KR101327689B1 - 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

내부의 전류출력라인에 기인하는 노이즈가 신호선에 영향을 미치는 것을 방지하는 전지 모듈을 제공하는 복수의 소전지(100)와, 복수 소전지의 전극단자(端子)끼리를 전기적으로 접속하는 전 도통(導通) 부재(34)와, 복수 소전지의 용량을 계측하기 위한 신호선(50)을 구비하고, 전류도통 부재는, 흐르는 전류의 방향이 서로 반대이며 거의 평행으로 배치된 2개 부재로 이루어지는 평행부와, 이 평행부 한쪽의 단부에서 이 2개의 부재끼리를 전기적으로 연결하고 있는 연결부를 구비하고, 신호선은, 2개 부재의 각각으로부터 거의 등간격으로 배치되어, 이 2개 부재에 거의 평행이며 또 연결부의 앞쪽까지 연장되는 구성의 전지 모듈로 했다.

Description

전지 모듈{BATTERY MODULE}
본 발명은 전지 모듈에 관한 것이다.
복수의 소(素)전지를 케이스에 수용하여, 소정의 전압 및 용량을 출력할 수 있도록 한 전지 모듈은, 여러 가지 기기, 차량 등의 전원 및 가정용으로써 널리 사용되고 있다. 그 중에서도, 범용적(汎用的)인 전지를 병렬·직렬 접속하여, 소정의 전압 및 용량을 출력할 수 있음과 동시에 충전을 할 수 있도록 블록화하여, 이 전지블록을 여러 가지로 조합함으로써, 다종 다양한 용도에 대응 가능하게 하는 기술이 채용되기 시작했다. 이 블록화 기술은, 전지블록에 수용하는 전지를 고성능화함으로써, 전지블록 자체의 소형·경량화를 도모할 수 있으므로, 전지 모듈을 조립할 시의 작업성이 향상됨과 동시에, 차량 등 한정된 공간으로 탑재할 시의 자유도가 향상되는 등, 여러 가지 이점을 갖는다.
상술과 같은 전지 모듈은, 내장되어 있는 소전지의 용량(어떤 시점에서의 방전 가능한 전기용량)이 각각의 소전지에서 거의 동일한 것이 요구된다. 왜냐하면, 소전지의 용량이 불균일하면, 특정의 소전지에 다른 소전지보다 충방전 부하가 걸려 빨리 열화(劣化)되어 버리고, 결과적으로 전지 모듈 자체의 수명이 짧아져 버리는 사태에 빠지기 때문이다.
일본 특허공개 평성7-321429호 공보
상기와 같은 각 소전지의 용량 불균일을 방지하는 검토는 지금까지 그다지 검토가 실행되지 않았다. 특히 전기 자동차의 전원과 같이, 총 전원용량이 매우 큰 경우는, 상당히 많은 소전지를 조합하여 전지 모듈로 하는 것을 생각할 수 있으나, 구체적인 소전지의 용량 불균일의 방지방법은 현재 검토되고 있는 중이다.
이와 같은 검토의 하나로써 소전지의 용량을 모니터하는 것이 생각되고 있다. 소전지의 용량을 모니터하기 위해서는 모니터용의 신호선을 전지 모듈 중에 설치할 필요가 있다.
그러나, 전지 모듈 중에는 전류출력라인이 배치되어 있어, 큰 전류가 흐르는 전류출력라인으로부터의 노이즈가 신호선에 영향을 미쳐 버려, 신호선으로부터의 신호를 기초로 소전지의 용량 불균일의 제어를 행하고자 하면 오작동이 일어나 버린다는 지금까지 공지되지 않은 문제를 본원 발명자들은 처음 발견했다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 내부의 전류출력라인에 기인하는 노이즈가 신호선에 영향을 미치는 것을 방지하는 전지 모듈을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 1 전지 모듈은, 복수의 소전지와, 상기 복수 소전지의 전극단자(端子)끼리를 전기적으로 접속하는 전류도통(導通) 부재와, 신호선을 구비하고, 상기 전류도통 부재는, 흐르는 전류의 방향이 서로 반대이며 거의 평행으로 배치된 2개의 부재로 이루어지는 평행부와, 이 평행부의 한쪽 단부(端部)에서 이 2개 부재끼리를 전기적으로 연결하고 있는 연결부를 구비하며, 상기 신호선은, 상기 2개 부재의 각각으로부터 거의 등간격으로 배치되어, 이 2개의 부재에 거의 평행으로 배치되고, 상기 신호선의 한쪽 단부는, 상기 평행부의 다른 한쪽 단부쪽으로 상기 연결부로부터 떨어진 위치에 배치되는 구성을 구비한다.
본 발명의 제 2 전지 모듈은, 이차전지인 복수의 기둥형 소전지를 금속제 케이스에 수납한 전지 모듈에 있어서, 복수의 전지블록이 직렬로 접속된 구조를 가지며, 상기 소전지는, 기둥형의 상면에 제 1 전극단자, 하면에 제 2 전극단자가 배치되고, 상기 전지블록은, 상기 상면이 동일 측에 나열되도록 측면끼리를 인접시켜 나열함과 동시에 병렬로 접속되는 복수의 상기 소전지를 구비하며, 인접하는 전지블록과 직렬 접속부재에 의해 직렬 접속되고, 상기 전지블록에 있어서 상기 소전지의 상기 상면측에는 제 1 접속부재가 배치되어 상기 제 1 전극단자끼리를 전기적으로 접속하며, 상기 하면측에는 제 2 접속부재가 배치되어 상기 제 2 전극단자끼리를 전기적으로 접속하고, 상기 복수의 전지블록은 2조(組)로 나누어지며, 각 조에서는 상기 제 1 접속부재가 일렬로 정렬하도록 나열되어, 조(組)끼리는 서로 마주보게 배치됨과 동시에 2개 조의 한쪽은 단부에서 연결부에 의해 전기적으로 접속되며, 신호선이, 서로 마주보는 2조의 상기 제 1 접속부재의 각각으로부터 거의 등간격으로 배치되고, 상기 신호선의 한쪽 단부는, 상기 제 1 접속부의 다른 쪽 단부쪽으로 상기 연결부로부터 떨어진 위치에 배치된다.
상기 2개의 구성에서는, 신호선은 전지 모듈의 전류출력라인과는 교차하지 않는다.
전지 모듈의 신호선이 전류도통 부재의 평행부 사이에 놓여져 있고 전류출력라인과는 교차하지 않으므로, 신호선에 노이즈가 중첩(重疊)되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은, 실시형태의 전지블록에 사용하는 소전지의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는, 실시형태의 전지블록의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은, 실시형태의 전지 모듈의 구성을 나타낸 도이다.
도 4는, 도 3의 전지 모듈에 덮개를 덮은 상태의 모식적인 A-A선 단면도이다.
도 5는, 전지 모듈의 전류 흐름을 나타낸 도이다.
도 6은, 다른 실시형태의 전지블록에 사용하는 소전지의 구성을 모식적으로 나타낸 도이다.
도 7은, 다른 실시형태의 전지블록의 구성을 모식적으로 나타낸 도이다.
도 8은, 다른 실시형태의 전지 모듈의 구성을 나타낸 도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 이하의 도면에서는, 설명의 간결화를 위해, 실질적으로 동일한 기능을 갖는 구성요소를 동일한 참조부호로 나타낸다.
(제 1 실시형태)
<소전지>
도 1은, 제 1 실시형태의 전지블록에 사용하는 전지(100)의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 여기서, 본 실시형태의 전지블록에 사용하는 전지는, 노트형 PC 등 휴대용 전자기기의 전원으로써 단체(單體)로도 사용할 수 있는 전지라도 된다(이하, 전지블록에 사용하는 전지를 "소전지"라 부름). 이 경우, 고성능의 범용전지를, 전지블록의 소전지로써 사용할 수 있으므로, 전지블록의 고성능화, 저비용화를 보다 용이하게 도모할 수 있다.
본 실시형태의 전지블록에 사용하는 소전지(100)는, 예를 들어, 도 1에 나타내는, 원주형(圓柱形) 리튬이온 이차전지를 채용할 수 있다. 이 리튬이온 이차전지는, 통상의 구성을 이루는 것으로, 내부단락(短絡) 등의 발생으로 인해 전지 내의 압력이 상승했을 때, 가스를 전지 밖으로 방출시키는 안전기구를 구비한다. 그리고, 이 소전지(100)는, 본 실시형태에 이용되는 전지의 일례이므로 본 실시형태에 이용할 수 있는 전지는 이 전지에 한정되지 않으며, 예를 들어 각주형(角柱形) 리튬이온 이차전지를 본 실시형태의 소전지로써 이용해도 된다. 이하, 도 1을 참조하면서, 소전지(100)의 구체적인 구성을 설명한다.
도 1에 나타내듯이, 양극(2)과 음극(1)이 세퍼레이터(3)를 개재하고 권회(捲回)된 전극군(4)이, 비수전해액과 함께, 전지케이스(7)에 수용된다. 발전(發電)요소인 양극(2)과 음극(1)으로 이루어지는 전극군(4)이 전지케이스(7)에 수용되는 부분을 소전지 본체부라 할 수 있다. 전극군(4)의 상하에는, 절연판(9, 10)이 배치되고, 양극(2)은, 양극리드(5)를 개재하고 필터(12)에 접합되며, 음극(1)은, 음극리드(6)를 개재하고 음극단자(제 2 전극단자)를 겸하는 전지케이스(7)의 저부(底部)에 접합된다.
필터(12)는, 이너캡(inner cap)(13)에 접속되며, 이너캡(13)의 돌기부는, 금속제 밸브판(14)에 접합된다. 또한, 밸브판(14)은 양극단자(제 1 전극단자)를 겸하는 단자판(8)에 접속된다. 그리고, 단자판(8), 밸브판(14), 이너캡(13), 및 필터(12)가 일체가 되어, 가스켓(11)을 개재하고 전지케이스(7)의 개구부를 밀봉한다. 도 1에서는, 원통형의 상면측에 양극단자가, 하면측에 음극단자가 배치된다.
소전지(100)에 내부단락 등이 발생하여, 소전지(100) 내의 압력이 상승하면, 밸브체(14)가 단자판(8)을 향해 팽창되고, 이너캡(13)과 밸브체(14)와의 접합이 어긋나면, 전류경로가 차단된다. 또한 소전지(100) 내의 압력이 상승하면, 밸브체(14)가 파단된다. 이에 따라, 소전지(100) 내에 발생한 가스는, 필터(12)의 관통공(12a), 이너캡(13)의 관통공(13a), 밸브체(14)의 균열, 그리고 단자판(8)의 개방부(8a)를 개재하고, 외부로 배출된다.
그리고, 소전지(100) 내에 발생한 가스를 외부로 배출하는 안전기구는, 도 1에 나타낸 구조에 한정되지 않으며, 다른 구조의 것이라도 된다.
<전지블록>
도 2는, 본 실시형태의 전지블록(200)의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 본 실시형태에서는, 전지블록(200)은 복수의 소전지(100) 집합체의 최소단위이며, 1개의 전지블록(200) 중의 소전지(100)끼리는 서로 병렬로 접속된다.
도 2에 나타내는 것은, 복수의 소전지(100)가 배열되어 병렬로 접속되어 있는 모식적인 단면(斷面)(소전지의 단면은 해칭(hatching)을 하지 않고 도면을 보기 쉽게 함)이며, 전지블록(200)은 복수의 소전지(100)가 용기(20) 내에 수용되는 구성을 갖는다.
각 소전지(100)의 본체부는, 용기(20) 내에 수납된 냉각블록(24)에 형성된 원통형의 관통공으로 삽입되고, 소전지(100)의 본체부끼리(원주형 측면끼리)가 인접하도록 나열된다. 또, 소전지(100)는, 도 1에 나타내듯이, 소전지(100) 내에 발생한 가스를 전지 밖으로 배출하는 개방부(8a)를 구비하고, 이들 개방부(8a)는 전지블록(200) 내에서 동일 측(도 2에서는 상측)을 향하도록 소전지(100)가 나열된다.
제 1 접속부재(34)는, 금속판으로 이루어지며, 각 소전지(100)의 양극단자끼리를 접속한다. 한편, 냉각블록(24)의 관통공 하측출구에 나와 있는 복수 소전지(100)의 타단측(본 실시형태에서는, 음극단자측)에는, 금속판으로 이루어진 제 2 접속부재(36)가 접합되며, 제 2 접속부재(36)에 의해 음극단자끼리가 접속된다. 제 1 접속부재(34) 및 제 2 접속부재(36)는 전류도통 부재의 일부이다.
제 1 접속부재(34)는, 용기(20) 좌측 측면의 외면(外面) 전체에 설치된 직렬 접속부재(35)에 전기적으로 접속된다. 이 직렬 접속부재(35)는 전지블록(200)을 복수 나열했을 때에, 인접하는 전지블록(200) 제 2 접속부재(36)의 단부(端部)(37)에 접촉하여 전기적으로 접속되며, 인접하는 전지블록(200)끼리의 전기적인 직렬 연결을 행한다.
그리고, 평판(30)은, 소전지(100)의 일단부(본 실시형태에서는, 양극단자(8)측의 단부)에 밀착하여 배치되므로, 수용부(31)는, 평판(30)에 의해 밀폐상태가 된다.
<전지 모듈>
도 3은, 본 실시형태에 관한 전지 모듈(300)을, 금속제 케이스(40)의 상측 덮개를 떼어내고 위에서 본 상태를 모식적으로 나타낸 것이다. 전지 모듈(300)은 짝수개의 전지블록(200, 200, …)(여기서는 6개)을 케이스(40)에 수납한다. 이 도에서는 상하로 2개의 전지블록(200)이 하나의 쌍을 이루며, 3개의 쌍이 가로로 나열된다. 여기서 이하, 3개의 쌍이 나열되는 방향, 즉 도면의 좌우방향을 전지 모듈(300)의 길이방향으로 한다. 다르게 표현하면, 전지 모듈(300)의 길이방향으로 나열되는 3개의 전지블록(200, 200, 200)이 조(組)를 이루며, 2조가 평행하게 나열된다. 또, 전지 모듈(300) 자체는 거의 직방체 형상이다.
도 3에 나타내듯이, 상측 조의 3개 전지블록(200, 200, 200)의 제 1 접속부재(34, 34, 34)와 하측 조의 3개 전지블록(200, 200, 200)의 제 1 접속부재(34, 34, 34)가 서로 마주보고, 전지 모듈(300)의 길이방향으로 거의 평행하게 연장된다.
이들 2조의 제 1 접속부재(34, 34, 34)가 전류도통 부재의 평행부이며, 도면의 우측단에 설치된 연결부(46)에 의해 우측단의 전지블록(200, 200) 쌍의 제 1 접속부재(34, 34)(2개의 부재)끼리의 우측단이 전기적으로 연결된다. 서로 마주보는 한 쌍의 제 1 접속부재(34, 34)끼리는 거의 평행하게 배치되며, 흐르는 전류의 방향은 반대방향이다.
또, 전지 모듈(300)의 좌측 측면에는 출력단자(43, 45)가 설치된다. 여기서 거의 평행이란, 수학적으로 엄밀한 의미에서의 평행이 아니라, 설계상의 사정이나 조립의 공차(公差) 등에 따라 10° 정도의 차이가 있어도 상관없다. 또, 인접하는 제 1 접속부재(34, 34, 34)끼리는 그 인접부에서 접속되지 않으나, 상측 조의 제 1 접속부재(34, 34, 34)와 하측 조의 제 1 접속부재(34, 34, 34)는 각각 일렬로 나열되며, 그 열의 나열이 평행하다. 단, 수학적으로 엄밀한 의미에서의 평행이 아니라, 설계상의 사정이나 조립의 공차 등에 따라 10° 정도의 차이가 있어도 상관없다.
도 5에 전지 모듈(300)의 전류 흐름을 모식적으로 나타낸다. 도 5는 도 3의 하측 조의 3개 전지블록(200, 200, 200)의 덮개를 떼어낸 모식적인 도이다. 전류는 우측의 전지블록(200)에서 좌측으로 흘러간다. 전류의 흐름은 화살표로 나타낸다. 상세하게 설명하면, 우측단의 전지블록(200)(2개 부재 중 하나)의 음극측 제 2 접속부재(36)로부터 소전지(100)를 개재하고 양극측의 제 1 접속부재(34)로 전류가 흐르고, 제 1 접속부재(34)로부터 우측단 전지블록(200)의 좌측에 배치되는 직렬 접속부재(35)의 상측에서 하측으로 전류가 흐른다. 직렬 접속부재(35)의 하단은, 좌측 옆 전지블록(200)의 제 2 접속부재(36)와 전기적으로 접속하며, 전류는 중앙의 전지블록(200)의 제 2 접속부재(36)를 흐른다. 그 후에는 마찬가지로 중앙의 전지블록(200)의 제 1 접속부재(34)로부터 직렬 접속부재(35), 또 좌측단의 전지블록(200)에도 마찬가지로 전류가 흘러간다.
도 3과 같이, 전지 모듈(300) 내에서는, 전류는 상측 조의 제 1 접속부재(34, 34, 34)의 좌측단(Y)에서 우측으로 흘러가고, 연결부(46)를 흘러 하측 조의 제 1 접속부재(34, 34, 34)의 우측단(X)에서 좌측으로 흘러간다. 따라서, 상측의 조와 하측의 조에서는, 제 1 접속부재(34, 34, 34)로 흐르는 전류의 방향은 반대방향이다. 상측 조의 제 1 접속부재(34, 34, 34)와 하측 조의 제 1 접속부재(34, 34, 34)가 평행부이며, 이들 우측의 단부끼리(2개 부재의 단부끼리)를 연결부(46)가 연결하고 있고, 평행부와 연결부(46)를 구비한 전류도통 부재는 "U"자형 구조를 갖는다.
도 4는 도 3의 전지 모듈(300)에 덮개를 덮은 상태의 모식적인 A-A선 단면도이다. 그리고 소전지(100)의 해칭은 생략한다.
신호선(50)은, 전지 모듈(300)의 좌측단(평행부의 좌측단)에서 연결부(46)의 앞쪽까지 길이방향으로 연장되며, 제 1 접속부재(34, 34)와 거의 평행으로 된다. 여기서도 엄밀한 의미에서의 평행은 요구되지 않는다. 전지 모듈(300)의 좌측단에서는 집합선(48)으로 되어 밖으로 연장되고, 그 단부에는 커넥터(connector)(49)가 설치된다. 커넥터(49)는 도시하지 않은 제어장치(control unit)에 접속된다. 도 3에서는 신호선(50)은 용기(20)에 가려져 있어 도시되지 않으나, 케이스(40) 좌측단에서 연결부(46)의 앞쪽까지 연장된다. 즉, 신호선(50)은 연결부(46)로까지는 달하지 않는다. 그리고, 신호선(50)의 연결부(46)측의 단부는, 연결부(46)로부터 떨어진 위치에 배치되며, 그 떨어진 방향은 연결부(46)로부터, 평행부인 제 1 접속부재(34, 34, 34)의 좌측단(다른 쪽의 단부) 쪽으로 향하는 방향이다.
신호선(50)은 각 전지블록(200)의 전압신호를 제어장치로 보낸다. 이에 따라, 소전지(100)의 전압이나 용량 등이 계측된다. 따라서, 이상상태가 되어 다른 소전지(100)와는 전압이나 용량 등이 달라지는 소전지(100)가 있으면, 그 소전지(100)의 위치를 파악할 수 있고, 이상이 생긴 것을 전지 모듈(300)의 사용자·관리자에게 나타낼 수 있다.
신호선(50)은 도 4에 나타내듯이, 상측의 제 1 접속부재(34)와 하측의 제 1 접속부재(34)의 양쪽으로부터 거의 등간격 위치이며, 또 어느 쪽과도 거의 평행하게 놓여진다. 그리고, A-A선 단면은 중앙의 전지블록(200, 200)의 쌍의 것이나, 어느 전지블록(200, 200)의 쌍도 동일 단면도가 된다. 여기서 제 1 접속부재(34)는 판형의 부재이므로, 제 1 접속부재(34)와 신호선(50)과의 거리는, 제 1 접속부재(34)의 폭방향 중앙부와 신호선(50)과의 거리를 말한다. 그리고 상측 제 1 접속부재(34)와 하측 제 1 접속부재(34)는 크기가 동일하며 방향이 반대인 전류를 흘리고 있다. 이들 상하의 제 1 접속부재(34, 34) 사이에서는 반대방향의 전류가 서로 자속(磁束)을 없애기 위해, 고주파가 저감된다. 이에 따라 이들 상하의 제 1 접속부재(34, 34)로부터 거의 등간격에 있는 신호선(50)으로의 노이즈가 저감된다. 그리고, 신호선(50)은, 상측의 제 1 접속부재(34)와 하측의 제 1 접속부재(34)의 양쪽으로부터 엄밀하게 등간격 위치에 존재하지 않아도, 신호선(50)으로의 노이즈는 저감된다.
또, 케이스(40)는 금속제이며 접지(接地)되어 있으므로, 실드(shield)로써 기능하며, 외부의 노이즈로부터 신호선(50)을 지킨다. 또한, 케이스(40)와 용기(20)와의 사이, 및 용기(20)와 냉각블록(24) 사이 등 전지 모듈(300) 내의 인접하는 부재끼리의 사이에 있어서, 도 2, 도 4에서 밀착하도록 나타내는 부분은, 전체의 온도제어를 용이하게 하기 위해, 틈새를 없애고 밀착하도록 제조된다. 이와 같이 틈새가 전지 모듈(300) 내에 거의 없으므로, 외부로부터의 노이즈가 전지 모듈(300) 내로 들어가기 어렵게 된다.
본 실시형태의 신호선(50)은, 상술과 같이 전지 모듈(300)의 출력전류라인인 상하의 제 1 접속부재(34, 34)의 평행부 사이에 존재하는 양자로부터 거의 등간격이므로, 노이즈가 저감된다. 또, 신호선(50)은 연결부(46) 의 앞쪽까지밖에 연장되지 않으므로, 출력전류라인과 신호선(50)은 교차되지 않으며 이 점에서도 출력전류라인의 영향을 신호선(50)은 받지 않는다. 또한, 금속제 케이스(40)도 실드의 기능을 다하므로, 신호선(50)은 노이즈로부터 이중삼중으로 보호된다.
(제 2 실시형태)
제 2 실시형태에서는, 도 6에 나타내는 권회(捲回)된 전극군과 비수전해질을 적층필름으로 밀봉한 이른바 라미네이트형 이차전지를 소전지(110)로써 이용하여 도 7에 나타내는 전지블록(210)을 구성하고, 이 전지블록(210)을 이용하여 도 8에 나타내는 전지 모듈(310)을 구성한다. 이 소전지(110)는, 양극단자(18)와 음극단자(17)가 금속 박편(薄片)인 리드이며, 소전지(110) 상면에 양쪽의 리드가 돌출되는 구조로 된다. 이 소전지(110)를 양극단자(18) 및 음극단자(17)가 상측으로 나오도록 용기(20`) 내에 10개 나열하여 넣고 전지블록(210)으로 한다. 도 7에서는 용기(20`)의 덮개를 생략하고 나타내며, 덮개를 한 상태에서는 용기(20`) 내의 각 소전지(110)가 병렬로 접속되어 덮개의 상측에 양극 단자부(118)와 음극 단자부(117)가 설치된다.
도 8에 나타내듯이 양극 단자부(118)와 음극 단자부(117)는 전지블록(210)의 서로 다른 단부에 각각 설치된다. 그리고, 전지 모듈(310)에서는, 케이스(40`) 중에 1열 3개의 전지블록(210)이 2열 수납된다. 열 내의 인접하는 전지블록(210, 210)에서는 양(＋)음(－)이 반대인 단자부끼리가 인접하고, 접속부재(34a, 34b, 34c, 34d)에 의해 전기적으로 접속된다. 또 열끼리는 이들 단부에서 연결부(146)에 의해 전기적으로 접속됨과 동시에, 반대측 단부에서는 출력단자(143, 145)에 접속된다.
전지 모듈(310)에서 2개 열의 접속부재 34a와 34d, 및 34b와 34c는, 서로 거의 평행이며 서로 마주보게 설치된다. 그리고 마주보는 접속부재 34a와 34d, 및 34b와 34c에서는 흐르는 전류의 방향이 서로 반대방향이다. 이들 서로 마주보는 접속부재 34a와 34d, 및 34b와 34c의 쌍방으로부터 거의 등간격으로 신호선(50, 50)이 설치된다. 이로써, 접속부재 34a와 34d, 및 34b와 34c에서 흐르는 전류에 의해 발생하는 자장(磁場)이 서로 없애고 있으므로, 신호선(50, 50)을 통과하는 전기신호로 노이즈가 중첩되는 것이 대폭으로 억제된다.
(그 밖의 실시형태)
상기의 실시형태는 본 발명의 예이며, 본 발명은 이들 예에 한정되지 않는다. 소전지의 종류·구조·형상도 이차전지라면 어떤 종류·구조·형상이라도 된다. 신호선의 수를 변경하여도 상관없다. 전지블록의 구성, 구조도 상기에 한정되지 않는다. 전지 모듈도, 전지블록의 수·배치가 다른 수·배치라도 되고, 온도제어 부재나 다른 부재를 삽입시켜도 된다. 신호선에는, 전지 모듈 내 온도의 신호를 제어장치로 보내는 선이 포함되어도 된다. 또 제어장치로부터의 지령신호를 전지 모듈 내로 보내는 선이 포함되어도 된다. 신호선의 배치 위치도 상하의 제 1 접속부재로부터 등간격이라면 어디에 배치하여도 상관없다.
[산업상 이용 가능성]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 전지 모듈은, 신호선에 노이즈가 타지 않는 구조를 구비하며, 자동차 등의 기계제품 전원이나 가정용 전원 등으로써 유용하다.
1 : 음극 2 : 양극
4 : 전극군 7 : 전지케이스(음극단자)
8 : 단자판(양극단자) 17 : 음극단자
18 : 양극단자 34 : 제 1 접속부재
34a, 34b, 34c, 34d : 접속부재 36 : 제 2 접속부재
40, 40` : 케이스 46, 146 : 연결부
50 : 신호선 100, 110 : 소전지
200, 210 : 전지블록 300, 310 : 전지 모듈

Claims (5)

  1. 복수의 소전지와,
    상기 복수의 소전지의 전극단자(端子)끼리를 전기적으로 접속하는 전류 도통(導通) 부재와,
    신호선을 구비하고,
    상기 전류도통 부재는, 흐르는 전류의 방향이 서로 반대이며 평행으로 배치된 2개의 부재를 구비한 평행부와, 이 평행부의 한쪽 단부(端部)에서 이 2개의 부재끼리를 전기적으로 연결하는 연결부를 구비하며,
    상기 신호선은, 상기 2개의 부재의 각각으로부터 등간격으로 배치되어, 이 2개의 부재에 평행으로 배치되고,
    상기 신호선의 한쪽 단부는, 상기 평행부의 다른 쪽 단부쪽으로 상기 연결부로부터 떨어진 위치에 배치되는
    전지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소전지와 상기 전류도통 부재와 상기 신호선을 수납하는 금속제 케이스를 구비하는
    전지 모듈.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평행부는 상기 2개의 부재에 추가로, 흐르는 전류의 방향이 서로 반대이며 평행으로 배치된 2n개의 부재를 구비하고(n은 1 이상의 정수(整數)),
    상기 신호선은, 상기 2n개의 부재 중, 평행으로 서로 마주보는 한 쌍의 이 부재의 각각으로부터 등간격으로 배치되어, 이 한 쌍의 부재에 평행으로 연장되는
    전지 모듈.
  5. 이차전지인 복수의 기둥형 소전지를 금속제 케이스에 수납한 전지 모듈에 있어서,
    복수의 전지블록이 직렬로 접속된 구조를 가지며,
    상기 소전지는, 기둥형의 상면에 제 1 전극단자, 하면에 제 2 전극단자가 배치되고,
    상기 전지블록은, 상기 상면이 동일 측에 나열되도록 측면끼리를 인접시켜 나열함과 동시에 병렬로 접속되는 복수의 상기 소전지를 구비하고, 인접하는 전지블록과 직렬 접속부재에 의해 직렬 접속되며,
    상기 전지블록에서 상기 소전지의 상기 상면측에는 제 1 접속부재가 배치되어 상기 제 1 전극단자끼리를 전기적으로 접속하며, 상기 하면측에는 제 2 접속부재가 배치되어 상기 제 2 전극단자끼리를 전기적으로 접속하고,
    상기 복수의 전지블록은 2조(組)로 나누어지고, 각 조에서는 상기 제 1 접속부재가 일렬로 정렬하도록 나열되어, 조끼리는 서로 마주보고 배치됨과 동시에 2개 조의 각 한쪽의 단부에서 연결부에 의해 전기적으로 접속되며,
    신호선이, 서로 마주보는 2조의 상기 제 1 접속부재의 각각으로부터 등간격으로 배치되고,
    상기 신호선의 한쪽 단부는, 상기 제 1 접속부의 다른 쪽 단부쪽으로 상기 연결부로부터 떨어진 위치에 배치되는
    전지 모듈.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200111101A (ko) * 2019-03-18 2020-09-28 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 자동차 트랙션 배터리의 전류 도체 및 신호 도체를 위한 홀딩 장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5630431B2 (ja) * 2011-12-13 2014-11-26 株式会社デンソー 組電池
JP6025036B2 (ja) * 2012-09-28 2016-11-16 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
JP2014191968A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Toyoda Gosei Co Ltd 電池装置
KR102106444B1 (ko) * 2016-07-21 2020-05-04 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
CN116435672A (zh) * 2017-09-20 2023-07-14 松下知识产权经营株式会社 电池模块
WO2020186200A1 (en) 2019-03-14 2020-09-17 Generac Power Systems, Inc. Battery module thermal management
US11646461B2 (en) * 2020-03-17 2023-05-09 The Boeing Company Battery cooling systems and methods
CN111682135A (zh) * 2020-06-08 2020-09-18 洛阳储变电系统有限公司 一种电池箱和电源系统
WO2024024422A1 (ja) * 2022-07-26 2024-02-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池パック

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11120976A (ja) * 1997-10-17 1999-04-30 Harness Syst Tech Res Ltd 電気自動車用バッテリの接続構造
JP2009059663A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Honda Motor Co Ltd 蓄電池ユニット
JP2009252460A (ja) * 2008-04-03 2009-10-29 Hitachi Ltd 電池モジュール及びそれを備えた蓄電装置並びに電機システム
JP2009289428A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Keihin Corp 組電池の電源制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4407911A (en) * 1980-10-01 1983-10-04 General Electric Company Rechargeable electrochemical cell pack having resistance to impact and vibration
JP3610114B2 (ja) 1994-03-31 2005-01-12 キヤノン株式会社 プリント配線板および設計方法
US5912597A (en) 1994-03-31 1999-06-15 Canon Kabushiki Kaisha Printed circuit board
US7014949B2 (en) * 2001-12-28 2006-03-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery pack and rechargeable vacuum cleaner
JP4916183B2 (ja) * 2006-02-20 2012-04-11 三洋電機株式会社 パック電池
KR100886571B1 (ko) * 2006-08-07 2009-03-05 주식회사 엘지화학 전지팩 케이스
JP5119735B2 (ja) * 2007-05-16 2013-01-16 ソニー株式会社 バッテリパック

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11120976A (ja) * 1997-10-17 1999-04-30 Harness Syst Tech Res Ltd 電気自動車用バッテリの接続構造
JP2009059663A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Honda Motor Co Ltd 蓄電池ユニット
JP2009252460A (ja) * 2008-04-03 2009-10-29 Hitachi Ltd 電池モジュール及びそれを備えた蓄電装置並びに電機システム
JP2009289428A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Keihin Corp 組電池の電源制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200111101A (ko) * 2019-03-18 2020-09-28 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 자동차 트랙션 배터리의 전류 도체 및 신호 도체를 위한 홀딩 장치
KR102392050B1 (ko) 2019-03-18 2022-04-29 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 자동차 트랙션 배터리의 전류 도체 및 신호 도체를 위한 홀딩 장치

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