JP2021523532A - バスバーフレームの動きを制限するガイ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 - Google Patents

バスバーフレームの動きを制限するガイ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 Download PDF

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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、セル積層体と、セル積層体の長手方向の一側をカバーする前方バスバーフレーム、セル積層体の長手方向の他側をカバーする後方バスバーフレーム、及びセル積層体の上面の少なくとも一部をカバーする上部カバー、を含むバスバーフレームアセンブリーと、バスバーフレームアセンブリーに結合してセル積層体及びバスバーフレームアセンブリーを収容するモジュールフレームと、を含み、前方バスバーフレームは、上端に突出して形成される少なくとも一つの第１上部ガイド及び側部に突出して形成される少なくとも一つの第１側部ガイドを備え、後方バスバーフレームは、上端に突出して形成される少なくとも一つの第２上部ガイド及び側部に突出して形成される少なくとも一つの第２側部ガイドを備える。

Description

本発明は、バスバーフレームの動きを制限するガイ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に関し、より具体的には、セル積層体の長手方向の一側及び他側に結合するバスバーフレームが隙間によってモジュールフレーム内で動くことを制限することで、バスバーと電極リードとの接合部の破損を防止することができる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に関する。
本出願は、２０１８年１２月２６日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−０１６９９６５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、すべて本出願に組み込まれる。
バスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した状態でモジュールフレーム内に挿入された構造を有するバッテリーモジュールにおいて、バスバーフレームアセンブリー及びセル積層体の結合体とモジュールフレームの内側面との間には、一定水準以上の隙間が不可欠に形成される。
隙間を減らすかまたは無くす場合、バッテリーモジュールの完成面では優れた品質を有し得るが、モジュールフレーム内にバスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した結合体を挿入する工程が実質的に不可能になる。また、結合体をようやくモジュールフレーム内に挿入したとしても、挿入過程でバスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した結合体と、モジュールフレームとの干渉または摩擦によって部品が損傷する恐れがある。
それ故、バスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した結合体のサイズと比較して、モジュールフレームの挿入部サイズはもう少し大きく形成されるしかない。この場合、バスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した結合体をモジュールフレームに挿入することが容易になって工程性が向上し、また、挿入時において部品間の干渉を最小化することによって製品損傷の可能性が減少するが、バスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した結合体とモジュールフレームの内壁面との間に形成された隙間によってバスバーフレームの動きが発生する。
このようにバスバーフレームがモジュールフレーム内で動くと、バスバーフレームの上に配置されたバスバー及びバスバーに結合した電極リードの位置が一定に維持されず、設計意図どおり製品の仕様が維持されない結果を生み得る。また、バスバーフレームの動きによって電極リードとバスバーとの相対的な動きが発生すると、電極リードとバスバーとの接合部が破損し得、これは製品不良の原因になる。
そこで、バスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した結合体をモジュールフレーム内に容易に挿入できると共に、挿入後にバスバーフレームのモジュールフレーム内における動きを防止するために構造が改善されたバッテリーモジュールの開発が切実に要求される。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した結合体をモジュールフレーム内に容易に挿入できると共に、挿入後にバスバーフレームがモジュールフレーム内で動くことを防止できるように構造が改善されたバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。
上記の課題を達成するための本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルが積層されて形成されたセル積層体と、前記セル積層体の長手方向の一側をカバーする前方バスバーフレーム、前記セル積層体の長手方向の他側をカバーする後方バスバーフレーム、及び前記セル積層体の上面の少なくとも一部をカバーする上部カバー、を含むバスバーフレームアセンブリーと、前記後方バスバーフレームから前方バスバーフレームに向かう方向またはその反対方向に沿って前記バスバーフレームアセンブリーに結合して前記セル積層体及びバスバーフレームアセンブリーを収容するモジュールフレームと、を含み、前記前方バスバーフレームは、上端に突出して形成される少なくとも一つの第１上部ガイド及び側部に突出して形成される少なくとも一つの第１側部ガイドを備え、前記後方バスバーフレームは、上端に突出して形成される少なくとも一つの第２上部ガイド及び側部に突出して形成される少なくとも一つの第２側部ガイドを備える。
前記第１上部ガイドは、前記前方バスバーフレームの上端と前記モジュールフレームの内側面との間に介在され、前記第１側部ガイドは、前記前方バスバーフレームの側部と前記モジュールフレームの内側面との間に介在され、前記第２上部ガイドは、前記後方バスバーフレームの上端と前記モジュールフレームの内側面との間に介在され、前記第２側部ガイドは、前記後方バスバーフレームの側部と前記モジュールフレームの内側面との間に介在され得る。
前記前方バスバーフレームは、前記上部カバーの長手方向の一側端部にヒンジ結合し、前記後方バスバーフレームは、前記上部カバーの長手方向の他側端部にヒンジ結合し得る。
前記上部カバーは、前記第１上部ガイド及び第２上部ガイドを収容する複数のガイド収容溝を備え得る。
前記ガイド収容溝は、前記上部カバーの長手方向の一側端部及び他側端部から内側に向かって凹んだ切欠き形状を有し得る。
前記ガイド収容溝は、前記前方バスバーフレーム及び後方バスバーフレームがヒンジ結合した部位を中心にして回動し、前記上部カバーと並んで広げられたとき、前記第１上部ガイド及び第２上部ガイドが前記上部カバーと干渉しないように、前記第１上部ガイド及び第２上部ガイドの突出高さと対応する深さに形成され得る。
前記第１上部ガイド及び第２上部ガイドは、上端エッジが面取りされて形成された斜面を備え得る。
記第１上部ガイドに形成された斜面と前記第２上部ガイドに形成された斜面とが、同じ方向に向かい得る。
前記第１上部ガイドに形成された斜面及び前記第２上部ガイドに形成された斜面は、前記バッテリーモジュールの長手方向における一側または他側に向かい得る。
なお、上記の課題を達成するための本発明の一実施例によるバッテリーパック及び自動車は、前述した本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを含む。
本発明の一面によれば、バスバーフレームアセンブリーとセル積層体とが結合した結合体をモジュールフレーム内に容易に挿入できると共に、挿入後にバスバーフレームがモジュールフレーム内で動くことを防止することができる。
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。
本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを示す斜視図である。 図１に示したバッテリーモジュールにおいて、モジュールフレームが除去された状態を示す図である。 図２に示したバッテリーモジュールにおいて、上部カバーが除去された状態を示す図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに適用されるセル積層体の一部を示す図である。 図４に示したセル積層体を構成する個々のバッテリーセルを示す平面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに適用されるＦＰＣＢ アセンブリーを示す斜視図である。 本発明の一実施例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アセンブリーを示す斜視図である。 図２に示したバッテリーモジュールの一部を示す部分拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに適用される前方バスバーフレームを示す正面図である。 図９に示した前方バスバーフレームを示す側面図である。 図７に示したバスバーフレームアセンブリーの一部を示す部分拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに適用される後方バスバーフレームを示す正面図である。 図１２に示した後方バスバーフレームを示す側面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを前方から見た様子を示す部分拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを側方から見た様子を示す部分拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに適用されるモジュールフレームを示す斜視図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の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例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例に過ぎず、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。
先ず、図１〜図３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は、セル積層体１００、ＦＰＣＢアセンブリー２００、バスバーフレームアセンブリー３００、モジュール端子４００及びモジュールフレーム５００を含む形態で具現され得る。
図４を参照すれば、前記セル積層体１００は、相互に広い面同士が対向して積層された複数のバッテリーセル１１０を含む。前記セル積層体１００は、最外側及び／または隣接したバッテリーセル１１０の間に介在される少なくとも一つ以上の緩衝パッドＰを含み得る。
即ち、図１〜図３と共に図４を参照すれば、前記セル積層体１００は、ＦＰＣＢアセンブリー２００、バスバーフレームアセンブリー３００及び外部端子４００と結合した状態でモジュールフレーム５００に挿入され得、この際、セル積層体１００の体積を最大にしながらも挿入を容易にするためにスポンジなどのように弾性を有する材質からなる緩衝パッドＰをさらに適用することができる。
図５を参照すれば、前記バッテリーセル１１０としては、パウチタイプのバッテリーセルが適用され得る。図５に示したように、このようなパウチタイプのバッテリーセル１１０は、電極組立体（図示せず）、一対の電極リード１１１及びセルケース１１２を含む。
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ーを介在した形態を有し、両側の最外郭には、絶縁のためにセパレーターが各々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上にコーティングされる正極活物質層からなり、一側端部には、正極活物質がコーティングされていない正極非コーティング領域が形成され、このような正極非コーティング領域は正極タブとして機能する。
前記負極板は、負極集電体及びその一面上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、一側端部には負極活物質がコーティングされていない負極非コーティング領域が形成され、このような負極非コーティング領域は、負極タブとして機能する。
また、前記セパレーターは、正極板と負極板との間に介在されて相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し、正極板と負極板との間で電解質を介してイオンの移動が可能になるように多孔性材質からなり得る。
前記一対の電極リード１１１は、各々正極タブ（図示せず）及び負極タブ（図示せず）と接続し、セルケース１１２の外側へ引き出される。前記一対の電極リード１１１は、バッテリーセル１１０の長手方向の一側及び他側へ各々引き出される。即ち、本発明に適用されるバッテリーセル１１０は、正極リード及び負極リードが相互に反対方向へ引き出される両方向引出し型のバッテリーセルである。
また、前記一対の電極リード１１１は、バッテリーセル１１０の幅方向（図４及び図５のＺ軸方向）の中心部から一側へ偏って位置する。具体的に、前記一対の電極リード１１１は、バッテリーセル１１０の幅方向の中心部から一側へ偏って位置し、セル積層体１００の高さ方向（図４のＺ軸方向）に沿って下方へ偏って位置する。
このように、前記一対の電極リード１１１がバッテリーセル１１０の幅方向の中心部から一側へ偏って位置することは、後述するコネクター２４０及びモジュール端子４００の設置のための空間を提供することでバッテリーモジュールのエネルギー密度を向上させるためである。前記電極リード１１１が偏って設けられた構造によるエネルギー密度の増加については後述する。
前記セルケース１１２は、電極組立体を収容する収容部と、収容部の周り方向へ延びて電極リード１１１が外部へ引き出された状態で熱溶着されて封止されることでセルケース１１２を密封するシーリング部との二つの領域を含む。
図示していないが、前記セルケース１１２は、樹脂層／金属層／樹脂層の順に積層された多層のパウチフィルムからなる上部ケース及び下部ケース各々の周縁部が相互に接触して熱溶着することで密封される。
前記シーリング部のうち電極リード１１１が引き出される方向に位置する領域であるテラス部１１２ａは、両側部が切り出されて電極リード１１１の引出し方向に沿って次第にその幅が細くなるテーパー形状を有する。このように、前記テラス部１１２ａがバッテリーセル１１０の外側に向かうほどその幅が細くなる形状を有することは、電極リード１１１の偏った配置と共にバッテリーモジュールのエネルギー密度を向上させる要因として作用できる。
一方、本発明に適用されるバッテリーセル１１０は、幅Ｗに対する長さＬの比が約３以上１２以下であるロングセル（Ｌｏｎｇ ｃｅｌｌ）である。本発明によるバッテリーモジュールにおいて、このようなロングセルタイプのバッテリーセル１１０を採用することは、バッテリーモジュールの容量を向上させながらもバッテリーモジュールの高さが増加することを最小化することで、自動車のシートの下部やトランクの下部などの位置にバッテリーモジュールを設けることを容易にするためである。
次に、図３と共に図６及び図８をさらに参照すれば、前記ＦＰＣＢアセンブリー２００は、第１のＦＰＣＢ２１０、第２のＦＰＣＢ２２０、温度センサー２３０及びコネクター２４０を含む形態で具現され得る。本発明において、前記第１のＦＰＣＢ２１０及び第２のＦＰＣＢ２２０は、相互に区別される構成要素として説明されているが、第１のＦＰＣＢ２１０と第２のＦＰＣＢ２２０とは一体のＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）であり得る。即ち、前記第１のＦＰＣＢ２１０と第２のＦＰＣＢ２２０とは相互に配置される位置によって区別される要素であるに過ぎない。
前記第１のＦＰＣＢ２１０は、セル積層体１００の長手方向（図３のＹ軸方向）に沿って延びてセル積層体１００の上面の少なくとも一部をカバーする。前記第１のＦＰＣＢ２１０の長手方向の両側端部には、第１のＦＰＣＢ２１０の一部が切開されて形成される温度センサー装着部が備えられる。
前記温度センサー装着部の上面には、温度センサー２３０が実装され、これによって温度センサー２３０は、セル積層体１００の長手方向（図３のＹ軸と平行する方向）の両側端部と対応する位置に設けられる。また、前記温度センサー装着部は、セル積層体１００の幅方向（図３のＸ軸と平行する方向）の中心部と対応する位置に設けられる。
このような前記温度センサー２３０の形成位置は、セル積層体１００において最も温度の高い個所の温度をセンシングするためのである。前記ＦＰＣＢアセンブリー２００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）などのようにバッテリーモジュールの充放電を制御できる制御装置と接続でき、バッテリーモジュールの使用上の安全性の確保のためにバッテリーモジュールの温度が基準値以上に上昇する場合において充放電を制御するためには最も温度が高くなる位置で温度を測定することが望ましい。
したがって、セル積層体１００の長手方向（図３のＹ軸方向）においては、電極リード１１１に最も隣接した長手方向の両側端部が最適の位置になり、セル積層体１００の幅方向（図３のＸ軸方向）においては、熱放出が最も難しい中心部が最適の位置になる。
図３、図６及び図８を共に参照すれば、前記第２のＦＰＣＢ２２０は、一対が備えられ、各々の第２のＦＰＣＢ２２０は、第１のＦＰＣＢ２１０の長手方向の両側端部から延びて後述するバスバーＢと電気的に接続する。即ち、前記第２のＦＰＣＢ２２０は、幾つかに分岐した端部に形成される複数の接続端子２２１を備え、このような複数の接続端子２２１は、後述する複数のバスバーＢと接続する。
一方、前記第２のＦＰＣＢ２２０の上には、コネクター２４０が実装され、このようなコネクター２４０は、ＦＰＣＢを介して接続端子２２１と電気的に接続する。前記コネクター２４０には、前述したようにＢＭＳなどの制御装置（図示せず）が接続し、このような制御装置は、バスバーＢ及び接続端子２２１を介して伝達されるバッテリーセル１１０の電圧に関わる情報、温度センサー２３０によって測定されるセル積層体１００の温度に関わる情報などを受信し、これを参照してバッテリーモジュールの充放電を制御するのである。
一方、前記第２のＦＰＣＢ２２０の上に実装されるコネクター２４０は、図８に示したように、セル積層体１００の前面（図８のＸ−Ｚ平面と平行する面）と対向し、電極リード１１１の偏りによって電極リード１１１の上部に形成される空間に設けられる。即ち、前記コネクター２４０は、セル積層体１００の前面の上部と対向するように設けられる。
このように、前記コネクター２４０は、電極リード１１１が偏って設けられた構造によって提供される空間に設けられ、これによって、コネクター２４０の設置によって発生されるバッテリーモジュールの全体的な体積の増加が最小化してエネルギー密度を向上させることができる。
次に、図７及び図８を参照すれば、前記バスバーフレームアセンブリー３００は、前方バスバーフレーム３１０、後方バスバーフレーム３２０、上部カバー３３０及びバスバーＢを含む形態で具現され得る。
前記前方バスバーフレーム３１０は、上部カバー３３０の長手方向（図７の Ｙ軸と平行する方向）の一側端部にヒンジ結合して上部カバー３３０と相対的な回動が可能である。同様に、前記後方バスバーフレーム３２０は、上部カバー３３０の長手方向の他側端部にヒンジ結合して上部カバー３３０と相対的な回動が可能である。
図７及び図８と共に図９を参照すれば、前記前方バスバーフレーム３１０は、例えば、樹脂のように絶縁性を有する材質からなり得、バッテリーセル１１０の電極リード１１１と対応する位置に突出して形成されたバスバー装着部３１１を備える。このようなバスバー装着部３１１の上には、複数のバスバーＢが固定設置される。前記バスバー装着部３１１は、電極リード１１１と同様にセル積層体１００の高さ方向（図７及び図８のＺ軸方向）の中心部から下方へ偏った位置に形成される。このようなバスバー装着部３１１の偏りは、電極リード１１１の偏りと同様に、部品の設置空間を確保するためである。
前記バスバー装着部３１１は、電極リード１１１と対応する位置に形成される複数のリードスリットＳを備える。このようなリードスリットＳを介して電極リード１１１が前方バスバーフレーム３１０の外側へ引き出され、引き出された電極リード１１１は折り曲げられてバスバーＢの上に溶接などによって固定される。
図９〜図１１を参照すれば、前記前方バスバーフレーム３１０は、上端に突出して形成される少なくとも一つの第１上部ガイド３１２及び側部に突出して形成される少なくとも一つの第１側部ガイド３１３を備える。
図８及び図９と共に図１４を参照すれば、前記第１上部ガイド３１２は、前方バスバーフレーム３１０の上端とモジュールフレーム５００の内側面との間に介在され、これによって前方バスバーフレーム３１０がモジュールフレーム５００の内で上下方向（図１４のＺ軸と平行する方向）に沿って動くことを最小化できる。
前記前方バスバーフレーム３１０は、上述したように上部カバー３３０にヒンジ結合し、このようなヒンジ結合した部位には隙間が存在し得、これによって前方バスバーフレーム３１０が動き得る。このように、前記前方バスバーフレーム３１０に動きが発生すると、バスバーフレーム３１０に備えられたバスバーＢと電極リード１１１との結合部が破損し得、また、製品の設計時において意図したとおりに製品の仕様が維持されないという問題が発生し得る。前記第１上部ガイド３１２は、前方バスバーフレーム３１０の上下方向の動きを最小化でき、このような問題の発生を防止することができる。
一方、前記第１上部ガイド３１２は、少なくとも一対が備えられることが望ましい。即ち、前記第１上部ガイド３１２は、前方バスバーフレーム３１０の安定的な固定のために、前方バスバーフレーム３１０の長手方向（図９のＸ軸と平行する方向）の中心部を基準に両側に少なくとも一つずつ備えられ得る。
図１０を参照すれば、前記第１上部ガイド３１２は、その上端エッジが面取りされて形成された斜面を備える。このような斜面は、セル積層体１００、ＦＰＣＢアセンブリー２００及びバスバーフレームアセンブリー３００を含む結合体をモジュールフレーム５００内に挿入するとき、スムーズな挿入を可能にする。前記モジュールフレーム５００の挿入は、矢印方向に沿って行われる。
前記第１上部ガイド３１２に備えられたこのような斜面は、バッテリーモジュールの長手方向（図１０のＹ軸と平行する方向）一側または他側に向かうように形成され得る。本発明の図面では、前記第１上部ガイド３１２に形成された斜面がバッテリーモジュールの後方に向かうように形成された場合のみを示したが、これは、モジュールフレーム５００がバッテリーモジュールの後方から前方に向かって結合する場合を仮定して示しただけで、これによって前記第１上部ガイド３１２の斜面の形成位置が限定されることではない。
なお、図８及び図９と共に図１４をさらに参照すれば、前記第１側部ガイド３１３は、前方バスバーフレーム３１０の側部とモジュールフレーム５００の内側面との間に介在され、これによって前方バスバーフレーム３１０がモジュールフレーム５００内で左右方向（図１４のＸ軸と平行する方向）に沿って動くことを最小化できる。
前記前方バスバーフレーム３１０は、上述したように、上部カバー３３０にヒンジ結合し、このようにヒンジ結合した部位には隙間が存在し得、これによって前方バスバーフレーム３１０が動き得る。このように、前記前方バスバーフレーム３１０に動きが発生すると、バスバーフレーム３１０に備えられたバスバーＢと電極リード１１１との結合部が破損し得、また、製品の設計時に意図したとおり製品の仕様が維持できない問題が発生し得る。前記第１側部ガイド３１３は、前方バスバーフレーム３１０の左右方向の動きを最小化でき、このような問題の発生を防止することができる。
一方、前記第１側部ガイド３１３は、少なくとも二対を備えることが望ましい。即ち、前記第１上部ガイド３１２は、前方バスバーフレーム３１０の安定的な固定のために前方バスバーフレーム３１０の長手方向の一側部及び他側部に各々形成され、前方バスバーフレーム３１０の高さ方向（図９のＺ軸と平行する方向）の中心部を基準に両側に少なくとも一つずつ備えられ得る。
次に、図７及び図８と共に図１２をさらに参照すれば、前記後方バスバーフレーム３２０は、前述した前方バスバーフレーム３１０と同様に、例えば、樹脂のような絶縁性を有する材質からなり得、バッテリーセル１１０の電極リード１１１と対応する位置に突出して形成されたバスバー装着部３２１を備える。このようなバスバー装着部３２１の上には、複数のバスバーＢが固定設置される。前記バスバー装着部３２１は、電極リード１１１と同様にセル積層体１００の高さ方向（図７及び図１２のＺ軸と平行する方向）の中心部から下方へ偏った位置に形成される。
前記バスバー装着部３２１は、電極リード１１１と対応する位置に形成される複数のリードスリットＳを備える。このようなリードスリットＳを通して電極リード１１１が後方バスバーフレーム３２０の外側へ引き出され、引き出された電極リード１１１は、折り曲げられてバスバーＢの上に溶接などによって固定される。
図１２及び図１３を参照すれば、前記後方バスバーフレーム３２０は、上端に突出して形成される少なくとも一つの第２上部ガイド３２２及び側部に突出して形成される少なくとも一つの第２側部ガイド３２３を備える。
前記第２上部ガイド３２２は、前述した第１上部ガイド３１２と同様に、後方バスバーフレーム３２０の上端とモジュールフレーム５００の内側面との間に介在され、これによって後方バスバーフレーム３２０がモジュールフレーム５００内で上下方向（図１２のＺ軸と平行する方向）に沿って動くことを最小化できる。
前記後方バスバーフレーム３２０は、上述したように、上部カバー３３０にヒンジ結合し、このようにヒンジ結合した部位には隙間が存在し得、これによって後方バスバーフレーム３２０が動き得る。このように、前記後方バスバーフレーム３２０に動きが発生すると、バスバーフレーム３２０に備えられたバスバーＢと電極リード１１１との結合部が破損し得、また、製品の設計時に意図したとおり製品の仕様が維持されない問題が発生し得る。前記第２上部ガイド３２２は、後方バスバーフレーム３２０の上下方向の動きを最小化でき、このような問題の発生を防止することができる。
一方、前記第２上部ガイド３２２は、少なくとも一対が備えられることが望ましい。即ち、前記第２上部ガイド３２２は、後方バスバーフレーム３２０の安定的な固定のために後方バスバーフレーム３２０の長手方向（図１２のＸ軸と平行する方向）の中心部を基準に両側に少なくとも一つずつ備えられ得る。
図１３を参照すれば、前記第２上部ガイド３２２は、その上端エッジが面取りされて形成された斜面を備える。このような斜面は、セル積層体１００、ＦＰＣＢアセンブリー２００及びバスバーフレームアセンブリー３００を含む結合体をモジュールフレーム５００内に挿入するとき、スムーズな挿入を可能にする。前記モジュールフレーム５００の挿入は、矢印方向に沿って行われる。
前記第２上部ガイド３２２に備えられたこのような斜面は、バッテリーモジュールの長手方向（図１３のＹ軸と平行する方向）の一側または他側に向かうように形成され得る。前記第２上部ガイド３２２に形成された斜面は、第１上部ガイド３１２に形成された斜面と同じ方向に向かうように形成される。
本発明の図面においては、前記第２上部ガイド３２２に形成された斜面がバッテリーモジュールの後方に向かうように形成された場合のみを示しているが、これはモジュールフレーム５００がバッテリーモジュールの後方から前方に向かって結合する場合を仮定して示しただけで、これによって第２上部ガイド３２２の斜面の形成位置が限定されることではない。
図８及び図１１を参照すれば、前記上部カバー３３０は、ヒンジ結合によって前方バスバーフレーム３１０及び後方バスバーフレーム３２０と接続し、セル積層体１００の上面（図８のＸ−Ｙ平面と平行する面）をカバーする。
図１１に示したように、前記上部カバー３３０は、第１上部ガイド３１２及び第２上部ガイド３２２と対応する位置に形成される複数のガイド収容溝３３１を備える。前記ガイド収容溝３３１は、上部カバー３３０の長手方向（図１１のＹ軸と平行する方向）の一側端部及び他側端部から内側に向かって凹んだ切欠き形状を有する。
前記ガイド収容溝３３１は、前方バスバーフレーム３１０及び後方バスバーフレーム３２０がヒンジ結合した部位を中心にして回動して上部カバー３３０と並んで広げられたとき、第１上部ガイド３１２及び第２上部ガイド３２２が上部カバー３３０と干渉しないようにするために形成される。このように、干渉を避けるための目的を考えて、前記ガイド収容溝３３１は、第１上部ガイド３１２及び第２上部ガイド３２２の突出高さと対応する深さに形成される。
図８と共に図１５を参照すれば、前記モジュール端子４００は一対が備えられ、各々のモジュール端子４００は、電極リード１１１のうちセル積層体１００の幅方向（図８のＸ軸と平行する方向）に沿って両側の外郭に位置する電極リード１１１と接続する。
前記外部端子４００は、前述したコネクター２４０と同様に、電極リード１１１の偏りによって電極リード１１１及びバスバー装着部３１１の上部に形成される空間に位置する。このような外部端子４００の形成位置は、電極リード１１１の偏りによって形成される空間を活用することで、外部端子４００の設置によるバッテリーモジュールの全体的な体積の増加を最小化できるようにする。
図１と共に図１６を参照すれば、前記モジュールフレーム５００は、セル積層体１００、ＦＰＣＢアセンブリー２００、バスバーフレームアセンブリー３００及び外部端子４００が結合して形成された結合体を収容する。前記モジュールフレーム５００は、後方バスバーフレーム３２０から前方バスバーフレーム３１０に向かう方向またはその反対方向に沿ってバスバーフレームアセンブリー３００に結合し得る。
上述したように、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、バスバーフレーム３１０、３２０に突出して形成されたガイド構造によって、バスバーフレームアセンブリー３００とセル積層体１００とが結合した結合体を、モジュールフレーム５００内に容易に挿入できると共に、挿入後にバスバーフレーム３１０、３２０がモジュールフレーム５００内で動くことを防止することができる。
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本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。
１００ セル積層体
１１０ バッテリーセル
１１１ 電極リード
１１２ セルケース
１１２ａ テラス部
２００ アセンブリー
２１０ 第１のＦＰＣＢ
２２０ 第２のＦＰＣＢ
２２１ 接続端子
２３０ 温度センサー
２４０ コネクター
３００ バスバーフレームアセンブリー
３１０ 前方バスバーフレーム
３１１ バスバー装着部
３１２ 第１上部ガイド
３１３ 第１側部ガイド
３２０ 後方バスバーフレーム
３２１ バスバー装着部
３２２ 第２上部ガイド
３２３ 第２側部ガイド
３３０ 上部カバー
３３１ ガイド収容溝
４００ モジュール端子
５００ モジュールフレーム

Claims (11)

  1. 複数のバッテリーセルが積層されて形成されたセル積層体と、
    前記セル積層体の長手方向の一側をカバーする前方バスバーフレーム、前記セル積層体の前記長手方向の他側をカバーする後方バスバーフレーム、及び前記セル積層体の上面の少なくとも一部をカバーする上部カバー、を含むバスバーフレームアセンブリーと、
    前記後方バスバーフレームから前記前方バスバーフレームに向かう方向またはその反対方向に沿って前記バスバーフレームアセンブリーに結合して前記セル積層体及び前記バスバーフレームアセンブリーを収容するモジュールフレームと、を含み、
    前記前方バスバーフレームは、上端に突出して形成される少なくとも一つの第１上部ガイド及び側部に突出して形成される少なくとも一つの第１側部ガイドを備え、前記後方バスバーフレームは、上端に突出して形成される少なくとも一つの第２上部ガイド及び側部に突出して形成される少なくとも一つの第２側部ガイドを備える、バッテリーモジュール。
  2. 前記第１上部ガイドは、前記前方バスバーフレームの前記上端と前記モジュールフレームの内側面との間に介在され、前記第１側部ガイドは、前記前方バスバーフレームの前記側部と前記モジュールフレームの前記内側面との間に介在され、
    前記第２上部ガイドは、前記後方バスバーフレームの前記上端と前記モジュールフレームの前記内側面との間に介在され、前記第２側部ガイドは、前記後方バスバーフレームの前記側部と前記モジュールフレームの前記内側面との間に介在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。
  3. 前記前方バスバーフレームは、前記上部カバーの長手方向の一側端部にヒンジ結合し、前記後方バスバーフレームは、前記上部カバーの前記長手方向の他側端部にヒンジ結合することを特徴とする、請求項１または２に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記上部カバーは、
    前記第１上部ガイド及び前記第２上部ガイドを収容する複数のガイド収容溝を備え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。
  5. 前記ガイド収容溝は、
    前記上部カバーの前記長手方向の前記一側端部及び前記他側端部から内側に向かって凹んだ切欠き形状を有す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。
  6. 前記ガイド収容溝は、
    前記前方バスバーフレーム及び前記後方バスバーフレームがヒンジ結合した部位を中心にして回動し、前記上部カバーと並んで広げられたとき、前記第１上部ガイド及び前記第２上部ガイドが前記上部カバーと干渉しないように、前記第１上部ガイド及び前記第２上部ガイドの突出高さと対応する深さに形成されることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記第１上部ガイド及び前記第２上部ガイドは、
    上端エッジが面取りされて形成された斜面を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記第１上部ガイドに形成された斜面と前記第２上部ガイドに形成された斜面とが、同じ方向に向かうことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリーモジュール。
  9. 前記第１上部ガイドに形成された前記斜面及び前記第２上部ガイドに形成された前記斜面は、前記バッテリーモジュールの長手方向における一側または他側に向かうことを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーモジュール。
  10. 請求項１から請求項９の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。
  11. 請求項１から請求項９の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。
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