KR101916433B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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KR101916433B1 KR1020170083631A KR20170083631A KR101916433B1 KR 101916433 B1 KR101916433 B1 KR 101916433B1 KR 1020170083631 A KR1020170083631 A KR 1020170083631A KR 20170083631 A KR20170083631 A KR 20170083631A KR 101916433 B1 KR101916433 B1 KR 101916433B1
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김광모
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Abstract

본 발명은 각각이 적어도 일측으로 돌출되어 절곡된 전극단자를 포함하고, 상호 적층되는 복수의 배터리 셀과, 인접하는 상기 배터리 셀의 절곡된 상기 전극단자를 전기적으로 연결하는 버스바와, 상기 복수의 배터리 셀의 상기 적어도 일측에 배치되고, 전압이 입력 및 출력되는 전압단자를 포함하는 회로기판과, 절곡된 상기 전극단자가 상기 버스바와 접촉되도록 상기 회로기판과 결합되는 커버클립을 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

배터리 모듈 {Battery Module}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 셀이 분리 가능하게 결합되는 배터리 모듈에 관한 것이다.
화석 연료를 사용하여 엔진에서 구동력을 생성하는 차량은 대기오염을 유발한다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 차량의 동력원으로 충전 및 방전이 가능한 이차전지를 사용하는 기술이 대두되었다.
배터리 만으로 운행될 수 있는 전기자동차(electric vehicle, EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle, HEV) 등이 개발되어 상용화되고 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차전지는 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지나 리튬 이온전지 등이 사용되고 있다.
EV, HEV 등의 동력원으로 사용되기 위해서는 고출력 대용량이 요구되므로, 다수의 소형 이차전지(단위전지)들을 직렬 및/또는 병렬로 연결한 구조의 중대형 배터리 모듈이 사용되고 있다. 소형 이차전지(단위전지)들을 직렬 및/또는 병렬로 연결하는 방법으로써 레이져 용접, 초음파 용접기술 등이 사용되고 있다.
그러나, 소형 이차전지들을 용접하여 연결한 배터리 모듈의 경우, 배터리 모듈을 구성하는 다수의 소형 이차전지 중에 어느 하나에 문제가 생기면 그 하나의 소형 이차전지만 분리할 수 없어 해당 배터리 모듈 전체를 교체해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 제 1 과제는, 배터리 셀이 각각 분리 가능하게 결합되는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
종래에는 배터리 모듈 제작 공정에서 시간이 지남에 따라 용접공구의 마모로 인해 용접 품질이 저하되는 문제가 있었다. 본 발명의 제 2 과제는 이러한 문제를 해결하는 것이다.
종래에는 배터리 모듈을 용접할 때 발생되는 열에 의해 배터리 셀이 손상될 위험이 있었다. 본 별명의 제 3 과제는 이러한 문제를 해결하는 것이다.
본 발명의 제 4 과제는, 배터리 셀의 전기적 연결을 향상시키는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 각각이 적어도 일측으로 돌출되어 절곡된 전극단자를 포함하고, 상호 적층되는 복수의 배터리 셀과, 인접하는 상기 배터리 셀의 절곡된 상기 전극단자를 전기적으로 연결하는 버스바와, 상기 복수의 배터리 셀의 상기 적어도 일측에 배치되고, 전압이 입력 및 출력되는 전압단자를 포함하는 회로기판과, 절곡된 상기 전극단자가 상기 버스바와 접촉되도록 상기 회로기판과 결합되는 커버클립을 포함한다.
또한, 배터리 모듈은 상기 회로기판 및 상기 커버클립 중 어느 하나에 스냅돌기를 포함하고, 다른 하나에 스냅돌기와 맞물려 스냅핏(snap-fit) 결합되는 스냅홀을 포함할 수 있다.
또한, 배터리 모듈은 복수의 절곡된 전극단자가 회로기판을 관통하며 회로기판과 커버클립 사이에 상호 적층되어 배치될 수 있다. 버스바는 회로기판과 커버클립 사이에 배치될 수 있다. 회로기판은 전극단자가 관통되기 위한 전극단자 관통홀을 포함할 수 있다.
또한, 회로기판은 버스바와 회로기판의 가장자리 사이에 스냅홀이 형성될 수 있다. 커버클립은 일측에서 보아 전극단자와 버스바가 접촉되는 부분을 덮고, 스냅홀과 스냅핏 결합되는 스냅돌기를 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 커버클립은, 회로기판을 향하는 면에 커버클립이 길게 연장되는 방향으로 길게 연장되는 홈선을 포함할 수 있다.
또한, 버스바는 상기 홈선에 대응되게 형성되는 돌기선을 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 따른 배터리 모듈은, 절곡된 전극단자가 버스바와 접촉되도록 회로기판과 결합되는 커버클립을 포함하고, 회로기판 및 커버클립은 분리 가능하게 결합됨으로써, 복수의 배터리 셀이 분리 가능하게 결합되는 장점이 있다.
보다 상세하게는, 배터리 모듈은 회로기판 및 커버클립 중 어느 하나에 스냅돌기를 포함하고 다른 하나에 스냅홀을 포함하여, 복수의 절곡된 전극단자와 버스바를 분리 가능하게 스냅핏 결합할 수 있다.
따라서, 배터리 모듈을 구성하는 복수의 배터리 셀 중 어느 하나에 문제가 있을 시, 커버클립을 회로기판으로부터 분리한 후 연결된 전극단자를 서로 분리하여 문제가 있는 배터리 셀을 배터리 모듈에서 분리할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 회로기판 및 커버클립이 결합되며 복수의 전극단자를 전기적으로 연결하는 구성으로써, 종래 기술의 배터리 모듈 제작 공정에서 시간이 지남에 따라 용접공구의 마모로 인해 용접 품질이 저하되는 문제가 발생되지 않고, 전극단자가 균일하게 접합될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 회로기판, 전극단자, 버스바 및 커버클립이 기계적으로 결합되는 구성으로써, 용접 공정과 달리 고온의 열이 발생하여 배터리 셀의 손상될 우려가 없어지는 장점이 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 커버클립의 회로기판을 향하는 면에 커버클립이 길게 연장되는 방향으로 길게 연장되는 홈선을 포함하고, 버스바에 상기 홈선에 대응되게 형성되는 돌기선을 포함하는 구성으로써, 복수의 배터리 셀의 전극단자 간의 전기적 연결이 향상될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)을 포함하는 차량(1)의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)을 포함하는 배터리 팩(10)의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 사시도이다.
도 4는 도 3의 배터리 모듈(100)에서 회로기판(140)과 커버클립(160)을 분리하고 A 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 도 3의 배터리 모듈(100)에서 일부 클립(160)을 분리하고 A 부분을 확대한 도면이다.
도 6은 도 5의 B 부분 확대도이다.
도 7은 도 6의 회로기판(140)에 커버클립(160)이 결합된 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버클립(160)의 사시도이다.
도 9는 도 7의 C-C' 단면도이다.
도 10은 도 7의 D-D' 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 배터리 모듈(200)의 부분 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제 3실시예에 따른 커버클립(360)의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제 4실시예에 따른 커버클립(460)의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제 4실시예에 따른 버스바(450)의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제 4실시예에 따른 회로기판(440), 버스바(450), 및 커버클립(460)의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제 4실시예에 따른 배터리 모듈(400)의 도 7의 D-D'에 해당되는 부분 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제 5실시예에 따른 커버클립(560)의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제 5실시예에 따른 배터리 모듈(400)의 도 7의 D-D'에 해당되는 부분 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제 6실시예에 따른 커버클립(660)의 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(1)은 차량(1)을 구동하는 동력을 생성하는 모터(5)를 포함할 수 있다. 모터(5)는 배터리 팩(10)으로부터 전기에너지를 전달받아 작동되며, 전기에너지를 운동에너지로 변환할 수 있다.
차량(1)은 전기에너지를 생성하는 배터리 팩(10)을 포함할 수 있다. 배터리 팩(10)은 차체 바닥의 중앙부에 위치할 수 있다.
배터리 팩(10)은 차량(1)의 전방 회전축과 후방 회전축 사이에 배치될 수 있다. 차체바닥은 차실의 하측에 배치될 수 있다. 차실에는 인스트루먼트 패널, 센터 콘솔박스 및 시트가 배치될 수 있다. 배터리 팩(10)은 차실의 외부에 배치되며 차체 바닥의 하부에는 배터리 팩(10)이 배치될 수 있다. 배터리 팩(10)은 내연기관을 포함하는 차량의 연료탱크에 해당하고, 배터리 용량을 증가시키는 충전과 배터리 용량을 감소시키는 방전을 반복할 수 있다. 배터리 팩(10)은 충전 및 방전서 열이 발생될 수 있다.
도 2를 참조하면, 배터리 팩(10)은 외형을 형성하는 케이싱(20)을 포함할 수 있다. 케이싱(20)은 트레이(22)와 결합되어 배터리 모듈(100)을 덮는 커버(21)를 포함할 수 있다.
케이싱(20)은 배터리 모듈(100)의 하중을 지지하는 트레이(22)를 포함할 수 있다. 케이싱(20)은 트레이(22)의 강성을 보강하고, 히트싱크(40)의 하중을 트레이(22)에 고르게 분배하는 지지패널(25)을 포함할 수 있다.
배터리 팩(10)은 배터리 모듈(100)에서 발생한 열에너지를 흡수하는 냉각수가 유동되는 히트싱크(40)를 포함할 수 있다. 히트싱크(40)는 열전달계수가 높은 소재로 형성되며, 내부에 냉각수가 유동될 수 있다.
배터리 팩(10)은 배터리 모듈(100)의 열 에너지를 히트싱크(40)로 전달하는 써멀패드(60)(thermal pad)를 포함할 수 있다. 써멀패드(60)는 열전도 패드일 수 있다. 써멀패드(60)는 열전도율이 높은 소재로 형성될 수 있다.
배터리 팩(10)은 브라켓(80)을 포함할 수 있다.
배터리 팩(10)은 전기에너지를 발생하는 셀을 포함하는 배터리 모듈(100)을 포함할 수 있다. 배터리 모듈(100)은 배터리 팩(10)에 복수개가 구비될 수 있다.
배터리 팩(10)은 복수의 배터리 모듈(100)이 전기적으로 연결되어 구비될 수 있다. 배터리 팩(10)은 복수의 배터리 모듈(100)이 동일 평면상에 배치될 수 있다. 배터리 팩(10)은 복수의 배터리 모듈(100)이 상하로 배치될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)을 설명하기로 한다.
배터리 모듈(100)은 상호 적층되는 복수의 배터리 셀(130)을 포함할 수 있다. 배터리 셀(130)은 각각이 적어도 일측으로 돌출되어 절곡된 전극단자(133)를 포함할 수 있다. 배터리 모듈(100)은 인접하는 배터리 셀(130)의 절곡된 전극단자(133)를 전기적으로 연결하는 버스바(150)를 포함할 수 있다. 배터리 모듈(100)은 복수의 배터리 셀(130)의 적어도 일측에 배치되고, 전압이 입력 및 출력되는 전압단자를 포함하는 회로기판(140)을 포함할 수 있다. 배터리 모듈(100)은 절곡된 전극단자(133)가 버스바(150)와 접촉되도록 회로기판(140)과 결합되는 커버클립(160)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 배터리 모듈(100)은 전체적으로 직육면체 형상일 수 있다. 배터리 모듈(100)은 배터리 팩(10) 내에 복수개가 배치될 수 있다.
배터리 모듈(100)은 배터리 팩(10) 내에 복수개가 동일 평면상에 배치될 수 있다. 배터리 모듈(100)은 배터리 팩(10) 내에 복수개가 상하로 배치될 수 있다.
배터리 모듈(100)은 적층된 복수의 셀 카트리지(120)의 적어도 일측을 커버하는 카트리지 커버(110)를 포함할 수 있다.
카트리지 커버(110)는 적층된 복수의 셀 카트리지(120)의 서로 마주보는 양측을 커버할 수 있다. 카트리지 커버(110)는 적층된 복수의 셀 카트리지(120)가 적층되는 방향인 양측을 커버할 수 있다.
한 쌍의 카트리지 커버(110)는 복수의 적층된 셀 카트리지(120)를 적층된 방향의 양쪽에서 커버할 수 있다. 한 쌍의 카트리지 커버(110)는 복수의 적층된 셀 카트리지(120)를 전후 양방향에서 커버할 수 있다.
이와 같이 구성되는 카트리지 커버(110)는 셀 카트리지(120)를 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 카트리지 커버(110)는 셀 카트리지(120)로 이물질이 유입되는 것을 방지
카트리지 커버(110)는 셀 카트리지(120)와 결합될 수 있다. 카트리지 커버(110)는 셀 카트리지(120)와 결속부재에 의해 결속되어 결합될 수 있다. 카트리지 커버(110)는 셀 카트리지(120)와 체결부재에 의해 체결되어 결합될 수 있다. 카트리지 커버(110)는 복수의 적층된 셀 카트리지(120)에 결합력을 제공하도록 구비될 수 있다.
카트리지 커버(110) 및 셀 카트리지(120) 중 어느 하나에 돌출부가 생성되고 다른 하나에 돌출부와 대응되는 함몰부가 형성되어 결합됨으로써, 카트리지 커버(110) 및 셀 카트리지(120) 사이의 결합력이 향상될 수 있다.
셀 카트리지(120)는 전체적으로 직육면체인 형상일 수 있다. 셀 카트리지(120)는 열전도율이 높은 재질로 형성되어, 내부에 수용되는 배터리 셀(130)에서 발생되는 열을 셀 카트리지(120) 외부로 효과적으로 전달할 수 있다.
셀 카트리지(120)는 배터리 셀(130)을 수용하는 공간을 구비할 수 있다. 셀 카트리지(120)는 하나 이상의 배터리 셀(130)을 수용할 수 있다. 본 실시예에서, 셀 카트리지(120)는 두 개의 배터리 셀(130)을 수용하나, 이와 달리 두 개 이상의 배터리 셀(130)을 수용할 수도 있다.
셀 카트리지(120)는 열전도율을 높이기 위한 열전달소재(thermal interface material, TIM)를 배터리 셀(130)과의 접촉면에 구비할 수 있다. 셀 카트리지(120)는 적어도 일측이 개방된 형상일 수 있다. 본 실시예에서, 셀 카트리지(120)는 양측이 개방된 형상이나, 이와 달리 일측이 개방된 형상일 수도 있다.
셀 카트리지(120)는 복수의 셀 카트리지(120)가 적층되어 구비될 수 있다. 복수의 셀 카트리지(120)는 서로 맞물리는 형상을 구비하여 서로 맞물리며 적층될 수 있다.
셀 카트리지(120)는 카트리지 커버(110)와 접촉가능하게 배치될 수 있다. 셀 카트리지(120)는 카트리지 커버(110)에 의해 적어도 일측이 커버될 수 있다. 셀 카트리지(120)는 카트리지 커버(110)에 의해 서로 마주보는 양측이 커버될 수 있다. 셀 카트리지(120)는 카트리지 커버(110)에 의해 복수의 셀 카트리지(120)가 적층되는 방향인 양측이 커버될 수 있다.
배터리 셀(130)은 화학반응에 의해 전기에너지를 생성할 수 있다. 배터리 셀(130)은 파우치 타입의 셀일 수 있다.
배터리 셀(130)은 셀 카트리지(120)에 하나 이상의 배터리 셀(130)이 수용될 수 있다. 본 실시예에서 배터리 셀(130)은 셀 카트리지(120)에 두개의 배터리 셀(130)이 수용되나, 이와 달리 두 개 이상의 배터리 셀(130)이 수용될 수도 있다.
배터리 셀(130)은 복수의 배터리 셀(130)이 적층되어 구비될 수 있다. 복수의 배터리 셀(130)은 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 배터리 셀(130)은 내부에서 전기에너지를 생성하는 셀 바디(131)를 포함할 수 있다. 셀 바디(131)는 셀 카트리지(120)에 수용될 수 있다.
셀 바디(131)는 생성된 전기에너지를 셀 바디(131) 외부로 제공하는 전극단자(133)를 구비할 수 있다. 셀 바디(131)는 적어도 일측으로 돌출되는 전극단자(133)를 구비할 수 있다. 셀 바디(131)는 좌측 및/또는 우측으로 돌출되는 전극단자(133)를 구비할 수 있다. 본 실시예에서, 셀 바디(131)는 좌우 양측으로 돌출되는 전극단자(133)를 구비할 수 있다.
전극단자(133)는 인접한 배터리 셀(130)을 전기적으로 연결할 수 있다. 도 5를 참조하면, 전극단자(133)는 한번 이상 절곡된 형상일 수 있다. 전극단자(133)는 배터리 셀(130)에서 생성되는 전기에너지를 배터리 셀(130) 외부로 전달할 수 있다.
서로 다른 셀 바디(131)의 전극단자(133)는 서로 접촉되어, 전기적으로 접속될 수 있다. 전극단자(133)는 인접한 복수의 셀 바디(131)의 전극단자(133)가 서로 전기적으로 접속되며, 직렬 연결되어 전력을 구성할 수 있다. 전극단자(133)는 인접한 복수의 셀 바디(131)의 전극단자(133)가 서로 전기적으로 접속되며, 병렬 연결되어 전력을 구성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 전극단자(133)는 복수의 절곡된 전극단자(133)가 회로기판(140)을 관통하며 회로기판(140)과 커버클립(160)의 사이에 상호 적층되어 배치될 수 있다.
전극단자(133)는 버스바(150)와 일정 넓이의 접촉면을 형성하도록 전극단자(133)의 돌출 길이가 형성될 수 있다. 복수의 전극단자(133)의 길이는 같게 형성될 수 있다. 복수의 전극단자(133)의 길이는 서로 달리 형성될 수 있다. 복수의 전극단자(133)는 먼저 적층되는 전극단자(133)보다 후에 적층되는 전극단자(133)의 길이가 더 길게 형성되어, 복수의 전극단자(133)의 접촉을 향상시킬 수 있다.
전극단자(133)는 회로기판(140)에 형성된 전극단자 관통홀(142)을 관통하며 돌출될 수 있다. 전극단자(133)는 회로기판(140)에 배치된 버스바(150) 상에 복수의 절곡된 전극단자(133)가 적층되어 배치될 수 있다.
전극단자(133)는 하나의 절곡된 전극단자(133)가 적층되고, 그 위에 또 다른 절곡된 전극단자(133)가 먼저 적층된 전극단자(133)와 중첩되는 면적을 형성하며 적층될 수 있다.
전극단자(133)는 보스가 관통되기위한 전극단자 홀(135)이 형성될 수 있다. 전극단자 홀(135)은 보스(145)의 크기에 대응되어 크기가 형성될 수 있다. 전극단자 홀(135)은 복수개가 상하로 형성될 수 있다.
전극단자 홀(135)은 보스(145)가 관통되며 전극단자(133)와 회로기판(140)이 결합될 수 있다. 전극단자 홀(135)은 보스(145)가 관통되며 전극단자(133)와 회로기판(140)이 본 결합에 앞서 가결합된 상태로 유지되도록 할 수 있다.
전극단자(133)는 전극단자 홀(135)에 보스(145)가 관통되면서 회로기판(140) 상에 적층될 수 있다. 전극단자(133)는 전극단자 홀(135)에 보스(145)가 관통되면서 버스바(150) 상에 적층될 수 있다.
전극단자(133)는 하나의 절곡된 전극단자(133a)가 적층되고, 그 위에 또 다른 절곡된 전극단자(133b)가 먼저 적층된 전극단자(133a)와 중첩되는 면적을 형성하며 적층될 수 있다.
도 4를 참조하면, 회로기판(140)은 전체적으로 직사각 판형인 회로기판 바디(141)를 포함하는 형상일 수 있다. 회로기판(140)은 일면에 돌출되는 보스(145)를 구비할 수 있다. 보스(145)는 원통형상으로 형성되어, 전극단자(133) 등에 형성되는 홀과 용이하게 결합될 수 있다.
회로기판(140)은 커버클립(160)을 향하는 면 상에 커버클립(160)을 향하는 면에 수직하게 돌출되는 보스(145)를 포함하여, 버스바(150), 전극단자(133) 및 커버클립(160)을 관통하며 결합될 수 있다.
보스(145)의 높이는 보스(145)가 관통하는 버스바(150), 복수의 절곡된 전극단자(133) 및 커버클립(160)의 두께를 고려하여 형성될 수 있다. 보스(145)의 높이는 회로기판(140) 상에 버스바(150), 복수의 절곡된 전극단자(133) 및 커버클립(160)이 적층된 높이보다 높게 형성되어, 적층된 버스바(150), 복수의 절곡된 전극단자(133) 및 커버클립(160)을 관통하도록 구비될 수 있다.
보스(145)는 회로기판(140)과 버스바(150), 복수의 절곡된 전극단자(133) 및 커버클립(160)을 결합할 수 있고, 결합 후 이격을 방지할 수 있다. 회로기판(140)은 복수의 보스(145)를 구비하여 버스바(150), 전극단자(133) 및 커버클립(160)과의 결합력을 향상시킬 수 있다.
복수의 보스(145)는 상하로 배열되어 동일한 부재와 결합됨으로써, 회로기판(140)과 버스바(150), 복수의 절곡된 전극단자 및 커버클립(160)의 결합력을 향상시킬 수 있다. 복수의 보스(145)는 전후로 일정 간격을 두고 배열되어, 서로 다른 복수의 부재와 결합될 수 있다.
보스(145)는 전극단자(133)에 형성된 전극단자 홀(135)을 관통하며 전극단자(133)와 회로기판(140)을 결합할 수 있다. 보스(145)는 전극단자 홀(135)을 관통하며 전극단자(133)와 회로기판(140) 사이의 이격을 방지할 수 있다. 전극단자(133)는 전극단자 홀(135)에 보스(145)가 관통되면서 회로기판(140) 상에 적층될 수 있다. 전극단자(133)는 전극단자 홀(135)에 보스(145)가 관통되면서 회로기판(140) 상에 배치된 버스바(150) 상에 적층될 수 있다.
보스(145)는 버스바(150)에 형성된 버스바 홀(155)을 관통하며 버스바(150)와 회로기판(140)을 결합할 수 있다. 보스(145)는 버스바 홀(155)을 관통하며 버스바(150)와 회로기판(140) 사이의 이격을 방지할 수 있다. 버스바(150)는 버스바 홀(155)에 보스(145)가 관통되면서 회로기판(140) 상에 적층될 수 있다.
보스(145)는 커버클립(160)에 형성된 결합홀(165)을 관통하며 커버클립(160)과 회로기판(140)을 결합할 수 있다. 보스(145)는 결합홀(165)을 관통하며 커버클립(160)과 회로기판(140) 사이의 이격을 방지할 수 있다. 커버클립(160)은 결합홀(165)에 보스(145)가 관통되면서 회로기판(140) 상에 적층될 수 있다. 커버클립(160)은 결합홀(165)에 보스(145)가 관통되면서 회로기판(140) 상에 배치된 버스바(150) 상에 적층될 수 있다. 커버클립(160)은 결합홀(165)에 보스(145)가 관통되면서 회로기판(140) 상에 배치된 전극단자(133) 상에 적층될 수 있다.
도 4 및 10을 참조하면, 회로기판(140)은 전극단자(133)가 관통되기 위한 전극단자 관통홀(142)을 포함할 수 있다. 전극단자 관통홀(142)은 상하로 길게 형성될 수 있다. 전극단자 관통홀(142)은 복수의 전극단자(133)의 개수에 대응되게 복수의 전극단자 관통홀(142)이 형성될 수 있다. 전극단자 관통홀(142)은 회로기판(140) 상에 전후 방향으로 복수개가 배열될 수 있다.
전극단자 관통홀(142)은 전극단자 관통홀(142)을 관통하는 전극단자(133)가 회로기판(140)으로부터 이격되어 배치되도록 하여, 조립 시 전극단자(133)가 용이하게 회로기판(140)을 관통하도록 할 수 있다.
전극단자 관통홀(142)은 전극단자(133)와 회로기판(140)의 이격거리를 확보함으로써, 전극단자(133)와 회로기판(140)이 전기적 접속되는 것을 방지하여 불필요한 에너지 손실을 막을 수 있다.
도 10을 참조하면, 전극단자(133)는 제작공정상 절곡부가 정확히 90도가 되기 어려우므로, 이러한 전극단자(133) 절곡부의 휘어짐을 고려하여 전극단자 관통홀(142)은 전극단자(133)와 회로기판(140)이 이격되도록 전극단자 관통홀(142)의 크기가 형성될 수 있다.
전극단자(133)는 전후로 나란히 배열될 수 있다. 전극단자(133)는 복수의 절곡된 전극단자(133)가 회로기판(140)을 관통하며 회로기판(140)과 커버클립(160)의 사이에 상호 적층되어 배치될 수 있다.
전극단자(133)는 회로기판(140)에 형성된 전극단자 관통홀(142)을 관통하며 돌출될 수 있다. 복수의 절곡된 전극단자(133)는 회로기판(140)에 배치된 버스바(150) 상에 적층되어 배치될 수 있다. 전극단자(133)는 하나의 절곡된 전극단자(133)가 적층되고, 그 위에 또 다른 절곡된 전극단자(133)가 먼저 적층된 전극단자(133)와 중첩되는 면적을 형성하며 적층될 수 있다.
회로기판(140) 및 커버클립(160)은 회로기판(140)과 커버클립(160) 중 어느 하나에 결합돌기를 포함하고, 다른 하나에 결합돌기에 대응되는 형상을 포함할 수 있다. 결합돌기는 스냅돌기(163, 164)일 수 있다. 결합돌기에 대응되는 형상은 스냅돌기(163, 164)와 맞물려 스냅핏(snap-fit)결합되는 스냅홀(143, 144)일 수 있다.
본 실시예에서, 회로기판(140)은 스냅돌기(163, 164)를 포함하고 커버클립(160)은 스냅홀(143, 144)을 포함하나, 이와 달리 커버클립(160)은 스냅돌기(163, 164)를 포함하고 회로기판(140)은 스냅홀(143, 144)을 포함하는 것도 가능하다.
도 6을 참조하면, 스냅홀(143, 144)은 버스바(150)와 회로기판(140)의 가장자리 사이에 형성될 수 있다. 스냅홀(143, 144)은 스냅돌기(163, 164)와 결합가능하게 배치될 수 있다. 스냅홀(143, 144)은 스냅돌기(163, 164)의 개수에 대응되게 복수의 스냅홀(143, 144)이 배치될 수 있다.
스냅홀(143, 144)은 버스바(150)의 상측에 배치되는 상측 스냅홀(143)을 포함할 수 있다. 스냅홀(143, 144)은 버스바(150)의 하측에 배치되는 하측 스냅홀(144)을 포함할 수 있다.
스냅홀(143, 144)은 전극단자 관통홀(142)과 회로기판(140)의 가장자리 사이의 거리보다 스냅홀(143, 144)과 회로기판(140)의 가장자리 사이의 거리가 더 가깝게 배치되어, 커버클립(160)이 복수의 전극단자(133) 간의 접촉면을 커버하며 스냅핏 결합되도록 할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에서 결합돌기는 스냅돌기(163, 164)일 수 있다. 결합돌기에 대응되는 형상은 스냅돌기(163, 164)와 맞물려 스냅핏(snap-fit) 결합되는 스냅홈일 수 있다. 스냅홈은 회로기판(140)과 커버클립(160) 중 어느 하나의 테두리에 형성될 수 있다.
스냅홈은 회로기판(140)의 가장자리에 배치되어 커버클립(160)의 스냅돌기와 결합가능하게 형성될 수 있다. 스냅홈은 스냅돌기(163, 164)가 회로기판(140)과 결합되는 위치를 안내할 수 있다.
스냅홈은 회로기판(140)의 상측 및/또는 하측에 형성되어 스냅돌기(163, 164)와 결합될 수 있다. 스냅홈과 스냅돌기(163, 164)의 결합은 스냅홀(143, 144)에 스냅돌기(163, 164)가 삽입되어 결합할 때보다 탈부착이 용이한 장점이 있을 수 있다.
본 실시예에서, 스냅홈은 회로기판(140)에 형성되고 스냅돌기(163, 164)는 커버클립(160)에 형성되나, 이와 달리 스냅돌기(163, 164)는 회로기판(140)에 형성되고 스냅홀은 커버클립(160)에 형성되어 상호 결합하는 구성도 가능하다.
회로기판(140)의 상단에는 스냅홈이 형성되고 회로기판(140)의 하단에는 스냅홀(143, 144)이 형성되어 커버클립(160)의 스냅돌기(163, 164)와 결합되는 구성도 가능하고, 반대로 회로기판(140)의 상단에는 스냅홀(143, 144)이 형성되고 회로기판(140)의 하단에는 스냅홈이 형성되어 커버클립(160)의 스냅돌기(163, 164)와 결합되는 구성도 가능하다.
도 7을 참조하면, 회로기판(140)은 복수의 버스바 단자(156)를 전기적으로 연결하여, 각각의 배터리 셀(130)의 전압을 측정하는 서브회로기판(146)을 포함할 수 있다. 서브회로기판(146)은 전체적으로 직사각 판형일 수 있다.
서브회로기판(146)은 회로기판(140) 상에 버스바 단자(156)와 접촉가능하게 배치될 수 있다. 서브회로기판(146)은 전후로 길게 연장되어, 복수의 버스바 단자(156)와 접촉될 수 있다.
서브회로기판(146)은 버스바 단자(156)의 돌출부가 삽입되어 결합될 수 있다. 서브회로기판(146)은 버스바 단자(156)와 전기적으로 접속되어, 각각의 배터리 셀(130)의 전압을 측정할 수 있다. 서브회로기판(146)은 측정된 배터리 셀(130)의 전압에 관한 정보를 제어부(미도시)에 제공할 수 있다.
회로기판(140)은 전압이 입력 및 출력되는 전압단자(147)를 포함할 수 있다. 전압단자(147)는 회로기판(140)의 상측에 전방 및 후방에 구비될 수 있다. 전압단자(147)는 배터리 모듈(100) 외부로 전압이 출력되도록 할 수 있다. 전압단자(147)는 배터리 모듈(100) 외부의 전압이 배터리 모듈(100)로 입력되도록 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 버스바(150)는 전체적으로 직사각 판형인 버스바 바디(151)를 포함하는 형상일 수 있다. 버스바 바디(151)는 상하로 길게 연장되는 형상일 수 있다.
버스바(150)는 회로기판(140)에 좌우로 배치된 전극단자 관통홀(142) 사이에 배치될 수 있다. 버스바(150)는 회로기판(140)에 상하로 배치된 스냅돌기(163, 164) 사이에 배치될 수 있다.
버스바(150)는 일면이 회로기판(140)과 접촉된 채 결합될 수 있다. 버스바(150)는 회로기판(140)에 열융착되어 결합될 수 있다.
버스바(150)는 회로기판(140)과 커버클립(160) 사이에 배치되어, 전극단자(133)와 접촉될 수 있다. 버스바(150)는 전극단자(133)와 접촉되어 전기적으로 접속될 수 있다.
전극단자(133)는 제작공정상 절곡부가 정확히 90도가 되기 어려우므로, 전극단자(133)의 절곡부의 휘어짐을 고려해 버스바(150)를 형성함으로써 버스바(150)와 전극단자(133)의 접촉이 개선될 수 있다. 버스바(150)는 전극단자(133)가 절곡되는 방향에 위치하는 모서리가 라운드 처리되어 절곡된 전극단자(133)와의 접촉이 개선될 수 있다.
버스바(150)는 복수의 배터리 셀(130)이 적층되는 방향으로 복수의 버스바(150)가 회로기판(140) 상에 나란히 배치되어, 각각이 배터리 셀(130)과 전기적으로 접속될 수 있다. 버스바(150)는 회로기판(140)과 접촉되어 결합될 수 있다. 버스바(150)는 각각이 일측으로 돌출되는 버스바 단자(156)를 포함하여, 서브회로기판(146)과 접촉되며 전기적으로 접속될 수 있다.
버스바(150)는 보스(145)가 관통되기 위한 버스바 홀(155)이 형성될 수 있다. 버스바(150)는 중앙에 버스바 홀(155)이 형성되어 보스(145)가 관통되며 회로기판(140)과 결합될 수 있다. 버스바(150)는 복수의 보스(145)에 대응되는 수의 복수의 버스바 홀(155)을 구비하여, 버스바(150)와 회로기판(140)의 결합력이 향상되도록 할 수 있다.
버스바 홀(155)은 보스(145)가 관통되며 버스바(150)와 회로기판(140)을 결합할 수 있다. 버스바 홀(155)은 보스(145)가 관통되며 버스바(150)와 회로기판(140)을 본 결합에 앞서 가결합된 상태로 유지할 수 있다.
전극단자(133)는 전극단자 홀(135)에 보스(145)가 관통되면서 버스바(150) 상에 적층될 수 있다. 버스바(150)는 버스바 홀(155)에 보스(145)가 관통되면서 회로기판(140) 상에 적층될 수 있다.
버스바(150)는 일측으로 돌출되어 서브회로기판(146)과 접촉가능하게 배치되는 버스바 단자(156)를 구비할 수 있다.
버스바 단자(156)는 서브회로기판(146)과 접촉되며 버스바(150)와 서브회로기판(146)이 전기적으로 접속되도록 할 수 있다. 버스바 단자(156)는 끝단에 서브회로기판(146)에 형성된 홀을 관통하는 돌기가 형성되어 서브회로기판(146)과 결합되며, 버스바(150)와 서브회로기판(146)이 안정적으로 전기적 접속되도록 할 수 있다.
도 5, 7 및 8을 참조하면, 커버클립(160)은 전체적으로 직사각 판형인 커버클립 바디(161)를 포함하는 형상일 수 있다. 커버클립(160)은 일정 정도의 탄성을 가진 재질로 형성되어, 회로기판(140)과 분리 가능하게 스냅핏 결합될 수 있다.
회로기판(140) 및 커버클립(160)은 회로기판(140)과 커버클립(160) 중 어느 하나에 결합돌기를 포함하고, 다른 하나에 결합돌기에 대응되는 형상을 포함할 수 있다. 결합돌기는 스냅돌기(163, 164)일 수 있다. 결합돌기에 대응되는 형상은 스냅돌기(163, 164)와 맞물려 스냅핏(snap-fit)결합되는 스냅홀(143, 144)일 수 있다.
커버클립(160)은 일측에서 보아 전극단자(133)와 버스바(150)가 접촉되는 부분을 덮도록 구비되어, 전극단자(133)와 버스바(150)를 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 커버클립(160)은 전극단자(133)와 버스바(150)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 커버클립(160)은 스냅홀(143, 144)과 스냅핏 결합되는 스냅돌기(163, 164)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 커버클립(160)은 스냅돌기(163, 164)를 포함하고 회로기판(140)은 스냅홀(143, 144)을 포함하나, 이와 달리 회로기판(140)은 스냅돌기(163, 164)를 포함하고 커버클립(160)은 스냅홀(143, 144)을 포함하는 것도 가능하다.
스냅돌기(163, 164)는 스냅홀(143, 144)과 결합가능하게 배치될 수 있다. 스냅돌기(163, 164)는 회로기판(140)을 향하는 방향으로 돌출되어, 끝단에 스냅홀(143, 144)과 결합되도록 돌기가 형성될 수 있다.
스냅돌기(163, 164)는 스냅홀(143, 144)과 분리 가능하게 스냅핏 결합되어, 각각의 배터리 셀(130)이 배터리 모듈(100)에서 분리 가능하게 구비될 수 있다.
스냅돌기(163, 164)는 스냅홀(143, 144)의 개수에 대응되게 복수의 스냅돌기(163, 164)가 배치되어, 회로기판(140)과 커버클립(160)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
스냅돌기(163, 164)는 커버클립(160)의 상단에 배치되는 상측 스냅돌기(163, 164)를 포함할 수 있다. 스냅돌기(163, 164)는 커버클립(160)의 하단에 배치되는 하측 스냅돌기(163, 164)를 포함할 수 있다.
스냅돌기(163, 164)는 커버클립(160)과 연결되는 부분이 라운드 처리되어, 절곡되는 부분이 응력집중으로 인해 파손되는 것이 방지될 수 있다.
스냅돌기(163, 164)는 회로기판(140)과 커버클립(160) 사이에 적층되는 부재의 두께를 고려하여 길이가 형성될 수 있다. 스냅돌기(163, 164)는 스냅돌기(163, 164)가 관통하는 회로기판(140)의 두께를 고려하여 길이가 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 스냅돌기(163, 164)는 회로기판(140)과 커버클립(160) 사이에 적층되는 버스바(150), 복수의 절곡된 전극단자(133)의 두께에 스냅홀(143, 144)의 두께를 더한 길이보다 스냅돌기(163, 164)의 길이가 길게 형성되어, 회로기판(140)과 버스바(150)와 복수의 전극단자(133)를 결합하며 커버클립(160)이 회로기판과 스냅핏 결합되도록 구비될 수 있다. 이와 같이 구성되는 커버클립(160)은 회로기판(140), 버스바(150) 및 복수의 절곡된 전극단자(133)를 공체할 수 있다.
스냅돌기(163, 164)는 끝단에 형성된 돌기가 회로기판과 접촉되는 면이 결합홀을 향해 경사지게 형성되어, 경사면을 타고 커버클립(160)이 회로기판(140)을 향하여 삽입되도록 유도하여, 커버클립(160)이 회로기판을 향하여 복수의 전극단자(133)를 지지하는 힘이 향상되도록 할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에서 결합돌기에 대응되는 형상은 스냅돌기(163, 164)와 맞물려 스냅핏(snap-fit) 결합되는 스냅홈일 수 있다. 스냅홈은 회로기판(140)과 커버클립(160) 중 어느 하나의 테두리에 형성될 수 있다.
스냅돌기(163, 164)는 회로기판(140)의 가장자리에 배치되는 스냅홈과 결합가능하게 형성될 수 있다. 스냅홈은 스냅돌기(163, 164)가 회로기판(140)과 결합되는 위치를 안내할 수 있다.
스냅돌기(163, 164)는 회로기판(140)의 상측 및/또는 하측에 형성되는 스냅홈과 결합될 수 있다. 스냅돌기(163, 164)는 스냅홈과 스냅돌기(163, 164)의 결합은 스냅홀(143, 144)에 스냅돌기(163, 164)가 삽입되어 결합할 때보다 탈부착이 용이할 수 있다.
본 실시예에서, 커버클립(160)은 스냅돌기(163, 164)를 포함하고 회로기판(140)은 스냅홈을 포함하나, 이와 달리 회로기판(140)은 스냅돌기(163, 164)를 포함하고 커버클립(160)은 스냅홈을 포함하는 것도 가능하다.
커버클립(160)은 보스(145)가 관통되는 결합홀(165)이 형성될 수 있다. 결합홀(165)은 커버클립(160)의 중앙에 형성되어 보스(145)와 결합가능하게 배치될 수 있다.
결합홀(165)은 복수의 보스(145)에 대응되는 수의 복수의 결합홀(165)이 형성되어, 회로기판(140)과 커버클립(160)의 결합력이 향상되도록 할 수 있다.
결합홀(165)은 보스(145)가 관통되도록 보스(145)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 결합홀(165)은 원통형상의 보스(145)의 형상에 대응되게 원형 홀로 형성될 수 있다.
회로기판(140) 및 커버클립(160)은 결합돌기와 결합돌기에 대응되는 형상이 열융착될 수 있다. 결합홀(165)은 보스(145)와 열융착되어, 회로기판(140)과 커버클립(160)이 안정적으로 결합되도록 할 수 있다. 열융착된 회로기판(140)과 커버클립(160)은 이후 열을 가하여 다시 분리될 수 있다.
도 8을 참조하면, 스냅돌기(163, 164)와 커버클립 바디(161)의 연결부에 형성되는 라운드 형상에 의하여 커버클립(160)과 전극단자(133)가 접촉시 접촉불량이 일어날 수 있다. 커버클립(160)은 회로기판(140)을 향하는 면의 중앙에 돌출되어 형성되는 커버클립 접촉면(162)을 구비하여, 커버클립(160)과 전극단자(133)가 안정적으로 접촉되도록 할 수 있다.
커버클립(160)은 회로기판(140)을 향하는 면에 완충부(168)를 구비하여, 커버클립과 회로기판 사이에 배치되는 복수의 전극단자의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다.
완충부(168)는 일정 이상의 탄성을 가지는 물질일 수 있다. 완충부(168)는 고무 패킹일 수 있다.
완충부(168)는 커버클립 접촉면(162)의 테두리와 커버클립 바디(161)의 테두리 사이에 배치될 수 있다. 완충부(168)는 커버클립(160)이 회로기판(140)과 분리된 상태에서, 완충부(168)가 커버클립 접촉면(162) 보다 더 돌출되게 구비될 수 있다.
이와 같이 구성되는 배터리 모듈(100)은 배터리 셀(130)의 복수의 전극단자(133)를 서로 분리 가능하게 결합되도록 구성함으로써, 배터리 모듈(100) 내의 복수의 배터리 셀(130) 중 어느 하나가 이상이 있을 시, 해당 배터리 셀만 분리하여 교체가 가능해지는 장점이 있다.
배터리 모듈(100)은 회로기판(140)과 커버클립(160)의 스냅핏 결합구조를 활용하여 복수의 전극단자(133)를 전기적 연결하는 기계적 결합 구성으로써, 종래 기술의 제작 공정에서는 용접공구의 마모로 인해 시간이 지남에 따라 용접 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있으나, 기계적 결합 구성은 일정한 결합 품질이 유지될 수 있는 장점이 있다.
배터리 모듈(100)은 설비 사용 기간, 용접 위치, 조건 등에 따라 용접접합 상태가 달라지는 종래 기술에 대비하여 볼 때, 복수의 전극단자(133)를 균일하게 접합할 수 있는 장점이 있다.
종래 기술에서는 배터리 모듈을 용접할 때 발생되는 열에 의해 배터리 셀 내부가 손상될 위험이 있었고, 상기 열이 배터리 모듈에 불리한 영향을 미칠 수 있었다. 본 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 커버클립(160)을 이용한 기계적 연결 구조로서 열에 의해 배터리 모듈(100)이 손상될 염려가 없는 장점이 있다.
이하에서는 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(200)을 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 다른 부분을 중심으로 설명하기로 한다. 설명하지 않은 부분은 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 회로기판(240)은 커버클립(260)을 향하는 면 상에, 커버클립(260)을 향하는 면에 수직하게 돌출되는 보스(245)를 포함할 수 있다.
보스(245)는 단부에 결합홀(265)과 스냅핏 결합되기위한 스냅부를 포함할 수 있다. 스냅부는 보스(245)의 끝단이 벌어지는 형상일 수 있다. 스냅부는 보스(245)의 끝단이 십자가(Cross) 모양으로 벌어진 형상일 수 있다.
스냅부는 보스(245)가 커버클립(260)을 관통한 후 커버클립(260)과 스냅핏 결합되도록 하여, 스냅돌기(263, 264)와 스냅홀(243, 244)의 스냅핏 결합과 함께 회로기판(240)과 커버클립(260)에 결합력을 제공함으로써, 회로기판(240)과 커버클립(260) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
스냅부는 커버클립(260)을 관통하여 결합된 후 커버클립(260)과 열융착되어, 회로기판(240)과 커버클립(260)이 안정적으로 결합되도록 할 수 있다. 열융착된 회로기판(240)과 커버클립(260)은 이후 열을 가하여 다시 분리될 수 있다.
전극단자 홀(235)은 스냅부가 구비되는 보스(245)가 관통되도록 홀의 크기가 형성될 수 있다. 버스바 홀(255)은 스냅부가 구비되는 보스가 관통되도록 홀의 크기가 형성될 수 있다. 커버클립(260)의 결합홀(165)은 스냅부가 구비되는 보스(245)가 관통되도록 홀의 크기가 형성될 수 있다.
이하에서는 도 12를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(300)을 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 다른 부분을 중심으로 설명하기로 한다. 설명하지 않은 부분은 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 버스바(350)는 커버클립(360)을 향하는 면 상에 복수의 돌기를 구비하여, 버스바(350)와 커버클립(360) 사이에 배치되는 복수의 절곡된 전극단자(333)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다.
버스바(350)는 커버클립(360)을 향하는 면 상에 복수의 돌기가 상하좌우로 배열될 수 있다. 복수의 돌기는 커버클립(360)에 형성된 복수의 돌기와 서로 교차되게 배열되어, 버스바(350)와 커버클립(360) 사이에 배치되는 복수의 절곡된 전극단자(333)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 커버클립(360)은 회로기판(340)을 향하는 면에 전기전도체(366)를 포함하여, 복수의 전극단자(333)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다. 커버클립(360)은 회로기판(340)을 향하는 면에 전기전도체(366)가 삽입되기 위한 홈이 형성되고, 상기 홈에 전기전도체(366)가 일부 삽입되어 결합될 수 있다.
커버클립(360)은 보스(345)가 관통되기위한 결합홀(365)이 형성될 수 있다. 커버클립(360)은 보스(345)가 커버클립 바디(361)와 전기전도체(366)를 관통하도록 결합홀(365)이 형성될 수 있다.
커버클립(360)은 회로기판(340)을 향하는 면에 요철부를 포함할 수 있다. 커버클립(360)은 일정 높이로 돌출되어 상하좌우로 배열되는 복수의 돌기인 상기 요철부를 포함할 수 있다.
커버클립(360)은 전기전도체(366) 상에 복수의 돌기가 구비되어, 버스바(350)와 커버클립(360) 사이에 배치되는 복수의 절곡된 전극단자(333)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다. 커버클립(360)은 전기전도체(366)의 회로기판(340)을 향하는 면 상에 복수의 돌기가 상하좌우로 배열될 수 있다.
복수의 돌기는 버스바(350)에 형성된 복수의 돌기와 서로 교차되게 배열되어, 버스바(350)와 커버클립(360) 사이에 배치되는 복수의 절곡된 전극단자(333)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 커버클립(360)은 전기전도체(366) 상에 복수의 돌기를 구비하였으나, 이와 달리 전기전도체(366)를 구비하지 않고 커버클립 바디(361)의 회로기판(340)을 향하는 면 상에 복수의 돌기를 구비하는 것도 가능하다.
이하에서는 도 13 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(400)을 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 다른 부분을 중심으로 설명하기로 한다. 설명하지 않은 부분은 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 버스바(450)는 커버클립(460)의 홈선(467)에 대응되게 형성되는 돌기선(457)을 포함하여, 버스바(450)와 커버클립(460) 사이에 배치되는 복수의 절곡된 전극단자(433)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다.
돌기선(457)은 버스바(450)의 중앙에 버스바(450)가 길게 연장되는 방향으로 연장되는 형상일 수 있다. 돌기선(457)은 상하로 길게 연장되는 형상일 수 있다.
돌기선(457)은 버스바(450)의 상측 끝단에서 하측 끝단까지 연결되는 형상일 수 있다. 돌기선(457)은 좌우로 한 쌍의 돌기선(457)이 나란히 배치될 수 있다.
돌기선(457)은 버스바(450)가 회로기판(440) 상에 배치된 상태에서, 커버클립(460)과 회로기판(440) 스냅핏 결합되는 부분과 상하로 일직선 상에 배치되어, 스냅핏 결합에 의한 압력이 돌기선(457)과 접촉되는 전극단자(433)에 효과적으로 전달될 수 있다.
돌기선(457)은 커버클립(460)에 구비된 홈선(467)의 깊이에 대응되는 높이로 돌출되게 형성될 수 있다. 돌기선(457)은 버스바(450)의 면과 연결되며 돌출되어, 복수의 전극단자(433)의 접촉이 향상되도록 할 수 있다.
본 실시예에서, 돌기선(457)은 단면이 삼각형 형상인 돌기로 형성되나, 이와 다른 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
본 실시예에서 커버클립(460)은 회로기판(440)을 향하는 면에 요철부를 포함하여, 복수의 전극단자(433)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다. 커버클립(460)은 커버클립(460)이 길게 연장되는 방향으로 연장되는 홈선(467)인 상기 요철부를 포함할 수 있다.
홈선(467)은 커버클립(460)의 중앙에 커버클립(460)이 길게 연장되는 방향으로 연장되는 형상일 수 있다. 홈선(467)은 상하로 길게 연장되는 형상일 수 있다.
홈선(467)은 커버클립(460)의 커버클립 접촉면(162) 상측 끝단에서 하측 끝단까지 연결되는 형상일 수 있다. 홈선(467)은 좌우로 한 쌍의 홈선(467)이 나란히 배치될 수 있다.
홈선(467)은 스냅돌기(163, 164)와 상하로 일직선 상에 배치되어, 스냅핏 결합에 의한 압력이 홈선(467)과 접촉되는 전극단자(433)에 효과적으로 전달되도록 할 수 있다.
홈선(467)은 버스바(450)에 구비된 돌기선(457)의 높이에 대응되는 깊이로 함몰되게 형성될 수 있다. 홈선(467)은 커버클립(460)의 면과 연결되며 함몰되고, 돌기선(457)에 대응되게 형성되어, 전극단자(433)와 접촉이 향상되도록 할 수 있다.
본 실시예에서, 홈선(467)은 단면이 삼각형 형상으로 함몰된 홈으로 형성되나, 이와 다른 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
이하에서는 도 17 및 18을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(500)을 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 다른 부분을 중심으로 설명하기로 한다. 설명하지 않은 부분은 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 커버클립(560)은 회로기판(540)을 향하는 면에 전기전도체(566)를 포함하여, 복수의 전극단자(533)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다. 커버클립(560)은 회로기판(540)을 향하는 면에 전기전도체(566)가 삽입되기 위한 홈이 형성되고, 상기 홈에 전기전도체(566)가 일부 삽입되어 결합될 수 있다.
커버클립(560)은 보스(545)가 관통되는 결합홀(565)이 형성될 수 있다. 결합홀(565)은 보스(545)가 커버클립 바디(561)와 전기전도체(566)를 관통하도록 형성될 수 있다.
커버클립(560)은 회로기판(540)을 향하는 면에 요철부를 포함하여, 복수의 전극단자(533)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다. 요철부는 커버클립(560)이 길게 연장되는 방향으로 길게 연장되는 홈선(567)일 수 있다.
홈선(567)은 회로기판(540)을 향하는 면에 배치되는 전기전도체(566)의 상측 끝단에서 하측 끝단까지 연결되는 형상일 수 있다. 홈선(567)은 전기전도체 상에 좌우로 한 쌍의 홈선(567)이 나란히 배치될 수 있다. 홈선(567)은 전기전도체(566) 상에 형성되어 구비되어 복수의 전극단자(533)의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다.
커버클립(560)은 회로기판(540)을 향하는 면에 완충부(568)를 구비하여, 커버클립과 회로기판 사이에 배치되는 복수의 전극단자의 전기적 연결을 향상시킬 수 있다.
완충부(568)는 일정 이상의 탄성을 가지는 물질일 수 있다. 완충부(568)는 고무 패킹일 수 있다.
완충부(568)는 전기전도체(566)의 테두리와 커버클립 바디(561)의 테두리 사이에 배치될 수 있다. 완충부(568)는 커버클립(560)이 회로기판(540)과 분리된 상태에서, 완충부(568)가 전기전도체(566) 보다 더 돌출되게 구비될 수 있다.
이하에서는 도 19를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(600)을 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 다른 부분을 중심으로 설명하기로 한다. 설명하지 않은 부분은 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 커버클립(660)은 절곡된 전극단자(633)가 버스바(650)와 접촉되게 하는 커버를 복수 개 포함할 수 있다. 커버클립(660)은 복수의 전극단자(633)와 버스바(650)가 적층된 유닛 복수개를 커버할 수 있다. 커버클립(660)은 일 실시예에 따른 커버클립(160)이 여러 개가 서로 연결된 형상일 수 있다.
이와 같이 구성되는 커버클립(660)은, 복수의 전극단자(633)와 버스바(650)가 적층된 유닛 복수개를 한번에 커버할 수 있어 커버클립(660)과 회로기판(640)의 결합이 간편해질 수 있다.
커버클립(660)은 복수개의 커버가 연결되는 형상으로써 제작이 간편해질 수 있다. 커버클립(660)은 복수개의 커버가 서로 연결되며 결합력을 공유하므로, 커버클립(660)과 회로기판(640)의 결합력이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100 : 일 실시예에 따른 배터리 모듈 110 : 카트리지 커버
120 : 셀 카트리지 130 : 배터리 셀
140 : 회로기판 150 : 버스바
160 : 커버클립
200 : 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 230 : 배터리 셀
240 : 회로기판 260 : 커버클립
300 : 또다른 실시예에 따른 배터리 모듈 350 : 버스바
360 : 커버클립
400 : 또다른 실시예에 따른 배터리 모듈 440 : 회로기판
450 : 버스바 460 : 커버클립
500 : 또다른 실시예에 따른 배터리 모듈 560 : 커버클립
600 : 또다른 실시예에 따른 배터리 모듈 660 : 커버클립

Claims (19)

  1. 각각이 적어도 일측으로 돌출되어 절곡된 전극단자를 포함하고, 상호 적층되는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀의 적어도 일측에 배치되며, 상기 복수의 배터리 셀이 적층되는 방향으로 연장되고, 상기 전극단자가 관통되는 전극단자 관통홀이 형성된 회로기판;
    상기 회로기판 상에 배치되며, 상기 전극단자 관통홀을 관통한 전극단자 중 인접하고 절곡된 상기 전극단자를 전기적으로 연결하는 버스바; 및
    절곡된 상기 전극단자가 상기 버스바와 접촉되도록 상기 회로기판과 결합되는 커버클립;을 포함하고,
    상기 전극단자는,
    상기 회로기판으로부터 이격된 채로 상기 전극단자 관통홀을 관통하고 상호 절곡되어, 상기 회로기판과 상기 커버클립 사이에서 상호 적층되어 배치되고,
    상기 버스바는,
    상기 회로기판과 상기 커버클립 사이에 배치되고,
    상기 커버클립은,
    상기 전극단자와 상기 버스바가 접촉되는 부분의 적어도 일부를 덮는 배터리 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로기판 및 상기 커버클립은,
    상기 회로기판과 상기 커버클립 중 어느 하나에 결합돌기를 포함하고, 다른 하나에 상기 결합돌기에 대응되는 형상을 포함하는, 배터리 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 결합돌기는, 스냅돌기이고,
    상기 결합돌기에 대응되는 형상은, 상기 스냅돌기와 맞물려 스냅핏(snap-fit) 결합되는 스냅홀인, 배터리 모듈.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 회로기판은,
    상기 버스바와 상기 회로기판의 가장자리 사이에 상기 스냅홀이 형성되고,
    상기 커버클립은,
    상기 스냅홀과 스냅핏 결합되는 상기 스냅돌기를 포함하는, 배터리 모듈.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 결합돌기는, 스냅돌기이고,
    상기 결합돌기에 대응되는 형상은,
    상기 회로기판과 상기 커버클립 중 어느 하나의 테두리에 형성되고, 상기 스냅돌기와 맞물려 스냅핏(snap-fit) 결합되는 스냅홈인, 배터리 모듈.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 회로기판은,
    상기 커버클립을 향하는 면 상에, 상기 커버클립을 향하는 면에 수직하게 돌출되는 보스를 포함하고,
    상기 커버클립은,
    상기 보스가 관통되는 결합홀이 형성되는, 배터리 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 배터리 셀은,
    상기 보스가 관통되기 위한 전극단자 홀이 상기 전극단자에 형성되고,
    상기 버스바는,
    상기 보스가 관통되기 위한 버스바 홀이 형성되는, 배터리 모듈.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 회로기판은,
    상기 보스의 단부에 상기 결합홀과 스냅핏 결합되기 위한 스냅부를 포함하는, 배터리 모듈.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 회로기판 및 상기 커버클립은,
    상기 결합돌기와 상기 결합돌기에 대응되는 형상이 열융착되는, 배터리 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스바는,
    상기 복수의 배터리 셀이 적층되는 방향으로 상기 회로기판 상에 나란히 배치되어, 상기 회로기판과 접촉되어 결합되고,
    각각이 일측으로 돌출되는 버스바 단자를 포함하고,
    상기 회로기판은,
    복수의 상기 버스바 단자를 전기적으로 연결하여, 각각의 상기 배터리 셀의 전압을 측정하는 서브회로기판을 포함하는, 배터리 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버클립은,
    상기 회로기판을 향하는 면에 요철부를 포함하는, 배터리 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커버클립은,
    일정 높이로 돌출되어 상하좌우로 배열되는 복수의 돌기인 상기 요철부를 포함하는, 배터리 모듈.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 커버클립은,
    상기 커버클립이 길게 연장되는 방향으로 연장되는 홈선인 상기 요철부를 포함하는, 배터리 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 버스바는,
    상기 홈선에 대응되게 형성되는 돌기선을 포함하는, 배터리 모듈.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버클립은,
    상기 회로기판을 향하는 면에 전기전도체를 포함하는, 배터리 모듈.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버클립은,
    상기 회로기판을 향하는 면에 완충부를 포함하는, 배터리 모듈.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버클립은,
    절곡된 상기 전극단자가 상기 버스바와 접촉되게 하는 커버를 복수 개 포함하는, 배터리 모듈.
  19. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 18 항 중 어느 하나의 항에 기재된 배터리 모듈을 포함하는, 차량.
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