KR20220141410A - 배터리 셀 모듈 - Google Patents

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battery
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고국종
한승호
박진홍
우상엽
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한화솔루션 주식회사
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Abstract

본 발명은 배터리 셀 모듈에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 배터리 셀 모듈의 한 쌍의 버스바를 종래와는 달리 배터리 셀의 상면에만 위치시키는 구조를 형성하여, 배터리 셀 모듈의 공간 활용도를 증대시키고, 제조 시간을 단축시키며, 원가 절감을 행할 수 있는 배터리 셀 모듈에 관한 발명이다.

Description

배터리 셀 모듈{BATTERY CELL MODULE}
본 발명은 배터리 셀 모듈에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 배터리 셀 모듈의 한 쌍의 버스바를 종래와는 달리 배터리 셀의 상면에만 위치시키는 구조를 형성하여, 배터리 셀 모듈의 공간 활용도를 증대 시키고, 제조 시간을 단축시키며, 원가 절감을 행할 수 있는 배터리 셀 모듈에 관한 발명이다.
전기차(electric car)가 구동되기 위해서는 배터리(battery)가 필요하며, 고출력 대용량의 배터리를 전기차 내에 구비하기 위해 복수 개의 배터리 셀(battery cell)을 연결하게 된다. 또한, 복수 개의 배터리 셀을 직렬, 병렬로 연결하게 된다.
연결된 복수 개의 배터리 조립체를 통상적으로 배터리 모듈(battery module) 또는 배터리 셀 모듈(batter cell module)이라 지칭한다. 이하에서는, '배터리 셀 모듈'이라 지칭한다.
배터리 셀 모듈은 복수 개의 배터리 셀 뿐만 아니라, 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board), 버스바(Busbar), 커넥터(Connector), 프레임(Frame) 등을 포함한다.
이때, 배터리 셀 모듈의 일부 배터리 셀에서는 과전압, 과전류, 과발열 등의 현상이 발생되므로 배터리 셀의 전압 및 온도를 센싱하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board), 버스바(Busbar) 등이 배터리 셀과 연결되어 배터리 셀의 전압 및 온도를 센싱하게 된다. 이러한 부품들은 상호 전기적으로 연결되며, 연성인쇄회로기판(FPCB)은 셀의 전압 및 온도를 센싱하여 BMS(Battery Management System)으로 신호를 전송하는 역할을 한다.
도 1은 종래의 배터리 셀 모듈의 사시도이며, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 배터리 셀 모듈의 구조를 설명하도록 한다.
종래의 배터리 셀 모듈은 복수 개의 배터리 셀(10), 하우징(20), 상부 버스바(30), 하부 버스바(40), 와이어(50), FPCB 아세이(60)를 포함한다.
복수 개의 배터리 셀(10)의 상면 및 하면에는 한 쌍의 하우징(20)이 각각 결합된다. 하우징(20)은 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)를 배터리 셀(10)의 고정시키기 위해 설치된다. 따라서, 구분의 편의 상 각각 상부 하우징(21) 및 하부 하우징(22)이라 지칭한다.
따라서, 복수 개의 배터리 셀(10)을 기준으로, 복수 개의 배터리 셀(10)의 상면에 상부 하우징(21) 및 상부 버스바(30)가 결합되고, 복수 개의 배터리 셀(10)의 하면에 하부 하우징(220) 및 하부 버스바(40)가 결합된다. 미도시되었지만, 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)에는 각각 커버 필름(미도시)이 결합될 수 있다.
도 1과 같이, FPCB 아세이(60)는 한 쌍으로 구비되어 각각 상부 버스바(30)와 하부 버스바(40)와 전기적으로 연결된다. 설명의 편의상 각각 상부 FPCB 아세이(61)와 하부 FPCB 아세이(62)로 지칭한다. 또한, 도 1과 같이 상부 버스바(30)와 하부 버스바(40)와 연결된 상부 FPCB 아세이(61) 및 하부 FPCB 아세이(62)는 상부 하우징(21) 및 하부 하우징(22)에 결합되어 고정된다.
복수 개의 와이어(50)는 배터리 셀(10)의 상부 및 하부에 위치되어, 배터리 셀(10)과 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)를 이어 전기적으로 연결한다.
도 9를 참조하여, 종래의 배터리 셀(10)과 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)가 와이어(50)를 통해 전기적으로 연결(직병렬)되는 구조를 설명하도록 한다. 도 9는 종래의 복수 개의 배터리 셀(10)의 일부분을 확대하여 단면으로 간략히 도시한 것이다.
전술한 바와 같이, 배터리 셀(10)의 상면 및 하면에 각각 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)가 배치되는 구조이기 때문에, 전기 흐름을 위해 복수 개의 배터리 셀(10) 중 일부는 양극이 수직 방향을 기준으로 상부를 향하도록 배치되어야 하며, 일부는 음극이 수직 방향을 기준으로 하부를 향하도록 배치되어야 한다.
만약, 모든 배터리 셀(10)의 양극이 수직 방향을 기준으로 상부를 향하도록 배치된다면, 어느 하나의 배터리 셀(10)에서 상부 버스바(30)에서 하부 버스바(40)에 흐른 전기가 다시 인접한 배터리 셀(10)의 양극으로 이동하기 위해서는 비정상적으로 와이어(50)의 길이가 길게 제조되어야 하므로 제조 비용이 과다 발생되고, 안전성의 문제가 발생된다.
따라서, 도 9와 같은 종래의 배터리 셀(10)의 배치는 필연적인 것이다.
도 9와 같이 배치된다면, 일 예로 도 9에 도시된 화살표 방향으로 전기가 흐르게 된다. 상부 버스바(30)에서 시작된 전기가 와이어(50)를 거쳐 양극이 수직 방향을 기준으로 상부를 향하도록 배치된 배터리 셀(11)의 양극(11a)에 도달하고, 양극이 수직 방향을 기준으로 상부를 향하도록 배치된 배터리 셀(11)의 음극(11b), 와이어(50)를 거쳐 하부 버스바(40)에 도달된다.
이후, 하부 버스바(40)에 도달된 전기는, 와이어(50)를 거쳐 양극이 수직 방향을 기준으로 하부를 향하도록 배치된 배터리 셀(12)의 양극(12a)에 도달하고, 양극이 수직 방향을 기준으로 하부를 향하도록 배치된 배터리 셀(12)의 음극(12b), 와이어(50)를 거쳐 상부 버스바(40)에 도달된다.
전술한 구조로 인해, 복수 개의 배터리 셀(10)을 중심에 두고, 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)를 교대로 거쳐 전기가 전달되게 된다.
그러나, 위와 같은 종래의 배터리 셀 모듈 구조는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 배터리 셀(10)을 기준으로 각각 상부 및 하부에 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)가 결합되어야 하고, 이에 대응하여 한 쌍의 하우징(20) 및 한 쌍의 FPCB 아세이(60)가 각각 결합되어야 한다. 즉, 배터리 셀(10)의 상부 및 하부에 각각 설치하는 공정이 필요하므로 제조 시간이 다수 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 전술한 바와 같이, 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)에 한 쌍의 하우징(20) 및 한 쌍의 FPCB 아세이(60)가 각각 결합되어야 하므로 제조 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
또한, 전술한 바와 같이, 복수 개의 배터리 셀(10)의 일부는 양극의 위치를 상이하게 배치하여야 하므로 제조 시간이 다수 소요되었다.
또한, 전술한 바와 같이 전체적으로 부품이 배터리 셀(10)의 상부 및 하부에서 한 쌍이 결합되므로 배터리 셀 모듈의 부피가 증대되어 설치 시 공간 활용도가 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 제조 시간을 단축시키고, 부품 수를 줄여 원가 절감을 도모하고, 공간 활용성을 증대시킬 수 있는 배터리 셀 모듈의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0131501호
본 발명은 배터리 셀 모듈에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 배터리 셀 모듈의 한 쌍의 버스바를 종래와는 달리 배터리 셀의 상면에만 위치시키는 구조를 형성하여, 배터리 셀 모듈의 공간 활용도를 증대시키고, 제조 시간을 단축시키며, 원가 절감을 행할 수 있는 배터리 셀 모듈에 관한 발명이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈은 복수 개의 배터리 셀; 상기 배터리 셀의 상면에 결합되는 하우징부; 및 상기 하우징부의 상면에 결합되는 버스바 아세이;를 포함하고, 상기 버스바 아세이는, 제1 버스바 및 제2 버스바가 수직 방향으로 적층되어 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 버스바 아세이는, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바 사이에 삽입되는 절연필름;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 버스바 아세이는 상기 제1 버스바의 상면에 결합되는 상부 커버필름;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 버스바 아세이는 상기 제2 버스바의 하면에 결합되는 하부 커버필름;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 버스바 아세이는 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바와 동시에 결합되는 센싱부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 센싱부는 연성인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 버스바 아세이는 라미네이트 되어 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 복수 개의 배터리 셀은 원통형 배터리로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 복수 개의 배터리 셀은 수직 방향으로 모두 동일한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 복수 개의 배터리 셀의 양극 및 음극은 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상기 복수 개의 배터리 셀과 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 복수 개의 와이어에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래와는 달리 배터리 셀의 상부에만 한 쌍의 버스바를 배치시킬 수 있어 배터리 셀 모듈의 하부 공간 활용도가 증대되고, 제조 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 종래와는 달리 버스바를 배터리 셀에 고정시키기 위한 하우징부 및 센싱부를 1개만 구비하면 되므로 배터리 셀 모듈의 하부 공간 활용도가 증대되고, 원가를 절감하며, 제조 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 버스바 아세이를 라미네이트로 제조하여 배터리 셀 모듈 조립이 용이하며, 시장 경쟁력을 확보할 수 있다.
또한, 관통홀 부근에 와이어 결합을 위한 어느 하나의 버스바가 돌출되어 단차가 된 부분에 커버 필름을 연장하여 결합함으로 인해 절연 효과가 극대화되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 배터리 셀 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 버스바 아세이의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상면 일부를 확대하여 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 관통홀 부근의 일 지점의 수직 방향의 단면을 도시한 것이다.
도 8은 도 7에 있어서 관통홀에 단차가 형성되는 부분을 확대한 단면을 도시한 것이다.
도 9는 종래의 복수 개의 배터리 셀의 일부분을 확대하여 단면으로 간략히 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 배터리 셀의 배치 구조 및 와이어 연결 구조를 설명하기 위해 도 9와 대비되는 관점에서 간략히 도시한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 분해 사시도이며, 도 5는 특히 도 4에 있어서, 버스바 아세이의 분해 사시도이다. 이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 구성을 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 배터리 셀 모듈은 배터리 셀(100), 하우징부(200) 및 버스바 아세이(300)를 포함한다.
배터리 셀(100)은 원통형 배터리 또는 각형 배터리에 모두 적용될 수 있다. 이하에서는, 원통형 배터리를 기준으로 설명하도록 한다. 또한, 배터리 셀(100)은 복수 개 형성될 수 있다.
이때, 배터리 셀(100)은 종래와는 달리 수직 방향으로 모두 동일한 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 이에 관해서는 상세히 후술하도록 한다.
하우징부(200)는 복수 개의 배터리 셀(100)의 상면에 결합된다. 하우징부(200)는 후술할 버스바 아세이(300)를 배터리 셀(100)에 고정시키기 위한 구성이다.
하우징부(200)는 패널 형상인 것이 바람직하다. 또한, 하우징부(200)에는 복수 개의 관통홀이 형성되며, 후술할 와이어가 관통홀을 관통하여 버스바와 배터리 셀을 잇게 된다.
이때, 본 발명에 따른 하우징부(200)는 종래의 한 쌍의 하우징과는 달리 1개의 하우징부(200)만이 구성된다. 이는, 상세히 후술하겠지만, 하우징부(200)의 상부에 제1 버스바 및 제2 버스바가 모두 위치되므로, 배터리 셀을 기준으로 상면 및 하면에 버스바가 위치되는 종래의 타입과는 다르기 때문이다. 따라서, 부품수 절감을 통한 원가 절감이 가능한 장점이 있으며, 기존 공정에 비해 제조 시간이 단축되는 장점이 있다.
버스바 아세이(300)는 하우징부(200)의 상면에 결합된다.
버스바 아세이(300)는 제1 버스바(310), 제2 버스바(320), 절연필름(330), 상부 커버필름(340), 하부 커버필름(350) 및 센싱부(360)를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 버스바 아세이(300)에 있어서, 센싱부(360)를 제외한 구성은 모두 복구 개의 관통홀이 형성되는 것이 바람직하다. 후술할 와이어(400)가 관통홀을 관통하여 버스바와 배터리 셀을 잇기 위해 형성되는 것으로, 구성 별 관통홀에 관하여서는 중복 설명을 방지한다.
제1 버스바(310) 및 제2 버스바(320)는 종래의 상부 버스바(30) 및 하부 버스바(40)에 대응되는 것이다. 또한, 제1 버스바(310)에 형성된 연장부(311)는 배터리 셀 전체의 전기 흐름을 위해 양극 단자와 음극 단자를 파지하는 곳이다.
다만, 종래와는 달리, 배터리 셀을 기준으로 배터리 셀의 상부 및 하부에 위치되는 것이 아닌, 제1 버스바(310) 및 제2 버스바(320) 모두가 복수 개의 배터리 셀(100)의 상부에 위치되는 차이점이 있다. 즉, 기존 상, 하 양방향 조립구조를 동일한 방향으로 변경하여 모듈 조립 시 공정 단순화를 이룰 수 있으며, 이를 통해 공정 비용을 절감할 수 있다. 또한, 종래와는 달리 복수 개의 배터리 셀(100)의 상부에만 버스바가 위치되므로 배터리 셀(100) 하부의 공간을 활용할 수 있는 장점이 있다.
절연필름(330)은 제1 버스바(310) 및 제2 버스바(320) 사이에 삽입되는 것이 바람직하며, 제1 버스바(310)와 제2 버스바(320) 사이의 쇼트를 방지하는 역할을 한다. 따라서, 버스바 레이어(Layer) 간 절연 성능을 확보할 수 있는 장점이 있다.
상부 커버필름(340)은 제1 버스바(310)의 상면에 결합되고, 하부 커버필름(350)은 제2 버스바(320)의 하면에 결합된다. 상부 커버필름(340) 및 하부 커버필름(350) 또한 절연 기능을 하는 필름으로, 전술한 절연필름(330)과는 위치의 차이점을 설명하기 위해 용어를 구분하여 지칭하였다.
따라서, 본 발명에 따른 버스바 아세이(300)는 수직 방향에서 상에서 하 방향으로, 상부 커버필름(340), 제1 버스바(310), 절연필름(330), 제2 버스바(320) 및 하부 커버필름(350)으로 순차적으로 적층된다.
센싱부(360)는 종래의 FPCB 아세이(60)에 대응되는 구성이다. 이때, 본 발명에 따른 센싱부(360)는 종래의 FPCB 아세이(60)와는 달리 한 쌍으로 구성되지 않고, 1개의 센싱부(360)만이 구성된다. 이는, 전술한 하우징부(200)와 같은 원리로, 하우징부(200)의 상부에 센싱부(360)와 결합될 제1 버스바(310) 및 제2 버스바(320)가 모두 위치되기 때문이다. 따라서, 부품수 절감을 통한 원가 절감이 가능한 장점이 있으며, 기존 공정에 비해 제조 시간이 단축되는 장점이 있다.
또한, 센싱부(360)는 복수 개의 분기로(361, 362)를 지니게 된다. 이때, 인접하는 한 쌍의 분기로에 있어서, 어느 하나의 분기로(361)는 제1 버스바(310) 또는 제2 버스바(320)와 결합되고, 다른 하나의 분기로(362)는 제2 버스바(320) 또는 제1 버스바(310)와 결합된다. 즉, 센싱부(360)는 제1 버스바(310) 및 제2 버스바(320)와 동시에 결합된다.
이를 통해, 1개의 센싱부(360) 만으로 제1 버스바(310) 및 제2 버스바(320)를 모두 연결할 수 있으므로, 부품수 절감을 통한 원가 절감이 가능한 장점이 있으며, 기존 공정에 비해 제조 시간이 단축되는 장점이 있다.
버스바 아세이(300)를 구성하는 제1 버스바(310), 제2 버스바(320), 절연필름(330), 상부 커버필름(340), 하부 커버필름(350) 및 센싱부(360)는 라미네이트(Laminate) 되어 일체화 되어 결합되는 것이 바람직하다. 이와 같은 라미네이트 구조 적용으로 인해, 복수 개의 배터리 셀(100)에 결합하는 작업이 용이하여 지며, 버스바 아세이(300)의 운송이 용이하고, 버스바 아세이(300)에 소요되는 공간을 최소화할 수 있어 시장 경쟁력을 확보할 수 있다.
도 6 및 도 10을 참조하도록 한다. 도 6은 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 상면 일부를 확대하여 도시한 것이며, 도 10은 본 발명에 따른 배터리 셀의 배치 구조 및 와이어 연결 구조를 설명하기 위해 도 9와 대비되는 관점에서 도시한 것이다.
먼저, 배터리 셀(100)의 양극과 음극에 관한 설명하도록 한다. 도 10을 참조하면, 원통형 배터리 셀(100)에 있어서, 배터리 셀(100)의 상부에 수직 방향으로 돌출된 부분이 '양극'이며(도면부호 '110'), 배터리 셀(100)의 하부는 '음극'이다. 이때, 배터리 셀(100)의 상부에 수직 방향으로 돌출된 부분을 둘러싸는 부분은 배터리 셀(100) 구조상 '음극'이다(도면부호 '120'). 이하에서는, '음극'이라 함은 특히, 양극을 둘러싸는 부분을 지칭하여 말하기로 한다.
본 발명에서는 음극에 연결하는 와이어(400)에 있어서, 배터리 셀(100)의 하부에서 연결하는 것이 아닌 배터리 셀(100)의 상부에 수직 방향으로 돌출된 부분을 둘러싸는 부분과 와이어(400)를 연결한다. 이로 인해, 종래와는 달리 배터리 셀의 하부에 와이어가 배치될 필요가 없게 되어 배터리 셀 하부의 공간을 활용할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 복수 개의 배터리 셀(100)과 제1 버스바(310), 제2 버스바(320) 및 와이어(400)와의 결합 구조를 설명하도록 한다. 특정 부분을 확대하여 대조되는 2개의 결합 방식을 설명한 것이며, 서술할 2개의 방식이 다른 배터리 셀에서도 반복적으로 적용된다.
먼저, 제1 버스바(310)와 양극(110)이 연결되는 부분을 설명한다.
일단이 제1 버스바(310)와 연결된 와이어(400)는 타단이 양극(110)과 연결된다. 이와 동시에 양극(110) 주위를 감싸는 배터리 셀(100) 부분에 와이어(400)의 일단이 결합되고, 타단이 제2 버스바(320)와 연결된다.
다음으로, 제2 버스바(320)와 양극(110)이 연결되는 부분을 설명한다.
전술한 바와 같이, 와이어(400)의 타단이 제2 버스바(320)와 연결된 부분의 인접한 제2 버스바(320)의 다른 부분에서, 와이어(400)의 일단이 결합된다. 또한, 이와 동시에 와이어(400)의 타단은 양극(110)과 연결된다. 또한, 제2 버스바(320)와 연결된 양극(110) 주위를 감싸는 배터리 셀(100) 부분에 와이어(400)의 일단이 결합되고, 타단이 제1 버스바(310)와 연결된다.
도 10에서 표시된 화살표는 전기의 흐름을 도시한 것으로, 제1 버스바(310) - 와이어(400) - 배터리 셀의 양극(110) - 배터리 셀의 음극(120) - 와이어(400) - 제2 버스바(320) - 와이어(400) - 배터리 셀의 양극(110) - 배터리 셀의 음극(120) - 와이어(400) - 제1 버스바(310)로 전기가 흐르게 되며, 이러한 1개의 싸이클(cycle)은 복수 개의 인접한 셀 간에서 반복적으로 이루어질 수 있으며 모두 전기적 연결이 행하여 질 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 복수 개의 배터리 셀(100)은 수직 방향으로 모두 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 종래에는 전술한 바와 같이, 배터리 셀의 일부는 양극이 수직 방향을 기준으로 상부를 향하도록 배치되어야 하며, 일부는 음극이 수직 방향을 기준으로 하부를 향하도록 배치되어야 한다. 이로 인해, 배터리 셀 모듈의 공간 활용도가 떨어지는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명에 의하면, 배터리 셀(100)의 상부에만 버스바 아세이(300)가 배치될 수 있어 공간 활용도가 증대되고, 부품 수를 절감할 수 있으며, 상, 하 작업을 별도로 수행하는 것이 아닌 상방향에서만 이를 수행하게 되므로 제조 시간이 단축되는 효과가 있다.
전술한 바는 배터리 셀(100)의 상부에 하우징부(200) 및 버스바 아세이(300)가 결합되는 것을 기준으로 설명하였으나, 이와 반대로 배터리 셀(100)의 하부에 하우징부(200) 및 버스바 아세이(300)가 배치될 수 있으며, 이는 배터리 셀(100)의 방향을 반대로 전환시키면 된다. 따라서, 작업자의 설계에 따라 자유롭게 선택할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 셀 모듈의 관통홀 부근의 일 지점의 수직 방향의 단면을 도시한 것이며, 도 8은 도 7에 있어서 관통홀에 단차가 형성되는 부분을 확대한 단면을 도시한 것이다.
도 8을 참조하도록 한다. 본 발명에 따르면, 절연필름(330)의 상면 및 하면에는 접착제(370)가 도포되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 상부 버스바(310), 절연필름(330) 및 하부 버스바(320)가 결합될 수 있다.
관통홀의 형성되는 부분에는 제1 버스바(310)와 제2 버스바(320) 간 단차(D)가 형성된다. 와이어(400)가 제1 버스바(310) 또는 제2 버스바(320)에 연결 시, 어느 하나의 버스바에만 연결되기 위해서는, 해당 버스바가 연결되지 않을 버스바에 비해 돌출되어야 한다. 이는 와이어(400) 연결을 위한 작업을 위한 것이며, 만약 그렇지 않다면, 와이어(400) 연결 작업이 어려우며 버스바 간 쇼트가 발생될 수 있다. 이러한 쇼트는 배터리 셀 모듈의 안전성 및 수명 문제와 직결된다.
도 7을 기준으로 좌측 관통홀 부근에는 와이어(400)가 제2 버스바(320)에 연결되므로, 제2 버스바(320)는 제1 버스바(310)에 비해 관통홀 내측으로 돌출되어 있다. 또한, 도 7을 기준으로 우측 관통홀 부근에는 와이어(400)가 제1 버스바(310)에 연결되므로, 제1 버스바(310)는 제2 버스바(320)에 비해 관통홀 내측으로 돌출되어 있다.
이때, 본 발명에서는 관통홀로 인해 단차(D)가 형성되는 부분에, 상부 커버필름(340) 또는 하부 커버필름(350)이 연장 형성되어 관통홀 일부를 덮는 것이 바람직하다.
도 8은 도 7의 좌측 부분을 확대한 것으로, 전술한 바와 같이 제2 버스바(320)가 돌출되어 있다. 이때, 본 발명에서는 상부 커버필름(340)이 제1 버스바(310)의 상면과 결합되는 것 뿐만 아니라, 관통홀 부근 제1 버스바(310)의 단부의 내측면 및 돌출된 제2 버스바(320)의 상면에 결합된 절연필름(330)의 상면과 결합되는 것이 바람직하다. 결합되는 부분에는 접착제(370)가 도포될 수 있다.
상부 커버필름(340)이 연장 형성되어 상부 커버필름 돌출부(341)를 형성하고, 상부 커버필름 돌출부(341)는 관통홀의 단차 부분에 형성되는 것으로, 내측으로 돌출된 제2 버스바(320)의 상면과 결합된다. 이러한 구조로 인해, 인접함과 동시에 반대 극성을 지니는 버스바 간 쇼트를 방지할 수 있는 절연 효과가 극대화되는 장점이 있다. 특히, 이러한 구조는 쇼트가 발생될 수 있는 관통홀 부근에서 효과적이다. 따라서, 도 7과 같이 제2 버스바(320)가 돌출되는 부분에 있어서, 와이어(400)가 연결되는 부분만 노출되고, 그 외의 제2 버스바(320)가 돌출된 부분은 상부 커버필름 돌출부(341)가 결합되어 절연 효과를 극대화한다.
이때, 상기에서는 상부 커버필름(340)을 기준으로 설명하였으나, 하부 커버필름(350)에도 동일한 원리로 적용될 수 있다. 반복 설명은 생략하도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 배터리 셀,
200 : 하우징부,
300 : 버스바 아세이,
310 : 제1 버스바,
320 : 제2 버스바,
330 : 절연필름,
340 : 상부 커버필름,
350 : 하부 커버필름,
360 : 센싱부,
370 : 접착제,
400 : 와이어.

Claims (11)

  1. 복수 개의 배터리 셀;
    상기 배터리 셀의 상면에 결합되는 하우징부; 및
    상기 하우징부의 상면에 결합되는 버스바 아세이;를 포함하고,
    상기 버스바 아세이는,
    제1 버스바 및 제2 버스바가 수직 방향으로 적층되어 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 아세이는,
    상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바 사이에 삽입되는 절연필름;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 아세이는
    상기 제1 버스바의 상면에 결합되는 상부 커버필름;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 아세이는
    상기 제2 버스바의 하면에 결합되는 하부 커버필름;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 아세이는,
    상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바와 동시에 결합되는 센싱부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    연성인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 버스바 아세이는,
    라미네이트 되어 제조되는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀은,
    원통형 배터리로 이루어진 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀은,
    수직 방향으로 모두 동일한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀의 양극 및 음극은 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀과 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 복수 개의 와이어에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 모듈.
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