KR102501082B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102501082B1
KR102501082B1 KR1020160034360A KR20160034360A KR102501082B1 KR 102501082 B1 KR102501082 B1 KR 102501082B1 KR 1020160034360 A KR1020160034360 A KR 1020160034360A KR 20160034360 A KR20160034360 A KR 20160034360A KR 102501082 B1 KR102501082 B1 KR 102501082B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit module
protection circuit
battery
connection tab
module
Prior art date
Application number
KR1020160034360A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170110746A (ko
Inventor
김현국
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020160034360A priority Critical patent/KR102501082B1/ko
Priority to US15/465,803 priority patent/US10833373B2/en
Publication of KR20170110746A publication Critical patent/KR20170110746A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102501082B1 publication Critical patent/KR102501082B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/394—Gas-pervious parts or elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H01M50/529—Intercell connections through partitions, e.g. in a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 셀의 스웰링 시 BMS와 같은 보호회로모듈의 손상을 방지할 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은 전극부를 구비하며, 일 방향으로 배열된 복수의 배터리 셀, 상기 배터리 셀을 인접한 배터리 셀과 연결하는 연결탭, 및 상기 연결탭에 일측 단부가 연결되는 보호회로모듈을 포함하고, 상기 연결탭은 인접한 배터리 셀 간의 전극부에 접촉되는 몸체부, 상기 몸체부로부터 연장되어 상기 보호회로모듈과 연결되는 연장부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 연장부는 적어도 하나의 굴곡영역을 구비할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 배터리 셀의 과충전 또는 과방전으로 인하여 스웰링 현상이 발생될 시, 굴곡영역의 텐션에 의한 변형 자유도가 향상되어 상호 접촉 신뢰성을 유지시킬 수 있으므로 안전성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 보호회로모듈이 연결탭으로부터 파단 및 손상되는 것이 방지될 수 있다.

Description

배터리 모듈{Battery Module}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배터리 셀의 스웰링 시 BMS와 같은 보호회로모듈의 손상을 방지할 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 노트북, 전기자동차 등의 디바이스에는 복수의 배터리 셀들이 병렬 및/또는 직렬로 연결된 배터리 모듈이 사용되고 있다. 이러한 복수의 배터리 셀들은 연결탭(또는 버스바)에 의하여 연결되고, 연결탭은 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)에 연결되어, BMS는 전지 집합체를 관리하게 된다.
이러한 배터리 셀들은 계속적인 사용 과정에서 배터리 셀의 일정 부분이 부풀어 오르는 스웰링(swelling)이 발생하는 경우, 전극단자에 연결되는 연결탭과 BMS 간 연결부분이 파단되는 현상이 발생될 수 있다.
또한, BMS의 전압, 전류, 온도 센싱 부분을 버스바에 바로 체결하는 경우 셀의 스웰링에 따른 배터리 모듈 구성요소들의 위치 변동이 발생할 수 있고, 이는 BMS와 버스바의 체결부위에 크랙을 유발할 수 있다.
따라서, 연결탭과 BMS 간을 보다 안전적으로 연결할 수 있는 방법에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 안전성이 향상된 구조의 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 보호회로모듈이 연결탭으로부터 파단 및 손상되는 현상을 방지할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 연결탭과 보호회로모듈 간의 체결을 보다 견고하게 할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 연결탭과 보호회로모듈 간의 공간 확보가 가능한 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은 전극부를 구비하며, 일 방향으로 배열된 복수의 배터리 셀, 상기 배터리 셀을 인접한 배터리 셀과 연결하는 연결탭, 및 상기 연결탭에 일측 단부가 연결되는 보호회로모듈을 포함하고, 상기 연결탭은 인접한 배터리 셀 간의 전극부에 접촉되는 몸체부, 상기 몸체부로부터 연장되어 상기 보호회로모듈과 연결되는 연장부를 포함하되, 상기 연장부는 적어도 하나의 굴곡영역을 포함한다.
또 상기 보호회로모듈의 일측 단부는 상기 연결탭의 상면에 연결될 수 있다.
또 상기 굴곡영역은 상기 연장부의 다른 영역과 동일 평면 상에 위치되며, 동일한 두께로 형성될 수 있다.
또 상기 연장부의 길이는 상기 몸체부 및 상기 보호회로모듈 간의 거리보다 더 길게 구비될 수 있다.
또 상기 연장부의 두께는 상기 몸체부의 두께와 동일하거나 더 얇게 형성될 수 있다.
또 상기 연장부는 상기 몸체부와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
또 상기 연장부의 끝단에는 적어도 하나의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀과 대응하는 상기 보호회로모듈에는 체결홀이 형성되며, 상기 관통홀과 체결홀은 수직방향으로 동일 선상에 위치되어 체결부재에 의해 체결될 수 있다.
또 상기 보호회로모듈은 상기 복수의 배터리 셀이 배열되는 방향을 따라 상기 복수의 배터리 셀의 상부 일측과 타측에서 각각 연장하는 제1 보호회로모듈 및 제2 보호회로모듈을 포함하고, 상기 제1 보호회로모듈 및 제2 보호회로모듈은 상기 배터리 셀의 벤트를 기준으로 서로 이격되게 위치되되, 서로 평행하게 구비될 수 있다.
또 상기 제1 보호회로모듈 및 제2 보호회로모듈 간은 적어도 하나 이상의 연결부재에 의해 연결될 수 있다.
또 상기 연결부재는 탄성 또는 유연성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 의하면, 연결탭의 일 영역에 굴곡영역이 형성됨으로써, 과충전, 과방전 등으로 인한 배터리 셀의 스웰링 시에도 굴곡영역의 텐션에 의한 변형 자유도가 향상되어 상호 전기적 접촉 신뢰성을 유지시킬 수 있으므로 안전성이 향상될 수 있다.
또 본 발명에 따른 배터리 모듈에 의하면, 연장부가 몸체부 및 보호회로모듈 간의 거리보다 더 길게 형성됨으로써, 배터리 셀의 스웰링 시 연장부의 유동이 보다 자유로울 수 있으므로 보호회로모듈이 연결탭으로부터 파단 및 손상되는 현상을 방지할 수 있다.
또 본 발명에 따른 배터리 모듈에 의하면, 연장부 및 보호회로모듈이 체결부재에 의해 연결됨으로써, 연결탭과 보호회로모듈 간의 체결을 보다 견고하게 할 수 있으므로 배터리 모듈의 품질이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 의하면, 보호회로모듈이 제1 및 제2 보호회로모듈들로 별개로 형성됨으로써, 배터리 모듈 내부의 공간 확보가 가능하고, 이는 보호회로모듈을 연결탭에 체결하는 작업 및 배터리 모듈에 이상이 감지되었을 시 수리를 보다 용이하게 이루어지도록 함으로써 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 분해한 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1의 EA부분의 일 실시예에 따른 연결탭을 나타낸 확대도이다.
도 3b는 다른 실시예에 따른 연결탭을 나타낸 확대도이다.
도 4는 도 1의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 배터리 모듈을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 5b는 스웰링 현상 발생시 5a의 작동 상태를 나타낸 평면도이다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 분해한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)은 전극부(11, 12)를 구비하며, 일 방향으로 배열된 복수의 배터리 셀(10)과, 배터리 셀(10a)을 인접한 배터리 셀(10b)과 연결하는 연결탭(20) 및 연결탭(20)에 일측 단부가 연결되는 보호회로모듈(30)을 포함한다. 보호회로모듈(30)은 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)일 수 있다. 그리고, 연결탭(20)는 인접한 배터리 셀(10a, 10b)간의 전극부(11, 12)에 접촉하는 몸체부(22)와 몸체부(22)로부터 연장되어 보호회로모듈(30)과 연결되는 연장부(24)를 포함하며, 이때, 연장부(24)는 적어도 하나의 굴곡영역(24a)을 포함할 수 있다. 연결탭(20)은 버스바일 수 있다.
먼저, 배터리 셀(10)은 전지 케이스와 상기 전지 케이스 내에 수납된 전극 조립체 및 전해액으로 이루어질 수 있다. 전극 조립체와 전해액은 전기화학적으로 반응하여 에너지를 발생한다. 배터리 셀(10)의 일 측에는 연결탭(20)과 전기적으로 연결되는 단자부(11, 12)와, 내부에서 발생하는 기체의 배출통로인 벤트(13)가 구비될 수 있다. 배터리 셀(10)의 단자부(11, 12)는 서로 다른 극성을 갖는 양극단자(11) 및 음극단자(12)일 수 있으며, 서로 이웃하는 배터리 셀(10a, 10b)의 단자부(11, 12)는 하기 후술할 연결탭(20)에 의하여 직렬 또는 병렬로 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 상기에서는 직렬 연결을 예시하여 설명하였으나 이러한 구조에 제한되는 것은 아니고 필요에 따라 다양한 연결구조가 채용될 수 있음은 물론이다. 또한, 배터리 셀의 개수 및 배열은 도 1에 도시된 구조에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 변경 가능하다.
복수의 배터리 셀(10)은 상기 배터리 셀(10)의 넓은면이 서로 대면하도록 일 방향으로 배열될 수 있고, 배열된 복수의 배터리 셀(10)은 하우징(61, 62, 63, 64)에 의하여 고정될 수 있다. 상기 하우징(61, 62, 63, 64)은 배터리 셀(10)의 넓은면과 대면하는 한 쌍의 엔드플레이트(61, 62)와, 상기 한 쌍의 엔드플레이트(61, 62)를 연결하는 측면플레이트(63) 및 바텀플레이트(64)를 포함할 수 있다. 상기 측면플레이트(63)는 배터리 셀(10)의 측면을 지지하며, 상기 바텀플레이트(64)는 배터리 셀(10)의 바닥면을 지지할 수 있다. 또한, 상기 한 쌍의 엔드플레이트(61, 62)와, 측면플레이트(63) 및 바텀플레이트(64)는 볼트(65) 등과 같은 부재에 의하여 연결될 수 있다.
보호회로모듈(30)은 전자부품 및 보호회로 등을 실장하고, 하기 후술할 연결탭(20)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 보호회로모듈(30)은 복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향을 따라 서로 다른 위치에서 연장하는 제1 보호회로모듈(30a) 및 제2 보호회로모듈(30b)을 포함하고, 이때, 제1 보호회로모듈(30a) 및 제2 보호회로모듈(30b)은 일정 간격 이격되되 서로 평행하게 위치되어 각각 인접한 연결탭(20)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 보회회로모듈(30a)은 복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향을 따라 복수의 배터리 셀(10)의 상부 일측에 연장 형성되고, 제2 보호회로모듈(30b)은 복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향을 따라 복수의 배터리 셀(10)의 상부 타측에 연장 형성되되, 제2 보호회로모듈(30b)은 제1 보호회로모듈(30a)과 벤트(13)를 사이에 두고 일정 간격 이격되게 위치되지만, 제1 보호회로모듈(30a)에 평행하게 배치될 수 있다. 이와 같이, 두 개의 보호회로모듈들은 복수의 배터리 셀이 배열되는 방향을 따라 나란하게 서로 이격되어 배치됨으로써, 보호회로모듈을 구성하는 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판)의 면적을 최소화한다. 보호회로모듈을 두 개의 보호회로모듈들로 별개로 구성함으로써 불필요한 PCM 면적을 최소화하는 것이다. 그리고, 제1 보호회로모듈(30a) 및 제2 보호회로모듈(30b)은 전도성 연결부재(50)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 이때, 연결부재(50)의 일측은 제1 보호회로모듈(30a)에 연결되고, 타측은 제2 보호회로모듈(30b)에 연결됨으로써 두 개의 보호회로모듈들간 전기적 연결이 이루어질 수 있다.
상기 연결은 납땜, 저항 용접, 레이저 용접 또는 프로젝션 용접 방법 중 어느 하나의 방법에 의하여 실시될 수 있다.
그리고, 연결부재(50)는 일례로, 전기 와이어일 수 있다. 또한, 연결부재(50)는 탄성 또는 유연성을 갖는 재질일 수 있다. 이러한 연결부재(50)에 의하여 복수의 배터리 셀(10)의 전압, 온도 및 전류가 정상적인지 확인 및 관리될 수 있다. 즉, 제1 보호회로모듈이 자신과 인접한 연결탭들로부터 전달받은 전압, 전류, 온도 등의 정보와 제2 보호회로모듈이 자신과 인접한 연결탭들로부터 전달받은 전압, 전류, 온도 정보가 상기 연결부재를 통하여 상기 보호회로모듈에 의해 통합 관리될 수 있다.
또한, 배터리 셀(10)의 스웰링 시, 연결부재(50)의 탄성 또는 유연성에 의하여 충격이 흡수되어 제1 및 제2 보호회로모듈(30a, 30b)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 연결부재(50)의 형상 및 구조는 도 1에 도시된 형상으로 제한되는 것은 아니다.
이와 같이 보호회로모듈(30)이 제1 및 제2 보호회로모듈(30a, 30b)으로 구비됨으로써 보호회로모듈을 구성하는 PCB의 면적을 최소화할 수 있어 배터리 모듈 내부의 공간확보가 가능하다. 이는 연결탭(20)과 보호회로모듈(30)을 연결하는 체결작업뿐만 아니라 배터리 모듈에 이상이 감지되었을 시 수리를 용이하게 이루어질 수 있도록 함으로써 작업 효율성을 향상시킨다.
도 3a는 도 1의 EA부분의 일 실시예에 따른 연결탭을 나타낸 확대도이고, 도 3b는 다른 실시예에 따른 연결탭을 나타낸 확대도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결탭(20)은 서로 이웃하는 배터리 셀(10a, 10b)의 단자부(11, 12)와 직접적으로 접촉하는 몸체부(22), 몸체부(22)로부터 연장되어 보호회로모듈(30)에 전기적으로 연결되는 연장부(24)를 포함한다.
여기서, 연장부(24)는 스웰링 현상 발생시 배터리 셀(10)의 이동에 따라 어느 정도 유동 가능하도록 몸체부(22)와 보호회로모듈(30) 간의 거리보다 더 길게 형성될 수 있다. 그리고, 연장부(24)는 텐션을 갖도록 적어도 하나의 굴곡영역(24a)을 포함할 수 있다. 이때, 굴곡영역(24a)은 적어도 하나 또는 두 개의 완만한 곡면으로 형성될 수 있고, 연장부(24)의 다른 영역(24b)과 동일 평면 상에 위치되며, 동일한 두께로 형성될 수 있다. 이에 의하여, 배터리 셀(10)의 과충전 또는 과방전으로 인하여 스웰링 현상이 발생될 시, 굴곡영역(24a)의 텐션에 의하여 충격흡수 및 변형 자유도가 향상하여 상호 접촉 신뢰성이 유지될 수 있으므로 안전성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 보호회로모듈(30)이 연결탭(20)으로부터 파단되어 손상되는 것이 방지될 수 있다. 한편, 상기에서는 굴곡영역(24a)을 완만하게 굴곡되는 곡면형태로 예시하여 설명하였으나 이러한 구조에 제한되는 것은 아니고, 연장부(24)에 적어도 하나 이상의 접선이 형성되고, 이러한 접선이 접힘으로써 절곡된 형태로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한, 굴곡영역(24a)의 개수 및 형태는 도면들에 도시된 구조에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 변경 가능하다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본원발명의 연장부(24)는 굴곡지게 형성되는 굴곡영역(24a) 및 굴곡영역(24a)외에 다른 영역(24b)으로 이루어질 수 있으며, 굴곡영역(24a)의 두께(t2)와 다른 영역(24b)의 두께(t1)는 동일할 수 있다. 그리고, 연장부(24)의 두께(t1, t2)는 몸체부(22)의 두께(T)와 동일하거나 도 3b에 도시된 바와 같이, 연장부(24＇)의 두께(t1', t2＇)는 몸체부(22)의 두께(T)보다 더 얇게 형성될 수 있다. 연장부(24＇)의 두께(t1', t2＇)가 몸체부(22)의 두께보다 더 얇게 형성되는 경우, 굴곡영역(24a＇)의 텐션이 보다 향상될 수 있으므로 충격흡수 및 변형 자유도가 더욱 향상될 수 있다.
또한, 연장부(24, 24＇)는 몸체부(22)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
일반적으로 배터리 모듈의 보호회로모듈은 연결탭에 금속판 형태의 체결부재에 의하여 연결된다. 이 경우 배터리 셀의 스웰링 시 배터리 모듈의 구성요소들의 위치 변동, 일례로, 배터리 셀의 이동으로 인하여 보호회로모듈의 부품이 파손될 수도 있다. 즉, 보호회로모듈과 연결탭의 체결부위에 크랙이 발생될 수 있다. 또한, 보호회로모듈의 회로적 쇼트가 발생될 수 있으며, 연결탭도 손상될 수 있는 단점이 있다.
이에 따라, 본 발명에서와 같이 연결탭(20)의 연장부(24)를 연결탭(20)의 몸체부(22)와 보호회로모듈(30) 간의 거리보다 더 길게 형성하고, 연장부(24)의 적어도 일 영역에 굴곡영역(24a)을 구비하여, 굴곡영역(24a)의 텐션에 의하여 충격흡수 및 유동이 가능하도록 함으로써 보호회로모듈(30)이 연결탭(20)으로부터 파단되어 손상되는 현상이 방지될 수 있을 뿐만 아니라 배터리 모듈의 품질이 향상될 수 있다.
도 4는 도 1의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
이하 도 4를 참조하여 연결탭(20)과 보호회로모듈(30)의 연결관계를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)에서 이웃하는 배터리 셀들(10a, 10b)의 일측면에 구비되는 단자부(11, 12)는 연결탭(20)에 의해 연결될 수 있다. 상기 연결탭(20)은 배터리 셀들(10a, 10b)의 전극부(11, 12)에 직접적으로 면접촉하는 몸체부(22), 몸체부(22)로부터 연장되어 보호회로모듈(30)의 일단과 연결되며, 굴곡영역(24a)을 갖는 연장부(24), 및 연장부(24)의 끝단에 형성되는 관통홀(25)로 이루어질 수 있다.
상기 보호회로모듈(30)에는 상기 관통홀(25)과 대응되는 영역에는 체결홀(32)이 구비될 수 있고, 관통홀(25)과 체결홀(32)은 체결부재(40)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되며, 관통홀(25)과 체결홀(32)이 수직방향으로 동일 선상에 위치될 때, 체결부재(40)가 체결홀(32) 및 관통홀(25)을 차례로 관통함으로써 보호회로모듈(30)은 연결탭(20)의 상단에 고정될 수 있다. 이에 의해 보다 견고하게 연결탭(20) 및 보호회로모듈(30)이 체결될 수 있다.
도 5a는 본 발명에 따른 배터리 모듈을 상부에서 바라본 평면도이고, 도 5b는 스웰링 현상 발생시 5a의 작동 상태를 나타낸 평면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)에서 이웃하는 배터리 셀들(10a, 10b)의 일측면에 구비되는 단자부(11, 12)는 연결탭(20)에 의해 연결될 수 있다. 상기 연결탭(20)은 배터리 셀들(10a, 10b)의 전극부(11, 12)에 직접적으로 면접촉하는 몸체부(22), 몸체부(22)로부터 연장되어 보호회로모듈(30)의 일단과 연결되며, 굴곡영역(24a)을 갖는 연장부(24), 및 연장부(24)의 끝단에 형성되는 관통홀(25)로 이루어질 수 있다.
상기 보호회로모듈(30)에는 상기 관통홀(25)과 대응되는 영역에 체결홀(32)이 구비될 수 있고, 관통홀(25)과 체결홀(32)은 체결부재(40)가 삽입됨으로써 체결될 수 있다.
배터리 셀(10)의 과충전 또는 과방전으로 인하여 스웰링 현상이 발생되면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈 구성요소들의 위치 변동, 일례로, 배터리 셀(10)이 이동되어 배터리 셀(10) 간에 공간이 발생될 수 있다. 이때, 굴곡영역(24a)에 의한 연장부(24)의 변형 자유도가 더욱 향상되어 연결탭(20)과 보호회로모듈(30) 간의 상호 접촉 신뢰성이 유지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본원발명의 배터리 셀(10)의 이동에도 불구하고, 굴곡영역(24a)에 의한 충격흡수 및 연장부(24)에 의한 유동이 가능하여 연결탭(20)과 보호회로모듈(30)이 안정적으로 연결될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 보호회로모듈(30)이 연결탭(20)으로부터 파단되어 손상되는 현상이 방지될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
10 : 배터리 셀 11, 12 : 단자부
20 : 연결탭 22 : 몸체부
24, 24' : 연장부 24a : 굴곡영역
25 : 관통홀 30 : 보호회로모듈
32 : 체결홀 30a : 제1 보호회로모듈
30b : 제2 보호회로모듈 40 : 체결부재
50 : 연결부재

Claims (10)

  1. 전극부를 구비하며, 일 방향으로 배열된 복수의 배터리 셀;
    상기 배터리 셀을 인접한 배터리 셀과 연결하는 연결탭; 및
    상기 연결탭에 일측 단부가 연결되는 보호회로모듈;을 포함하고,
    상기 연결탭은 인접한 배터리 셀 간의 전극부에 접촉되는 몸체부,
    상기 몸체부로부터 연장되어 상기 보호회로모듈과 연결되는 연장부를 포함하되,
    상기 연장부는 적어도 하나의 굴곡영역을 포함하고,
    상기 연결탭의 연장부는 배터리 셀의 배열 방향을 따라 볼록하거나 오목하게 굴곡진 굴곡영역을 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈의 일측 단부는 상기 연결탭의 상면에 연결되는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡영역은 상기 연장부의 다른 영역과 동일 평면 상에 위치되며, 동일한 두께로 형성되는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연장부의 길이는 상기 몸체부 및 상기 보호회로모듈 간의 거리보다 더 길게 구비되는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연장부의 두께는 상기 몸체부의 두께와 동일하거나 더 얇게 형성되는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 몸체부와 동일한 재질로 형성되는 배터리 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 연장부의 끝단에는 적어도 하나의 관통홀이 형성되고,
    상기 관통홀과 대응하는 상기 보호회로모듈에는 체결홀이 형성되며,
    상기 관통홀과 체결홀은 수직방향으로 동일 선상에 위치되어 체결부재에 의해 체결되는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은 상기 복수의 배터리 셀이 배열되는 방향을 따라 상기 복수의 배터리 셀의 상부 일측과 타측에서 각각 연장하는 제1 보호회로모듈 및 제2 보호회로모듈을 포함하고,
    상기 제1 보호회로모듈 및 제2 보호회로모듈은 상기 배터리 셀의 벤트를 기준으로 서로 이격되게 위치되되, 서로 평행하게 구비되는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 보호회로모듈 및 제2 보호회로모듈 간은 적어도 하나 이상의 연결부재에 의해 연결되는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연결부재는 탄성 또는 유연성을 갖는 재질로 형성되는 배터리 모듈.
KR1020160034360A 2016-03-23 2016-03-23 배터리 모듈 KR102501082B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160034360A KR102501082B1 (ko) 2016-03-23 2016-03-23 배터리 모듈
US15/465,803 US10833373B2 (en) 2016-03-23 2017-03-22 Battery module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160034360A KR102501082B1 (ko) 2016-03-23 2016-03-23 배터리 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170110746A KR20170110746A (ko) 2017-10-12
KR102501082B1 true KR102501082B1 (ko) 2023-02-20

Family

ID=59896753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160034360A KR102501082B1 (ko) 2016-03-23 2016-03-23 배터리 모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10833373B2 (ko)
KR (1) KR102501082B1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102161287B1 (ko) * 2017-12-11 2020-09-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102580847B1 (ko) 2018-04-26 2023-09-19 에스케이온 주식회사 배터리 랙
KR20200129948A (ko) * 2019-05-10 2020-11-18 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모니터링 모듈
WO2021006323A1 (ja) * 2019-07-10 2021-01-14 住友電工プリントサーキット株式会社 フレキシブルプリント配線板及び電池配線モジュール
KR20210015547A (ko) * 2019-08-02 2021-02-10 주식회사 엘지화학 이동 가능한 버스바 조립체를 구비한 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지
JP7234908B2 (ja) * 2019-11-26 2023-03-08 株式会社豊田自動織機 圧力調整弁構造及び蓄電モジュール
KR102277326B1 (ko) 2020-10-27 2021-07-14 인셀(주) 단락 사고 방지를 위한 이차 전지의 보호 체계

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889243B1 (ko) * 2005-12-02 2009-03-17 주식회사 엘지화학 전지 코어 팩의 제조방법
KR100948002B1 (ko) * 2006-03-06 2010-03-18 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
KR101028936B1 (ko) 2008-10-02 2011-04-12 주식회사 엘지화학 셀 모듈 어셈블리의 전압 센싱을 위한 접촉 패드 및 셀 모듈 조립체
JP2011233333A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Yazaki Corp 電線配索部材及び電池接続体
KR101816708B1 (ko) 2011-12-02 2018-01-10 에스케이이노베이션 주식회사 배터리팩
US9198292B2 (en) * 2012-05-08 2015-11-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack including circuit board assembly having first circuit board connected to terminals and second circuit board connected to first circuit board
KR20140134837A (ko) 2013-05-15 2014-11-25 현대모비스 주식회사 센서셀

Also Published As

Publication number Publication date
US10833373B2 (en) 2020-11-10
US20170279160A1 (en) 2017-09-28
KR20170110746A (ko) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102501082B1 (ko) 배터리 모듈
US11699835B2 (en) Circuit board and battery connection module
KR100731432B1 (ko) 배터리 팩
CN107851754B (zh) 电池配线模块
JP5284053B2 (ja) 二次電池パック
US10003107B2 (en) Power source device
US11302981B2 (en) Battery pack
US7771868B2 (en) Battery pack
JP5606576B2 (ja) 二次電池パック
KR101282492B1 (ko) 배터리 팩
KR20070033834A (ko) 보호회로기판에 형성된 홀에 끼워지는 도전성 탭을 갖는배터리 팩
US9837687B2 (en) Battery module
KR100778987B1 (ko) 배터리 팩
US10431782B2 (en) Battery pack
US20140349163A1 (en) Battery pack
KR20160123851A (ko) 홀더를 갖는 전지 모듈
KR20170050092A (ko) 전지팩의 퓨즈 조립 구조
JP2017123280A (ja) 電池モジュール
CN111433942B (zh) 电池模块
JP6939909B2 (ja) 蓄電モジュール
KR102505612B1 (ko) 배터리 팩
US20130244060A1 (en) Battery pack
JP2020170615A (ja) 蓄電モジュール
KR102591517B1 (ko) 배터리 팩
KR20160058492A (ko) 접속부재를 포함하고 있는 원통형 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant