JP2020536353A - 容易に溶接可能なバスバーフレーム構造を備える単位モジュール及びそれを含むバッテリーモジュール - Google Patents

容易に溶接可能なバスバーフレーム構造を備える単位モジュール及びそれを含むバッテリーモジュール Download PDF

Info

Publication number
JP2020536353A
JP2020536353A JP2020518726A JP2020518726A JP2020536353A JP 2020536353 A JP2020536353 A JP 2020536353A JP 2020518726 A JP2020518726 A JP 2020518726A JP 2020518726 A JP2020518726 A JP 2020518726A JP 2020536353 A JP2020536353 A JP 2020536353A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus bar
frame
unit
electrode lead
unit module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020518726A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7097954B2 (ja
Inventor
ジュン−ビン・ユ
ダル−モ・カン
ジョン−オ・ムン
ジェ−ウク・リュ
ホ−ジュネ・チ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Publication of JP2020536353A publication Critical patent/JP2020536353A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7097954B2 publication Critical patent/JP7097954B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本発明の一実施形態による単位モジュールは、電極組立体、前記電極組立体を収容するセルケース、及び前記電極組立体に連結されて前記セルケースの外部に引き出される電極リードを含むバッテリーセルと、前記電極リードに取り付けられるバスバーと、前記バッテリーセルのテラス部に取り付けられて前記電極リード及びバスバーの少なくとも一部をその内側に収容し、前記電極リードとバスバーとが密着するように前記電極リードとバスバーとを加圧し、前記バスバー及び電極リードに対応する位置に形成されて前記バスバーと電極リードとの接触部位を外側に露出させる溶接スリットを備えるバスバーフレームとを含む。

Description

本発明は、容易に溶接可能なバスバーフレーム構造を備える単位モジュール及びそれを含むバッテリーモジュールに関し、より詳しくは、電極リードとバスバーとの溶接が容易に行われるようにバスバーフレームに溶接スリットが備えられた構造を有する単位モジュール及びそれを含むバッテリーモジュールに関する。
本出願は、２０１８年４月１９日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−００４５７１０号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
通常、複数のバッテリーセルが連結されたバッテリーモジュールでは、電気的に連結しようとするバッテリーセルそれぞれの電極リードを一つのバスバーに溶接して付着することでバッテリーセル同士の電気的連結が行われる。
電極リードとバスバーとを連結する方法の一つであるレーザー溶接の場合、溶接品質向上のため、バッテリーセルの電極リードとバスバーとを互いに密着させる溶接用密着ジグを用いて電極リードをバスバーに押し付けた状態で行われるようになる。
図１を参照すれば、従来のバッテリーモジュールが示されている。図１に示された従来のバッテリーモジュールのように、溶接用密着ジグを用いて電極リードとバスバーとを押し付けた後、すなわち密着ジグで電極リード１を加圧して電極リード１の下に配置されたバスバー２に密着させてから溶接するモデルの場合、該モデルに合わせたサイズ及び形状を有する密着ジグを必要とする。
これは、電極リードとバスバーとを密着するための密着ジグは、相異なるサイズ／形態のバッテリーモジュール毎にそれぞれに合わせて相異なる密着ジグを製造して使用しなければならないことを意味する。
また、このように溶接用密着ジグを用いて電極リードとバスバーとを溶接するモデルの場合、溶接時に密着ジグを適用するため、溶接部の周辺にジグを載置するための最小限の空間を確保しなければならず、空間／構造的な制約も伴う。
したがって、このような空間／構造的な制約なく、且つ、バッテリーモジュールモデル毎に相異なる溶接ジグを設ける必要なく、容易に溶接可能なバッテリーモジュール構造の開発が求められている。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バスバーフレーム自体が溶接ジグの役割を果たすことで、相異なるモデルのバッテリーモジュールにおいてもそれぞれのモデルに合わせた専用溶接ジグを設ける必要なく、容易に溶接可能にすることを目的とする。
ただし、本発明が解決しようとする技術的課題は上述した課題に制限されず、他の課題は下記の発明の説明から当業者に明確に理解できるであろう。
上述した問題点を解決するため、本発明の一実施形態による単位モジュールは、電極組立体、前記電極組立体を収容するセルケース、及び前記電極組立体に連結されて前記セルケースの外部に引き出される電極リードを含むバッテリーセルと、前記電極リードに取り付けられるバスバーと、前記バッテリーセルのテラス部に取り付けられて前記電極リード及びバスバーの少なくとも一部をその内側に収容し、前記電極リードとバスバーとが密着するように前記電極リードとバスバーとを加圧し、前記バスバー及び電極リードに対応する位置に形成されて前記バスバーと電極リードとの接触部位を外側に露出させる溶接スリットを備えるバスバーフレームとを含む。
前記バスバーは、前記電極リードに平行な方向に延びて電極リードと接触し、前記バスバーフレームの内側に位置する接合部と、前記接合部から曲げられて前記接合部と垂直に配置され、前記バスバーフレームの外側に引き出される露出部と、前記接合部の端部から前記露出部に平行な方向に延びたフック部とを含み得る。
前記バスバーフレームは、前記溶接スリットから延設されたフック収容溝と、前記フック収容溝の内壁面に形成されたフック固定部とを備え得る。
前記バスバーフレームは、前記バスバーの露出部に対応する大きさと形状を有し、前記露出部が載置できるように前記バスバーフレームの外側面上に凹状に形成されたバスバー載置部を備え得る。
前記バスバーフレームは、前記バスバー載置部上に一定の深さで形成されて前記バスバーとバスバーフレームとが部分的に接触しないようにすることで、溶接による熱によってバスバーフレームが損傷されることを防止する損傷防止溝を備え得る。
前記バスバーフレームは、前記テラス部の上面の少なくとも一部を覆う第１単位フレームと、前記テラス部の下面の少なくとも一部を覆い、前記第１単位フレームに結合される第２単位フレームとを含み得る。
前記バスバーフレームにおいて、前記第１単位フレームと第２単位フレームとはその形状が互いに点対称関係であり得る。
本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールは、上述した本発明の一実施形態による単位モジュールが複数個連結された単位モジュール積層体と、互いに隣接した単位モジュールのバスバー同士を連結するコネクタとを含む形態で具現される。
一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、上述した本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを複数個含む形態で具現され、本発明の一実施形態による自動車は、このような本発明の一実施形態によるバッテリーパックを含む形態で具現される。
本発明の一実施形態によれば、バスバーフレーム自体が溶接ジグの役割を果たすことで、相異なるモデルのバッテリーモジュールにおいてもそれぞれのモデルに合わせた専用溶接ジグを設ける必要なく、容易に溶接を行うことができる。
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形態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。
従来のバッテリーモジュールの構造を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部を示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部を示した正面図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用される単位モジュール積層体を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用される単位モジュールを示した分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用されるバッテリーセルを示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用される単位モジュールとバスバーとが結合された形態を示した正面図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用されるバスバーフレームを構成する単位フレームを示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用されるバスバーフレームを構成する単位フレームを図８と異なる角度で示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用されるバスバーフレームを構成する単位フレームを示した側面図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
まず、図２〜図５を参照して本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの全体的な構成について説明する。
図２は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部を示した斜視図であり、図３は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部を示した正面図である。また、図４は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用される単位モジュール積層体を示した図であり、図５は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用される単位モジュールを示した分解斜視図である。
図２及び図３を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールは、単位モジュール積層体１０、コネクタ２０及び外部端子３０を含む形態で具現される。
図４及び図５を参照すれば、前記単位モジュール積層体１０は、複数の単位モジュール１００が積層されて具現される一つの積層体であって、それぞれの単位モジュール１００は、バッテリーセル１１０、バッテリーセル１１０の電極リード１１４と連結されるバスバー１２０、及びバッテリーセル１１０のテラス部Ｔに取り付けられるバスバーフレーム１３０を含む形態で具現される。それぞれの単位モジュール積層体１０は、互いに隣接したバッテリーセル１１０の広い面同士が対面するように積層されて形成されるものである。
前記コネクタ２０は、互いに隣接した単位モジュール積層体１０同士を電気的に連結するための部品であって、互いに隣接した単位モジュール積層体１０にそれぞれ備えられたバスバー１２０同士を連結する。
前記外部端子３０は、単位モジュール積層体１０を構成する複数の単位モジュール１００のうち最外側に配置される単位モジュール１００に備えられるバスバー１２０と接触して、外部電子機器との電気的連結のための端子として機能する。
以下、図５とともに図６を参照して、本発明の一実施形態による単位モジュール１００を構成するバッテリーセル１１０について説明する。
図５は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用される単位モジュールを示した分解斜視図であり、図６は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用されるバッテリーセルを示した斜視図である。
図５及び図６を参照すれば、前記バッテリーセル１１０としては、パウチ型バッテリーセルが適用され得る。前記バッテリーセル１１０は、電極組立体（図示せず）、セルケース１１１及び電極リード１１４を含む形態で具現される。
図示していないが、前記電極組立体は、交互に繰り返して積層された正極板と負極板との間にセパレータを介在させた形態を有し、両側の最外郭には絶縁のためにセパレータがそれぞれ位置することが望ましい。
前記正極板は、正極集電体及びその一面または両面上にコーティングされる正極活物質層からなり、その一端部には正極活物質がコーティングされていない正極無地部領域が形成されるが、このような正極無地部領域は電極リード１１４と連結される正極タブとして機能する。
同様に、前記負極板は、負極集電体及びその一面または両面上にコーティングされる負極活物質層からなり、その一端部には負極活物質がコーティングされていない負極無地部領域が形成されるが、このような負極無地部領域は電極リード１１４と連結される負極タブとして機能する。
また、前記セパレータは、正極板と負極板との間に介在されて、異なる極性を有する電極板同士が直接接触することを防止するが、正極板と負極板との間で電解質を媒介体にしたイオンの移動ができるように、多孔性材質からなり得る。
前記セルケース１１１は、電極組立体（図示せず）を収容する収容部１１２、及び収容部の周縁方向に延びて、電極リード１１４が外部に引き出された状態で熱融着され、セルケース１１１を密封させるシーリング部１１３の二つの領域を含む。
前記電極リード１１４は、正極タブに連結される正極リードと負極タブに連結される負極リードとに分けられ、正極リードと負極リードのそれぞれはセルケース１１１の外側に引き出されるが、互いに反対方向に引き出される。
一方、本発明では、前記収容部１１２の周縁に形成されるシーリング部１１３において、電極リード１１４が引き出される方向に位置するシーリング部１１３を特にテラス部Ｔと定義する。
以下、図５を再度参照して、本発明の一実施形態による単位モジュール１００を構成するバスバー１２０について説明する。
図５を参照すれば、前記バスバー１２０は、バスバーフレーム１３０に固定された状態で電極リード１１４と溶接によって接合され、一部はバスバーフレーム１３０の内側に位置し、他の一部はバスバーフレーム１３０の外側に露出する。このようにバスバーフレーム１３０の外側に露出するバスバーフレーム１３０の一部は、上述したコネクタ２０（図２及び図３を参照）に連結されることで、互いに隣接したバッテリー単位モジュール１００同士の電気的連結を形成することができる。
より具体的には、前記バスバー１２０は、接合部１２１、露出部１２２及びフック部１２３を含む。
前記接合部１２１は、電極リード１１４に平行な方向、すなわち水平方向に延びて電極リード１１４と接触し、バスバーフレーム１３０の内側に位置する。前記露出部１２２は、接合部１２１から曲げられて接合部１２１と垂直な方向に延び、バスバーフレーム１３０の外側に引き出されて後述するバスバー載置部１３６上に載置される。
前記フック部１２３は、接合部１２１の端部から露出部１２２に平行な方向に延び、一つまたは二つ以上が備えられる。このようなフック部１２３は、バスバー１２０をバスバーフレーム１３０の内側に固定するものであって、バスバーフレーム１３０の内側面に備えられたフック固定部１３５に結合／固定される。
このように、前記バスバー１２０は、バスバーフレーム１３０の内部に固定され、その一部がバスバーフレーム１３０の外側に露出するように設けられる。バスバーフレーム１３０の内側に位置する部分である接合部１２１は、電極リード１１４の下面と接合し、バスバーフレーム１３０の外側に位置する部分である露出部１２２は、コネクタ２０と連結されて隣接した単位モジュール１００同士を電気的に連結する。
以下、図５とともに図７〜図１０を参照して、本発明の一実施形態による単位モジュール１００を構成するバスバーフレーム１３０について説明する。
図７は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用される単位モジュールとバスバーとが結合された形態を示した正面図であり、図８及び図９は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用されるバスバーフレームを構成する単位フレームをそれぞれ異なる角度で示した斜視図であり、図１０は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに適用されるバスバーフレームを構成する単位フレームを示した側面図である。
まず、図５及び図７を参照すれば、前記バスバーフレーム１３０は、バッテリーセル１１０のテラス部Ｔに取り付けられ、上述したようにバスバー１２０の支持体として機能する。
前記バスバーフレーム１３０は、同じ形態を有する第１単位フレーム１３０Ａと第２単位フレーム１３０Ｂとが結合されて具現される。すなわち、前記第１単位フレーム１３０Ａと第２単位フレーム１３０Ｂとは、同じ形態を有する部品であって、第１単位フレーム１３０Ａはテラス部Ｔの上面の少なくとも一部を覆い、第２単位フレーム１３０Ｂはテラス部Ｔの下面の少なくとも一部を覆いながら相互結合される。
一方、前記第１単位フレーム１３０Ａと第２単位フレーム１３０Ｂとが相互結合して一つのバスバーフレーム１３０を形成したとき、第１単位フレーム１３０Ａと第２単位フレーム１３０Ｂとは点対称関係をなす。
すなわち、完成された一つのバスバーフレーム１３０において、第１単位フレーム１３０Ａを長さ方向の中心点を基準にして１８０度回転させれば、第２単位フレーム１３０Ｂと同じ形態になる。
このように互いに点対称関係をなしている一対の単位フレーム１３０Ａ、１３０Ｂが結合するとき、結合面の隙間からバスバー１２０が引き出される。すなわち、前記バスバー１２０の露出部１２２は、第１単位フレーム１３０Ａと第２単位フレーム１３０Ｂとの結合面の隙間を通って引き出される。
また、引き出されたバスバー１２０は、第１単位フレーム１３０Ａまたは第２単位フレーム１３０Ｂに向かって曲げられて第１単位フレーム１３０Ａまたは第２単位フレーム１３０Ｂに形成されたバスバー載置部１３６に載置されるが、曲げ方向は第１単位フレーム１３０Ａと接する単位モジュール１００及び第２単位フレーム１３０Ｂと接する単位モジュールのうち何れと電気的な連結関係を成そうとするかによって決定される。
上述したように、一対の単位フレーム１３０Ａ、１３０Ｂは、互いに同じ形態を有する部品であるため、バスバーフレーム１３０の具体的な構造は、図８〜図１０を参照して、一つの単位フレーム（１３０Ａまたは１３０Ｂ）を基準にして説明する。
図８〜図１０を参照すれば、前記単位フレーム１３０Ａ、１３０Ｂは、固定突起１３１、突起収容溝１３２、溶接スリット１３３、フック収容溝１３４、フック固定部１３５、バスバー載置部１３６、コネクタホルダ１３７を含むことができる。
前記固定突起１３１及び突起収容溝１３２は、それぞれの単位フレーム１３０Ａ、１３０Ｂの結合面上に少なくとも一つ以上形成され、固定突起１３１と突起収容溝１３２とは単位フレーム１３０Ａ、１３０Ｂそれぞれの対向面の対応する位置に対を成して形成される。すなわち、第１単位フレーム１３０Ａの結合面に形成された固定突起１３１は、第２単位フレーム１３０Ｂの結合面に形成された突起収容溝１３２に対応する大きさと形状で、対応する位置に形成される。同様に、第１単位フレーム１３０Ａの結合面に形成された突起収容溝１３２は、第２単位フレーム１３０Ｂの結合面に形成された固定突起１３１に対応する大きさと形状で、対応する位置に形成される。
このように対を成して固定突起１３１と突起収容溝１３２とを形成することで、第１単位フレーム１３０Ａと第２単位フレーム１３０Ｂとを互いに結合／固定することができる。
図８及び図１０を参照すれば、前記溶接スリット１３３は、単位フレーム１３０Ａ、１３０Ｂの接合面と垂直な面に形成され、バスバーフレーム１３０の内部に位置する電極リード１１４（図５を参照）及びバスバー１２０の接合部位の溶接を実行可能にする。前記溶接スリット１３３は、電極リード１１４とバスバー１２０との接合部位の全体幅にわたって溶接が行われるように、電極リード１１４とバスバー１２０との接合部位の幅と対応する長さで形成され得る。
前記バスバーフレーム１３０は、バッテリーセル１１０に取り付けられて単位モジュール１００を構成する要素であって、その内部に固定／結合されたバスバー１２０が電極リード１１４と密着するように加圧する加圧ジグとしての機能も果たし、また、溶接スリット１３３を備えることで、溶接空間を確保するための別途の作業なしに容易に溶接を実行できるようにする。
前記フック収容溝１３４は、溶接スリット１３３から延設され、バスバー１２０のフック部１２３が収容される空間を提供する。このような機能を考慮して、前記フック収容溝１３４は、フック部１２３と同じ個数で形成され得る。
前記フック固定部１３５は、フック収容溝１３４の内壁面上に形成されるものであって、フック部１２３と締結できるように対応する形状を有する。すなわち、前記フック固定部１３５は、フック収容溝１３４上に形成された溝の形態または突出した突起の形態など多様な形態で形成され得る。
前記バスバー載置部１３６は、バスバー１２０のうちバスバーフレーム１３０の外側に露出した部分である露出部１２２が揺れることなく載置できるように、露出部１２２に対応する大きさと形状でバスバーフレーム１３０の外側面上に凹をなして形成される。すなわち、バスバー載置部１３６は、露出部１２２が載置できるようにバスバーフレーム１３０の外側面と段差を成して凹状に形成されている。
前記バスバー載置部１３６は、その表面に長さ方向に沿って凹んだ溝状に形成された損傷防止溝１３６ａが備えられるが、これは、バスバー載置部１３６上に一定の深さで形成されてバスバー１２０とバスバーフレーム１３０とが部分的に接触しないようにすることで、バスバー１２０とコネクタ２０（図２及び図３を参照）との結合のため溶接が行われる過程でバスバー載置部１３６が損傷されることを防止するためである。
すなわち、前記バスバーフレーム１３０は、樹脂射出物からなり得るが、この場合、バスバー載置部１３６上に載置されたバスバー１２０の露出部１２２とコネクタ２０との結合のために溶接が行われる過程でバスバー載置部１３６が熱によって損傷される可能性が高い。
したがって、溶接が行われる溶接線に対応する位置に溝を形成して、部分的にバスバー１２０とバスバー載置部１３６とを接触させないことで、溶接による熱伝導によって樹脂射出物が融けることを防止することができる。
以下、図２及び図３とともに図７〜図１１を参照して、前記コネクタホルダ１３７について説明する。
前記コネクタホルダ１３７は、単位フレーム１３０Ａ、１３０Ｂのバスバー載置部１３６と同じ面に突出した形態で形成され、単位フレーム１３０Ａ、１３０Ｂの長さ方向の一側及び／または他側に少なくとも一つが形成される。
前記コネクタホルダ１３７は、コネクタ２０とバスバー１２０との接合のための溶接時にコネクタ２０を固定する構成要素である。
図２及び図３を参照すれば、互いに隣接した一対の単位モジュール（１００Ａ、１００Ｂ）のそれぞれに備えられたコネクタホルダ１３７は、一つのコネクタ２０と同時に締結され、これによって互いに向かって曲げられた第１単位モジュール１００Ａのバスバー１２０と第２単位モジュール１００Ｂのバスバー１２０とが、一つのコネクタ２０と共通して接触し、一対の単位モジュール（１００Ａ、１００Ｂ）同士が電気的に連結される。
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
１ 電極リード
２ バスバー
１０ 単位モジュール積層体
２０ コネクタ
３０ 外部端子
１００ 単位モジュール
１００Ａ 第１単位モジュール
１００Ｂ 第２単位モジュール
１１０ バッテリーセル
１１１ セルケース
１１２ 収容部
１１３ シーリング部
１１４ 電極リード
１２０ バスバー
１２１ 接合部
１２２ 露出部
１２３ フック部
１３０ バスバーフレーム
１３０Ａ 第１単位フレーム
１３０Ｂ 第２単位フレーム
１３１ 固定突起
１３２ 突起収容溝
１３３ 溶接スリット
１３４ フック収容溝
１３５ フック固定部
１３６ バスバー載置部
１３６ａ 損傷防止溝
１３７ コネクタホルダ
Ｔ テラス部

Claims (10)

  1. 電極組立体、前記電極組立体を収容するセルケース、及び前記電極組立体に連結されて前記セルケースの外部に引き出される電極リードを含むバッテリーセルと、
    前記電極リードに取り付けられるバスバーと、
    前記バッテリーセルのテラス部に取り付けられて前記電極リード及びバスバーの少なくとも一部をその内側に収容し、前記電極リードと前記バスバーとが密着するように前記電極リードと前記バスバーとを加圧し、前記バスバー及び前記電極リードに対応する位置に形成されて前記バスバーと前記電極リードとの接触部位を外側に露出させる溶接スリットを備えるバスバーフレームとを含む単位モジュール。
  2. 前記バスバーは、
    前記電極リードに平行な方向に延びて前記電極リードと接触し、前記バスバーフレームの内側に位置する接合部と、
    前記接合部から曲げられて前記接合部と垂直な方向に延び、前記バスバーフレームの外側に引き出される露出部と、
    前記接合部の端部から前記露出部に平行な方向に延びたフック部とを含む、請求項１に記載の単位モジュール。
  3. 前記バスバーフレームは、
    前記溶接スリットから延設されたフック収容溝と、
    前記フック収容溝の内壁面に形成されたフック固定部とを備える、請求項２に記載の単位モジュール。
  4. 前記バスバーフレームは、前記バスバーの前記露出部に対応する大きさと形状を有し、前記露出部が載置できるように前記バスバーフレームの外側面と段差を成して凹状に形成されたバスバー載置部を備える、請求項２又は３に記載の単位モジュール。
  5. 前記バスバーフレームは、前記バスバー載置部上に一定の深さで形成されて前記バスバーと前記バスバーフレームとが部分的に接触しないようにすることで、溶接による熱によって前記バスバーフレームが損傷されることを防止する損傷防止溝を備える、請求項４に記載の単位モジュール。
  6. 前記バスバーフレームは、
    前記テラス部の上面の少なくとも一部を覆う第１単位フレームと、
    前記テラス部の下面の少なくとも一部を覆い、前記第１単位フレームに結合される第２単位フレームとを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の単位モジュール。
  7. 前記バスバーフレームの前記第１単位フレームと第２単位フレームとはその形状が互いに点対称関係である、請求項６に記載の単位モジュール。
  8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の単位モジュールが複数個連結された単位モジュール積層体と、
    互いに隣接した前記単位モジュールの前記バスバー同士を連結するコネクタとを含むバッテリーモジュール。
  9. 請求項８に記載のバッテリーモジュールが複数個連結されて具現されるバッテリーパック。
  10. 請求項９に記載のバッテリーパックを含む自動車。
JP2020518726A 2018-04-19 2019-02-21 容易に溶接可能なバスバーフレーム構造を備える単位モジュール及びそれを含むバッテリーモジュール Active JP7097954B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180045710A KR102514123B1 (ko) 2018-04-19 2018-04-19 용접을 용이하게 할 수 있는 버스바 프레임 구조를 구비하는 단위 모듈 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR10-2018-0045710 2018-04-19
PCT/KR2019/002153 WO2019203434A1 (ko) 2018-04-19 2019-02-21 용접을 용이하게 할 수 있는 버스바 프레임 구조를 구비하는 단위 모듈 및 이를 포함하는 배터리 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020536353A true JP2020536353A (ja) 2020-12-10
JP7097954B2 JP7097954B2 (ja) 2022-07-08

Family

ID=68239626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020518726A Active JP7097954B2 (ja) 2018-04-19 2019-02-21 容易に溶接可能なバスバーフレーム構造を備える単位モジュール及びそれを含むバッテリーモジュール

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11302999B2 (ja)
EP (1) EP3690987A4 (ja)
JP (1) JP7097954B2 (ja)
KR (1) KR102514123B1 (ja)
CN (1) CN111247665B (ja)
WO (1) WO2019203434A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022153730A1 (ja) * 2021-01-15 2022-07-21 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン バッテリーモジュールおよびその製造方法
JP7417766B2 (ja) 2021-01-28 2024-01-18 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 火災防止性能が向上したバッテリーモジュール

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102328730B1 (ko) * 2018-04-20 2021-11-17 주식회사 엘지에너지솔루션 직/병렬 연결을 용이하게 하는 구조를 갖는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20200067587A (ko) * 2018-12-04 2020-06-12 주식회사 엘지화학 전지팩
KR102506245B1 (ko) * 2019-11-14 2023-03-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈, 전지 모듈 제조 방법 및 전지 모듈을 포함하는 전지 팩
KR20210059450A (ko) * 2019-11-15 2021-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20210066528A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN111106298B (zh) * 2019-12-09 2023-05-02 孚能科技(赣州)股份有限公司 电芯模组、电芯总成及电芯模组的连接方法
KR20210089448A (ko) * 2020-01-08 2021-07-16 주식회사 엘지에너지솔루션 접속 플레이트를 구비한 배터리 팩
KR20210125723A (ko) * 2020-04-09 2021-10-19 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR20220011529A (ko) * 2020-07-21 2022-01-28 주식회사 엘지에너지솔루션 개선된 전극 리드 연결 구조를 갖는 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2022035294A1 (ko) * 2020-08-13 2022-02-17 주식회사 엘지에너지솔루션 개선된 전극 리드 연결 구조를 갖는 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20220023434A (ko) * 2020-08-21 2022-03-02 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈, 이를 포함하는 전지 팩 및 전지 팩 제조 방법
EP4345994A1 (en) * 2022-04-27 2024-04-03 LG Energy Solution, Ltd. Battery module, battery pack and vehicle including same
WO2023243774A1 (ko) * 2022-06-14 2023-12-21 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006210312A (ja) * 2004-10-26 2006-08-10 Nissan Motor Co Ltd 組電池
JP2007073510A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Lg Chem Ltd 二次電池及びそれを含む電池モジュール
JP2007109548A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Nec Corp 電気デバイス集合体及びその製造方法
JP2009016336A (ja) * 2007-06-06 2009-01-22 Panasonic Corp 電池構造体
JP2014110219A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Nissan Motor Co Ltd 組電池および組電池の製造方法
JP2014203763A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 日産自動車株式会社 電池パックの温度調節構造
KR20150106026A (ko) * 2014-03-10 2015-09-21 세방전지(주) 초음파 융착장치의 전지탭 고정치구
JP2016031914A (ja) * 2014-07-30 2016-03-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 蓄電モジュール
JP2016157670A (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. バッテリパック

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9337456B2 (en) * 2009-04-20 2016-05-10 Lg Chem, Ltd. Frame member, frame assembly and battery cell assembly made therefrom and methods of making the same
KR101023184B1 (ko) 2010-11-01 2011-03-18 쓰리피시스템(주) 배터리 모듈의 용접 시스템 및 방법
KR20120064800A (ko) 2010-12-10 2012-06-20 아이피지 포토닉스 코리아(주) 배터리 전극 용접용 지그
US8980465B2 (en) 2011-01-05 2015-03-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR20130019697A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩 및 이를 포함한 전지 모듈
KR20130068971A (ko) * 2011-12-16 2013-06-26 (주)브이이엔에스 배터리 모듈 제조장치
KR101298849B1 (ko) 2011-12-28 2013-08-23 에이치엘그린파워 주식회사 배터리모듈의 하우징 구조
KR101392799B1 (ko) 2012-06-07 2014-05-14 주식회사 엘지화학 안정성이 향상된 구조 및 높은 냉각 효율성을 갖는 전지모듈
KR101724001B1 (ko) * 2013-04-17 2017-04-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102046122B1 (ko) * 2013-05-21 2019-11-19 에스케이이노베이션 주식회사 Pcb접속유닛 및 이를 이용한 전지모듈제작방법과 상기 방법에 의해 제작된 전지모듈
KR101810660B1 (ko) * 2014-05-16 2017-12-19 주식회사 엘지화학 전극단자 지지부가 형성되어 있는 전지모듈
KR102210461B1 (ko) * 2014-07-23 2021-02-01 에스케이이노베이션 주식회사 단위전지모듈과 이를 포함하는 전지모듈 및 전지모듈의 제조방법과 이를 포함하는 전지팩
KR101991925B1 (ko) 2015-12-04 2019-06-21 주식회사 엘지화학 그립핑부가 구비되어 있는 카트리지를 포함하고 있는 전지모듈
JP6659483B2 (ja) 2016-07-05 2020-03-04 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン 電極タブとバスバとの接合状態の検査方法
KR20180045710A (ko) 2016-10-26 2018-05-04 현대중공업 주식회사 선박의 스러스터 제어 시스템
KR102160276B1 (ko) * 2017-06-16 2020-09-25 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102483682B1 (ko) * 2017-10-30 2023-01-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006210312A (ja) * 2004-10-26 2006-08-10 Nissan Motor Co Ltd 組電池
JP2007073510A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Lg Chem Ltd 二次電池及びそれを含む電池モジュール
JP2007109548A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Nec Corp 電気デバイス集合体及びその製造方法
JP2009016336A (ja) * 2007-06-06 2009-01-22 Panasonic Corp 電池構造体
JP2014110219A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Nissan Motor Co Ltd 組電池および組電池の製造方法
JP2014203763A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 日産自動車株式会社 電池パックの温度調節構造
KR20150106026A (ko) * 2014-03-10 2015-09-21 세방전지(주) 초음파 융착장치의 전지탭 고정치구
JP2016031914A (ja) * 2014-07-30 2016-03-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 蓄電モジュール
JP2016157670A (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. バッテリパック

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022153730A1 (ja) * 2021-01-15 2022-07-21 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン バッテリーモジュールおよびその製造方法
JP7417766B2 (ja) 2021-01-28 2024-01-18 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 火災防止性能が向上したバッテリーモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
CN111247665A (zh) 2020-06-05
EP3690987A1 (en) 2020-08-05
US11302999B2 (en) 2022-04-12
CN111247665B (zh) 2022-12-13
EP3690987A4 (en) 2021-03-17
WO2019203434A1 (ko) 2019-10-24
JP7097954B2 (ja) 2022-07-08
KR102514123B1 (ko) 2023-03-23
US20210083254A1 (en) 2021-03-18
KR20190122055A (ko) 2019-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7097954B2 (ja) 容易に溶接可能なバスバーフレーム構造を備える単位モジュール及びそれを含むバッテリーモジュール
JP6599483B2 (ja) バッテリーモジュール
JP7045591B2 (ja) バスバーアセンブリーを備えたバッテリーモジュール
CN111226326B (zh) 电池模块、电池组及包括该电池组的车辆
JP7045590B2 (ja) バスバーアセンブリーを備えたバッテリーモジュール
JP2011165437A (ja) 二次電池
JP6743664B2 (ja) 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
JP2009231267A (ja) 電池モジュールおよび電池モジュールの製造方法
JP7041842B2 (ja) 組電池および組電池の製造方法
JP2021517347A (ja) エネルギー密度が向上した構造を有す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
KR102258827B1 (ko) 배터리 팩과 이를 포함하는 자동차
JP2010092598A (ja) 組電池
US20200259158A1 (en) Method of Manufacturing Battery Pack and Battery Pack
JP3686242B2 (ja) 電池用積層電極の接続方法と電池
JP2022549925A (ja) 電池モジュール、これを含む電池パックおよび電池モジュール製造方法
JP2009043462A (ja) パック電池
KR102632249B1 (ko) 배터리 모듈
JP2007095599A (ja) 薄型電池モジュール
JP6505853B2 (ja) 二次電池
JP2006066290A (ja) パック電池
JP2013239322A (ja) 電池パックの製造方法および電池パック
KR101692822B1 (ko) 단일 프레임 구조의 전지팩
JP2021533550A (ja) 長さが延びた絶縁パッドを備え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
JP2021523517A (ja) モジュールハウジングを含むバッテリーモジュール
JP2019040667A (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211115

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20211227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7097954

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150