JP2021523538A - バッテリパック - Google Patents

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Abstract

バッテリセルと、バッテリセルの状態情報を入手するためのものであり、バッテリセルの第１面上に重なるように配置され、バッテリセルの第１面に導電性連結された測定端子を具備する測定基板と、を含み、これにより、バッテリセルの電圧、温度のような状態情報を取りまとめるための測定構造が改善されることにより、製造コストが節減されるバッテリパックが提供される。

Description

本発明は、バッテリパックに関する。
一般的に、二次電池は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電が可能な電池である。該二次電池は、モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気自転車、無停電電源供給装置（uninterruptible power supply）のようなエネルギー源として使用され、適用される外部機器の種類により、単一電池の形態で使用されたり、多数の電池を連結し、１つの単位にまとめたモジュール形態で使用されたりする。
携帯電話のような小型モバイル機器は、単一電池の出力と容量とで、所定時間の間、作動が可能であるが、電力消耗が多い電気自動車、ハイブリッド自動車のように、長期間駆動、高電力駆動が必要な場合には、出力及び容量の問題により、多数の電池を含むモジュール形態が好まれ、内蔵された電池の個数により、出力電圧や出力電流を高めることができる。
本発明の一実施形態は、バッテリセルの電圧、温度のような状態情報を取りまとめるための測定構造が改善されることにより、製造コストが節減されるバッテリパックを含むものである。
前述のような課題、及びその以外の課題を解決するために、本発明のバッテリパックは、バッテリセルと、前記バッテリセルの状態情報を入手するためのものであり、前記バッテリセルの第１面上に重なるように配置され、バッテリセルの第１面に導電性連結された測定端子を具備する測定基板と、を含む。
例えば、前記測定端子は、バッテリセルの第１面に接触し、電気的にも連結される。
例えば、前記バッテリセルの第１面には、電極端子が形成されうる。
例えば、前記電極端子は、互いに反対極性の第１電極端子及び第２電極端子を含み、前記バッテリセルの第１面は、第１電極端子と電気的にも連結される。
例えば、前記バッテリセルは、列をなして配列された多数のバッテリセルを含み、前記測定基板は、前記バッテリセルの列に沿って延長される測定基板の本体を含み、前記測定端子は、前記測定基板の本体から互いに異なるバッテリセルに向けて分岐され、相互から離隔された多数の測定端子を含んでもよい。
例えば、前記多数の測定端子は、前記測定基板の本体から同じ方向に沿って並んでも分岐される。
例えば、前記測定端子の個数は、全体バッテリセルの個数よりも少ない。
例えば、前記バッテリセルの列に沿って、互いに隣接するように配置されたバッテリセルは、互いに並列連結されて並列モジュールを形成し、前記測定端子は、各並列モジュールを形成するいずれか１つのバッテリセルの第１面に導電性連結されうる。
例えば、前記バッテリセルは、列をなして配列された多数のバッテリセルを含み、前記バッテリパックは、前記多数のバッテリセルを互いに電気的に連結するためのバスバーをさらに含んでもよい。
例えば、前記バスバーは、バッテリセルの列に沿って互いに隣接しないように配置されたバッテリセルを電気的に連結することができる。
例えば、前記バスバーは、バッテリセルの列に沿って互いに隣接しないように配置されたバッテリセルの互いに反対極性同士直列に連結することができる。
例えば、前記バスバーと測定基板との間には、絶縁性のバスバーホルダが介在されうる。
例えば、前記バッテリセルの第１面上には、測定基板とバスバーホルダとが順次に配置され、前記バスバーホルダには、前記測定基板の測定端子と、バッテリセルの第１面との導電性連結を形成する結合ツールの接近を許容するように、バスバーホルダを貫通する結合孔が形成されてもよい。
例えば、前記結合孔は、測定端子と、バッテリセルの第１面との結合位置にも対応する。
例えば、前記バスバーは、多数のバスバーを含み、前記測定基板は、測定基板の本体から分岐されたものであり、前記バスバーのうち第１バスバーと電気的に連結される接続端子をさらに含んでもよい。
例えば、前記第１バスバーは、バッテリセルの列に沿って最も低い最低負極電圧を有する第１バッテリセルと電気的にも連結される。
例えば、前記第１バスバーは、バッテリパックの出力端子とも連結される。
例えば、前記第１バスバーと測定基板との間には、絶縁性のバスバーホルダが配置され、前記バスバーホルダには、前記接続端子の貫通を許容するための貫通ホールが形成されうる。
例えば、前記接続端子は、前記測定基板の本体から曲折され、第１バスバーに向けて延長される延長部と、前記延長部から曲折され、第１バスバーに連結される端子部と、を含んでもよい。
例えば、前記接続端子と測定端子は、前記測定基板の本体に沿って互いに異なるバッテリセルに向けて分岐されて相互から離隔されるものの、前記接続端子は、測定基板の本体と異なるレベルに配置され、前記測定端子は、測定基板の本体と同じレベルに配置されうる。
例えば、前記接続端子と測定端子は、前記測定基板の本体から同じ方向に沿って並んでも分岐される。
本発明によれば、バッテリセルの電圧、温度のような状態情報を取りまとめるための測定構造が改善されることにより、バッテリパックの製造コストが節減されうる。本発明の一実施形態によれば、バッテリパックの状態情報を取りまとめるための測定基板の幅サイズを小さくすることにより、測定基板の原素材を節減することができ、バッテリセルの第１面から直接状態情報を測定することにより、バッテリセルの電気的な連結を担当するバスバーに別途の連結構造を形成する必要がなく、それにより、バスバーの構造が単純化され、複雑な成形工程が省略されうる。
本発明の一実施形態によるバッテリパックの斜視図である。 図１に図示されたバッテリパックの分解斜視図である。 図１に図示されたバッテリセルをさらに詳細に図示した図面であり、バッテリセルの構造について説明するための図面である。 図２に図示された測定基板を拡大して図示した斜視図であり、測定基板の連結について説明するための図面である。 図２に図示されたバッテリパックを図示した図面であり、測定基板の連結について説明するための図面である。 図２に図示された多数のバッテリセルの電気的な連結について説明するための図面であり、図２の一部に係わる斜視図である。 本発明と対比される比較例によるバッテリパックの斜視図である。 図７に図示された測定基板の連結について説明するための図面である。
本発明のバッテリパックは、バッテリセルと、前記バッテリセルの状態情報を入手するためのものであり、前記バッテリセルの第１面上に重なるように配置され、バッテリセルの第１面に導電性連結された測定端子を具備する測定基板と、を含む。
以下、添付された図面を参照し、本発明の望ましい実施形態に係わるバッテリパックについて説明する。
図１には、本発明の一実施形態によるバッテリパックの斜視図が図示されている。図２には、図１に図示されたバッテリパックの分解斜視図が図示されている。図３は、図１に図示されたバッテリセルをさらに詳細に図示した図面であり、バッテリセルの構造について説明するための図面が図示されている。
図１及び図２を参照すれば、本発明のバッテリパックは、多数のバッテリセル１０と、前記多数のバッテリセル１０を電気的に連結するためのバスバー２００と、前記多数のバッテリセル１０から、電圧や温度のような状態情報を測定するための測定基板１００と、前記バスバー２００と測定基板１００との間で電気的な絶縁を提供するためのバスバーホルダ１５０と、を含む。
図３を参照すれば、前記バッテリセル１０は、第１電極板１５ａ及び第２電極板１５ａと、前記第１電極板１５ａ及び第２電極板１５ａとの間に介在されたセパレータ１５ｃを含む電極組立体１５と、前記電極組立体１５を収容するように、一端が開口されたカン１８と、電極組立体１５が収容されたカン１８の開口された一端を密封するように、カン１８と結合されたキャッププレート１９と、を含んでもよい。
前記キャッププレート１９には、第１電極板１５ａ及び第２電極板１５ａとそれぞれ電気的に連結された第１電極端子１１及び第２電極端子１２が形成されうる。前記第１電極端子１１及び第２電極端子１２は、キャッププレート１９上に組み込まれるが、第１電極端子１１及び第２電極端子１２のうちいずれか１つの電極端子、例えば、第１電極端子１１は、キャッププレート１９と導電性連結を形成することができ、第２電極端子１２は、キャッププレート１９と絶縁性連結を形成することができる。
前記第１電極端子１１は、キャッププレート１９に直接接触され、キャッププレート１９と導電性連結を形成することができ、それにより、前記キャッププレート１９には、第１電極端子１１と同じ電圧が印加されうる。また、第１電極端子１１と導電性連結されているキャッププレート１９は、バッテリセル１０内部の電極組立体１５から引き出される第１電極端子１１を介してバッテリセル１０内部と同じ温度を示すことができる。
前記キャッププレート１９は、第１電極端子１１及び第２電極端子１２が形成されたバッテリセル１０の第１面１０ａを形成することができ、第１電極端子１１と同じ電圧を形成し、バッテリセル１０の内部と同じ温度を形成するキャッププレート１９であり、従って、バッテリセル１０の第１面１０ａから、電圧信号及び温度信号を捕捉することにより、バッテリセル１０の電圧及び温度と同じ状態情報を入手することができる。
本発明の一実施形態において、前記バッテリセル１０の第１面１０ａには、第１電極端子１１及び第２電極端子１２が共に形成されうる、前記キャッププレート１９は、第１電極端子１１と同じ電圧を形成するので、第１電極端子１１の役割の代わりを行うことができる。その場合、キャッププレート１９上に、第１電極端子１１が形成されず、キャッププレート１９が第１電極端子１１の機能の代わりを行い、バッテリセル１０の電圧を形成することができる。
前記第２電極端子１２は、キャッププレート１９との間に絶縁性ガスケット１３を介在させ、キャッププレート１９に組み込まれ、それにより、前記キャッププレート１９は、第２電極端子１２とは絶縁された状態を維持することができる。前記絶縁性ガスケット１３は、キャッププレート１９と第２電極端子１２との間に介在され、キャッププレート１９と第２電極端子１２との間で絶縁を提供することができる。
図３を参照すれば、前記第１電極端子１１及び前記第２電極端子１２は、それぞれキャッププレート１９を貫通するように組み込まれる端子リベット１１ａ，１２ａと、前記端子リベット１１ａ，１２ａの上端部が圧着結合される端子プレート１１ｂ，１２ｂと、を含んでもよく、前記端子リベット１１ａ，１２ａと電極組立体１５との間には、リード部材１６，１７が介在され、それら間の電気的な連結を形成することができる。
図２を参照すれば、前記測定基板１００は、バッテリセル１０の一側、例えば、バッテリセル１０の第１面１０ａから、直接電圧や温度のようなバッテリセル１０の状態情報を測定することができる。ここで、測定基板１００が、バッテリセル１０の第１面１０ａから、直接に電圧や温度のような状態情報を測定するということは、測定基板１００がバッテリセル１０の第１面１０ａに電気的に連結され、バッテリセル１０の第１面１０ａから直接に電圧信号を入手するか、あるいは測定基板１００がバッテリセル１０の第１面１０ａに熱的に連結され、バッテリセル１０の第１面１０ａから、直接に温度信号を入手するということを意味する。
本発明の一実施形態において、前記測定基板１００は、バッテリセル１０の第１面１０ａと電気的に連結され、バッテリセル１０の第１面１０ａの電圧を測定することにより、バッテリセル１０の電圧情報を入手することができる。例えば、前記バッテリセル１０の第１面１０ａには、各バッテリセル１０の互いに反対となる第１電極端子１１及び第２電極端子１２の電圧のうちいずれか１つの電極端子の電圧が印加され、例えば、バッテリセル１０の第１面１０ａには、バッテリセル１０の第１電極端子１１と同一電圧が印加されうる。さらに具体的には、前記バッテリセル１０の第１面１０ａは、バッテリセル１０の第１電極端子１１と電気的に連結されてもいる。
前記バスバーホルダ１５０は、測定基板１００とバスバー２００との間に介在され、それら間において絶縁を提供することができる。また、前記バスバーホルダ１５０は、バッテリセル１０の第１面１０ａと、バスバー２００との絶縁を提供することもできる。すなわち、前記バスバーホルダ１５０は、後述するように、互いに電気的に接触しているバッテリセル１０の第１面１０ａ及び測定基板１００（または、測定端子１００ｂ）と、バスバー２００との間に介在され、バッテリセル１０の第１面１０ａとバスバー２００との間、及び測定基板１００とバスバー２００との間の絶縁を提供することができる。
前記測定基板１００は、バッテリセル１０の第１面１０ａから測定された電圧信号が疎通される小電流パスを形成することができ、前記バスバー２００は、バッテリセル１０の充放電電流が疎通される大電流パスを形成することができる。そして、小電流パスを形成する測定基板１００と、大電流パスを形成するバスバー２００との間には、絶縁性のバスバーホルダ１５０が介在され、それら間の絶縁を提供することができる。
前記バスバーホルダ１５０は、バッテリセル１０の第１面１０ａと、バスバー２００との絶縁を提供することができ、バッテリセル１０の第１面１０ａに形成された第１電極端子１１及び第２電極端子１２と、バスバー２００との結合を許容するための端子ホール１５０’が形成されうる。バスバーホルダ１５０の端子ホール１５０’周囲には、バスバー２００の組み込み位置を整列させるための位置整列リブＲが形成されてもよい。
図４には、図２に図示された測定基板を拡大して図示した斜視図として、測定基板の連結について説明するための図面が図示されている。図５には、図２に図示されたバッテリパックを図示した図面として、測定基板の連結について説明するための図面が図示されている。
図２及び図４を共に参照すれば、前記測定基板１００は、多数のバッテリセル１０と導電性連結を形成することができ、多数のバッテリセル１０の第１面１０ａとの導電性連結を介して、多数のバッテリセル１０の第１面１０ａから、直接に電圧情報や温度情報を入手することができる。
前記測定基板１００は、バッテリセル１０の列（array）を横切って延長される測定基板１００の本体１００ａと、前記測定基板１００の本体１００ａから、互いに異なるバッテリセル１０に分岐され、相互から離隔されている多数の測定端子１００ｂを含んでもよい。
前記測定端子１００ｂは、測定基板１００の本体１００ａから、互いに異なるバッテリセル１０の第１面１０ａに向けて分岐されるが、互いに同じ方向に向けて並んでも分岐される。例えば、多数の測定端子１００ｂは、測定基板１００の本体１００ａを中心に、左右いずれの一辺にも集中して形成され、測定基板１００の本体１００ａを中心に、左右両側に分散しては形成されない。ここで、左右方向とは、いずれか１つのバッテリセル１０について、バッテリセル１０の第１電極端子１１及び第２電極端子１２を連結する方向を意味する。前記測定端子１００ｂは、測定基板１００の一部であり、測定端子１００ｂの分岐方向は、測定基板１００の左右幅Ｗのサイズに影響を与えうる。
本発明の一実施形態において、多数の測定端子１００ｂの分岐方向が左右いずれか一辺に並んで形成されることにより、測定基板１００の左右幅Ｗのサイズが小さくなり、測定基板１００を形成するための原材料の節減が可能である。もし多数の測定基板１００の分岐方向が左右両側に分散される場合、測定基板１００の左右幅Ｗのサイズが増大し、測定基板１００を形成するためのコストが増大してしまう。
前記測定基板１００は、導電パターン１００ｍと、前記導電パターン１００ｍを周囲環境から電気的に絶縁させるために、導電パターン１００ｍを埋め込む絶縁層と、を含んでもよい。例えば、前記測定基板１００は、フィルム状の柔軟性を備えたフレキシブル基板によっても設けられる。前記測定端子１００ｂは、バッテリセル１０との導電性連結を形成することができ、そのために、前記測定端子１００ｂは、絶縁層から露出されている導電パターン１００ｍによっても形成される。前記導電パターン１００ｍは、測定端子１００ｂ、及び測定基板１００の本体１００ａを横切って一体に延長され、前記測定端子１００ｂにおいて、絶縁層から露出された導電パターン１００ｍは、測定基板１００の本体１００ａに延長されながら、絶縁層に取り囲まれ、バッテリセル１０から絶縁された形態でも延長される。例えば、前記測定端子１００ｂは、測定端子１００ｂの上部から近付く溶接ツールや半田付けツールのような結合ツール（図示せず）により、測定端子１００ｂの下部と、バッテリセル１０の第１面１０ａとの間において、溶接や半田付けのような高温熱工程を遂行することができ、そのために、前記測定端子１００ｂは、絶縁層から露出された導電パターン１００ｍによっても形成される。
図面に図示されていないが、いずれか１つのバッテリセル１０の電圧信号は、測定端子１００ｂから、測定基板１００の本体１００ａを介し、測定基板１００の終端部に連結されているコネクタ（図示せず）にも伝達され、コネクタ（図示せず）を介し、バッテリ管理部（図示せず）にも伝達される。前記バッテリ管理部（図示せず）は、測定基板１００から入手された電圧信号または温度信号に基づき、バッテリセル１０の充放電を制御することができる。
前記測定基板１００の測定端子１００ｂは、バッテリセル１０の第１面１０ａと導電性連結を形成することができる。すなわち、前記測定端子１００ｂは、バッテリセル１０の第１面１０ａと直接対向し、バッテリセル１０の第１面１０ａ上に重なるように配置され、第１面１０ａと導電性連結を形成することができる。ここで、前記測定端子１００ｂがバッテリセル１０の第１面１０ａと直接対向するということは、測定端子１００ｂと、バッテリセル１０の第１面１０ａとの間に他の構成が介在されることなしに、測定端子１００ｂと、バッテリセル１０の第１面１０ａとが互いに直接対向するように配置されるということを意味するのである。例えば、前記測定端子１００ｂは、バッテリセル１０の第１面１０ａ上に直接接触され、バッテリセル１０の第１面１０ａ上に直接結合されうる。
図２、図４及び図５を共に参照すれば、前記測定端子１００ｂは、バッテリセル１０の第１面１０ａに対し、溶接または半田付けのような高温の熱工程を介し、バッテリセル１０の第１面１０ａと導電性連結を形成することができる。前記測定端子１００ｂと、バッテリセル１０の第１面１０ａとの導電性連結作業は、バスバーホルダ１５０を貫通するように形成された結合孔ＣＨを介しても行われる。すなわち、前記測定端子１００ｂを含む測定基板１００上には、バスバーホルダ１５０が配置され、このとき、前記バスバーホルダ１５０には、測定端子１００ｂと、バッテリセル１０の第１面１０ａとの導電性連結作業を許容するように、バスバーホルダ１５０を貫通するように、結合孔ＣＨが形成されうる。前記結合孔ＣＨを介し、測定端子１００ｂに対し、溶接ツールや半田付けツールのような結合ツール（図示せず）の接近が許容されることにより、測定端子１００ｂと、バッテリセル１０の第１面１０ａとの結合がなされる。前記結合孔ＣＨは、測定端子１００ｂと、バッテリセル１０の第１面１０ａとの結合位置、すなわち、溶接位置や半田付け位置にも対応する。
前記測定基板１００は、バッテリセル１０の第１面１０ａとの導電性連結、すなわち、導電性接触を形成するように、バッテリセル１０の第１面１０ａ上にも密着され、そのために、前記バスバーホルダ１５０は、測定基板１００が、バッテリセル１０の第１面１０ａ上に密着されるように、測定基板１００をバッテリセル１０の第１面１０ａに向けて加圧することができる。図面に図示されていないが、前記バスバーホルダ１５０は、バッテリセル１０の側面を横切って延長されるサイドプレート（図示せず）とも結合され、バスバーホルダ１５０下部に配置された測定基板１００を、バッテリセル１０の第１面１０ａに向けて加圧することができる。
図６には、図２に図示された多数のバッテリセルの電気的な連結について説明するための図面として、図２の一部に係わる斜視図が図示されている。
図２及び図６を共に参照すれば、前記バスバーホルダ１５０上には、多数のバッテリセル１０を電気的に連結するためのバスバー２００が配置されうる。前記バスバー２００は、多数のバッテリセル１０を電気的に連結することができ、充放電流が疎通される電流パスを形成することができる。
本発明の一実施形態において、前記バスバー２００は、互いに隣接しないバッテリセル１０を電気的に連結し、それにより、バッテリパックの出力電圧を引き出すための出力端子５０１，５０２は、バッテリパックのいずれか一側に集中されても形成される。すなわち、本発明の一実施形態において、バッテリパックの出力端子５０１，５０２、すなわち、第１出力端子５０１及び第２出力端子５０２は、バッテリパックの一側と他側とに分離されて形成されず、バッテリパックのいずれか一側に集中されても形成される。
さらに具体的には、前記バスバー２００は、互いに隣接する１対のバッテリセル１０の同じ極性同士を並列に連結することができ、互いに隣接する１対のバッテリセル１０は、互いに並列連結され、並列モジュールＰＭを形成することができる。本発明の一実施形態において、前記並列モジュールＰＭは、互いに隣接する１対のバッテリセル１０の並列連結に形成されるが、本発明の他の実施形態において、前記並列モジュールＰＭは、互いに隣接する３個以上のバッテリセル１０の並列連結にも形成される。
前記バスバー２００は、並列連結された１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）と、並列連結された他の１対のバッテリセル１０（他の並列モジュールＰＭ）とを互いに反対極性同士直列に連結することができる。このとき、前記バスバー２００は、並列連結された１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）と、並列連結された他の１対のバッテリセル１０（他の並列モジュールＰＭ）とを電気的に連結するものの（直列連結）、前記バスバー２００によって連結される１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）と、他の１対のバッテリセル１０（他の並列モジュールＰＭ）は、互いに隣接しもしない。そのように、バスバー２００が互いに隣接しないバッテリセル１０、すなわち、互いに隣接しない並列モジュールＰＭを直列連結する方式を介し、バッテリパックの第１出力端子５０１及び第２出力端子５０２は、バッテリパックのいずれか一側に集中されて形成されるのである。
前記バスバー２００は、互いに隣接する１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）を並列連結するためのブランチ部２００ａと、他の互いに隣接する１対のバッテリセル１０（他の並列モジュールＰＭ）とを並列連結するための他のブランチ部２００ａと、を含んでもよく、互いに隣接する１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）と、他の互いに隣接する１対のバッテリセル１０（他の並列モジュールＰＭ）と、を互いに直列連結するように、前記ブランチ部２００ａ間を連結する連結部２００ｃを含んでもよい。前記連結部２００ｃの連結対象になる互いに隣接する１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）と、他の互いに隣接する１対のバッテリセル１０（他の並列モジュールＰＭ）は、互いに隣接しない位置にも配置される。
前記測定端子１００ｂは、バッテリセル１０の列に沿って互いに異なるバッテリセル１０から状態情報を取りまとめるために、測定基板１００の本体１００ａから互いに異なるバッテリセル１０に向けて分岐される。前記測定端子１００ｂの形成位置について、前記測定端子１００ｂは、並列連結された１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）のうち、いずれか１つのバッテリセル１０に導電性連結されうる。すなわち、並列連結された１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）は、互いに同じ電圧を共有するので、並列モジュールＰＭを形成するそれぞれのバッテリセル１０に対し、測定端子１００ｂを連結する必要はなく、測定基板１００の構造を単純化させ、製造コスト節減のために、並列連結された１対のバッテリセル１０（並列モジュールＰＭ）のうちいずれか１つのバッテリセル１０についてのみ、測定端子１００ｂが連結されうる。それにより、測定基板１００の本体１００ａから分岐される測定端子１００ｂの個数を節減することができる。
本発明の一実施形態において、前記測定端子１００ｂの個数は、全体バッテリセル１０の個数より少なくも形成され（測定端子１００ｂの個数＜バッテリセル１０の個数）、互いに同じ電圧を共有する互いに異なるバッテリセル１０それぞれに対応し、測定端子１００ｂを形成する必要なしに、１つの電圧に対し、１つの測定端子１００ｂが対応するように、測定端子１００ｂの個数を調節することができる。
前記バスバー２００は、バッテリセル１０の列に沿って多数に形成され、多数のバッテリセル１０を電気的に連結することができる。このとき、前記測定基板１００は、多数のバスバー２００のうち第１バスバー２０１と電気的に連結される接続端子１００ｃを含んでもよい。すなわち、前記接続端子１００ｃは、バッテリセル１０の第１面１０ａに導電性連結されず、第１バスバー２０１と導電性連結を形成する。前記接続端子１００ｃは、バッテリセル１０の第１面１０ａに接触せず、第１バスバー２０１に直接接触するのである。
本発明の一実施形態において、前記接続端子１００ｃは、多数のバッテリセル１０のうち、最も低い最低負極電圧（以下、最低負極電圧）を捕捉するためのものであり、最低負極電圧を有する第１バッテリセルＣ１に連結された第１バスバー２０１に直接連結されうる。例えば、前記最低負極電圧を形成する第１バッテリセルＣ１の負極、例えば、第１バッテリセルＣ１の第２電極端子１２は、第１バスバー２０１と連結され、第１バスバー２０１と導電性連結された接続端子１００ｃを介し、測定基板１００にも連結される。前記最低負極電圧が印加された第１バスバー２０１は、バッテリパックの出力端子５０１，５０２とも連結され、例えば、第１出力端子５０１及び第２出力端子５０２のうち負極の第２出力端子５０２とも連結される。
前記第１バッテリセルＣ１と連結された第１バスバー２０１には、測定基板１００の接続端子１００ｃが連結される一方、前記第１バッテリセルＣ１と並列連結され、第１バッテリセルＣ１と共に並列モジュールＰＭを形成する第２バッテリセルＣ２の第１面１０ａ上には、測定端子１００ｂが連結されうる。前記第１バッテリセルＣ１及び前記第２バッテリセルＣ２は、電圧を共有する並列モジュールＰＭを形成するが、接続端子１００ｃを介し、並列モジュールＰＭの負極側電圧（第２電極端子１２側電圧）を測定する一方、測定端子１００ｂを介し、並列モジュールＰＭの両極側電圧（第１電極端子１１側電圧）を測定することができる。すなわち、バッテリセル１０の列に沿っていずれか１つの並列モジュールＰＭにおいては、前記並列モジュールＰＭを形成する第１バッテリセルＣ１及び第２バッテリセルＣ２の側に、それぞれ測定基板１００の接続端子１００ｃと、測定端子１００ｂとが連結され、さらに具体的には、第１バッテリセルＣ１に連結された第１バスバー２０１には、接続端子１００ｃが連結され、第２バッテリセルＣ２の第１面１０ａ上には、測定端子１００ｂが連結されうる。
前記測定基板１００は、接続端子１００ｃ以外に、多数の測定端子１００ｂを含んでもよく、前記測定端子１００ｂは、バッテリセル１０の第１面１０ａに導電性連結され、当該バッテリセル１０の正極電圧（例えば、第１電極端子１１の電圧）を捕捉することができ、前記接続端子１００ｃは、第１バッテリセルＣ１に連結された第１バスバー２０１と導電性連結され、最低負極電圧を捕捉することができる。
前記接続端子１００ｃで入手された最低負極電圧を基準に、測定端子１００ｂで入手された各バッテリパックの正極電圧を合算すれば、全体バッテリパックの電圧差、すなわち、出力電圧を算出し出すことができる。例えば、前記出力電圧は、第１出力端子５０１と第２出力端子５０２との電圧に該当する。前記接続端子１００ｃは、バッテリパックの出力電圧を算出するために、最低負極電圧を有する第１バッテリセルＣ１と連結されている第１バスバー２０１と導電性連結を形成することができる。
図４及び図６を共に参照すれば、前記接続端子１００ｃは、測定基板１００の本体１００ａから曲折され、第１バスバー２０１に向けて上方に持ち上げられた形態に形成され、測定基板１００の本体１００ａから曲折されて上方に延長される延長部１００ｃ１と、前記延長部１００ｃ１から曲折され、第１バスバー２０１と連結された端子部１００ｃ２と、を含んでもよい。
前記接続端子１００ｃと測定端子１００ｂは、測定基板１００の本体１００ａに沿って互いに異なるバッテリセル１０に向けて分岐され、相互から離隔されるようにも形成される。このとき、前記接続端子１００ｃは、測定基板１００の本体１００ａと異なるレベルに配置されるのに反し、前記測定端子１００ｂは、測定基板１００の本体１００ａと同じレベルにも配置される。すなわち、前記測定端子１００ｂは、測定基板１００の本体１００ａと並んだ平面上に配置され、バッテリセル１０の第１面１０ａと導電性連結を形成するという点において、第１バスバー２０１に向けて持ち上げられるように曲折された形態の接続端子１００ｃは、測定端子１００ｂと外形上違いを有することができる。
前記接続端子１００ｃと測定端子１００ｂは、測定基板１００の本体１００ａから同じ方向に沿って並んでも分岐される。すなわち、前記接続端子１００ｃと測定端子１００ｂは、測定基板１００の本体１００ａを中心に、左右いずれか一辺に集中されて形成され、接続端子１００ｃと測定端子１００ｂとの分岐方向は、左右いずれか一辺に向かう。もし接続端子１００ｃと測定端子１００ｂとの分岐方向が左右いずれか一辺に集中されず、左右両側に分散される場合、接続端子１００ｃと測定端子１００ｂとを含む全体測定基板１００の左右幅Ｗサイズが増大され、測定基板１００の原素材コストが増大してしまう。
図２、図５及び図６を共に参照すれば、前記接続端子１００ｃは、バスバーホルダ１５０の貫通ホールＴＨを介し、第１バスバー２０１にも連結される。例えば、前記接続端子１００ｃの延長部１００ｃ１は、バスバーホルダ１５０の貫通ホールＴＨを介し、第１バスバー２０１に向けて延長され、第１バスバー２０１と重なるように連結された端子部１００ｃ２を介し、接続端子１００ｃと第１バスバー２０１との結合がなされる。
前記バスバーホルダ１５０は、測定基板１００と第１バスバー２０１との間に介在され、バスバーホルダ１５０の貫通ホールＴＨを介し、測定基板１００の本体１００ａから延長された接続端子１００ｃが、第１バスバー２０１にも連結される。
前記バスバーホルダ１５０には、貫通ホールＴＨ以外に、多数の結合孔ＣＨが形成されうる。前記貫通ホールＴＨは、接続端子１００ｃの貫通を許容するためのものであり、接続端子１００ｃと第１バスバー２０１との結合位置にも対応し、それと異なり、前記結合孔ＣＨは、測定端子１００ｂと、バッテリセル１０の第１面１０ａとの導電性連結のための結合ツール（図示せず）が、測定端子１００ｂに対して近付くことを許容するためのものであり、測定端子１００ｂと、バッテリセル１０の第１面１０ａとの結合位置にも対応する。
図４を参照すれば、前記接続端子１００ｃは、測定端子１００ｂと同様に、絶縁層から露出された導電パターン１００ｍにも形成され、接続端子１００ｃの露出された導電パターン１００ｍは、測定基板１００の本体１００ａに延長されながら、絶縁層によって取り囲まれて埋め込まれている形態にも延長される。
図７には、本発明と対比される比較例によるバッテリパックの斜視図が図示されている。図８には、図７に図示された測定基板の連結について説明するための図面が図示されている。
本発明と対比される比較例によるバッテリパックは、多数のバッテリセル１と、前記多数のバッテリセル１を電気的に連結するためのバスバー２０と、前記バスバー２０に連結され、バッテリセル１の電圧、温度のような状態情報を入手するための測定基板２１と、を含み、前記バッテリセル１とバスバー２０との間には、バッテリセル１とバスバー２０との絶縁を提供するための絶縁性バスバーホルダ５０が介在されうる。
本発明と対比される比較例によれば、バッテリセル１の電圧情報は、バスバー２０を介して入手され、そのために、測定基板２１は、バスバー２０に連結される。それにより、前記バスバー２０には、測定基板２１の測定端子２１ｂとの連結のための別途の突起部２０ｃが設けられる必要があり、測定基板２１の測定端子２１ｂは、バッテリセル１０の左右両側に配置されたバスバー２０に向けて分岐されながら、全体測定基板２１の左右幅Ｗ’が増大される必要がある。
すなわち、本発明と対比される比較例によれば、前記バスバー２０には、測定基板２１、さらに具体的には、測定端子２１ｂとの連結のための突起部２０ｃが設けられる必要があるので、バスバー２０の構造が複雑化され、突起部２０ｃ形成のために、バスバー２０の製作コストが増大される。例えば、突起部２０ｃが一体に形成されたバスバー２０を形成するために、バスバー２０原素材から、突起部２０ｃ以外の他の部分を切削除去する必要があるので、多数の金属スクラップが浪費される結果をもたらし、バスバー２０の原素材浪費と、バスバー２０成形のための追加工程コストとが要求される。また、左右方向に沿って両側に配列されたバスバー２０に対し、測定基板２１の測定端子２１ｂが連結される必要があるので、測定基板２１の左右幅Ｗ’のサイズが増大し、それは、測定基板２１の原素材コストが増大してしまうということを意味する。ここで、左右方向とは、いずれか１つのバッテリセル１の第１電極端子１ａと第２電極端子１ｂとを連結する方向を意味する。例えば、測定基板２１の左右幅Ｗ’のサイズが増大するというのは、相対的に広い左右幅を有する原素材から、不要な部分の切削除去が必要であるので、原素材の浪費が招かれてしまう。
図４に図示されているように、本発明によれば、測定基板１００の測定端子１００ｂがバスバー２００に連結されず、バッテリセル１０の第１面１０ａに直接連結されるので、測定端子１００ｂが左右両側に配置されたバスバー２００に向けて左右両側に分岐される必要がなく、測定端子１００ｂが左右いずれか一辺に並んでも分岐される。それにより、本発明によれば、測定基板１００の左右幅Ｗのサイズが小さくなり、測定基板１００の原素材コストが節減されうる。また、図２に図示されているように、本発明においては、測定端子１００ｂがバスバー２００に連結されないので、バスバー２００には、測定端子１００ｂとの連結のための突起部が形成される必要がなく、バスバー２００の外形は、突起部が円滑な外面を有することができ、バスバー２００形成のために、多数の金属スクラップを除去するための追加工程コスト、及び多数の金属スクラップの除去による原素材の浪費が発生しない。定量的に見るとき、比較例の測定基板２１の幅Ｗ’と比較し、本発明の測定基板１００の幅Ｗは、おおよそ７５％レベルに低減される。
本発明は、添付された図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、それらは、例示的なものに過ぎず、本発明が属する技術分野で当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができるであろう。
本発明は、充電及び放電が可能なエネルギー源としてのバッテリパックにも適用される。
１ バッテリセル
１ａ 第１電極端子
１ｂ 第２電極端子
１０ バッテリセル
１０ａ 第１面
１１ 第１電極端子
１１ａ 端子リベット
１１ｂ 端子プレート
１２ 第２電極端子
１２ａ 端子リベット
１２ｂ 端子プレート
１３ 絶縁性ガスケット
１５ 電極組立体
１５ａ 第２電極板
１５ａ 第１電極板
１５ｃ セパレータ
１６ リード部材
１７ リード部材
１８ カン
１９ キャッププレート
２０ バスバー
２０ｃ 突起部
２１ 測定基板
２１ｂ 測定端子
５０ 絶縁性バスバーホルダ
１００ 測定基板
１００ 全体測定基板
１００ａ 本体
１００ｂ 測定端子
１００ｃ 接続端子
１００ｃ１ 延長部
１００ｃ２ 端子部
１００ｍ 導電パターン
１５０ バスバーホルダ
１５０’ 端子ホール
２００ バスバー
２００ａ ブランチ部
２００ｃ 連結部
２０１ 第１バスバー
５０１ 第１出力端子
５０２ 第２出力端子

Claims (21)

  1. バッテリセルと、
    前記バッテリセルの状態情報を入手するためのものであり、前記バッテリセルの第１面上に重なるように配置され、バッテリセルの第１面に導電性連結された測定端子を具備する測定基板と、を含むバッテリパック。
  2. 前記測定端子は、バッテリセルの第１面に接触し、電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
  3. 前記バッテリセルの第１面には、電極端子が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
  4. 前記電極端子は、互いに反対極性の第１電極端子及び第２電極端子を含み、
    前記バッテリセルの第１面は、第１電極端子と電気的に連結されることを特徴とする請求項３に記載のバッテリパック。
  5. 前記バッテリセルは、列をなして配列された多数のバッテリセルを含み、
    前記測定基板は、前記バッテリセルの列に沿って延長される測定基板の本体を含み、
    前記測定端子は、前記測定基板の本体から互いに異なるバッテリセルに向けて分岐され、相互から離隔された多数の測定端子を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
  6. 前記多数の測定端子は、前記測定基板の本体から同じ方向に沿って並んで分岐されることを特徴とする請求項５に記載のバッテリパック。
  7. 前記測定端子の個数は、全体バッテリセルの個数より少ないことを特徴とする請求項５に記載のバッテリパック。
  8. 前記バッテリセルの列に沿って、互いに隣接するように配置されたバッテリセルは、互いに並列連結されて並列モジュールを形成し、
    前記測定端子は、各並列モジュールを形成するいずれか１つのバッテリセルの第１面に導電性連結されることを特徴とする請求項７に記載のバッテリパック。
  9. 前記バッテリセルは、列をなして配列された多数のバッテリセルを含み、
    前記多数のバッテリセルを互いに電気的に連結するためのバスバーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
  10. 前記バスバーは、バッテリセルの列に沿って互いに隣接しないように配置されたバッテリセルを電気的に連結することを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。
  11. 前記バスバーは、バッテリセルの列に沿って互いに隣接しないように配置されたバッテリセルの互いに反対極性同士直列に連結することを特徴とする請求項１０に記載のバッテリパック。
  12. 前記バスバーと測定基板との間には、絶縁性のバスバーホルダが介在されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。
  13. 前記バッテリセルの第１面上には、測定基板とバスバーホルダとが順次に配置され、
    前記バスバーホルダには、前記測定基板の測定端子と、バッテリセルの第１面との導電性連結を形成する結合ツールの接近を許容するように、バスバーホルダを貫通する結合孔が形成されることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリパック。
  14. 前記結合孔は、測定端子と、バッテリセルの第１面との結合位置に対応することを特徴とする請求項１３に記載のバッテリパック。
  15. 前記バスバーは、多数のバスバーを含み、
    前記測定基板は、測定基板の本体から分岐されたものであり、前記バスバーのうち第１バスバーと電気的に連結される接続端子をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。
  16. 前記第１バスバーは、バッテリセルの列に沿って最も低い最低負極電圧を有する第１バッテリセルと電気的に連結されることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリパック。
  17. 前記第１バスバーは、バッテリパックの出力端子と連結されることを特徴とする請求項１６に記載のバッテリパック。
  18. 前記第１バスバーと測定基板との間には、絶縁性のバスバーホルダが配置され、
    前記バスバーホルダには、前記接続端子の貫通を許容するための貫通ホールが形成されることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリパック。
  19. 前記接続端子は、
    前記測定基板の本体から曲折され、第１バスバーに向けて延長される延長部と、
    前記延長部から曲折され、第１バスバーに連結される端子部と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載のバッテリパック。
  20. 前記接続端子と測定端子は、前記測定基板の本体に沿って互いに異なるバッテリセルに向けて分岐されて相互から離隔されるものの、
    前記接続端子は、測定基板の本体と異なるレベルに配置され、
    前記測定端子は、測定基板の本体と同じレベルに配置されることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリパック。
  21. 前記接続端子と測定端子は、前記測定基板の本体から同じ方向に沿って並んで分岐されることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリパック。
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