JP2019537827A - バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、電極リードが突出し、相互積層される複数個のバッテリーセルと、前記複数個のバッテリーセルの少なくとも一側に装着され、前記電極リードを電気的に接続する少なくとも一つのセンシングアセンブリーと、を含み、前記少なくとも一つのセンシングアセンブリーは、前記電極リードと電気的に接続するセンシングバスバーと、前記センシングバスバーが前面に装着され、前記電極リードを前記センシングバスバー側へ通過させ、相互脱着可能に組み立てられる複数個のセンシングハウジングパートと、を含むことを特徴とする。
Description
本発明は、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置に関する。
本出願は、２０１７年７月２８日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００９６３４３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。
多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用器機のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＥＶ）またはハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＨＥＶ）などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が一切発生しないという点で環境に優しく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
現在、広く使用される二次電池の種類としては、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がある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ〜４．２Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数の二次電池セルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーモパックに要求される充放電容量によって複数の二次電池セルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、前記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの個数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定することができる。
一方、複数の二次電池セルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックを構成する方法が通常である。ここで、バッテリーモジュールやバッテリーパックを構成するバッテリーセルは、一般的に容易に相互積層可能な利点を有するパウチ型二次電池として備えられる。
従来のバッテリーモジュールには、通常、相互積層される複数個のバッテリーセルの電極リードを連結し、バッテリーセルの電圧をセンシングするためのセンシングアセンブリーが備えられる。このようなセンシングアセンブリーは、通常一つのハウジング構造からなり、前記バッテリーセルの電極リードが突出した部分をカバーする構造として形成される。
しかし、従来のセンシングアセンブリーの場合、このような単一のハウジング構造によってバッテリーモジュールやバッテリーパックの容量可変によって相互積層されるバッテリーセルの個数が増加または減少するなど、バッテリーセルの全体サイズが変更される場合、変更されたサイズに適したハウジングを再度設計しなければならぬ問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡便かつ容易な拡張性を有するセンシングアセンブリーを備えるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置を提供することを目的とする。
上記の課題を達成するため、本発明は、バッテリーモジュールであって、電極リードが突出し、相互積層される複数個のバッテリーセルと、前記複数個のバッテリーセルの少なくとも一側に装着され、前記電極リードを電気的に接続する少なくとも一つのセンシングアセンブリーと、を含み、前記少なくとも一つのセンシングアセンブリーは、前記電極リードと電気的に接続するセンシングバスバーと、前記センシングバスバーが前面に装着され、前記電極リードを前記センシングバスバー側へ通過させ、相互脱着可能に組み立てられる複数個のセンシングハウジングパートと、を含むことを特徴とするバッテリーモジュールを提供する。
前記複数個のセンシングハウジングパートは、前記バッテリーセルの個数に対応するように備えられ得る。
前記複数個のセンシングハウジングパートは、相互ブロック結合の形態ではめ込まれることで組み立てられ得る。
前記複数個のセンシングハウジングパートは、相互対応する突起及び溝を有し得る。
前記突起及び溝は、円形、四角形、台形及び楕円形のうち少なくとも一つの形状であり得る。
前記複数個のセンシングハウジングパートの後面には、前記バッテリーセルの動きを防止するための少なくても一つの動き防止リブが形成され得る。
前記センシングアセンブリーは、前記複数個のセンシングハウジングパートと前記センシングバスバーとの間に備えられる温度センサーを含み得る。
前記複数個のセンシングハウジングパートは、相互組立によって前記温度センサーを装着できるセンサー装着溝を形成し得る。
なお、本発明は、バッテリーパックとであって、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーモジュールと、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
また、本発明は、電力貯蔵装置として、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする電力貯蔵装置を提供する。
以上のような多様な実施例によって、簡便かつ容易な拡張性を有するセンシングアセンブリーを備えるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置を提供することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
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。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを説明するための図であり、図２は、図１のバッテリーモジュールの分解斜視図であり、図３は、図２のバッテリーモジュールにおけるセンシングアセンブリーの分解斜視図であり、図４は、図３のセンシングアセンブリーにおけるセンシングハウジングパートの分解斜視図であり、図５は、図４のセンシングハウジングパートの組立形態を説明するための図である。
図１〜図５を参照すれば、バッテリーモジュール１０は、バッテリーセル１００、モジュールケース２００及びセンシングアセンブリー３００を含み得る。
前記バッテリーセル１００は、二次電池であってパウチ型二次電池として設けられ得る。前記バッテリーセル１００は、複数個が備えられ得、相互電気的に接続可能に積層され得る。
前記複数個のバッテリーセル１００は、各々、電極組立体、前記電極組立体を収容する電池ケース及び前記電池ケースの外へ突出し、前記電極組立体と接続する一対の電極リード１０５を含み得る。
前記モジュールケース２００は、前記複数個のバッテリーセル１００を収容し得る。このような前記モジュールケース２００は、相互結合して前記複数個のバッテリーセル１００をカバーできる第１及び第２ケースとして備えられ得る。
前記センシングアセンブリー３００は、前記複数個のバッテリーセル１００の電圧をセンシングするためのものであって、前記複数個のバッテリーセル１００の少なくとも一側、本実施例の場合、前記複数個のバッテリーセル１００の両側に各々装着され得る。
このような前記センシングアセンブリー３００は、前記複数個のバッテリーセル１００の電極リード１０５を電気的に接続し、センシングバスバー３１０、センシングハウジングパート３３０及び温度センサー３５０を含み得る。
前記センシングバスバー３１０は、前記複数個のバッテリーセル１００の前記電極リード１０５と電気的に接続できるよう、前記電極リード１０５と溶接結合などによって結合し得る。
前記センシングハウジングパート３３０は、前記センシングアセンブリー３００のハウジングの役割を果たし、前記センシングバスバー３１０を含む前記センシングアセンブリー３００を構成する各種部品などを装着でき、複数個が備えられて前記バッテリーセル１００の両側を各々カバーできる。例えば、前記複数個のセンシングハウジングパート３３０の前面には、前記センシングバスバー３１０が装着され得る。
このような前記複数個のセンシングハウジングパート３３０は、前記バッテリーセル１００の前記電極リード１０５を前記センシングバスバー３１０側へ通過させ、前記バッテリーセル１００の両側をカバーし得る。
前記複数個のセンシングハウジングパート３３０は、相互脱着可能に組み立てられるように設けられ得る。具体的に、前記複数個のセンシングハウジングパート３３０は、相互ブロック結合の形態ではめ込まれることで組み立てられ得る。
このような前記複数個のセンシングハウジングパート３３０は、前記バッテリーセル１００の個数に対応するように備えられ得る。具体的に、前記複数個のセンシングハウジングパート３３０は、前記バッテリーセル１００の両側をカバーすることから、一つのバッテリーセル１００当りに二つずつ備えられ得る。これによって、前記複数個のセンシングハウジングパート３３０の個数は、前記バッテリーセル１００の個数の二倍で備えられ得る。
前記複数個のセンシングハウジングパート３３０は、各々、リードスロット３３１、突起３３３、溝３３５、動き防止リブ３３７及びセンサー装着溝３３９を含み得る。
前記リードスロット３３１は、前記センシングハウジングパート３３０の中央に設けられ、前記バッテリーセル１００の前記電極リード１０５を前記センシングハウジングパート３３０の前方へ通過させ得る。前記電極リード１０５は、前記リードスロット３３１を通過した後、前記センシングバスバー３１０と電気的に接続可能に結合し得る。
前記突起３３３及び前記溝３３５は、前記複数個のセンシングハウジングパート３３０間のブロック結合のためのものであって、前記複数個のセンシングハウジングパート３３０の組立方向において相互対応する位置に設けられ得る。
このような前記突起３３３及び前記溝３３５は、円形、四角形、台形及び楕円形のうち少なくとも一つの形状からなり得るが、これに限定されず、前記相互ブロック結合を可能にするその他の形状であってもよい。
前記動き防止リブ３３７は、前記複数個のバッテリーセル１００の前記電極リード１０５の突出方向において前記複数個のバッテリーセル１００の動きを防止するためのものであって、前記センシングハウジングパート３３０の後面に形成され得る。
このような前記動き防止リブ３３７は、前記リードスロット３３１を間に置いて対向して配置され、前記リードスロット３３１の後方に配置される前記バッテリーセル１００を支持し得る。
前記センサー装着溝３３９は、後述の温度センサー３５０の装着のためのものであって、対向するセンシングハウジングパート３３０同士の相互組立によって形成され得る。
前記温度センサー３５０は、前記複数個のバッテリーセル１００の温度を測定するためのものであって、前記センサー装着溝３３９に挿入装着され得る。
このように、本実施例では、前記バッテリーセル１００をカバーする前記センシングアセンブリー３００のハウジング構造を、相互脱着可能に組み立てられる構造を有する複数個のセンシングハウジングパート３３０によって具現することができる。
これによって、本実施例においては、要求される容量や全体サイズなどによって前記バッテリーモジュール１０のバッテリーセル１００の個数が変わっても、別の新規なハウジングの構造設計なくとも、前記バッテリーセル１００の個数に対応するよう相互組み立てられる前記センシングハウジングパート３３０の個数を調節するだけで、前記センシングアセンブリー３００のハウジングを具現することができる。
そこで、本実施例では、前記相互組み立てられる前記センシングハウジングパート３３０によって別の新規なハウジングの構造なく、簡便かつ容易な拡張性を有するセンシングアセンブリー３００を具現することができる。
したがって、本実施例による前記バッテリーモジュール１０は、前記センシングアセンブリー３００の組立工程の効率を大幅向上させることができる。
図６は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
図６を参照すれば、バッテリーパック１は、複数個のバッテリーモジュール１０の組立体として設けられ得る。図示していないが、前記バッテリーパック１は、前記複数個のバッテリーモジュール１０をパッケージングするパックケースをさらに含み得る。
このような前記バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車などの自動車、家庭用または産業用に用いられる電力貯蔵装置などのエネルギー源として具備可能である。
このように、前記バッテリーモジュール１０を複数個設け、前記バッテリーパック１を構成するとき、本実施例の場合、相互脱着可能に組み立てられる前記センシングハウジングパート３３０の個数を前記バッテリーモジュール１０のバッテリーセルの個数に対応するように設けることで、前記センシングアセンブリー３００を構成することができる。
このように、本実施例による前記センシングアセンブリー３００は、前記バッテリーパック１を構成するようなバッテリーセルの容量拡張時、それに適した別のセンシングアセンブリー３００をさらに設計することなく、前記脱着可能に組立可能なセンシングハウジングパート３３０の個数を増やすことで、拡張した容量に適したセンシングアセンブリー３００を具現することができる。
即ち、本実施例においては、前記センシングハウジングパート３３０によって、前記バッテリーモジュール１０よりも大きい容量及び全体サイズを有するバッテリーパック１の構成に際しても、従来のような前記バッテリーパック１の全体サイズに対応するセンシングアセンブリーの再設計が不要である。
これによって、本実施例においては、前記バッテリーセル１００をもって前記バッテリーモジュール１０や前記バッテリーパック１を構成するとき、簡便かつ容易な拡張性を有するセンシングアセンブリー３００を具現することができる。
以上のような多様な実施例によって、簡便かつ容易な拡張性を有するセンシングアセンブリー３００を備えるバッテリーモジュール１０、これを含むバッテリーパック１及び電力貯蔵装置を提供することができる。
以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけない。
１ バッテリーパック
１０ バッテリーモジュール
１００ バッテリーセル
１０５ 電極リード
２００ モジュールケース
３００ センシングアセンブリー
３１０ センシングバスバー
３３０ センシングハウジングパート
３３１ リードスロット
３３３ 突起
３３５ 溝
３３７ 防止リブ
３３９ センサー装着溝
３５０ 温度センサー
１０ バッテリーモジュール
１００ バッテリーセル
１０５ 電極リード
２００ モジュールケース
３００ センシングアセンブリー
３１０ センシングバスバー
３３０ センシングハウジングパート
３３１ リードスロット
３３３ 突起
３３５ 溝
３３７ 防止リブ
３３９ センサー装着溝
３５０ 温度センサー
Claims (10)
- バッテリーモジュールであって、
電極リードが突出し、相互積層される複数個のバッテリーセルと、
前記複数個のバッテリーセルの少なくとも一側に装着され、前記電極リードを電気的に接続する少なくとも一つのセンシングアセンブリーと、を含み、
前記少なくとも一つのセンシングアセンブリーは、
前記電極リードと電気的に接続するセンシングバスバーと、
前記センシングバスバーが前面に装着され、前記電極リードを前記センシングバスバー側へ通過させ、相互脱着可能に組み立てられる複数個のセンシングハウジングパートと、を含むことを特徴とするバッテリーモジュール。 - 前記複数個のセンシングハウジングパートが、
前記バッテリーセルの個数に対応するように備えられることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。 - 前記複数個のセンシングハウジングパートが、
相互ブロック結合の形態ではめ込まれることで組み立てられることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。 - 前記複数個のセンシングハウジングパートは、
相互対応する突起及び溝を有することを特徴とする請求項３に記載のバッテリーモジュール。 - 前記突起及び溝が、
円形、四角形、台形及び楕円形のうち少なくとも一つの形状であることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーモジュール。 - 前記複数個のセンシングハウジングパートの後面には、
前記バッテリーセルの動きを防止するための少なくても一つの動き防止リブが形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。 - 前記センシングアセンブリーが、
前記複数個のセンシングハウジングパートと前記センシングバスバーとの間に備えられる温度センサーを含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュール。 - 前記複数個のセンシングハウジングパートが、
相互組立によって前記温度センサーを装着できるセンサー装着溝を形成することを特徴とする請求項７に記載のバッテリーモジュール。 - 少なくとも一つの請求項１に記載のバッテリーモジュールと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパック。 - 少なくとも一つの請求項９に記載のバッテリーパックを含むことを特徴とする電力貯蔵装置。
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