JP5154451B2 - バッテリーモジュール - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーモジュールに関し、より具体的には、２つのバッテリーセルを含み、２つのバッテリーセルのそれぞれは、その下端及び上端で形成された電極端子を有しているバッテリーモジュールであって、上端密封部分、下端密封部分、一の側部密封部分がフレーム部材に取り付けられるフレーム部材と、バッテリーセルの外側表面を覆う一方、バッテリーセルがフレーム部材に取り付けられるための金属製のシース部材と、金属製のシース部材によって覆われたバッテリーセルのそれぞれの上端及び下端に取り付けられたキャップ（上端キャップ及び下端キャップ）と、をさらに含んでいるバッテリーモジュール、に関する。

近年、充電されることができ、且つ放電されることができる二次電池は、無線携帯装置（wireless mobile devices）のためのエネルギー源として幅広く使用されている。また、二次電池は、化石燃料を使用するガソリン自動車及びディーゼル自動車が存在することによって引き起こされる、大気汚染などの問題を解決するために開発されている、電気自動車（ＥＶ）及びハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）のための電力源として、かなり注目を引きつけている。

小型の携帯装置は、各装置のために１つ又は複数の小型のセルを使用する。一方、自動車などの中型又は大型の装置は、高出力及び大容量が中型又は大型の装置のために必要であるので、互いに電気的に接続された複数のバッテリーセルを有する中型又は大型のバッテリーモジュールを使用する。

好ましくは、中型又は大型のバッテリーモジュールは、可能ならば、小型及び小さい重量で製造される。この理由のために、プリズム状のバッテリー（prismatic battery）又はパウチ形状のバッテリーは、高い集積化で積み重ねられることができ、容量比に対して小さい重量を有することができ、中型又は大型のバッテリーモジュールのバッテリーセルとして一般的に使用される。特に、大きな関心は、パウチ形状のバッテリーが軽量且つ低コストで製造されることができるので、シース部材としてアルミ製の積層板を使用するパウチ形状のバッテリーにおいて内に現在引きこされている。

図１は、従来の代表的なパウチ形状のバッテリーを一般的に図示する斜視図である。図１に示されるパウチ形状のバッテリー１０は、２つの電極リード１１及び１２がバッテリー本体１３の上端及び下端からそれぞれ突出する一方、電極リード１１及び１２が互いに反対側に配置される構造で構成される。シース部材１４は、上部シース部分と下部シース部分とを備える。すなわち、シース部材１４は、２つのユニット部材（two-unit member）である。電極アセンブリ（図示せず）は、シース部材１４の上部シース部分と下部シース部分との間に形成された受容部内に受容される。反対側の側部１４ａ及び上端１４ｂ、下端１４ｃは、シース部材１４の上部シース部分及び下部シース部分の接触領域であり、互いに接着され、それによってパウチ形状のバッテリー１０が製造される。シース部材１４は、樹脂層／金属フィルム層／樹脂層の積層構造で構成される。その結果として、樹脂層で溶接するように、シース部材１４の上部シース部分及び下部シース部分の反対側の側部１４ａ及び上端１４ｂ及び下端１４ｃに熱及び圧力を適用することによって、互いに接触状態であるシース部材１４の反対側の側部１４ａ及び上端１４ｂ，下端１４ｃを互いに接着することが可能であり、互いに樹脂層に溶接することが可能である。
状況に応じて、シース部材１４の上部シース部分及び下部シース部分の反対側の側部１４ａ及び上端１４ｂ及び下端１４ｃは、接着剤を使用して互いに接着されることができる。シース部材１４の反対側の側部１４ａのために、シース部材１４の上部シース部分及び下部シース部分の同一の樹脂層は、互いに直接的に接触し、それによって、シース部材１４の反対側の側部１４ａでの均一な密封が溶接によって達成される。他方で、シース部材１４の上端１４ｂ及び下端１４ｃのために、電極リード１１及び１２は、シース部材１４の上端１４ｂ及び下端１４ｃから突出する。この理由のために、シース部材１４の上部シース部分及び下部シース部分の上端１４ｂ及び下端１４ｃは、互いに熱で溶接される一方、フィルム形状のシール部材１６は、電極リード１１及び１２の厚さと、電極リード１１及び１２とシース部材１４との間の材料の差異とを考慮して、電極リード１１及び１２とシース部材１４との間に挟まれる。それによって密封性を増加させる。

しかしながら、シース部材１４の機械的強度は低い。この問題を解決するために、カートリッジなどのパックケース内にバッテリーセル（ユニットセル）を取り付け、それによって、安定した構造を有するバッテリーモジュールを製造する方法を提案されている。また、中型又は大型のバッテリーモジュールがその中に設置される装置又は自動車は、制限された設置空間を有する。その結果として、バッテリーモジュールのサイズが、カートリッジなどのパックケースの使用のために増加される場合、空間の利用率は低減される。上記の低い機械的強度のために、バッテリーセルは、バッテリーセルの充電及び放電中に繰り返し膨脹し、縮小する。結果として、熱で溶接された領域は、互いから容易に分離される場合がある。

バッテリーモジュールが、組み合わせられた複数のユニットセルを含む構造であるので、安全性及びバッテリーモジュールの操作効率は、過電圧、過電流、及び加熱が複数のユニットセルのいくつかのユニットセルで発生する場合に低下される。その結果として、過電圧、過電流、及び加熱を検出するための手段は、必要とされる。特に、電圧及び温度センサーは、バッテリーセルに接続され、それによって、リアルタイム又は所定の時間間隔で検出し、且つバッテリーセルの動作を制御する。しかしながら、検出手段の取り付け又は接続は、バッテリーモジュールの組み立てプロセスを複雑にさせる。さらに、短絡は、複数のワイヤの供給のために発生する場合がある。
国際出願第ＰＣＴ／ＫＲ２００４／００３３１２号 韓国特許出願第２００４−００９２８８７号

それ故に、本発明は、上記の問題、及びまだ解決されていない他の技術的問題を解決させる。

特に、本発明の目的は、バッテリーモジュールの重量及びサイズが最小限にされる一方、バッテリーセルの強度が増加され、且つバッテリーセルの操作を検出する検出手段が容易に取り付けられ、且つ、短絡の発生がバッテリーモジュールの組み立て中又は操作中に効果的に妨げるバッテリーモジュールを提供することである。

本発明の他の目的は、中型又は大型のバッテリーモジュールが、単体として各バッテリーモジュールを使用して製造される場合に、バッテリーモジュール間の電気的な接続が容易に実施されるバッテリーモジュールを提供することである。

本発明の一の態様に従って、上記の目的及び他の目的は、２つのバッテリーセルを備え、２つのバッテリーセルのそれぞれがその上端及び下端に電極端子を有しているバッテリーモジュールであって、前記バッテリーモジュールは、さらに、バッテリーセルの上端密封部分と、下端密封部分と、一の側部密封部分が取り付けられたフレーム部材と、バッテリーセルの外部表面を覆う一方、バッテリーセルがフレーム部材に取り付けられるための金属製のシース部材と、バッテリーセルの上端及下端に取り付けられたキャップ（上端キャップ及び下端キャップ）であって、それぞれ金属製のシース部材によって覆われているキャップと、を備えていることを特徴とするバッテリーモジュールの規定によって達成されることができる。

各バッテリーセルは、充電することができ、且つ放電することができる二次電池であり、その中に取り付けられた電極アセンブリと、熱溶接によってその縁部に形成された密封部分と、を有する二次電池である。好ましくは、二次電池は、電極アセンブリが、金属層及び樹脂層を含んでいる積層シートからなるバッテリーケース内に取り付けられ、例えば、アルミニウム製の積層シートパウチ形状のケース内に取り付けられる構造で構成される。本明細書の以降の部分では、上述された構成を有する二次電池が、パウチ形状のバッテリーセルとして言及される。

パウチ形状のバッテリーのケースは、様々な構造で構成される。例えば、パウチ形状のバッテリーのシース部材は、電極アセンブリがツーユニット部材（two-unit member）の上部内部表面及び／又は下部内部表面で形成された受容部分で受容され、上部接触領域及び下部接触領域が密封される構造で構成されることができる。上述された構造を有するパウチ形状のバッテリーセルは、特許文献１に開示されており、本特許出願の出願人の名称で出願されている。上述された特許文献１の開示は、本明細書に参照によって組み込まれる。

電極アセンブリは、陰極及び陽極を備え、その陰極及び陽極によって、バッテリーの充電及び放電が可能になる。電極アセンブリは、陰極及び陽極が積み重ねられる一方、セパレーターが各陰極と各陽極との間で配置される構造で構成される。例えば、電極アセンブリは、ジェリーロールタイプの構造又は積み重ねるタイプの構造で構成される。電極アセンブリの陰極及び陽極は、陰極の電極タップ及び陽極の電極タップがバッテリーから直接的に外側に突出するように構成されることができる。代替方法として、電極アセンブリの陰極及び陽極は、陰極の電極タップ及び陽極の電極タップが追加のリードに接続され、このリードがバッテリーから外側に突出するように構成されることができる。

好ましい実施形態において、フレーム部材は、溝を有する下端フレームであって、バッテリーセルの下部電極端子が溝内に挿入される一方、バッテリーセルの下部電極端子が互いに結合され、バッテリーセルの下端密封部分が下端フレームに取り付けられるように構成される下端フレームと、バッテリーセルの上端密封部分が上端フレームに取り付けられるように構成された上端フレームと、下端フレームと上端フレームとの間に接続された側部フレームであって、バッテリーセルの一の側部密封部分が側部フレームに取り付けられるように構成される側部フレームと、を含んでいる。

特に、フレーム部材は、上端フレーム及び下端フレームが側部フレームを介して互いに接続される構造で構成される。すなわち、フレーム部材は、Ｄ字形状の構造で一般的に構成される。

この構造において、上端フレーム又は下端フレームには、バッテリーセルの電圧及び／又は温度を検出するための端子（検出端子）が設けられることができ、上端フレームには、外部回路に検出端子を接続するための接続端子が設けられことができる。その結果として、バッテリーセルがフレーム部材に取り付けられる場合に、バッテリーセルは、バッテリーセルの電圧及び／又は温度を検出するための検出手段に自動的に接続され、それ故に、バッテリーモジュールを製造するためのプロセスはさらに単純化される。

特に、検出端子が下端フレームに取り付けられ、検出端子が側部フレーム内に取り付けられたワイヤを介して上端フレームの接続端子に接続される構造において、検出端子を接続するためのワイヤ(wire)は、外側に露出されることはない。その結果として、短絡の発生は、バッテリーモジュールの組み立て中及び使用中に妨げられる。接続端子は、突出構造又は窪み構造で構成されることができる。

本発明によるフレーム部材において、下端フレームは、バッテリーセルの下端密封部分が取り付けられる領域である。バッテリーセルの下部電極端子は、下端フレームの溝内に挿入される一方、バッテリーセルの下部電極端子が互いに結合される。バッテリーセルの下部電極端子は、下端フレームの溝内に挿入されることができる一方、バッテリーセルの下部電極端子は、例えば溶接によって互いに結合されることができる。下端フレームの溝は、結合された電極端子のサイズに対応するサイズを有することができる。代替方法として、下端フレームは、下端フレームが側部フレームに対して反対側の側部で開口される構造で構成されることができる。

電圧及び／又は温度検出端子が下端フレームに取り付けられるケースにおいて、下端フレームが貫通孔を有し、検出端子が貫通孔に接続されることが好ましい。その結果として、電極端子は、貫通孔を通じて検出端子に接続されることができる一方、結合された電極端子が溝内に挿入されることができる。代替方法として、電極端子の対応する領域は、貫通孔を通じて穿孔される一方、結合された電極端子は、溝内に挿入され、追加の導電性の固定部材は貫通孔を通じて挿入されることができ、それによって、電極端子が検出端子に接続されることができる。

側部フレームは、下端フレーム及び上端フレームを相互連結するのに役立つ。側部フレームは、バッテリーセルの一の側部密封部分が取り付けられる領域である。その結果として、バッテリーセルがフレーム部材に取り付けられた場合に、バッテリーセルの他の側部密封部分は露出される一方、他の側部密封部分は側部フレームによって支持されることはない。

好ましくは、側部フレームには、溝が設けられることができ、バッテリーセルの一の側部密封部分がその溝内に挿入され、それによって、バッテリーセルの一の側部密封部分が側部フレームに容易に取り付けられることができる。

バッテリーセルの上端密封部分が取り付けられる上端フレームで、上部電極端子は、外部回路に接続される。複数のバッテリーモジュールが、中型又は大型のバッテリーモジュールを構成するように、積み重ねられる場合に、一のバッテリーモジュールの電極端子は、他の隣接したバッテリーモジュールの電極端子に接続される。電気的な接続は、追加の接続部材を使用することなく、上部電極端子に直接的に実施される場合がある。代替方法として、電気的な接続は、上端フレームの外部入出力端子を介して間接的に実施される場合がある。

電気的な接続が、追加の接続部材を使用することなく直接的に実施される場合、例えば、隣接のバッテリーモジュールの上部電極端子は溶接によって互いに直接的に結合されることができる。

外部入出力端子は、上端フレームと一体に形成されることができ、例えば、外部入出力端子は、フレーム部材が成形される場合に所定の位置に形成されることができる。代替方法として、外部入出力端子は、別個の部材として、上端フレームに結合されることができる。

バッテリーセルの下部電極端子が互いに結合されるので、バッテリーセルの上部電極端子は上端フレームに取り付けられる一方、バッテリーセルの上部電極端子は互いから電気的に絶縁される。好ましい実施形態において、上端フレームには、溝（挿入溝）が設けられ、バッテリーセルの上端密封部分がその溝内に挿入される。その結果として、バッテリーセルの電極端子を反対方向に屈曲することが可能になり、次いで、バッテリーセルの屈曲された電極端子を上端フレームに取り付けるが可能になる一方、バッテリーセルの上端密封部分が挿入溝内に挿入されることが可能になる。このケースにおいて、２つの電極端子の互いからの絶縁は、安定して達成される一方、電極端子は上端フレームに取り付けられる。好ましくは、上部電極端子は、上部電極端子の金属製のシース部材からの絶縁を保証するように、上端フレーム内に完全に配置される。

本発明によるフレーム部材は、フレーム部材が電気的に絶縁された材料からなる限り、特に制限されることはない。好ましくは、フレーム部材は、プラスチック樹脂からなる。より好ましくは、上端フレーム、下端フレーム、及び側部フレームは、一体に形成される。

本発明によれば、金属製のシース部材は、バッテリーモジュールの外部ケースを構成する金属プレートである。好ましくは、金属製のシース部材は、アルミニウムなどの高強度で軽量な材料からなり、それによって、バッテリーセルは金属製のシース部材内に安定して取り付けられる。

好ましくは、金属製のシース部材は、０．２ｍｍから１．０ｍｍの厚さを有する。これは、金属製のシース部材があまりにも厚い場合に、金属製のシース部材の屈曲プロセス及び切断プロセスが困難になるからであり、且つ金属製のシース部材があまりにも薄い場合に、金属製のシース部材が所望される機械的強度を有することができないからである。

金属プレートは、例えば、バッテリーセルの一の側面が金属プレートによって覆われ、金属プレートの反対側の端部がバッテリーセルの他の側面に互いに結合されるように屈曲される。結果として、バッテリーセルの外側表面及び側部フレームの外側表面は、金属プレートによって完全に覆われる。

金属プレートの対向する端部間の結合は、様々な方法で達成されることができる。例えば、金属プレートの対向する端部間の結合は、溶接、はんだ付け、接着、溶融樹脂を使用する一体成形、及びホックを使用する機械的な接続によって達成されることができる。金属プレートの対向する端部間の結合力が高く、溶接が使用される場合、結合領域の大きさが最小化されるので、溶接によって金属プレートの対向する端部間の結合を達成することは、好ましい。

本発明によれば、キャップは、バッテリーセルの対向する端部で、バッテリーセルの電極端子、フレーム部材、及び金属製のシース部材を固定するのに役立つ。特に、キャップは、バッテリーセルの下部電極端子、下部電極端子が取り付けられる下端フレーム、及び、下部電極端子及び下端フレームの外側表面を覆う金属製のシース部材の下部、を固定するための下端キャップと、バッテリーセルの上部電極端子、上部電極端子が取り付けられる上端フレーム、及び、上部電極端子及び上端フレームの外側表面を覆う金属製のシース部材の上部、を固定するための上端キャップと、を含む。

好ましくは、下端キャップには、バッテリーセルの下端密封部分の外部表面を覆う突出部が設けられることができ、それによって、バッテリーセルの結合された下部電極端子が突出部によってより確実に固定される。

外部入出力端子が上端フレーム内に含まれる場合において、開口部が上端キャップ内に形成され、それによって外部入出力端子が開口部を通じて外側に露出されることは、好ましい。

本発明によるキャップは、キャップが電気的に絶縁された材料からなる限り、特に制限されることはない。好ましくは、キャップは、プラスチック樹脂からなる。

本発明の他の態様に従って、単体として上記のバッテリーモジュールを使用して製造された中型又は大型のバッテリーモジュールが提供される。バッテリーモジュールの組み合わせは、所望される出力及び容量に応じて変化されることができ、それによって、バッテリーモジュールの適用性は、非常に高い。

本発明による中型又は大型のバッテリーモジュールは、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、及び二輪電気自動車などの装置の電力源として特に好ましく、それらの装置は高出力及び大容量の電力を必要とし、様々な外力、例えば振動及び衝撃が適用される。

本発明による上記の目的及び他の目的、特徴、及び他の利点は、添付した図面と併用された以下の詳細な説明からより明白に理解されるであろう。

今、本発明の好ましい実施形態は、添付された図面を参照することによって、詳細に記載される。しかしながら、本発明の技術的な範囲が図示された実施形態に限定されることはないことに留意されるべきある。

本明細書の以降の部分には、本発明の好ましい実施形態によるバッテリーのジュールの組み立てプロセスが、バッテリーモジュールの分解斜視図である図２を参照することで記述されるであろう。

図２を参照して、バッテリーモジュール５００は、一対のバッテリーセル１００，１０１と、フレーム部材２００と、金属製のシース部材３００と、上端キャップ４００と、下端キャップ４１０と、を含んでいる。２つのバッテリーセル１００及び１０１は、フレーム部材２００に取り付けられ、それによって、バッテリーセル１００及び１０１の上端密封部分１３０及び１３１と、下端密封部分１４０及び１４１と、右側部密封部分１５０及び１５１とは、フレーム部材２００の上端フレーム２１０と、下端フレーム２２０と、側部フレーム２３０とに配置される。金属製のシース部材３００は、バッテリーモジュール５００の外側ケースを構成され、２つのバッテリーセル１００及び１０１と、フレーム部材２００との外側表面を覆うように取り付けられる。上端キャップ４００は、２つのバッテリーセル１００及び１０１の上部電極端子１１０及び１１１が配置される上端密封部分１３０及び１３１と、上端フレーム２１０と、金属性のシース部材３００とを固定するように取り付けられる。下端キャップ４１０は、２つのバテッリーセル１００及び１０１の下部電極端子１２０及び１２１が配置される下端密封部分１４０及び１４１と、下端フレーム２２０と、金属のシース部材３００とを固定するように取り付けられる。この方法において、バッテリーモジュール５００は、製造される。

２つのバッテリーセル１００及び１０１は、互いに結合される一方、２つのバッテリーセル１００及び１０１の上部電極端子１１０及び１１１は、反対方向に屈曲され、それによって、上部電極端子１１０及び１１１は、上端密封部分１３０及び１３１の外側に配置され、且つ、２つのバッテリーセル１００及び１０１の下部電極端子１２０及び１２１は、互いに向けて屈曲し、それによって、下部電極端子１１０及び１１１は、下端密封部分１４０及び１４１の内側に配置される。例えば、バッテリーセル１００及び１０１の下部電極端子１２０及び１２１は、溶接することによって互いに結合されることができる。

フレーム部材２００は、上端フレーム２１０と、下端フレーム２２０と、側部フレーム２３０と、を含んでいる。上端フレーム２１０の一の側部は、側部フレーム２３０を介して下端フレーム２２０の一の側部に接続される。言い換えれば、フレーム部材２００は、フレーム部材２００の一の側部が開口されるＤ字状の構造に構成される。

上端フレーム２１０の上端表面では、外部入出力端子２１１と、電極及び温度検出接続端子２１２とが形成される。上端フレーム２１０では、一対の挿入溝２１３及び２１４が形成され、２つのバッテリーセル１００及び１０１の上端密封部分１３０及び１３１が一対の挿入溝２１３及び２１４内に挿入され、それによって、挿入溝２１３及び２１４が上端フレーム２１０の一の側部内に開口される。下端フレーム２２０では、溝２２１が形成され、バテッリーセル１００及び１０１の下部電極端子１２０及び１２１は、その溝２２１内に挿入され、それによって、溝２２１は、挿入溝２１３及び２１４と同じ方向に開口される。下端フレーム２２０では、貫通孔２２２が形成され、貫通孔２２２は、２つのバッテリーセル１００及び１０１の下部電極端子１２０及び１２１に対応する。貫通孔２２２は、（図５に見られるように）電圧及び温度検出端子２２５に接続される。側部フレーム２３０では、下端フレーム２２０の電圧及び温度検出端子２２５に接続するためのワイヤ２２４が、上端フレーム２１０の接続端子２１２に取り付けられる。側部フレーム２３０の内部表面には、溝２３１が形成され、その溝２３１は、２つのバッテリーセル１００及び１０１の側部密封部分１５０及び１５１に対応する。

金属製のシース部材３００は、２つのユニットセル１００及び１０１の一の側部を覆うように屈曲される。金属製のシース部材３００の反対側の端部は、２つのユニットセル１００及び１０１の他の側部表面で、互いに溶接され、例えば、側部フレーム２３０が配置される位置で、互いに溶接され、それによって、金属製のシース部材３００は、バッテリーモジュール５００の外側ケースを構成する。

上端キャップ４００には、開口部４０１及び４０２が形成され、フレーム部材２００の外部入出力端子２１１と電圧及び温度検出接続端子２１２とは、その開口部４０１及び４０２を通じて外側に露出される。下端キャップ４１０では、２つのユニットセル１００及び１０１の下端密封部分１４０及び１４１を固定するための一対の突出部４１１及び４１２がその外側に形成される。

図３は、上述のプロセスを通じて製造されたバッテリーモジュールの斜視図である。

図３を参照して、フレーム部材（図示せず）の外部入出力端子２１１及び電圧及び電極検出接続端子２１２は、上端キャップ４００の開口部４０１及び４０２を通じて外側に露出される。２つのバテッリーセル（図示せず）は、金属製のシース部材４００によって安定して覆われる。その結果として、上述の構成を有するユニットモジュール５００の機械的強度は、優れているけれども、ユニットモジュール５００は、薄い構造で構成される。

図４は、図３に図示されたバッテリーモジュールのバッテリーセルの下端及び下端キャップを図示する拡大斜視図であり、図５は、図３に図示されたバッテリーモジュールのバッテリーセルの下端キャップと下端のとの間の結合を図示する断面図である。

それらの図面を参照して、バッテリーセル１００及び１０１の下部電極端子１２０及び１２１は、下端フレーム２２０の溝２２１内に挿入される一方、バッテリーセル１００及び１０１の下端電極端子１２０及び１２１は、互いに結合される。下部電極端子１２０及び１２１は、下端フレーム２２０を覆うように屈曲され、それによって、下端密封部分１４０及び１４１が溝２２１の反対側に配置される。下部電極端子１２０及び１２１は、電圧及び温度検出端子２２５に接続され、この電圧及び温度検出端子２２５は、貫通孔２２２内で係合される固定部材２２３によって、下端フレーム２２０の貫通孔２２２の内面に取り付けられる。それらの結合及び接続領域は、下端キャップ４１０によって密封され、下端キャップ４１０は下端密封部分１４０及び１４１の外側を覆い、それ故に、結合及び接続領域は、外側から絶縁される。さらに、結合及び接続領域は、下端キャップ４１０の突出部４１１及び４１２によって確実に固定される。

図６は、単一体として、図３のバッテリーモジュールを使用して製造された中型又は大型のバッテリーモジュールを図示する斜視図である。

図６で示されるように、中型又は大型のバッテリーモジュールは、所望される出力及び容量によるユニットモジュール５００、５０１などのバッテリーモジュールを積み重ねることによって非常に容易に製造されることができる。例えば、外部入出力端子２１１と電圧及び温度検出端子２１２とは、バスバー（図示せず）によって対応する端子に接続される一方、バッテリーモジュール５００，５０１などのバッテリーモジュールは、バッテリーモジュール５００、５０１どのバッテリーモジュールの側面が、図面に示されるように、互いに隣接するように、互いに連続的に取り付けられ、それによって、バッテリーモジュール６００が完成される。バスバーは、例えばワイヤ、フレキシブル回路基板（ＰＣＢ）、及び金属性のプレートなどの様々な形状に形成されることができる。

中型及び大型のバッテリーモジュール６００を製造するためのバッテリーモジュール５００，５０１などのバッテリーモジュールの配置は、様々な形態で達成されることができる。例えば、図６に図示されるように、バッテリーモジュール５００，５０１などのバッテリーモジュールは、各バッテリーモジュール５００，５０１などのバッテリーモジュールの電極端子が同一平面で配置される一方、隣接する電極端子は反対側の極性を有するような方法で配置されることができる。代替方法として、バッテリーモジュール５００，５０１などのバッテリーモジュールは、隣接したバッテリーモジュール５００，５０１などのバッテリーモジュールの電極が９０°以上に方向付けされ、例えば互いに対して１８０°で方向付けされるような配向構造で配置される。代替の配向構造は、引用文献２に開示され、引用文献２は、本出願の出願人の名称で提出されている。上記の特許出願の開示は、参照によって本明細書に組み込まれる。

本発明の好ましい実施形態が図示の目的のために開示されるけれども、当業者は、様々な変形体、追加、及び代替が、添付された特許請求の範囲内で開示されるように本発明の技術的範囲及び精神から逸脱することなく、可能であることを理解する。

上記の説明から明白であるように、本発明によるバッテリーモジュールは、バッテリーセルの重量及びサイズを最小限にし、バッテリーセルの強度を増加することが可能であるという点で効果的である。同様に、バッテリーセルの操作を検出する検出手段を容易に取り付けることが可能であり、バッテリーモジュールの組み立て中及び操作中に短絡の発生を効果的に妨げることが可能である。さらに、単一体としてそれぞれのバッテリーモジュールを使用して、中型又は大型のバッテリーモジュールを製造する場合に、バッテリーモジュール間の電気的な接続を容易に実施することが可能である。

従来の代表的なパウチ形状のバッテリーを図示する斜視図である。 本発明の好ましい実施形態によるバッテリーモジュールを図示する分解斜視図である。 図２で示されるバッテリーモジュールの組み立て斜視図である。 図３に示されるバッテリーモジュールのバッテリーセルの下端キャップ及び下端を図示する拡大斜視図である。 図３に示されるバッテリーモジュールのバッテリーセルの下端キャップと下端との間の結合を図示する分解図である。 単一体として、図３のバッテリーモジュールを使用して製造された中型又は大型のバッテリーモジュールの斜視図である。

符号の説明

１０ パウチ形状のバッテリー
１１ 電極リード
１２ 電極リード
１３ バッテリー本体
１４ シース部材
１４ａ 反対側の側部
１４ｂ 上端
１４ｃ 下端
１００ バッテリーセル
１１０ 上部電極端子
１１１ 下部電極端子
１２０ 下部電極端子
１２１ 下部電極端子
１３０ 上端密封部分
１３１ 上端密封部分
１４０ 下端密封部分
１４１ 下端密封部分
１５０ 右側密封部分
１５１ 右側密封部分
２００ フレーム部材
２１０ 上端フレーム
２１１ 外部入出力端子
２１２ 電圧及び温度検出端子
２１３ 挿入溝
２１４ 挿入溝
２２０ 下端フレーム
２２１ 溝
２２２ 貫通孔
２２４ ワイヤ
２３０ 側部フレーム
２３１ 溝
３００ シース部材
４００ 上端キャップ
４０１ 開口部
４０２ 開口部
４１０ 下端キャップ
４１１ 突出部
４１２ 突出部
５００ バッテリーモジュール
５０１ バッテリーモジュール
６００ 中型又は大型のバッテリーモジュール

Claims (12)

1. ２つのバッテリーセルを備え、前記バッテリーセルのそれぞれがその上端及び下端で形成される電極端子を有しているバッテリーモジュールであって、
   前記バッテリーモジュールは、さらに
   前記バッテリーセルの上端密封部分、下端密封部分、及び一の側部密封部分が取り付けられるフレーム部材と、
   前記バッテリーセルの外側表面を覆う一方、前記バッテリーセルが前記フレーム部材に取り付けられるための金属製のシース部材と、
   前記バッテリーセルの前記上端及び前記下端に取り付けられたキャップ（上端キャップ及び下端キャップ）であって、それぞれが前記金属製のシース部材によって覆われているキャップと、
   を備えていることを特徴とするバッテリーモジュール。
2. 前記フレーム部材は、
   溝を有する下端フレームであって、前記バッテリーセルの下端電極端子が前記溝内に挿入される一方、前記バッテリーセルの前記下端電極端子は互いに結合され、前記バッテリーセルの前記下端密封部分が前記下端フレームに取り付けられるように構成されている前記フレーム部材と、
   前記バッテリーセルの前記上端密封部分が上端フレームに取り付けられるように構成される前記上端フレームと、
   前記下端フレームと前記上端フレームとの間に接続された側部フレームであって、前記一の側部密封部分が前記側部フレームに取り付けられるように構成される前記側部フレームと、
   を含んでい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. 前記上端フレーム又は前記下端フレームには、前記バッテリーセルの電圧及び／又は温度を検出するための端子（検出端子）が設けられ、
   前記上端フレームには、外部回路に検出端子を接続するための接続端子が設けられてい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。
4. 前記検出端子は前記下端フレームに取り付けられ、前記検出端子は前記側部フレーム内に取り付けられたワイヤを通じて前記上端フレームの前記接続端子に接続され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. 前記下端フレームは、貫通孔を有し、前記検出端子が前記貫通孔に接続されてい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. 前記側部フレームには、溝が設けられ、前記バッテリーセルの前記一の側部密封部分は前記溝内に挿入されてい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。
7. 前記上端フレームには、溝（挿入溝）が設けられ、前記バッテリーセルの上端電極端子が前記溝内に挿入される一方、前記バッテリーセルの前記上端電極端子は屈曲されてい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。
8. 前記上端フレームは、外部入出力端子を有し、前記外部入出力端子は、前記フレーム部材を成形する場合に前記上端フレームと一体に形成され、又は別個の部材として前記上端フレームに結合されてい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。
9. 前記金属製のシース部材は、０．２ｍｍから１．０ｍｍの厚さを有する金属プレートであ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。
10. 前記金属プレートは、前記バッテリーセルの一の側面が前記金属プレートによって覆われ、前記金属プレートの反対側の端部が前記バッテリーセルの他の側面で互いに結合されるように、屈曲されていることを特徴とする請求項９に記載のバッテリーモジュール。
11. 下端キャップには、突出部が設けられ、前記突出部が前記バッテリーセルの前記下端密封部分の外側面を覆ってい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。
12. 単体として、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを使用して製造されることを特徴する中型又は大型のバッテリーモジュール。

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