JP7258402B2 - 電池モジュールおよびこれを含む電池パック - Google Patents

電池モジュールおよびこれを含む電池パック Download PDF

Info

Publication number
JP7258402B2
JP7258402B2 JP2021541644A JP2021541644A JP7258402B2 JP 7258402 B2 JP7258402 B2 JP 7258402B2 JP 2021541644 A JP2021541644 A JP 2021541644A JP 2021541644 A JP2021541644 A JP 2021541644A JP 7258402 B2 JP7258402 B2 JP 7258402B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
cell stack
battery cell
battery module
shaped frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021541644A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022518476A (ja
Inventor
ハン・キ・ユン
ジュンヨブ・ソン
スン・リュル・ベク
ジョンファ・チェ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2022518476A publication Critical patent/JP2022518476A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7258402B2 publication Critical patent/JP7258402B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0468Compression means for stacks of electrodes and separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/298Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the wiring of battery packs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Description

(関連出願との相互引用)
本出願は、2019年6月18日付韓国特許出願第10-2019-0072499号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。
本発明は、電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関し、より具体的に、空間活用率を向上させる電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関する。
製品群による適用容易性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源により駆動される電気自動車またはハイブリッド自動車、電力貯蔵装置などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点から、環境親和性およびエネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
小型モバイル機器にはデバイス1台当たり1個または2~4個の電池セルが使用されることに対し、自動車などのように中大型デバイスには高出力大容量が必要である。したがって、多数の電池セルを電気的に連結した中大型電池モジュールが使用される。
中大型電池モジュールは、可能な限り小型且つ軽量で製造されることが好ましいため、高い集積度に積層可能であり、容量に比べて重量が小さい角型電池、パウチ型電池などが中大型電池モジュールの電池セルとして主に使用されている。一方、電池モジュールは、セル積層体を外部からの衝撃、熱または振動から保護するために、前面と後面が開放されて電池セル積層体を内部空間に収納するフレーム部材を含むことができる。
図1は従来のモノフレームを有する電池モジュールを示す斜視図である。
図1を参照すると、電池モジュールは、複数の電池セル11が積層されて形成された電池セル積層体12、電池セル積層体12を覆うように前面と後面が開放されたモノフレーム20、電池セル積層体12の上部面を覆うカバープレート40、電池セル積層体12の前面と後面を覆うバスバーフレーム30、およびモノフレーム20の前面と後面を覆うエンドプレート60を含むことができる。互いに対応する二つのバスバーフレーム30は、カバープレート40により連結され得る。このようなカバープレート40には温度センサー50が取り付けられている。
このような電池モジュールを形成するために、図1に示した矢印のようにX軸方向に沿ってモノフレーム20の開放された前面または後面に電池セル積層体12が挿入されるように水平方向の組立が必要である。ただし、このような水平方向の組立が安定的になされるように電池セル積層体12とモノフレーム20との間に十分な公差(clearance)を確保しなければならない。ここで、公差(clearance)とは、嵌め合いなどにより発生する隙間をいう。また、カバープレート40と電池セル積層体12との間に両端のバスバーフレーム30を電気的に連結するフレキシブル回路基板15が形成されているが、カバープレート40は水平方向の組立時にフレキシブル回路基板15が損傷することを防止することができる。
ただし、フレキシブル回路基板15が備えられたカバープレート40によりその厚さの分、電池モジュールの高さも増加し、電池モジュールの重量が増加することがある。
このように電池モジュールの大きさが増加すると、電池モジュールを含む電池パックを車両下部に配置する場合に車両の走行性能および燃費に影響を与え得る。
それだけでなく、モノフレーム20の高さは、電池セル積層体12の最大高さと挿入過程での組立公差などを考慮して大きく設計されなければならず、それによって不要な無駄な空間が発生することがある。
本発明が解決しようとする課題は、電池セル積層体を囲むフレーム部材の構造を変形することによって空間活用率を向上させ、このような新規構造の長所を極大化するために、よりコンパクトで単純な構造を有するセンシング連結部材および新規な温度センサーの取り付け方式を有する電池モジュールおよびこれを含む電池パックを提供することにある。
しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、前述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張され得る。
本発明の一実施形態による電池モジュールは、複数の電池セルが積層されている電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容し、上部が開放されたU字型フレーム、前記開放されたU字型フレーム上部で前記電池セル積層体を覆う上部プレート、前記電池セル積層体の両端にそれぞれ形成されるバスバーフレーム、前記上部プレートと前記電池セル積層体との間に位置し、前記電池セル積層体の前記両端にそれぞれ形成されたバスバーフレームを連結する信号連結部、および前記信号連結部に隣接し、前記バスバーフレームにヒンジ結合されたブリッジを含み、前記ブリッジに温度センサーが取り付けられている。
前記ブリッジは、回転軸を有することができる。
前記電池モジュールは、前記ブリッジと前記電池セル積層体との間に位置する圧縮パッドをさらに含むことができる。
前記電池モジュールは、前記圧縮パッドと前記電池セル積層体との間に位置する両面テープ部をさらに含むことができる。
前記温度センサーは、サーミスタ素子であり得る。
前記複数の電池セルの積層方向に垂直な前記電池セル積層体の面が前記U字型フレームの底部に装着され得る。
前記U字型フレームの開放された両側にそれぞれ結合されたエンドプレートをさらに含み、前記U字型フレームの開放された両側は前記電池セル積層体の電極リードが突出する方向において互いに対向することができる。
前記U字型フレームは、前記底部、および前記底部により連結され、互いに向き合う二つの側面部を含み、前記二つの側面部間の距離は前記上部プレートの幅と同一であり得る。
前記信号連結部は、フレキシブルフラットケーブル(Flexible Flat Cable;FFC)で形成されて前記電池セル積層体の前記両端の前記バスバーフレームを連結することができる。
本発明の他の一実施形態による電池パックは、前述した電池モジュールを含む。
実施形態によると、U字型フレームを具現して従来の技術に比べて電池セル積層体とフレームとの間の公差を減らして空間活用率を向上させることができる。
また、U字型フレーム構造の長所を極大化するために、カバープレートを除去し、温度センサーブリッジに温度センサーを取り付けることによって組立干渉を最小化し、温度センサーを一定の位置に固定させることができる。
従来のモノフレームを有する電池モジュールを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態による電池モジュールを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるパウチ型電池を示す斜視図である。 図2の電池モジュールで信号連結部とブリッジをバスバーフレームに結合した様子を示す図面である。 図4のP部分を拡大して示す図面である。 図5を一側面で眺めた側面図である。 図1の一部分を拡大して示す図面である。 図1の一部分の内部を概略的に示す部分図面である。 図7の切断線I-I’に沿って切断した断面図である。
以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図示されたところに限定されるのではない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には、中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上」にあるということは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ず重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。
また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
また、明細書全体において、「平面状」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面状」という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た時を意味する。
図2は本発明の一実施形態による電池モジュールを示す分解斜視図である。図3は本発明の一実施形態によるパウチ型電池を示す斜視図である。
図2を参照すると、本実施形態による電池モジュール100は、複数の電池セル110を含む電池セル積層体120、上部面、前面および後面が開放されたU字型フレーム210、電池セル積層体120の上部を覆う上部プレート220、電池セル積層体120の前面と後面にそれぞれ位置するエンドプレート311、312、および電池セル積層体120とエンドプレート311、312との間に位置するバスバーフレーム310、320を含む。
U字型フレーム210の開放された両側をそれぞれ第1側と第2側という時、U字型フレーム210は、前記第1側と前記第2側に対応する電池セル積層体120の面を除いた残り外面のうち、互いに隣接する前面、上面および後面を連続的に囲むように折り曲げられた板状構造からなる。
上部プレート220は、電池セル積層体120の前面と後面を除いた残りの外面のうち、U字型フレーム210により囲まれる前面、上面および後面を除いた残りの下面を囲む一つの板状構造からなる。U字型フレーム210は、底部300aおよび互いに向き合う二つの側面部300bを含む。U字型フレーム210と上部プレート220は、互いに対応する角部位が接触された状態で、溶接などにより結合することによって電池セル積層体120を囲む構造を形成することができる。つまり、U字型フレーム210と上部プレート220は、互いに対応する角部位に溶接などで結合され得る。
電池セル積層体120は、一方向に積層された複数の電池セル110を含み、複数の電池セル110は、図2に示したように、Y軸方向に積層され得る。電池セル110は、パウチ型電池セルであることが好ましい。例えば、図3を参照すると、本実施形態による電池セル110は、二つの電極リード111、112が互いに対向して電池本体113の一端部114aと他端部114bからそれぞれ突出されている構造を有する。電池セル110は、電池ケース114に電極組立体(図示せず)を収納した状態で電池ケース114の両端部114a、114bと、これらを連結する一側部114cとを接着することによって製造され得る。言い換えると、本実施形態による電池セル110は、総3ヶ所のシーリング部114sa、114sb、114scを有し、シーリング部114sa、114sb、114scは、熱融着などの方法でシーリングされる構造であり、他側部は連結部115からなることができる。電池ケース114の両端部114a、114bの間を電池セル110の長さ方向と定義し、電池ケース114の両端部114a、114bを連結する一側部114cと連結部115との間を電池セル110の幅方向と定義することができる。
連結部115は、電池セル110の一側縁に沿って長く延びている領域であり、連結部115の端部に電池セル110の突出部110pが形成され得る。突出部110pは、連結部115の両端部のうちの少なくとも一つに形成され得、連結部115が延びる方向に垂直な方向に突出され得る。突出部110pは、電池ケース114の両端部114a、114bのシーリング部114sa、114sbのうちの一つと連結部115との間に位置することができる。
電池ケース114は、一般的に樹脂層/金属薄膜層/樹脂層のラミネート構造からなる。例えば、電池ケース表面がO(oriented)-ナイロン層からなる場合には、中大型電池モジュールを形成するために多数の電池セルを積層する時、外部衝撃により簡単に滑る傾向にある。したがって、これを防止し、電池セルの安定した積層構造を維持するために、電池ケースの表面に両面テープなどの粘着式接着剤または接着時に化学反応により結合される化学接着剤などの接着部材を取り付けて電池セル積層体120を形成することができる。本実施形態において電池セル積層体120は、Y軸方向に積層され、Z軸方向にU字型フレーム300内部に収容されて電池セル積層体120とU字型フレーム300の底部210aとの間に形成される熱伝導性樹脂層(図示せず)により冷却が行われ得る。これに対する比較例として、電池セルがカートリッジ形態の部品で形成されて電池セル間の固定が電池モジュールフレームで組み立てによりなされる場合がある。このような比較例では、カートリッジ形態の部品の存在により冷却作用が殆どないか、冷却作用が電池セルの面方向に行われるものの、電池モジュールの高さ方向には冷却が良好に行われない。
本実施形態による電池セル積層体120がU字型フレーム300の底部300aに装着される前に、U字型フレーム210の底部210aに熱伝導性樹脂を塗布し、熱伝導性樹脂を硬化して熱伝導性樹脂層を形成することができる。
その後、電池セル積層体120は、U字型フレーム210の底部210aに垂直な方向に沿って移動しながらU字型フレーム210の底部210aに装着され得る。この時、熱伝導性樹脂層は、U字型フレーム210の底部210aと電池セル積層体120との間に位置する。熱伝導性樹脂層は、電池セル110で発生する熱を電池モジュール100の底に伝達し、電池セル積層体120を固定する役割を果たすことができる。
本実施形態によるU字型フレーム210の側面部210bと上部プレート220の幅とは互いに同一であり得る。言い換えると、上部プレート220のX軸方向に沿った角部分とU字型フレーム210の側面部210bのX軸方向に沿った角部分とが直接会って溶接などの方法により結合され得る。
本実施形態による電池モジュール100は、電池セル積層体120の両端にそれぞれ形成されるバスバーフレーム310、320を連結する信号連結部400、および信号連結部400に隣接して位置するブリッジ500を含む。ブリッジ500は、バスバーフレーム320にヒンジ結合されており、温度センサー450が取り付けられている。信号連結部400は、フレキシブルフラットケーブル(Flexible Flat Cable;FFC)で形成され得る。
従来はバスバーフレームの間にフレキシブル回路基板(FPC:Flexible printed circuit)が備えられて、二つのバスバーフレームが前記フレキシブル回路基板を通じて連結され、フレキシブル回路基板の上端にはフレキシブル回路基板の損傷を防止するようにカバープレートが追加的に設置された。前記カバープレートは、本実施形態による上部プレート220と対応するプレートと別個に追加される構成品であった。しかし、本発明の一実施形態によると、フレキシブル回路基板を保護および支持していたカバープレートを除去し、フレキシブル回路基板の代わりにカバープレートなどの保護部材を不要とするフレキシブルフラットケーブル(Flexible Flat Cable;FFC)で二つのバスバーフレーム310、320を連結する。U字型フレーム210と上部プレート220の結合により電池セル積層体120を覆う方法および構造を有するため、既存のカバープレートなしにフレキシブルフラットケーブルを使用しても組立過程でのフレキシブルフラットケーブルの損傷を防止することができる。
このようにFFCを通じた二つのバスバーフレームの連結を通じて、電池モジュール100の高さが縮小されて電池モジュール自体のエネルギー密度を増加させることができる。
前述のように、本発明の一実施形態によりFFCで形成された信号連結部400は、上部プレート220と電池セル積層体120との間に位置する。より詳細には、電池セル積層体120の上側面には絶縁部材(図示せず)が形成され、信号連結部400は絶縁部材(図示せず)と上部プレート220との間に位置することができる。
信号連結部400は、フレキシブルなケーブルで形成されて曲がることができ、バスバーフレーム間の電気的連結のための回路はケーブル内部に挿入されているため、外部の衝撃に対処することが容易である。
以下、図4乃至図6を参照して本発明の一実施形態による温度センサーについて説明する。
図4は図2の電池モジュールで信号連結部とブリッジをバスバーフレームに結合した様子を示す図面である。図5は図4のP部分を拡大して示す図面である。図6は図5を一側面で眺めた側面図である。
図4および図5を参照すると、本実施形態による温度センサー450は、ブリッジ500に取り付けられている。ブリッジ500は、回転軸495を有して回転することによって温度センサー450も回転することができる。本実施形態による温度センサー450は、サーミスタ素子で形成され得る。サーミスタ素子は、温度により抵抗値が変わる現象を利用した半導体素子であり、銅、マンガン、ニッケル、コバルト、クロム、鉄などの酸化物を混合および焼結する方式で形成され得る。このようなサーミスタは、大きさが小さく、速い温度変化や細密な温度変化にも測定が可能であるという長所がある。
このように温度センサー450により測定された温度情報は、電池モジュール外部の他の装置に伝達され得る。例えば、温度センサー450により温度が測定されると、測定された温度情報は電池モジュール外部の電池管理システム(Battery Management System;BMS)に伝達されて、電池モジュールを制御することに利用され得る。このために、電池モジュールは、温度センサー450に一端が連結された温度測定用ケーブル(図示せず)を含むことができる。このようなケーブルの他端にはコネクタが備えられ得、このようなコネクタはBMSのような外部装置に接続され得る。
図5および図6を参照すると、本実施形態による温度センサー450は、フレキシブルプリント回路基板490上に位置することができる。フレキシブルプリント回路基板490上に圧縮パッド480が形成され得る。圧縮パッド480は、ポリウレタンフォームで形成され得る。圧縮パッド480が追加される場合、ブリッジ500の耐久性が向上することができる。圧縮パッド480は、第1接着層470aによりブリッジ500と結合され、第2接着層470bによりフレキシブルプリント回路基板490と結合され得る。第1接着層470aと第2接着層470bを含む接着層470は、両面テープであり得る。フレキシブルプリント回路基板490は、一部が温度センサー450と連結されて感知された温度情報を電池モジュール外部のBMSに伝達することができる。本実施形態による温度センサー450は、ブリッジ500の回転により電池セル110に隣接して位置するようになることによって、電池セル110で発生する熱による温度を感知することができる。
図7は図1のQ部分を拡大して示す図面である。図8は図1のQ部分の内部を概略的に示す部分図面である。図9は図7の切断線I-I’に沿って切断した断面図である。図7乃至図9は比較例による温度センサーを説明するためのものである。
図7乃至図9を参照すると、図1のカバープレート40の一部が切開されて弾性部材21が形成されている。弾性部材21下端にフレキシブルプリント回路基板25が位置する。フレキシブルプリント回路基板25の一端部は弾性部材21が延びている方向に沿って形成されており、弾性部材21の大部分はフレキシブルプリント回路基板25と重なり得る。弾性部材21とフレキシブルプリント回路基板25の一端部との間には圧縮パッド23が位置する。圧縮パッド23の上部面と下部面にはそれぞれ接着層24が形成され、具体的に圧縮パッド23と弾性部材21との間に第1接着層24aが位置し、圧縮パッド23とフレキシブルプリント回路基板25との間に第2接着層24bが位置することができる。第1接着層24aおよび第2接着層24bは両面テープである。このような両面テープを用いてフレキシブルプリント回路基板25を弾性部材21に結合させることができる。
本比較例において温度センサー26は、圧縮パッド23と電池セル11との間に装着されている。弾性部材21を加圧すると、温度センサー26が電池セル11の温度を感知するようになる。これに対し、本実施形態による図6の温度センサー450は、カバープレートでなくブリッジ500に取り付けられて回転軸495を通じて組み立てるようになるため、U字型フレーム構造の電池モジュールの組立過程で組立干渉を最小化し、カバープレートがなくても電池セルの温度を感知するための位置に組み立てられ得る。したがって、本実施形態によると、比較例のカバープレートを除去して重量と空間の縮小および費用削減の面で長所がある。それだけでなく、比較例では、カバープレートの下部に温度センサー26が固定された状態で組み立てられているため、温度センサー26が正しい位置にあるのかを確認し難いが、本実施形態による温度センサー450は、ブリッジ500に取り付けられているため、温度センサー450が正しい位置にあるのかをバスバーフレーム320に組み立てる前に確認および調整が可能である。追加的に、比較例によるモノフレーム20を電池セル積層体12に挿入する工程でカバープレートの引っ掛かりによる生産不良を減らすことができる。
一方、本発明の実施形態による電池モジュールは、一つまたはそれ以上がパックケース内にパッケージングされて電池パックを形成することができる。
前述した電池モジュールおよびこれを含む電池パックは、多様なデバイスに適用され得る。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段に適用され得るが、本発明はこれに制限されず、電池モジュールおよびこれを含む電池パックを用いることができる多様なデバイスに適用可能であり、これも本発明の権利範囲に属する。
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
11:電池セル
12:電池セル積層体
23:圧縮パッド
26:温度センサー
30:バスバーフレーム
50:温度センサー
60:エンドプレート
100:電池モジュール
110:電池セル
111:電極リード
112:電極リード
115:連結部
120:電池セル積層体
200:上部プレート
210:U字型フレーム
210a:底部
210b:側面部
220:上部プレート
300:U字型フレーム
300a:底部
300b:側面部
310:バスバーフレーム
311:エンドプレート
312:エンドプレート
320:バスバーフレーム
400:信号連結部
450:温度センサー
500:ブリッジ
480:圧縮パッド
495:回転軸
500:ブリッジ

Claims (9)

  1. 複数の電池セルが積層されている電池セル積層体、
    前記電池セル積層体を収容し、上部が開放されたU字型フレーム、
    前記開放されたU字型フレーム上部で前記電池セル積層体を覆う上部プレート、
    前記電池セル積層体の両端にそれぞれ形成されるバスバーフレーム、
    前記上部プレートと前記電池セル積層体との間に位置し、前記電池セル積層体の前記両端にそれぞれ形成された前記バスバーフレームを連結する信号連結部、および
    前記信号連結部に隣接し、前記バスバーフレームにヒンジ結合されたブリッジを含み、
    前記ブリッジに温度センサーが取り付けられており、
    前記信号連結部は、フレキシブルフラットケーブル(Flexible Flat Cable;FFC)で形成されて前記電池セル積層体の前記両端の前記バスバーフレームを連結する、電池モジュール。
  2. 前記ブリッジは、回転軸を有する、請求項1に記載の電池モジュール。
  3. 前記ブリッジと前記電池セル積層体との間に位置する圧縮パッドをさらに含む、請求項2に記載の電池モジュール。
  4. 前記圧縮パッドと前記電池セル積層体との間に位置する両面テープ部をさらに含む、請求項3に記載の電池モジュール。
  5. 前記温度センサーは、サーミスタ素子である、請求項4に記載の電池モジュール。
  6. 前記複数の電池セルの積層方向に垂直な前記電池セル積層体の面が前記U字型フレームの底部に装着される、請求項1~5の何れか一項に記載の電池モジュール。
  7. 前記U字型フレームの開放された両側にそれぞれ結合されたエンドプレートをさらに含み、前記U字型フレームの開放された両側は前記電池セル積層体の電極リードが突出する方向において互いに対向する、請求項6に記載の電池モジュール。
  8. 前記U字型フレームは、前記底部、および前記底部により連結され、互いに向き合う二つの側面部を含み、
    前記二つの側面部間の距離は前記上部プレートの幅と同一である、請求項7に記載の電池モジュール。
  9. 請求項1~の何れか一項に記載の電池モジュールを含む電池パック。
JP2021541644A 2019-06-18 2020-04-22 電池モジュールおよびこれを含む電池パック Active JP7258402B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0072499 2019-06-18
KR1020190072499A KR20200144423A (ko) 2019-06-18 2019-06-18 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
PCT/KR2020/005313 WO2020256271A1 (ko) 2019-06-18 2020-04-22 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022518476A JP2022518476A (ja) 2022-03-15
JP7258402B2 true JP7258402B2 (ja) 2023-04-17

Family

ID=73749683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021541644A Active JP7258402B2 (ja) 2019-06-18 2020-04-22 電池モジュールおよびこれを含む電池パック

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220173481A1 (ja)
EP (1) EP3916839A4 (ja)
JP (1) JP7258402B2 (ja)
KR (2) KR20200144423A (ja)
CN (2) CN212230496U (ja)
WO (1) WO2020256271A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200144423A (ko) * 2019-06-18 2020-12-29 주식회사 엘지화학 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR102471092B1 (ko) * 2019-07-18 2022-11-24 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩
KR20220102950A (ko) 2021-01-14 2022-07-21 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20220114913A (ko) 2021-02-09 2022-08-17 주식회사 엘지에너지솔루션 커넥터의 효율적인 레이아웃을 위한 버스바 프레임을 구비한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩.
KR20220122402A (ko) * 2021-02-26 2022-09-02 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20240003775A (ko) 2022-07-01 2024-01-10 현대모비스 주식회사 열폭주 안정성을 갖는 배터리 시스템
FR3139668A1 (fr) 2022-09-14 2024-03-15 Renault S.A.S. Module de batterie d’accumulateurs et véhicule automobile équipé d’un tel module

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008209187A (ja) 2007-02-26 2008-09-11 Fujitsu Telecom Networks Ltd バッテリーの温度検出スイッチの取付構造
JP2015015091A (ja) 2013-07-03 2015-01-22 矢崎総業株式会社 バスバモジュール及び電源装置
WO2016117419A1 (ja) 2015-01-21 2016-07-28 株式会社オートネットワーク技術研究所 接続モジュール
WO2018124494A2 (ko) 2016-12-27 2018-07-05 주식회사 유라코퍼레이션 버스바 어셈블리 및 프레임 조립체
JP2019511810A (ja) 2016-10-06 2019-04-25 エルジー・ケム・リミテッド バッテリーモジュール、このバッテリーモジュールを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車
WO2019088625A1 (ko) 2017-10-30 2019-05-09 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 배터리 모듈을 조립하는 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4278622B2 (ja) * 2004-03-18 2009-06-17 三洋電機株式会社 電源装置
JP4694278B2 (ja) * 2005-04-28 2011-06-08 本田技研工業株式会社 バッテリユニット構造
KR102258973B1 (ko) * 2013-10-31 2021-06-02 타이코에이엠피 주식회사 센싱 블록 및 이를 포함하는 배터리 패키지
EP3357103B1 (en) * 2015-09-30 2021-11-17 Fossil Group, Inc. Systems, devices and methods of using a conductive housing for a battery contact
KR102087699B1 (ko) * 2017-11-27 2020-04-28 주식회사 유라코퍼레이션 연성회로기판 및 이를 이용하는 배터리팩
EP3565021A4 (en) * 2016-12-27 2020-10-28 Yura Corporation Co., Ltd. BUSBAR ARRANGEMENT AND FRAME ARRANGEMENT
KR101928072B1 (ko) * 2016-12-30 2018-12-11 주식회사 유라코퍼레이션 배터리셀 모듈의 힌지 구조
KR102033003B1 (ko) * 2017-02-28 2019-10-16 주식회사 유라코퍼레이션 프레임 조립체
JP2018195524A (ja) * 2017-05-22 2018-12-06 矢崎総業株式会社 導電モジュール
KR102169632B1 (ko) * 2017-07-28 2020-10-23 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 전력 저장 장치
KR102327049B1 (ko) * 2017-11-06 2021-11-15 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈
KR102128588B1 (ko) * 2017-12-26 2020-07-08 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 및 이의 제조 방법
KR20200144423A (ko) * 2019-06-18 2020-12-29 주식회사 엘지화학 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008209187A (ja) 2007-02-26 2008-09-11 Fujitsu Telecom Networks Ltd バッテリーの温度検出スイッチの取付構造
JP2015015091A (ja) 2013-07-03 2015-01-22 矢崎総業株式会社 バスバモジュール及び電源装置
WO2016117419A1 (ja) 2015-01-21 2016-07-28 株式会社オートネットワーク技術研究所 接続モジュール
JP2019511810A (ja) 2016-10-06 2019-04-25 エルジー・ケム・リミテッド バッテリーモジュール、このバッテリーモジュールを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車
WO2018124494A2 (ko) 2016-12-27 2018-07-05 주식회사 유라코퍼레이션 버스바 어셈블리 및 프레임 조립체
WO2019088625A1 (ko) 2017-10-30 2019-05-09 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 배터리 모듈을 조립하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240000436A (ko) 2024-01-02
WO2020256271A1 (ko) 2020-12-24
KR20200144423A (ko) 2020-12-29
CN112103422B (zh) 2023-03-24
EP3916839A1 (en) 2021-12-01
CN112103422A (zh) 2020-12-18
CN212230496U (zh) 2020-12-25
US20220173481A1 (en) 2022-06-02
JP2022518476A (ja) 2022-03-15
EP3916839A4 (en) 2022-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7258402B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR102473335B1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP7451007B2 (ja) 電池モジュール、その製造方法および電池パック
JP7354265B2 (ja) 電池モジュール、その製造方法および電池パック
CN114450840B (zh) 电池组和制造该电池组的方法
KR102477607B1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
JP7337407B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR102465865B1 (ko) 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩
JP7210088B2 (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
JP7501974B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20210026589A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
US20230012792A1 (en) Battery module and battery pack including the same
JP7278392B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
JP2023538576A (ja) 電池モジュール、これを含む電池パックおよびその製造方法
KR20220051776A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
US20230282925A1 (en) Battery module and battery pack including the same
US20220271364A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR20240051548A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
KR20220105132A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
JP2023535947A (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20230122977A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스
KR20220170339A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210719

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220817

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220829

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230306

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230330

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7258402

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150