KR20130097046A - 이차 전지 모듈 - Google Patents

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KR20130097046A
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김덕중
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삼성에스디아이 주식회사
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 배터리 셀의 전기적 특성 검출이 가능한 이차 전지 모듈에 관한 것이다.
일례로, 적어도 제1단위 셀 및 제2단위 셀을 포함하고, 각 단위 셀은 제1전극과 제2전극을 갖는 다수의 단위 셀; 및 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 삽입부를 포함하며, 상기 삽입부는 센싱 부재를 수용하고 상기 센싱 부재가 연결되는 버스 바를 포함하는 이차 전지 모듈을 개시한다.

Description

이차 전지 모듈{Secondary battery module}
본 발명은 이차 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수개의 단위 셀로 이루어진다. 상기 단위 셀은 양극판 및 음극판의 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와, 전해액이 케이스에 내장되고, 전극 단자가 형성된 캡 조립체가 케이스의 개구부를 밀봉하여 형성된다.
본 발명은 단위 셀의 전기적 특성 검출이 가능한 이차 전지 모듈을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 모듈은 적어도 제1단위 셀 및 제2단위 셀을 포함하고, 각 단위 셀은 제1전극과 제2전극을 갖는 다수의 단위 셀; 및 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 삽입부를 포함하며, 상기 삽입부는 센싱 부재를 수용하고 상기 센싱 부재가 연결되는 버스 바를 포함한다.
상기 삽입부는 홈 또는 관통홀일 수 있다.
상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 사이에 연장되는 장측면을 포함하고, 상기 삽입부는 상기 장측면의 사이에 홈 또는 관통홀이 연장되어 형성될 수 있다.
상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나에 고정되고, 상기 버스 바가 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나에 고정되는 고정부를 포함하며, 상기 삽입부는 상기 각 고정부에서 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 모듈은 적어도 제1단위 셀 및 제2단위 셀을 포함하고, 각 단위 셀은 제1전극과 제2전극을 갖는 다수의 단위 셀; 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 삽입부를 포함하는 버스 바; 및 상기 삽입부의 내부에 위치되고, 상기 버스 바에 연결되는 센싱 부재를 포함한다.
상기 센싱 부재는 프레스-핏 연결(press-fit connection) 방식으로 연결될 수 있다.
상기 프레스-핏 연결 방식은 상기 센싱 부재와 상기 버스 바를 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 센싱 부재는 감지부를 포함하고, 상기 감지부는 상기 삽입부에 결합되고, 상기 삽입부의 내측벽에 압착 결합 구조를 가질 수 있다.
상기 삽입부는 상기 삽입부의 내측벽에 형성된 홈을 포함하고, 상기 홈은 상기 감지부를 수용할 수 있다.
상기 삽입부는 홈 또는 관통홀일 수 있다.
상기 센싱 부재는 탄성 감지부를 포함하고, 상기 감지부는 변형전 상태로부터 압착된 상태로 눌러지고, 상기 삽입부에 삽입되며, 상기 감지부는 상기 삽입부의 폭보다 큰 변형전 상태의 폭을 가질 수 있다.
상기 센싱 부재는 타원, 원 또는 다각형 형상인 감지부를 포함할 수 있다.
상기 센싱 부재는 타원형으로 형성된 감지부를 포함하고, 상기 타원의 장지름이 상기 삽입부의 폭 보다 크고, 상기 감지부가 상기 삽입부에 삽입될 때, 상기 타원의 장지름이 상기 삽입부의 내측벽에 의해 압착될 수 있다.
상기 센싱 부재는 타원형으로 형성된 감지부를 포함하고, 상기 타원의 단지름이 상기 삽입부의 폭 보다 크고, 상기 감지부가 상기 삽입부에 삽입될 때, 상기 타원의 단지름이 상기 삽입부의 내측벽에 의해 압착될 수 있다.
상기 센싱 부재는 삼각형으로 형성된 감지부를 포함하고, 상기 삼각형의 밑변의 길이가 상기 삽입부의 폭 보다 크고, 상기 감지부가 상기 삽입부에 삽입될 때, 상기 삼각형의 밑변이 상기 삽입부의 내측벽에 의해 압착될 수 있다.
상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 사이에 연장된 장측면을 갖고, 상기 삽입부는 상기 장측면 사이를 연장하는 홈 또는 관통홀이며, 상기 센싱 부재의 삽입 방향은 상기 장측면의 하나에 직각일 수 있다.
상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 사이에 연장되는 장측면 및 상기 장측면 사이에 연장된 상면과 하면을 갖고, 상기 삽입부는 상기 상면과 하면을 관통하는 관통홀일 수 있다.
상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 사이에 연장되는 장측면 및 상기 장측면 사이에 연장된 상면과 하면을 포함하고, 상기 삽입부는 상기 상면을 관통하며, 상기 센싱 부재는 상기 삽입부가 상기 상면을 관통하는 상기 삽입부로 삽입되며, 상기 버스 바의 하면에 연장부가 형성되고, 상기 연장부는 상기 삽입부에 일직선으로 위치될 수 있다.
상기 이차 전지 모듈은 상기 이차 전지 모듈의 상태를 모니터 하기 위하여 배터리 관리 시스템을 더 포함하고, 상기 배터리 관리 시스템은 상기 센싱 부재의 신호를 수신할 수 있다.
상기 센싱 부재는 상기 버스 바에 착탈 가능하게 연결될 수 있다.센싱 부재센싱 부재
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 모듈은 관통홀 또는 홈이 형성된 버스 바에 센싱 부재가 직접 연결되어 단위전지의 전기적 특성 검출이 가능하기 때문에 전지의 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 이차 전지 모듈은 관통홀 또는 홈이 형성된 버스 바에 센싱 부재가 직접 연결되어 체결에 필요한 부품을 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있으며, 이로 인하여 이차 전지 모듈의 무게를 감소 시킬 수 있다.
또한, 상기 이차 전지 모듈은 버스 바에 센싱 부재를 프레스 핏 연결(press-fit connection) 방법으로 연결함으로써, 이차 전지 모듈의 조립 공정을 용이하게 할 수 있으므로 작업 능률이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 2영역에서 센싱 부재가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3a는 도 1의 버스 바를 도시한 사시도이다.
도 3b는 도 3a에서 A-A'선을 따라 절취한 단면도이다.
도 4는 도 2의 센싱 부재를 도시한 사시도이다.
도 5a 내지 도 5b는 센싱 부재가 버스 바에 결합되는 것을 설명하기 위하여 도 3b에서 B-B'선을 따라 절취한 단면에 대응되도록 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1에서 단위전지의 전기적 특성 검출을 도시한 회로도이다.
도 7a은 도 3a의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 7b는 도 7a에서 C-C'선을 따라 절취한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8b는 센싱 부재가 버스 바에 결합되는 것을 설명하기 위하여 도 7a에서 C-C'선을 따라 절취한 단면에 대응되도록 도시한 단면도이다.
도 9a는 도 3a의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 9b는 도 9a에서 D-D'선을 따라 절취한 단면도이다.
도 10a 내지 도 10b는 센싱 부재가 버스 바에 결합되는 것을 설명하기 위하여 도 9a에서 D-D'선을 따라 절취한 단면에 대응되도록 도시한 단면도이다.
도 11은 도 4의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 4의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센싱 부재와 버스 바 사이의 결합 관계를 도시한 단면도이다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 2영역에서 센싱 부재가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈(100)는 단위전지(110), 버스 바(120), 센싱 부재(130) 및 제어부(140, 도 6 참조)를 포함한다. 여기서, 센싱 부재(130)는 버스 바(120)와 제어부(140)를 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 이차 전지 모듈(100)은 적어도 2개 이상의 단위전지(110, 110-1, 110-2)가 버스 바(120)를 통하여 직렬 또는 병렬로 연결되어 형성된다.
상기 단위전지(110)는 일측에 개구가 형성된 케이스(111)와 상기 케이스(111)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(112) 및 상기 캡 플레이트(112)의 외측으로 돌출된 제1전극단자(113)와 제2전극단자(114)를 포함한다. 본 실시예에서는 단위전지(110)가 각형인 것으로 설명하지만, 상기 케이스(111)의 형상이 원통형, 파우치형 또는 그 이외의 형상일 수도 있다.
상기 캡 플레이트(112)는 제1밀봉부재(115), 제2밀봉부재(116), 안전벤트(117) 및 마개(118)를 포함한다.
상기 제1밀봉부재(115)는 캡 플레이트(112)와 제1전극단자(113)의 사이를 밀봉한다. 상기 제1밀봉부재(115)는 캡 플레이트(112)와 제1전극단자(113)가 절연되도록 가스켓으로 형성될 수 있다. 또는 상기 제1밀봉부재(115)는 캡 플레이트(112)와 제1전극단자(113)가 전기적으로 연결되도록 도체의 연결판으로 형성될 수도 있다.
상기 제2밀봉부재(116)는 캡 플레이트(112)와 제2전극단자(114)의 사이를 밀봉한다. 상기 제2밀봉부재(116)는 캡 플레이트(112)와 제2전극단자(114)가 절연되도록 절연부재로 형성될 수 있다.
상기 안전벤트(117)는 단위전지(110)의 내부 압력이 상승될 때 개방된다.
상기 마개(118)는 단위전지(110)의 전해액 주입구를 밀봉한다.
도 3a를 참조하면, 상기 버스 바(120)는 장측변(121)과 단측변(122)을 포함하는 판 형상으로 이루어진다. 상기 버스 바(120)는 2개 이상이 나열된 단위전지(110, 110-1, 110-2)들을 전기적으로 연결하도록 제1접합면(123) 및 제2접합면(124)을 포함한다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 버스 바(120)는 제1단위전지(110)의 제1전극단자(113)와 제2단위전지(110-1)의 제2전극단자(114)가 엇갈리게 배치된 상태에서, 제1단위전지(110)의 제1전극단자(113)와 제2단위전지(110-1)의 제2전극단자(114)를 덮도록 배치된다. 상기 제1단위전지(110)의 제1전극단자(113)는 버스 바(120)의 제1접합면(123)과 용접으로 고정된다. 상기 제2단위전지(110-1)의 제2전극단자(114)는 상기 버스 바(120)의 제2접합면(124)과 용접으로 고정된다. 상기 버스 바(120)는 재질이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있으나, 이러한 재질로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
일례로, 상기 센싱 부재(130)는 상기 버스 바(120)(예를 들면, 아래에서 상세히 설명하겠지만, 버스 바(120)에 형성된 관통홀 또는 홈에 프레스 핏 연결 방식으로)에 직접 연결될 수 있고, 이에 따라 별도의 고정 부재(예를 들면, 넛트, 스크류/넛트 조립체, 크림프 핏팅(crimp fitting))가 생략될 수 있고, 따라서 제조비를 절감할 수 있으며, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 시스템의 무게를 낮출 수 있다. 더욱이, 센싱 부재(130)는 조립 공정이 편리해지도록 프레스-핏 방식을 이용하여 상기 버스 바(120)에 연결될 수 있고, 이에 따라 작업 효율을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 각 단위 셀(110)의 단자(113,114)에 상기 버스 바(120)가 용접될 경우, 상기 센싱 부재(130)는 상기 웰딩 공정이 완료된 이후 상기 버스 바(120)에 연결될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 버스 바(120)는 결합부(125)를 포함한다. 상기 결합부(125)는 제1접합면(123)과 제2접합면(124) 사이에 위치된 장측변(121)에 센싱 부재(130)가 삽입되도록 삽입부(126)가 형성된다. 여기서, 상기 결합부(125)는 상기 제1,2접합면(123,124)으로부터 이격되어 있으며, 상기 센싱 부재(130)는 상기 버스 바(120)의 장측변(121)에 대략 직각인 방향으로 상기 결합부(125)에 결합된다. 상기 삽입부(126)는 지름(R1)이 센싱 부재(130)의 검출부(132)의 폭보다는 좁게 이루어진다. 상기 삽입부(126)에는 센싱 부재(130)의 검출부(132)가 프레스 핏(press-fit) 방법으로 고정된다.
도 4를 참조하면, 상기 센싱 부재(130)는 케이블(131)을 포함할 수 있고, 이것은 절연체로 감싸인 도전성 와이어를 포함할 수 있다. 상기 센싱 부재(130)는 감지부(132)를 포함할 수 있다. 상기 감지부(132)는 연결부(133), 탄성 고정부(134) 및 홀(135)을 포함한다.
상기 감지부(132)는 상기 단위 셀(110)의 특성을 감지할 수 있다. 예를 들면, 상기 감지부(132)는 상기 버스 바(120)의 전압을 감지할 수 있다. 상기 감지부(132)는 프레스-핏 연결 방식으로 상기 버스 바(120)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 케이블(131)은 전기적 신호를 상기 제어부(140)에 전송할 수 있다. 상기 신호는 예를 들면 버스 바(120) 즉, 단위 셀의 전압일 수 있다. 따라서 상기 배터리 모듈(100)을 포함하는 파워 시스템은 상기 파워 시스템의 동작 조절을 위해 감지된 전압을 사용할 수 있다. 일례로, 상기 감지부(132)는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 감지부(132)는 써모커플(thermocouple), 저항-온도 감지기와 같은 온도 센서일 수 있고, 또한 배터리 모듈(100)을 포함하는 파워 시스템은 온도를 모니터링하고, 파워 시스템의 동작을 조절하기 위해 상기 온도 센서를 이용할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 센싱 부재(130)의 감지부(132)가 프레스-핏 방법(예를 들면, 간섭 결합(interference fit)으로 삽입부(126)에 결합될 수 있도록, 버스 바(120) 중 삽입부(126)의 직경(R1)은 센싱 부재(130) 중 감지부(132)의 폭보다 작을 수 있다. 상기 감지부(132)는 상기 삽입부(126)에 결합될 수 있고, 상기 삽입부(125)의 내측벽과 함께 프레스-핏 구조를 가질 수 있다. 상기 감지부(132)가 분리 및 재결합될 수 있도록, 상기 감지부(132)가 착탈 가능하게 상기 삽입부(126)에 결합된다.
본 실시예에서, 상기 버스 바(120)의 삽입부(126)는 버스 바(120)의 일측의 장측변(121)에서 타측의 장측변까지, 즉 단측변의 방향으로 연장된 관통홀일 수 있다.
상기 삽입부(126)는 제1보강부(127) 및 제2보강부(128)을 포함한다. 상기 제1보강부(127) 및 제2보강부(128)는 삽입부(126)의 외측으로 두께를 증가시켜 버스 바(120)의 강도를 보강하도록 형성된다.
또한, 상기 삽입부(126)는 버스 바(120)의 일측의 장측변(121)에서 버스 바(120)의 중심을 향하는 일부분에서 마감되는 홈일 수도 있다. 예를 들면, 홈이 감지부(132)를 수용할 수 있도록 버스 바(120)의 폭을 가로질러 버스 바(120)에 형성될 수 있다. 상기 홈은 개방 영역의 결합부(125)와 유사하게 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 검출부(132)는 연결부(133), 탄성 고정부(134) 및 탄성홀(135)을 포함한다. 상기 검출부(132)는 삽입부(126)에 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입 고정되어, 삽입부(126)의 둘레와 검출부(132)의 일부분이 접촉된 상태가 유지된다. 상기 검출부(132)는 단위전지(110)의 전기적 특성(예를 들면, 전압)을 검출할 수 있다.
상기 연결부(133)는 케이블(131)과 탄성 고정부(134)를 연결한다. 상기 연결부(133)는 탄성 고정부(134)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 연결부(133)의 폭은 삽입부(126)의 지름(R1)과 같거나 크게 형성될 수 있다. 여기서, 연결부(133)의 폭은 삽입부(126)의 직경(R1)보다 클 수 있다. 상기 연결부(133)는 삽입부(126)의 삽입공간에 따라 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입될 수 있다.
상기 감지부(132)의 탄성 고정부(134)는 변형전 상태로부터 변형후 상태로 압착되어 상기 삽입부(126)에 결합될 수 있다. 상기 탄성 고정부(134)는 상기 삽입부(26)의 직경(R1)보다 큰 변형전 상태를 가질 수 있다. 상기 탄성 고정부(134)는 중심에 형성된 탄성홀(135)을 포함한다.
상기 탄성 고정부(134)는 타원 형상으로 형성된다. 이 경우, 상기 탄성홀(135)은 탄성 고정부(134)와 동일한 타원 형상으로 형성될 수 있다. 상기 탄성 고정부(134)는 타원의 장지름이 케이블(131)에서 연장된 가상선 상에 위치되고, 타원의 단지름이 탄성 고정부(134)의 폭(W1)으로 형성된다. 상기 센싱 부재(130)는 탄성 고정부(134) 및 배선의 재질이 구리로 형성될 수 있으나, 탄성 고정부(134) 및 배선의 재질로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 상기 탄성 고정부(134)는 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입부(126)에 삽입되어 고정된다. 상기 탄성 고정부(134)의 폭(W1)은 삽입부(126)의 지름(R1) 보다 넓게 형성된다. 이 경우, 삽입부(126)의 지름(R1)은 탄성홀(135)의 단지름과 대응될 수 있다. 상기 탄성 고정부(134)가 삽입부(126)에 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입될 때, 상기 탄성 고정부(134)의 폭(W1)은 삽입부(126)의 지름(R1)만큼 압착된다.
상기 탄성 고정부(134)는 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입부(126)에 압착 고정되므로, 이차 전지 모듈(100)의 조립 공정이 용이하게 할 수 있으므로 작업 능률이 향상될 수 있다. 또한, 상기 이차 전지 모듈(100)은 체결에 필요한 부품을 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있으며, 이로 인하여 무게를 감소 시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제어부(140)에는 버스 바(120)에 고정된 센싱 부재(130)가 연결된다. 상기 센싱 부재(130)는 상기 버스 바(120)에 연결되고, 상기 제어부(140)는 센싱 부재(130)에서 측정된 단위 셀(110)의 신호(예를 들면, 전압)에 기초하여 이차 전지 모듈(100)을 제어한다. 상기 제어부(140)는 전압 검출 회로, 온도 검출 회로 및 제어회로를 포함하는 BMS(Battery Management System)로 형성될 수 있다. 상기 제어부(140)는 이차 전지 모듈(100)의 하나 또는 그 이상의 충전 상태, 이차 전지 모듈(100)의 하나 또는 그 이상의 방전 상태, 이차 전지 모듈(100)의 하나 또는 그 이상의 냉각 상태 등을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(140)는 충전 또는 방전의 시작 또는 중단, 또는 그것의 변화, 또는 냉각의 시작 또는 중단을 제어한다.
본 발명의 다른 실시예인 버스 바(220)에 대하여 설명한다.
도 7a은 버스 바(220)의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 도 7b는 도 7a에서 C-C'선을 따라 절취한 단면도이다. 도 8a 내지 도 8b는 센싱 부재(130)가 버스 바(220)에 결합되는 것을 설명하기 위하여 도 7a에서 C-C'선을 따라 절취한 단면에 대응되도록 도시한 단면도이다.
본 실시예의 버스 바(220)는 장측변(221)과 단측변(222)을 포함하는 판 형상의 중심에 삽입부(226)가 형성된다. 따라서, 이하에서는 삽입부(226)를 중심으로 설명한다. 또한, 상기 버스 바(220)는 도 3a 및 3b와 동일 또는 유사한 부분에 대하여 상세한 설명을 생략하도록 한다.
상기 삽입부(226)는 버스 바(220)를 관통하는 관통홀일 수도 있다. 또한, 상기 삽입부(226)는 버스 바(220)의 두께가 두껍게 형성되는 경우에 버스 바(220)의 두께보다 짧게 형성된 홈(블라인드 홀(blind hole))의 형상으로 형성될 수도 있다. 상기 센싱 부재(130)는 탄성 고정부(134)를 포함할 수 있고, 상기 탄성 고정부(134)에 홀(135)이 형성될 수 있다. 상기 삽입부(226)의 지름(R2)은 탄성 고정부(134)의 폭(W1)보다 좁게 형성된다.
도 8a 내지 도 8b를 참조하면, 상기 탄성 고정부(134)는 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입부(226)에 삽입되어 고정된다. 상기 탄성 고정부(134)의 폭(W1)은 삽입부(226)의 지름(R2) 보다 넓게 형성된다. 이 경우, 삽입부(226)의 지름(R2)은 탄성홀(135)의 지름과 대응될 수 있다. 상기 탄성 고정부(134)가 삽입부(226)에 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입될 때, 상기 탄성 고정부(134)의 폭(W1)은 삽입부(226)의 지름(R2)만큼 압착된다.
상기 탄성 고정부(134)는 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입부(226)에 압착 고정되므로, 이차 전지 모듈(100)의 조립 공정이 용이하게 할 수 있으므로 작업 능률이 향상될 수 있다. 또한, 상기 이차 전지 모듈(100)은 체결에 필요한 부품을 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있으며, 이로 인하여 무게를 감소 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예인 버스 바(320)에 대하여 설명한다.
도 9a는 버스 바(320)의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 도 9b는 도 9a에서 D-D'선을 따라 절취한 단면도이다. 도 10a 내지 도 10b는 센싱 부재(130)가 버스 바(320)에 결합되는 것을 설명하기 위하여 도 9a에서 D-D'선을 따라 절취한 단면에 대응되도록 도시한 단면도이다.
본 실시예의 버스 바(320)는 장측변(321)과 단측변(322)을 포함하는 판 형상의 중심에 삽입부(326)가 형성된다. 따라서, 이하에서는 삽입부(326)를 중심으로 설명한다. 또한, 상기 버스 바(320)는 도 3a 및 3b와 동일 또는 유사한 부분에 대하여 상세한 설명을 생략하도록 한다.
상기 삽입부(326)는 연장부(327)를 더 포함하여 형성된다. 예를 들어, 보스(boss)가 상기 버스 바(320)에 제공될 수 있고, 상기 보스는 상기 삽입부(326)에 정렬될 수 있다. 또한 상기 보스는 상기 탄성 고정부(134)가 결합되는 결합 영역의 반대 영역인 버스 바(320)의 일측면상에 위치될 수 있다. 상기 연장부(327)는 삽입부(326)의 관통홀 또는 홈의 길이를 연장시킬 수 있다. 상기 연장부(327)는 버스 바(320)의 하부측면에서 단위전지(110)의 캡 플레이트(112) 상부 사이의 공간에 형성될 수 있다.
상기 삽입부(326)는 연장부(327)를 관통하는 관통홀일 수도 있으며, 연장부(327)의 내부에서 마감되는 홈의 형상으로 형성될 수도 있다. 상기 삽입부(326)의 지름(R3)은 탄성 고정부(134)의 폭(W1)보다 좁게 형성된다.
도 10a 내지 도 10b를 참조하면, 상기 탄성 고정부(134)는 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입부(326)에 삽입되어 고정된다. 상기 탄성 고정부(134)의 폭(W1)은 삽입부(326)의 지름(R3) 보다 넓게 형성된다. 이 경우, 삽입부(326)의 지름(R3)은 탄성홀(135)의 지름과 대응될 수 있다. 상기 탄성 고정부(134)가 삽입부(326)에 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입될 때, 상기 탄성 고정부(134)의 폭(W1)은 삽입부(326)의 지름(R3)만큼 압착된다.
상기 탄성 고정부(134)는 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입부(326)에 압착 고정되므로, 이차 전지 모듈(100)의 조립 공정이 용이하게 할 수 있으므로 작업 능률이 향상될 수 있다. 또한, 상기 이차 전지 모듈(100)은 체결에 필요한 부품을 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있으며, 이로 인하여 무게를 감소 시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예인 센싱 부재(230)에 대하여 설명한다.
도 11은 센싱 부재(230)의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
본 실시예의 센싱 부재(230)는 검출부(232)가 타원 형상으로 형성된다. 상기 타원의 장지름은 검출부(232)의 폭(W2)으로 형성된다. 따라서, 이하에서는 검출부(232)를 중심으로 설명한다. 또한, 상기 센싱 부재(230)는 도 4와 동일 또는 유사한 부분에 대하여 상세한 설명을 생략하도록 한다.
상기 검출부(232)는 연결부(233), 탄성 고정부(234) 및 탄성홀(235)을 포함한다. 상기 검출부(232)는 삽입부(126)에 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입 고정된다.
상기 탄성 고정부(234)는 단지름이 케이블(231)에서 연장된 가상선 상에 위치되고, 장지름이 탄성 고정부(234)의 폭(W2)으로 형성된다. 상기 탄성 고정부(234)는 장지름과 단지름이 동일한 원형으로 형성될 수도 있다.
상기 탄성 고정부(234)의 폭(W2)은 삽입부(126)의 지름(R1) 보다 넓게 형성된다. 이 경우, 상기 탄성홀(235)은 탄성 고정부(234)와 동일한 타원 형상으로 형성된다. 상기 탄성 고정부(234)는 외측면이 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입부(126)에 삽입되어 고정된다.
상기 프레스 핏(press-fit) 방법으로 탄성 고정부(234)와 삽입부(126)가 고정되므로, 이차 전지 모듈(100)의 조립 공정이 용이하게 할 수 있으므로 작업 능률이 향상될 수 있다. 또한, 상기 이차 전지 모듈(100)은 체결에 필요한 부품을 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있으며, 이로 인하여 무게를 감소 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예인 센싱 부재(330)에 대하여 설명한다.
도 12는 센싱 부재(330)의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
본 실시예의 센싱 부재(330)는 검출부(332)가 삼각형 형상으로 형성된다. 따라서, 이하에서는 검출부(332)를 중심으로 설명한다. 또한, 상기 센싱 부재(330)는 도 4와 동일 또는 유사한 부분에 대하여 상세한 설명을 생략하도록 한다. 본 실시예의 검출부(332)는 삼각형인 것으로 한정하였으나, 다각형으로 형성될 수도 있다.
상기 검출부(332)는 연결부(333), 탄성 고정부(334) 및 탄성홀(335)을 포함한다. 상기 검출부(332)는 삽입부(126)에 프레스 핏(press-fit) 방법으로 삽입 고정된다.
상기 탄성 고정부(334)는 삼각형의 일면이 탄성 고정부(334)의 폭(W3)이 된다. 상기 탄성 고정부(334)의 폭(W3)은 삽입부(126)의 지름(R1) 보다 넓게 형성된다. 이 경우, 상기 탄성홀(335)은 탄성 고정부(334)와 동일한 삼각형으로 형성된다. 상기 탄성 고정부(334)는 외측면이 프레스 핏(press-fit)으로 삽입부(126)에 삽입되어 고정된다.
상기 프레스 핏(press-fit) 방법으로 탄성 고정부(334)와 삽입부(126)가 고정되므로, 이차 전지 모듈(100)의 조립 공정이 용이하게 할 수 있으므로 작업 능률이 향상될 수 있다. 또한, 상기 이차 전지 모듈(100)은 체결에 필요한 부품을 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있으며, 이로 인하여 무게를 감소 시킬 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센싱 부재와 버스 바 사이의 결합 관계를 도시한 단면도이다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 삽입부(126)는 감지부(132)를 수용할 수 있도록 홈(129)을 포함한다. 상기 홈(129) 및 탄성 고정부(134)는 상기 감지부(132)가 상기 버스 바(120)에 견고하게 고정되도록 하는 멈춤쇠 역할을 한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 이차 전지 모듈
110, 110-1, 110-2: 단위전지
111: 케이스 112: 캡 플레이트
113: 제1전극단자 114: 제2전극단자
117: 안전벤트 118: 마개
120: 버스 바 125: 결합부
130, 130-1: 센싱 부재 140: 제어부

Claims (20)

  1. 적어도 제1단위 셀 및 제2단위 셀을 포함하고, 각 단위 셀은 제1전극과 제2전극을 갖는 다수의 단위 셀; 및
    상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 삽입부를 포함하며, 상기 삽입부는 센싱 부재를 수용하고 상기 센싱 부재가 연결되는 버스 바를 포함함을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삽입부는 홈 또는 관통홀인 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 사이에 연장되는 장측면을 포함하고,
    상기 삽입부는 상기 장측면의 사이에 형성된 홈 또는 관통홀인 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나에 고정되고, 상기 버스 바가 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나에 고정되는 고정부를 포함하며,
    상기 삽입부는 상기 각 고정부에서 서로 이격된 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  5. 적어도 제1단위 셀 및 제2단위 셀을 포함하고, 각 단위 셀은 제1전극과 제2전극을 갖는 다수의 단위 셀;
    상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 삽입부를 포함하는 버스 바; 및
    상기 삽입부의 내부에 위치되고, 상기 버스 바에 연결되는 센싱 부재를 포함함을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 부재는 프레스-핏 연결(press-fit connection) 방식으로 연결됨을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레스-핏 연결 방식은 상기 센싱 부재와 상기 버스 바를 전기적으로 연결함을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 부재는 감지부를 포함하고,
    상기 감지부는 상기 삽입부에 결합되고, 상기 삽입부의 내측벽에 압착 결합을 가짐을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 삽입부의 내측벽에 형성된 홈을 포함하고, 상기 홈은 상기 감지부를 수용함을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 삽입부는 홈 또는 관통홀인 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 부재는 탄성 감지부를 포함하고,
    상기 감지부는 변형전 상태로부터 압착된 상태로 눌러지고, 상기 삽입부에 삽입되며, 상기 감지부는 상기 삽입부의 폭보다 큰 변형전 상태의 폭을 가짐을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  12. 제12항에 있어서,
    상기 센싱 부재는 타원, 원 또는 다각형 형상인 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 부재는 타원형으로 형성된 감지부를 포함하고,
    상기 타원의 장지름이 상기 삽입부의 폭 보다 크고, 상기 감지부가 상기 삽입부에 삽입될 때, 상기 타원의 장지름이 상기 삽입부의 내벽에 의해 압착되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 부재는 타원형으로 형성된 감지부를 포함하고,
    상기 타원의 단지름이 상기 삽입부의 폭 보다 크고, 상기 감지부가 상기 삽입부에 삽입될 때, 상기 타원의 단지름이 상기 삽입부의 내벽에 의해 압착되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 부재는 삼각형으로 형성된 감지부를 포함하고,
    상기 삼각형의 밑변의 길이가 상기 삽입부의 폭 보다 크고, 상기 감지부가 상기 삽입부에 삽입될 때, 상기 삼각형의 밑변이 상기 삽입부의 내벽에 의해 압착되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  16. 제5항에 있어서,
    상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 사이에 연장된 장측면을 갖고,
    상기 삽입부는 상기 장측면 사이를 연장하는 홈 또는 관통홀이며,
    상기 센싱 부재의 삽입 방향은 상기 장측면의 하나에 직각인 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  17. 제5항에 있어서,
    상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 사이에 연장되는 장측면 및 상기 장측면 사이에 연장된 상면과 하면을 갖고,
    상기 삽입부는 상기 상면과 하면을 관통하는 관통홀인 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  18. 제5항에 있어서,
    상기 버스 바는 상기 제1단위 셀의 제1전극과 상기 제2단위 셀의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 사이에 연장되는 장측면 및 상기 장측면 사이에 연장된 상면과 하면을 포함하고,
    상기 삽입부는 상기 상면을 관통하며, 상기 센싱 부재는 상기 삽입부가 상기 상면을 관통하는 상기 삽입부로 삽입되며,
    상기 버스 바의 하면에 연장부가 형성되고, 상기 연장부는 상기 삽입부에 일직선으로 위치된 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  19. 제5항에 있어서,
    상기 이차 전지 모듈은 상기 이차 전지 모듈의 상태를 모니터 하기 위하여 배터리 관리 시스템을 더 포함하고,
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 센싱 부재의 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
  20. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 부재는 상기 버스 바에 착탈 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 이차 전지 모듈.
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