KR102525606B1 - 셀 전압 측정 오차가 최소화된 구조를 갖는 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 구비하는 배터리 셀이 복수 개 적층되어 형성된 셀 적층체; 상기 배터리 셀의 전압을 측정하기 위해 상기 전극 리드에 연결되는 전압 센싱 커넥터; 및 상기 센싱 커넥터와 연결되며, 상기 센싱 커넥터를 통해 센싱된 각각의 배터리 셀들의 전압 값을 참조하여 충방전을 제어하는 BMS; 를 포함한다.

Description

셀 전압 측정 오차가 최소화된 구조를 갖는 배터리 모듈{Battery mode with minimized cell voltage measurement error}
본 발명은, 셀 전압 측정 오차가 최소화된 구조를 갖는 배터리 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 다수의 부품을 거치는 경우 발생될 수 있는 접촉 저항으로 인한 측정 전압 오차를 최소화 하기 위해, 전압의 측정을 위한 센싱 커넥터가 배터리 모듈을 구성하는 각각의 배터리 셀에 구비된 전극 리드와 직접 접촉하는 구조를 갖는 배터리 모듈에 관한 것이다.
다수의 파우치 타입 배터리 셀을 포함하여 구성되는 배터리 모듈에서는 각각의 배터리 셀의 충전 상태나 배터리 셀의 상태를 진단하기 위해 각각의 배터리 셀의 전압을 측정한다.
이러한 배터리 셀 전압 측정은, 통상적으로 배터리 셀의 전극 리드를 통해 직접적으로 이루어지지 않고, 다수의 부품을 거쳐 이루어지는 경우가 일반적이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 배터리 모듈 구조가 도시되어 있다.
이러한 종래의 배터리 모듈 구조에 따르면, 배터리 셀(1)의 전압 측정은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 배터리 셀(1)의 전극 리드(2)와 연결된 버스바(3)(도 1에서는 버스바(3)가 전극 리드(2)의 하부에 배치되어 전극 리드(2)에 가려져 있음)에 센싱 커넥터(4)가 연결됨으로써, 전극 리드(2) --> 버스바(3) --> 센싱 커넥터(4) --> BMS(Battery Management System)의 경로를 통해 이루어지게 된다.
도 2를 참조하면, 배터리 셀(1)의 전압 측정은, 도 1에 도시된 것과 달리, 배터리 셀(1)의 전극 리드(2)(도 2에서는, 전극 리드(2)가 버스바(3)의 하부에 배치되어 전극 리드(2)에 가려져 있음)와 연결된 버스바(3)에 형성된 센싱 터미널(3a)에 센싱 커넥터(4)가 연결됨으로써, 전극 리드(2) --> 버스바(3) --> 센싱 터미널(3a) --> 센싱 커넥터(4) --> BMS의 경로를 통해 이루어질 수도 있다(전극 리드(2)는 버스바(3)에 가려져 있음).
또한, 도 3을 참조하면, 배터리 셀(1)의 전압 측정은, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 달리, 배터리 셀(1)의 전극 리드(2)와 연결된 버스바(3)(도 3에서는, 버스바(3)가 전극 리드(2)의 하부에 배치되어 전극 리드(2)에 의해 가려져 있음)가 인쇄회로기판(PCB)(6)과 연결되고, PCB(6)에 센싱 커넥터(4)가 연결됨으로써, 전극 리드(2) --> 버스바(3) --> PCB(5) --> 센싱 커넥터(4) --> BMS의 경로를 통해 이루어질 수도 있다.
그러나, 상기 예시로 든 세 가지의 배터리 모듈 구조들은 모두 배터리 셀(1)의 전극 리드(2)와 센싱 커넥터(4) 간의 직접 체결이 이루어지지 않고 그 사이에 다른 부품이 적어도 하나 이상 적용되기 때문에, 부품과 부품 간의 접촉 저항의 상승으로 인한 배터리 셀 전압 측정에 있어서 오차가 크게 발생할 수 밖에 없는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 배터리 셀 전압의 측정 오차를 최소활 할 수 있는 배터리 모듈 구조의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 다수의 부품을 거치는 경우 발생될 수 있는 접촉 저항으로 인한 측정 전압 오차를 최소화 하기 위해, 전압의 측정을 위한 센싱 커넥터가 배터리 모듈을 구성하는 각각의 배터리 셀에 구비된 전극 리드와 직접 접촉하는 구조를 갖는 배터리 모듈을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 구비하는 배터리 셀이 복수 개 적층되어 형성된 셀 적층체; 상기 배터리 셀의 전압을 측정하기 위해 상기 전극 리드에 연결되는 전압 센싱 커넥터; 및 상기 센싱 커넥터와 연결되며, 상기 센싱 커넥터를 통해 센싱된 각각의 배터리 셀들의 전압 값을 참조하여 충방전을 제어하는 BMS; 를 포함한다.
상기 배터리 모듈은, 상기 셀 적층체를 구성하는 배터리 셀들 중 서로 이웃하는 2 이상의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 하나로 모여 형성된 전극 리드 집합체를 구비할 수 있다.
상기 센싱 커넥터는, 상기 전극 리드 집합체에 체결될 수 있다.
상기 전극 리드는, 그 단부로부터 돌출된 형상을 갖는 결합부를 구비할 수 있다.
상기 커넥터는, 상기 결합부가 삽입될 수 있도록 결합부와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 삽입부를 구비할 수 있다.
상기 커넥터는, 상기 삽입부의 내측면 상에 배치되어 상기 결합부가 삽입부 내에 삽입되었을 때에 상기 결합부와 접촉되며, 전도성 금속으로 이루어진 센싱 단자를 구비할 수 있다.
상기 센싱 단자는, 그 표면으로부터 돌출 형성된 결합 돌기를 구비하며, 상기 결합부는, 상기 결합 돌기가 삽입되어 결합부와 센싱 단자가 상호 고정될 수 있도록 결합 돌기와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 돌기 수용부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈이 복수개 연결되어 구현된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 형태로 구현된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 부품을 거치는 경우 발생될 수 있는 접촉 저항으로 인한 측정 전압 오차를 최소화할 수 있게 되며, 이로써 배터리 모듈을 구성하는 각각의 배터리 셀들의 전압을 정확히 측정할 수 있게 된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 도 3은, 종래의 배터리 모듈 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 모듈 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 5에 도시된 배터리 셀 구조에 있어서, 센싱 커넥터와의 연결을 용이하게 하기 위해 전극 리드의 단부의 형태가 변형된 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은, 서로 이웃하는 2개의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 서로 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은, 서로 이웃하는 3개의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 서로 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 센싱 커넥터를 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 센싱 커넥터를 나타내는 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 전체적인 구조를 개략적으로 설명하기로 한다.
도 4는, 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 모듈 구조를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 셀 적층체, 전극 리드 집합체(120), 외부 단자(130), 센싱 커넥터(140), 단자 커넥터(150), 센싱 라인(160) 및 BMS(170)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
상기 셀 적층체는, 복수의 배터리 셀(110)들이 서로 대면하여 적층된 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 도면에서는 이러한 셀 적층체가 7개의 배터리 셀(110)들이 서로 대면하여 적층된 형태를 갖는 경우만을 도시하고 있으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 적층된 배터리 셀(110)의 개수는 얻고자 하는 전압 및/또는 용량에 따라 더 적은 개수가 적용될 수도 있고, 이보다 더 많은 개수가 적용될 수도 있는 것이다.
상기 전극 리드 집합체(120)는, 서로 인접한 배터리 셀(110) 각각에 구비된 전극 리드(114)가 모여서 이루어지는 것으로서, 서로 대면하여 접촉하는 전극 리드(114)들의 접촉면에서 발생하는 접촉저항의 최소화를 위해, 한데 모인 전극 리드(114)들은 서로 용접에 의해 접합될 수도 있다.
상기 전극 리드(114) 및 전극 리드 집합체(120)의 구체적인 구조에 대해서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
상기 외부 단자(130)는, 적층된 배터리 셀(110)들 중 최 외각에 배치된 배터리 셀(110)의 전극 리드(114)와 전기적으로 연결되며, 셀 적층체의 전면으로 돌출된다. 이러한 외부 단자(130)는, 배터리 모듈(100)이 충전장치나 전자기기 등의 외부 디바이스와 연결되도록 하는 단자로서 기능하는 것이다.
상기 센싱 커넥터(140)는, 전극 리드 집합체(120)에 체결되어 배터리 셀(110)의 전압을 직접 측정하여 BMS(170)에 측정된 전압 값을 전달하거나 또는 BMS(170)에서 전압을 측정할 수 있도록 BMS(170)와 배터리 셀(110) 사이를 전기적으로 연결해 주는 구성요소이다.
상기 센싱 커넥터(140)의 구체적인 구조 및 전극 리드 집합체(120)와의 구체적인 연결 구조에 대해서는 도 9 및 도 10을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
상기 단자 커넥터(150)는, 외부 단자(130)와 체결 가능하도록 그와 대응되는 크기 및 형상을 가지며, 센싱 라인(160)을 통해 BMS(170)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 충전장치 또는 전자기기 등의 외부 디바이스는 BMS(170)를 중간 매개체로 하여 단자 커넥터(150) 및 외부 단자(130)를 통해 배터리 셀(110)들에 전력을 공급하거나, 또는 배터리 셀(110)로부터 전력을 공급 받을 수 있다.
상기 센싱 라인(160)은, 센싱 커넥터(140) 및 단자 커넥터(150)를 BMS(170)와 전기적으로 연결시켜 주는 중간 매개체로서, 명칭은 센싱 라인이라고 정의 되었으나, 반드시 센싱을 위한 라인으로만 이용되는 것이 아니라, 센싱에 의한 전압 값에 관한 정보를 전달하는 통로 및 전력라인으로서 모두 기능할 수 있는 것이다.
상기 BMS(170)는, 기본적으로 배터리 셀(110)들에 대한 충방전을 관리하는 구성요소로서, 배터리 셀(110) 각각의 전압 값 및/또는 센싱 라인(160)에 흐르는 전류 값 및/또는 전류의 적산을 통해 얻어진 충방전량을 참조하여 배터리 셀(110)들 각각에 대한 충방전을 관리한다.
여기서, 충방전의 관리라 함은, 전압 값 및/또는 전류 값 및/또는 충방전량 등을 기준값과 비교하고 비교 결과에 따라 충방전의 지속 또는 차단 여부를 결정하는 것을 포함하는 개념이다.
다음은, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀(110)의 구체적인 구조 및 배터리 셀(110)을 구성하는 각각의 구성요소들에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀의 구조를 나타내는 도면이고, 도 6은, 도 5에 도시된 배터리 셀 구조에 있어서, 센싱 커넥터와의 연결을 용이하게 하기 위해 전극 리드의 단부의 형태가 변형된 모습을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 배터리 셀(110)로는, 파우치 타입 배터리 셀이 적용될 수 있다. 상기 배터리 셀(110)은, 전극 조립체(미도시), 셀 케이스(113) 및 전극 리드(114)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 상기 전극 조립체는, 교호적으로 반복 적층된 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재시킨 형태를 가지며, 양 측 최 외각에는 절연을 위해 세퍼레이터가 각각 위치하는 것이 바람직하다.
상기 양극판은, 양극 집전체 및 그 일 면 또는 양 면 상에 코팅되는 양극 활물질 층으로 이루어지며, 일 측 단부에는 양극 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부 영역이 형성되는데, 이러한 양극 무지부 영역은 전극 리드(114)와 연결되는 양극탭으로서 기능한다.
마찬가지로, 상기 음극판은 음극 집전체 및 그 일 면 또는 양 면 상에 코팅되는 음극 활물질 층으로 이루어져 있으며, 그 일 측 단부에는 음극 활물질 층이 코팅되지 않은 음극 무지부 영역이 형성되는데, 이러한 음극 무지부 영역은 전극 리드(114)와 연결되는 음극탭으로서 기능한다.
또한, 상기 세퍼레이터는 양극판과 음극판 사이에 개재되어 서로 다른 극성을 갖는 전극판끼리 직접 접촉되는 것을 방지하되, 양극판과 음극판 사이에서 해질을 매개체로 하여 이온의 이동이 가능하도록 하기 위해 다공성 재질로 이루어질 수 있다.
상기 셀 케이스(113)는 전극 조립체(미도시)를 수용하는 수용부(111) 및 수용부(111)의 둘레 방향으로 연장되어 전극 리드(114)가 외부로 인출된 상태로 열 융착되어 셀 케이스(113)를 밀봉시키는 실링부(112) 이렇게 두 영역을 포함한다.
상기 전극 리드(114)는, 양극탭에 연결되는 양극 리드 및 음극탭에 연결되는 음극 리드로 구분되며, 양극 리드와 음극 리드 각각은 셀 케이스(113)의 외측으로 인출되되 서로 반대 방향으로 인출된다.
상기 전극 리드(114)는, 그 단부로부터 돌출된 형상을 갖는 결합부(115)를 구비한다. 상기 결합부(115)는, 후술할 센싱 커넥터(140)의 삽입부(141)에 대응되는 크기 및 형상을 갖는다.
상기 결합부(115)는, 그 표면을 관통하는 홀 형태로 형성되거나, 또는 그 표면상에 일정 깊이의 홈 형태로 형성되는 돌기 수용부(115a)를 구비한다. 이러한 돌기 수용부(115a)는, 후술할 센싱 커넥터(140)의 내측에 구비되는 결합 돌기(142a)와 대응되는 크기 및 형상을 가지며, 이로써 전극 리드(114)의 결합부(115)가 센싱 커넥터(140)의 수용부(141) 내에 삽입될 때 전극 리드(114)와 센싱 커넥터(140) 사이가 체결되도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 상기 결합부(115)의 형성으로 인해, 센싱 커넥터(140)가 버스바 등의 다른 부품을 경유하지 않고, 직접 전극 리드(114)에 체결될 수 있는 구조를 가지며, 이로써 접촉 저항의 최소화 및 이를 통한 정확한 셀 전압 측정이 가능하게 된다.
다음은, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)에 구비되는 전극 리드 집합체(120)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 7은, 서로 이웃하는 2개의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 서로 결합된 모습을 나타내는 도면이고, 도 8은, 서로 이웃하는 3개의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 서로 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 서로 인접한 2 개의 배터리 셀(110)의 각각의 전극 리드(114A, 114B)가 서로 대면 접촉되어 있다. 이처럼 서로 이웃하여 위치하는 전극 리드(114A, 114B)는 서로 대면 접촉하여 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이루며, 이러한 전극 리드 집합체(120)에는, 전술한 바와 같이, 센싱 커넥터(140)가 결합됨으로써, 버스바 등의 다른 연결 부품을 거치지 않고 전극 리드(114)와 센싱 커넥터(140) 간의 직접적인 연결이 구현될 수 있다.
이처럼 두 개의 전극 리드(114A, 114B)가 서로 대면 접촉하여 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이루는 경우, 각각의 전극 리드(114A, 114B)의 단부에 형성되는 결합부(115A, 115B) 역시 서로 대면 접촉하여 하나의 결합부 집합체(121)를 이루게 되며, 이러한 결합부 집합체(121)를 이루는 각각이 결합부(115A, 115B)는 접촉 저항의 최소화를 위해 용접 등에 의해 서로 접합될 수도 있다.
이처럼, 두 개의 전극 리드(114)가 서로 접합되어 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이룸으로써 서로 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀(110)이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
서로 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀(110)이 서로 직렬로 연결되는 경우에는, 상기 전극 리드 집합체(120)를 이루는 한 쌍의 전극 리드(114A, 114B)는 서로 반대 극성을 갖는 전극 리드에 해당하는 것이다. 한편, 이와는 달리 서로 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀(110)이 서로 병렬로 연결된 경우에는, 상기 전극 리드 집합체(120)를 이루는 한 쌍의 전극 리드(114A, 114B)는 서로 동일한 극성을 갖는 전극 리드에 해당하는 것이다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 서로 인접한 3 개의 배터리 셀(110)의 각각의 전극 리드(114A, 114B, 114C)가 서로 대면 접촉되어 있다. 이처럼 서로 이웃하여 위치하는 3 개의 전극 리드(114A, 114B, 114C)는 서로 대면 접촉하여 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이루며, 이러한 전극 리드 집합체(120)에는, 전술한 바와 같이, 센싱 커넥터(140)가 결합됨으로써, 버스바 등의 다른 연결 부품을 거치지 않고 전극 리드(114)와 센싱 커넥터(140) 간의 직접적인 연결이 구현될 수 있다.
이처럼 3 개의 전극 리드(114A, 114B, 114C)가 서로 대면 접촉하여 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이루는 경우, 각각의 전극 리드(114A, 114B, 114C)의 단부에 형성되는 결합부(115A, 115B, 115C) 역시 서로 대면 접촉하여 하나의 결합부 집합체(121)를 이루게 되며, 이러한 결합부 집합체(121)를 이루는 각각이 결합부(115A, 115B, 115C)는 접촉 저항의 최소화를 위해 용접 등에 의해 서로 접합될 수도 있다.
이처럼, 세 개의 전극 리드(114)가 서로 접합되어 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이룸으로써 서로 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀(110)이 병렬로 연결될 수 있다.
이처럼 서로 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀(110)이 서로 병렬로 경우에는, 상기 전극 리드 집합체(120)를 이루는 한 쌍의 전극 리드(114A, 114B, 114C)는 서로 동일한 극성을 갖는 전극 리드에 해당하는 것이다.
한편, 도 8에서는 3개의 전극 리드(114A, 114B, 114C)가 대면 접촉하여 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이루면서 각각의 배터리 셀(110)들을 병렬로 연결하는 경우에 대해서만 도시하고 있으나, 4개 이상의 전극 리드가 대면 접촉하여 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이루는 경우도 가능함은 물론이다. 또한, 이처럼 3개 이상의 전극 리드가 대면 접촉하여 하나의 전극 리드 집합체(120)를 이루는 경우에는 각각의 배터리 셀(110)들은 서로 병렬로 연결된다.
다음은, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 센싱 커넥터(140)의 구체적인 구조 및 전극 리드 집합체(120)와의 구체적인 연결 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 센싱 커넥터를 나타내는 사시도이고, 도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 센싱 커넥터를 나타내는 정면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)에 적용되는 센싱 커넥터(140)는, 전극 리드(114)의 결합부(115)와 결합되는 면에 형성되는 홈 형태의 삽입부(141)를 구비한다.
상술한 바와 같이, 이러한 삽입부(141)는 전극 리드(114)의 결합부(115)와 대응되는 크기 및 형상을 갖는다. 보다 구체적으로는, 상기 삽입부(141)는, 2 이상의 전극 리드(114) 각각이 모여서 이루어진 전극 리드 집합체(120)의 단부에 형성되는 결합부 집합체(121)와 대응되는 크기 및 형상을 가짐으로써 전극 리드 집합체(120)가 센싱 커넥터(140) 내에 삽입/체결될 수 있도록 한다.
한편, 상기 센싱 커넥터(140)는, 삽입부(141)의 양 측부 내벽면 상에 고정 배치되는 센싱 단자(142)를 구비한다. 이러한 센싱 단자(142)는, 전극 리드 집합체(120)에 구비된 결합부 집합체(121)가 센싱 커넥터(140)의 삽입부(141)를 통해 삽입되었을 때, 결합부 집합체(121)와 접촉됨으로써 전극 리드(114)와 센싱 커넥터(140) 사이가 전기적으로 연결되도록 한다.
또한, 상기 한 쌍의 센싱 단자(142) 각각은, 그 표면으로부터 돌출 형성된 결합 돌기(142a)를 구비하며, 이러한 결합 돌기(142a)는 전극 리드(114)의 결합부(115) 상에 형성된 돌기 수용부(115a)와 대응되는 크기 및 형상을 가지며, 이로써 센싱 커넥터(140) 내에 전극 리드 집합체(120)가 삽입되었을 때 결합 돌기(142a)가 돌기 수용부(115a) 내에 삽입되어 걸림으로써 센싱 커넥터(140)가 전극 리드 집합체(120)에 체결된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드(114) 상에 형성된 결합부(115) 및 전극 리드 집합체(120) 상에 형성된 결합부 집합체(121)를 구비하고, 또한 이러한 결합부 집합체(121)가 삽입되어 체결될 수 있는 구조를 갖는 센싱 커넥터(140)를 구비함으로써, 버스바 등의 다른 부품을 경유하지 않고 직접 전극 리드(114)에 체결될 수 있도록 하며, 이로써 접촉 저항의 최소화 및 이를 통한 정확한 셀 전압 측정을 가능하게 한다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 배터리 모듈
110: 배터리 셀
111: 수용부
112: 실링부
113: 셀 케이스
114, 114A, 114B, 114C: 전극 리드
115, 115A, 115B, 115C: 결합부
115a: 돌기 수용부
120: 전극 리드 집합체
121: 결합부 집합체
130: 외부 단자
140: 센싱 커넥터
141: 삽입부
142: 센싱 단자
142a: 결합 돌기
150: 단자 커넥터
160: 센싱 라인
170: BMS(battery management system)

Claims (9)

  1. 전극 리드를 구비하는 배터리 셀이 복수 개 적층되어 형성된 셀 적층체;
    상기 배터리 셀의 전압을 측정하기 위해 상기 전극 리드에 연결되는 전압 센싱 커넥터; 및
    상기 센싱 커넥터와 연결되며, 상기 센싱 커넥터를 통해 센싱된 각각의 배터리 셀들의 전압 값을 참조하여 충방전을 제어하는 BMS;
    를 포함하며,
    상기 전극 리드는, 그 단부로부터 돌출된 형상을 갖는 결합부를 구비하고,
    상기 커넥터는, 상기 결합부 전체가 삽입될 수 있도록 결합부와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 삽입부를 구비하고,
    상기 커넥터는, 상기 삽입부의 내측면 상에 배치되어 상기 결합부가 삽입부 내에 삽입되었을 때에 상기 결합부와 접촉되며, 전도성 금속으로 이루어진 센싱 단자를 구비하고,
    상기 센싱 단자는, 그 표면으로부터 돌출 형성된 결합 돌기를 구비하며,
    상기 결합부는, 상기 결합 돌기가 삽입되어 결합부와 센싱 단자가 상호 고정될 수 있도록 결합 돌기와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 돌기 수용부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 셀 적층체를 구성하는 배터리 셀들 중 서로 이웃하는 2 이상의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 하나로 모여 형성된 전극 리드 집합체를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센싱 커넥터는,
    상기 전극 리드 집합체에 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈이 복수개 연결되어 구현되는 배터리 팩.
  9. 제8항에 따른 배터리 팩을 포함하는 형태로 구현되는 자동차.
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