JP6455966B2 - バッテリーパック - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリーパックに関する。
通常、二次電池は、充電不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電可能な電池である。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などのエネルギー源として使われ、適用される外部機器の種類によって単一バッテリーセルの形態で使われても、複数のバッテリーセルを連結して一つの単位に集めたバッテリーパックの形態で使われてもよい。
携帯電話のような小型モバイル機器は、単一電池の出力及び容量で所定時間作動できるが、電力消耗の多い電気自動車、ハイブリッド自動車のように長時間駆動、高電力駆動の必要な場合には、出力及び容量の問題でバッテリーパックが好まれ、バッテリーパックは、内蔵されているバッテリーセルの数によって出力電圧や出力電流を高められる。
このようなバッテリーパックには、過熱による爆発の危険性を予め感知して保護動作を取るために、バッテリーセルの温度を測定するための温度センサーが装着される。温度センサーの装着は、主に螺合方式で行われている。
本発明が解決しようとする課題は、バッテリーセルの温度センサーが容易に装着されるようにセンサーの装着構造が改善されたバッテリーパックを提供することである。
前記課題及びその外の課題を解決するために、本発明のバッテリーパックは、バッテリーセルと、前記バッテリーセルの温度測定のための温度センサーと、前記バッテリーセルを覆うように配置されるものであり、前記温度センサーをバッテリーセル上に固定させるためのセンサー組立て部を備えるインナーカバーと、を備える。
例えば、前記センサー組立て部は、前記温度センサーをバッテリーセル上に加圧する。
例えば、前記センサー組立て部は、カバー本体に連結された一端の固定端部と、カバー本体と連結されていない他端の自由端部とを備えるカンチレバー部材を備える。
例えば、前記温度センサーは、前記自由端部を押し上げつつ固定端部に向かってスライドして組立てられ、前記カンチレバー部材は、弾性復元力によって前記温度センサーをバッテリーセル上に加圧する。
例えば、前記センサー組立て部は、カバー本体に連結された一端の固定端部と、カバー本体と連結されていない他端の自由端部とを備えるカンチレバー部材を備える。
例えば、前記温度センサーは、前記自由端部を押し上げつつ固定端部に向かってスライドして組立てられ、前記カンチレバー部材は、弾性復元力によって前記温度センサーをバッテリーセル上に加圧する。
例えば、前記カンチレバー部材は、前記固定端部から自由端部へ行きつつバッテリーセルに向かって近付く圧力調節部を備える。
例えば、前記圧力調節部は、前記バッテリーセルに向かって下方に勾配を持つ。
例えば、前記自由端部の下方には、温度センサーの離脱を阻止するための係止片が形成されている。
例えば、前記圧力調節部は、前記バッテリーセルに向かって下方に勾配を持つ。
例えば、前記自由端部の下方には、温度センサーの離脱を阻止するための係止片が形成されている。
例えば、前記係止片は、前記温度センサーの組立て方向に沿って横になっているクサビ状に形成されている。
例えば、前記カンチレバー部材は、前記固定端部と自由端部との間に形成されたものであり、温度センサーの組立て位置を規制するためのストッパーを備える。
例えば、前記センサー組立て部は、前記温度センサーの組立て方向をガイドするための一対のガイド壁を備える。
例えば、前記カンチレバー部材は、前記固定端部と自由端部との間に形成されたものであり、温度センサーの組立て位置を規制するためのストッパーを備える。
例えば、前記センサー組立て部は、前記温度センサーの組立て方向をガイドするための一対のガイド壁を備える。
例えば、前記一対のガイド壁の間には、前記温度センサーを加圧するためのカンチレバー部材が介在される。
例えば、前記温度センサーは、前記一対のガイド壁の間、かつカンチレバー部材の下方に組立てられる。
例えば、前記一対のガイド壁は、前記温度センサーの組立て方向に沿って減少する幅を持つ組立て位置案内部を備える。
例えば、前記温度センサーは、前記一対のガイド壁の間、かつカンチレバー部材の下方に組立てられる。
例えば、前記一対のガイド壁は、前記温度センサーの組立て方向に沿って減少する幅を持つ組立て位置案内部を備える。
例えば、前記バッテリーセルは、バスバーを通じて電気的に連結された複数のバッテリーセルを備え、前記インナーカバーは、前記バスバーの組立て位置を提供するバスバー組立て部をさらに備える。
例えば、前記バスバーは、前記バスバー組立て部の上方または下方に配置される。
例えば、前記バスバー組立て部には、隣のバッテリーセルの電極端子を露出させるための端子ホールの対が形成される。
例えば、前記バスバーは、前記バスバー組立て部の上方または下方に配置される。
例えば、前記バスバー組立て部には、隣のバッテリーセルの電極端子を露出させるための端子ホールの対が形成される。
例えば、前記バスバー組立て部は、前記バスバーの組立て位置を規制するためにバスバーのコーナー部分を取り囲む組立てガイドを備える。
例えば、前記バスバー組立て部は、前記バスバーの４コーナー部分に対応する４個の組立てガイドを備える。
例えば、前記バスバー組立て部は、前記バスバーの４コーナー部分に対応する４個の組立てガイドを備える。
例えば、前記インナーカバーは、絶縁性素材の射出物で形成される。
例えば、前記バッテリーセルは、複数のバッテリーセルを備え、前記インナーカバーは、前記複数のバッテリーセルを共に覆うように形成される。
例えば、前記バッテリーセルは、複数のバッテリーセルを備え、前記インナーカバーは、前記複数のバッテリーセルを共に覆うように形成される。
本発明によれば、温度センサーの装着のために螺合方式を用いることなく、バッテリーセルの上部を覆うように配置されるインナーカバーにセンサー組立て部を形成することで、温度センサーを単純に嵌め込めて組立てる方式で温度センサーが装着される。よって、螺合のための工数が低減し、手作業で進められる特性上、組付けミスや組付け欠落が発生されるねじ作業が省略されることで、全体的なバッテリーパックの品質が向上し、量産性が向上する。
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態に関するバッテリー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ーパックの分解斜視図が示されている。図面を参照すれば、前記バッテリーパックは、一方向（Ｚ１方向）に沿って列をなして配列された複数のバッテリーセル１０と、前記バッテリーセル１０の列を取り囲むプレート１４０、１５０と、を備える。
図１には、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの分解斜視図が示されている。図面を参照すれば、前記バッテリーパックは、一方向（Ｚ１方向）に沿って列をなして配列された複数のバッテリーセル１０と、前記バッテリーセル１０の列を取り囲むプレート１４０、１５０と、を備える。
図２は、図１に示されたバッテリーセル１０の配列を示す斜視図である。図面を参照すれば、前記バッテリーセル１０としては、リチウムイオン電池のような二次電池架適用され、円筒状二次電池や角形二次電池、またはポリマー二次電池など多様な形態の二次電池が適用され、いずれか一つの形態に限定される必要はない。
例えば、各バッテリーセル１０は、ケース１０ｂと、前記ケース１０ｂ内に収容された電極組立て体（図示せず）と、電極組立て体と電気的に連結されてケース１０ｂの外部に引き出される電極端子１０ａと、を備える。例えば、前記電極端子１０ａは、バッテリーセル１０の上部を形成でき、ケース１０ｂ上に露出される。図示されていないが、前記電極組立て体は、正極、セパレータ、負極を備え、巻取り型または積層型に形成される。前記ケース１０ｂは、その内部に電極組立て体を収容し、電極組立て体と外部回路との電気接続のために、ケース１０ｂの外部には電極端子１０ａが形成される。
例えば、隣のバッテリーセル１０は、電極端子１０ａの接続を通じて互いに電気的に連結され、直列連結または並列連結されるが、バスバー１５（図１参照）を通じて隣の電極端子１０ａが互いに連結される。
前記ケース１０ｂには安全ベント１０’が形成される。前記安全ベント１０’は、相対的に弱い強度で設計され、ケース１０ｂ内に予めしきい値以上の圧力がかかれば、破断されつつ内部ガスを噴出させる機能を行う。
前記ケース１０ｂには安全ベント１０’が形成される。前記安全ベント１０’は、相対的に弱い強度で設計され、ケース１０ｂ内に予めしきい値以上の圧力がかかれば、破断されつつ内部ガスを噴出させる機能を行う。
隣のバッテリーセル１０の間にはスペーサ５０が介在される。前記スペーサ５０は、隣のバッテリーセル１０を電気的に絶縁させる。例えば、前記ケース１０ｂは、電気的に極性を帯びるが、絶縁性素材で形成されたスペーサ５０を介在させて隣のバッテリーセル１０の間の電気的な干渉を遮断する。
また、前記スペーサ５０は、バッテリーセル１０の間に放熱通路を提供でき、このために、前記スペーサ５０には放熱孔５０’が形成される。後述するように、スペーサ５０の側面を覆うように組立てられるサイドプレート１４０には放熱孔１４０’（図１）が形成され、サイドプレート１４０の放熱孔１４０’と対向する位置に形成されたスペーサ５０の放熱孔５０’が互いに連結され、バッテリーセル１０の間の放熱通路を提供する。
前記スペーサ５０は、バッテリーセル１０の間に介在されてバッテリーセル１０の熱的膨脹、すなわち、スエリングを抑制する。前記バッテリーセル１０のケース１０ｂは変形可能な金属素材で形成されるが、高分子素材のように変形の少ない素材を用いてスペーサ５０を形成することで、バッテリーセル１０のスエリングを抑制する。
一方、前記スペーサ５０は、隣のバッテリーセル１０の間だけではなく、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って最外郭バッテリーセル１０の外面に密着して配置される。図２に示されたように、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って両側にはエンドプレート１５０が配置されるが、エンドプレート１５０とバッテリーセル１０との電気的な絶縁のために、これら１０、１５０の間にスペーサ５０が配置される。
一方、前記スペーサ５０は、隣のバッテリーセル１０の間だけではなく、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って最外郭バッテリーセル１０の外面に密着して配置される。図２に示されたように、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って両側にはエンドプレート１５０が配置されるが、エンドプレート１５０とバッテリーセル１０との電気的な絶縁のために、これら１０、１５０の間にスペーサ５０が配置される。
バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って両側には一対のエンドプレート１５０が配置される。前記エンドプレート１５０の一面は、バッテリーセル１０の外面と対向するように配置される。さらに具体的に、前記エンドプレート１５０の一面は、バッテリーセル１０の外側に配置されたスペーサ５０と当接するように組立てられる。
前記エンドプレート１５０は、一群のバッテリーセル１０を一つの単位に集めて結束させる一方、充放電動作によるバッテリーセル１０の体積膨脹を抑制して抵抗特性を維持することで、バッテリーセル１０の電気的特性の低下を防止する。
前記エンドプレート１５０は、一群のバッテリーセル１０を一つの単位に集めて結束させる一方、充放電動作によるバッテリーセル１０の体積膨脹を抑制して抵抗特性を維持することで、バッテリーセル１０の電気的特性の低下を防止する。
前記エンドプレート１５０は、ベースプレート１５１と、前記ベースプレート１５１のエッジからバッテリーセル１０と逆方向に折り曲げられたフランジ部１５２、１５３、１５５を備える。前記ベースプレート１５１は、バッテリーセル１０の外面をカバーできるほどの十分な面積で形成される。
前記フランジ部１５２、１５３、１５５は、ベースプレート１５１のエッジからバッテリーセル１０の逆方向に折り曲げられている。前記フランジ部１５２、１５３、１５５は、ベースプレート１５１の両側面に形成された一対の側面フランジ部１５２と、ベースプレート１５１の上部及び下部にそれぞれ形成された上部及び下部フランジ部１５３、１５５と、を備える。
前記フランジ部１５２、１５３、１５５は、ベースプレート１５１のエッジからバッテリーセル１０の逆方向に折り曲げられている。前記フランジ部１５２、１５３、１５５は、ベースプレート１５１の両側面に形成された一対の側面フランジ部１５２と、ベースプレート１５１の上部及び下部にそれぞれ形成された上部及び下部フランジ部１５３、１５５と、を備える。
図１に示されたように、前記フランジ部１５２、１５３、１５５は、エンドプレート１５０と隣接している構成要素との結合のための結合位置を提供でき、例えば、エンドプレート１５０の角に沿って互いに当接するように組立てられたサイドプレート１４０との結合を媒介する。また、前記フランジ部１５２、１５３、１５５は、エンドプレート１５０の機械的な剛性を補強する役割を兼ねる。
前記側面フランジ部１５２は、エンドプレート１５０とサイドプレート１４０との結合を媒介するための結合位置を提供し、側面フランジ部１５２上に重ねられたサイドプレート１４０の端部は、螺合により側面フランジ部１５２と結合される。このために、前記側面フランジ部１５２には結合孔が形成される。
前記バッテリーセル１０の側面にはサイドプレート１４０が配置される。前記サイドプレート１４０は、一列に配列されたバッテリーセル１０の側面を覆うように配置される。前記サイドプレート１４０は、バッテリーセル１０の互いに逆の両側面に対をなして配置される。サイドプレート１４０は、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って延び、一端部と他端部とがそれぞれ互いに反対側に配置されたエンドプレート１５０に結合される。前記サイドプレート１４０は、エンドプレート１５０の側面エッジに形成された側面フランジ部１５２と螺合され、サイドプレート１４０と側面フランジ部１５２とを重ねて配置して結合孔を一致させた後、ボルト−ナットなどの締結部材を用いて両者を螺合させる。螺合を通じてサイドプレート１４０と側面フランジ部１５２とは、少なくとも一部にかけて互いに当接する面接触を形成する。
前記サイドプレート１４０は全体的に板状に形成され、バッテリーセル１０の底面一部を支持するように折り曲げられた係止片１４０ａを備える。バッテリーセル１０の互いに逆の側面に配置される両側のサイドプレート１４０は、互いに対向する方向に折り曲げられた係止片１４０ａの対を用いてバッテリーセル１０の底部を支持する。
前記係止片１４０ａは、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿ってサイドプレート１４０の全長にわたって延び、係止片１４０ａの一端部及び他端部は、エンドプレート１５０の下部フランジ部１５３と螺合される。このために、前記係止片１４０ａ及び下部フランジ部１５３には結合孔が形成され、結合孔を一致させた後、係止片１４０ａ及び下部フランジ部１５３を貫通するように締結される締結部材を用いて、サイドプレート１４０とエンドプレート１５０とが螺合される。前記係止片１４０ａと下部フランジ部１５３とは、バッテリーパックのコーナー位置で互いに当接して面接触する。このように、前記サイドプレート１４０は、エンドプレート１５０の下部フランジ部１５３及び側面フランジ部１５２と締結されて、一列のバッテリーセル１０を収容する収容空間を形成する。
前記サイドプレート１４０には放熱孔１４０’が形成される。例えば、前記放熱孔１４０’は、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って一定の間隔をおいて複数形成される。前記放熱孔１４０’は、バッテリーセル１０と外気との接触を許容することでバッテリーセル１０から生成された駆動熱の迅速な排出を助ける。
バッテリーセル１０の下部は、サイドプレート１４０の係止片１４０ａによって支持される部分を除いてはサイドプレート１４０から露出され、サイドプレート１４０から露出されたバッテリーセル１０の下部を通じてバッテリーセル１０の間の外気のフローを許容し、バッテリーセル１０の放熱を促進する。
サイドプレート１４０には、回路基板（図示せず）を装着するためのボス部材１４５が形成される。例えば、前記回路基板は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリー管理システム）などを形成する。サイドプレート１４０の一面はバッテリーセル１０の側面と対面し、サイドプレート１４０の他面には回路基板が装着される。例えば、前記回路基板は、バッテリーセル１０の充放電状態をモニタリングして、バッテリーパックの全般的な充放電動作を制御する。
サイドプレート１４０には、回路基板（図示せず）を装着するためのボス部材１４５が形成される。例えば、前記回路基板は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリー管理システム）などを形成する。サイドプレート１４０の一面はバッテリーセル１０の側面と対面し、サイドプレート１４０の他面には回路基板が装着される。例えば、前記回路基板は、バッテリーセル１０の充放電状態をモニタリングして、バッテリーパックの全般的な充放電動作を制御する。
例えば、前記ボス部材１４５は、略長方形または正方形の回路基板に対応して格子状に４箇所に配列され、複数の回路基板に対応して格子状に４の倍数に当たる箇所に配列される。図面に示されていないが、回路基板には結合孔が形成され、結合孔を通過したねじ部材がサイドプレート１４０上のボス部材１４５に対して締結されることで、回路基板がサイドプレート１４０上に固定される。
前記バッテリーセル１０の上部にはインナーカバー１１０が配置される。前記インナーカバー１１０は、実質的にバッテリーパックの全部を覆うように形成される。例えば、前記インナーカバー１１０は、バッテリーパックに設けられた複数のバッテリーセル１０を共に覆うように形成される。
例えば、前記インナーカバー１１０は、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）を長辺方向とし、バッテリーセル１０の幅方向（Ｚ２方向）を短辺方向とする方形プレート状に形成される。
例えば、前記インナーカバー１１０は、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）を長辺方向とし、バッテリーセル１０の幅方向（Ｚ２方向）を短辺方向とする方形プレート状に形成される。
前記インナーカバー１１０は、バッテリーセル１０の収容空間を提供するプレート１４０、１５０の間に組立てられる。例えば、前記インナーカバー１１０は、バッテリーセル１０が配列される列方向（Ｚ１方向）に沿って両端のエンドプレート１５０の間に組立てられ、バッテリーセルの幅方向（Ｚ３方向）に沿っては両側のサイドプレート１４０の間に組立てられる。例えば、前記インナーカバー１１０は、一対のエンドプレート１５０と一対のサイドプレート１４０との間で互いに一定の間隔を維持することで、バッテリーパックの軸回転及び軸ねじれに対する十分な剛性を提供する。
前記インナーカバー１１０には、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って複数の開口部１１０’が形成される。前記開口部１１０’は、バッテリーセル１０の安全ベント１０’と対応する位置に形成され、安全ベント１０’の排気経路を遮断しないようにする。
前記インナーカバー１１０は、各バッテリーセル１０の電極端子１０ａやバスバー１５から延びる配線（図示せず）をガイドする配線ガイド１１５を備える。前記配線ガイド１１５は、インナーカバー１１０上に一体に形成された環状の切片で形成される。例えば、前記配線ガイド１１５には複数本の配線を縛って取り集めるためのタイ部材（図示せず）が結束され、タイ部材によって配線ガイド１１５に結束された配線は、互いにもつれるか、ねじれずに一列に配列された配線ガイド１１５により案内されてバッテリーパックの外部に延びる。
前記インナーカバー１１０は、各バッテリーセル１０の電極端子１０ａやバスバー１５から延びる配線（図示せず）をガイドする配線ガイド１１５を備える。前記配線ガイド１１５は、インナーカバー１１０上に一体に形成された環状の切片で形成される。例えば、前記配線ガイド１１５には複数本の配線を縛って取り集めるためのタイ部材（図示せず）が結束され、タイ部材によって配線ガイド１１５に結束された配線は、互いにもつれるか、ねじれずに一列に配列された配線ガイド１１５により案内されてバッテリーパックの外部に延びる。
図３には、図１に示されたインナーカバー１２０の斜視図が示されている。
図面を参照すれば、前記インナーカバー１１０は、温度センサー２０を固定させるためのセンサー組立て部１２０を備える。例えば、前記センサー組立て部１２０は、インナーカバー１１０と一体に形成される。前記センサー組立て部１２０は、温度センサー２０をバッテリーセル１０の上面に対して加圧接触させる機能を行う。例えば、前記センサー組立て部１２０は、温度センサー２０をバッテリーセル１０に対して密着させることで、バッテリーセル１０の温度を精密に捕捉可能にする。
図４Ａ及び図４Ｂは、図３のセンサー組立て部１２０を抜粋して示す斜視図である。図５は、図４ＢのＶ−Ｖ線の断面図である。図６は、センサー組立て部１２０の平面構造を示す図面である。
図面を参照すれば、前記インナーカバー１１０は、温度センサー２０を固定させるためのセンサー組立て部１２０を備える。例えば、前記センサー組立て部１２０は、インナーカバー１１０と一体に形成される。前記センサー組立て部１２０は、温度センサー２０をバッテリーセル１０の上面に対して加圧接触させる機能を行う。例えば、前記センサー組立て部１２０は、温度センサー２０をバッテリーセル１０に対して密着させることで、バッテリーセル１０の温度を精密に捕捉可能にする。
図４Ａ及び図４Ｂは、図３のセンサー組立て部１２０を抜粋して示す斜視図である。図５は、図４ＢのＶ−Ｖ線の断面図である。図６は、センサー組立て部１２０の平面構造を示す図面である。
図４Ａ及び図４Ｂから分かるように、前記センサー組立て部１２０は、カバー本体１１１に連結された一端の固定端部１２１ａと、カバー本体１１１と連結されていない他端の自由端部１２１ｂとを備えるカンチレバー部材１２１を備える。前記カンチレバー部材１２１は、一端の固定端部１２１ａを通じてカバー本体１１１に連結され、他端は固定されていない自由端部１２１ｂを備えるカンチレバー状になっている。
温度センサー２０は、前記カンチレバー部材１２１の自由端部１２１ｂを押し上げつつ固定端部１２１ａに向かってスライドして組立てられ、カンチレバー部材１２１の下方に組立てられる。この時、前記カンチレバー部材１２１は、下方の温度センサー２０によって弾性的に変形された状態、で弾性復元力によって温度センサー２０をバッテリーセル１０の上面に対して加圧する。
前記カンチレバー部材１２１は、固定端部１２１ａから自由端部１２１ｂへ行きつつバッテリーセル１０に向かって近付く圧力調節部１２１ｃを備える。例えば、前記圧力調節部１２１ｃは、バッテリーセル１０に向かって下向き傾斜または下向き段差を持つ。
前記圧力調節部１２１ｃは、カンチレバー部材１２１の固定端部１２１ａから自由端部１２１ｂに向かって全長にかけて形成されるか、または一部の長さに選択的に形成される。前記圧力調節部１２１ｃの形状設計を通じて温度センサー２０に加えられる圧力を調節する。例えば、前記圧力調節部１２１ｃの長さや、圧力調節部１２１ｃの全長を通じる全体オフセット量などによって温度センサー２０に加えられる圧力強度が調節される。
前記圧力調節部１２１ｃは、カンチレバー部材１２１の固定端部１２１ａから自由端部１２１ｂに向かって全長にかけて形成されるか、または一部の長さに選択的に形成される。前記圧力調節部１２１ｃの形状設計を通じて温度センサー２０に加えられる圧力を調節する。例えば、前記圧力調節部１２１ｃの長さや、圧力調節部１２１ｃの全長を通じる全体オフセット量などによって温度センサー２０に加えられる圧力強度が調節される。
図５から分かるように、前記カンチレバー部材１２１の自由端部１２１ｂの下方には、温度センサー２０の離脱を防止するための係止片１２１ｂａが形成される。例えば、前記係止片１２１ｂａは、前記温度センサー２０の組立て方向に沿って横になっているクサビ状に形成される。
より具体的に、前記係止片１２１ｂａは、組立て方向に沿って緩く横になっているクサビ状に形成され、センサー組立て部１２０への進入抵抗は低め、センサー組立て部１２０からの離脱抵抗は高めることで、温度センサー２０をセンサー組立て部１２０に容易に組立て、一応組立てられた温度センサー２０は、センサー組立て部１２０から離脱しないようにする。
より具体的に、前記係止片１２１ｂａは、組立て方向に沿って緩く横になっているクサビ状に形成され、センサー組立て部１２０への進入抵抗は低め、センサー組立て部１２０からの離脱抵抗は高めることで、温度センサー２０をセンサー組立て部１２０に容易に組立て、一応組立てられた温度センサー２０は、センサー組立て部１２０から離脱しないようにする。
前記組立て方向に沿ってカンチレバー部材１２１の所定位置にはストッパー１２１ｐが設けられる。前記ストッパー１２１ｐは、固定端部１２１ａと自由端部１２１ｂとの間で温度センサー２０の組立て位置を規制する役割を行う。すなわち、温度センサー２０をこれ以上進入不可にすることで、温度センサー２０の組立て位置を定義する。
図４Ａ及び図４Ｂから分かるように、前記センサー組立て部１２０は、温度センサー２０の組立て方向をガイドするためのガイド壁１２５を備える。前記ガイド壁１２５は、互いに対向する対として設けられ、温度センサー２０の組立て方向を案内する。対をなすガイド壁１２５の間にはカンチレバー部材１２１が介在され、前記ガイド壁１２５とカンチレバー部材１２１は互いに所定の間隔を置いて離隔して形成される。例えば、温度センサー２０は、前記一対のガイド壁１２５の間に、かつカンチレバー部材１２１の下方に組立てられる。
前記ガイド壁１２５は、温度センサー２０を組立て位置に案内するための組立て位置案内部１２５ｇを備える。例えば、前記組立て位置案内部１２５ｇは、温度センサー２０の組立て方向に沿って１対のガイド壁１２５の間の幅が段々細くなるように互いに近付く傾斜を持つ。
温度センサー２０の組立て方向に沿って漸進的に細くなる幅を持つ組立て位置案内部１２５ｇが形成されることで、センサー組立て部１２０の入口端は相対的に広く形成される一方、センサー組立て部１２０の反対側は相対的に狭く形成される。すなわち、センサー組立て部１２０の入口端を相対的に広い幅で形成して温度センサー２０の進入を容易にしつつも、組立て方向に沿って温度センサー２０を正しい組立て位置に案内することで、温度センサー２０の組立て作業が容易に行われる。
温度センサー２０の組立て方向に沿って漸進的に細くなる幅を持つ組立て位置案内部１２５ｇが形成されることで、センサー組立て部１２０の入口端は相対的に広く形成される一方、センサー組立て部１２０の反対側は相対的に狭く形成される。すなわち、センサー組立て部１２０の入口端を相対的に広い幅で形成して温度センサー２０の進入を容易にしつつも、組立て方向に沿って温度センサー２０を正しい組立て位置に案内することで、温度センサー２０の組立て作業が容易に行われる。
前記カンチレバー部材１２１は、一対のガイド壁１２５の間に介在され、組立て位置案内部１２５ｇの間で幅が段々細くなる部分１２１ｇを持つ。例えば、前記カンチレバー部材１２１は、自由端部１２１ｂから固定端部１２１ａへ行きつつ所定位置で幅が細くなる部分１２１ｇを備える。
以上で説明されたように、温度センサー２０の装着は、温度センサー２０をインナーカバー１１０のセンサー組立て部１２０に単純に嵌め込む方式で行われ、組立て方向に沿って温度センサー２０は自然に正しい組立て位置に案内される。
以上で説明されたように、温度センサー２０の装着は、温度センサー２０をインナーカバー１１０のセンサー組立て部１２０に単純に嵌め込む方式で行われ、組立て方向に沿って温度センサー２０は自然に正しい組立て位置に案内される。
図面に示されていないが、本発明と対比される実施形態で、温度センサーは、バスバーにねじ溝を形成し、ねじ溝に螺合方式で固定される。しかし、このような螺合方式によれば、バスバーにねじ溝を形成するための別途の加工が要求され、手作業で行われる締結作業の特性のため、組付けミスや締結抜けなどの製品の不良が発生する可能性が高い。本発明によれば、単純な挟み方式で温度センサーの装着が行われるので、作業性の向上はもとより、組付けミスや組付け欠落などの製品の不良が急減する。
図４Ａから分かるように、前記温度センサー２０は、前記センサー組立て部１２０内に組立てられるサーミスタチップ２５と、前記西メートルチップ２５から引き出される配線部２１とを備える。前記サーミスタチップ２５は、周辺温度に反応して電気抵抗が変化する可変抵抗体を備える。前記配線部２１は、サーミスタチップ２５に対して駆動電源を印加し、駆動電源の電圧分配による電気的な出力値を引き出すための電気的な配線を備える。
例えば、前記配線部２１は、センサー組立て部１２０内に組立てられたサーミスタチップ２５から延び、センサー組立て部１２０の入口端を通じて外部に引き出される。例えば、外部に引き出された配線部２１は、バッテリーセル２０の温度、電圧、電流のような状態情報を入手してバッテリーセル２０の現在状態をモニタリングし、モニタリング結果によってバッテリーセル２０の充放電動作を制御するためのＢＭＳに接続される。
再び図３を参照すれば、前記センサー組立て部１２０は、互いに異なる複数の箇所で温度測定を行うために２つ以上の複数で設けられ、インナーカバー１１０の複数の箇所に形成される。例えば、前記バッテリーパックは、少なくとも２つ以上複数のバッテリーセル１０を備えるので、複数の箇所で温度を測定する必要がある。本発明の一実施形態で、前記センサー組立て部１２０は、２つのバッテリーセル１０当たり一つの温度センサー２０が割り当てられるように複数に形成される。前記複数のセンサー組立て部１２０は、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に沿って列をなして配列される。
例えば、前記センサー組立て部１２０は、前記インナーカバー１１０の略中央位置に配列される。言い換えれば、前記センサー組立て部１２０は、温度センサー２０をバッテリーセル１０の上面のうち両電極端子１０ａの間の位置に対して密着させる。
前記インナーカバー１１０は、バスバー組立て部１３０を備える。前記バスバー１５は、互いに隣接しているバッテリーセル１０を電気的に連結させる機能を行える。すなわち、前記バスバー１５は、隣のバッテリーセル１０の電極端子１０ａを電気的に連結することで、複数のバッテリーセル１０を電気的に結束する役割を行う。このために、前記バスバー組立て部１３０には、電極端子１０ａを外部に露出させるための端子ホール１３５が形成される。例えば、各バスバー組立て部１３０には、該バスバー１５が接続対象とする２つの電極端子１０ａを露出させるように、端子ホール１３５が対をなして形成される。
前記インナーカバー１１０は、バスバー組立て部１３０を備える。前記バスバー１５は、互いに隣接しているバッテリーセル１０を電気的に連結させる機能を行える。すなわち、前記バスバー１５は、隣のバッテリーセル１０の電極端子１０ａを電気的に連結することで、複数のバッテリーセル１０を電気的に結束する役割を行う。このために、前記バスバー組立て部１３０には、電極端子１０ａを外部に露出させるための端子ホール１３５が形成される。例えば、各バスバー組立て部１３０には、該バスバー１５が接続対象とする２つの電極端子１０ａを露出させるように、端子ホール１３５が対をなして形成される。
前記バスバー組立て部１３０は、バスバー１５の組立て位置を定義するようにバスバー１５のコーナー部分を取り囲む組立てガイド１３１を備える。例えば、各バスバー組立て部１３０は、バスバー１５の４コーナー部分に対応して４個の組立てガイド１３１を備える。
例えば、前記バスバー１５は、バスバー組立て部１３０の上方に配置される。但し、本発明はこれに限定されず、前記バスバー１５は、バスバー組立て部１３０の下方に配置されてもよい。バスバー組立て部１３０との干渉によってバスバー１５の組立て位置が規制される限り、前記バスバー１５は、バスバー組立て部１３０の上方または下方に配置される。
例えば、前記バスバー１５は、バスバー組立て部１３０の上方に配置される。但し、本発明はこれに限定されず、前記バスバー１５は、バスバー組立て部１３０の下方に配置されてもよい。バスバー組立て部１３０との干渉によってバスバー１５の組立て位置が規制される限り、前記バスバー１５は、バスバー組立て部１３０の上方または下方に配置される。
前記インナーカバー１１０は、バッテリーセル１０の充放電経路を形成するバスバー１５との電気的な干渉を回避するように絶縁性素材で形成される。例えば、前記インナーカバー１１０は絶縁性素材の射出物で形成され、前記センサー組立て部１２０やバスバー組立て部１３０などは、射出成形を通じてインナーカバー１１０上に一体的に形成される。
一方、図１から分かるように、前記インナーカバー１１０の上方にはカバー部材１８０が配置される。例えば、前記カバー部材１８０は、バッテリーパックの電気絶縁のためにバスバー１５及び電極端子１０ａを覆うように形成され、絶縁性素材で形成される。例えば、前記カバー部材１８０は、バッテリーセル１０の列方向（Ｚ１方向）に両端に配置されたバッテリーセル１０の電極端子１０ａを外部に露出させる。
本発明は、添付した図面に示された実施形態を参照として説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより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できるであろう。したがって、本発明の真の保護範囲は特許請求の範囲によって定められねばならない。
本発明は、バッテリーパック関連の技術分野に好適に用いられる。
１０：バッテリーセル
１０’：安全ベント
１０ａ：電極端子
１０ｂ：バッテリーセルのケース
１５：バスバー
２０：温度センサー
２１：配線部
２５：サーミスタチップ
１１０：インナーカバー
１１１：カバー本体
１２０：センサー組立て部
１２１：カンチレバー部材
１２１ａ：固定端部
１２１ｂ：自由端部
１２１ｂａ：係止片
１２１ｃ：圧力調節部
１２１ｐ：ストッパー
１２５：ガイド壁
１２５ｇ：組立て位置案内部
１３０：バスバー組立て部
１３１：組立てガイド
１３５：端子ホール
１４０：サイドプレート
１４０’：放熱孔
１４０ａ：係止片
１４５：ボス部材
１５０：エンドプレート
１５１：ベースプレート
１５２：側面フランジ部
１５３：下部フランジ部
１５５：上部フランジ部
１８０：カバー部材
１０’：安全ベント
１０ａ：電極端子
１０ｂ：バッテリーセルのケース
１５：バスバー
２０：温度センサー
２１：配線部
２５：サーミスタチップ
１１０：インナーカバー
１１１：カバー本体
１２０：センサー組立て部
１２１：カンチレバー部材
１２１ａ：固定端部
１２１ｂ：自由端部
１２１ｂａ：係止片
１２１ｃ：圧力調節部
１２１ｐ：ストッパー
１２５：ガイド壁
１２５ｇ：組立て位置案内部
１３０：バスバー組立て部
１３１：組立てガイド
１３５：端子ホール
１４０：サイドプレート
１４０’：放熱孔
１４０ａ：係止片
１４５：ボス部材
１５０：エンドプレート
１５１：ベースプレート
１５２：側面フランジ部
１５３：下部フランジ部
１５５：上部フランジ部
１８０：カバー部材
Claims (17)
- バッテリーセルと、
前記バッテリーセルの温度測定のための温度センサーと、
前記バッテリーセルを覆うように配置されるものであり、前記温度センサーをバッテリーセル上に固定させるためのセンサー組立て部を備えるインナーカバーと、を備え、
前記センサー組立て部は、カバー本体に連結された一端の固定端部と、カバー本体と連結されていない他端の自由端部とを備えるカンチレバー部材を備え、
前記センサー組立て部は、前記温度センサーの組立て方向をガイドするための一対のガイド壁を備え、前記一対のガイド壁の間には、前記温度センサーを加圧するためのカンチレバー部材が介在されることを特徴とするバッテリーパック。 - 前記センサー組立て部は、前記温度センサーをバッテリーセル上に加圧することを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
- 前記温度センサーは、前記自由端部を押し上げつつ固定端部に向かってスライドして組立てられ、
前記カンチレバー部材は、弾性復元力によって前記温度センサーをバッテリーセル上に加圧することを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。 - 前記カンチレバー部材は、前記固定端部から自由端部へ行きつつバッテリーセルに向かって近付く圧力調節部を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
- 前記圧力調節部は、前記バッテリーセルに向かって下方に勾配を持つことを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
- 前記自由端部の下方には、温度センサーの離脱を阻止するための係止片が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
- 前記係止片は、前記温度センサーの組立て方向に沿って横になっているクサビ状に形成されたことを特徴とする請求項６に記載のバッテリーパック。
- 前記カンチレバー部材は、前記固定端部と自由端部との間に形成されたものであり、温度センサーの組立て位置を規制するためのストッパーを備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
- 前記温度センサーは、前記一対のガイド壁の間、かつカンチレバー部材の下方に組立てられることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
- 前記一対のガイド壁は、前記温度センサーの組立て方向に沿って減少する幅を持つ組立て位置案内部を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
- 前記バッテリーセルは、バスバーを通じて電気的に連結された複数のバッテリーセルを備え、
前記インナーカバーは、前記バスバーの組立て位置を提供するバスバー組立て部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。 - 前記バスバーは、前記バスバー組立て部の上方または下方に配置されることを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
- 前記バスバー組立て部には、隣のバッテリーセルの電極端子を露出させるための端子ホールの対が形成されることを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
- 前記バスバー組立て部は、前記バスバーの組立て位置を規制するためにバスバーのコーナー部分を取り囲む組立てガイドを備えることを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
- 前記バスバー組立て部は、前記バスバーの４コーナー部分に対応する４個の組立てガイドを備えることを特徴とする請求項１４に記載のバッテリーパック。
- 前記インナーカバーは、絶縁性素材の射出物で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
- 前記バッテリーセルは、複数のバッテリーセルを備え、
前記インナーカバーは、前記複数のバッテリーセルを共に覆うように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
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