KR20200034469A - 모듈 버스바를 포함하는 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전류 손실을 줄이고, 제조 효율을 높일 수 있는 배터리 모듈을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전극 단자가 상부 및 하부에 각각 형성된 복수의 원통형 전지셀; 상기 복수의 원통형 전지셀을 삽입 수용하도록 복수의 중공 구조를 가진 수용부가 구비된 모듈 하우징; 및 상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 또는 하부에 위치하고 수평 방향으로 연장된 본체부 및 상기 본체부의 일측으로부터 상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉되도록 수평 방향으로 연장 형성된 복수의 접속부가 구비된 제1 금속 플레이트, 및 상기 제1 금속 플레이트의 본체부에 접합되고 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트 보다 전기 전도성이 높은 금속을 가진 제2 금속 플레이트를 구비한 모듈 버스바를 포함한다.

Description

모듈 버스바를 포함하는 배터리 모듈{Battery Module Having Module Bus-bar}
본 발명은 모듈 버스바를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류 손실을 줄이고, 제조 효율을 높일 수 있는 배터리 모듈을 제조하는 제조방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 또한, 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.
이러한, 이차전지를 사용함에 있어서 이차전지의 온도, 전류, 및 전압 등을 확인하는 것은 안전사고 발생의 방지 및 이차전지 수명 향상 등의 측면에서 매우 중요하다.
즉, 전자기기의 성능이 날로 향상되어 감에 따라, 한번에 고출력의 전력을 공급하는 이차전지의 성능 또한 향상되어 가고 있다. 특히, 이러한 고출력 전자기기에 사용되는 이차전지의 경우 발열량이 매우 커, 온도 상승에 적절히 대처하지 못하는 경우 발화/폭발 등의 사고를 유발할 수 있다.
이를 위해, 전자기기에 적용되는 배터리 관리 유닛은, 복수의 이차전지의 온도 측정을 위해 사용되는 온도 소자로 NTC 소자(negative temperature coefficient device), PTC 소자(positive temperature coefficient device) 등이 구비될 수 있다.
또한, 종래기술의 배터리 모듈은, 복수의 이차전지를 전기적으로 직렬 연결하거나, 또는 병열 연결하도록 전기 전도성의 버스바 플레이트를 구비하였다. 더욱이, 이러한 버스바 플레이트는, 배터리 관리 유닛과 전기적으로 연결되어, 복수의 이차전지의 충방전을 제어하거나, 외부입출력 단자를 통해 복수의 이차전지의 전력을 외부 전자 디바이스로 전달할 수 있도록 구성되는 것이 일반적이었다.
최근, 이러한 배터리 모듈에 구비되는 버스바 플레이트는, 전극 단자와의 저항 용접의 용접성을 높이기 위해 다소 전기 저항이 높은 소재를 사용하는 경우가 있다.
그러나, 이러한 전기 저항이 높은 버스바 플레이트는, 이차 전지에서 생성된 전류를 외부 디바이스까지 전달하는데 전류 손실을 크게 하는 요소가 될 수 있어, 에너지 효율을 저해할 수 있다. 또한, 전기 저항이 높은 소재일 수록, 열전도도가 떨어져, 이러한 버스바 플레이트를 적용한 배터리 모듈의 방열 성능을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다.
반대로, 전기 저항이 낮은 소재를 사용한 버스바 플레이트를 사용할 경우, 저항 용접을 사용하여 전극 단자와 버스바 플레이트 간의 접합시, 저항열을 충분히 발생시키기 어려워 용접성이 떨어지고 용접 작업의 시간이 길어지는 문제가 있었다. 이에 따라, 제조 비용이 상승하고 배터리 모듈의 내구성이 떨어지는 등의 문제가 발생되었다.
더욱이, 전기 저항을 낮추기 위해 두꺼운 금속 플레이트를 사용할 경우에는, 두꺼운 금속 플레이트를 소정 온도 이상으로 용접 온도를 상승시키는데, 오랜 시간이 걸리고, 많은 열원을 부가해야 하므로, 원통형 전지셀과 두꺼운 금속 플레이트를 직접 저항 용접하는 데는 큰 어려움이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 상세하게는 전류 손실을 줄이고, 제조 효율을 높일 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은,
전극 단자가 상부 및 하부에 각각 형성된 복수의 원통형 전지셀;
상기 복수의 원통형 전지셀을 삽입 수용하도록 복수의 중공 구조를 가진 수용부가 구비된 모듈 하우징; 및
상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 또는 하부에 위치하고 수평 방향으로 연장된 본체부 및 상기 본체부의 일측으로부터 상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉되도록 수평 방향으로 연장 형성된 복수의 접속부가 구비된 제1 금속 플레이트, 및 상기 제1 금속 플레이트의 본체부에 접합되고 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트 보다 전기 전도성이 높은 금속을 가진 제2 금속 플레이트를 구비한 모듈 버스바를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 금속 플레이트는, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부에 클래드 접합될 수 있다.
더욱이, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부와 대면하고 있는 상기 제2 금속 플레이트의 외측면에는, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부가 위치된 방향으로 돌출된 결합 돌기가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부에는 상기 결합 돌기가 삽입 고정하도록 내입된 결합홈이 형성될 수 있다.
나아가, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부는, 상기 제2 금속 플레이트의 적어도 일부위가 삽입되도록 외측 방향으로 돌출된 지지벽이 구비된 삽입부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 금속 플레이트에는, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부의 적어도 일부위를 감싸도록 몸체의 내부 방향으로 내입된 수용홈이 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 제1 금속 플레이트의 접속부는, 상대적으로 제2 금속 플레이트 보다 두께가 더 얇을 수 있다.
그리고, 상기 모듈 버스바는, 상기 제2 금속 플레이트의 외측면에 접합된 접합부 및 상기 접합부의 일측으로부터 상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉되도록 수평 방향으로 연장 형성된 복수의 접속 연장부가 형성된 제3 금속 플레이트를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 제1 금속 플레이트의 접속부 및 상기 제3 금속 플레이트의 접속 연장부는, 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있다.
더욱이, 상기 제2 금속 플레이트는, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부로부터 외부 방향으로 돌출 연장되게 구성된 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부에는 외부 입출력 단자가 삽입 결합되는 고정홀이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 모듈 하우징에는, 상기 모듈 버스바가 외측에 탑재되는 탑재부가 형성될 수 있다. 나아가, 상기 탑재부에는, 상기 탑재부 상에 탑재된 상기 모듈 버스바를 내측 방향으로 가압 고정하는 후크 구조가 형성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은 배터리 모듈을 적어도 둘 이상을 포함한다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는, 배터리 팩을 포함한다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모듈 버스바를 제조하는 방법은,
제1 금속 플레이트의 복수의 원통형 전지셀이 배열된 방향으로 연장된 본체부와 상기 복수의 원통형 전지셀 사이를 전기적으로 연결하도록 구성된 접속부를 압연 롤러를 사용하여 압연하여 형상 가공 단계;
소정 온도에서 상기 제1 금속 플레이트의 본체부 상에 상기 제1 금속 플레이트 보다 높은 전기 전도성을 가진 제2 금속 플레이트를 압연하여 클래딩 접합시키는 접합 단계; 및
상기 제1 금속 플레이트의 상기 본체부로부터 수평 방향으로 연장된 접속부가 형성되도록 다이를 사용하여 펀칭 성형하는 펀칭 단계를 포함한다.
나아가, 상기 압연 단계에서, 상기 제2 금속 플레이트의 형성된 상기 제1 금속 플레이트가 위치된 방향으로 돌출된 결합 돌기가 상기 제1 금속 플레이트의 본체부에 삽입 결합될 수 있다.
또한, 상기 제조방법은, 상기 제2 금속 플레이트의 외부 입출력 단자가 형성되도록 다이를 사용하여 펀칭 성형하는 성형 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 제2 금속 플레이트가 상대적으로 제1 금속 플레이트가 구비한 금속 보다 전기 전도성이 높은 금속을 구비함으로써, 모듈 버스바의 전류 손실을 줄일 수 있고, 배터리 모듈의 전력 손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 높은 전도성을 가진 제2 금속 플레이트는, 상대적으로 제1 금속 플레이트보다 열 전도율이 높고 냉각 속도가 빠르다. 이에 따라, 배터리 모듈의 열 방출을 도와 배터리 모듈의 냉각 효율을 크게 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 제2 금속 플레이트가 제1 금속 플레이트의 본체부에 클래드 접합됨으로써, 제2 금속 플레이트와 제1 금속 플레이트의 본체부 간의 전기적 연결성이 매우 우수하고, 제2 금속 플레이트와 제1 금속 플레이트의 본체부 간의 접합성(결합성)이 우수하여, 모듈 버스바의 내구성이 취약해지는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 제2 금속 플레이트의 외측면에 결합 돌기를 형성시키고, 제1 금속 플레이트의 본체부에 결합홈을 형성시키므로서, 제2 금속 플레이트가 제1 금속 플레이트의 본체부에 강한 결합력으로 접합될 수 있다. 특히, 제1 금속 플레이트의 본체부 상에 제2 금속 플레이트를 압연 접합할 경우, 결합 돌기는, 도 3의 모듈 버스바와 비교할 경우, 제2 금속 플레이트와의 접촉면적을 증가시킬 수 있어, 높은 결합력을 발휘하고 접합 부위에 금속 혼화가 비교적 잘 이루어질 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 제1 금속 플레이트의 본체부에 지지벽이 구비된 삽입부를 형성시키므로 써, 제2 금속 플레이트가 1차적으로 안착 고정될 수 있다. 특히, 제1 금속 플레이트의 본체부 상에 제2 금속 플레이트를 압연 접합할 경우, 제2 금속 플레이트가 정위치에 접합될 수 있도록, 삽입부의 돌기가 안정적으로 지지 고정시킬 수 있는 이점이 있다. 더욱이, 삽입부는, 도 3의 모듈 버스바와 비교할 경우, 제2 금속 플레이트와의 접촉면적을 증가시킬 수 있어, 높은 결합력과 접합 부위에 발생할 수 있는 전기 저항을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 의하면, 제2 금속 플레이트에 몸체의 내부 방향으로 내입된 수용홈을 형성시키므로서, 제2 금속 플레이트가 안정적으로 안착 결합될 수 있다. 특히, 제1 금속 플레이트의 본체부 상에 제2 금속 플레이트를 압연 접합할 경우, 제2 금속 플레이트가 정위치에 접합하기 전에, 제2 금속 플레이트를 제1 금속 플레이트의 본체부 상에 1차적으로 고정시킬 수 있어, 접합 공정을 손쉽게 하는 이점이 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 제1 금속 플레이트의 접속부의 두께를 얇게 구성함으로써, 이러한 접속부와 원통형 전지셀의 전극 단자 간의 용접을 빠르고 낮은 공정 온도에서 진행할 할 수 있다. 즉, 저항 용접시, 두꺼운 경우와 비교할 때, 접속부가 얇을수록 낮은 온도에서 빠르게 용융 시킬 수 있는 이점이 있다. 이에 따라, 제조 공정의 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 용접 온도에 따른 원통형 전지셀의 불량 발생을 최소화할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 제1 금속 플레이트의 접속부 및 제3 금속 플레이트의 접속 연장부를 원통형 전지셀의 전극 단자에 저항 용접하도록 소정 거리로 이격 배치할 경우, 제1 금속 플레이트의 접속부 간의 전류 경로와 비교할 때, 제1 금속 플레이트의 접속부 및 제3 금속 플레이트의 접속 연장부 간의 전류 경로가 더욱 길고 전기 저항이 높아져, 제1 금속 플레이트의 접속부로부터 원통형 전지셀의 전극 단자, 및 제3 금속 플레이트의 접속 연장부까지의 전류 경로로 전류가 집중될 수 있다. 이에 따라, 모듈 버스바와 전극 단자 간의 저항 용접이 효율적으로 이루어질 수 있다. 그리고, 제조 시간을 단축하고, 용접성이 우수한 배터리 모듈을 제조할 수 있다.
나아가, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 제1 금속 플레이트 보다는 제2 금속 플레이트에 외부 입출력 단자가 결합되도록 돌출부를 형성시킬 경우, 제1 금속 플레이트가 상대적으로 전기 전도성이 높은 제2 금속 플레이트를 통해서 외부 전자기기로 전력을 송부할 수 있으므로, 배터리 모듈로부터 공급되는 전력 손실을 최소화할 수 있다. 그리고, 제2 금속 플레이트는 방열 특성이 제1 금속 플레이트 보다 우수하므로, 외부 입출력 단자에 발생된 열을 외부로 방열하는데 더 유리하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 대한 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 대한 분리된 구성들을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은, 도 1의 C-C' 선을 따라 절단된 모듈 버스바의 개략적인 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 버스바의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 버스바의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 버스바의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 버스바를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 8은, 도 7의 D-D' 선을 따라 모듈 버스바의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 대한 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
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 안 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 대한 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 대한 분리된 구성들을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은, 복수의 원통형 전지셀(100), 모듈 하우징(220), 및 모듈 버스바(210)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 원통형 전지셀(100)은, 원통형 전지캔(120), 및 상기 전지캔(120)의 내부에 수용된 전극 조립체(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전지캔(120)은, 전기 전도성이 높은 재질을 포함하고 있으며, 예를 들면, 상기 전지캔(120)은 알루미늄 또는 구리 소재를 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 전지캔(120)이 상하 방향으로 길게 세워진 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 전지캔(120)은 상하 방향으로 연장된 원통형일 수 있다. 더욱이, 상기 전지캔(120)의 상부 및 하부 각각에 전극 단자(111)와 전극 단자(112)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전지캔(120)의 상단의 평평한 원형의 상면에는 양극 단자(111)가 형성될 수 있고, 상기 전지캔(120)의 하단의 평평한 원형의 하면에는 음극 단자(112)가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 원통형 전지셀(100)은, 수평 방향으로 복수의 열 및 행으로 배치될 수 있다. 여기서 수평 방향이란, 원통형 전지셀(100)을 지면에 놓았을 때 지면에 평행한 방향을 의미한다고 할 수 있으며, 상하 방향에 수직하는 평면상의 적어도 한 방향이 라고도 할 수 있다. 또한, 수평 방향이란, 도 1의 X 및 Y 방향이라고 할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 모듈(200)은, 좌우 방향(x 방향)의 5개의 열과 전후 방향(y 방향)의 3행으로 배치된 복수의 원통형 전지셀(100)을 구비할 수 있다.
또한, 전극 조립체(도시하지 않음)는, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 젤리-롤형으로 권취한 구조로 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 양극(도시하지 않음)에는 양극 탭이 부착되어 전지캔(120)의 상단의 양극 단자(111)에 접속될 수 있다. 상기 음극(도시하지 않음)에는 음극 탭이 부착되어 전지캔(120)의 하단의 음극 단자(112)에 접속될 수 있다.
한편, 상기 모듈 하우징(220)은, 상기 원통형 전지셀(100)을 내부에 삽입하여 수용할 수 있는 수용부(220s1, 220s2)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 수용부(220s1, 220s2)는, 상기 원통형 전지셀(100)의 외측면을 감쌀 수 있도록 형성된 중공 구조가 복수개 형성될 수 있다. 이때, 상기 모듈 하우징(220)은, 전기 절연성의 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 전기 절연성의 소재는, 고분자 플라스틱일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 전기 절연성의 소재는, PVC(Poly Vinyl Chloride)일 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 상기 모듈 하우징(220)은, 내부 공간을 형성하도록 이루어지고 전, 후, 좌, 우 방향으로 형성된 외측벽(220d)을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 상부 케이스(220a) 및 상기 하부 케이스(220b)는, 체결 볼트(228)가 삽입되도록 관통홀(220h)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 하우징(220)을 구성하는 상기 상부 케이스(220a) 및 상기 하부 케이스(220b) 각각에는 볼트(228)가 삽입 고정되는 관통홀(220h)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 상부 케이스(220a) 및 상기 하부 케이스(220b)는, 상기 관통홀(220h)에 삽입된 볼트(228)를 통해 체결 결합될 수 있다.
한편, 다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 모듈 버스바(210)는, 복수의 원통형 전지셀(100)을 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 모듈 버스바(210)는 복수의 원통형 전지셀(100)을 전기적으로 직렬 연결하도록 구성될 수 있다. 또는, 상기 모듈 버스바(210)는 복수의 원통형 전지셀(100)을 전기적으로 병렬 연결하도록 구성될 수 있다. 이러한 모듈 버스바(210)는 전기 전도성이 우수한 금속을 구비할 수 있다.
또한, 상기 모듈 버스바(210)는, 제1 금속 플레이트(212) 및 제2 금속 플레이트(214)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 금속 플레이트(212)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 상부 또는 하부에 위치하고 수평 방향으로 연장된 본체부(212a)를 구비할 수 있다. 더욱이, 상기 본체부(212a)는, 상기 2열로 배열된 복수의 원통형 전지셀(100) 사이에 배치될 수 있다. 상기 본체부(212a)는, 소정 두께의 사각 플레이트 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1 금속 플레이트(212)는, 상기 본체부(212a)의 일측으로부터 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 접촉되도록 수평 방향으로 본체부(212a)의 양측부 각각으로부터 연장 형성된 복수의 접속부(212b)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 접속부(212b)는, 상기 본체부(212a)의 수평 방향(도 1의 x 방향)의 측부로부터 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)의 상부면과 접촉할 수 있도록 연장 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 버스바(210)는, 하나의 제1 금속 플레이트(212)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 제1 금속 플레이트(212)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 상부 또는 하부에 위치하고 수평 방향(도 1의 x 방향)으로 연장된 본체부(212a) 및 상기 본체부(212a)의 일측으로부터 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 접촉되도록 수평 방향으로 연장 형성된 복수의 접속부(212b)가 구비될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 전기적으로 접촉 연결되는 모듈 버스바(210)의 접속부(212b)는, 2개로 분지된 구조를 가지도록 형성됨으로써, 접속부(212b)와 전극 단자(111) 간의 용접 공정시, 분지된 구조의 간극을 통해 용접 가열을 위한 열 전도율을 효과적으로 높여, 용접 시간을 단축하고 용접 신뢰성을 높일 수 있다.
그리고, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)에 접합될 수 있다. 나아가, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)와 유사하게 사각 플레이트 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a) 상에 접합될 수 있다. 그래서, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 본체부(212a)의 연장된 방향을 따라 연장된 사각 플레이트 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트(212) 보다 전기 전도성이 높은 금속을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트(212) 보다 전기 전도성이 높은 금속으로 이루어질 수 있다. 더욱이, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트(212) 보다 전기 전도성이 더 높도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 금속 플레이트(212)는, 니켈 소재를 구비하고, 상기 제2 금속 플레이트(214)는 구리 소재를 구비할 수 있다. 그러나, 반드시 이러한 소재로만 한정되는 것은 아니고, 상기 제2 금속 플레이트(214)를 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트(212) 보다 높은 전기 전도성을 가질 수 있도록 구성할 수 있다면, 상기 제1 금속 플레이트(212) 및 상기 제2 금속 플레이트(214)는 니켈, 알루미늄, 금, 은 등이 주재료로 구성된 금속 합금이면 모두 적용이 가능하다.
달리 말해, 상기 제1 금속 플레이트(212)는, 상기 제2 금속 플레이트(214) 보다 상대적으로 높은 비저항의 금속을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 높은 비저항의 금속은 니켈일 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상대적으로 제1 금속 플레이트(212)가 구비한 금속 보다 전기 전도성이 높은 금속을 구비함으로써, 모듈 버스바(210)의 전류 손실을 줄일 수 있고, 배터리 모듈(200)의 전력 손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 상기 높은 전도성을 가진 제2 금속 플레이트(214)는, 상대적으로 제1 금속 플레이트(212)보다 열 전도율이 높고 냉각 속도가 빠르다. 이에 따라, 배터리 모듈(200)의 열 방출을 도와 배터리 모듈(200)의 냉각 효율을 크게 높일 수 있다.
반대로, 상기 제1 금속 플레이트(212)는, 상기 제2 금속 플레이트(214)가 구비한 금속 보다 비저항이 높은 금속을 구비함으로써, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b)를 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 저항 용접시, 비저항이 높은 금속에 의해 용접 부위에서 높은 저항열을 발생시킬 수 있어, 용접 공정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 접속부(212b)는, 2개로 분지된 구조를 포함할 수 있다. 즉, 상기 접속부(212b)는, 분지된 2개의 플레이트 형상 사이에 소정 거리의 간극이 형성된 형태일 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 접속부(212b)는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)로부터 2개로 분지된 구조(분리된 구조) 형태로 수평 방향으로 돌출 연장되어 형성될 수 있다.
한편, 다시 도 3을 참조하면, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)에 클래드 접합될 수 있다. 여기서, 상기 제2 금속 플레이트(214)와 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)가 클래드 접합된 부위는, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 금속과 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)의 금속이 서로 금속 결합된 상태일 수 있다.
즉, 상기 제2 금속 플레이트(214)와 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)가 서로 소정 온도에서 압연 접합되는 과정에서, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 일부 금속과 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)의 일부 금속이 서로 금속 결합되어 혼화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제2 금속 플레이트(214)가 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)에 클래드 접합됨으로써, 상기 제2 금속 플레이트(214)와 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a) 간의 전기적 연결성이 매우 우수하고, 상기 제2 금속 플레이트(214)와 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a) 간의 접합성(결합성)이 우수하여, 상기 모듈 버스바(210)의 내구성이 취약해지는 것을 방지할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 버스바의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 모듈 버스바(210B)는, 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a)와 대면하고 있는 상기 제2 금속 플레이트(214B)의 외측면에, 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a)가 위치된 방향으로 돌출된 결합 돌기(212p)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 결합 돌기(212p)의 형상은, 요철 구조일 수 있다.
그러나, 상기 결합 돌기(212p)의 형상을 요철 구조로만 한정되는 것은 아니고, 상기 결합 돌기(212p)가 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a)에 삽입 고정되어 두 부재의 결합력을 높일 수 있는 적절한 형상이면 적용이 가능하다.
나아가, 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a)에는 상기 결합 돌기(212p)가 삽입 고정되도록 내입된 결합홈(212h)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 결합홈(212h)은, 상기 결합 돌기(212p)의 외형과 대응되는 구조로 내입된 형태일 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a)와 대면하고 있는 상기 제2 금속 플레이트(214B)의 외측면에는, 하부 방향으로 돌출 연장된 9개의 결합 돌기(212p)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a)에는 9개의 결합 돌기(212p)와 대응되는 형상으로 내입된 9개의 결합홈(212h)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제2 금속 플레이트(214B)의 외측면에는 결합 돌기(212p)를 형성시키고, 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a)에는 결합홈(212h)을 형성시키므로 써, 상기 제2 금속 플레이트(214B)가 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a)에 강한 결합력으로 접합될 수 있다. 특히, 상기 제1 금속 플레이트(212B)의 본체부(212a) 상에 제2 금속 플레이트(214B)를 압연 접합할 경우, 상기 결합 돌기(212p)는, 도 3의 모듈 버스바(210)와 비교시, 상기 제2 금속 플레이트(214B)와의 접촉면적(결합면적)을 증가시킬 수 있어, 높은 결합력을 발휘하고 접합 부위에 금속 혼화가 비교적 잘 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 버스바의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 또 다른 일 실시예에 따른 모듈 버스바(210C)는, 상기 제1 금속 플레이트(212C)의 본체부(212a)에는 상기 제2 금속 플레이트(214)의 적어도 일부위가 삽입되도록 구성된 삽입부(212i)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 삽입부(212i)는, 외측 방향으로 돌출된 지지벽(212w)이 구비될 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 금속 플레이트(212C)의 본체부(212a)에는, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 일부위가 삽입되도록 삽입 공간이 형성된 삽입부(212i)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 삽입부(212i)에는, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 수평 방향의 양측부를 지지하도록 상부 방향으로 돌출 형성된 2개의 지지벽(212w)이 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 금속 플레이트(212C)의 본체부(212a)에 지지벽(212w)이 구비된 삽입부(212i)를 형성시키므로서, 상기 제2 금속 플레이트(214)가 1차적으로 안착 고정될 수 있다. 특히, 상기 제1 금속 플레이트(212C)의 본체부(212a) 상에 제2 금속 플레이트(214)를 압연 접합할 경우, 상기 제2 금속 플레이트(214)가 정위치에 접합될 수 있도록, 상기 삽입부(212i)의 돌기가 안정적으로 지지 고정시킬 수 있는 이점이 있다. 더욱이, 상기 삽입부(212i)는, 도 3의 모듈 버스바(210)와 비교시, 상기 제2 금속 플레이트(214)와의 접촉면적을 증가시킬 수 있어, 높은 결합력과 접합 부위에 발생할 수 있는 전기 저항을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 버스바의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 모듈 버스바(210D)가 구비한 다른 형태의 제2 금속 플레이트(214D)에는, 몸체의 내부 방향으로 내입된 수용홈(214h)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 수용홈(214h)은, 상기 제1 금속 플레이트(212D)의 본체부(212a)의 적어도 일부위를 감쌀 수 있는 크기의 내부 공간을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2 금속 플레이트(214D)에는, 상기 제1 금속 플레이트(212D)의 본체부(212a)의 수평 방향의 좌우 측면과 상부면을 감쌀 수 있도록 내입된 수용홈(214h)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제2 금속 플레이트(214D)에 몸체의 내부 방향으로 내입된 수용홈(214h)을 형성시키므로 써, 상기 제2 금속 플레이트(214D)가 안정적으로 안착 결합될 수 있다. 특히, 상기 제1 금속 플레이트(212D)의 본체부(212a) 상에 제2 금속 플레이트(214D)를 압연 접합할 경우, 상기 제2 금속 플레이트(214D)가 정위치에 접합하기 전에, 상기 제2 금속 플레이트(214D)를 상기 제1 금속 플레이트(212D)의 본체부(212a) 상에 1차적으로 고정시킬 수 있어, 접합 공정을 손쉽게 하는 이점이 있다.
더욱이, 상기 수용홈(214h)은, 도 3의 모듈 버스바(210)와 비교할 경우, 상기 본체부(212a)와 상기 제2 금속 플레이트(214D)와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 높은 결합력과 접합 부위에 발생할 수 있는 전기 저항을 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 다시 도 2와 함께 도 3을 참조하면, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b)는, 상대적으로 제2 금속 플레이트(214) 보다 상하 방향의 두께(T1)가 더 얇을 수 있다. 여기서, 두께(T1)는, 상기 접속부(212b)가 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 대면하는 방향(상하 방향)의 두께(T1)를 의미한다.
구체적으로, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b)는, 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 효율적으로 접합되기 위해서는 용접시, 빠르게 용융되는 것이 적절하다. 반면에, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 용접이 이루워지는 부위가 아니고, 상기 원통형 전지셀(100)로부터 전달된 전류를 외부 전자장치로 전송하는 전류 경로 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 보다 전류 전송시 전류 손실을 최소화하기 위해 전기 저항을 줄일 필요가 있다. 이에 따라, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 전류가 흐르는 방향의 단면적이 되도록 큰 것이 적절하다. 즉, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 두께(T2)는 두꺼울수록 전력 손실을 줄일 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모듈 버스바(210)는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b)가 상하 방향의 두께(T1)가 상대적으로 제2 금속 플레이트(214)의 두께(T2) 보다 더 얇을 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b)의 두께(T1)를 얇게 구성함으로써, 상기 접속부(212b)와 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111) 간의 용접을 빠르고 낮은 공정 온도에서 진행할 할 수 있다. 즉, 저항 용접시, 두꺼운 경우와 비교할 때, 상기 접속부(212b)가 얇을수록 낮은 온도에서 빠르게 용융시킬 수 있는 이점이 있다. 이에 따라, 제조 공정의 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 용접 온도에 따른 원통형 전지셀(100)의 불량 발생을 최소화할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모듈 버스바를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 8은, 도 7의 D-D' 선을 따라 모듈 버스바의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2와 함께, 도 7 및 도 8을 참조하면, 또 다른 일 실시예에 따른 모듈 버스바(210E)는, 제3 금속 플레이트(216)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 금속 플레이트(216)는, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 외측면에 접합된 접합부(216a)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 접합부(216a)는, 제2 금속 플레이트(214) 상에 위치될 수 있다. 더욱이, 상기 접합부(216a)는, 상기 2열로 배열된 복수의 원통형 전지셀(100) 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제3 금속 플레이트(216)는, 상기 접합부(216a)의 일측으로부터 수평 방향(w)으로 연장 형성된 복수의 접속 연장부(216b)가 형성될 수 있다. 나아가, 상기 접합부(216a)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제3 금속 플레이트(216)는, 상대적으로 상기 제2 금속 플레이트(214) 보다 전기 전도성이 낮은 금속을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 금속 플레이트(216)는, 니켈 소재를 구비할 수 있다. 더욱이, 상기 제3 금속 플레이트(216)는 니켈, 알루미늄, 금, 은 등이 주재료로 구성된 금속 합금이면 모두 적용이 가능하다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모듈 버스바(210E)는, 제1 금속 플레이트(212), 제2 금속 플레이트(214), 및 제3 금속 플레이트(216)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제1 금속 플레이트(212) 및 상기 제3 금속 플레이트(216)는 니켈을 주로 구비할 수 있다. 또한, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 주로 구리를 구비할 수 있다. 즉, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트(212) 및 상기 제2 금속 플레이트(214) 보다 높은 전기 전도성을 가질 수 있다. 더욱이, 상기 제3 금속 플레이트(216)는, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 외측면에 접합된 접합부(216a)와 상기 접합부(216a)의 일측으로부터 수평 방향으로 연장 형성된 복수의 접속 연장부(216b)를 구비할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 다른 실시에에 따른 모듈 버스바(210E)는, 추가적으로 제3 금속 플레이트(216)를 구비함으로써, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a), 상기 제2 금속 플레이트(214), 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접합부(216a)를 압연 접합할 수 있다. 이에 따라, 모듈 버스바(210E)의 금속 플레이트들 간의 접합력을 보다 향상시키고, 상기 원통형 전지셀(100)과 전기적으로 연결되는 제1 금속 플레이트(212) 및 제3 금속 플레이트(216)와 제2 금속 플레이트(214) 간의 접합 면적이 증대되어 접합에 따른 전기 저항을 최소화할 수 있고, 모듈 버스바(210E)의 전류 손실을 줄일 수 있다.
다시, 도 7 및 도 8을 참조하면, 또 다른 일 실시예에 따른 모듈 버스바(210E)는, 도 3의 모듈 버스바(210)의 접속부(212b)와 다른 형태의 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1)를 가질 수 있다. 즉, 상기 모듈 버스바(210E)는 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b)가, 상기 접속부(212b1)과 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1) 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b)는 수평 방향으로 서로 평행하게 배치될 수 있다.
더욱이, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1) 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b)는 소정의 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1) 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b)의 이격된 거리는, 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)에 저항 용접시 적절한 저항열을 발생시킬 수 있는 거리로 이격되는 것이 적절하다.
나아가, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1) 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b)는 서로 같은 소재로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1) 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b)는, 니켈 소재를 주로 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1) 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b)를 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)에 저항 용접하도록 소정 거리로 이격 배치할 경우, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1) 간의 전류 경로와 비교할 때, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1) 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b) 간의 전류 경로가 더욱 길고 전기 저항이 높아져, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 접속부(212b1)로부터 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111), 및 상기 제3 금속 플레이트(216)의 접속 연장부(216b)까지의 전류 경로로 전류가 집중될 수 있다. 이에 따라, 모듈 버스바(210E)와 전극 단자 간의 저항 용접이 효율적으로 이루어질 수 있다. 그리고, 제조 시간을 단축하고, 용접성이 우수한 배터리 모듈(200)을 제조할 수 있다.
다시 도 1과 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 형태의 모듈 버스바(210A)의 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a) 보다 외부 방향으로 돌출 연장되게 구성된 돌출부(214a)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 돌출부(214a)는, 외부 입출력 단자가 결합되도록 결합 구조가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 돌출부(214a)에는 외부 입출력 단자(도시하지 않음)가 삽입 결합되는 천공된 고정홀(214b)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 외부 입출력 단자는, 상기 고정홀(214b)에 삽입 체결될 수 있는 볼트 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 6개의 모듈 버스바(210A) 중, 2개의 모듈 버스바(210A)에 돌출부(214a)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 각각의 돌출부(214a)에는, 외부 입출력 단자(도시하지 않음)가 결합되는 고정홀(214b)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 금속 플레이트(212) 보다는 제2 금속 플레이트(214)에 외부 입출력 단자가 결합되도록 돌출부(214a)를 형성시킬 경우, 제1 금속 플레이트(212)를 보다 전기 전도성이 높은 제2 금속 플레이트(214)를 통해서 외부 전자기기로 전력을 송부할 수 있으므로, 배터리 모듈(200)로부터 공급되는 전력 손실을 최소화할 수 있다. 그리고, 상기 제2 금속 플레이트(214)는 방열 특성이 제1 금속 플레이트(212) 보다 우수하므로, 외부 입출력 단자에 발생된 열을 외부로 방열하는데 더 유리하다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 대한 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200F)은, 상기 모듈 하우징(220)에, 상기 모듈 버스바(210)가 외측에 탑재되는 탑재부(222)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 모듈 하우징(220)의 상측면 또는 하측면에는, 상기 모듈 버스바(210)가 탑재될 수 있는 탑재부(222)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 모듈 하우징(220)에 수납된 복수의 원통형 전지셀(100) 사이 즉, 상기 모듈 하우징(220)의 두 수용부 사이에 상기 모듈 버스바(210)가 탑재될 수 있는 탑재부(222)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 탑재부(222)에는, 상기 탑재부(222) 상에 탑재된 상기 모듈 버스바(210)를 내측 방향으로 가압 고정하는 후크 구조(222k)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 후크 구조(222k)는, 상기 모듈 버스바(210)의 상측면 또는 하측면으로부터 외측 방향으로 연장 돌출된 몸체부(222k1), 및 상기 몸체부(222k1)의 연장 방향의 단부로부터 상기 모듈 버스바(210)의 외측면을 가압하도록 수평 방향으로 연장된 가압부(222k2)를 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성은, 상기 후크 구조에 의해 가압된 모듈 버스바(210)는 안정적으로 고정되어, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자들(111, 112)과 접합된 구조를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 후크 구조의 내부 방향의 가압 힘에 의해 복수의 금속 플레이트 간의 접합 상태를 긴밀하게 유지시켜줄 수 있어, 모듈 버스바(210)의 내구성 또한 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(도시하지 않음)은, 상기 배터리 모듈(200)을 적어도 둘 이상 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 적어도 둘 이상의 배터리 모듈(200)은, 일 방향으로 정렬 배치된 구조일 수 있다. 경우에 따라, 상기 배터리 팩은, 방열 목적으로 히트 싱크(도시하지 않음)를 더 구비할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 전자 디바이스(도시하지 않음)는, 상기 배터리 팩을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 배터리 팩은, 상기 전자 디바이스의 외장 케이스 내부에 수용될 수 있다. 또한, 상기 전자 디바이스는, 전기 자전거와 같은 이동 수단일 수 있고, 또는 전동 공구 등일 수 있다.
한편, 다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 모듈 버스바(210)를 제조하는 방법은, 형상 가공 단계, 접합 단계, 및 펀칭 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 형상 가공 단계는, 제1 금속 플레이트(212)의 복수의 원통형 전지셀(100)이 배열된 방향으로 연장된 본체부(212a)와 상기 복수의 원통형 전지셀(100) 사이를 전기적으로 연결하도록 구성된 접속부(212b)를 압연 롤러(도시하지 않음)를 사용하여 압연하여 형상 가공하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 접합 단계는, 소정 온도에서 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a) 상에 상기 제1 금속 플레이트(212) 보다 높은 전기 전도성을 가진 제2 금속 플레이트(214)를 압연하여 클래딩 접합시키는 단계일 수 있다. 이때, 사용되는 압연은 통상의 열 처리 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 열 처리 온도는 상온에서부터 니켈 및 구리의 융점보다 낮은 온도가 될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 소정 온도는 100℃ 내지 500℃가 될 수 있다. 그리고, 상기 펀칭 단계는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 상기 본체부(212a)로부터 수평 방향으로 연장된 접속부(212b)가 형성되도록 다이(도시하지 않음)를 사용하여 펀칭 성형하는 단계일 수 있다. 이때 다이는, 상기 접속부(212b)가 소정의 간극을 가진 분지된 구조를 가지도록 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 모듈 버스바(210)를 제1 금속 플레이트(212) 및 제2 금속 플레이트(214)가 서로 클래딩 접합하도록 구성함으로써, 단일의 금속 플레이트로 이루어진 버스바와 비교하여, 2가지 장점을 가질 수 있다. 즉, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)과 접합되도록 구성된 제1 금속 플레이트(212)는 상대적으로 상기 제2 금속 플레이트(214) 보다 낮은 전기 전도성을 가진 금속을 구비하고, 방열 특성이 낮아 용접이 용이한 장점이 있다. 그리고, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트(212) 보다 높은 전기 전도성을 가진 금속을 구비함으로써, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)로부터 공급된 전류를 전력 손실을 최소화하여 전송할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 모듈 버스바(210)는 상기 제1 금속 플레이트(212) 및 상기 제2 금속 플레이트(214)가 서로 클래딩 접합(금속 혼화됨)하도록 구성되기 때문에, 두 부재의 접합 부위에서 발생되는 전기 저항을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
한편, 다시 도 4를 참조하면, 상기 압연 단계에서, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 형성된 상기 제1 금속 플레이트(212)가 위치된 방향으로 돌출된 결합 돌기(212p)가 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)에 삽입 결합될 수 있다.
이때, 상기 결합 돌기(212p)의 형상은, 요철 구조일 수 있다. 그러나, 상기 결합 돌기(212p)의 형상을 요철 구조로만 한정되는 것은 아니고, 상기 결합 돌기(212p)가 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)에 삽입 고정되어 두 부재의 결합력을 높일 수 있는 적절한 형상이면 적용이 가능하다.
나아가, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)에는 상기 결합 돌기(212p)가 삽입 고정되도록 내입된 결합홈(212h)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 결합홈(212h)은, 상기 결합 돌기(212p)의 외형과 대응되는 구조로 내입된 형태일 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 외측면에는 결합 돌기(212p)를 형성시키고, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)에는 결합홈(212h)을 형성시키므로 써, 상기 제2 금속 플레이트(214)가 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)에 강한 결합력으로 접합될 수 있다. 더욱이, 상기 제2 금속 플레이트(214)와 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)의 접합 부위에 금속 혼화가 비교적 잘 이루어질 수 있는 효과가 있다.
한편, 다시 도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 제조방법은, 상기 제2 금속 플레이트(214)의 고정홀(214b)이 형성되도록 구성된 다이(도시하지 않음)를 사용하여 펀칭 성형하는 성형 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 금속 플레이트(214)는, 상기 제1 금속 플레이트(212)의 본체부(212a)로부터 외부 방향으로 돌출되도록 길게 연장된 돌출부(214a)를 형성시킬 수 있다. 또한, 상기 돌출부(214a)에는, 외부 입출력 단자가 삽입되도록 천공된 고정홀(214b)이 형성되도록 형상 가공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 금속 플레이트(212) 보다 제2 금속 플레이트(214)에 외부 입출력 단자가 결합되도록 돌출부(214a)가 형성될 경우, 제1 금속 플레이트(212)를 보다 전기 전도성이 높은 제2 금속 플레이트(214)를 통해서 외부 전자기기로 전력을 송부할 수 있으므로, 배터리 모듈(200)로부터 공급되는 전력 손실을 최소화할 수 있다. 그리고, 상기 제2 금속 플레이트(214)는 방열 특성이 제1 금속 플레이트(212) 보다 우수하므로, 외부 입출력 단자에 발생된 열을 외부로 방열하는데 더 유리하다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 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.
200: 배터리 모듈 210: 모듈 버스바
100: 원통형 전지셀 220: 모듈 하우징
220s1, 220s2: 수용부
111, 112: 전극 단자 212: 제1 금속 플레이트
214: 제2 금속 플레이트 216: 제3 금속 플레이트
220a, 220b: 상부 케이스, 하부 케이스 212a, 212b: 본체부, 접속부
212p, 212h: 결합 돌기, 결합홈 212i: 삽입부
212w: 지지벽 214h: 수용홈
216a, 216b: 접합부, 접속 연장부 214a, 214b: 돌출부, 고정홀
222: 탑재부 222k: 후크 구조

Claims (15)

  1. 전극 단자가 상부 및 하부에 각각 형성된 복수의 원통형 전지셀;
    상기 복수의 원통형 전지셀을 삽입 수용하도록 복수의 중공 구조를 가진 수용부가 구비된 모듈 하우징; 및
    상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 또는 하부에 위치하고 수평 방향으로 연장된 본체부 및 상기 본체부의 일측으로부터 상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉되도록 수평 방향으로 연장 형성된 복수의 접속부가 구비된 제1 금속 플레이트, 및 상기 제1 금속 플레이트의 본체부에 접합되고 상대적으로 상기 제1 금속 플레이트 보다 전기 전도성이 높은 금속을 가진 제2 금속 플레이트를 구비한 모듈 버스바
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 금속 플레이트는, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부에 클래드 접합된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 플레이트의 본체부와 대면하고 있는 상기 제2 금속 플레이트의 외측면에는, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부가 위치된 방향으로 돌출된 결합 돌기가 형성되고,
    상기 제1 금속 플레이트의 본체부에는 상기 결합 돌기가 삽입 고정하도록 내입된 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 플레이트의 본체부는, 상기 제2 금속 플레이트의 적어도 일부위가 삽입되도록 외측 방향으로 돌출된 지지벽이 구비된 삽입부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 금속 플레이트에는, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부의 적어도 일부위를 감싸도록 몸체의 내부 방향으로 내입된 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 플레이트의 접속부는, 상대적으로 제2 금속 플레이트 보다 두께가 더 얇은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 버스바는, 상기 제2 금속 플레이트의 외측면에 접합된 접합부 및 상기 접합부의 일측으로부터 상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉되도록 수평 방향으로 연장 형성된 복수의 접속 연장부가 형성된 제3 금속 플레이트를 더 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 금속 플레이트의 접속부 및 상기 제3 금속 플레이트의 접속 연장부는, 소정 거리로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 금속 플레이트는, 상기 제1 금속 플레이트의 본체부로부터 외부 방향으로 돌출 연장되게 구성된 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부에는 외부 입출력 단자가 삽입 결합되는 고정홀이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 하우징에는, 상기 모듈 버스바가 외측에 탑재되는 탑재부가 형성되고,
    상기 탑재부에는, 상기 탑재부 상에 탑재된 상기 모듈 버스바를 내측 방향으로 가압 고정하는 후크 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  13. 모듈 버스바를 제조하는 방법으로서,
    제1 금속 플레이트의 복수의 원통형 전지셀이 배열된 방향으로 연장된 본체부와 상기 복수의 원통형 전지셀 사이를 전기적으로 연결하도록 구성된 접속부를 압연 롤러를 사용하여 압연하여 형상 가공 단계;
    소정 온도에서 상기 제1 금속 플레이트의 본체부 상에 상기 제1 금속 플레이트 보다 높은 전기 전도성을 가진 제2 금속 플레이트를 압연하여 클래딩 접합시키는 접합 단계; 및
    상기 제1 금속 플레이트의 상기 본체부로부터 수평 방향으로 연장된 접속부가 형성되도록 다이를 사용하여 펀칭 성형하는 펀칭 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 압연 단계에서, 상기 제2 금속 플레이트의 형성된 상기 제1 금속 플레이트가 위치된 방향으로 돌출된 결합 돌기가 상기 제1 금속 플레이트의 본체부에 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제조방법은,
    상기 제2 금속 플레이트의 외부 입출력 단자가 형성되도록 다이를 사용하여 펀칭 성형하는 성형 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230126920A (ko) 2022-02-24 2023-08-31 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀들에 대한 전기적 연결 구성을 개선한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
WO2024039192A1 (ko) * 2022-08-17 2024-02-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11532858B2 (en) * 2020-03-04 2022-12-20 Damon Motors Inc. Busbar holder for battery
CN113725560A (zh) * 2021-07-23 2021-11-30 浙江南都电源动力股份有限公司 软包电池连接板、极耳焊接工装及其焊接方法
DE102021006202B3 (de) 2021-12-16 2022-12-22 Mercedes-Benz Group AG Batteriemodul mit einem Modulgehäuse

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004127554A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Sanyo Electric Co Ltd 接続リード板およびリード板付き電池
JP2011113845A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Sugai Sogyo:Kk 単電池の接続装置、この接続装置を具備する組電池およびその製造方法
JP2013143257A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Toyota Motor Corp バスバー用板状導電体及びそれからなるバスバー
KR20140008123A (ko) * 2012-07-10 2014-01-21 인셀(주) 전지 장착용 케이스 및 이를 구비한 전지 어셈블리
JP3189971U (ja) * 2013-05-17 2014-04-10 昇陽國際半導體股▲ふん▼有限公司 電池セル固定装置およびその動力電池パック
KR20170025074A (ko) * 2015-08-27 2017-03-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH064534Y2 (ja) * 1988-06-09 1994-02-02 三洋電機株式会社 電池装置
DE69305061T2 (de) 1992-12-22 1997-02-27 Honda Motor Co Ltd Batterie mit rostschützender Struktur
JP3133002B2 (ja) * 1996-10-30 2001-02-05 溶融炭酸塩型燃料電池発電システム技術研究組合 燃料電池
JP2000036299A (ja) * 1998-07-17 2000-02-02 Japan Storage Battery Co Ltd 電池用の端子接続板
JP3848565B2 (ja) * 2001-11-27 2006-11-22 松下電器産業株式会社 電池間接続構造および電池モジュール並びに電池パック
JP4127501B2 (ja) 2002-11-19 2008-07-30 松下電器産業株式会社 電池間接続構造および電池モジュール並びに電池パック
JP5044108B2 (ja) * 2004-09-14 2012-10-10 パナソニック株式会社 電池間接続装置
US7776467B2 (en) 2005-07-05 2010-08-17 Panasonic Corporation Inter-battery connection device
CN102189382B (zh) * 2011-04-28 2013-02-27 上海交通大学 嵌入式铜-铝-铜复合板材的制备方法
KR101201066B1 (ko) * 2011-06-14 2012-11-14 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
FR2979472B1 (fr) 2011-08-29 2013-08-23 Batscap Sa Connecteur dispose entre deux ensembles de stockage d'energie
US9318734B2 (en) 2012-05-21 2016-04-19 Tyco Electronics Corporation Bimetal buss bar assembly
DE102012219782A1 (de) 2012-10-29 2014-04-30 Lisa Dräxlmaier GmbH Batteriemodul
US9263762B2 (en) 2013-11-22 2016-02-16 Lanyang Energy Technology Co., Ltd. Lithium ion batteries
KR20150064348A (ko) * 2013-12-03 2015-06-11 주식회사 유라코퍼레이션 클래드메탈 버스바 및 그 제조방법
KR20160069242A (ko) 2014-12-08 2016-06-16 희성금속 주식회사 자동차 릴레이 접점용 클래드의 제조방법 및 이로부터 제조된 자동차 릴레이 접점용 클래드
CN206194879U (zh) 2016-11-21 2017-05-24 山东精工电子科技有限公司 一种易组装便于散热动力圆柱锂电池模块
KR102299349B1 (ko) 2017-04-10 2021-09-08 현대자동차주식회사 차량용 egr 쿨러

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004127554A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Sanyo Electric Co Ltd 接続リード板およびリード板付き電池
JP2011113845A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Sugai Sogyo:Kk 単電池の接続装置、この接続装置を具備する組電池およびその製造方法
JP2013143257A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Toyota Motor Corp バスバー用板状導電体及びそれからなるバスバー
KR20140008123A (ko) * 2012-07-10 2014-01-21 인셀(주) 전지 장착용 케이스 및 이를 구비한 전지 어셈블리
JP3189971U (ja) * 2013-05-17 2014-04-10 昇陽國際半導體股▲ふん▼有限公司 電池セル固定装置およびその動力電池パック
KR20170025074A (ko) * 2015-08-27 2017-03-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230126920A (ko) 2022-02-24 2023-08-31 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀들에 대한 전기적 연결 구성을 개선한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
WO2024039192A1 (ko) * 2022-08-17 2024-02-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩

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