KR20220101806A - 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20220101806A
KR20220101806A KR1020210003729A KR20210003729A KR20220101806A KR 20220101806 A KR20220101806 A KR 20220101806A KR 1020210003729 A KR1020210003729 A KR 1020210003729A KR 20210003729 A KR20210003729 A KR 20210003729A KR 20220101806 A KR20220101806 A KR 20220101806A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fpcb
battery module
support
temperature
bus bar
Prior art date
Application number
KR1020210003729A
Other languages
English (en)
Inventor
이응호
강형관
김관용
김상연
신동진
이승훈
Original Assignee
에스케이온 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 에스케이온 주식회사 filed Critical 에스케이온 주식회사
Priority to KR1020210003729A priority Critical patent/KR20220101806A/ko
Priority to US17/574,316 priority patent/US20220223981A1/en
Priority to EP22151245.2A priority patent/EP4037062A3/en
Publication of KR20220101806A publication Critical patent/KR20220101806A/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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • 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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • 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
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • 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
    • H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • 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
    • H01M50/298—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the wiring of battery packs
    • 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
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • 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
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0277—Bendability or stretchability details
    • H05K1/028—Bending or folding regions of flexible printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0284—Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
    • 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
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09818—Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/0999—Circuit printed on or in housing, e.g. housing as PCB; Circuit printed on the case of a component; PCB affixed to housing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10037—Printed or non-printed battery

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따른 배터리 모듈은 버스바에서 센싱하는 전압 또는 온도에 관한 정보의 전달 경로 제공을 위해 FPCB를 활용하고 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 상기 전압 또는 온도에 관한 정보의 전달 경로 제공을 위해 FPCB 대신 RPCB 또는 와이어를 활용하는 경우에 비해, 배터리 모듈의 높이 방향 크기를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 배터리 모듈의 부피당 에너지 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

배터리 모듈{BATTERY MODULE}
본 발명은 부피당 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.
이차 전지는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 변경해 저장해 두었다가 필요할 때 전기를 만들어 내는 장치로서, 전력을 사용하는 전자기기, 전기 자동차 및 하이브리드 자동차 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
이차 전지는 다수 개의 배터리 셀을 일방향으로 적층한 배터리 모듈 형태로 제작된다. 여기서, 상기 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀의 전압을 센싱하기 위해, 하나의 배터리 셀의 양측으로 형성된 전극탭과 다른 배터리 셀의 양측으로 형성된 전극탭을 전기적으로 연결한다. 이와 같이 배터리 셀의 전압 등 배터리 셀의 특성을 센싱해내기 위해 배터리 모듈에 포함시키는 부재를 센싱 조립체라고 한다.
하기 특허문헌 1에서는 배터리 셀의 특성을 산출해내기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 배터리 모듈에 대해 개시하고 있다.
도 1에 도시된 배터리 모듈은 다수 개의 이차전지로 이루어지는 셀 어셈블리(1)와, 상기 셀 어셈블리의 상부에 배치된 어퍼 하우징(2)과, 상기 이차전지의 전극 리드와 접촉하는 버스바를 구비하는 센싱 블록(3)으로 구성된다. 도 1에 도시된 배터리 모듈은 조립성을 개선하는 것이 주요 과제로서, 이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 어퍼 하우징(2)과 슬라이딩 결합된 센싱 블록(3)을 활용하고 있다. 하지만, 어퍼 하우징(2)과 슬라이딩 결합된 센싱 블록(3)을 활용할 경우에는 배터리 모듈의 전체 부피가 증가되어 부피당 에너지 효율이 낮아지게 된다.
공개특허공보 제2018-0135701호(2018.12.21)
본 발명은 부피당 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 외부에서 가해지는 충격으로부터 손상의 위험을 감소시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제만으로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 다수 개의 배터리 셀; 상기 다수 개의 배터리 셀 각각의 양극탭 및 음극탭 중 어느 하나와 결합되는 전방 버스바; 상기 전방 버스바를 고정시키는 전방 지지체; 상기 전방 지지체의 외측에 배치되며, 상기 전방 버스바와 전기적으로 연결되는 전방 RPCB(Rigid Printed Circuit Board, 경성 회로 기판); 상기 전방 RPCB와 전기적으로 연결되는 전방 FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 연성 회로 기판); 상기 전방 FPCB와 전기적으로 연결되어, 상기 전방 FPCB를 통해 전달되는 정보를 상기 배터리 모듈의 외부로 출력하는 제1 와이어; 상기 다수 개의 배터리 셀 각각의 양극탭 및 음극탭 중 다른 하나와 결합되는 후방 버스바; 상기 후방 버스바를 고정시키는 후방 지지체; 상기 후방 지지체의 외측에 배치되며, 상기 후방 버스바와 전기적으로 연결되는 후방 RPCB; 상기 후방 RPCB와 전기적으로 연결되는 후방 FPCB; 및 상기 후방 FPCB와 전기적으로 연결되어, 상기 후방 FPCB를 통해 전달되는 정보를 상기 배터리 모듈의 외부로 출력하는 제2 와이어를 포함할 수 있다.
상기 전방 버스바와 상기 전방 RPCB는 상기 배터리 모듈의 높이 방향으로 나란히 배치되고, 상기 후방 버스바와 상기 후방 RPCB 역시 상기 배터리 모듈의 높이 방향으로 나란히 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 일측이 상기 전방 버스바와 연결되고, 타측이 상기 전방 RPCB와 연결되는 전방 도전체; 및 일측이 상기 후방 버스바와 연결되고, 타측이 상기 후방 RPCB와 연결되는 후방 도전체를 더 포함할 수 있다.
상기 전방 RPCB는 상기 전방 지지체의 외측에 배치될 수 있고, 상기 후방 RPCB는 상기 후방 지지체의 외측에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기 전방 FPCB 및 상기 제1 와이어와 각각 결합되어, 상기 전방 FPCB와 상기 제1 와이어를 전기적으로 연결시키는 제1 커넥터; 및 상기 후방 FPCB 및 상기 제2 와이어와 각각 결합되어, 상기 후방 FPCB와 상기 제2 와이어를 전기적으로 연결시키는 제2 커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 전방 FPCB는 상기 배터리 모듈의 폭 방향을 따라 형성되어 있는 부분과, 상기 배터리 모듈의 길이 방향을 따라 형성되어 있는 부분을 포함할 수 있고, 상기 후방 FPCB 역시 상기 배터리 모듈의 폭 방향을 따라 형성되어 있는 부분과, 상기 배터리 모듈의 길이 방향을 따라 형성되어 있는 부분을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기 다수 개의 배터리 셀 상측에 배치됨과 동시에, 상기 전방 FPCB의 하측 및 상기 후방 FPCB의 하측에 배치되어, 상기 전방 FPCB 및 상기 후방 FPCB를 지지하는 전후방 FPCB 지지체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기 전방 지지체의 내측 또는 상기 후방 지지체의 내측에 구비되어, 상기 다수 개의 배터리 셀 중 적어도 하나 이상의 배터리 셀의 온도를 센싱하는 적어도 하나 이상의 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 온도 센서는, 상기 전방 지지체의 상측 및 하측에 각각 구비되거나, 상기 후방 지지체의 상측 및 하측에 각각 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공하기 위해 상기 전방 FPCB 또는 상기 후방 FPCB와 결합되는 온도 정보 전달용 FPCB를 더 포함할 수 있다.
상기 온도 정보 전달용 FPCB는, 상기 전방 지지체에 배치되며, 상기 전방 지지체의 내측에 구비된 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공하는 전방 온도 정보 전달용 FPCB; 상기 후방 지지체에 배치되며, 상기 후방 지지체의 내측에 구비된 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공하는 후방 온도 정보 전달용 FPCB; 상기 전방 지지체의 내측에 구비된 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보와 상기 후방 지지체의 내측에 구비된 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보를 취합하기 위해, 상기 전방 온도 정보 전달용 FPCB 및 상기 후방 온도 정보 전달용 FPCB와 각각 결합되는 온도 정보 취합용 FPCB; 및 상기 온도 정보 취합용 FPCB와 결합되어, 상기 온도 정보 취합용 FPCB에서 취합된 온도에 관한 정보를 상기 전방 FPCB 또는 상기 후방 FPCB에 전달하는 연결 FPCB를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기 다수 개의 배터리 셀 상측에 배치됨과 동시에, 상기 온도 정보 취합용 FPCB의 하측에 배치되어, 상기 온도 정보 취합용 FPCB를 지지하는 온도 정보 취합용 FPCB 지지체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은 버스바에서 센싱하는 전압 또는 온도에 관한 정보의 전달 경로 제공을 위해 FPCB를 활용하고 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 상기 전압 또는 온도에 관한 정보의 전달 경로 제공을 위해 FPCB 대신 RPCB 또는 와이어를 활용하는 경우에 비해, 배터리 모듈의 높이 방향 크기를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 배터리 모듈의 부피당 에너지 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 FPCB를 통해 전달되는 정보를 배터리 모듈의 외부로 출력하기 위하여 와이어를 활용하고 있다. 이러한 본 발명에 의하면, FPCB가 배터리 모듈의 외부에 그대로 노출되는 경우에 비해, 외부에서 가해지는 충격으로부터 FPCB, 나아가 배터리 모듈이 손상될 위험을 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체의 후면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체의 평면도이다.
도 8은 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보가 전달되는 경로를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 모듈에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 어디까지나 예시적으로 제공되는 것으로서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들로 한정되지 않고 다른 형태로 얼마든지 구체화될 수 있다. 본 발명에 대한 설명에서 '항목 A' 또는 '항목 B'는, '항목 A'만을 지칭하거나, '항목 B'만을 지칭하거나, '항목 A'와 '항목 B'를 모두 지칭하는 것을 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1000)은 다수 개의 배터리 셀(100) 및 센싱 조립체(200)를 포함할 수 있다.
또한, 배터리 모듈(1000)은 다수 개의 배터리 셀(100) 및 센싱 조립체(200)를 커버하기 위해 전방 케이스(310), 후방 케이스(320), 측방 및 하방 케이스(330) 및 상방 케이스(340)를 더 포함할 수 있다. 전방 케이스(310)와 후방 케이스(320)는 서로 마주보는 곳에 위치하며, 각각 센싱 조립체(200)의 전방 및 후방을 커버한다. 측방 및 하방 케이스(330)는 센싱 조립체(200)의 측방 및 하방을 커버하며, 상방 케이스(340)는 센싱 조립체(200)의 상방을 커버한다.
다수 개의 배터리 셀(100) 각각은 전극 조립체(미도시)를 수용하고 있는 파우치(110) 및 상기 파우치(110)의 양측으로 돌출된 전극탭(120)을 포함한다. 여기서, 파우치(110)의 일측으로 돌출된 전극탭(120)이 양극탭일 경우, 상기 파우치(110)의 타측으로 돌출된 전극탭(120)은 음극탭이다. 다수 개의 배터리 셀(100)은 배터리 모듈(1000)의 길이 방향(도 2의 +X축 방향)을 따라 적층되며, 이때 각 배터리 셀(100)의 파우치(110)는 다른 배터리 셀의 파우치와 면접할 수 있다.
도 4 내지 도 8은 배터리 모듈(1000)에 포함되는 센싱 조립체(200)에 관한 도시이다. 구체적으로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체의 정면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체의 후면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체의 평면도이고, 도 8은 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보가 전달되는 경로를 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 4 내지 도 8을 더 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체(200) 및 이를 포함하는 배터리 모듈(1000)에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 조립체(200)는 전방 버스바(211), 전방 지지체(212), 전방 RPCB(213), 전방 FPCB(215), 제1 와이어(217), 후방 버스바(221), 후방 지지체(222), 후방 RPCB(223), 후방 FPCB(225) 및 제2 와이어(227)를 포함한다.
전방 버스바(211)는 다수 개의 배터리 셀(100) 각각의 전극탭(120), 즉 양극탭 및 음극탭 중 어느 하나와 결합된다. 이때 전방 버스바(211)는 각 배터리 셀(100)의 양극탭 및 음극탭 중 어느 하나와 용접에 의해 전기적으로 연결될 수 있으며, 이와 같은 전기적 연결에 의해 전방 버스바(211)는 적어도 하나 이상의 배터리 셀(100)의 전압을 센싱해낼 수 있게 된다. 전방 버스바(211)에 의해 센싱되는 적어도 하나 이상의 배터리 셀(100)의 전압에 관한 정보는 후술하는 전방 RPCB(213), 전방 FPCB(215)를 거쳐 제1 와이어(217)로 전달될 수 있다.
전방 지지체(212)는 다수 개의 전방 버스바(211)를 고정시키는 역할을 한다. 전방 지지체(212)에는 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 2의 +Z축 방향)을 따라 슬릿이 구비될 수 있으며, 전방 버스바(211)에도 상기 전방 지지체(212)에 구비된 슬릿과 동일한 크기의 슬릿(Sfb)이 구비될 수 있다. 여기서, 전방 버스바(211) 및 전방 지지체(212)에 각각 구비된 슬릿의 높이는 전극탭(120)의 높이와 동일하거나 이보다 근소하게 클 수 있다.
전방 버스바(211)는 전방 지지체(212)의 외측(도 4에서 전방 지지체(212)를 기준으로 -Y축 방향에 위치하는 쪽)에 배치될 수 있으며, 통상의 고정 수단(볼트, 용접, 접착제 등)에 의해 전방 지지체(212)에 고정될 수 있다. 이때 전방 버스바(211)의 슬릿(Sfb)과 전방 지지체(212)의 슬릿은 서로 대응되도록 배치하는 것이 바람직하다. 각 배터리 셀(100)의 전극탭(120)은 전방 지지체(212)의 슬릿과 전방 버스바(211)의 슬릿(Sfb)에 순차적으로 삽입될 수 있으며, 이후 전방 버스바(211)와 전극탭(120)을 용접하여 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
전방 RPCB(213)는 전방 버스바(211)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 전방 RPCB(213)는 전방 버스바(211)와 마찬가지로 전방 지지체(212)의 외측에 배치될 수 있다. 전방 RPCB(213)가 전방 지지체(212)의 외측에 배치되는 경우에는, 전방 지지체(212)의 외측에 FPCB가 배치되는 경우에 비해 전방 지지체(212)의 강성을 향상시킬 수 있다.
전방 버스바(211)와 전방 RPCB(213)는 용접 등의 방법을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이때 전방 버스바(211)와 전방 RPCB(213)의 용접은, 전방 버스바(211)의 상부에 전방 RPCB(213)의 일부를 배치시킨 뒤 이루어질 수 있다.
또는, 전방 버스바(211)와 전방 RPCB(213)는, 일측이 전방 버스바(211)와 연결되고, 타측이 전방 RPCB(213)와 연결되는 전방 도전체(214)를 통해 전기적으로 연결될 수도 있다. 이때 전방 도전체(214)를 통한 전방 버스바(211)와 전방 RPCB(213)의 전기적 연결은, 전방 버스바(211)와 전방 RPCB(213)를 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 2의 +Z축 방향)으로 나란히 배치시키고, 전방 도전체(214)를 전방 버스바(211)와 전방 RPCB(213)의 상부에 각각 배치시킨 뒤, 전방 버스바(211)와 전방 도전체(214)의 용접, 및 전방 RPCB(213)와 전방 도전체(214)의 용접에 의해 이루어질 수 있다.
이와 같이 전방 버스바(211)와 전방 RPCB(213)의 전기적 연결에 전방 도전체(214)를 활용할 경우에는, 전방 버스바(211)의 상부에 전방 RPCB(213)의 일부를 배치시킨 뒤, 전방 버스바(211)와 전방 RPCB(213)를 용접하는 경우에 비해, 배터리 모듈(1000)의 폭 방향(도 2의 +Y축 방향) 크기를 감소시킬 수 있다.
전방 FPCB(215)의 일측은 전방 RPCB(213)와 전기적으로 연결되고, 전방 FPCB(215)의 타측은 후술하는 제1 커넥터(216)를 통해 제1 와이어(217)와 전기적으로 연결된다. 이때 전방 FPCB(215)와 전방 RPCB(213)의 전기적 연결을 더욱 확실히 실현하기 위하여, 전방 RPCB(213)의 영역 중 전방 FPCB(215)가 위치하는 영역에는, 전방 FPCB(215)를 덮는 형태로 보호 패드(300)가 구비될 수 있다.
종래에는 전방 버스바(211)에서 센싱하는 전압에 관한 정보의 전달 경로 제공을 위해 FPCB 대신 RPCB나 와이어를 활용하였으나, 이 경우에는 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 2의 +Z축 방향) 크기를 증가시키는 결과를 초래하게 된다. 이에 따라, 본 발명에서는 전방 버스바(211)에서 센싱하는 전압에 관한 정보의 전달 경로 제공을 위해 FPCB(즉, 전방 FPCB(215))를 활용하고 있으며, 이 경우에는 RPCB 또는 와이어를 활용하는 경우에 비해 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 2의 +Z축 방향) 크기를 감소시킬 수 있게 된다.
제1 커넥터(216)는 전방 FPCB(215) 및 제1 와이어(217)와 각각 결합되어, 전방 FPCB(215)와 제1 와이어(217)를 전기적으로 연결시킨다. 보다 구체적으로, 제1 커넥터(216)의 일측에는 전방 FPCB(215)가 결합될 수 있고, 제1 커넥터(216)의 타측에는 제1 와이어(217)가 결합될 수 있다. 전방 FPCB(215)와 제1 와이어(217)를 제1 커넥터(216)를 통해 전기적으로 연결시킴으로써, 전방 FPCB(215)와 제1 와이어(217) 간 전기적 연결을 더욱 확실히 실현할 수 있게 된다.
제1 와이어(217)는 전방 FPCB(215)와 전기적으로 연결되어, 전방 FPCB(215)를 통해 전달되는 정보를 배터리 모듈(1000)의 외부로 출력한다. 여기서, 전방 FPCB(215)를 통해 전달되는 정보는 적어도 하나 이상의 배터리 셀(100)의 전압에 관한 정보 또는 후술하는 온도에 관한 정보일 수 있다.
제1 와이어(217)의 일측은 전방 FPCB(215)와 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 제1 와이어(217)의 일측은 제1 커넥터(216)에 연결됨에 따라 전방 FPCB(215)와 간접적으로 연결될 수 있다. 제1 와이어(217)의 타측은 예를 들어 전기 자동차의 배터리 관리 시스템(미도시)에 연결될 수 있으며, 상기 배터리 관리 시스템은 제1 와이어(217)에서 출력되는 정보를 활용하여 다수 개의 배터리 셀(100)의 전압 밸런싱을 수행하거나, 다수 개의 배터리 셀(100)의 충방전을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전방 FPCB(215)의 일측은 전방 RPCB(213)와 전기적으로 연결되고, 전방 FPCB(215)의 타측은 제1 와이어(217)와 전기적으로 연결된다. 이때 제1 와이어(217)는 상기 배터리 관리 시스템 등에 연결되는 도선의 역할을 하기 때문에 배터리 모듈(1000)의 어느 일단에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전방 FPCB(215)는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1000)의 폭 방향(보다 구체적으로는, 도 4의 +Y축 방향)을 따라 형성되어 있는 부분과, 배터리 모듈(1000)의 길이 방향(보다 구체적으로는, 도 4의 -X축 방향)을 따라 형성되어 있는 부분을 포함하는 것이 바람직하다.
FPCB는 PCB나 와이어에 비해 두께가 매우 얇아서 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 4의 +Z축 방향) 크기를 줄이는 데 기여할 수 있지만, 외부 마찰에 취약하여 실사용 과정에서 쉽게 찢어져버리는 등 손상의 위험성이 크다. 이에 따라, 다수 개의 배터리 셀(100)의 상측에 배치됨과 동시에, 전방 FPCB(215)의 하측 및 후술하는 후방 FPCB(225)의 하측에 배치되어, 전방 FPCB(215) 및 후방 FPCB(225)를 물리적으로 견고하게 지지하는 전후방 FPCB 지지체(400)를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같은 전후방 FPCB 지지체(400)가 배터리 모듈(1000)에 구비될 경우, 다수 개의 배터리 셀(100)이 전방 FPCB(215) 및 후방 FPCB(225)에 대하여 직접적으로 마찰을 일으킬 가능성이 방지되기 때문에, 전방 FPCB(215) 및 후방 FPCB(225)에 가해지는 손상 염려가 훨씬 적어지게 된다.
후방 버스바(221)는 다수 개의 배터리 셀(100) 각각의 전극탭(120)과 결합된다. 후방 버스바(221)가 다수 개의 배터리 셀(100) 각각의 양극탭 및 음극탭 중 어느 하나와 결합될 경우, 상기 전방 버스바(221)와 마주보는 곳에 위치해 있는 후방 버스바(221)는 다수 개의 배터리 셀(100) 각각의 양극탭 및 음극탭 중 다른 하나와 결합된다. 이때 후방 버스바(221)는 각 배터리 셀(100)의 양극탭 및 음극탭 중 다른 하나와 용접에 의해 전기적으로 연결될 수 있으며, 이와 같은 전기적 연결에 의해 후방 버스바(221)는 적어도 하나 이상의 배터리 셀(100)의 전압을 센싱해낼 수 있게 된다. 후방 버스바(221)에 의해 센싱되는 적어도 하나 이상의 배터리 셀(100)의 전압에 관한 정보는 후술하는 후방 RPCB(223) 및 후방 FPCB(225)를 거쳐 제2 와이어(227)로 전달될 수 있다.
후방 지지체(222)는 다수 개의 후방 버스바(221)를 고정시키는 역할을 한다. 후방 지지체(222)에는 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 2의 +Z축 방향)을 따라 슬릿(SbS)이 구비될 수 있으며, 후방 버스바(221)에도 상기 후방 지지체(222)에 구비된 슬릿(SbS)과 동일한 크기의 슬릿(Sbb)이 구비될 수 있다. 여기서, 후방 버스바(221) 및 후방 지지체(222)에 각각 구비된 슬릿의 높이는 전극탭(120)의 높이와 동일하거나 이보다 근소하게 클 수 있다.
후방 버스바(221)는 후방 지지체(222)의 외측(도 4에서 후방 지지체(222)를 기준으로 +Y축 방향에 위치하는 쪽)에 배치될 수 있으며, 통상의 고정 수단(볼트, 용접, 접착제 등)에 의해 후방 지지체(222)에 고정될 수 있다. 이때 후방 버스바(221)의 슬릿(Sbb)과 후방 지지체(222)의 슬릿(SbS)은 서로 대응되도록 배치하는 것이 바람직하다. 각 배터리 셀(100)의 전극탭(120)은 후방 지지체(222)의 슬릿(SbS)과 후방 버스바(221)의 슬릿(Sbb)에 순차적으로 삽입될 수 있으며, 이후 후방 버스바(221)와 전극탭(120)을 용접하여 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
후방 RPCB(223)는 후방 버스바(221)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 후방 RPCB(223)는 후방 버스바(221)와 마찬가지로 후방 지지체(222)의 외측에 배치될 수 있다. 후방 RPCB(223)가 후방 지지체(222)의 외측에 배치되는 경우에는, 후방 지지체(222)의 외측에 FPCB가 배치되는 경우에 비해 후방 지지체(222)의 강성을 향상시킬 수 있다.
후방 버스바(221)와 후방 RPCB(223)는 용접 등의 방법을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이때 후방 버스바(221)와 후방 RPCB(223)의 용접은, 후방 버스바(221)의 상부에 후방 RPCB(223)의 일부를 배치시킨 뒤 이루어질 수 있다.
또는, 후방 버스바(221)와 후방 RPCB(223)는, 일측이 후방 버스바(221)와 연결되고, 타측이 후방 RPCB(223)와 연결되는 후방 도전체(224)를 통해 전기적으로 연결될 수도 있다. 이때 후방 도전체(224)를 통한 후방 버스바(221)와 후방 RPCB(223)의 전기적 연결은, 후방 버스바(221)와 후방 RPCB(223)를 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 2의 +Z축 방향)으로 나란히 배치시키고, 후방 도전체(224)를 후방 버스바(221)와 후방 RPCB(223)의 상부에 각각 배치시킨 뒤, 후방 버스바(221)와 후방 도전체(224)의 용접, 및 후방 RPCB(223)와 후방 도전체(224)의 용접에 의해 이루어질 수 있다.
이와 같이 후방 버스바(221)와 후방 RPCB(223)의 전기적 연결에 후방 도전체(224)를 활용할 경우에는, 후방 버스바(221)의 상부에에 후방 RPCB(223)의 일부를 배치시킨 뒤, 후방 버스바(221)와 후방 RPCB(223)를 용접하는 경우에 비해, 배터리 모듈(1000)의 폭 방향(도 2의 +Y축 방향) 크기를 감소시킬 수 있다.
후방 FPCB(225)의 일측은 후방 RPCB(223)와 전기적으로 연결되고, 후방 FPCB(225)의 타측은 후술하는 제2 커넥터(226)를 통해 제2 와이어(227)와 전기적으로 연결된다. 이때 후방 FPCB(225)와 후방 RPCB(223)의 전기적 연결을 더욱 확실히 실현하기 위하여, 후방 RPCB(223)의 영역 중 후방 FPCB(225)가 위치하는 영역에는, 후방 FPCB(225)를 덮는 형태로 보호 패드(300)가 구비될 수 있다.
종래에는 후방 버스바(221)에서 센싱하는 전압에 관한 정보의 전달 경로 제공을 위해 FPCB 대신 RPCB나 와이어를 활용하였으나, 이 경우에는 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 2의 +Z축 방향) 크기를 증가시키는 결과를 초래하게 된다. 이에 따라, 본 발명에서는 후방 버스바(221)에서 센싱하는 전압에 관한 정보의 전달 경로 제공을 위해 FPCB(즉, 후방 FPCB(225))를 활용하고 있으며, 이 경우에는 RPCB 또는 와이어를 활용하는 경우에 비해 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 2의 +Z축 방향) 크기를 감소시킬 수 있게 된다.
제2 커넥터(226)는 후방 FPCB(225) 및 제2 와이어(227)와 각각 결합되어, 후방 FPCB(225)와 제2 와이어(227)를 전기적으로 연결시킨다. 보다 구체적으로, 제2 커넥터(226)의 일측에는 후방 FPCB(225)가 결합될 수 있고, 제2 커넥터(226)의 타측에는 제2 와이어(227)가 결합될 수 있다. 후방 FPCB(225)와 제2 와이어(227)를 제2 커넥터(226)를 통해 전기적으로 연결시킴으로써, 후방 FPCB(225)와 제2 와이어(227) 간 전기적 연결을 더욱 확실히 실현할 수 있게 된다.
제2 와이어(227)는 후방 FPCB(225)와 전기적으로 연결되어, 후방 FPCB(225)를 통해 전달되는 정보를 배터리 모듈(1000)의 외부로 출력한다. 여기서, 후방 FPCB(225)를 통해 전달되는 정보는 적어도 하나 이상의 배터리 셀(100)의 전압에 관한 정보 또는 후술하는 온도에 관한 정보일 수 있다.
제2 와이어(227)의 일측은 후방 FPCB(225)와 직접적으로 연결될 수 있다. 또는, 제2 와이어(227)의 일측은 제2 커넥터(226)에 연결됨에 따라 후방 FPCB(225)와 간접적으로 연결될 수 있다. 제2 와이어(227)의 타측은 예를 들어 전기 자동차의 배터리 관리 시스템(미도시)에 연결될 수 있으며, 상기 배터리 관리 시스템은 제2 와이어(227)에서 출력되는 정보를 활용하여 다수 개의 배터리 셀(100)의 전압 밸런싱을 수행하거나, 다수 개의 배터리 셀(100)의 충방전을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 후방 FPCB(225)의 일측은 후방 RPCB(223)와 전기적으로 연결되고, 후방 FPCB(225)의 타측은 제2 와이어(227)와 전기적으로 연결된다. 이때 제2 와이어(227)는 상기 배터리 관리 시스템 등에 연결되는 도선의 역할을 하기 때문에 배터리 모듈(1000)의 어느 일단에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 후방 FPCB(225)는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(1000)의 폭 방향(보다 구체적으로는, 도 4의 -Y축 방향)을 따라 형성되어 있는 부분과, 배터리 모듈(1000)의 길이 방향(보다 구체적으로는, 도 4의 -X축 방향)을 따라 형성되어 있는 부분을 포함하는 것이 바람직하다.
FPCB는 PCB나 와이어에 비해 두께가 매우 얇아서 배터리 모듈(1000)의 높이 방향(도 4의 +Z축 방향) 크기를 줄이는 데 기여할 수 있지만, 외부 마찰에 취약하여 실사용 과정에서 쉽게 찢어져버리는 등 손상의 위험성이 크다. 이에 따라, 상술한 바와 같이, 다수 개의 배터리 셀(100)의 상측에 배치됨과 동시에, 전방 FPCB(215)의 하측 및 후방 FPCB(225)의 하측에 배치되어, 전방 FPCB(215) 및 후방 FPCB(225)를 물리적으로 견고하게 지지하는 전후방 FPCB 지지체(400)를 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 배터리 모듈(1000)은 적어도 하나 이상의 온도 센서(500)를 포함할 수 있다. 온도 센서(500)는 전방 지지체(212)의 내측(도 4에서 전방 지지체(212)를 기준으로 +Y축 방향에 위치하는 쪽) 또는 후방 지지체(222)의 내측(도 4에서 후방 지지체(212)를 기준으로 -Y축 방향에 위치하는 쪽)에 구비되어, 다수 개의 배터리 셀(100) 중 적어도 하나 이상의 배터리 셀의 온도를 센싱한다.
여기서, 온도 센서(500)는 전방 지지체(212)의 상측 및 하측에 각각 구비되어, 배터리 셀(100)의 전방 및 상측 영역에 해당하는 온도와, 배터리 셀(100)의 전방 및 하측 영역에 해당하는 온도를 센싱할 수 있다. 또한, 온도 센서(500)는 후방 지지체(222)의 상측 및 하측에 각각 구비되어, 배터리 셀(100)의 후방 및 상측 영역에 해당하는 온도와, 배터리 셀(100)의 후방 및 하측 영역에 해당하는 온도를 센싱할 수 있다. 온도 센서(500)가 이와 같이 배터리 셀(100)의 각 영역에 고루 배치됨으로써, 배터리 모듈(1000)의 온도 균일도를 정확하게 센싱해낼 수 있게 된다.
온도 센서(500)에서 센싱된 배터리 셀(100)의 온도에 관한 정보는 종국적으로 제1 와이어(217) 또는 제2 와이어(227)를 통해 배터리 모듈(1000)의 외부(예를 들어, 배터리 관리 시스템)로 출력될 필요가 있다. 이를 위해 센싱 조립체(200)는 온도 센서(500)와 전기적으로 연결되는 온도 정보 전달용 FPCB(600)를 포함할 수 있다. 상기 온도 정보 전달용 FPCB(600)는 온도 센서(500)에서 센싱된 배터리 셀(100)의 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공하기 위해 전방 FPCB(215) 또는 후방 FPCB(225)와 결합될 수 있다.
온도 정보 전달용 FPCB(600)는 전방 온도 정보 전달용 FPCB(610), 후방 온도 정보 전달용 FPCB(620), 온도 정보 취합용 FPCB(630) 및 연결 FPCB(640)를 포함할 수 있다.
전방 온도 정보 전달용 FPCB(610)는 전방 지지체(212)에 배치되며, 전방 지지체(212)의 내측에 구비된 온도 센서(500: 510, 520)에서 센싱된 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공한다. 여기서, 전방 지지체(212)의 내측에 구비된 온도 센서(500)는, 전방 지지체(212)의 내측이자 상측에 구비된 전방 상측 온도 센서(510)와, 전방 지지체(212)의 내측이자 하측에 구비된 전방 하측 온도 센서(520)를 포함할 수 있다. 전방 온도 정보 전달용 FPCB(610) 중 일부는 전방 RPCB(213) 상에 배치될 수 있다.
후방 온도 정보 전달용 FPCB(620)는 후방 지지체(222)에 배치되며, 후방 지지체(222)의 내측에 구비된 온도 센서(500: 530, 540)에서 센싱된 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공한다. 여기서, 후방 지지체(222)의 내측에 구비된 온도 센서(500)는, 후방 지지체(222)의 내측이자 상측에 구비된 후방 상측 온도 센서(530)와, 후방 지지체(222)의 내측이자 하측에 구비된 후방 하측 온도 센서(540)를 포함할 수 있다. 후방 온도 정보 전달용 FPCB(620)의 일부는 후방 RPCB(223) 상에 배치될 수 있다.
온도 정보 취합용 FPCB(630)는 전방 지지체(212)의 내측에 구비된 온도 센서(500: 510, 520)에서 센싱된 온도에 관한 정보와, 후방 지지체(222)의 내측에 구비된 온도 센서(500: 530, 540)에서 센싱된 온도에 관한 정보를 취합하기 위해, 전방 온도 정보 전달용 FPCB(610) 및 후방 온도 정보 전달용 FPCB(620)와 각각 결합된다. 즉, 온도 정보 취합용 FPCB(630)의 일측은 전방 온도 정보 전달용 FPCB(610)와 결합되고, 온도 정보 취합용 FPCB(630)의 타측은 후방 온도 정보 전달용 FPCB(620)와 결합될 수 있다.
연결 FPCB(640)는 온도 정보 취합용 FPCB(630)와 결합되어, 상기 온도 정보 취합용 FPCB(630)에서 취합된 온도에 관한 정보를 전방 FPCB(215) 또는 후방 FPCB(225)에 전달한다. 즉, 연결 FPCB(640)의 일측은 온도 정보 취합용 FPCB(630)와 결합되고, 연결 FPCB(640)의 타측은 전방 FPCB(215) 또는 후방 FPCB(225)와 결합될 수 있다. 도 6에는 연결 FPCB(640)의 타측이 후방 FPCB(225)와 결합된 것으로 도시되어 있으나, 온도 센서(500) 및 온도 정보 전달용 FPCB(600)의 배치를 변경할 경우, 연결 FPCB(640)의 타측은 전방 FPCB(215)와 결합될 수도 있다.
전방 온도 정보 전달용 FPCB(610)와 온도 정보 취합용 FPCB(630)의 결합, 후방 온도 정보 전달용 FPCB(620)와 온도 정보 취합용 FPCB(630)의 결합, 온도 정보 취합용 FPCB(630)와 연결 FPCB(640)의 결합, 및 FPCB(215, 225)와 연결 FPCB(640)의 결합을 더욱 확실히 실현하기 위하여, 상기 결합 부분에는 보호 패드(300)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 FPCB들 간 결합은 전기적 연결의 개념을 포함할 수 있다.
도 8을 주로 참고하면, 후방 상측 온도 센서(530)에서 센싱된 온도에 관한 정보는 후방 온도 정보 전달용 FPCB(620) 및 후방 FPCB(225)를 거쳐 제2 와이어(227)로 전달될 수 있다. 그리고 후방 하측 온도 센서(540)에서 센싱된 온도에 관한 정보는 후방 온도 정보 전달용 FPCB(620), 연결 FPCB(640) 및 후방 FPCB(225)를 거쳐 제2 와이어(227)로 전달될 수 있다.
전방 상측 온도 센서(510)에서 센싱된 온도에 관한 정보는 전방 온도 정보 전달용 FPCB(610) 및 온도 정보 취합용 FPCB(630)를 거쳐 센싱 조립체(200)의 후방(도 8의 +Y축 방향)으로 모이게 된다. 또한, 전방 하측 온도 센서(520)에서 센싱된 온도에 관한 정보 역시 전방 온도 정보 전달용 FPCB(610) 및 온도 정보 취합용 FPCB(630)를 거쳐 센싱 조립체(200)의 후방으로 모이게 된다. 이후 상기 전방 상측 온도 센서(510)에서 센싱된 온도에 관한 정보와, 상기 전방 하측 온도 센서(520)에서 센싱된 온도에 관한 정보는 연결 FPCB(640) 및 후방 FPCB(225)를 거쳐 제2 와이어(227)로 전달될 수 있다.
온도 정보 전달용 FPCB(600)가 이와 같이 구성됨에 따라, 다양한 곳에 위치해 있는 온도 센서(500: 510, 520, 530, 540)에서 센싱된 온도에 관한 정보를 취합하여 하나의 와이어(위의 예에서는, 제2 와이어(227))에서 출력할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, FPCB는 PCB나 와이어에 비해 두께가 매우 얇아서 외부 마찰에 취약하여 손상의 위험성이 크다. 이에 따라, 다수 개의 배터리 셀(100)의 상측에 배치됨과 동시에, 온도 정보 취합용 FPCB(630)의 하측에 배치되어, 온도 정보 취합용 FPCB(630)를 물리적으로 견고하게 지지하는 온도 정보 취합용 FPCB 지지체(700)를 구비하는 것이 바람직하다. 온도 정보 취합용 FPCB 지지체(700)가 배터리 모듈(1000)에 구비될 경우, 다수 개의 배터리 셀(100)이 온도 정보 취합용 FPCB(630)에 대하여 직접적으로 마찰을 일으킬 가능성이 방지되기 때문에, 온도 정보 취합용 FPCB(630)에 가해지는 손상 염려가 훨씬 적어지게 된다.
한편, 센싱 조립체(200)는 제1 버스바 터미널(810) 및 제2 버스바 터미널(820)을 포함할 수 있다. 제1 버스바 터미널(810)은 후방 지지체(222)의 일측(예를 들어, 도 4에서 Y축 기준으로 좌측)에 구비될 수 있으며, 제1 버스바 터미널(810)의 좌측에 배치될 또 다른 배터리 모듈의 버스바 터미널과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 버스바 터미널(820)은 후방 지지체(222)의 타측(예를 들어, 도 4에서 Y축 기준으로 우측)에 구비될 수 있으며, 제2 버스바 터미널(820)의 우측에 배치될 또 다른 배터리 모듈의 버스바 터미널과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 버스바 터미널(810) 및 제2 버스바 터미널(820)은 배터리 모듈(1000)을 또 다른 배터리 모듈과 전기적으로 연결시키는 데 활용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주 안에 속한다고 할 것이다.
100: 배터리 셀 200: 센싱 조립체
211: 전방 버스바 221: 후방 버스바
212: 전방 지지체 222: 후방 지지체
213: 전방 RPCB 223: 후방 RPCB
214: 전방 도전체 224: 후방 도전체
215: 전방 FPCB 225: 후방 FPCB
216: 제1 커넥터 226: 제2 커넥터
217: 제1 와이어 227: 제2 와이어
300: 보호 패드 400: 전후방 FPCB 지지체
500: 온도 센서 600: 온도 정보 전달용 FPCB
700: 온도 정보 취합용 FPCB 지지체
810: 제1 버스바 터미널 820: 제2 버스바 터미널
1000: 배터리 모듈

Claims (11)

  1. 배터리 모듈로서,
    다수 개의 배터리 셀;
    상기 다수 개의 배터리 셀 각각의 양극탭 및 음극탭 중 어느 하나와 결합되는 전방 버스바;
    상기 전방 버스바를 고정시키는 전방 지지체;
    상기 전방 지지체의 외측에 배치되며, 상기 전방 버스바와 전기적으로 연결되는 전방 RPCB;
    상기 전방 RPCB와 전기적으로 연결되는 전방 FPCB;
    상기 전방 FPCB와 전기적으로 연결되어, 상기 전방 FPCB를 통해 전달되는 정보를 상기 배터리 모듈의 외부로 출력하는 제1 와이어;
    상기 다수 개의 배터리 셀 각각의 양극탭 및 음극탭 중 다른 하나와 결합되는 후방 버스바;
    상기 후방 버스바를 고정시키는 후방 지지체;
    상기 후방 지지체의 외측에 배치되며, 상기 후방 버스바와 전기적으로 연결되는 후방 RPCB;
    상기 후방 RPCB와 전기적으로 연결되는 후방 FPCB; 및
    상기 후방 FPCB와 전기적으로 연결되어, 상기 후방 FPCB를 통해 전달되는 정보를 상기 배터리 모듈의 외부로 출력하는 제2 와이어를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전방 버스바와 상기 전방 RPCB는 상기 배터리 모듈의 높이 방향으로 나란히 배치되고,
    상기 후방 버스바와 상기 후방 RPCB 역시 상기 배터리 모듈의 높이 방향으로 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    일측이 상기 전방 버스바와 연결되고, 타측이 상기 전방 RPCB와 연결되는 전방 도전체; 및
    일측이 상기 후방 버스바와 연결되고, 타측이 상기 후방 RPCB와 연결되는 후방 도전체를 더 포함하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전방 FPCB 및 상기 제1 와이어와 각각 결합되어, 상기 전방 FPCB와 상기 제1 와이어를 전기적으로 연결시키는 제1 커넥터; 및
    상기 후방 FPCB 및 상기 제2 와이어와 각각 결합되어, 상기 후방 FPCB와 상기 제2 와이어를 전기적으로 연결시키는 제2 커넥터를 더 포함하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전방 FPCB는 상기 배터리 모듈의 폭 방향을 따라 형성되어 있는 부분과, 상기 배터리 모듈의 길이 방향을 따라 형성되어 있는 부분을 포함하고,
    상기 후방 FPCB 역시 상기 배터리 모듈의 폭 방향을 따라 형성되어 있는 부분과, 상기 배터리 모듈의 길이 방향을 따라 형성되어 있는 부분을 포함하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수 개의 배터리 셀 상측에 배치됨과 동시에, 상기 전방 FPCB의 하측 및 상기 후방 FPCB의 하측에 배치되어, 상기 전방 FPCB 및 상기 후방 FPCB를 지지하는 전후방 FPCB 지지체를 더 포함하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전방 지지체의 내측 또는 상기 후방 지지체의 내측에 구비되어, 상기 다수 개의 배터리 셀 중 적어도 하나 이상의 배터리 셀의 온도를 센싱하는 적어도 하나 이상의 온도 센서를 더 포함하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 온도 센서는,
    상기 전방 지지체의 상측 및 하측에 각각 구비되거나,
    상기 후방 지지체의 상측 및 하측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공하기 위해 상기 전방 FPCB 또는 상기 후방 FPCB와 결합되는 온도 정보 전달용 FPCB를 더 포함하는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 온도 정보 전달용 FPCB는,
    상기 전방 지지체에 배치되며, 상기 전방 지지체의 내측에 구비된 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공하는 전방 온도 정보 전달용 FPCB;
    상기 후방 지지체에 배치되며, 상기 후방 지지체의 내측에 구비된 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보의 전달 경로를 제공하는 후방 온도 정보 전달용 FPCB;
    상기 전방 지지체의 내측에 구비된 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보와 상기 후방 지지체의 내측에 구비된 온도 센서에서 센싱된 온도에 관한 정보를 취합하기 위해, 상기 전방 온도 정보 전달용 FPCB 및 상기 후방 온도 정보 전달용 FPCB와 각각 결합되는 온도 정보 취합용 FPCB; 및
    상기 온도 정보 취합용 FPCB와 결합되어, 상기 온도 정보 취합용 FPCB에서 취합된 온도에 관한 정보를 상기 전방 FPCB 또는 상기 후방 FPCB에 전달하는 연결 FPCB를 포함하는 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다수 개의 배터리 셀 상측에 배치됨과 동시에, 상기 온도 정보 취합용 FPCB의 하측에 배치되어, 상기 온도 정보 취합용 FPCB를 지지하는 온도 정보 취합용 FPCB 지지체를 더 포함하는 배터리 모듈.
KR1020210003729A 2021-01-12 2021-01-12 배터리 모듈 KR20220101806A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210003729A KR20220101806A (ko) 2021-01-12 2021-01-12 배터리 모듈
US17/574,316 US20220223981A1 (en) 2021-01-12 2022-01-12 Battery module
EP22151245.2A EP4037062A3 (en) 2021-01-12 2022-01-12 Battery module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210003729A KR20220101806A (ko) 2021-01-12 2021-01-12 배터리 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220101806A true KR20220101806A (ko) 2022-07-19

Family

ID=79601467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210003729A KR20220101806A (ko) 2021-01-12 2021-01-12 배터리 모듈

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220223981A1 (ko)
EP (1) EP4037062A3 (ko)
KR (1) KR20220101806A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180135701A (ko) 2017-06-13 2018-12-21 주식회사 엘지화학 배터리 모듈

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5862200B2 (ja) * 2011-10-25 2016-02-16 住友電装株式会社 車両用の電池モジュール
US20150044511A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP6533505B2 (ja) * 2016-09-26 2019-06-19 矢崎総業株式会社 バスバーモジュール
KR102250193B1 (ko) * 2018-10-10 2021-05-07 주식회사 엘지화학 공간 절약형 icb 조립체를 적용한 배터리 모듈
JP6865724B2 (ja) * 2018-10-10 2021-04-28 矢崎総業株式会社 バスバーモジュールの組立方法
KR102522165B1 (ko) * 2018-12-26 2023-04-13 주식회사 엘지에너지솔루션 정확한 온도 센싱이 가능한 구조를 갖는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차
US11018381B2 (en) * 2019-02-26 2021-05-25 GM Global Technology Operations LLC Battery module with interconnect board assembly having integrated cell sense PCB-flex circuit hardware
US10957894B2 (en) * 2019-04-01 2021-03-23 Te Connectivity Corporation Battery bus bar module
CN111952490B (zh) * 2019-05-17 2022-12-02 莫仕连接器(成都)有限公司 电池连接模块及电池装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180135701A (ko) 2017-06-13 2018-12-21 주식회사 엘지화학 배터리 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
US20220223981A1 (en) 2022-07-14
EP4037062A2 (en) 2022-08-03
EP4037062A3 (en) 2022-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112088444B (zh) 电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆
US20090214936A1 (en) Voltage Sensing Member and Battery Module Employed with the Same
KR102595362B1 (ko) 배터리 팩 및 차량
US10818980B2 (en) Battery pack
US9484591B2 (en) Voltage sensing member and battery module employed with the same
EP3828983B1 (en) Battery module with icb assembly in a space-saving structure
WO2020171627A1 (ko) 연성 인쇄 회로 기판을 덮는 보호 커버를 포함하는 전지 모듈
EP3780153B1 (en) Battery module
WO2017061709A1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
EP3496182A1 (en) Battery pack
KR20210086091A (ko) 배터리 팩
KR20210112650A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
CN112470335B (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组
KR20220101806A (ko) 배터리 모듈
KR20210098705A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
CN112310538B (zh) 电池包
CN116783769A (zh) 外部连接汇流条及配线模块
CN116235351A (zh) 电池配线模块
US20240072396A1 (en) Battery module
WO2022260444A1 (ko) 절곡된 형태의 센싱 유닛을 포함하는 전지모듈 및 이를 포함하는 전자기기
CN219937134U (zh) 电池模组采集组件及应用其的电池包
CN221057625U (zh) 采样结构、电池模组及电池包
CN215911469U (zh) 电池包的模组及电池包
CN218569144U (zh) 电池包及用电装置
KR102669979B1 (ko) 배터리 팩