KR101725913B1 - 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리와 전지모듈 - Google Patents

전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리와 전지모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라스틱 프레임 부재로서, 제 1 면(side) 및 제 2 면을 포함하고, 관통하여 연장되어 있는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 연신 개구들(elongated apertures)을 포함하며, 상기 제 1 연신 개구, 제 2 연신 개구, 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구가 프레임 부재의 세로 축에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있고, 상기 제 1 연신 개구 및 제 2 연신 개구가 제 1 축에 대해 중앙에 위치하고, 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구가 제 2 축에 대해 중앙에 위치하며, 제 1 축 및 제 2 축이 상기 세로 축에 대해 수직이고, 서로 종방향으로 이격되어 배치되어 있는 플라스틱 프레임 부재; 상기 제 1 연신 개구 및 3 연신 개구를 지나 연장되어 있고, 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 연신 상호연결 부재(elongated interconnect member)로서, 제 1 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 1 전지셀의 제 1 전극단자 및 제 3 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 2 전지셀의 제 1 전극단자 양쪽과 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 스페이드 러그(spade lug)를 포함하고 있는 연신 상호연결 부재; 상기 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면 상에서 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 제 1 상호연결 부재로서, 제 2 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 3 전지셀의 제 1 전극단자에 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 스페이드 러그를 포함하고 있는 제 1 상호연결 부재; 상기 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면 상에서 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 제 2 상호연결 부재로서, 제 4 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 4 전지셀의 제 1 전극단자에 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 스페이드 러그를 포함하고 있는 제 2 상호연결 부재; 및 제 1, 제 2, 제 3 스페이드 클립들(spade clips)을 포함하는 와이어 하니스 어셈블리로서, 상기 제 1 스페이드 클립이 연신 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 상기 제 2 스페이드 클립이 제 1 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있으며, 상기 제 3 스페이드 클립이 제 2 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있는 와이어 하니스(wire harness) 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리를 제공한다.

Description

전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리와 전지모듈 {Battery Cell Interconnect And Voltage Sensing Assembly And a Battery Module}
본 발명은 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리와 전지모듈에 관한 것이다.
전지모듈은 적층된 다수의 전지셀들로 구성된다. 이러한 전지모듈은 다수의 전지셀들을 전기적으로 연결해야 하고, 전지셀들의 전압을 검출하여, 전지셀들을 효과적으로 관리하기 위한 별도의 부재가 필요하다.
그러나, 종래에는 전지셀들을 전기적으로 연결하고, 이들의 전압을 센싱 하기 위해서, 다수의 연결 부재들과 복잡한 배선 구조가 필요하여, 전지모듈의 전체 크기가 증가할 뿐만 아니라, 제조 공정이 복잡한 단점이 있었다.
따라서, 본 출원의 발명자들은 구조가 간편하면서, 향상된 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리와 어셈블리를 이용하는 전지모듈의 필요성을 인식하였다.
따라서, 본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같은 특정한 구조의 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리와 전지모듈을 개발하기에 이르렀고, 이러한 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리와 전지모듈은 전지셀들의 전압을 효율적으로 관리할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리가 제공된다. 어셈블리는 제 1 면(side) 및 제 2 면을 포함하는 플라스틱 프레임 부재를 포함한다. 플라스틱 프레임 부재는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 연신 개구들(elongated apertures)을 포함한다. 제 1 연신 개구, 제 2 연신 개구, 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구는 프레임 부재의 세로 축에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있다. 제 1 연신 개구 및 제 2 연신 개구는 제 1 축에 대해 중앙에 위치한다. 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구는 제 2 축에 대해 중앙에 위치한다. 제 1 축 및 제 2 축은 상기 세로 축에 대해 수직이고, 서로 종방향으로 이격되어 배치되어 있다. 어셈블리는 제 1 연신 개구 및 3 연신 개구를 지나 연장되어 있고, 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 연신 상호연결 부재(elongated interconnect member)를 더 포함한다. 연신 상호 연결 부재는 제 1 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 1 전지셀의 제 1 전극단자 및 제 3 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 2 전지셀의 제 1 전극단자 양쪽과 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있다. 연신 상호연결 부재는 스페이드 러그(spade lug)를 포함한다. 어셈블리는 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면 상에서 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 제 1 상호연결 부재를 더 포함한다. 제 1 상호연결 부재는 제 2 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 3 전지셀의 제 1 전극단자에 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있다. 제 1 상호연결 부재는 스페이드 러그를 포함한다. 어셈블리는 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면 상에서 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 제 2 상호연결 부재를 더 포함한다. 제 2 상호연결 부재는 제 4 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 4 전지셀의 제 1 전극단자에 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있다. 제 2 상호연결부재는 스페이드 러그를 포함한다. 어셈블리는 제 1, 제 2, 제 3 스페이드 클립들(spade clips)을 포함하는 와이어 하니스(wire harness) 어셈블리를 더 포함한다. 제 1 스페이드 클립은 연신 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 제 2 스페이드 클립은 제 1 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 상기 제 3 스페이드 클립은 제 2 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈이 제공된다. 전지모듈은 제 1 하우징 및 제 1 하우징의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 제 1 전극단자 및 2 전극단자를 포함하는 제 1 전지셀을 포함한다. 전지모듈은 제 2 하우징 및 상기 제 2 하우징의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 제 1 전극단자 및 2 전극단자를 포함하는 제 2 전지셀을 더 포함한다. 전지모듈은 제 3 하우징 및 상기 제 3 하우징의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 제 1 전극단자 및 2 전극단자를 포함하는 제 3 전지셀을 더 포함한다. 전지모듈은 제 4 하우징 및 상기 제 4 하우징의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 제 1 전극단자 및 2 전극단자를 포함하는 제 4 전지셀을 더 포함한다. 전지모듈은 제 1 플라스틱 프레임 부재, 연신 상호연결 부재, 제 1 상호연결 부재, 제 2 상호연결 부재 및 제 1 와이어 하니스 어셈블리를 포함하는 제 1 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리를 더 포함한다. 제 1 플라스틱 프레임 부재는 제 1 면 및 제 2 면을 포함한다. 제 1 플라스틱 프레임 부재는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 연신 개구(elongated apertures)를 포함한다. 제 1 연신 개구, 제 2 연신 개구, 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구는 제 1 플라스틱 프레임 부재의 세로 축에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있다. 제 1 연신 개구 및 제 2 연신 개구는 제 1 축에 대해 중앙에 위치한다. 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구는 제 2 축에 대해 중앙에 위치한다. 제 1 축 및 제 2 축이 상기 세로 축에 대해 수직이고, 서로 종방향으로 이격되어 배치되어 있다. 연신 상호연결 부재는 제 1 연신 개구 및 제 3 연신 개구를 지나 연장되어 있고, 제 1 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있다. 연신 상호연결 부재는 제 1 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 1 전지셀의 제 1 전극단자 및 제 3 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 2 전지셀의 제 1 전극단자 양쪽과 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있다. 연신 상호연결 부재는 스페이드 러그(spade lug)를 포함한다.
제 1 상호연결 부재는 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면상에서 제 1 플라스틱 프레임 부재와 결합되어 있다. 제 1 상호연결 부재는 제 2 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 3 전지셀의 제 1 전극단자와 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있다. 제 1 상호연결 부재는 스페이드 러그를 포함한다. 제 2 상호연결 부재는 제 1 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면상에서 제 1 플라스틱 프레임 부재와 결합되어 있다. 제 2 상호연결 부재는 제 4 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 4 전지셀의 제 1 전극단자와 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있다. 제 2 상호연결 부재는 스페이드 러그를 포함한다. 어셈블리는 제 1, 제 2, 제 3 스페이드 클립들을 포함하는 제 1 와이어 하니스(wire harness) 어셈블리를 더 포함한다. 제 1 스페이드 클립은 연신 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 제 2 스페이드 클립은 제 1 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 제 3 스페이드 클립은 제 2 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
본 발명에 따른 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들과 전지모듈은 다른 어셈블리들 및 모듈들 보다 상당한 이점을 제공한다. 특히, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들과 전지모듈은 인접한 두 개의 전지셀 적층체들을 전기적으로 연결시키고, 통제 및 진단의 목적을 위해, 관련된 전압을 전기 커넥터로 전송시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들을 포함하는 전지모듈의 모식도이다.
도 2는 도 1의 전지모듈 일부의 단면도이다;
도 3은 도 1의 전지모듈 일부의 또 다른 단면도이다;
도 4는 도 1의 전지모듈에 사용되는 제 1 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리의 모식도이다.
도 5는 도 4의 제 1 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리의 또 다른 모식도이다;
도 5은 도 4의 제 1 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리의 확대도이다;
도 7은 도 4의 제 1 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리 일부의 확대도이다;
도 8은 도 4의 제 1 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리에서 전기 커넥터에 결합된 스페이드 클립의 확대도이다;
도 9는 도 4의 제 1 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리에 사용되는 전기 커넥터의 모식도이다;
도 10은 도 1의 전지모듈의 또 다른 모식도이다;
도 11은 전지모듈에 사용되는 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리를 나타낸 도 10의 전지모듈 일부의 확대도이다;
도 12는 도 11의 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리의 모식도이다;
도 13은 도 11의 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리의 또 다른 모식도이다;
도 14는 도 11의 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리에 상요되는 전기 커넥터의 모식도이다;
도 15는 도 14의 전기 커넥터의 또 다른 모식도이다;
도 16은 도 1의 전지모듈 일부의 단면도이다; 및
도 17은 도 11의 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리에 사용되는 연신 상호연결 부재의 모식도이다.
도 1 내지 도 9 및 도 16를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈이 제공된다. 전지모듈(10)은 전지 관리 시스템(12)에 전기적으로 연결되어 있다. 전지모듈(10)은 프레임 부재들(20, 24, 28), 절연층들(40, 44), 전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70, 80, 84, 88, 92, 96, 100), 열 교환기들(110, 112, 114), 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들,(120, 122) 및 엔드 플레이트(130)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 프레임 부재(20) 및 절연층(40)은 그것들 사이에 전지셀(50), 열 교환기(110) 및 전지셀(54)을 수용하도록 구성되어 있다. 열 교환기(110)는 전지셀들(50, 54) 사이에 배치되어 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 프레임 부재(20) 및 절연층(40)은 또한, 그것들 사이에 전지셀(80), 열 교환기(110) 및 전지셀(84)을 수용하도록 구성되어 있다. 열 교환기(110)는 또한, 전지셀들(80, 84) 사이에 배치되어 있다.
프레임 부재(20) 및 프레임부재(24)은 그것들 사이에 전지셀(58), 열 교환기(112) 및 전지셀(62)을 수용하도록 구성되어 있다. 열 교환기(112)는 전지셀들(58, 62) 사이에 배치되어 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 프레임 부재(20) 및 프레임 부재(24)는 또한, 그것들 사이에 전지셀(88), 열 교환기(112) 및 전지셀(92)을 수용하도록 구성되어 있다. 열 교환기(112)는 또한, 전지셀들(88, 92) 사이에 배치되어 있다.
프레임 부재(24) 및 프레임부재(28)은 그것들 사이에 전지셀(66), 열 교환기(114) 및 전지셀(70)을 수용하도록 구성되어 있다. 열 교환기(114)는 전지셀들(66, 70) 사이에 배치되어 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 프레임 부재(24) 및 프레임 부재(28)는 또한, 그것들 사이에 전지셀(96), 열 교환기(114) 및 전지셀(100)을 수용하도록 구성되어 있다. 열 교환기(96)는 또한, 전지셀들(96, 100) 사이에 배치되어 있다.
전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70, 80, 84, 88, 92, 96, 100) 각각은 작동 전압을 발생시키도록 구성되어 있다. 하나의 실시예에서, 전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70, 80, 84, 88, 92, 96, 100)은 대체적으로 장방형의 몸체부와 한 쌍의 전극단자를 포함하는 파우치형 리튬-이온(ion) 전지셀들일 수 있다. 하나의 실시예에서, 전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70, 80, 84, 88, 92, 96, 100)은 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들 상의 상호연결 부재들을 이용하는 서로가 전기적으로 직렬 연결되어 있다. 또한, 하나의 실시예에서, 전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70, 80, 84, 88, 92, 96, 100)의 전극단자들을 초음파 용접 장치를 사용하여, 대응하는 상호연결부재들에 초음파 용접을 함으로써, 전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70, 80, 84, 88, 92, 96, 100)의 전극단자들은 대응하는 상호연결 부재들에 결합되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전지셀(50)은 하우징(140)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(142, 144)과 함께 장방형의 하우징(140)을 포함한다. 전극단자(142)는 연신 개구(410)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(310)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극 단자(144)는 연신 개구(1010)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(910)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(50)은 절연층(40) 및 열 교환기(110) 사이에 배치된다.
전지셀(54)은 하우징(150)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(152, 154)과 함께 장방형의 하우징(150)을 포함한다. 전극단자(152)는 연신 개구(410)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(310)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극 단자(154)는 연신 개구(1014)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(914)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(54)은 열 교환기(110) 및 전지셀(58) 사이에 배치된다.
전지셀(58)은 하우징(160)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(162, 164)과 함께 장방형의 하우징(160)을 포함한다. 전극단자(162)는 연신 개구(414)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(314)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극 단자(164)는 연신 개구(1014)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(914)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(58)은 전지셀(54) 및 열 교환기(112) 사이에 배치된다.
전지셀(62)은 하우징(170)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(172, 174)과 함께 장방형의 하우징(170)을 포함한다. 전극단자(172)는 연신 개구(414)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(314)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극 단자(174)는 연신 개구(1018)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(918)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(62)은 열 교환기(112) 및 전지셀(66) 사이에 배치된다.
전지셀(66)은 하우징(180)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(182, 184)과 함께 장방형의 하우징(180)을 포함한다. 전극단자(182)는 연신 개구(418)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(318)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극 단자(184)는 연신 개구(1018)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(918)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(66)은 전지셀(62) 및 열 교환기(114) 사이에 배치된다.
전지셀(70)은 하우징(190)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(192, 194)과 함께 장방형의 하우징(190)을 포함한다. 전극단자(192)는 연신 개구(418)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(318)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극 단자(184)는 연신 개구(1020)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(920)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 상호 연결부재(920)는 또한, 기둥(도 12의 932)과 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(70)은 열 교환기(114) 및 절연층(44) 사이에 배치된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70)의 직렬 결합은 연신 상호연결 부재(910)를 이용하여 전지셀들(80, 84, 88, 92, 96, 100)의 직렬 결합에 전기적으로 직렬 연결되어 있다.
전지셀(80)은 하우징(200)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(202, 204)과 함께 장방형의 하우징(200)을 포함한다. 전극단자(202)는 연신 개구(422)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(322)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극단자(204)는 연신 개구(1021)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(910)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(80)은 절연층(40) 및 열 교환기(110) 사이에 배치된다.
전지셀(84)은 하우징(210)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(212, 214)과 함께 장방형의 하우징(210)을 포함한다. 전극단자(212)는 연신 개구(422)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(322)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극단자(214)는 연신 개구(1022)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(922)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(84)은 열 교환기(110) 및 전지셀(88) 사이에 배치된다.
전지셀(88)은 하우징(220)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(222, 224)과 함께 장방형의 하우징(220)을 포함한다. 전극단자(222)는 연신 개구(426)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(326)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극단자(224)는 연신 개구(1022)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(922)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(88)은 전지셀(84) 및 열 교환기(112) 사이에 배치된다.
전지셀(92)은 하우징(230)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(232, 234)과 함께 장방형의 하우징(230)을 포함한다. 전극단자(232)는 연신 개구(426)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(326)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극단자(234)는 연신 개구(1026)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(926)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(92)은 열 교환기(112) 및 전지셀(96) 사이에 배치된다.
전지셀(96)은 하우징(240)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(242, 244)과 함께 장방형의 하우징(240)을 포함한다. 전극단자(242)는 연신 개구(430)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(330)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극단자(244)는 연신 개구(1026)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(926)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(96)은 전지셀(92) 및 열 교환기(114) 사이에 배치된다.
전지셀(100)은 하우징(250)의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 각각 연장되어 있는 전극단자들(252, 254)과 함께 장방형의 하우징(250)을 포함한다. 전극단자(252)는 연신 개구(430)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 상호연결 부재(330)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전극단자(254)는 연신 개구(1030)를 통해 연장되어 있고, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 상호연결 부재(930)와 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 상호 연결부재(930)는 또한, 기둥(도 12의 934)과 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 전지셀(100)은 열 교환기(114) 및 절연층(44) 사이에 배치된다. 엔드 플레이트(130)은 절연층(44) 위에 배치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 열 교환기(110)는 전지셀들(50, 54) 사이에 배치되고, 이들과 접촉한다. 열 교환기(110)는 또한, 전지셀들(80, 84) 사이에 배치되고, 이들과 접촉한다. 하나의 실시예에서, 열 교환기(110)는 알루미늄으로 이루어질 수 있고, 관통 연장된 다수의 유로를 설정한다. 냉각 시스템은 전지셀들(50, 54, 80, 84)을 냉각시키도록, 이 전지셀들(50, 54, 80, 84)로부터 열 에너지를 추출하는 열 교환기(110) 내의 다수의 유로들을 통해 공기를 유동시킨다.
열 교환기(112)는 전지셀들(58, 52) 사이에 배치되고, 이들과 접촉한다. 열 교환기(112)는 또한, 전지셀들(88, 92) 사이에 배치되고, 이들과 접촉한다. 하나의 실시예에서, 열 교환기(112)는 알루미늄으로 이루어질 수 있고, 관통 연장된 다수의 유로를 설정한다. 냉각 시스템은 전지셀들(58, 62, 88, 92)을 냉각시키도록, 이 전지셀들(58, 62, 88, 92)로부터 열 에너지를 추출하는 열 교환기(110) 내의 다수의 유로들을 통해 공기를 유동시킨다.
열 교환기(114)는 전지셀들(66, 70) 사이에 배치되고, 이들과 접촉한다. 열 교환기(114)는 또한, 전지셀들(96, 100) 사이에 배치되고, 이들과 접촉한다. 하나의 실시예에서, 열 교환기(114)는 알루미늄으로 이루어질 수 있고, 관통 연장된 다수의 유로들을 설정한다. 냉각 시스템은 전지셀들(66, 70, 96, 100)을 냉각시키도록, 이 전지셀들(66, 70, 96, 100)로부터 열 에너지를 추출하는 열 교환기(110) 내의 다수의 유로들을 통해 공기를 유동시킨다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들(120, 122)은 전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70, 80, 84, 88, 92, 96, 100)을 서로 전기적으로 직렬 연결시키도록 구성되어 있다.
도 2 내지 도 5을 참조하면, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)가 지금부터 설명될 것이다. 어셈블리(120)는 플라스틱 프레임 부재(300), 상호 연결부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330) 및 와이어 하니스 어셈블리(340)를 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(300)은 그것 상에 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)의 잔여 구성 요소들을 수용하도록 제공된다. 플라스틱 프레임 부재(300)은 장방형의 플레이트(370), 사각 링 형상의 칸막이 벽(374), 분리벽들(378, 382, 386) 및 부착탭들(390, 982)을 포함한다.
장방형의 플레이트(370)는 제 1 면(400) 및 제 1 면(400)에 대향하여 위치한 제 2 면(402)을 포함한다. 장방형의 플레이트(370)는 그것을 통해 연장되어 있는 연신 개구들(410, 414, 418, 422, 426, 430)을 더 포함한다. 연신 개구들(410, 414, 418, 422, 426, 430)은 플라스틱 프레임 부재(300)의 세로 축(350)에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있다. 여기서, 연신 개구들(410, 414, 418)은 축(352)에 대해 중앙에 위치한다. 또한, 연신 개구들(422, 426, 430)은 축(354)에 대해 중앙에 위치한다. 축(352, 354)는 세로 축(350)에 대해 수직이고, 서로 종 방향으로 이격되어 배치되어 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 사각 링 형상의 칸막이 벽(374)은 분할벽들(378, 382, 386)을 이용하여 분할되어 있는 내부공간을 설정한다. 분할벽들(378, 382)은 사각 링 형상의 칸막이 벽(374)에 의해 설정된 내부공간 내에서 서로가 실질적으로 평행하게 연장되어 있다. 분할벽(386)은 사각 링 형상의 칸막이 벽(374)에 의해 설정된 내부공간 내에서 분할벽들(378, 382)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있다. 벽들(374, 378, 382, 386)은 그것들 내부에 배치된 스페이드 클립들(710, 714, 718, 722, 726, 730)을 각각 포함한다.
사각 링 형상의 칸막이 벽(374)은 상호연결 부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330)의 일부를 각각 수용하도록 그것을 통해 연장되어 있는 그루브들(510, 514, 518, 522, 526, 530)을 더 포함한다. 그루브(510)는 내부공간(540)에 인접한 벽(374)을 통해 연장되어 있다. 그루브(514)는 또한, 내부공간(542)에 인접한 벽(374)을 통해 연장되어 있다. 그루브(518)는 또한, 내부공간(546)에 인접한 벽(374)을 통해 연장되어 있다. 그루브(522)는 또한, 내부공간(548)에 인접한 벽(374)을 통해 연장되어 있다. 그루브(526)는 또한, 내부공간(552)에 인접한 벽(374)을 통해 연장되어 있다. 그루브(530)는 또한, 내부공간(552)에 인접한 벽(374)을 통해 연장되어 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 부착탭들(390, 392)은 프레임 부재(28)에 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(120)를 부착하도록 제공된다. 부착탭들(390, 392)은 장방형 플레이트(370)에 대해 실질적으로 수직인 장방형 플레이트(370)의 단부에 결합된다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상호연결 부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330)은 장방형 플레이트(370)의 제 1 면(400)에 결합된다. 또한, 상호연결 부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330)은 장방형 플레이트(370) 내에서, 연신 개구들(410, 414, 418, 422, 426, 430)에 인접하여 각각 배치된다. 하나의 실시예에서, 상호연결 부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330)은 구리 또는 니켈이 도금된 구리에서 선택되는 하나로 이루어질 수 있다. 그러나, 또 다른 예로서, 상호연결 부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330)을 이루도록 다른 전기 전도성 물질들이 사용될 수도 있다. 상호연결 부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330)은 서로 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 단순화 목적을 위해 상호연결 부재(310)의 구조만을 하기에 더욱 상세하게 논할 것이다.
도 5 및 도 9를 참조하면, 상호연결 부재(310)는 제 1 플레이트 부(600), 제 2 플레이트 부(602), 연장부(604), 및 스페이드 러그(606)를 포함한다. 제 2 플레이트 부(602)는 제 1 플레이트 부(600)의 단부에 결합되어 있고, 제 1 플레이트 부(600)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있다. 연장부(604)는 제 2 플레이트 부(602)의 단부에 결합되어 있고, 제 2 플레이트 부(602)에 대해 실질적으로 평행으로 연장되어 있다. 스페이드 러그(606)는 연장부(604)에 결합되어 있고, 제 1 플레이트 부(600)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있다. 스페이드 러그(606)는 제거 가능하게(removably) 전기적 및 물리적으로 스페이드 클립(710)에 결합되도록 구성되어 있다. 스페이드 러그(606)는 그것을 통해 연장되어 있고, 실질적으로 장방형이며, 스페이드 클립(710)의 잠금 부재(latching member)를 수용하도록 구성되어 있는 스페이드 러그 개구(630)를 포함한다.
도 2, 도 5 및 도 9를 참조하면, 제 1 플레이트 부(600)는 제 1 플레이트 부(600)를 플레이트(370)의 제 1 면(400)에 결합하기 위한 장방형 플레이트(370)의 제 1 면(400)으로부터 연장되어 있는 제 1, 제 2 장착 탭들을 수용하는 개구들(620, 622)을 포함한다. 제 2 플레이트 부(602)는 상호연결 부재(410)에 인접하여 위치하고, 전지셀들(50, 54)의 전극단자들(142, 152)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 또한, 연장부(604)는 스페이드 러그(606)가 내부공간(540) 내에 배치되도록 그루브(510)를 통해 연장되어 있다. 스페이드 클립(710)은 내부공간(540) 내의 스페이드 러그(606)에 제거 가능하게 부착되어 있다.
상호연결 부재(314)는 연신 개구(414)에 인접한 장방형 플레이트(370)의 제 1 면(400)에 결합되어 있다. 상호 연결 부재(314)는 전지셀들(58, 62)의 전극단자들(162, 172)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호 연결 부재(314)는 또한, 스페이드 클립(714)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(318)는 연신 개구(418)에 인접한 장방형 플레이트(370)의 제 1 면(400)에 결합되어 있다. 상호 연결 부재(318)는 전지셀들(66, 70)의 전극단자들(182, 192)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호연결 부재(318)는 또한, 스페이드 클립(718)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상호연결 부재(322)는 연신 개구(422)에 인접한 장방형 플레이트(370)의 제 1 면(400)에 결합되어 있다. 상호연결 부재(322)는 전지셀들(80, 84)의 전극단자들(202, 212)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호연결 부재(322)는 또한, 스페이드 클립(722)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(326)는 연신 개구(426)에 인접한 장방형 플레이트(370)의 제 1 면(400)에 결합되어 있다. 상호 연결 부재(326)는 전지셀들(88, 92)의 전극단자들(222, 232)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호 연결 부재(326)는 또한, 스페이드 클립(726)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(330)는 연신 개구(430)에 인접한 장방형 플레이트(370)의 제 1 면(400)에 결합되어 있다. 상호 연결 부재(330)는 전지셀들(96, 100)의 전극단자들(242, 252)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호 연결 부재(330)는 또한, 스페이드 클립(730)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 전압을 상호연결 부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330)로부터 전지 관리 시스템(12)으로 전송하기 위해 와이어 하니스 어셈블리(340)가 제공된다. 와이어 하니스 어셈블리(340)는 스페이드 클립들(710, 714, 718, 722, 726, 730), 전기 케이블들(740, 744, 748, 752, 756, 760) 및 전기 커넥터(770)를 포함한다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 스페이드 클립들(710, 714, 718, 722, 726, 730)의 구조는 서로 동일하다. 그런 이유로, 스페이드 클립(710)의 구조만을 하기에 상세하게 논할 것이다. 스페이드 클립(710)은 스페이드 러그(606)에 제거 가능하게 결합되도록 구성되어 있다. 스페이드 클립(710)은 케이블 결합부(800), 잠금 부재(804) 및 장착 부재들(808, 812)을 포함한다. 잠금 부재(804)는 케이블 결합부(800)로부터 외부로 연장되어 있고, 케이블 결합부(800)에 결합되어 있다. 또한, 장착 부재들(808, 812)은 실질적으로 아치 형상(arcuate-shape)이며, 케이블 결합부(800)로부터 연장되어 있고, 잠금 부재(804)가 장착 부재들(808, 812) 사이에 위치하도록 케이블 결합부(800)에 결합되어 있다. 케이블 결합부(800)는 전기 케이블(740)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 잠금 부재(804)는 스페이드 러그(606)의 제 1 면으로부터 개구 (630)을 통해 스페이드 러그(606)의 제 2 면으로 연장되어 있고, 잠금 부재(804)가 스페이드 러그(606) 상에서 스페이드 클립(710)을 수용하도록 제 2 면을 고정한다. 장착 부재들(808, 812)은 또한, 러그(606) 상에서 스페이드 클립(710)을 수용하기 위해 스페이드 러그(606)의 제 2 면과 접촉하고 있다.
도 4, 도 5 및 도 8을 참조하면, 상호연결 부재(310)의 스페이드 러그(606)는 스페이드 클립(710)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(710)은 전기 케이블(740)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(740)은 전기 커넥터(70)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(314)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(714)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(714)은 전기 케이블(744)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(744)은 전기 커넥터(70)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(318)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(718)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(718)은 전기 케이블(748)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(748)은 전기 커넥터(70)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(322)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(722)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(722)은 전기 케이블(752)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(752)은 전기 커넥터(70)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(326)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(726)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(726)은 전기 케이블(756)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(756)은 전기 커넥터(70)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(330)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(730)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(730)은 전기 케이블(760)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(760)은 전기 커넥터(70)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
도 11 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)가 지금부터 설명될 것이다. 어셈블리(122)는 플라스틱 프레임 부재(900), 연신 상호연결 부재(910), 상호 연결부재들(914, 918, 920, 922,926, 930), 기둥들(932, 934) 및 와이어 하니스 어셈블리(940)를 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(900)은 그것 상에 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)의 잔여 구성 요소들을 수용하도록 제공된다. 플라스틱 프레임 부재(300)은 장방형의 플레이트(370), 사각 링 형상의 칸막이 벽(374), 분리벽들(378, 382, 386) 및 부착탭들(390, 982)을 포함한다.
장방형의 플레이트(970)는 제 1 면(1000) 및 제 1 면(1000) 에 대향하여 위치한 제 2 면(1002)을 포함한다. 장방형의 플레이트(970)는 그것을 통해 연장되어 있는 연신 개구들(1010, 1014, 1018, 1020, 1021, 1022, 1026, 1030)을 더 포함한다. 연신 개구들(1010, 1014, 1018, 1020, 1021, 1022, 1026, 1030)은 플라스틱 프레임 부재(900)의 세로 축(950)에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있다. 여기서, 연신 개구들(1010, 1014, 1018, 1020)은 축(952)에 대해 중앙에 위치한다. 또한, 연신 개구들(1021, 1022, 1026, 1030)은 축(954)에 대해 중앙에 위치한다. 축(952, 954)는 세로 축(950)에 대해 수직이고, 서로 종방향으로 이격되어 배치되어 있다.
분할벽들(974-990)은 장방형 플레이트(970)의 제 1 면(100)으로부터 외부 방향으로 연장되어 있다. 분할벽들(974-990)은 내부공간들(1040, 1042, 1044, 1046, 1048, 1050, 1052)을 설정한다. 도시된 바와 같이, 분할벽들(984, 986, 988, 990)은 서로가 실질적으로 평행하게 연장되어 있다. 또한, 분할벽들(974, 976, 978, 980, 982)은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있고, 분할벽들(984, 986, 988, 990)에 대해 수직으로 연장되어 있다. 내부공간들(1040, 1042, 1044, 1046, 1048, 1050, 1052)은 그것들 내부에 배치된 스페이드 클립들(1214, 1218, 1210, 1222, 1232, 1226, 1230)을 각각 포함한다.
분할벽(974)은 상호연결 부재들(914, 918)의 일부를 각각 수용하도록 그것을 통해 연장되어 있는 그루브들(1032, 1033)을 포함한다. 그루브(1032)는 내부공간(1040)에 분할벽(974)을 통해 연장되어 있다. 또한, 그루브(1033)는 내부공간(1042)에 분할벽(974)을 통해 연장되어 있다.
분할벽(980)은 상호연결 부재들(922, 926)의 일부를 각각 수용하도록 그것을 통해 연장되어 있는 그루브들(1035, 1036)을 포함한다. 그루브(1035)는 내부공간(1050)에 분할벽(980)을 통해 연장되어 있다. 또한, 그루브(1035)는 내부공간(1052)에 분할벽(980)을 통해 연장되어 있다.
분할벽(984)은 상호연결 부재(910)의 일부를 수용하도록 그것을 통해 연장되어 있는 그루브들(1038)을 포함한다. 그루브(1038)는 내부공간(1044)에 분할벽(984)을 통해 연장되어 있다.
프레임 부재(28)에 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리(122)를 부착하기 위해 부착탭들(992, 994)이 제공된다. 부착탭들(992, 994)은 장방형 플레이트(970)에 대해 실질적으로 수직인 장방형 플레이트(970)의 단부에 결합된다.
도 11, 도 12 및 도 17을 참조하면, 연신 상호연결 부재(910) 및 상호연결 부재(914, 918, 920, 922, 926, 930)은 장방형 플레이트 부(970)의 제 1 면(1000)에 결합되어 있다. 또한, 상호연결 부재들(914, 918, 920, 922, 926, 930)은 장방형 플레이트(970) 내에서, 연신개구들(1014, 1018, 1020, 1022, 1026, 1030)에 각각 인접하여 배치된다. 하나의 실시예에서, 상호연결 부재들(910-930)은 구리 또는 니켈이 도금된 구리에서 선택되는 하나로 이루어질 수 있다. 그러나, 또 다른 예로서, 상호연결 부재들(910-930)을 이루도록 다른 전기 전도성 물질들이 사용될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 상호연결 부재들(914, 918, 922, 926)은 서로 동일한 구조를 가진다.
연신 상호연결 부재(910)는 플레이트 부(1100), 장착 탭들(1102, 1104) 및 스페이드 러그(1106)를 포함한다. 장착 탭들(1102, 1104)은 플레이트 부(1100)의 제 1, 제 2 단부들에 결합되어 있고, 플레이트 부(1100)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있다. 장착 탭들(1102, 1104)은 그것들을 통해 연장되어 있고, 플라스틱 프레임부재(900)의 제 1 면(1000)으로부터 외부 방향으로 연장된 탭들을 수용하고, 연신 상호연결 부재(910)를 플라스틱 프레임 부재(900)에 결합시키기 위한 제 1, 제 2 개구들을 각각 포함한다. 스페이드 러그(1106)는 플레이트부(110)에 결합되어 있다. 연신 상호연결 부재(910)는 플라스틱 프레임 부재(900) 내에서 연신 개구들(1010, 1021)을 지나 연장되어있다. 연신 상호연결 부재(910)는 연신 개구(1021)를 통해 연장되어 있는 전지셀(80)의 전극단자(도 3의 204) 및 연신 개구(1010)를 통해 연장되어 있는 전지셀(50)의 전극단자(도 2의 144) 양쪽과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.
도 2, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상호연결 부재(914)는 연신 개구(1014)에 인접한 장방형 플레이트(970)의 제 1 면(1000)에 결합되어 있다. 상호연결 부재(914)는 전지셀들(58, 62)의 전극단자들(154, 164)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호연결 부재(914)는 또한, 스페이드 클립(1214)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(918)는 연신 개구(1018)에 인접한 장방형 플레이트(970)의 제 1 면(1000)에 결합되어 있다. 상호 연결 부재(918)는 전지셀들(62, 66)의 전극단자들(174, 184)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호 연결 부재(918)는 또한, 스페이드 클립(1218)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
도 2, 도 11, 도12 및 도 14를 참조하면, 상호연결 부재(920)는 연신 개구(1020)에 인접한 장방형 플레이트(970)의 제 1 면(1000)에 결합되어 있다. 상호연결 부재(920)는 제 1 플레이트 부(1140), 제 2 플레이트 부(1142), 연장부(1144), 및 스페이드 러그(1146)를 포함한다. 제 2 플레이트 부(1142)는 제 1 플레이트 부(1140)의 단부에 결합되어 있고, 제 1 플레이트 부(1140)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있다. 연장부(1144)는 제 2 플레이트 부(1142)의 단부에 결합되어 있고, 제 2 플레이트 부(1142)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있다. 스페이드 러그(1146)는 연장부(1144)에 결합되어 있고, 제 1 플레이트 부(1140)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있다. 스페이드 러그(1146)는 제거 가능하게(removably) 전기적 및 물리적으로 스페이드 클립(1222)에 결합되도록 구성되어 있다.
제 1 플레이트 부(1140)는 제 1 플레이트 부(1140)가 플레이트(970)의 제 1 면(1000)에 결합하기 위한 장방형 플레이트(970)의 제 1 면(1000)으로부터 연장되어 있는 제 1, 제 2 장착 탭들을 수용하는 개구들(1160, 1162)을 포함한다. 제 2 플레이트 부(1142)는 상호연결 부재(1020)에 인접하여 배치되고, 전지셀(70)의 전극단자들(194)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 제 2 플레이트 부(1142)는 기둥(932)을 수용하기 위해 관통 연장되어 있는 개구(1170)를 포함한다. 상호연결 부재(920)은 기둥(932)에 전기적으로 연결되어 있다. 스페이드 클립(1222)은 스페이드 러그(1146)에 제거 가능하게 부착되어 있다.
도 3, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상호연결 부재(922)는 연신 개구(1022)에 인접한 장방형 플레이트(970)의 제 1 면(1000)에 결합되어 있다. 상호연결 부재(922)는 전지셀들(84, 88)의 전극단자들(214, 224)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호연결 부재(922)는 또한, 스페이드 클립(1026)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(1026)는 연신 개구(1026)에 인접한 장방형 플레이트(970)의 제 1 면(1000)에 결합되어 있다. 상호 연결 부재(1026)는 전지셀들(92, 96)의 전극단자들(234, 244)에 전기적 및 물리적으로 각각 결합되어 있다. 상호연결 부재(1026)는 또한, 스페이드 클립(1230)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(930)은 전술한 바와 같이, 상호연결 부재(920)와 동일한 구조를 가진다. 상호연결 부재(930)는 연신 개구(1030)에 인접한 장방형 플레이트(970)의 제 1 면(1000)에 결합되어 있다. 상호연결 부재(930)는 전지셀(100)의 전극단자(254)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 상호연결 부재(1026)는 또한, 상호연결 부재(913)은 기둥(934)에 전기적으로 결합되어 있다.
전압을 상호연결 부재들(910, 914, 918, 920, 922, 926, 930)로부터 전지 관리 시스템(12)으로 전송하기 위해 와이어 하니스 어셈블리(940)가 제공된다. 와이어 하니스 어셈블리(940)는 스페이드 클립들(1210, 1214, 1218, 1222, 1226, 1230, 1232), 전기 케이블들(1240, 1244, 1248, 1252, 1256, 1260, 1262) 및 전기 커넥터(1270)를 포함한다. 스페이드 클립들의 구조는 상기에 설명한 스페이드 클립(710)과 각각 동일하다.
연신 상호연결 부재(910)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(1210)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(1210)은 전기 케이블(1240)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(1240)은 전기 커넥터(1270)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(914)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(1214)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(1214)은 전기 케이블(1244)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(1244)은 전기 커넥터(1270)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(918)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(1218)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(1218)은 전기 케이블(1248)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(1248)은 전기 커넥터(1270)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(920)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(1222)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(1222)은 전기 케이블(1252)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(1252)은 전기 커넥터(1270)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(922)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(1226)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(1226)은 전기 케이블(1256)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(1256)은 전기 커넥터(1270)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(926)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(1230)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(1230)은 전기 케이블(1260)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(1260)은 전기 커넥터(1270)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
상호연결 부재(930)의 스페이드 러그는 스페이드 클립(1232)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 스페이드 클립(1232)은 전기 케이블(1262)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다. 또한, 전기 케이블(1262)은 전기 커넥터(1270)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 작동 시, 제 1, 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들(120, 122)은 전기적으로 전지셀들(50, 54, 58, 62, 66, 70, 80, 84, 88, 92, 96, 100)을 서로 직결로 연결시킨다. 또한, 제 1, 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들(120, 122)은 전지 관리 시스템(12)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 전지 관리 시스템(12)은 어셈블리(120)의 상호연결 부재들(310, 314, 318, 322, 326, 330)로부터 전지셀 회로 내부의 구체적인 전기적 노드들에서 작동 전압을 측정할 수 있고, 어셈블리(120)의 상호연결 부재들(910, 914, 918, 920, 922, 926, 930)로부터 전압을 수령하며, 저장 장치 내의 작동 전압에 일치하는 수치를 저장할 수 있다. 또한, 전지 관리 시스템은(12) 저장된 수치를 근거로 관련된 전지셀들의 충전 상태 및 전시셀들의 건강상태(SOH)를 측정할 수 있다. 하나의 예로서, 전지 관리 시스템은(12)은 그것 내부에 프로그램의 작동이 가능한 컴퓨터를 포함할 수 있다.
도면을 참조하여 설명한 바와 같이, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들과 전지모듈은 다른 어셈블리들 및 모듈들 보다 상당한 이점을 제공한다. 특히, 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리들과 전지모듈은 인접한 두 개의 전지셀 적층체들을 전기적으로 연결시키고, 통제 및 진단의 목적을 위해 관련된 전압을 전기 커넥터로 전송시킬 수 있다.
비록 본 발명은 단지 제한된 수의 예시에만 관련하여 구체적으로 기술되었지만, 본 발명이 상기에 표현된 예시에만 한정되는 것은 아니라는 점을 인식해야 한다. 더 정확하게는, 본 발명은 변형, 변경, 교체 또는 여기에 표현된 것 뿐만 아니라 본 발명의 의도와 범주에 적합하도록 상응하는 조합으로 얼마든지 부합하도록 수정될 수 있다. 더욱이, 비록 본 발명의 다양한 예시들이 표현되었지만, 본 발명의 양상은 단지 표현된 예시의 일부만을 포함할 수 있다는 점을 인식해야 한다. 따라서, 본 발명은 상기 표현에 의해 한정되는 것은 아니다.

Claims (13)

  1. 플라스틱 프레임 부재로서, 제 1 면(side) 및 제 2 면을 포함하고, 관통하여 연장되어 있는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 연신 개구들(elongated apertures)을 포함하며, 상기 제 1 연신 개구, 제 2 연신 개구, 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구가 프레임 부재의 세로 축에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있고, 상기 제 1 연신 개구 및 제 2 연신 개구가 제 1 축에 대해 중앙에 위치하고, 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구가 제 2 축에 대해 중앙에 위치하며, 제 1 축 및 제 2 축이 상기 세로 축에 대해 수직이고, 서로 종방향으로 이격되어 배치되어 있는 플라스틱 프레임 부재;
    상기 제 1 연신 개구 및 3 연신 개구를 지나 연장되어 있고, 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 연신 상호연결 부재(elongated interconnect member)로서, 제 1 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 1 전지셀의 제 1 전극단자 및 제 3 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 2 전지셀의 제 1 전극단자 양쪽과 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 스페이드 러그(spade lug)를 포함하고 있는 연신 상호연결 부재;
    상기 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면 상에서 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 제 1 상호연결 부재로서, 제 2 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 3 전지셀의 제 1 전극단자에 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 스페이드 러그를 포함하고 있으며, 상기 스페이드 러그는 관통 연장된 스페이드 러그 개구를 포함하는 제 1 상호연결 부재;
    상기 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면 상에서 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 제 2 상호연결 부재로서, 제 4 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 4 전지셀의 제 1 전극단자에 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 스페이드 러그를 포함하고 있는 제 2 상호연결 부재; 및
    제 1, 제 2, 제 3 스페이드 클립들(spade clips)을 포함하는 와이어 하니스 어셈블리로서, 상기 제 1 스페이드 클립이 연신 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 상기 제 2 스페이드 클립이 제 1 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있으며, 상기 제 3 스페이드 클립이 제 2 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있는 와이어 하니스(wire harness) 어셈블리;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이드 러그 개구는 실질적으로 장방형이고, 제 2 스페이드 클립의 잠금 부재(latching member)를 수용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 상호연결 부재는 제 1 플레이트 부(plate portion), 2 플레이트 부, 연장부(extension portion) 및 그것의 스페이드 러그를 포함하고, 상기 제 2 플레이트 부는 제 1 플레이트부의 단부에 결합되어 있고 제 1 플레이트부에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있으며, 상기 연장부는 제 2 플레이트부의 단부에 결합되어 있고 제 2 플레이트 부에 대해 실질적으로 평행으로 연장되어 있으며, 상기 제 1 상호연결 부재의 스페이드 러그는 연장부에 결합되어 있고 제 1 플레이트 부에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 플레이트 부는 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리는 제 1, 제 2, 제 3 전기 케이블들 및 전기 커넥터(electrical connector)를 더 포함하며, 상기 제 1 전기 케이블은 제 1 스페이드 클립 및 전기 커넥터 양쪽 모두에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 상기 제 2 전기 케이블은 제 2 스페이드 클립 및 전기 커넥터 양쪽 모두에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있으며, 상기 제 3 전기 케이블은 제 3 스페이드 클립 및 전기 커넥터 양쪽 모두에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리.
  7. 제 1 하우징 및 상기 제 1 하우징의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 제 1 전극단자 및 2 전극단자를 포함하는 제 1 전지셀;
    제 2 하우징 및 상기 제 2 하우징의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 제 1 전극단자 및 2 전극단자를 포함하는 제 2 전지셀;
    제 3 하우징 및 상기 제 3 하우징의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 제 1 전극단자 및 2 전극단자를 포함하는 제 3 전지셀;
    제 4 하우징 및 상기 제 4 하우징의 제 1 단부 및 제 2 단부로부터 외측으로 각각 연장되어 있는 제 1 전극단자 및 2 전극단자를 포함하는 제 4 전지셀; 및
    제 1 플라스틱 프레임 부재, 연신 상호연결 부재, 제 1 상호연결 부재, 제 2 상호연결 부재 및 제 1 와이어 하니스 어셈블리를 포함하는 제 1 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리;
    를 포함하는 전지모듈로서,
    상기 제 1 플라스틱 프레임 부재는 제 1 면 및 제 2 면을 포함하고, 그것을 통해 연장되어 있는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 연신 개구(elongated apertures)를 포함하며, 상기 제 1 연신 개구, 제 2 연신 개구, 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구가 상기 제 1 플라스틱 프레임 부재의 세로 축에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있고, 상기 제 1 연신 개구 및 제 2 연신 개구가 제 1 축에 대해 중앙에 위치하고, 제 3 연신 개구 및 제 4 연신 개구가 제 2 축에 대해 중앙에 위치하며, 제 1 축 및 제 2 축이 상기 세로 축에 대해 수직이고, 서로 종방향으로 이격되어 배치되어 있으며,
    상기 연신 상호연결 부재는 제 1 연신 개구 및 제 3 연신 개구를 지나 연장되어 있고, 상기 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있으며, 제 1 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 1 전지셀의 제 1 전극단자 및 제 3 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 2 전지셀의 제 1 전극단자 양쪽과 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 스페이드 러그(spade lug)를 포함하고 있으며,
    상기 제 1 상호연결 부재는 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면상에서 플라스틱 프레임 부재와 결합되어 있고, 제 2 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 3 전지셀의 제 1 전극단자와 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 관통 연장된 스페이드 러그 개구를 포함하는 스페이드 러그를 포함하고 있으며,
    상기 제 2 상호연결 부재는 플라스틱 프레임 부재의 제 1 면상에서 플라스틱 프레임 부재와 결합되어 있고, 제 4 연신 개구를 통해 연장되어 있는 제 4 전지셀의 제 1 전극단자와 전기적 및 물리적으로 결합되도록 구성되어 있고, 스페이드 러그를 포함하고 있으며,
    상기 제 1 와이어 하니스(wire harness) 어셈블리는 제 1, 제 2, 제 3 스페이드 클립들을 포함하고, 상기 제 1 스페이드 클립이 연신 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 상기 제 2 스페이드 클립이 제 1 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있으며, 상기 제 3 스페이드 클립이 제 2 상호연결 부재의 스페이드 러그에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 스페이드 러그 개구는 실질적으로 장방형이고, 제 2 스페이드 클립의 잠금 부재(latching member)를 수용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 상호연결 부재는 제 1 플레이트 부(plate portion), 제 2 플레이트 부, 연장부(extension portion) 및 그것의 스페이드 러그를 포함하고, 상기 제 2 플레이트 부는 제 1 플레이트 부의 단부에 결합되어 있고, 제 1 플레이트 부에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있으며, 상기 연장부는 제 2 플레이트부의 단부에 결합되어 있고, 제 2 플레이트에 대해 실질적으로 평행으로 연장되어 있으며, 상기 제 1 상호연결 부재의 스페이드 러그는 연장부에 결합되어 있고, 제 1 플레이트 부에 대해 실질적으로 수직으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 플레이트 부는 제 1 플라스틱 프레임 부재에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 전지모듈은 제 1, 제 2, 제 3 전기 케이블들 및 전기 커넥터(electrical connector)를 더 포함하며, 상기 제 1 전기 케이블은 제 1 스페이드 클립 및 전기 커넥터 양쪽 모두에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있고, 상기 제 2 전기 케이블은 제 2 스페이드 클립 및 전기 커넥터 양쪽 모두에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있으며, 상기 제 3 전기 케이블은 제 3 스페이드 클립 및 전기 커넥터 양쪽 모두에 전기적 및 물리적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 전지모듈은 제 1 전지셀의 제 2 전극단자, 제 2 전지셀의 제 2 전극단자, 제 3 전지셀의 제 2 전극단자 및 제 4 전지셀의 제 2 전극단자와 전기적 및 물리적으로 결합되는 제 2 전지셀 상호연결 및 전압 센싱 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
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