KR101649552B1 - 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치 - Google Patents

과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치에 관한 것으로서, 특히 배터리의 과충전시 배터리에 공급되는 전원을 차단하도록 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치에 관한 것이다.
본 발명의 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈은, 상호 이격된 제1배터리셀과 제2배터리셀로 이루어진 배터리셀과; 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 삽입 배치되어, 과충전에 따른 상기 배터리셀의 팽창시 상기 배터리셀에 공급되는 전원을 차단하는 과충전 방지장치;를 포함하여 이루어지되, 상기 과충전 방지장치는 상기 배터리셀과 별개의 1개 모듈로 이루어지고, 상호 이격된 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에서 교체 가능하게 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치 { BATTERY MODULE HAVING OVERCHARGE PREVENTING DEVICE AND OVERCHARGE PREVENTING DEVICE FOR BATTERY MODULE }
본 발명은 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치에 관한 것으로서, 특히 배터리의 과충전시 배터리에 공급되는 전원을 차단하도록 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료로 구동되는 엔진과 배터리 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량, 즉 HEV(Hybrid Electric Vehicle)라 부르고 있다.
이러한 하이브리드 전기 차량 등에는 전기모터의 구동전력을 제공하는 고전압 배터리가 필수적으로 장착되며, 이는 차량 운행 중에 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다.
하이브리드 전기 차량에서 고전압 배터리로는 고출력 리튬이온(폴리머) 배터리(LiPB)가 널리 사용되고 있는데, 리튬이온 배터리 시스템에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 과충전이 발생하는 경우, 발열반응인 전해액 분해에 의해 가연성 가스가 발생하고, 이에 전지 내압이 상승하여 두께 팽창이 수반되며, 그에 따라 온도가 상승하고 단락이 발생하여 가연성 가스가 점화 및 발화되면서 운전자 및 차량의 안전에 치명적인 결과를 초래하게 된다.
특히, 하이브리드 차량 또는 연료전지 차량의 배터리는 고전압을 위해서 다수의 전지가 모듈화로 장착되어 있으므로 과충전 및 발화 발생시에 안전성에 문제가 발생할 가능성이 높다.
이러한 배터리의 과충전을 방지하기 위해 다양한 구조의 안정 및 방지장치가 개발되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 배터리 과충전 방지장치는, 배터리모듈을 구성하는 배터리셀의 팽창시 배터리셀을 파손시키기 때문에 유해가스가 외부로 배출되어 환경오염 등의 문제가 있다.
또한 종래의 배터리 과충전 방지장치는, 배터리모듈에 장착하는 구조가 복잡하고 교체의 어려움이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0013867호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 과충전시 배터리셀의 파손없이 전원을 차단하고, 과충전방지장치를 배터리모듈에 용이하게 장착하거나 교체할 수 있는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈은, 상호 이격된 제1배터리셀과 제2배터리셀로 이루어진 배터리셀과; 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 삽입 배치되어, 과충전에 따른 상기 배터리셀의 팽창시 상기 배터리셀에 공급되는 전원을 차단하는 과충전 방지장치;를 포함하여 이루어지되, 상기 과충전 방지장치는 상기 배터리셀과 별개의 1개 모듈로 이루어지고, 상호 이격된 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에서 교체 가능하게 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 과충전 방지장치는, 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 배치되는 프레임과; 상기 프레임의 안쪽에 배치되고, 일단이 상기 제1배터리셀에 연결되며 타단이 상기 제2배터리셀에 연결되어 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀을 통전시키는 버스바;를 포함하여 이루어지되, 상기 배터리셀의 팽창에 의해 상기 버스바는 절단된다.
상기 과충전 방지장치는, 일면이 상기 제1배터리셀과 접하고, 타면에 상기 버스바가 안착되는 제1플레이트와; 일면이 상기 제2배터리셀과 접하고, 타면은 상기 버스바를 사이에 두고 상기 제1플레이트의 타면과 대면하는 제2플레이트;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 제2플레이트의 타면에는 상기 배터리셀의 팽창시 상기 버스바 방향으로 이동하여 상기 버스바를 절단시키는 커터가 형성된다.
상기 제1플레이트의 타면에는 상기 버스바가 안착되는 다수개의 안착돌기가 돌출 형성되되, 상기 안착돌기에 의해 상기 버스바는 상기 제1플레이트의 타면과 이격되고, 상기 커터는 상기 안착돌기 사이에 배치된다.
상기 버스바에는 상기 커터에 의해 절단되는 취약부가 형성되되, 상기 취약부는 상기 커터의 이동방향의 수직방향으로 그 폭이 좁게 형성된다.
상기 버스바는 상기 제1플레이트에 고정결합된다.
상기 프레임의 안쪽에는 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 삽입 배치되는 삽입공이 관통 형성되되, 상기 제1플레이트와 제2플레이트는 상기 삽입공의 내부에서 상호 이격 배치되고, 상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1플레이트와 제2플레이트는 상호 인접한 방향으로 변형된다.
상기 삽입공이 형성된 상기 프레임의 내측에는 상기 제1플레이트의 타면과 상기 제2플레이트의 타면이 안착되어 상호 이격되도록 하는 이격돌기가 형성된다.
상기 제1플레이트와 제2플레이트에는 각각 보강리브가 형성되되, 상기 제2플레이트의 중심부에는 상기 보강리브가 형성되어 있지 않은 변형부가 존재하고, 상기 커터는 상기 변형부에 형성된다.
상기 제1배터리셀의 외측에 배치되는 제1커버와; 상기 제2배터리셀의 외측에 배치되는 제2커버를 더 포함하여 이루어지되, 상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1배터리셀은 상기 제1커버에 의해 팽창이 저지되어 상기 과충전 방지장치 방향으로 팽창되고, 상기 제2배터리셀은 상기 제2커버에 의해 팽창이 저지되어 상기 과충전 방지장치 방향으로 팽창된다.
상기 제1플레이트, 제2플레이트 및 커터는 절연체 재질로 이루어진다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배터리모듈용 과충전 방지장치는, 다수개의 배터리셀로 구성된 배터리모듈에서 상기 배터리셀을 구성하는 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 배치되어 과충전에 따른 상기 배터리셀의 팽창시 상기 배터리셀에 공급되는 전원을 차단하는 배터리모듈용 과충전 방지장치에 있어서, 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 배치되는 프레임과; 상기 프레임의 안쪽에 배치되고, 일단이 상기 제1배터리셀에 연결되며 타단이 상기 제2배터리셀에 연결되어 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀을 통전시키는 버스바;를 포함하여 이루어지되, 상기 배터리셀의 팽창에 의해 상기 버스바는 절단되는 것을 특징으로 한다.
상기 과충전 방지장치는, 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 배치되는 프레임과; 상기 프레임의 안쪽에 배치되고, 일단이 상기 제1배터리셀에 연결되며 타단이 상기 제2배터리셀에 연결되어 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀을 통전시키는 버스바;를 포함하여 이루어지되, 상기 배터리셀의 팽창에 의해 상기 버스바는 절단된다.
상기 과충전 방지장치는, 일면이 상기 제1배터리셀과 접하고, 타면에 상기 버스바가 안착되는 제1플레이트와; 일면이 상기 제2배터리셀과 접하고, 타면은 상기 버스바를 사이에 두고 상기 제1플레이트의 타면과 대면하는 제2플레이트;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 제2플레이트의 타면에는 상기 배터리셀의 팽창시 상기 버스바 방향으로 이동하여 상기 버스바를 절단시키는 커터가 형성된다.
상기 제1플레이트의 타면에는 상기 버스바가 안착되는 다수개의 안착돌기가 돌출 형성되되, 상기 안착돌기에 의해 상기 버스바는 상기 제1플레이트의 타면과 이격되고, 상기 커터는 상기 안착돌기 사이에 배치된다.
상기 버스바에는 상기 커터에 의해 절단되는 취약부가 형성되되, 상기 취약부는 상기 커터의 이동방향의 수직방향으로 그 폭이 좁게 형성된다.
상기 버스바는 상기 제1플레이트에 고정결합된다.
상기 프레임의 안쪽에는 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 삽입 배치되는 삽입공이 관통 형성되되, 상기 제1플레이트와 제2플레이트는 상기 삽입공의 내부에서 상호 이격 배치되고, 상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1플레이트와 제2플레이트는 상호 인접한 방향으로 변형된다.
상기 삽입공이 형성된 상기 프레임의 내측에는 상기 제1플레이트의 타면과 상기 제2플레이트의 타면이 안착되어 상호 이격되도록 하는 이격돌기가 형성된다.
상기 제1플레이트와 제2플레이트에는 각각 보강리브가 형성되되, 상기 제2플레이트의 중심부에는 상기 보강리브가 형성되어 있지 않은 변형부가 존재하고, 상기 커터는 상기 변형부에 형성된다.
상기 제1플레이트, 제2플레이트 및 커터는 절연체 재질로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본원발명의 과충전 방지장치는, 과충전시 배터리셀의 파손없이 전원을 차단할 수 있다.
또한, 과충전 방지장치가 배터리셀과 별개로의 1개 모듈로 이루어져 있기 때문에, 과충전 방지장치의 장착 및 교체가 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치의 일방향 분해사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치의 타방향 분해사시도,
도 6은 도 3의 A-A'선을 취하여 본 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈에서 배터리셀의 팽창시 팽창압력의 작용방향으로 나타낸 측면구조도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈에서 배터리셀의 팽창시 커터와 버스바의 관계를 도시한 작동과정도.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치의 일방향 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치의 타방향 분해사시도이고, 도 6은 도 3의 A-A'선을 취하여 본 단면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈에서 배터리셀의 팽창시 팽창압력의 작용방향으로 나타낸 측면구조도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈에서 배터리셀의 팽창시 커터와 버스바의 관계를 도시한 작동과정도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈은, 배터리셀(10)과, 제1커버(20), 제2커버(30), 과충전 방지장치(40)를 포함하여 이루어진다.
상기 배터리셀(10)은 다수개가 상호 적층되어 이루어지고, 본 실시예에서 상기 배터리셀(10)은 상호 이격된 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12)로 구분하였다.
상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12)은 그 구조 및 기능 등이 동일하고, 본 발명의 설명을 위해 2개로 분리한 것이며, 그 갯수에 한정되지는 않는다.
본 실시예의 도면에서는 상기 제1배터리셀(11)이 하부에 배치되고, 상기 제2배터리셀(12)이 상부에 배치되어 있다.
상기 제1커버(20)는 상기 제1배터리셀(11)의 외측에 배치되고, 상기 제2커버(30)는 상기 제2배터리셀(12)의 외측에 배치된다.
즉, 상기 제1커버(20)와 제2커버(30)는 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12)로 이루어진 상기 배터리셀(10)의 바깥쪽에 배치된다.
상기 제1커버(20)는 상기 제1배터리셀(11)의 외측에 접하여 상기 제1배터리셀(11)의 팽창시 바깥쪽으로 부피가 팽창하는 것을 저지한다.
상기 제2커버(30)는 상기 제2배터리셀(12)의 외측에 접하여 상기 제2배터리셀(12)의 팽창시 바깥쪽으로 부피가 팽창하는 것을 저지한다.
상기 과충전 방지장치(40)는 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12) 사이에 삽입 배치되어, 과충전에 따른 상기 배터리셀(10)의 팽창시 상기 배터리셀(10)에 공급되는 전원을 차단한다.
이러한 상기 과충전 방지장치(40)는 상기 배터리셀(10)과 별개의 1개의 모듈로 이루어져 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12) 사이에서 교체 가능하게 배치된다.
즉, 상기 과충전 방지장치(40)는 별도의 1개 모듈로 이루어져 상기 배터리셀(10)에 결합되지 않고 독립적으로 장착되며, 상기 배터리셀(10)하고는 면접촉만 하고 있을 뿐이다.
이러한 상기 과충전 방지장치(40)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(41)과, 제1플레이트(42)와, 제2플레이트(43)와, 버스바(44)를 포함하여 이루어진다.
상기 프레임(41)은 절연체의 플라스틱 등으로 이루어지고, 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12) 사이에 배치된다.
이러한 상기 프레임(41)은 대략 사각 형상의 판으로 이루어지고, 안쪽에는 삽입공(41a)이 관통 형성된다.
상기 제1플레이트(42)는 판 형상으로 이루어지고, 일면이 상기 제1배터리셀(11)과 접한다.
상기 제2플레이트(43)는 판 형상으로 이루어지고, 일면이 상기 제2배터리셀(12)에 접한다.
이러한 상기 제1플레이트(42) 및 제2플레이트(43)는 상기 프레임(41)의 안쪽에 형성된 상기 삽입공(41a)에 삽입 배치된다.
물론, 경우에 따라 상기 제1플레이트(42)와 제2플레이트(43)는 상기 프레임(41)의 안쪽에 아닌 바깥쪽에 배치될 수도 있다.
상기 삽입공(41a)에 삽입 배치된 상기 제1플레이트(42)의 타면과 상기 제2플레이트(43)의 타면은 상호 이격되어 있다.
따라서, 상기 배터리셀(10)의 팽창시 상기 제1플레이트(42)와 제2플레이트(43)는 상호 인접한 방향으로 변형되게 된다.
그리고, 상기 삽입공(41a)이 형성된 상기 프레임(41)의 내측에는 상기 제1플레이트(42)의 타면과 상기 제2플레이트(43)의 타면이 안착되어 상호 이격되도록 하는 이격돌기(41b)가 형성된다.
본 실시예에서 상기 이격돌기(41b)는 상기 프레임(41)의 꼭지점 부분에 형성되어, 양측으로 상기 제1플레이트(42)와 제2플레이트(43)가 안착되도록 하고 있다.
상기 버스바(44)는 상기 프레임(41)의 안쪽에 배치되고, 일단이 상기 제1배터리셀(11)에 연결되며 타단이 상기 제2배터리셀(12)에 연결되어 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12)을 통전시킨다.
이러한 상기 버스바(44)는 평상시에는 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12) 사이에서 전류가 통전되도록 하지만, 상기 배터리셀(10)의 팽창에 의해 절단되어 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12)의 통전을 차단한다.
상기 버스바(44)는 상기 제1플레이트(42)의 타면에 안착된다.
이러한 상기 버스바(44)는 상기 제1플레이트(42)의 타면에 나사 등에 의해 고정 결합된다.
이때, 상기 제1플레이트(42)의 타면에는 상기 버스바(44)가 안착되는 다수개의 안착돌기(42a)가 돌출 형성되어 있다.
상기 안착돌기(42a)에 의해 상기 버스바(44)는 상기 제1플레이트(42)의 타면과 이격되게 된다.
그리고, 상기 제2플레이트(43)는 타면이 상기 버스바(44)를 사이에 두고 상기 제1플레이트(42)의 타면과 대면하고 있다.
이러한 상기 제2플레이트(43)의 타면에는 상기 배터리셀(10)의 팽창시 상기 버스바(44) 방향으로 이동하여 상기 버스바(44)를 절단시키는 커터(43a)가 형성되어 있다.
상기 커터(43a)는 다수개의 상기 안착돌기(42a) 사이에 대응되는 위치에 배치되어, 상기 안착돌기(42a)에 의해 상기 제1플레이트(42)로부터 이격된 상기 버스바(44)가 상기 커터(43a)의 이동시 보다 용이하게 절단될 수 있도록 한다.
본 실시예에서 상기 커터(43a)는 삼각형상으로 형성되어 날카로운 모서리가 상기 버스바(44)를 향하고 있도록 한다.
상기 버스바(44)의 절단이 용이하게 이루어지도록 하기 위해, 상기 버스바(44)에는 상기 커터(43a)에 의해 절단되는 취약부(44a)가 형성된다.
본 실시예에서 상기 취약부(44a)는 상기 커터(43a)의 이동방향의 수직방향으로 그 폭이 좁게 형성되어 있지만, 그 외 다른 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 취약부(44a)는 상기 버스바(44)의 다른 부위에 탈착 가능하게 결합되어 상기 취약부(44a)의 절단시 새로운 취약부(44a)만을 교체하여 사용할 수도 있다.
상기 제1플레이트(42)와 제2플레이트(43)에는 각각 보강리브(42b,43b)가 형성되어 있다.
상기 보강리브(42b,43b)가 형성된 부위에서는 상기 배터리셀(10)의 팽창시 상기 제1플레이트(42)와 제2플레이트(43)는 쉽게 변형되지 않게 된다.
그리고, 상기 제2플레이트(43)의 중심부에는 상기 보강리브(43b)가 형성되어 있지 않은 변형부(43c)가 존재하고, 상기 커터(43a)는 상기 변형부(43c)에 형성된다.
따라서, 상기 배터리셀(10)이 중심이 아닌 다른 곳에서 팽창이 이루어지게 되면, 상기 보강리브(42b,43b)가 형성된 부위에서 상기 제1플레이트(42)와 제2플레이트(43)는 변형되지 않는바, 그 팽창력이 상기 변형부(43c) 쪽으로 이동하여 상기 변형부(43c)에 힘을 가함으로써 상기 커터(43a)를 이동시킬 수 있게 된다.
상기 커터(43a)가 상기 버스바(44) 방향으로 이동하게 되면, 상기 커터(43a)에 의해 상기 버스바(44)의 취약부(44a)는 절단되어 전원을 차단하게 된다.
이때, 상기 제1플레이트(42), 제2플레이트(43) 및 커터(43a)는 절연체 재질로 이루어진다.
한편, 상기 배터리셀(10)의 팽창시 상기 제1배터리셀(11)은 상기 제1커버(20)에 의해 상기 제1커버(20) 방향으로의 팽창이 저지되어 상기 과충전 방지장치(40) 방향으로 팽창되고, 상기 제2배터리셀(12)은 상기 제2커버(30)에 의해 상기 제2커버(30) 방향으로의 팽창이 저지되어 상기 과충전 방지장치(40) 방향으로 팽창된다.
따라서, 상기 배터리셀(10)의 팽창력이 상기 과충전 방지장치(40)로 집중되도록 할 수 있고, 배터리모듈의 외관이 변형되는 것 등을 방지할 수 있다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.
정상상태에서는 도 6 및 도 8(a)에 도시된 바와 같이 상기 커터(43a)와 버스바(44)가 상호 이격되어 있어, 상기 버스바(44)는 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12)을 통전시키게 된다.
상기 배터리모듈에 과충전이 발생하게 되면, 상기 배터리셀(10)은 팽창하게 된다.
이때, 상기 배터리셀(10)의 양측에는 상기 제1커버(20)와 제2커버(30)가 장착되어 있는바, 상기 배터리셀(10)은 양측으로 팽창하지 못하고 도 7에서 화살표로 표시된 바와 같이 상기 과충전 방지장치(40)가 배치된 안쪽으로 팽창압력이 작용하게 된다.
따라서, 상기 과충전 방지장치(40)는 상기 배터리셀(10)의 팽창여부를 보다 신속하고 정확하게 파악할 수 있다.
상기 배터리셀(10)이 팽창됨에 따라 팽창압력은 상기 제1플레이트(42) 및/또는 제2플레이트(43)에 상호 인접한 방향으로 힘을 가하게 된다.
따라서, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 상기 커터(43a)는 상기 버스바(44) 방향으로 이동하여 상기 버스바(44)의 취약부(44a)를 절단하게 된다.
이로 인해, 상기 제1배터리셀(11)과 제2배터리셀(12)을 전기적으로 상호 연결하고 있던 상기 버스바(44)가 절단됨으로써, 상기 배터리셀(10)에 전기가 인가되는 것을 차단하여 더 이상의 과충전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 버스바(44)가 절단되게 도면, 작업자는 상기 배터리셀(10)과 별개의 1개로 모듈로 이루어진 상기 과충전 방지장치(40)를 새로운 것으로 교체하도록 한다.
본 발명의 상기 과충전 방지장치(40)는 배터리모듈의 외관상으로 노출되지 않고 안쪽에 배치되어 있는바, 과충전 방지장치(40)의 작동시 스파크 발생으로 인한 2차 문제의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명인 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈 및 배터리모듈용 과충전 방지장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10 : 배터리셀, 11 : 제1배터리셀, 12 : 제2배터리셀,
20 : 제1커버,
30 : 제2커버,
40 : 과충전 방지장치, 41 : 프레임, 41a : 삽입공, 41b: 이격돌기, 42 : 제1플레이트, 42a : 안착돌기, 42b : 보강리브, 43 : 제2플레이트, 43a : 커터, 43b : 보강리브, 43c : 변형부, 44 : 버스바, 44a : 취약부.

Claims (20)

  1. 상호 이격된 제1배터리셀과 제2배터리셀로 이루어진 배터리셀과;
    상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 삽입 배치되어, 과충전에 따른 상기 배터리셀의 팽창시 상기 배터리셀에 공급되는 전원을 차단하는 과충전 방지장치;를 포함하여 이루어지되,
    상기 과충전 방지장치는 상기 배터리셀과 별개의 1개 모듈로 이루어지고,
    상호 이격된 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에서 교체 가능하게 배치되며,
    상기 과충전 방지장치는,
    상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이로 배치되는 프레임과;
    상기 프레임의 안쪽에 배치되고, 일단이 상기 제1배터리셀에 연결되며 타단이 상기 제2배터리셀에 연결되어 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀을 통전시키는 버스바와;
    일면이 상기 제1배터리셀과 접하고, 타면에 상기 버스바가 안착되는 제1플레이트와;
    일면이 상기 제2배터리셀과 접하고, 타면은 상기 버스바를 사이에 두고 상기 제1플레이트의 타면과 대면하는 제2플레이트;를 포함하여 이루어지고,
    상기 제2플레이트의 타면에는 상기 배터리셀의 팽창시 상기 버스바 방향으로 이동하여 상기 버스바를 절단시키는 커터가 형성되되,
    상기 버스바에는 상기 커터의 이동방향의 수직방향으로 그 폭이 좁게 형성되어 상기 커터에 의해 절단되는 취약부가 형성되고,
    상기 프레임의 내측에서 꼭지점 부분에는 상기 제1플레이트의 타면과 상기 제2플레이트의 타면이 안착되어 상호 이격되도록 하는 이격돌기가 형성되며,
    상기 제1플레이트와 제2플레이트에는 상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트가 변형되는 것을 방지하는 보강리브가 각각 형성되고,
    상기 제2플레이트의 중심부에는 상기 커터가 형성되고, 상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트가 상기 이격돌기의 두께만큼 변형되도록 상기 보강리브가 형성되어 있지 않은 변형부가 존재하는 것을 특징으로 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 버스바는 상기 배터리셀의 팽창에 의해 상기 버스바는 절단되는 것을 특징으로 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈.
  3. 삭제
  4. 청구항1에 있어서,
    상기 제1플레이트의 타면에는 상기 버스바가 안착되는 다수개의 안착돌기가 돌출 형성되되,
    상기 안착돌기에 의해 상기 버스바는 상기 제1플레이트의 타면과 이격되고,
    상기 커터는 상기 안착돌기 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈.
  5. 삭제
  6. 청구항1에 있어서,
    상기 버스바는 상기 제1플레이트에 고정결합된 것을 특징으로 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈.
  7. 청구항1에 있어서,
    상기 프레임의 안쪽에는 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 삽입 배치되는 삽입공이 관통 형성되되,
    상기 제1플레이트와 제2플레이트는 상기 삽입공의 내부에서 상호 이격 배치되고,
    상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1플레이트와 제2플레이트는 상호 인접한 방향으로 변형되는 것을 특징으로 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항1에 있어서,
    상기 제1배터리셀의 외측에 배치되는 제1커버와;
    상기 제2배터리셀의 외측에 배치되는 제2커버를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1배터리셀은 상기 제1커버에 의해 팽창이 저지되어 상기 과충전 방지장치 방향으로 팽창되고, 상기 제2배터리셀은 상기 제2커버에 의해 팽창이 저지되어 상기 과충전 방지장치 방향으로 팽창되는 것을 특징으로 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈.
  11. 청구항1에 있어서,
    상기 제1플레이트, 제2플레이트 및 커터는 절연체 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 과충전 방지장치가 장착된 배터리모듈.
  12. 다수개의 배터리셀로 구성된 배터리모듈에서 상기 배터리셀을 구성하는 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 배치되어 과충전에 따른 상기 배터리셀의 팽창시 상기 배터리셀에 공급되는 전원을 차단하는 배터리모듈용 과충전 방지장치에 있어서,
    상기 제1배터리셀과 제2배터리셀 사이에 배치되는 프레임과;
    상기 프레임의 안쪽에 배치되고, 일단이 상기 제1배터리셀에 연결되며 타단이 상기 제2배터리셀에 연결되어 상기 제1배터리셀과 제2배터리셀을 통전시키는 버스바와;
    일면이 상기 제1배터리셀과 접하고, 타면에 상기 버스바가 안착되는 제1플레이트와;
    일면이 상기 제2배터리셀과 접하고, 타면은 상기 버스바를 사이에 두고 상기 제1플레이트의 타면과 대면하는 제2플레이트;를 포함하여 이루어지고,
    상기 제2플레이트의 타면에는 상기 배터리셀의 팽창시 상기 버스바 방향으로 이동하여 상기 버스바를 절단시키는 커터가 형성되되,
    상기 버스바에는 상기 커터의 이동방향의 수직방향으로 그 폭이 좁게 형성되어 상기 커터에 의해 절단되는 취약부가 형성되고,
    상기 프레임의 내측에서 꼭지점 부분에는 상기 제1플레이트의 타면과 상기 제2플레이트의 타면이 안착되어 상호 이격되도록 하는 이격돌기가 형성며,
    상기 제1플레이트와 제2플레이트에는 상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트가 변형되는 것을 방지하는 보강리브가 각각 형성되고,
    상기 제2플레이트의 중심부에는 상기 커터가 형성되고, 상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트가 상기 이격돌기의 두께만큼 변형되도록 상기 보강리브가 형성되어 있지 않은 변형부가 존재하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈용 과충전 방지장치.
  13. 삭제
  14. 청구항12에 있어서,
    상기 제1플레이트의 타면에는 상기 버스바가 안착되는 다수개의 안착돌기가 돌출 형성되되,
    상기 안착돌기에 의해 상기 버스바는 상기 제1플레이트의 타면과 이격되고,
    상기 커터는 상기 안착돌기 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈용 과충전 방지장치.
  15. 삭제
  16. 청구항12에 있어서,
    상기 버스바는 상기 제1플레이트에 고정결합된 것을 특징으로 하는 배터리모듈용 과충전 방지장치.
  17. 청구항12에 있어서,
    상기 프레임의 안쪽에는 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 삽입 배치되는 삽입공이 관통 형성되되,
    상기 제1플레이트와 제2플레이트는 상기 삽입공의 내부에서 상호 이격 배치되고,
    상기 배터리셀의 팽창시 상기 제1플레이트와 제2플레이트는 상호 인접한 방향으로 변형되는 것을 특징으로 하는 배터리모듈용 과충전 방지장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 청구항12에 있어서,
    상기 제1플레이트, 제2플레이트 및 커터는 절연체 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리모듈용 과충전 방지장치.
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