JP7841799B2 - フレキシブルプリント回路基板及びそれを含む二次電池モジュール - Google Patents

フレキシブルプリント回路基板及びそれを含む二次電池モジュール

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Description

本出願は、２０２２年２月２４日付けの韓国特許出願第１０－２０２２－００２４７０５号に基づく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が本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、フレキシブルプリント回路基板及びそれを含む二次電池モジュールに関し、二次電池モジュールが浸水したか否か、又は二次電池モジュール内でパウチセルの電解液が漏れたか否かを検知し、継続的にモニタリングすることができる、フレキシブルプリント回路基板及びそれを含む二次電池モジュールに関する。
二次電池とは、充電が不可能な一次電池とは異なり、充放電が可能な電池を意味し、二次電池の種類には、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池などがある。このような二次電池は、デジタルカメラ、ノートパソコン、携帯電話、ＰＤＡ、イーバイクなどの小型製品だけでなく、電気自動車やハイブリッド自動車などの高出力が要求される大型製品と、余剰発電電力や新再生可能エネルギーを貯蔵する電力貯蔵装置及びバックアップ用電力貯蔵装置にも適用されて用いられている。
このような二次電池は、電極組立体を収容する電池ケースの材質によって、パウチ型（Ｐｏｕｃｈ Ｔｙｐｅ）や缶型（Ｃａｎ Ｔｙｐｅ）などに分類される。パウチ型（Ｐｏｕｃｈ Ｔｙｐｅ）は、不定形の柔軟なポリマー材質で製造されたパウチに電極組立体を収容する。また、缶型（Ｃａｎ Ｔｙｐｅ）は、定形の金属やプラスチックなどの材質で製造されたケースに電極組立体を収容する。
二次電池は、二次電池をまとめる単位によって、セル、モジュール、パックで構成され得る。まず、セルは、電気エネルギーを充放電して使用することができる二次電池の基本単位であり、上述したパウチ型又は缶型の二次電池などであり得る。
図１は従来の二次電池モジュールを示す斜視図である。図２は従来の二次電池モジュールの主要構成を示す斜視図である。図１及び図２を参照すると、モジュール１とは、図１に示すように、セルを外部の衝撃や熱、振動などから保護するために所定数にまとめるか又は所定数のセルアセンブリ２を形成してフレームに収容した単位組立体を意味する。特に、モジュールは、セルアセンブリ２だけでなく、セルアセンブリを電気的に接続するバスバーが取り付けられてパウチセルアセンブリを固定する固定プレート３（又はバスバーフレームアセンブリ）や、モジュール内でセルの電圧、温度などを測定して外部に伝達する回路基板４などを含み得る。
また、パックは、バッテリシステムの最終形態であって、二次電池モジュールにＢＭＳ、冷却システムなどの各種の制御及び保護システムを装着して完成したものである。
一方、パウチ型セルは、パウチのシール不良やパウチの損傷などによりセルの内部に注入された電解液がモジュール内で漏れることがあるが、その場合、パウチの腐食が発生し、それは、バッテリの性能低下又は車両の火災につながって製品の品質信頼度を低下させ、ユーザの安全を深刻に脅かすことになる。
よって、製造ステップにおいて、組み立てが完成したモジュール内でセルの電解液が漏れたか否かを確認する必要があり、車両にモジュール又はパックを組み付けた後、フィールドにおいても、継続的にモニタリングして安全性を確保する必要がある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、簡単な構造変更により、二次電池モジュールが浸水したか否か、又は二次電池モジュール内でパウチセルの電解液が漏れたか否かを検知し、継続的にモニタリングすることができ、それにより、電池の品質及び安全性を確保すると共に、モジュール内部の空間活用度及びエネルギー密度を最大化することができる、フレキシブルプリント回路基板及びそれを含む二次電池モジュールを提供することにある。
本発明の実施形態１による二次電池モジュールは、複数のパウチセルが厚さ方向に配列されて形成されるパウチセルアセンブリと、前記パウチセルアセンブリの一側及び他側でそれぞれ結合されるバスバーフレームアセンブリと、前記バスバーフレームアセンブリと結合され、金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）とを含み、前記フレキシブルプリント回路基板は、前記パウチセルアセンブリの一側及び他側でそれぞれ結合されるバスバーフレームアセンブリ間に備えられる本体部分と、前記本体部分から延びるが、前記本体部分の長さ方向基準の一側及び他側の少なくとも１つから延び、前記本体部分の幅方向基準の一側及び他側に備えられ、水分又は電解液の漏れの有無をセンシングするセンシング部とを含む。
センシング部は、前記本体部分の幅方向基準の一側に向かって延びる第１延長ライン部と、前記本体部分の幅方向基準の他側に向かって延びる第２延長ライン部とを含んでもよい。
第１延長ライン部及び前記第２延長ライン部は、前記バスバーフレームアセンブリの周縁に沿って折り曲げられてもよい。
第１延長ライン部及び前記第２延長ライン部は、それぞれの端部が所定間隔離隔した状態で互いに対向するように折り曲げられてもよい。
第１延長ライン部は、端部において前記金属層が露出する第１露出部を含み、前記第２延長ライン部は、端部において前記金属層が露出する第２露出部を含んでもよい。
センシング部は、水分又は電解液により、前記第１露出部と前記第２露出部とが電気的に接続されたか否かをセンシングするようにしてもよい。
バスバーフレームアセンブリは、前記パウチアセンブリの電極リードと電気的に結合されるバスバーと、前記電極リードが挿入されるように前後面を貫通する形状のスリットが形成されるリード挿入部、前記リード挿入部の一側に形成されるバスバー取付部、及び前記リード挿入部の下部から前記パウチセルアセンブリ側に延びるテラス部が形成される固定プレートとを含み、前記第１露出部及び前記第２露出部は、前記テラス部の上面に載置されてもよい。
バスバーフレームアセンブリは、前記バスバーをカバーし、前記固定プレートに結合されるカバープレートをさらに含んでもよい。
二次電池モジュールは、両端部が開放され、前記パウチセルアセンブリ及び前記バスバーフレームアセンブリが内部に収納されるモジュールケースと、前記モジュールケースの開放された両端部をカバーするエンドプレートとをさらに含んでもよい。
二次電池モジュールは、フレキシブルプリント回路基板から出力される信号を外部のバッテリ管理システム（ＢＭＳ）に伝達するコネクタをさらに含んでもよい。
本発明の実施形態２による二次電池モジュールのテラス部は、一側から中央に行くほど高さが低くなる第１傾斜部と、他側から中央に行くほど高さが低くなる第２傾斜部とを含み、前記第１露出部は、前記第１傾斜部の上面に載置され、前記第２露出部は、前記第２傾斜部の上面に載置されてもよい。
本発明の実施形態２によるフレキシブルプリント回路基板は、金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）において、本体部分と、前記本体部分から延びるが、前記本体部分の長さ方向基準の一側及び他側の少なくとも１つから、前記本体部分の幅方向基準の一側及び他側に備えられ、水分又は電解液の漏れの有無をセンシングするセンシング部とを含む。
センシング部は、前記本体部分の幅方向基準の一側に向かって延びる第１延長ライン部と、前記本体部分の幅方向基準の他側に向かって延びる第２延長ライン部とを含んでもよい。
第１延長ライン部は、前記本体部分の幅方向基準の一側に向かって延び、かつ端部を含む少なくとも一部の領域において前記本体部分の長さ方向と平行に形成され、前記第２延長ライン部は、前記本体部分の幅方向基準の他側に向かって延び、かつ端部を含む少なくとも一部の領域において前記本体部分の長さ方向と平行に形成されてもよい。
第１延長ライン部及び前記第２延長ライン部は、折り曲げ可能に形成されてもよい。
第１延長ライン部は、端部において前記金属層が露出する第１露出部を含み、前記第２延長ライン部は、端部において前記金属層が露出する第２露出部を含んでもよい。
センシング部は、水分又は電解液により、前記第１露出部と前記第２露出部とが電気的に接続されたか否かをセンシングするようにしてもよい。
本発明による二次電池モジュールは、複数のパウチセルが厚さ方向に配列されて形成されるパウチセルアセンブリと、前記パウチセルアセンブリの一側及び他側でそれぞれ結合されるバスバーフレームアセンブリと、前記バスバーフレームアセンブリと結合され、金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）とを含み、前記フレキシブルプリント回路基板は、前記パウチセルアセンブリの一側及び他側でそれぞれ結合されるバスバーフレームアセンブリ間に備えられる本体部分と、前記本体部分から延びるが、前記本体部分の長さ方向基準の一側及び他側の少なくとも１つから延び、前記本体部分の幅方向基準の一側及び他側に備えられ、水分又は電解液の漏れの有無をセンシングするセンシング部とを含み、そのように簡単な構造変更により、二次電池モジュールが浸水したか否か、又は二次電池モジュール内でパウチセルの電解液が漏れたか否かを検知し、継続的にモニタリングすることができ、電池の品質及び安全性を確保すると共に、モジュール内部の空間活用度及びエネルギー密度を最大化することができる。
従来の二次電池モジュールを示す斜視図である。 従来の二次電池モジュールの主要構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態１による二次電池モジュールを分解して示す分解斜視図である。 本発明の実施形態１による二次電池モジュールの主要構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態１による二次電池モジュールのフレキシブルプリント回路基板、固定プレート及びコネクタを示す斜視図である。 図５のＡ領域を側方から見た様子を示す側面図である。 図５のＡ領域を上方から見た様子を示す平面図である。 本発明の実施形態２による二次電池モジュールの固定プレートを示す斜視図である。 本発明の実施形態２による二次電池モジュールの第１延長ライン部、第２延長ライン部及びテラス部を側方から見た様子を示す側面図である。 本発明の実施形態２による二次電池モジュールの第１延長ライン部、第２延長ライン部及びテラス部を上方から見た様子を示す平面図である。 本発明の実施形態３によるフレキシブルプリント回路基板を示す斜視図である。 本発明の実施形態３によるフレキシブルプリント回路基板における第１延長ライン部及び第２延長ライン部が折り曲げられた様子を示す斜視図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現することができ、以下の実施形態に制限又は限定されるものではない。
本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分又は本発明の要旨を不明にし得る関連公知技術についての詳細な説明は省略し、本明細書において各図面の構成要素に参照符号を付すにあたっては、明細書全体にわたって同一又は類似の構成要素には同一又は類似の参照符号を付す。
なお、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自らの発明を最も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立脚して、本発明の技術思想に合致する意味と概念に解釈されるべきである。
実施形態１
図３は本発明の実施形態１による二次電池モジュールを分解して示す分解斜視図である。図４は本発明の実施形態１による二次電池モジュールの主要構成を示す斜視図である。図５は本発明の実施形態１による二次電池モジュールのフレキシブルプリント回路基板、固定プレート及びコネクタを示す斜視図である。図６ａは図５のＡ領域を側方から見た様子を示す側面図であり、図６ｂは図５のＡ領域を上方から見た様子を示す平面図である。
図３及び図４を参照すると、本発明の実施形態１による二次電池モジュール１０は、パウチセルアセンブリ１００と、バスバーフレームアセンブリ２００（Ｂｕｓｂａｒ Ｆｒａｍｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ，ＢＦＡ）と、フレキシブルプリント回路基板３００（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ，ＦＰＣ）とを含む。パウチセルアセンブリ１００は、複数のパウチセルが厚さ方向に配列されて形成され、バスバーフレームアセンブリ２００は、パウチセルアセンブリ１００の一側及び他側でそれぞれ結合され、フレキシブルプリント回路基板３００は、バスバーフレームアセンブリ２００と結合され、金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層される。
また、本発明による二次電池モジュール１０のフレキシブルプリント回路基板３００は、パウチセルアセンブリ１００の一側及び他側でそれぞれ結合されるバスバーフレームアセンブリ２００間に備えられる本体部分３１０と、本体部分３１０から延びるが、本体部分３１０の長さ方向基準の一側及び他側の少なくとも１つから延び、本体部分３１０の幅方向基準の一側及び他側に備えられ、水分又は電解液の漏れの有無をセンシングするセンシング部３２０とを含む。
このように、本発明による二次電池モジュール１０は、本体部分３１０から延びる簡単な構造のセンシング部３２０により、二次電池モジュール１０が浸水したか否か、又は二次電池モジュール１０内でパウチセルの電解液が漏れたか否かを検知し、継続的にモニタリングすることにより、電池の品質及び安全性を確保することができる。特に、モジュールの内部に別途のセンサを装着するのではなく、フレキシブルプリント回路基板３００からセンシング部３２０が延びるようにし、電解液の漏れの有無をセンシングすることにより、モジュール内部の空間活用度を高め、モジュールのエネルギー密度を最大化することができる。
以下、二次電池モジュール１０の各構成について詳細に説明する。
まず、図４及び図５を参照すると、センシング部３２０は、本体部分３１０の幅方向基準の一側に向かって延びる第１延長ライン部３２１と、本体部分３１０の幅方向基準の他側に向かって延びる第２延長ライン部３２２とを含んでもよい。すなわち、センシング部３２０は、センシングのための２つの延長ライン部を有してもよい。
また、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２は、フレキシブルプリント回路基板３００の本体部分３１０から一体に延びるものであってもよく、例えば、本体部分３１０と第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２は、シート状のフレキシブルプリント回路基板３００が切断されて形成されるものであってもよい。よって、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２は、フレキシブルプリント回路基板３００の構造に対応するように、金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層されてもよい。
一方、図３及び図５を参照すると、第１延長ライン部３２１及び前記第２延長ライン部３２２は、折り曲げ可能に形成され、特に、本発明による二次電池モジュールにおいては、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２がバスバーフレームアセンブリ２００の周縁に沿って折り曲げられてもよい。より詳細には、バスバーフレームアセンブリ２００の固定プレート２２０の内周縁に沿って折り曲げられてもよい。このような第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２の折り曲げ形状については、以下にバスバーフレームアセンブリ２００と共に詳細に説明する。このように第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２がバスバーフレームアセンブリ２００に沿って折り曲げられることにより、モジュール内に占める空間を最小化してエネルギー密度を最大化することができ、電解液が漏れやすい領域であるパウチセルの端部及びパウチセルの端部に当接するバスバーフレームアセンブリ２００の周縁で折り曲げられてセンシング感度を高めることができる。
本発明の実施形態１による二次電池モジュール１０は、図５に示すように、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２がそれぞれの端部が所定間隔離隔した状態で互いに対向するように折り曲げられてもよい。詳細には、図６ａ及び図６ｂに示すように、二次電池モジュール１０が浸水したか、又は二次電池モジュール１０内で電解液の漏れが発生した場合、電解液又は水分Ｈ（以下、電解液という）により第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２の端部が共に電解液Ｈに浸るようになり得る。このとき、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２は、電解液Ｈにより互いに電気的に接続され、センシング部３２０は、それを検知し、電解液の漏れが発生したか否かをセンシングすることができる。
よって、所定の間隔は、電解液の漏れの有無をセンシングする感度によって変化することができる。例えば、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２の端部が近いほど、少量の電解液Ｈだけでも第１延長ライン部３２１の端部と第２延長ライン部３２２の端部とが共に浸るようになって電気的に接続され、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２の端部が遠いほど、互いに電気的に接続されるためには多量の電解液Ｈが必要となる。つまり、所定の間隔は、設計者又は製造者がモジュールのサイズ、電池の腐食、又は火災の発生を誘発し得る電解液の漏れ量などを総合的に考慮して、電解液の漏れが発生したか否かをセンシングする感度を設定し、それに応じて設計される間隔であり得る。
次いで、図６ａ及び図６ｂを参照して、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２の構造についてより詳細に説明すると、第１延長ライン部３２１は、端部において金属層が露出する第１露出部３２１ａを含み、第２延長ライン部３２２は、端部において金属層が露出する第２露出部３２２ａを含んでもよい。上述したように、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２は、フレキシブルプリント回路基板から延びるものであって、金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層された構造であってもよい。ただし、第１露出部３２１ａ及び第２露出部３２２ａは、金属層がフィルム層により遮蔽されずに露出することによって形成されてもよい。
第１露出部３２１ａと第２露出部３２２ａとが電解液Ｈに共に浸たると、第１延長ライン部３２１と第２延長ライン部３２２とが電気的に接続される。このように、本発明によるセンシング部３２０は、電解液Ｈにより第１露出部３２１ａと第２露出部３２２ａとが電気的に接続されたか否かをセンシングすることができる。よって、従来のように電解液蒸気をセンシングして漏れの有無を検出するガスセンサを別途備える必要がなく、既存のフレキシブルプリント回路基板３００の本体部分３１０からセンシング部３２０のみを延ばし、センシング部３２０に第１露出部３２１ａ及び第２露出部３２２ａを備えることにより、電解液の漏れの有無をセンシングして、電池の安全性を確保すると共に、モジュール内部の空間活用度を高め、デッドスペースを最小限に抑えて、モジュールのエネルギー密度を最大化することができる。
次に、図３～図５を参照して、バスバーフレームアセンブリ２００について詳細に説明する。バスバーフレームアセンブリ２００は、バスバー２１０、固定プレート２２０及びカバープレート２３０を含んでもよい。
まず、バスバー２１０は、金属からなるものであって、パウチアセンブリの電極リードと電気的に結合されてもよい。詳細には、電極リードは、後述する固定プレート２２０のリード挿入部２２１に挿入された後、折り曲げられた状態で予めバスバー取付部２２２に取り付けられたバスバー２１０と溶接により結合されてもよい。また、バスバー２１０は、フレキシブルプリント回路基板３００とそれぞれ接続されてもよく、そうすることにより、フレキシブルプリント回路基板３００が電極リードから伝達されるセルの電圧を読み取ることができる。
固定プレート２２０は、射出物の一種であって、電極リードが挿入されるように前後面を貫通する形状のスリットが形成されるリード挿入部２２１、リード挿入部２２１の一側に形成されるバスバー取付部２２２、及びリード挿入部２２１の下部からパウチセルアセンブリ１００側に延びるテラス部２２３が形成される固定プレート２２０を含んでもよい。ここで、上述した第１露出部３２１ａ及び第２露出部３２２ａは、テラス部２２３の上面に載置されてもよい。パウチセルから電解液が漏れた場合、一般的にパウチアセンブリの両側に位置するバスバーフレームアセンブリ２００又はバスバーフレームアセンブリ２００の固定プレート２２０の周辺に流れることが頻繁である。よって、電解液を検出するための第１露出部３２１ａ及び第２露出部３２２ａが固定プレート２２０のテラス部２２３の上面に載置された場合、フレキシブル性を有する第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２が安定して位置する状態で、モジュール内で電解液の漏れの有無をより効果的に検出することができる。
一方、カバープレート２３０は、固定プレート２２０のバスバー取付部２２２に取り付けられたバスバー２１０をカバーし、固定プレート２２０に結合されてもよく、そうすることにより、バスバー２１０を外部の衝撃や損傷から保護することができる。
その他にも、本発明による二次電池モジュール１０は、図３に示すように、両端部が開放され、前記パウチセルアセンブリ１００及び前記バスバーフレームアセンブリ２００が内部に収納されるモジュールケース４００と、前記モジュールケース４００の開放された両端部をカバーするエンドプレート５００とをさらに含んでもよい。
モジュールケース４００（又はモノフレーム）は、二次電池モジュール１０の形状を維持し、内部に収納されたパウチセルアセンブリ１００、フレキシブルプリント回路基板３００及びバスバーフレームアセンブリ２００を保護する筐体の役割を果たすことができる。モジュールケース４００は、両端部が開放された形状を有し、両端部からパウチセルアセンブリ１００を挿入することができる。
また、本発明による二次電池モジュール１０は、フレキシブルプリント回路基板３００から出力される信号を外部のバッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ）に伝達するコネクタ６００をさらに含んでもよい。ここで、フレキシブルプリント回路基板３００から出力される信号は、バスバー２１０から伝達されるセルの電圧、モジュール内部の温度、又は上述した電解液の漏れの有無をセンシングした信号であり得る。特に、本発明による二次電池モジュール１０は、センシング部３２０において第１露出部３２１ａと前記第２露出部３２２ａとが水分又は電解液により電気的に接続されたか否かをセンシングし、コネクタ６００においてそれを前記ＢＭＳのＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）に伝達することにより、電解液の漏れの有無を検知することができる。
実施形態２
本発明の実施形態２は、実施形態１による固定プレート２２０のテラス部２２３が第１傾斜部２２３ａ及び第２傾斜部２２３ｂを含むという点で、実施形態１と差異がある。よって、二次電池モジュール１０の他の構成については、上述した実施形態１における説明及び図３～図６ｂにおける図示と同様に理解することができ、それによる効果も同様に期待することができる。
図７は本発明の実施形態２による二次電池モジュールの固定プレートを示す斜視図である。図８ａは本発明の実施形態２による二次電池モジュールの第１延長ライン部、第２延長ライン部及びテラス部を側方から見た様子を示す側面図であり、図８ｂは本発明の実施形態２による二次電池モジュールの第１延長ライン部、第２延長ライン部及びテラス部を上方から見た様子を示す平面図である。
図７を参照すると、本発明の実施形態２による固定プレート２２０のテラス部２２３は、一側から中央に行くほど高さが低くなる第１傾斜部２２３ａと、他側から中央に行くほど高さが低くなる第２傾斜部２２３ｂとを含む。また、図８ａ及び図８ｂを参照すると、第１露出部３２１ａは、前記第１傾斜部２２３ａの上面に載置され、第２露出部３２２ａは、前記第２傾斜部２２３ｂの上面に載置される。
ここで、第１傾斜部２２３ａ及び第２傾斜部２２３ｂは、平面であってもよいが、必ずしもそれに限定されるものではなく、曲面で形成されてもよい。ただし、上述したように、第１傾斜部２２３ａは、前記テラス部２２３の一側から中央に行くほど高さが低くなり、第２傾斜部２２３ｂは、他側から中央に行くほど高さが低くなるように形成され、第１傾斜部２２３ａと第２傾斜部２２３ｂとが当接した状態でつながり、かつ、テラス部２２３を側方から見たとき、中央部分が湾入した形状であれば十分である。
このように、本発明の実施形態２による二次電池モジュール１０は、第１傾斜部２２３ａ及び第２傾斜部２２３ｂを含むことにより、少量の電解液が漏れた場合も、中央に行くほど高さが低くなって凹んで形成されるテラス部２２３の第１傾斜部２２３ａ及び第２傾斜部２２３ｂに電解液が集まり、第１露出部３２１ａ及び第２露出部３２２ａにおいてそれを検出することができ、漏れ又は浸水の検出力が向上する。
実施形態３
本発明の実施形態３は、実施形態１及び２による二次電池モジュール１０に含まれるフレキシブルプリント回路基板３００であるという点で、実施形態１及び２と差異がある。よって、以下に説明されるフレキシブルプリント回路基板３００の詳細な構成及び効果については、実施形態１及び実施形態２における説明及び図３～図８ｂにおける図示と同様に理解することができる。
図９ａは本発明の実施形態３によるフレキシブルプリント回路基板３００を示す斜視図であり、図９ｂは本発明の実施形態３によるフレキシブルプリント回路基板３００における第１延長ライン部及び第２延長ライン部が折り曲げられた様子を示す斜視図である。
図９ａ及び図９ｂを参照すると、本発明の実施形態３によるフレキシブルプリント回路基板３００は、金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層されるフレキシブルプリント回路基板３００（ＦＰＣ）において、本体部分３１０と、本体部分３１０から延びるが、本体部分３１０の長さ方向基準の一側及び他側の少なくとも１つから、本体部分３１０の幅方向基準の一側及び他側に備えられ、水分又は電解液の漏れの有無をセンシングするセンシング部３２０とを含む。
また、センシング部３２０は、本体部分３１０の幅方向基準の一側に向かって延びる第１延長ライン部３２１と、本体部分３１０の幅方向基準の他側に向かって延びる第２延長ライン部３２２とを含んでもよい。
本発明の実施形態３によるフレキシブルプリント回路基板３００は、第１延長ライン部３２１が、本体部分３１０の幅方向基準の一側に向かって延び、かつ端部を含む少なくとも一部の領域において本体部分３１０の長さ方向と平行に形成され、第２延長ライン部３２２が、本体部分３１０の幅方向基準の他側に向かって延び、かつ端部を含む少なくとも一部の領域において本体部分３１０の長さ方向と平行に形成されてもよい。
このように、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２は、フレキシブルプリント回路基板３００の本体部分３１０から一体に延びるものであってもよく、例えば、本体部分３１０と第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２は、シート状のフレキシブルプリント回路基板３００が切断されて形成されるものであってもよい。よって、第１延長ライン部３２１が端部を含む少なくとも一部の領域において本体部分３１０の長さ方向と平行に形成され、第２延長ライン部３２２が端部を含む少なくとも一部の領域において本体部分３１０の長さ方向と平行に形成されるように切断した場合、シート状のフレキシブルプリント回路基板３００の切断領域を最小限に抑えることができ、よって、製品の収率を最大化してコストを低減することができる。
一方、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２は、折り曲げ可能に形成されてもよい。このように、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２が折り曲げ可能に形成されることにより、折り曲げた場合、フレキシブルプリント回路基板３００のセンシング部３２０が占める全体積を最小化することができ、様々な形態の装置又はフレーム内に占める空間を最小化した状態で装着することができ、特に実施形態１において前述したように、モジュール内に装着されて電池のエネルギー密度を最大化することができる。
その他にも、第１延長ライン部３２１は、端部において前記金属層が露出する第１露出部３２１ａを含み、前記第２延長ライン部３２２は、端部において前記金属層が露出する第２露出部３２２ａを含んでもよい。
ここで、第１延長ライン部３２１及び前記第２延長ライン部３２２は、それぞれの端部が所定間隔離隔した状態で互いに対向するように折り曲げられてもよく、より詳細には、第１延長ライン部３２１及び第２延長ライン部３２２が折り曲げられるが、第１露出部３２１ａと第２露出部３２２ａとが所定間隔離隔した状態で互いに対向するように折り曲げられてもよい。
本発明の実施形態３によるセンシング部３２０は、水分又は電解液により、前記第１露出部３２１ａと前記第２露出部３２２ａとが電気的に接続されたか否かをセンシングすることができる。すなわち、第１露出部３２１ａと第２露出部３２２ａとが共に水分又は電解液に浸ると互いに電気的に接続され、それにより電解液の漏れ又は浸水の有無をセンシングすることができる。
以上、本発明は、たとえ限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明は、それに限定されるものではなく、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者により本発明の技術思想と添付の特許請求の範囲の均等範囲内で様々な実施が可能である。
１０ 二次電池モジュール
１００ パウチセルアセンブリ
２００ バスバーフレームアセンブリ
２１０ バスバー
２２０ 固定プレート
２２１ リード挿入部
２２２ バスバー取付部
２２３ テラス部
２２３ａ 第１傾斜部
２２３ｂ 第２傾斜部
２３０ カバープレート
３００ フレキシブルプリント回路基板
３１０ 本体部分
３２０ センシング部
３２１ 第１延長ライン部
３２１ａ 第１露出部
３２２ 第２延長ライン部
３２２ａ 第２露出部
４００ モジュールケース
５００ エンドプレート
６００ コネクタ
Ｈ 電解液又は水分

Claims (16)

  1. 複数のパウチセルが厚さ方向に配列されて形成されるパウチセルアセンブリと、
    前記パウチセルアセンブリの一側及び他側でそれぞれ結合されるバスバーフレームアセンブリと、
    前記バスバーフレームアセンブリと結合され、金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）とを含み、
    前記フレキシブルプリント回路基板は、
    前記パウチセルアセンブリの一側及び他側でそれぞれ結合されるバスバーフレームアセンブリ間に備えられる本体部分と、
    前記本体部分から延びるセンシング部であって、前記センシング部は、前記本体部分の長さ方向基準の一側及び他側の少なくとも１つから延び、前記本体部分の幅方向基準の一側及び他側に備えられ、水分又は電解液の漏れの有無をセンシングする、センシング部とを含む、二次電池モジュール。
  2. 前記センシング部は、
    前記本体部分の幅方向基準の一側に向かって延びる第１延長ライン部と、
    前記本体部分の幅方向基準の他側に向かって延びる第２延長ライン部とを含む、請求項１に記載の二次電池モジュール。
  3. 前記第１延長ライン部及び前記第２延長ライン部は、
    前記バスバーフレームアセンブリの周縁に沿って折り曲げられる、請求項２に記載の二次電池モジュール。
  4. 前記第１延長ライン部及び前記第２延長ライン部は、
    それぞれの端部が所定の間隔だけ離隔した状態で互いに対向するように折り曲げられる、請求項３に記載の二次電池モジュール。
  5. 前記第１延長ライン部は、
    端部において前記金属層が露出する第１露出部を含み、
    前記第２延長ライン部は、
    端部において前記金属層が露出する第２露出部を含む、請求項３に記載の二次電池モジュール。
  6. 前記センシング部は、
    水分又は電解液により、前記第１露出部と前記第２露出部とが電気的に接続されたか否かをセンシングする、請求項５に記載の二次電池モジュール。
  7. 前記バスバーフレームアセンブリは、
    前記パウチセルアセンブリの電極リードと電気的に結合されるバスバーと、
    前記電極リードが挿入されるように前後面を貫通する形状のスリットが形成されるリード挿入部、前記リード挿入部の一側に形成されるバスバー取付部、及び前記リード挿入部の下部から前記パウチセルアセンブリ側に延びるテラス部が形成される固定プレートと、
    を含み、
    前記第１露出部及び前記第２露出部は、
    前記テラス部の上面に載置される、請求項５に記載の二次電池モジュール。
  8. 前記バスバーフレームアセンブリは、
    前記バスバーをカバーしかつ前記固定プレートに結合されるカバープレートをさらに含む、請求項７に記載の二次電池モジュール。
  9. 両端部が開放され、前記パウチセルアセンブリ及び前記バスバーフレームアセンブリが内部に収納されるモジュールケースと、
    前記モジュールケースの開放された両端部をカバーするエンドプレートと、をさらに含む、請求項１に記載の二次電池モジュール。
  10. 前記フレキシブルプリント回路基板から出力される信号を外部のバッテリ管理システム（ＢＭＳ）に伝達するコネクタをさらに含む、請求項１に記載の二次電池モジュール。
  11. 前記テラス部は、
    一側から中央に行くほど高さが低くなる第１傾斜部と、
    他側から中央に行くほど高さが低くなる第２傾斜部とを含み、
    前記第１露出部は、前記第１傾斜部の上面に載置され、前記第２露出部は、前記第２傾斜部の上面に載置される、請求項７に記載の二次電池モジュール。
  12. 金属層の少なくとも一面にフィルム層が積層されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）において、
    本体部分と、
    前記本体部分から延びるセンシング部であって、前記センシング部は、前記本体部分の長さ方向基準の一側及び他側の少なくとも１つから、前記本体部分の幅方向基準の一側及び他側に備えられ、水分又は電解液の漏れの有無をセンシングするセンシング部と、を含み、
    前記センシング部は、
    前記本体部分の幅方向基準の一側に向かって延びる第１延長ライン部と、
    前記本体部分の幅方向基準の他側に向かって延びる第２延長ライン部とを含む、フレキシブルプリント回路基板。
  13. 前記第１延長ライン部は、
    前記本体部分の幅方向基準の一側に向かって延び、かつ端部を含む少なくとも一部の領域において前記本体部分の長さ方向と平行に形成され、
    前記第２延長ライン部は、
    前記本体部分の幅方向基準の他側に向かって延び、かつ端部を含む少なくとも一部の領域において前記本体部分の長さ方向と平行に形成される、請求項１２に記載のフレキシブルプリント回路基板。
  14. 前記第１延長ライン部及び前記第２延長ライン部は、
    折り曲げ可能に形成される、請求項１２に記載のフレキシブルプリント回路基板。
  15. 前記第１延長ライン部は、
    端部において前記金属層が露出する第１露出部を含み、
    前記第２延長ライン部は、
    端部において前記金属層が露出する第２露出部を含む、請求項１２に記載のフレキシブルプリント回路基板。
  16. 前記センシング部は、
    水分又は電解液により、前記第１露出部と前記第２露出部とが電気的に接続されたか否かをセンシングする、請求項１５に記載のフレキシブルプリント回路基板。
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