JP6680881B2 - バッテリーモジュール - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリーモジュールに関し、より詳しくは、構造が簡単であって組立てが容易であり、かつ、電極リードの接触状態を安定的に維持でき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、２０１６年２月１１日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−００１５７６０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、すべて本出願に援用される。
近年、ノートパソコン、スマートフォン、スマートウォッチなどのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が一層活発に行われている。
現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であり、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを介在して配置された電極組立体、及び電極組立体を電解液とともに密封収納する外装材、すなわち電池ケースを備える。
一般にリチウム二次電池は、外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に収納されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに収納されているパウチ型二次電池とに分けられる。
最近は携帯型電子機器のような小型装置だけでなく、自動車や電力貯蔵装置のような中大型装置にも二次電池が広く適用されている。特に、炭素エネルギーが徐々に枯渇し、環境に対する関心が高まるとともに、米国、欧州、日本、韓国を含めて全世界的にハイブリッド自動車と電気自動車に関心が集められている。このようなハイブリッド自動車や電気自動車において最も核心的部品は車両モーターに駆動力を付与するバッテリーパックである。ハイブリッド自動車や電気自動車は、バッテリーパックの充放電を通じて車両の駆動力を得るため、エンジンのみを使用する自動車に比べて燃費が優れ、公害物質を排出しないか又は減少できるという長所から、ユーザーが次第に増加している。
殆どのバッテリーパック、特にハイブリッド自動車や電気自動車、ＥＳＳ（Energy Storage System）のような中大型バッテリーパックには多数の二次電池が含まれ、このような多数の二次電池は互いに直列及び／または並列で連結されて容量及び出力を向上させる。さらに、中大型バッテリーパックには、積層が容易であって軽く、多数個を入れられるなどの長所からパウチ型二次電池が多く用いられる。
このようなパウチ型二次電池において、二次電池同士の電気的連結は電極リードを相互直接接触させる方式で構成される場合が多い。このとき、二次電池を並列で連結させるためには同一極性の電極リードを相互連結させ、直列で連結させるためには異なる極性の電極リードを相互連結させる。
このような状況で、相互連結されてはならない電極リードが接触するようになれば、内部短絡が発生してバッテリーパックが損傷されることは勿論、酷い場合には発火や爆発が起きるおそれがある。一方、相互連結されるべき電極リードが分離されれば、バッテリーモジュールから電源が適切に供給されず、電源不感現象が生じるか又はバッテリーモジュールの容量や出力が低下し得る。このように、電源不感現象などが生じる場合、バッテリーモジュールが装着された装置、例えば自動車などの作動が停止するおそれがあり、これは大きい事故につながり得る。
したがって、電極リードの接触状態は、本来意図した通りに安定的に維持される必要があり、意図しなかった電極リード間の接触や分離が生じてはならない。さらに、自動車などに用いられるバッテリーモジュールの場合、振動や衝撃などに頻繁に露出するため、振動や衝撃にも電極リードの連結状態が安定的に維持されるバッテリーモジュールの開発が持続的に求められている。
また、バッテリーモジュールにおいては、このような電極リード間の連結安定性とともに、組立性が確保される必要がある。例えば、電極リード間の連結が安定的であっても、その組立てが容易でなければ、バッテリーモジュールの生産性が低下し、不良発生の可能性が高まるおそれがある。
特に、バッテリーモジュールにおいて、二次電池の電圧をセンシングするためにセンシング用バスバーが備えられ得るが、このようなセンシング用バスバーは電極リードと接触する必要がある。この場合、電極リードは、他の電極リードと接触しながら、同時にセンシング用バスバーとも接触しなければならない。したがって、バッテリーモジュールを組み立てるとき、このような電極リード間の連結及び電極リードとバスバーとの間の連結が適切に行われるように、電極リードとバスバーとの間の連結部分に組立性の優れた構造を設ける必要がある。さらに、複数の電極リードとバスバーとの連結状態を安定的に維持するために溶接などの結合工程が行われ得るが、この場合、溶接性の優れたモジュール構造を設けることが望ましい。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、電極リードの連結状態が安定的に維持されながらも、組立性及び工程性が改善された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を提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の課題を達成するため、本発明によるバッテリーモジュールは、電極リードを備えて上下方向に配置された多数の二次電池、及び上下方向に相互積層されて内部空間に前記二次電池を収容する多数のカートリッジを備えるセルアセンブリ；並びに前記セルアセンブリの前方に取り付けられ、電気絶縁性材質で構成された絶縁ハウジング及び電気伝導性材質で構成されたセンシングバスバーを備えて、前記電極リードと結合されて前記二次電池の電圧をセンシングするセンシングアセンブリを含み、前記絶縁ハウジングは、前記電極リードが貫通するように上下方向に相互離隔して配置された多数の貫通孔が形成され、前記貫通孔の内部に水平方向から所定角度傾くように傾斜して形成された多数のハウジング傾斜部を備える。
ここで、前記ハウジング傾斜部は、内側に行くほど高さが低くなるように形成され得る。
また、前記絶縁ハウジングは、前記ハウジング傾斜部の下端から水平方向外側に延設された外側水平部をさらに備えることができる。
また、前記外側水平部は、前記センシングバスバーより外側に突設され得る。
また、前記センシングバスバーは、前記ハウジング傾斜部の外側で前記ハウジング傾斜部との間に空いている空間が形成されるように構成され得る。
また、前記貫通孔、前記ハウジング傾斜部、及び前記センシングバスバーはそれぞれ、上下方向に多数、水平方向に２列で配置され得る。
また、前記絶縁ハウジングは、前記ハウジング傾斜部の下端で内側端部が水平方向内側に延設された内側水平部をさらに備えることができる。
また、前記カートリッジは、外側端部に水平方向から所定角度傾くように傾斜して形成されたカートリッジ傾斜部を備えることができる。
また、上記の課題を達成するための本発明によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュールを含む。
さらに、上記の課題を達成するための本発明による自動車は、本発明によるバッテリーモジュールを含む。
本発明の一効果として、バッテリーモジュール内における二次電池の電極リードの連結状態を安定的に維持することができる。
特に、本発明の一態様によれば、相互連結されてはならない電極リードの間が非意図的に接触することを防止することができる。したがって、本発明のこのような態様によれば、電極リードの不適切な接触により内部短絡などが発生することを防止し、バッテリーパックの火事や爆発などを防止して安全性を向上させることができる。
また、本発明の他の態様によれば、相互連結されるべき電極リードの間が非意図的に分離されることを防止することができる。したがって、本発明のこのような態様によれば、電極リードの不適切な分離による電源不感現象の発生や出力または容量の減少を予防することができる。
また、本発明の他の効果として、上記のように二次電池の電極リード間の連結状態を安定的に維持しながらも、バッテリーモジュールの構造が複雑になったり、工程性又は組立性が低下することを防止することができる。
特に、本発明の一態様によれば、別途の部品を使用せず、センシングアセンブリ及び／またはカートリッジを通じて電極リードの連結状態を安定的に維持することができる。
また、本発明の他の態様によれば、セルアセンブリとセンシングアセンブリとの間の組立性を向上させることができる。さらに、センシングアセンブリをセルアセンブリと組み立てるとき、セルアセンブリの電極リードがセンシングアセンブリの孔に容易に挿入されるようにガイドし、電極リード同士を容易に接触させることができる。
したがって、本発明のこのような態様によれば、バッテリーモジュールの構造が複雑にならずに組立性及び工程性が改善され、製造コスト又は製造時間が増加する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の構成を示した結合斜視図である。 図１の構成の分離斜視図である。 図１の構成の上面図である。 図１に示されたセンシングアセンブリの分離斜視図である。 図３のＡ１−Ａ１´矢視図である。 図５のＣ１部分の拡大図である。 本発明の他の実施例によるセンシングアセンブリの一部構成を概略的に示した断面図である。 図３のＡ２−Ａ２´矢視図である。 図８のＣ２部分の拡大図である。 本発明の一実施例による絶縁ハウジングを内側から外側に眺めた斜視図である。 図８のＣ２部分の他の実施例を示した図である。 図５のＣ１部分のさらに他の実施例を示した図である。 本発明のさらに他の実施例によるカートリッジと絶縁ハウジングの構成を概略的に示した断面図である。 本発明のさらに他の実施例によるカートリッジと絶縁ハウジングの構成を概略的に示した断面図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。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。
図１は本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を示した結合斜視図であり、図２は図１の構成の分離斜視図である。また、図３は、図１の構成の上面図である。
図１〜図３を参照すれば、本発明によるバッテリーモジュールは、セルアセンブリ１００及びセンシングアセンブリ２００を含む。
前記セルアセンブリ１００は、多数の二次電池１１０を備える。特に、セルアセンブリ１００には、二次電池１１０としてパウチ型二次電池が複数含まれ得る。このようなパウチ型二次電池は、電極組立体、電解質及びパウチ外装材を備えることができる。
ここで、電極組立体は、１つ以上の正極板と１つ以上の負極板とがセパレータを介在して配置された形態で構成される。より具体的に、電極組立体は、１つの正極板と１つの負極板とがセパレータと共に巻き取られた巻取型、及び多数の正極板と多数の負極板とがセパレータを介在して交互に積層された積層型などに分けられ得る。
また、パウチ外装材は、外部絶縁層、金属層及び内部接着層を備える形態であり得る。このようなパウチ外装材は、電極組立体と電解液などの内部構成要素を保護し、電極組立体と電解液による電気化学的性質に対する補完及び放熱性などを向上させるため、金属薄膜、例えばアルミニウム薄膜が含まれた形態で構成され得る。そして、このようなアルミニウム薄膜は、電極組立体及び電解液のような二次電池内部の構成要素や二次電池外部の他の構成要素との電気的絶縁性を確保するため、絶縁物質から形成された絶縁層の間に介在され得る。
特に、パウチ外装材は、２つのパウチで構成され、そのうち少なくとも１つには凹状の内部空間が形成され得る。そして、このようなパウチの内部空間には電極組立体が収納される。そして、２つのパウチの外周部にはシーリング部が備えられ、このようなシーリング部を相互融着することで電極組立体が収容された内部空間を密閉することができる。
それぞれのパウチ型二次電池は、電極リード１１１を備え、このような電極リード１１１には正極リード及び負極リードが含まれる。ここで、それぞれの電極リード１１１は、図示されたように、板状であって、水平方向に横たわった形態でパウチ外装材の外部に突出し、二次電池の電極端子として機能することができる。
本発明の一態様によるバッテリーモジュールには、本願の出願時点で公知された多様な形態のパウチ型二次電池が採用され得る。
多数のパウチ型二次電池１１０は、一方向、例えば図示されたように上下方向に積層される。このとき、それぞれのパウチ型二次電池１１０は、地面に平行に横たわった形態、すなわち広い面が上下に向かうようにして多数個が平行に配列され得る。
また、前記セルアセンブリ１００は、カートリッジ１２０を備える。
前記カートリッジ１２０は、パウチ型二次電池１１０を内部空間に収容して、パウチ型二次電池１１０の外側を保護し、パウチ型二次電池１１０の相互配列をガイドする一方、積層された組立体の動きを防止することができる。例えば、前記カートリッジ１２０は、両端部が相互連結されてプラスチックのような絶縁性材質で構成された４つの単位フレームを備え、図３に示されたように、略四角フレーム状で形成され得る。一般に、パウチ型二次電池１１０は略四角形状で構成されるため、カートリッジ１２０はこのようなパウチ型二次電池１１０の外周部を外側から囲むように四角フレーム状で形成され得る。このとき、カートリッジ１２０は、各単位フレームがそれぞれ別に製造された後、相互組み立てられる形態で形成されても良く、最初から一体的に形成されても良い。このような構成において、各単位フレームによって限定される内部の空いている空間には、前記カートリッジ１２０の収納部が位置し得る。そして、各単位フレームにはカートリッジ１２０のシーリング部の少なくとも一部分が位置し得る。
また、前記カートリッジ１２０は、相互積層可能な形態で構成される。例えば、前記カートリッジ１２０は、図示されたように、二次電池１１０の積層方向と同じ方向、すなわち上下方向に相互積層され得る。そして、２つ以上のカートリッジ１２０が積層されて形成された内部空間には、パウチ型二次電池１１０が収容され得る。
このとき、前記カートリッジ１２０は、相互積層される表面、すなわち左側面と右側面とに相互対応する形態で凹凸構造が形成され得る。本発明のこのような実施例によれば、カートリッジ１２０に形成された凹凸構造によって、カートリッジ１２０間の締結性及び固定力が向上し、凹凸構造がガイドの役割をしてより容易に組み立てることができる。
前記センシングアセンブリ２００は、セルアセンブリ１００の前方に取り付けられる。ここで、セルアセンブリ１００の前方とは、セルアセンブリ１００から電極リード１１１が突出した側面方向を意味する。例えば、セルアセンブリ１００の前方とは、図２でセルアセンブリ１００の右側を意味すると言える。そして、このような方向を示す用語、すなわち、前、後、左、右、上、下のような用語は観測者の位置や対象が置かれた形態によって変わり得る。ただし、本明細書では説明の便宜上、電極リード１１１が突出した側面を前方にして、前、後、左、右、上、下などの方向を区分することにする。
前記センシングアセンブリ２００は、セルアセンブリ１００と脱着自在に構成され得る。例えば、前記センシングアセンブリ２００は係止突起を備え、セルアセンブリ１００はそれと対応する位置及び形態で係止溝を備えて、センシングアセンブリ２００をセルアセンブリ１００に係止結合することができる。
特に、前記センシングアセンブリ２００は、セルアセンブリ１００の電極リード１１１と結合して二次電池１１０の電圧をセンシングすることができる。特に、前記センシングアセンブリ２００は、セルアセンブリ１００に備えられたすべての二次電池１１０のそれぞれの両端電圧をセンシングするように構成することができる。
図４は、図１に示されたセンシングアセンブリ２００の分離斜視図である。また、図５は、図３のＡ１−Ａ１´矢視図である。ただし、図５では、説明の便宜上、各電極リード１１１がセンシングバスバー２２０に接触していない状態で示した。
図４及び図５に示されたように、前記センシングアセンブリ２００は、センシングバスバー２２０及び絶縁ハウジング２１０を備えることができる。
前記絶縁ハウジング２１０は、電気絶縁性材質で構成される。例えば、前記絶縁ハウジング２１０はプラスチック材質で構成され得る。
前記センシングバスバー２２０は、電極リード１１１と接触して電極リード１１１の電圧をセンシングし、センシングされた電圧をＢＭＳ（Battery Management System）のような他の構成要素に伝達する電気的経路を形成する。そのため、前記センシングバスバー２２０は、電極リード１１１と同様に電気伝導性材質で構成される。例えば、前記センシングバスバー２２０は、銅やアルミニウムのような金属材質で構成され得る。前記センシングバスバー２２０は、絶縁ハウジング２１０に多様な方式で結合される。例えば、前記センシングバスバー２２０は、ボルトやリベットなどの締結部材によって絶縁ハウジング２１０に締結され得る。または、前記センシングバスバー２２０に締結孔が形成され、絶縁ハウジング２１０には締結突起が形成されて、締結突起が締結孔に挿入される方式でセンシングバスバー２２０が絶縁ハウジング２１０に結合され得る。このとき、締結突起は締結孔に挿入された後、外側端部が加圧又は加熱されることで厚くなって、結合状態が固定され得る。
そして、前記センシングアセンブリ２００は、図４に示されたように、センシングバスバー２２０の少なくとも一部を覆うカバー２３０をさらに備えることができる。前記カバー２３０は、絶縁ハウジング２１０と同様に電気絶縁性材質、例えばプラスチック材質で形成され、センシングバスバー２２０の外側に位置される。したがって、前記カバー２３０は、センシングバスバー２２０の少なくとも一部に対する外部露出を防止し、電気的絶縁を確保することができる。そして、このようなカバー２３０は、絶縁ハウジング２１０またはセンシングバスバー２２０に結合固定され得る。
前記絶縁ハウジング２１０には、セルアセンブリ１００の電極リード１１１が内側から外側方向に貫通するように、Ｈ１で示されたように、貫通孔が形成される。ここで、内側方向とはバッテリーモジュールの中心側方向を意味し、外側方向とはバッテリーモジュールの外部に向かう方向を意味すると言える。例えば、図５の構成において、内側方向は左側を意味し、外側方向は右側を意味する。本明細書において、内側と外側は、特に説明しない限り、同様に区分することにする。
前記絶縁ハウジング２１０には、このような貫通孔Ｈ１が多数形成されるが、多数の貫通孔Ｈ１は、図示されたように、上下方向に相互離隔して配置される。本発明によるバッテリーモジュールのセルアセンブリ１００において、パウチ型二次電池１１０は横たわった形態で上下方向に積層されるため、各二次電池１１０の電極リード１１１は上下方向に複数配列され得る。さらに、複数の電極リード１１１は、二次電池１１０同士の電気的連結のために２つが互いに接触した状態で一対を成し、各対が上下方向に配置され得る。したがって、上下方向に配置された電極リード１１１の各対は、絶縁ハウジング２１０の貫通孔Ｈ１をそれぞれ貫通することができる。
特に、本発明によるバッテリーモジュールのセンシングアセンブリ２００において、前記絶縁ハウジング２１０は、ハウジング傾斜部を備えることができる。これについては、図６を参照してより具体的に説明する。
図６は、図５のＣ１部分の拡大図である。
図６を参照すれば、前記ハウジング傾斜部２１１は、貫通孔の内部に形成され、その形態が水平方向から所定角度傾くように傾斜して形成される。例えば、図６で左右水平方向を地面に平行な方向とするとき、前記ハウジング傾斜部２１１は、傾斜面が地面と成す角度が約６０゜〜７０゜の角度を成す形態で形成され得る。ただし、このような傾斜角度は、センシングアセンブリ２００やセルアセンブリ１００の形態、電極リード１１１の形態、二次電池１１０の個数などによって多様な形態で構成され得る。
このように、ハウジング傾斜部２１１が形成された構成によれば、センシングアセンブリ２００をセルアセンブリ１００に組み立てるとき、セルアセンブリ１００の電極リード１１１がセンシングアセンブリ２００のハウジング傾斜部２１１に沿ってセンシングアセンブリ２００の貫通孔まで容易に誘導される。したがって、センシングアセンブリ２００とセルアセンブリ１００との組立性及び工程性を向上させることができる。
さらに、このような構成によれば、電極リード１１１が貫通孔に容易に引き込まれるため、貫通孔を大きく構成する必要がない。したがって、貫通孔を通った外部異物の流入をより容易に遮断することができる。また、２つの電極リード１１１をより容易に接触させることができる。さらに、貫通孔の内部での電極リード１１１の動きがより効果的に制限されるため、電極リード１１１の動きによる破損や２つの電極リード１１１間の接触分離を防止することができる。
特に、前記ハウジング傾斜部２１１は、内側に行くほど高さが低くなるように形成される。すなわち、前記ハウジング傾斜部２１１は、図６に示された構成で、右側に行くほど高くなるように形成され得る。
本発明のこのような構成によれば、少なくとも１つの電極リード１１１がハウジング傾斜部２１１の傾斜面に沿ってより容易に安着される。すなわち、電極リード１１１には重力によって下方に持続的に力が加えられるが、本実施例のようにハウジング傾斜部２１１の上面に電極リード１１１が置かれる場合、電極リード１１１は重力によってハウジング傾斜部２１１により安定的に密着して接触できる。したがって、電極リード１１１が絶縁ハウジング２１０の内部でより安定的に維持されて、振動や衝撃が加えられても損傷が防止され、相互接触して連結された２つの電極リード１１１が分離されることをより効果的に防止することができる。
一方、少なくとも一部の二次電池の電極リードは、下方に凹んだ形態のベンディング部を備える。
例えば、図６にＧで示された部分のように、一部の二次電池１１０の電極リード１１１は、水平方向に延びる途中、所定部分で「Ｕ」字状に曲がった形態になり得る。
本発明のこのような構成によれば、下方に凹んで形成されたベンディング部を通じて側面方向の衝撃などを吸収することができる。すなわち、バッテリーモジュールの外側（図６の右側）から内側（図６の左側）に衝撃や振動が加えられるとき、前記ベンディング部によって衝撃や振動が電極リードに沿って二次電池の本体側に伝達されることを緩和することができる。したがって、外部衝撃や振動による二次電池の電極リード部分の損傷を防止することができる。
特に、このような電極リードのベンディング部Ｇは、図５及び図６に示されたように、カートリッジ１２０を介在して相互接触した２つの電極リードの少なくとも一方の電極リードに形成され得る。例えば、１つのカートリッジを介在して接触された２つの電極リードのうち、上部に位置した電極リードにベンディング部が形成され得る。このとき、下部に位置した電極リードはハウジング傾斜部２１１に沿って傾いた形態で構成され得る。そして、上部に位置した電極リードのベンディング部は下部に位置した電極リードの傾斜部分に安着できる。
したがって、この場合、上部に位置した電極リードも、下部に位置した電極リードと同様に、ハウジング傾斜部に安着した効果を有し、それにより上部に位置した電極リードの絶縁ハウジングに対する密着性と固定性を向上させることができる。また、上部に位置した電極リードと下部に位置した電極リードとの密着性及び接触性も向上させることができる。
一方、図５に示されたように、４つ以上の二次電池が上下方向に積層された場合、電極リードのベンディング部は偶数層に形成されるか又は奇数層に形成されるなどと、１層置きに形成され得る。ただし、このようなベンディング部の形成位置は、貫通孔や二次電池の配置形態などによって変わり得る。
また、前記ハウジング傾斜部２１１は、上端部が扁平に構成され得る。すなわち、図６に示されたように、ハウジング傾斜部２１１は右側に行くほど高くなる形態で構成されるが、このとき、ハウジング傾斜部２１１の右上端部は扁平な面を形成するように折り曲げられた形態で構成され得る。この場合、ハウジング傾斜部２１１に沿って上方に傾くように延びた電極リード１１１は、ハウジング傾斜部２１１の上端扁平面で平たくなるため、センシングバスバー２２０と接触するために電極リード１１１が過度に折り曲げられることを防止することができる。
また、本発明によるバッテリーモジュールのセンシングアセンブリ２００において、前記絶縁ハウジング２１０は、外側水平部２１２をさらに備えることができる。
前記外側水平部２１２は、前記ハウジング傾斜部２１１の下端から水平方向外側に扁平に延びる形態で形成される。このとき、前記外側水平部２１２は、ハウジング傾斜部２１１と一体化した形態で構成され得る。特に、前記外側水平部２１２は、貫通孔の上端まで延びるように形成され得る。この場合、絶縁ハウジング２１０の貫通孔は、外側水平部２１２とハウジング傾斜部２１１とによって上端と下端とが限定され得る。すなわち、絶縁ハウジング２１０の外側水平部２１２は貫通孔の上端を構成し、絶縁ハウジング２１０の傾斜部の上端は貫通孔の下端を構成し得る。
本発明のこのような構成によれば、セルアセンブリ１００とセンシングアセンブリ２００との結合をより容易にし、電極リード１１１の動きをより効果的に制限することができる。すなわち、外側水平部２１２は、センシングアセンブリ２００がセルアセンブリ１００に結合される過程で、電極リード１１１を外側方向に水平に移動させることで、電極リード１１１を貫通孔に容易に貫通させることができる。また、センシングアセンブリ２００がセルアセンブリ１００に結合されている状態で、電極リード１１１が上方に移動することを制限することで、振動や衝撃が加えられるとき、電極リード１１１が激しく移動して損傷されるか又は接触状態が解除されることを防止することができる。したがって、このような場合、振動や衝撃などによって電源不感現象が発生するか又はバッテリーモジュールの出力や容量が低下することを防止することができる。さらに、外側水平部２１２によって電極リード１１１の移動が制限され、接触してはならない電極リード１１１同士が接触することを防止することができる。したがって、この場合、電極リード１１１間の不適切な接触によって内部短絡などが発生することを防止することができる。
また、本発明のこのような構成によれば、電極リード１１１の上方への移動を制限するためのリードカバーなどをバッテリーモジュールに別途に備える必要がないため、バッテリーモジュールの組立性が向上し、製造コスト及び時間を節減することができる。
図７は、本発明の他の実施例によるセンシングアセンブリ２００の一部構成を概略的に示した断面図である。図７は、図３のＡ１−Ａ１´線に沿った断面の一実施例であって、図６とは違う形態である。図７については、上述した実施例と相違する部分を主に説明し、上述した説明が同様に適用される部分に対しては詳細な説明を省略する。
図７を参照すれば、前記外側水平部２１２は、センシングバスバー２２０より外側に突設される。例えば、図７の構成において、外側水平部２１２は、Ｐで示した部分のように、センシングバスバー２２０より右側方向にさらに突出して延設され得る。
本発明のこのような構成によれば、外側水平部２１２によって電極リード１１１間の不適切な接触をより確実に防止することができる。例えば、図７の構成において、センシングバスバー２２０の外側面に接触した電極リード１１１の上部と下部にはそれぞれ外側水平部２１２が位置し得る。したがって、下方に折り曲げられた電極リード１１１対の下側端部が、下部に位置した外側水平部２１２の突出部分Ｐによって、その下部層の電極リード１１１対に接触することをより確実に遮断することができる。また、一部の電極リード１１１の溶接状態が解除されて上方に浮き上がっても、上部に位置した外側水平部２１２の突出部分Ｐによって、その上部層の電極リード１１１対やバスバーと接触することをより確実に防止することができる。
また、本発明のこのような構成によれば、外側水平部２１２の突出部分Ｐによって電極リード１１１の上方への移動をより確実に防止することができる。そして、このような構成において、外側水平部２１２の突出部分Ｐにセンシングバスバー２２０を安着させることができる。したがって、センシングバスバー２２０と絶縁ハウジング２１０との結合がより容易になり、その結合状態をより安定的に維持することができる。
また望ましくは、前記センシングバスバー２２０は、ハウジング傾斜部２１１の外側で前記ハウジング傾斜部２１１との間に空いている空間が形成されるように構成される。すなわち、前記センシングアセンブリ２００は、センシングバスバー２２０と絶縁ハウジング２１０との間に空いている空間が形成されるように構成され得る。
例えば、センシングバスバー２２０は、図６に示されたように、ハウジング傾斜部２１１の外側に位置し、略地面に垂直に立てられる形態で構成される。このとき、センシングバスバー２２０の上端はハウジング傾斜部２１１の上端に接触して支持され、センシングバスバー２２０の下端は外側水平部２１２の外側端に接触して支持され得る。そして、センシングバスバー２２０とハウジング傾斜部２１１との間には、図面にＶで示された部分のように、空いている空間が形成され得る。
本発明のこのような構成によれば、センシングバスバー２２０が絶縁ハウジング２１０に水平方向に安着されて安定的に支持され、また、センシングバスバー２２０と絶縁ハウジング２１０との間に空いている空間が形成される。そして、このような空いている空間はセンシングバスバー２２０と電極リード１１１との間、及び電極リード１１１同士の溶接のとき、熱やガスを容易に排出させ、熱による絶縁ハウジング２１０の変形を防止することができる。
すなわち、センシングバスバー２２０と電極リード１１１との間、そして２つの電極リード１１１同士の間は、相互接触した状態で固定されるようにレーザー溶接などの方式で溶接され得る。このような溶接過程で多くの熱が発生するが、上記のような空いている空間は、このような熱が絶縁ハウジング２１０に伝達されることを減少させ、絶縁ハウジング２１０の変形及びガスの発生を減らすことができる。したがって、絶縁ハウジング２１０の損傷または弱化を防止する一方、センシングバスバー２２０を絶縁ハウジング２１０に安定的に固定することができる。
また、このような構成は、電極リード相互間及び電極リードとバスバーとの間の連結状態を安定的に維持することができる。さらに、センシングバスバー２２０と電極リード１１１との溶接時、ガスが発生し得るが、このようなガスが円滑に排出されなければ、センシングバスバー２２０と電極リード１１１との間、そして電極リード同士の間の溶接部分に不良が発生することがある。しかし、上記のような空いている空間によって、溶接時に発生するガスを外部に容易に排出できるため、ガスによる溶接不良を防止することができる。
さらに、センシングバスバーと絶縁ハウジングとの間の空いている空間は、絶縁ハウジングの重さを減らすことで、バッテリーモジュールの軽量化に寄与できる利点もある。
また望ましくは、前記センシングバスバー２２０は、上端が前記ハウジング傾斜部２１１の上端より低く構成される。例えば、前記センシングバスバー２２０は、図６にＤで示されたように、ハウジング傾斜部２１１の上端より低く構成され得る。
本発明のこのような構成によれば、折曲による電極リード１１１の損傷をより効果的に防止することができる。すなわち、絶縁ハウジング２１０の貫通孔を水平方向に貫通した電極リード１１１が地面から垂直方向に立てられた形態のセンシングバスバー２２０に接触するためには、９０°程度折り曲げられる必要がある。例えば、図６の構成で、電極リード１１１は、貫通孔を貫通した後、下方に約９０°折り曲げられなければならない。このとき、センシングバスバー２２０の上端の高さをハウジング傾斜部２１１の上端より低く構成すれば、電極リード１１１がより緩やかに曲がるようになり、電極リード１１１の折曲部分における電極リード１１１の損傷をより効果的に防止することができる。また、電極リード１１１とセンシングバスバー２２０との接触性を改善することができる。
本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記二次電池１１０はパウチ型二次電池１１０であって、単方向二次電池の形態で構成され得る。ここで、単方向二次電池とは、正極リードと負極リードとが一方向に突出するように構成された形態の二次電池を意味する。例えば、図１〜図３に示されたように、二次電池は、正極リードと負極リードともに、前方（図面で右側方向）に突出する形態で構成され得る。このような単方向二次電池を横たわった形態で上下方向に積層して配置する場合、電極リード１１１は二次電池の積層個数ほど上下方向に複数存在するが、各電池毎に正極リードと負極リードが存在するため、多数の電極リード１１１は水平方向にも２列で配置され得る。
このような構成の場合、前記貫通孔、前記ハウジング傾斜部２１１、及び前記センシングバスバー２２０は、このような電極リード１１１の配置形態に対応して、それぞれ上下方向に多数、水平方向に２列で配置され得る。
望ましくは、前記絶縁ハウジング２１０は、内側水平部２１３をさらに備えることができる。
前記内側水平部２１３は、図６及び図７に示されたように、ハウジング傾斜部２１１の下端から水平方向内側に扁平に延びる形態で構成され得る。このとき、前記内側水平部２１３は、ハウジング傾斜部２１１と一体化した形態で構成され得る。特に、前記内側水平部２１３は、図６のＥで示された部分のように、内側端部が隣接する２つのカートリッジ１２０の間に介在されるまで延びる形態で構成され得る。さらに、前記内側水平部２１３は、隣接するものの電極リードが直接連結されない２つの二次電池の間に介在され得る。このとき、前記内側水平部は、それぞれの二次電池のシーリング部、すなわち２つの二次電池のパウチ外装材の間まで延長され得る。
本発明のこのような構成によれば、相互接触してはならない電極リード１１１の間をより安定的に分離することができる。例えば、図６の構成で、上下方向に積層された２つのカートリッジ１２０の間に２つの二次電池Ｂ１、Ｂ２が収納されるが、このような２つの二次電池Ｂ１、Ｂ２はそれぞれ他の電極リード１１１対を構成して、互いに接触しないように構成される。この場合、絶縁ハウジング２１０の内側水平部２１３は、２つのカートリッジ１２０の間まで延びて、特に、２つのカートリッジ１２０の間に収納された２つの二次電池Ｂ１、Ｂ２のシーリング部まで延びてこれらの間に挿し込まれ得る。したがって、２つの電極リード１１１の間はより安定的に分離状態が維持され、バッテリーモジュールに振動や衝撃が加えられても、これら電極リード１１１同士が接触することを効果的に防止することができる。
一方、上下方向に積層された多数の単方向二次電池が電気的に直列で連結されるとき、各二次電池の正極リードと負極リードは、それぞれ他の層に位置する二次電池の電極リード１１１と連結される。例えば、１つの二次電池で、正極リードは上部に積層された二次電池の負極リードと接触され、負極リードは下部に積層された二次電池の正極リードと接触され得る。したがって、カートリッジ１２０及び／または絶縁ハウジング２１０は、正極リードが位置する部分と負極リードの位置する部分とが異なる形態で構成される。これについては図８〜図１０を参照してより具体的に説明する。
図８は図３のＡ２−Ａ２´矢視図であり、図９は図８のＣ２部分の拡大図である。また、図１０は、本発明の一実施例による絶縁ハウジング２１０を内側から外側に眺めた斜視図である。
まず、図８及び図９を参照すれば、カートリッジ１２０の一部構成及び絶縁ハウジング２１０の一部構成が図６に示された構成と異なることが分かる。例えば、同じ１つのカートリッジ１２０であっても、正極リードが位置する部分と負極リードの位置する部分とが相異なるように構成され得る。また、絶縁ハウジング２１０も正極リードが位置する部分と負極リードの位置する部分とが相異なるように構成され得る。
さらに、図１０から分かるように、絶縁ハウジング２１０の貫通孔とハウジング傾斜部２１１、そしてセンシングバスバー２２０は、垂直方向に２列で多数配置されるが、左側列と右側列とが相異なる形態で形成され得る。
特に、図９を参照すれば、前記カートリッジ１２０は、カートリッジ傾斜部１２１を備えることができる。前記カートリッジ傾斜部１２１は、カートリッジの外側端部で水平方向から所定角度傾くように傾斜して形成される。すなわち、前記カートリッジ１２０は、ほぼ水平方向に平たい形態で構成されてから、外側端部が地面から所定角度傾く形態で構成され得る。
本発明のこのような構成によれば、電極リードを貫通孔からより容易に引き出すことができる。
例えば、図９の構成で、２つのカートリッジの間に位置した２つの二次電池の電極リードは一緒に１つの貫通孔から引き出されて互いに直接接触するようになるが、下部に位置した二次電池の電極リードはハウジング傾斜部２１１より下方に位置する。このとき、下部に位置した二次電池の電極リードはカートリッジ傾斜部１２１に沿って上方に延びるか又は折り曲げられるように誘導され、カートリッジ傾斜部の上部に位置したハウジング傾斜部２１１によって貫通孔まで到達するように誘導され得る。したがって、カートリッジ内部に位置して互いに連結される２つの二次電池ともに電極リードを絶縁ハウジングの貫通孔まで円滑に誘導することができる。
このとき、前記カートリッジ傾斜部１２１の傾斜角度は、ハウジング傾斜部２１１の傾斜角度と同一又は類似するように、それに対応して構成される。例えば、前記カートリッジ傾斜部は、地面から約６０°〜７０°の傾斜面角度を有するように構成され得る。特に、前記カートリッジ傾斜部１２１の傾斜面（内側傾斜面）は、ハウジング傾斜部２１１の傾斜面（内側傾斜面）と同じ平面上に形成されるように構成され得る。
本発明のこのような構成によれば、センシングアセンブリ２００とセルアセンブリ１００とが結合されるとき、カートリッジ傾斜部１２１とハウジング傾斜部２１１とが互いに干渉せず一体化した形態で構成されるため、電極リード１１１がカートリッジ傾斜部１２１とハウジング傾斜部２１１との境界に引っ掛かることを防止することができる。したがって、この場合、カートリッジ傾斜部１２１及びハウジング傾斜部２１１によって電極リード１１１が貫通孔に引き込まれ易くなることで、センシングアセンブリ２００とセルアセンブリ１００との組立性を改善することができる。
このような構成において、前記カートリッジは、カートリッジ傾斜部が絶縁ハウジング２１０の下端まで延びる形態で構成される。すなわち、カートリッジ傾斜部１２１は、図９にＦで示された部分のように、絶縁ハウジング２１０の下部に接触するか又はその下にまで延びるように形成され得る。例えば、Ｆで示された部分のようなカートリッジの外側（右側）端部が、絶縁ハウジングの内側（左側）端部より外側（右側）に位置するように構成され得る。特に、カートリッジ傾斜部の外側端部は、ハウジング傾斜部の内側端部より外側に位置するように構成され得る。この場合、カートリッジと絶縁ハウジング２１０との間の隙間を最小化することができる。したがって、電極リード１１１の不適切な接触を遮断し、電極リード１１１の組立てをより確実にガイドすることができる。
そして、カートリッジは、カートリッジ傾斜部の外側に水平折曲部を備えることができる。
例えば、図９にＦで示された部分のように、カートリッジ傾斜部の右側、すなわち外側端部に水平方向に扁平に形成された水平折曲部を備えることができる。このような水平折曲部は、隣接する外側水平部２１２とハウジング傾斜部２１１との間に介在され、電極リードの方向を貫通孔側に誘導することができる。特に、カートリッジの水平折曲部により、カートリッジ傾斜部の外側部分及びハウジング傾斜部の内側部分に沿って外側上方に傾くように誘導された電極リードを、外側水平方向に折り曲げて誘導することができる。したがって、この場合、電極リードが絶縁ハウジングの貫通孔側に容易に引き込まれ得る。
また、図９を参照すれば、絶縁ハウジング２１０には内側水平部２１３を備えなくても良い。すなわち、図９に示されたバッテリーモジュール構成によれば、カートリッジの外側端部にカートリッジ傾斜部１２１を備えて絶縁ハウジング２１０のハウジング傾斜部２１１の下端まで延びる形態で構成し、絶縁ハウジング２１０には図６又は図７に示された内側水平部２１３を別途に備えなくても良い。これは、図９に示された構成の場合、２つのカートリッジの間に収納された２つの二次電池１１０の間で電極リード１１１が相互直接連結されるためである。すなわち、図６及び図７の構成では、上下隣接して積層された２つのカートリッジの間に収納された２つの二次電池１１０が相互直接連結されないため、このような２つの二次電池１１０の電極リード１１１の間を物理的に分離するための内側水平部２１３を備えることが望ましい。しかし、図９の構成では、上下隣接して積層された２つのカートリッジの間に収納された２つの二次電池１１０が相互直接連結されるため、このような２つの二次電池１１０の電極リード１１１の間を物理的に分離するための内側水平部２１３を備えなくても良い。
したがって、２つのカートリッジ１２０の間に収納された２つの二次電池１１０の電極リード１１１が互いに直接接触して連結されない部分、例えば図３のＡ１−Ａ１´線の断面部分では、カートリッジ１２０は全体的に扁平に構成されてカートリッジ傾斜部を備えず、絶縁ハウジング２１０は内側水平部２１３を備える。一方、２つのカートリッジの間に収納された２つの二次電池１１０の電極リード１１１が互いに直接接触して連結される部分、例えば図３のＡ２−Ａ２´線の断面部分では、カートリッジはカートリッジ傾斜部を備え、絶縁ハウジング２１０は内側水平部２１３を備えなくても良い。
図１１は、図８のＣ２部分の他の実施例を示した図である。ただし、図１１では、説明の便宜上、二次電池は図示しないことにする。
図１１を参照すれば、カートリッジ傾斜部１２１は、ハウジング傾斜部２１１より内側傾斜面がバッテリーモジュールの内側に位置するように構成される。すなわち、図１１に示されたように、ハウジング傾斜部２１１の内側傾斜面に沿って延長した線分をＩ２とするとき、カートリッジ傾斜部１２１の内側傾斜面は、Ｉ２より左側、すなわちバッテリーモジュールの内側に位置するように構成され得る。
本発明のこのような構成によれば、内側に位置したカートリッジ傾斜部１２１に沿って先に上方に延びるように誘導された電極リードが、カートリッジ傾斜部１２１とハウジング傾斜部２１１との境界部分に引っ掛からずにハウジング傾斜部２１１に、より円滑に誘導される。すなわち、図１１でカートリッジ傾斜部に沿って右側上方に延びた電極リードは、カートリッジ傾斜部の上部右側端でカートリッジ傾斜部とハウジング傾斜部との間の隙間に引っ掛からず、外側に位置したハウジング傾斜部に円滑に誘導できる。
したがって、この場合、電極リードが貫通孔までより円滑に誘導され、セルアセンブリとセンシングアセンブリとの間の組立性がより向上し、組立て過程での電極リードなどの破損を防止することができる。
また、カートリッジ傾斜部は、ハウジング傾斜部より傾斜角度が小さく構成される。
例えば、図１１を参照すれば、カートリッジ傾斜部１２１の内側傾斜面に沿って延長した線分をＩ１、ハウジング傾斜部２１１の内側傾斜面に沿って延長した線分をＩ２とし、Ｉ１が地面と成す角度をＫ１、Ｉ２が地面と成す角度をＫ２とする。このとき、Ｋ１はＫ２より小さく構成され得る。例えば、図１１の構成で、Ｋ１は３５°、Ｋ２はそれより大きく４５°で構成され得る。
本発明のこのような構成によれば、貫通孔まで電極リードの誘導をより円滑にする一方、電極リードの損傷を防止することができる。特に、電極リードが一度に大きい角度で折り曲げられる場合、電極リードが所望の形態に折り曲げられないこともあり、電極リードが損傷されることもある。しかし、本実施例によれば、カートリッジ傾斜部１２１によって１次的に小さい角度で折り曲げられた後、ハウジング傾斜部１２２によって２次的により大きい角度で折り曲げられる。したがって、電極リードがカートリッジ傾斜部及びハウジング傾斜部を経て貫通孔までより円滑に誘導され引き込まれ、電極リードの過度な折れを防止して電極リードの損傷を予防することができる。
図１２は、図５のＣ１部分のさらに他の実施例を示した図である。例えば、図１２は、図６または図７の他の変形例であると言える。
図１２を参照すれば、ハウジング傾斜部２１１は、傾斜角が異なる２つ以上の傾斜部を備えることができる。例えば、図１２に示されたように、ハウジング傾斜部２１１は、相対的に内側（図面の左側）に位置した第１傾斜部Ｎ１と、相対的に外側（図面の右側）に位置した第２傾斜部Ｎ２とを備えることができる。このとき、第１傾斜部Ｎ１は第２傾斜部Ｎ２より傾斜角が小さく構成され得る。例えば、第１傾斜部Ｎ１は地面と成す角度が４０°になるように、第２傾斜部Ｎ２は地面と成す角度が７０°になるように構成され得る。
本発明のこのような構成によれば、電極リードの誘導をより円滑にし、電極リードの損傷を防止することができる。特に、電極リードが一度に大きい角度で折り曲げられる場合、電極リードが所望の形態に折り曲げられないこともあり、電極リードが損傷されることもある。しかし、本実施例によれば、第１傾斜部Ｎ１によって先に小さい角度で折り曲げられた後、第２傾斜部Ｎ２によってより大きい角度で折り曲げられる。したがって、電極リードが貫通孔側、すなわち右側上方に円滑に折り曲げられる一方、電極リードの過度な折れを防止して電極リードの損傷を予防することができる。
一方、このように傾斜角度が異なる２つ以上の傾斜部を備える構成は、ハウジング傾斜部２１１のみならず、カートリッジ傾斜部１２１にも適用され得る。
図１３は、本発明のさらに他の実施例によるカートリッジと絶縁ハウジングの構成を概略的に示した断面図である。例えば、図１３は、図８のＣ２部分のさらに他の実施例であると言える。
図１３を参照すれば、絶縁ハウジング２１０とカートリッジ１２０とは相互接触され得る。例えば、図１３に示されたように、外側水平部２１２の下部面とカートリッジ傾斜部２１１の上部面（水平折曲部の上部面）の少なくとも一部とは互いに接触するように構成され得る。
この場合、絶縁ハウジング２１０とカートリッジ１２０との間の隙間を塞ぐか又は減らすことで、電極リードがこのような隙間に挟まることを防止することができる。また、この場合、絶縁ハウジングはカートリッジが上方に動くことを制限し、カートリッジは絶縁ハウジングが下方に動くことを制限することができる。したがって、カートリッジと絶縁ハウジングとの間の締結安定性が向上し、外部から加えられた力が均一に分散され、衝撃や振動に対する安全性を向上させることができる。
また、前記カートリッジは、絶縁ハウジングと相互締結され得る。例えば、図１３にＪで示された部分のように、カートリッジ１２０と絶縁ハウジング２１０とは相互係止結合可能な形態で突起が備えられ得る。すなわち、絶縁ハウジング２１０は、外側水平部２１２の下部に下方に突出した形態の係止突起Ｍ２が備えられ得る。そして、カートリッジ１２０は、カートリッジ傾斜部の外側端部の扁平な部分（水平折曲部）の上部に上方に突出した形態の係止突起Ｍ１が備えられ得る。したがって、セルアセンブリとセンシングアセンブリとが組み立てられるとき、カートリッジの係止突起Ｍ１と絶縁ハウジングの係止突起Ｍ２とが相互締結できる。
この場合、カートリッジの係止突起Ｍ１は、絶縁ハウジングの係止突起Ｍ２より外側に位置することで、絶縁ハウジングが外側方向に離脱することを防止することができる。したがって、このような実施例によれば、絶縁ハウジングとカートリッジとの間の結合性を向上させることができる。特に、カートリッジの係止突起Ｍ１は全てのカートリッジに備えられ得、それに対応するように絶縁ハウジングの係止突起Ｍ２も全ての外側水平部２１２に備えられ得る。このとき、絶縁ハウジングに対する全てのカートリッジに固定性が確保されるため、セルアセンブリとセンシングアセンブリとの間の固定性を一層向上させることができる。特に、バッテリーモジュールに含まれたカートリッジのうち中央に位置した一部のカートリッジのみに外側から内側方向に衝撃が加えられても、各カートリッジ毎に絶縁ハウジングとの固定性が維持されているため、全てのカートリッジに対する衝撃安定性を確保することができる。
このような構成において、カートリッジの係止突起Ｍ１は外側部が外側（図面の右側）に行くほど低くなる形態で傾くように構成され、内側部が地面に垂直な形態で構成され得る。一方、絶縁ハウジングの係止突起Ｍ２は内側部が外側に行くほど低くなる形態で傾くように構成され、外側部が地面に垂直な形態で構成され得る。この場合、係止突起間の締結が円滑に行われ、締結が行われた後は、容易に離脱しないようになる。
図１４は、本発明のさらに他の実施例によるカートリッジと絶縁ハウジングの構成を概略的に示した断面図である。例えば、図１４は、図８のＣ２部分のさらに他の実施例であると言える。
図１４を参照すれば、Ｑで示された部分のように、カートリッジ傾斜部１２１の外側端部に形成された水平折曲部が絶縁ハウジング２１０の貫通孔Ｈ１を貫通して外側方向に突出するように構成され得る。すなわち、カートリッジ１２０は、カートリッジ傾斜部１２１に沿って外側上方に延びてから、所定地点で外側水平方向に延長し、その端部がハウジング傾斜部２１１より外側に位置するように構成され得る。特に、カートリッジの水平折曲部Ｑは、センシングバスバー２２０及び電極リード１１１の下部に位置し、このようなバスバー及び電極リードより外側（図面の右側）に突出するように構成され得る。
本発明のこのような構成によれば、カートリッジの水平折曲部Ｑに沿って電極リードを貫通孔Ｈ１までより円滑に誘導することができる。また、この場合、水平折曲部によって他の層に位置した電極リード及び／またはバスバーとの接触可能性をより完璧に遮断することができる。
本発明によるバッテリーモジュールは、図１〜図３に示されたように、流入ダクト１３１及び流出ダクト１３２をさらに含むことができる。
ここで、流入ダクト１３１は、カートリッジ１２０に形成された冷却流路の開放部分に備えられて、冷却流路に流体を流入させる空間及び通路として機能することができる。そして、流出ダクト１３２は、カートリッジ１２０に形成された冷却流路の他の開放部分に備えられて、冷却流路を流れた流体をバッテリーモジュールの外部に流出させる空間及び通路として機能することができる。特に、本発明の一実施例によるセルアセンブリ１００のカートリッジ１２０は、左側面と右側面に流路の端部を構成する開口部が形成され得るが、流入ダクト１３１及び流出ダクト１３２はこのような開口部が形成された側にそれぞれ備えられ得る。一方、流入ダクト１３１及び／または流出ダクト１３２は、冷却流体の流れを円滑にするためにファンを備えることができる。
本発明によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュールを１つ以上含むことができる。また、本発明によるバッテリーパックは、このようなバッテリーモジュールの外に、このようなバッテリーモジュールを収納するためのパックケース、バッテリーモジュールの充放電を制御するための各種の装置、例えばＢＭＳ、電流センサ、ヒューズなどをさらに含み得る。
本発明によるバッテリーモジュールは、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に適用され得る。すなわち、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーモジュールを含むことができる。特に、本発明によるバッテリーモジュールの場合、衝撃や振動にも電極リード１１１の接触状態を安定的に維持することができる。したがって、このようなバッテリーモジュールが適用された自動車の場合、安全性を大幅に向上させることができる。
以上のように、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。
１００ セルアセンブリ
１１０ 二次電池
１１１ 電極リード
１２０ カートリッジ
２００ センシングアセンブリ
２１０ 絶縁ハウジング
２１１ ハウジング傾斜部
２２０ センシングバスバー

Claims (9)

  1. 電極リードを備えて上下方向に配置された多数の二次電池、及び上下方向に相互積層されて内部空間に前記二次電池を収容する多数のカートリッジを備えるセルアセンブリ；及び
    前記セルアセンブリの前方に取り付けられ、電気絶縁性材質で構成された絶縁ハウジング及び電気伝導性材質で構成されたセンシングバスバーを備えて、前記電極リードと結合されて前記二次電池の電圧をセンシングするセンシングアセンブリ；を含み、
    前記絶縁ハウジングは、前記電極リードが貫通するように上下方向に相互離隔して配置された多数の貫通孔が形成され、前記貫通孔の内部に水平方向から所定角度傾くように傾斜して形成された多数のハウジング傾斜部を備え、
    前記絶縁ハウジングは、前記ハウジング傾斜部の下端で内側端部が水平方向内側で延設された内側水平部をさらに備えることを特徴とするバッテリーモジュール。
  2. 電極リードを備えて上下方向に配置された多数の二次電池、及び上下方向に相互積層されて内部空間に前記二次電池を収容する多数のカートリッジを備えるセルアセンブリ；及び
    前記セルアセンブリの前方に取り付けられ、電気絶縁性材質で構成された絶縁ハウジング及び電気伝導性材質で構成されたセンシングバスバーを備えて、前記電極リードと結合されて前記二次電池の電圧をセンシングするセンシングアセンブリ；を含み、
    前記絶縁ハウジングは、前記電極リードが貫通するように上下方向に相互離隔して配置された多数の貫通孔が形成され、前記貫通孔の内部に水平方向から所定角度傾くように傾斜して形成された多数のハウジング傾斜部を備え、
    前記カートリッジは、外側端部に水平方向から所定角度傾くように傾斜して形成されたカートリッジ傾斜部を備えることを特徴とするバッテリーモジュール。
  3. 前記ハウジング傾斜部は、内側に行くほど高さが低くなるように形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記絶縁ハウジングは、前記ハウジング傾斜部の下端から水平方向外側に延設された外側水平部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記外側水平部は、前記センシングバスバーより外側に突設された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. 前記センシングバスバーは、前記ハウジング傾斜部の外側で前記ハウジング傾斜部との間に空いている空間が形成されるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記貫通孔、前記ハウジング傾斜部、及び前記センシングバスバーはそれぞれ、上下方向に多数、水平方向に２列で配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーモジュール。
  8. 請求項１から７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。
  9. 請求項１から７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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