KR20180078777A - 배터리셀 모듈의 힌지 구조 - Google Patents

Abstract

복수 개의 배터리셀이 적층되어 형성되는 배터리셀유닛; 적어도 어느 일측 모서리 부근에 힌지핀부가 형성되며 상기 배터리셀유닛의 어느 일 측면에 배치되는 상부플레이트; 및 상기 배터리셀유닛의 다른 측면에 배치되며, 상기 힌지핀부와 착탈 가능하게 결합되는 힌지핀결합부가 형성되고, 결합 부위를 통해 상기 배터리셀유닛이 노출되지 않는 버스바프레임;를 포함하는 배터리셀 모듈의 힌지 구조를 제공한다.

Description

배터리셀 모듈의 힌지 구조{HINGE STRUCTURE OF BATTERY CELL MODULE}

본 발명은 전기자동차 내의 전기모터 등에 전기에너지를 제공하는 배터리셀 모듈에 관한 것이다.

이차전지는 모바일 기기, 보조 전력장치 등에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 종래 가솔린 차량이나 디젤 차량이 갖는 대기 오염 등의 각 종 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제시된 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차 등의 주된 동력원으로서도 주목 받고 있다.

다만, 전기자동차 등에는 고출력 대용량 배터리의 필요성으로 인해 복수 개의 배터리셀을 적층시킨 후 이를 전기적으로 직렬 및 병렬 연결한 배터리셀 모듈이 사용된다. 그러나, 복수 개의 배터리셀로 이루어진 배터리셀 모듈은 일부 배터리셀에서 과전압, 과전류, 과발열 등의 현상이 발생할 수 있다.

이는 배터리셀 모듈의 안전성이나 작동 효율 등에 영향을 미치는 바, 이를 미리 검출하기 위한 수단이 요청된다. 또한, 전기자동차 등은 주행 중 노면으로부터 전달되는 진동이나 다른 물체와의 충돌에 의한 충격 등에 노출되어 있는데 이는 배터리셀 모듈에도 일부 전달된다는 문제점이 있다.

배터리셀 모듈에는 대용량의 전기가 흐르는 이유로 버스바가 사용된다. 그런데, 종래 이런 버스바는 융착보스 등에 끼워진 후 융착 공정을 통해 배터리셀 모듈에 고정 결합되었다. 그러나, 이런 방식은 융착 지그에 대한 초기 투자비의 발생과, 융착 공정에 의한 작업 소요 시간의 증가와, 시간의 경과나 외력에 의해 융착 부위가 파손되면서 버스바가 배터리셀 모듈로부터 이탈되는 현상 등 많은 문제점을 갖고 있었다.

또한, 배터리셀 모듈에 사용되는 연성회로기판은 버스바와 전기적으로 연결되기 전에 먼저 배터리셀 모듈의 외측면에 고정 결합된다. 그러나, 이런 방식은 버스바와 마찬가지로 연성회로기판이 융착보스에 먼저 끼워진 후 융착 공정을 통해 고정시키는 과정으로 진행되었다.

그 결과, 연성회로기판의 융착 부위가 외력 등에 의해 파손되면서 찢어지거나, 연성회로기판에 실장된 전기소자가 파손되는 등의 문제점이 있었다. 또한, 배터리셀 모듈에 가해지는 심한 진동이나 충격에 의해 연성회로기판 내의 솔더링된 부분에 크랙이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 융착 공정은 일 부분에 한해 이루어져 고정이 요구되는 부분이 배터리셀 모듈에 전부 고정되지 않아 부분적으로 들뜨는 등의 문제점이 있었다.

또한, 배터리셀 모듈은 배터리셀의 외측에 배치되는 프레임이나 플레이트 등이 서로 힌지 결합되게 하는 힌지 구조를 포함하고 있었다. 그러나, 이런 힌지 구조 중 일체형 구조는 반복적인 개폐 동작에 의해 그 구조에 백화 현상이 발생하거나 심한 경우 파손되는 등 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 종래 힌지 구조 중 분리형 구조는 그 결합 부위를 통해 배터리셀이 노출되는 이유로 절연을 위해서는 추가적으로 레진 작업 등을 해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 배터리셀 모듈에는 배터리셀의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 배치된다. 그러나, 종래 온도센서는 배터리셀 일측에 배치되는 상부플레이트와 일체 형성된 텐션을 갖는 구조물에 의해 고정되었는데, 이에 심한 진동이나 충격이 가해지면서 해당 구조물이 파손되는 경우 온도센서의 고정 상태가 해제되어 온도 측정이 불가능하다는 문제점이 있었다. 또한, 종래 고정 방식은 작업자가 정확한 위치에 온도센서가 고정되었는지 여부를 식별할 수 없다는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2016-0132144 (공개일자 2016년 11월17일) 대한민국 등록특허 제10-1273339 (등록일자 2013년 06월04일) 대한민국 공개특허 제10-2016-0046477 (공개일자 2016년 4월29일) 대한민국 공개특허 제10-2016-0041331 (공개일자 2016년 4월18일)

본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 종래 힌지 구조가 갖던 백화 현상이나 힌지부의 내구성 저하 등의 문제점을 해결할 수 있는 힌지 구조를 제공하고 한다. 다만, 이런 힌지 구조는 결합 부위를 통해 그 내부에 배치되는 배터리셀이 노출되지 않는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 복수 개의 배터리셀이 적층되어 형성되는 배터리셀유닛; 적어도 어느 일측 모서리 부근에 힌지핀부가 형성되며 상기 배터리셀유닛의 어느 일 측면에 배치되는 상부플레이트; 및 상기 배터리셀유닛의 다른 측면에 배치되며, 상기 힌지핀부와 착탈 가능하게 결합되는 힌지핀결합부가 형성되고, 결합 부위를 통해 상기 배터리셀유닛이 노출되지 않는 버스바프레임;를 포함하는 배터리셀 모듈의 힌지 구조를 제공한다.

상기 상부플레이트는 상기 배터리셀유닛의 측면을 덮는 메인커버; 및 상기 메인커버의 일측 단부에서 수직하게 절곡되어 연장 형성되는 연장커버;를 포함하며, 상기 힌지핀부는 상기 연장커버의 외측면에서 돌출 형성될 수 있다.

상기 힌지핀부는 상기 외측면에서 수직 방향으로 돌출되며, 이격 배치되는 적어도 2개 이상의 핀지지부; 및 상기 핀지지부 사이를 연결하는 핀 형상의 핀부;를 포함할 수 있다.

상기 힌지핀결합부는 상기 버스바프레임의 측면에서 수직 방향으로 형성되고, 상기 힌지핀부를 힌지 축으로 회동 가능하게 끼움 결합될 수 있다.

상기 버스바프레임이 상기 상부플레이트에 힌지 결합되면, 상기 버스바프레임의 회동 각도에 따라 상기 연장커버의 단측면과 상기 버스바프레임의 측면이 서로 접촉될 수 있다.

상기 메인커버의 하면에는 상기 버스바프레임의 축 회동을 제한하는 스토퍼돌기가 형성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

일 실시예에 따른 배터리셀 모듈의 힌지 구조는 분리형 힌지 구조를 채택하되 그 결합 부위를 통해 배터리셀이 노출되지 않도록 하여 절연 등을 위한 추가 작업이 불필요하다는 장점을 갖는다. 또한, 이런 분리형 구조는 반복적인 사용에 따른 백화 현상이나 힌지부의 파손 현상을 상당 부분 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀 모듈의 개략적 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 도 1의 측면도.
도 4는 도 1의 버스바프레임에 대한 사시도.
도 5는 도 4의 정면도.
도 6은 도 4의 측면도.
도 7은 도 4의 하단 확대 사시도.
도 8은 도 4의 상단 확대 사시도.
도 9a 내지 도 9d는 버스바의 결합 과정을 보여주는 도면.
도 10은 도 1의 버스바에 대한 확대 사시도.
도 11은 도 1의 부분 확대도.
도 12는 도 11에서 보강플레이트가 분리된 상태의 도면.
도 13은 도 1의 부분 확대도.
도 14는 도 13의 a-a＇방향 단면도.
도 15는 도 2의 부분 확대도.
도 16은 도 1의 부분 확대도.
도 17은 도 16에서 고정커버가 분리된 상태의 도면.
도 18은 도 17의 고정커버에 대한 저면 사시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀 모듈의 개략적 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이고, 도 4는 도 1의 버스바프레임(100)에 대한 사시도이며, 도 5는 도 4의 정면도이고, 도 6은 도 4의 측면도이며, 도 7은 도 4의 하단 확대 사시도이고, 도 8은 도 4의 상단 확대 사시도이며, 도 9a 내지 도 9d는 버스바(200)의 결합 과정을 보여주는 도면이고, 도 10은 도 1의 버스바(200)에 대한 확대 사시도이다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리셀 모듈은 배터리셀유닛(10), 버스바프레임(100), 버스바(200), 연성회로기판(300), 보강플레이트(400), 상부플레이트(500) 등을 포함한다.

배터리셀유닛(10)은 복수 개의 배터리셀이 적층되어 형성된다. 배터리셀은 전기적으로 서로 연결되어 미리 설정된 전압을 제공한다.

버스바프레임(100)은 배터리셀유닛(10)의 측면에 배치된다. 일 실시예에 따른 배터리셀 모듈에서 버스바프레임(100)은 대향하는 양 측면에 각각 배치되어 있다. 한편, 버스바프레임(100)의 외측면에는 버스바고정부(110)가 적어도 하나 이상 형성된다. 버스바고정부(110)는 사각형 플레이트 형상을 갖는 버스바(200)가 결합되도록 한다. 그리고, 버스바프레임(100)의 내측면에는 홀더부(미도시)가 형성되어 적층되는 복수 개의 배터리셀이 각각 끼움 결합될 수 있다.

버스바(200)는 먼저 그 하단이 끼움 결합되고, 그 다음 버스바(200)가 가압에 의해 버스바(200)의 하단을 기준으로 축 회동하면 비로소 버스바(200)의 상단이 걸림 결합되는 스냅핏 고정 방식에 따라 버스바고정부(110)에 결합된다. 버스바(200)는 도전성 재질 중 전기 전도율이 높은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 버스바(200)는 배터리셀의 전압과 전류에 관한 정보를 연성회로기판(300)으로 전달한다.

즉, 스냅핏 구조에 따른 조립은 종래 융착 방식과 대비할 때 1) 조립 시간이 최소 50% 이상 단축되며, 2) 융착 설비에 대한 최초 구매비와 그 유지 관리비가 절감되고, 3) 융착 불량에 따라 추후 버스바(200)가 분리 이탈되는 등의 품질 관련 이슈를 효과적으로 방지할 수 있다.

구체적으로, 버스바고정부(110)는 고정홈(112), 끼움편(114), 걸림후크(116a)를 포함한다. 고정홈(112)은 버스바(200)의 후면이 전부 밀착되는 평탄면과 평탄면의 테두리에 배치되는 수직리브로 이루어진다. 이 때, 평탄면은 버스바프레임(100)의 외측면보다 높은 위치에 형성될 수 있다.

끼움편(114)은 버스바(200)가 버스바고정부(110)에 결합될 때 버스바(200)의 하단이 끼움 결합될 수 있도록 한다. 이를 위해, 끼움편(114)은 버스바고정부(110)의 하단부에 형성된다. 특히, 이런 끼움편(114)은 하단부의 코너에 위치하는 수직리브와 결합되어 고정홈(112)을 일부 덮는 형태일 수 있다.

끼움편(114)은 수직리브와 수직 관계를 갖고 결합되는 수평리브로 이루어질 수 있다. 즉, 끼움편(114)은 하단부의 코너에 형성되는 각 수직리브와 각각 결합되는 수평리브로 이루어질 수 있다. 한편, 끼움편(114)은 하단부에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

전술한 것처럼, 버스바(200)는 먼저 그 하단이 끼움편(114)에 끼움 결합된 후, 그 상단이 걸림 결합된다. 이를 위해, 버스바고정부(110)의 상단에는 걸림후크(116a)가 적어도 하나 이상 형성된다. 걸림후크(116a)는 상하 방향으로 탄성 변형 가능한 외팔보부재와 외팔보부재의 자유단부에 형성되는 후크부재로 이루어진다.

여기서, 상 방향은 버스바(200)가 걸림되기 바로 직전 걸림후크(116a)가 가압되는 버스바(200)에 의해 휘어지는 일측 방향을 의미하고, 하 방향은 그 반대 방향을 지시한다. 한편, 이런 걸림후크(116a)는 상단부에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

이와 같은 끼움편(114)과 걸림후크(116a)는 버스바프레임(100)을 사출 성형할 때 함께 일체로 형성될 수 있다. 그런데, 사출 성형된 걸림후크(116a)는 MPPO재질 특성상 취성이 강해 쉽게 파손될 수 있다.

이를 위해, 걸림후크(116a)에 걸림되는 버스바(200)의 상단 테두리는 라운딩 처리된다. 즉, 버스바(200)의 어느 일측 테두리는 라운딩 처리된 곡면을 포함한다. 이런, 라운딩 처리된 곡면은 버스바(200)의 일 측면과 버스바(200)의 전면이 만나는 모서리, 그리고, 전술한 버스바(200)의 일 측면과 버스바(200)의 후면이 만나는 모서리에 각각 형성된다. 구체적으로, 라운딩 처리된 곡면은 약 0.5mm 이상의 필렛(fillet)이나 챔버(chamber)로 이루어진다.

그 결과, 버스바(200)는 걸림 결합되는 과정에서 라운딩 처리된 곡면으로 인해 이와 접촉되는 후크부재를 점진적으로 가압하면서 걸림후크(116a)에 걸림될 수 있다. 그 결과, 후크부재는 버스바(200)와 접촉된 상태에서 버스바(200)에 의해 가압되더라도 쉽게 파손되지 않는다. 또한, 외팔보부재 역시 버스바(200)에 의해 가압되어 상 방향으로 휘어지더라도 쉽게 파손되지 않게 된다.

한편, 버스바(200)가 끼움편(114)과 걸림후크(116a)에 의해 버스바고정부(110)에 결합되면 버스바(200)의 후면은 고정홈(112)에 밀착된다. 이 때, 버스바프레임(100)에서 버스바(200)의 전면까지 높이는 수직리브의 높이와 일치한다. 이는 버스바(200)의 전면과 연성회로기판(300)의 결합을 용이하게 한다.

도 11은 도 1의 부분 확대도이고, 도 12는 도 11에서 보강플레이트(400)가 분리된 상태의 도면이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 버스바프레임(100)에는 버스바(200)와 전기적으로 연결되는 연성회로기판(300)의 말단부(310)가 고정 결합된다. 연성회로기판(300)은 배터리셀유닛(10)의 측면을 따라 배치되며 절곡되어 말단부(310)가 버스바프레임(100)에 배치된다.

연성회로기판(300)은 잘 휘어지는 플렉서블한 특성을 갖고 있으며, 내부에 복수 개의 선이 나란하게 배열되어 각 배터리셀의 전압과 전류에 관한 신호 등을 전송할 수 있다. 연성회로기판(300)은 일단이 버스바와 전기적으로 연결되어 각 배터리셀의 전압과 전류에 관한 정보를 전달받아 이를 비엠에스(BMS, baterry management system)(미도시) 측으로 전달한다. 비엠에스는 배터리셀 모듈에 포함되는 각 배터리셀의 충전과 방전을 관리한다. 예를 들어, 비엠에스는 충전 모드에서 서로 다른 전압 레벨로 방전된 복수 개의 배터리셀을 균일한 전압 레벨을 갖도록 충전한다.

이런 연성회로기판(300)은 소정 모양으로 형성되는 말단부(310)와 말단부(310)에서 연장 형성되되, 연장 방향으로 적어도 한번 이상 절곡되는 가지연결부(320)를 포함한다. 이 때, 말단부(310)는 버스바프레임(100)의 어느 일 측면에 밀착되며, 말단부(310)가 버스바프레임(100)에 밀착 고정되면 가지연결부(320)는 버스바프레임(100)의 외측 공간에 배치된다.

보강플레이트(400)는 버스바프레임(100)에 고정 결합되되 적어도 말단부(310)를 전부 덮는 형상을 갖는다. 보강플레이트(400)는 심한 진동이나 충격 등에 의한 외력을 흡수하여 말단부(310)에 실장된 전기소자의 솔더부에 크랙 등이 발생하는 현상을 방지한다. 또한, 보강플레이트(400)는 결합 상태에서 말단부(310)를 가압하여 버스바프레임(100)의 표면에 대한 말단부(310)의 밀착 상태를 유지할 수 있도록 한다. 한편, 이런 보강플레이트(400)는 절연 재질이면 어떤 재질을 사용하더라도 무방하다.

일 실시예에 따른 보강플레이트(400)는 원터치 푸쉬 방식으로 버스바프레임(100)에 후크 결합될 수 있다. 즉, 보강플레이트(400)는 후크 결합만으로 버스바프레임(100)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 버스바프레임(100)은 버스바프레임(100)의 외측 방향으로 돌출되며 탄성 변형 가능한 외팔보부재와 외팔보부재의 자유단부에 형성되는 후크부재로 이루어지는 걸림후크(116b)를 포함한다. 그리고, 걸림후크(116b)는 보강플레이트(400)의 상단과 하단이 각각 걸림 결합되도록 배치된다.

한편, 버스바프레임(100)의 외측면에는 복수 개의 융착보스(120)가 형성될 수 있다. 융착보스(120)는 원형 돌기 형상을 갖는다. 융착보스(120)는 융착 공정을 시작할 때, 상단부터 녹아 내리는데, 그 후에 이 부분이 냉각되어 경화되면 결합력이 발생되게 한다. 이런 융착보스(120)는 다른 한편으로 말단부(310)에 대한 고정 위치를 안내하는 역할을 한다. 이에 대응하여 연성회로기판(300)의 말단부(310)에는 관통홀(410)이 형성된다.

다른 실시예에 따른 보강플레이트(400)는 걸림 결합이 아닌 융착에 의해 버스바프레임(100)에 고정 결합될 수 있다. 여기서, 융착은 열융착이나 초음파융착 등을 포함한다. 이를 위해, 보강플레이트(400)에는 융착보스(120)에 대응하여 관통홀(410)이 형성된다.

따라서, 말단부(310)의 관통홀(410)이 먼저 융착보스(120)에 삽입되어 관통되면서 말단부(310)가 버스바프레임(100)에 밀착되면, 그 상면에 보강플레이트(400)의 관통홀(410)이 융착보스(120)에 삽입되어 관통되면서 말단부(310)의 상면을 덮는다. 그 다음, 융착 지그를 사용하여 융착 공정을 진행하면 보강플레이트(400)가 버스바프레임(100)에 고정 결합될 수 있다.

즉, 보강플레이트(400)는 융착 결합만으로 버스바프레임(100)에 결합될 수 있다. 이 때, 보강플레이트(400)는 말단부(310)에 형성된 관통홀(410)이 심한 진동이나 충격 등에 의해 찢어지는 등의 파손을 방지하는 역할을 한다.

다만, 융착만에 의한 결합은 융착보스(120)의 강성이 취약한 이유로 시간이 경과하거나 이에 심한 충격이 가해지면 관통홀(410)과 융착보스(120)의 접촉면이 박리되는 등 그 결합력이 지속되지 못한다는 단점이 있다.

또 다른 실시예에 따른 보강플레이트(400)는 보강플레이트(400)의 일부가 융착에 의해 버스바프레임(100)에 고정 결합되고, 다른 일부가 후크 결합에 의해 버스바프레임(100)에 고정 결합되는 2가지 복합 결합에 의해 버스바프레임(100)에 고정 결합될 수 있다. 이를 위해, 보강플레이트(400)의 관통홀(410)은 상측에 형성되고, 걸림후크(116b)는 보강플레이트(400)의 하단이 걸림 결합되도록 버스바프레임(100)에 배치된다. 즉, 보강플레이트(400)의 상측은 융착 결합되고, 그 하단은 걸림 결합된다.

이와 같이, 연성회로기판(300)의 말단부(310)의 상면에 보강플레이트(400)가 결합되면, 가지연결부(320) 중 일부는 버스바(200)의 상면에 접촉될 수 있다.

도 13은 도 1의 부분 확대도이고, 도 14는 도 13의 a-a＇방향 단면도이며, 도 15는 도 2의 부분 확대도이다. 도 13 내지 도 15를 참조하면, 배터리셀유닛(10)의 어느 일 측면에는 상부플레이트(500)가 배치된다. 그리고, 버스바프레임(100)은 상부플레이트(500)와 힌지 결합되어 소정 각도 범위 이내에서 힌지 축을 중심으로 회동할 수 있다. 이를 위해, 상부플레이트(500)의 적어도 어느 일측 모서리 부근에는 힌지핀부(510)가 형성된다.

이 때, 버스바프레임(100)은 배터리셀유닛(10)의 다른 측면에 배치된다. 그리고, 힌지 결합을 위해, 버스바프레임(100)에는 힌지핀부(510)와 착탈 가능하게 결합되는 힌지핀결합부(130)가 더 형성된다. 즉, 일 실시예에 따른 힌지 결합은 착탈 가능한 분리형 구조를 갖는다.

또한, 일 실시예에 따른 상부플레이트(500)와 버스바프레임(100)은 힌지 결합되는 결합 부위를 통해 배터리셀유닛(10)이 노출되지 않는 힌지 구조를 갖는다. 이런 힌지 구조에 의하면 배터리셀유닛(10)이 외부로 노출되는 빈 공간(틈)이 발생하지 않는다.

그 결과, 배터리셀의 쇼트 현상을 차단하기 위한 추가적인 절연 작업이 불필요하다. 또한, 버스바프레임(100)의 회동 각도가 0ㅀ∼110ㅀ 범위를 갖게 되어 작업성이 향상되는 효과를 갖는다.

구체적으로, 상부플레이트(500)는 배터리셀유닛(10)의 측면을 덮는 메인커버(520)와 메인커버(520)의 일측 단부에서 수직하게 절곡되어 연장 형성되는 연장커버(525)를 포함한다. 메인커버(520)는 배터리셀유닛(10)의 측면 면적을 초과하는 크기로 형성된다. 그 결과, 연장커버(525)의 단측면이 배터리셀유닛(10)과 접촉되는 간섭 현상이 발생하지 않는다.

힌지핀부(510)는 연장커버(525)의 외측면에서 돌출 형성된다. 힌지핀부(510)는 전술한 외측면에서 수직 방향으로 돌출되며 이격 배치되는 적어도 2개 이상의 핀지지부(512)와 핀지지부(512) 사이를 연결하는 핀 형상의 핀부(514)를 포함한다. 이 때, 힌지핀부(510)는 안정적인 힌지 결합을 위해 외측면에 복수 개가 배치된다.

힌지핀결합부(130)는 버스바프레임(100)의 측면에서 수직 방향으로 형성되고, 힌지핀부(510)에 끼움 결합되어 힌지 축을 중심으로 회동한다. 이런 힌지핀결합부(130)는 대향하는 한 쌍의 걸림턱(132)과 그 사이에 형성되는 개구(530)를 포함한다. 핀부(514)는 개구(530)를 통해 삽입되면서 걸림턱(132)의 탄성 변형에 따라 걸림턱(132) 내측으로 끼움 결합된다.

또한, 걸림턱(132)의 내측면에는 핀부(514)가 끼움 결합된 후 회동 가능하도록 핀부(514)의 횡단면 반경과 동일한 크기의 곡률로 이루어진 곡면이 형성되어 있다. 이 때, 걸림턱(132)의 높이, 걸림량, 걸림턱(132) 사이의 거리는 핀부(514)의 횡단면 반경 등을 고려하여 설계 변경될 수 있다.

버스바프레임(100)이 상부플레이트(500)에 힌지 결합되면 버스바프레임(100)의 회동 각도에 따라 연장커버(525)의 단측면과 버스바프레임(100)의 측면이 서로 접촉된다. 다만 이는 버스바프레임(100)과 상부플레이트(500)가 서로 수직하게 배치되는 경우에 국한된다. 이 때, 버스바프레임(100)의 회동 각도를 0ㅀ라고 지정한다. 이와 같은 힌지 구조에 의해 배터리셀유닛(10)은 힌지 결합되는 결합 부위를 통해 외부로 노출되지 않게 된다.

또한, 메인커버(520)의 하면에는 버스바프레임(100)의 축 회동을 제한하는 스토퍼돌기(522)가 형성된다. 스토퍼돌기(522)는 버스바프레임(100)의 회동 각도가 0ㅀ인 경우 버스바프레임(100)의 측면과 스토퍼돌기(522)의 단측면이 서로 접촉되도록 형성된다. 이는, 버스바프레임(100)이 배터리셀유닛(10) 측으로 과도하게 회동됨에 따라 배터리셀유닛(10)이 손상되는 것을 방지한다.

도 16은 도 1의 부분 확대도이고, 도 17은 도 16에서 고정커버(540)가 분리된 상태의 도면이며, 도 18은 도 17의 고정커버(540)에 대한 저면 사시도이다. 도 16 내지 도 18을 참조하면, 배터리셀 모듈은 배터리셀유닛(10)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(600)를 더 포함한다.

그리고, 이런 온도센서(600)는 배터리셀유닛(10)의 측면을 따라 배치되는 연성회로기판(305)의 상면 어느 일 지점에 실장된다. 이에 대응하여, 상부플레이트(500)에는 온도센서(600)가 노출되도록 개구(530)가 형성된다. 따라서, 배터리셀 모듈을 조립하는 작업자는 온도센서(600)의 배치 위치를 정확하게 식별할 수 있다.

한편, 배터리셀 모듈은 개구(530)가 밀폐되도록 결합되는 고정커버(540)를 더 포함한다. 고정커버(540)는 원터치 푸쉬 방식으로 상부플레이트(500)에 후크 결합된다. 이를 위해 고정커버(540)는 고정커버(540)의 하측 방향으로 돌출되며, 탄성 변형 가능한 외팔보부재와 외팔보부재의 자유단부에 형성되는 후크부재로 이루어지는 걸림후크(116c)를 포함한다.

또한, 고정커버(540)의 하면에는 탄성 변형되면서 온도센서(600)의 위치를 고정시키는 탄성패드(542)가 부착된다. 탄성패드(542)는 예를 들어, 발포체로 형성되는 패드를 포함한다. 이런, 탄성패드(542)는 고정커버(540)에 접착되는 방법 등으로 고정커버(540)에 부착된다.

탄성패드(542)는 고정커버(540)가 개구(530)에 결합되면 온도센서(600)에 의해 눌린다. 그러면, 그 눌린 부위는 부분적인 탄성 변형이 발생하고, 동시에 그 반작용으로 발생하는 탄성 복원력이 온도센서(600)를 가압하게 된다. 그 결과, 고정커버(540)는 배터리셀 모듈에 심한 진동이나 충격이 가해지더라도 온도센서(600)의 이탈을 방지할 수 있다.

한편, 상부플레이트(500)의 개구(530)에는 고정커버(540)의 테두리가 접촉되면서 지지되는 지지턱(532)과 걸림후크(116c)가 걸림되는 걸림홈(534)이 형성된다. 이는 고정커버(540)의 결합을 용이하게 할 뿐만 아니라, 결합 상태에서 고정커버(540)가 상부플레이트(500)와 설계상 미리 설정된 단차를 유지하도록 한다.

또한, 지지턱(532)에는 실링부재(미도시)가 배치되어 지지턱(532)과 이와 접촉되는 고정커버(540)의 하면 사이에 밀폐력이 향상되도록 한다. 또한, 걸림홈(534) 주변에도 실링부재가 배치되어 걸림홈(534) 주변과 이와 접촉되는 걸림후크(116c) 사이에 밀폐력이 향상되도록 한다.

일 실시예에 따른 배터리셀 모듈은 버스바프레임(100)이 배치되는 적어도 어느 일 측면을 제외한 나머지 측면을 둘러싸는 단일프레임(미도시)을 포함한다. 이런, 단일프레임은 배터리셀 모듈의 외측에 배치되어 상부플레이트(500)와 배터리셀유닛(10)을 보호할 뿐만 아니라, 고정커버(540)의 분리 이탈을 방지한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 배터리셀유닛 100: 버스바프레임
110: 버스바고정부 112: 고정홈
114: 끼움편 116a, 116b, 116c: 걸림후크
200: 버스바 300, 305: 연성회로기판
310: 말단부 320: 가지연결부
400: 보강플레이트 120: 융착보스
410: 관통홀 500: 상부플레이트
510: 힌지핀부 130: 힌지핀결합부
520: 메인커버 525: 연장커버
512: 핀지지부 514: 핀부
522: 스토퍼돌기 600: 온도센서
530: 개구 540: 고정커버
542: 탄성패드 532: 지지턱
534: 걸림홈

Claims (6)

1. 복수 개의 배터리셀이 적층되어 형성되는 배터리셀유닛;
   적어도 어느 일측 모서리 부근에 힌지핀부가 형성되며 상기 배터리셀유닛의 어느 일 측면에 배치되는 상부플레이트; 및
   상기 배터리셀유닛의 다른 측면에 배치되며, 상기 힌지핀부와 착탈 가능하게 결합되는 힌지핀결합부가 형성되고, 결합 부위를 통해 상기 배터리셀유닛이 노출되지 않는 버스바프레임;를 포함하는 배터리셀 모듈의 힌지 구조.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부플레이트는
   상기 배터리셀유닛의 측면을 덮는 메인커버; 및
   상기 메인커버의 일측 단부에서 수직하게 절곡되어 연장 형성되는 연장커버;를 포함하며,
   상기 힌지핀부는 상기 연장커버의 외측면에서 돌출 형성되는 배터리셀 모듈의 힌지 구조.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 힌지핀부는
   상기 외측면에서 수직 방향으로 돌출되며, 이격 배치되는 적어도 2개 이상의 핀지지부; 및
   상기 핀지지부 사이를 연결하는 핀 형상의 핀부;를 포함하는 배터리셀 모듈의 힌지 구조.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 힌지핀결합부는 상기 버스바프레임의 측면에서 수직 방향으로 형성되고, 상기 힌지핀부를 힌지 축으로 회동 가능하게 끼움 결합되는 배터리셀 모듈의 힌지 구조.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 버스바프레임이 상기 상부플레이트에 힌지 결합되면, 상기 버스바프레임의 회동 각도에 따라 상기 연장커버의 단측면과 상기 버스바프레임의 측면이 서로 접촉되는 배터리셀 모듈의 힌지 구조.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 메인커버의 하면에는 상기 버스바프레임의 축 회동을 제한하는 스토퍼돌기가 형성되는 배터리셀 모듈의 힌지 구조.

Images