールアセンブリーの組立工程において、より早い電池モジュールの組立を行うことができ、より安全な生産工程を担保することができる。
さらに、前記モジュールカバーは、電池モジュールに着脱容易な第２フックを含んでいるので、電池モジュールを組み立てることに際して、電池モジュールの組立工程をより早く遂行することができる。また、前記モジュールカバーは、所定の剛性を持つ素材から製作されるので、電池モジュールの内部に積層された板状型電池セルを一体化させるとともに外部からの衝撃から保護する効果を果たすことができる。さらに、前記モジュールカバーは前記アセンブリーカバーの一定位置に固定可能な上向突起を含んでいるので、前記モジュールカバーによって一体化した電池モジュールはアセンブリーカバーと一体的に装着固定できる。
また、前記モジュールカバーは、電池モジュールの電極端子を外部から電気的に遮断する絶縁性保護カバーをさらに含むことができる。
具体的に、前記ケーブル端子とケーブル結束部が結束された部分は外部から電気的に露出された状態なので、電気的に絶縁することができる追加の部材が必要であり、絶縁保護カバーがこのような機能を果たすことができる。
前記絶縁性保護カバーは、前記モジュールカバーに容易に着脱できるようにする結束部を一つ以上含むことができ、好ましくはフック構造の結束部であることができる。
したがって、絶縁保護カバーは、電池モジュールアセンブリーの組立において、より安全な組立工程を担保することができる。
前記モジュールカバーは、ベースプレートに装着固定するためのブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）挿入口をさらに含むことができる。
具体的に、前記モジュールカバーは上部カバープレート及びベースプレートとともに締結固定するためのブッシング挿入口をさらに含むので、前記ブッシング挿入口に挿入されたブッシング及び締結部材によって締結固定される。前記締結部材は好ましくはボルトであることができるが、それに限定されるものではない。
したがって、前記モジュールカバーと一体化した電池モジュールは、前記ブッシング挿入口によってベースプレートに安定的に装着固定されるので、電池モジュールアセンブリーの安定的で所望の水準の自体の剛性を達成することができる。
好適な一例において、前記ベースプレートと上部カバープレートはブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）を介して固定される構造であることができる。
具体的に、前記ブラケットは、一側がベースプレートの側壁に装着固定され、好ましくは熔接方式で結合されることができ、他側が上部カバープレートの側壁に締結方式で結合できる。
前記上部カバープレートとの締結方式は、好ましくは上部カバープレートの自体の弾性変形を用いた方式のもので、上部カバープレートの側壁に突出部を形成し、前記突出部に対応する大きさの湾入部を前記ブラケットの側壁に形成し、これらの結合による締結方式であることができる。
前記突出部及び湾入部には、好ましくは互いに対応する位置に締結口を含んでおり、前記締結口を通じて締結部材によって互いに締結固定できる。
したがって、上部カバープレートは自体の弾性によってブラケットに容易に装着でき、これにより締結組立工程をより容易に行うことができる。
一方、前記アセンブリーカバーには、電池モジュールの上面が開放される開口が穿孔されている構造であることができる。
したがって、電池モジュールはアセンブリーカバーによってベースプレートに装着固定されるとともに電池モジュールの上端面一部が外部に露出できる。このような露出部は電池モジュールから発生する熱を外部に容易に発散することができる構造であるので、電池モジュールの上面の面積に対応する一定の割合で穿孔可能であり、その形状は四角形のプレートだけでなくその他の形状であることができる。
好適な一例において、前記ケーブルは、電池モジュールアセンブリーの電源ケーブル、電池モジュールの電圧検出用ケーブル、及び電池モジュールアセンブリーの制御のための通信ケーブル（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃａｂｌｅ）を含むことができる。
また、前記ケーブルはケーブル固定部に装着固定されることができる。好ましくは、前記ケーブル固定部は、電源ケーブルが装着固定できるようにアセンブリーカバーの端部が伸びた構造の一つ以上の第１ケーブル固定部を含む構造であることができ、垂直断面が‘Ｌ’字形構造であることができる。
したがって、前記ケーブル固定部は前記電源ケーブルを安定的に電池モジュールアセンブリーの内部に装着固定することができるとともに電池モジュールアセンブリー組立工程においてより安全な工程を担保することができる。
また、前記ケーブル固定部は、好ましくは電圧検出ケーブルまたは通信ケーブルがバンドクリップ（ｂａｎｄ ｃｌｉｐ）によって固定できるようにアセンブリーカバーの端部が上向きに折り曲げられた構造の一つ以上の第２ケーブル固定部を含む構造であることができる。
前記バンドクリップは、ケーブルを固定するとともに第２ケーブル固定部に結合されるグリップ（ｇｒｉｐ）を含むことができる。
具体的に、前記バンドクリップは所定の弾性を含む素材から構成され、ケーブルと結合されるとき、自体の弾性によって変形及び復元してケーブルと結合される。また、前記ケーブルと結合されるケーブル結合部は自体の弾性を用いることができる構造であれば特に制限はないが、例えばケーブルを包むように側面方向から見て‘Ｃ’字形の構造であることができる。
したがって、前記ケーブル固定部は、電池モジュールアセンブリーの構成において、内部ケーブルの安定的な装着固定を誘導し、その組立工程においてより容易な組立工程を提供することができる。また、前記ケーブル固定部及び前記バンドクリップは所定の剛性を持つ部材から構成され、外部の振動及び衝撃から内部ケーブルの安定的な装着固定を維持するので、完成製品の安全性向上の効果を果たすことができる。
好適な一例において、前記アセンブリーカバーは、電池セルまたは電池モジュールの温度を検出するための温度センサーの装着のための温度センサー固定部をさらに含む構造であることができる。
このような温度センサー固定部は、内部の温度センサーが装着の容易な位置に形成されている。好ましくは、前記アセンブリーカバーの上端面の中央部であることができ、他の内部収納部材の位置関係を考慮して、中央部から所定距離だけ離隔した位置に形成されることができる。
したがって、前記温度センサー固定部に固定される温度センサーは、前記アセンブリーカバーに固定された電池モジュールの温度状態を一側に偏向することなしに容易に検出することができる。また、前記温度センサーを電池モジュールのそれぞれに設置せずに一体化したアセンブリーカバーに装着するので、温度センサーを装着するための追加の部材が必要ではない。
場合によっては、前記アセンブリーカバーは、電池モジュールのモジュールカバーが結合されるための締結口をさらに含むことができる。
したがって、前記電池モジュールは前記アセンブリーカバーと締結されるとともにベースプレートに形成されたモジュール収納部の上面に搭載されることができるので、さらに堅固で安定的な固定効果を果たすことができる。また、前記締結口によって達成される電池モジュールとアセンブリーカバーとの締結は、好ましくはボルトまたはリベットによる締結であることができるが、これらに限定されないのは言うまでもない。
また、本発明は、前記電池モジュールアセンブリーを電源として含むデバイスを提供する。前記デバイスは、具体的に、非常用電源装置、電算室電源装置、携帯用電源装置、医療設備電源装置、消火設備電源装置、警報設備電源装置または避難設備電源装置であることができるが、これに限定されるものではない。
このようなデバイスの構造及び製作方法は当業界に知られているので、本明細書ではそれについての詳細な説明を省略する。
本発明によるパウチ型電池セルの平面図である。 図１の電池セルがカートリッジフレームに装着される形態を示した斜視図である。 図２のカートリッジフレームによって積層されて組み立てられた電池モジュールを示した斜視図である。 図３の電池モジュールにモジュールカバーを装着する形態を示した斜視図である。 図３の電池モジュールにモジュールカバーを装着する形態を示した斜視図である。 本発明によるモジュールカバーの電極端子部を示した正面拡大図である。 図６のモジュールカバーに絶縁性保護カバーを装着した形態を示した正面拡大図である。 本発明によるモジュールカバーの正面図である。 本発明によるベースプレートにブラケットが装着されている形態を示した斜視図である。 本発明によるブラケットの斜視図である。 図９のベースプレートに電池モジュールを装着させた形態を示した斜視図である。 本発明の他のアセンブリーカバーの斜視図である。 図１１の電池モジュールの上端面にアセンブリーカバーを装着した形態を示した斜視図である。 図１３のアセンブリーカバーの上端にケーブルを装着する形態を示した斜視図である。 図１３のアセンブリーカバーの上端にケーブルを装着する形態を示した斜視図である。 図９のベースプレートに上部カバープレートを結合した形態を示した斜視図である
以下、図面に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明の範疇がこれに限定されるものではない。
図１には電極リード１１、１２が一側端部に形成された板状型電池セル１０の平面図が示されている。
図１を参照すれば、電池セル１０は電極リード１１、１２が一側端部に形成された板状型電池セル１０である。具体的に、板状型電池セル１０は、金属層（図示せず）及び樹脂層（図示せず）を含むラミネートシートのパウチ型ケース１３に電極組立体（図示せず）が内蔵された構造のもので、通常これをパウチ型電池セル１０と呼ぶ。
図２には電池セル１０、２０がカートリッジフレーム３１に装着される形態を示した斜視図が示され、図３にはカートリッジフレーム３１〜３８から組み立てられた電池モジュール１００の斜視図が示されている。
これら図を参照すれば、電池セル１０、２０はカートリッジフレーム３１に装着され、このようなカートリッジフレーム３１〜３８はカートリッジフレーム上端カバー１１１及びカートリッジフレーム下端カバー１１２とともにボルト１２１、１２２、１２３、１２４で締結及び固定されることで、一つの電池モジュール１００を成す。また、カートリッジフレーム３１〜３８の内部に装着された電池セル１０、２０の電極リード１１、１２は電池モジュール１００の一側面に整列され、‘コ’字形のバスバー１３１、１４１によって電気的に並列で連結される。また、このように電気的に並列で連結された電極リード１１、１２はそれぞれ陽極端子１３０及び陰極端子１４０に連結される。
図４及び図５には図３の電池モジュール１００にモジュールカバー２００を装着する形態を示した斜視図が示されている。
これら図を参照すれば、電池モジュール１００のモジュールカバー２００が装着される一側面の両側角部にはフック構造の突出部１５１、１５２が形成されている。また、これに対応する位置に装着されるモジュールカバー２００には、突出部１５１、１５２に緊密に合うサイズの第２フック２１１、２１２が形成されている。
したがって、このようなフック構造は着脱が非常に容易な構造なので、電池モジュール１００の組立工程において、作業効率性を向上させることができる。
図６には本発明の一実施例によるモジュールカバー２００の電極端子部を示した正面拡大図が示され、図７には図６のモジュールカバー２００に絶縁性保護カバー２６０を装着した形態を示した正面拡大図が示されている。また、図８には本発明によるモジュールカバー２００の正面図が示されている。
これら図を参照すれば、モジュールカバー２００は、ケーブル端子固定突起２３２、２３３及びケーブル端固定突起２３１からなった第１フック２３０を含む。電極端子１３０にはケーブル端子６５１が装着され、ケーブル端子６５１のケーブル結束部６５２はモジュールカバー２００のケーブル端子固定突起２３２、２３３によって固定される。また、電圧検出用ケーブル６４０の端部６５３、６５４はモジュールカバー２００のケーブル端固定突起２３１によって固定される。このように固定されたケーブル結束部６５２及びケーブル端部６５３は互いに電気的に結束される過程でケーブル結束部６５２またはケーブル端部６５３が外部に離脱することや回転することを事前に防止することができるので、組立工程において効率性増大の効果を果たすことができる。
また、モジュールカバー２００には絶縁性保護カバー２６０がさらに装着されているので、電極端子１３０及び電圧検出用ケーブル６４０の電気的連結を外部から保護する。
絶縁性保護カバー２６０はフック構造の結束部２６１、２６２、２６３を含み、これに対応する位置にモジュールカバー２００もフック構造の結束部２４１、２４２、２４３を形成しているので、モジュールカバー２００に対する絶縁性保護カバー２６０の着脱を容易にする。
したがって、モジュールカバー２００及び絶縁性保護カバー２６０は、組立工程の効率性増加とともに電気的により安全な組立工程を担保することができる。
図１２には本発明によるアセンブリーカバーを示した斜視図が示されている。
図８を図１２と一緒に参照すれば、モジュールカバー２００は、アセンブリーカバー５００とかみ合って固定される位置固定用上向突起２５１、２５２を含む。また、モジュールカバー２００はブッシング挿入口２２０を含むので、アセンブリーカバー５００の締結口５２３によってさらに堅く固定される。
図９には本発明の一実施例によるベースプレート３００にブラケット４００が装着された形態を示した斜視図が示され、図１０には本発明の一実施例によるブラケット４００の斜視図が示されている。
これら図を参照すれば、ベースプレート３００には電池モジュール（図示せず）を搭載することができる収納部３０１、３０２、３０３、３０４が形成されている。また、ベースプレート３００の下端面には上方に突出している締結部３１１、３１２、３１３、１３４が形成されている。また、ベースプレート３００の外周面の上向きに折り曲げられた構造の側壁３３０にはブラケット４００が熔接で結束されている。
ブラケット４００には、ベースプレート３００の側壁３３０と熔接で結束される熔接結合部４２０、上部カバープレート（図示せず）と締結方式で結合される湾入部４０１、４０２、４０３、及びそれぞれの湾入部４０１、４０２、４０３に形成された締結口４１１、４１２、４１３が形成されている。
図１１には図９のベースプレート３００に電池モジュール１０１、１０２、１０３、１０４を装着させた形態を示した斜視図が示され、図１２には本発明の一実施例によるアセンブリーカバー５００の斜視図が示されている。また、図１３には図１１の電池モジュールの上端面にアセンブリーカバーを装着した形態を示した斜視図が示されている。
これら図を図８及び図９と一緒に参照すれば、電池モジュール１０１、１０２、１０３、１０４はベースプレート３００のモジュール収納部３０１、３０２、３０３、３０４にそれぞれ装着される。装着された電池モジュール１０１、１０２、１０３、１０４はアセンブリーカバー５００によって固定装着される。
具体的に、アセンブリーカバー５００の締結口５１２、５４０は、これに対応する位置に形成されたベースプレート３００の上向突出型締結口３２１、３２２に締結固定される。
電池モジュール１０１、１０２、１０３、１０４のモジュールカバー２００の上面にはアセンブリーカバー５００の位置固定用締結口５２１、５２２とかみ合って固定される上向突起２５１、２５２が形成されている。このような位置固定用締結口５２１、５２２は、電池モジュール１０１、１０２、１０３、１０４がアセンブリーカバー５００の定位置に装着できるようにする。
このような方法で定位置に装着固定された電池モジュール１０１、１０２、１０３、１０４は、モジュールカバー２００に形成されたブッシング挿入口２２０及びブッシング挿入口２２０内に装着されたブッシング（図示せず）を介してボルト締結でさらに固定される。具体的に、アセンブリーカバー５００の締結口５２３、モジュールカバー２００のブッシング挿入口２２０を貫いたボルトはベースプレートの上向突出型締結口３１１、３１２、３１３、１３４に締結固定されることで、モジュールカバー２００に固定された電池モジュール１０１、１０２、１０３、１０４をさらに堅く固定することになる。
図１４及び図１５には図１３のアセンブリーカバーの上端にケーブルを装着する形態を示した斜視図が示されている。
これら図を図１２と一緒に参照すれば、電源ケーブル６１０、６２０、電圧検出用ケーブル６４０及び通信ケーブル６３０がそれぞれバンドクリップ６１１、６２１、６４１、６３１によってアセンブリーカバー５００の固定部５１１、５３０に装着固定される。
具体的に、電源ケーブル６１０、６２０はそれぞれバンドクリップ６１１、６２１に固定され、バンドクリップがアセンブリーカバー５００の第１ケーブル固定部５１１に装着されることによって固定される。また、第１ケーブル固定部５１１は、バンドクリップ６１１、６２１の容易な装着固定のために、垂直断面が‘Ｌ’字形構造５１０になっている。
電圧検出用ケーブル６４０及び通信ケーブル６３０はそれぞれバンドクリップ６４１によって固定され、バンドクリップがアセンブリーカバー５００の第２ケーブル固定部５３０に装着されることによって固定される。
温度センサー６６０は電圧検出用ケーブル６４０から分離され、アセンブリーカバー５００の温度センサー固定部５５０に装着固定される。
ベースプレート３００の後面中央部３４０にはＢＭＳ（図示せず）が装着され、ＢＭＳの端子部（図示せず）に電圧検出用ケーブル６４０の連結端子６４２及び通信ケーブル６３０の連結端子６３２が接続される。
また、ベースプレート３００の前面中央部には電源ケーブル６１０及び通信ケーブル６３０の端部が集結されたハウジング構造のプラグインコネクター（ｐｌｕｇ−ｉｎ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）７００が装着される。
このようなハウジング構造のプラグインコネクター７００は、構成された部品が単一固定構造に組み立てられることによって部品数を減少させることができ、組立作業及び管理が容易で、効率的な内部空間の活用ができるようにする。また、電源ケーブル６１０及びバスバー（図示せず）が絶縁性ハウジング部材によって隔離されるので、組立工程中に発生し得る短絡事故を事前に防止することができる効果を果たすことができる。
図１６には図９のベースプレート３００に上部カバープレート８００を結合した形態を示した斜視図が示されている。
図１６を図９及び図１０と一緒に参照すれば、上部カバープレート８００は下向きに折り曲げられた側壁８１０を含み、ベースプレート３００に装着されたブラケット４００によって結合される。
具体的に、上部カバープレート８００は、ブラケット４００に形成されている湾入部４０１、４０２、４０３と対応する突出部８１１、８１２、８１３を含む。このような突出部８１１、８１２、８１３はそれぞれ湾入部４０１、４０２、４０３の締結口４１１、４１２、４１３とボルトによって締結可能な締結口（図示せず）を含む。
上部カバープレート８００とブラケット４００の締結方式は、上部カバープレート８００の弾性変形を用いる。このように、上部カバープレート８００を自体の弾性によってブラケット４００の定位置に容易に装着することができる締結方式なので、締結組立工程を一層容易にすることができる。
また、上部カバープレート８００には、外面に自体の剛性向上のための補強ビード８２０が形成されており、外周面に沿って多数の通気孔８３０が形成されている。
以上本発明の実施例を添付図面に基づいて説明したが、本発明が属した分野で通常の知識を持つ者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形が可能であろう。
以上説明したように、本発明による電池モジュールアセンブリーは、収納部を含むベースプレートに電池モジュール、アセンブリーカバー及び上部カバープレートを装着する構造に構成することにより、電池モジュールアセンブリーの体積増加を抑制するとともに自体の剛性を増大させ、さらに電池モジュール及び内部に収納されるケーブルを安定的に締結固定することができる。また、電池モジュールアセンブリーをコンパクトな構造に組み立てることができ、内部収納部材を安定的に固定することができ、さらに生産工程の安全性及び効率性増大の効果を一緒に果たすことができる。
１０ 電池セル、１１，１２ 電極リード、３１〜３８ カートリッジフレーム、１００，１０１，１０２，１０３，１０４ 電池モジュール、１３０ 電極端子、１３１，１４１ バスバー、２００ モジュールカバー、２１１，２１２ 第２フック、２２０ ブッシング挿入口、２３０ 第１フック、２５１，２５２ 位置固定用上向突起、２６０ 絶縁性保護カバー、３００ ベースプレート、３０１，３０２，３０３，３０４ モジュール収納部、３３０ 側壁、４００ ブラケット、５００ アセンブリーカバー、５１１ 第１ケーブル固定部、５１２，５２１，５２２，５２３，５４０ 締結口、５３０ 第２ケーブル固定部、５５０ 温度センサー固定部、６１０，６２０ 電源ケーブル、６１１，６２１，６３１，６４１ バンドクリップ、６３０ 通信ケーブル、６４０ 電圧検出用ケーブル、６６０ 温度センサー、８００ 上部カバープレート、８１０ 側壁

Claims (23)

  1. 電極リードが一方向に整列されるように垂直に積層された二つ以上の板状型電池セルを含む二つ以上の電池モジュール；
    電極端子が一方向に整列された状態で電池モジュールが上面に搭載されるモジュール収納部を含み、外周面に上向きに折り曲げられた構造の側壁が形成されているベースプレート（ｂａｓｅ ｐｌａｔｅ）；
    電池モジュールの電極端子を基準に両側に下向きに折り曲げられた側壁を含み、ベースプレート上に固定されてモジュールアセンブリーの上面を形成する上部カバープレート（ｕｐｐｅｒ ｃｏｖｅｒ ｐｌａｔｅ）；及び
    電池モジュールの上面に搭載されて電池モジュールに締結される板状型部材であって、ケーブルを固定するためのケーブル固定部を含むアセンブリーカバー（ａｓｓｅｍｂｌｙ ｃｏｖｅｒ）；
    を含むことを特徴とする、電池モジュールアセンブリー。
  2. 前記電池セルは角形二次電池またはパウチ型二次電池であることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  3. 前記パウチ型二次電池は樹脂層と金属層を含むラミネートシートに電極組立体が密封された構造になっていることを特徴とする、請求項２に記載の電池モジュールアセンブリー。
  4. 前記電池モジュールにおいて電池セルは並列で連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  5. 前記並列連結は‘Ｌ’字形または‘コ’字形バスバー（ｂｕｓｂａｒ）によって達成されることを特徴とする、請求項４に記載の電池モジュールアセンブリー。
  6. 前記電池セルはカートリッジフレーム（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ｆｒａｍｅ）に固定され、前記電池モジュールはカートリッジフレームの積層構造になっていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  7. 前記電池モジュールには、アセンブリーカバーとの締結のための締結口が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  8. 前記電池モジュールは、電池セルの電極リード上に装着され、ベースプレートとアセンブリーカバーに締結固定される電気絶縁性のモジュールカバーをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  9. 前記モジュールカバーは、電池モジュールの電極端子に連結されるケーブルを固定する第１フック（ｈｏｏｋ）、前記アセンブリーカバーとかみ合って固定される位置固定用上向突起、及び電池モジュールに装着固定される第２フックを含むことを特徴とする、請求項８に記載の電池モジュールアセンブリー。
  10. 前記モジュールカバーは、電池モジュールの電極端子を外部から電気的に遮断する絶縁性保護カバーをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の電池モジュールアセンブリー。
  11. 前記モジュールカバーは、ベースプレートに装着固定されるためのブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）挿入口をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の電池モジュールアセンブリー。
  12. 前記ベースプレートと上部カバープレートはブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）を介して固定されることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  13. 前記ブラケットは、一側がベースプレートの側壁に熔接方式で結合され、他側が上部カバープレートの側壁に締結方式で結合されていることを特徴とする、請求項１２に記載の電池モジュールアセンブリー。
  14. 前記アセンブリーカバーには、電池モジュールの上面が開放される開口が穿孔されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  15. 前記ケーブルは、電池モジュールアセンブリーの電源ケーブル、電池モジュールの電圧検出用ケーブル、及び電池モジュールアセンブリーの制御のための通信ケーブル（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃａｂｌｅ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  16. 前記ケーブル固定部は、電源ケーブルが装着固定できるようにアセンブリーカバーの端部が伸びた構造の一つ以上の第１ケーブル固定部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  17. 前記第１ケーブル固定部は、垂直断面が‘Ｌ’字形構造になったことを特徴とする、請求項１６に記載の電池モジュールアセンブリー。
  18. 前記ケーブル固定部は、電圧検出ケーブルまたは通信ケーブルがバンドクリップ（ｂａｎｄ ｃｌｉｐ）によって固定できるようにアセンブリーカバーの端部が上向きに折り曲げられた構造の一つ以上の第２ケーブル固定部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  19. 前記バンドクリップは、ケーブルを固定するとともに第２ケーブル固定部に結合されるグリップ（ｇｒｉｐ）を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の電池モジュールアセンブリー。
  20. 前記アセンブリーカバーは、電池セルまたは電池モジュールの温度を検出するための温度センサーの装着のための温度センサー固定部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  21. 前記アセンブリーカバーは、電池モジュールのモジュールカバーが結合されるための締結口をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリー。
  22. 請求項１の電池モジュールアセンブリーを電源として含むことを特徴とする、デバイス。
  23. 前記デバイスは、非常用電源装置、電算室電源装置、携帯用電源装置、医療設備電源装置、消火設備電源装置、警報設備電源装置または避難設備電源装置であることを特徴とする、請求項２２に記載のデバイス。
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