KR20240035254A - 배터리 모듈 - Google Patents

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KR20240035254A
KR20240035254A KR1020220114523A KR20220114523A KR20240035254A KR 20240035254 A KR20240035254 A KR 20240035254A KR 1020220114523 A KR1020220114523 A KR 1020220114523A KR 20220114523 A KR20220114523 A KR 20220114523A KR 20240035254 A KR20240035254 A KR 20240035254A
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KR1020220114523A
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김영진
오영수
정병윤
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 회로 기판과 셀의 리드 중첩부 사이에 간섭이 발생하지 않도록 하여 회로 기판 및 리드 중첩부에 발생하는 손상을 효율적으로 방지할 수 있는 형태의 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 적층된 셀들과, 셀들의 전극 리드들이 포개져 형성된 리드 중첩부를 포함하는 셀 적층체, 셀 적층체를 둘러싸는 몸체부, 몸체부의 상면에서 셀 적층체의 길이 방향으로 연장되는 상판부 및 상판부의 일단에서 절곡되어 리드 중첩부의 상부에 배치되는 절곡부를 포함하는 회로 기판 및 리드 중첩부와 절곡부 사이에 배치되어 리드 중첩부와 절곡부의 충돌을 방지하는 리브를 포함할 수 있다.

Description

배터리 모듈{BATTERY MOUDLE}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 자세히는 복수의 셀을 포함하는 이차 전지 배터리 모듈에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지 또는 배터리 모듈을 집합시킨 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있고, 이에 따라 배터리 모듈의 수요 역시 증가하고 있다.
배터리 모듈은 내부에 배치된 셀의 온도 등을 측정하기 위한 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있다.
종래의 배터리 모듈은 조립 시 회로 기판의 일부와 셀의 리드가 모여서 형성되는 리드 중첩부 사이에서 간섭이 발생하였고, 회로 기판 및 리드 중첩부에 손상이 발생하는 문제점이 존재하였다.
따라서, 이러한 문제의 해결을 위하여 회로 기판과 셀의 리드 중첩부 사이에 간섭이 발생하지 않도록 하여 회로 기판 및 리드 중첩부에 발생하는 손상을 효율적으로 방지할 수 있는 형태의 배터리 모듈이 필요한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 회로 기판과 셀의 리드 중첩부 사이에 간섭이 발생하지 않도록 하여 회로 기판 및 리드 중첩부에 발생하는 손상을 효율적으로 방지할 수 있는 형태의 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 적층된 셀들과, 셀들의 전극 리드들이 포개져 형성된 리드 중첩부를 포함하는 셀 적층체, 셀 적층체를 둘러싸는 몸체부, 몸체부의 상면에서 셀 적층체의 길이 방향으로 연장되는 상판부 및 상판부의 일단에서 절곡되어 리드 중첩부의 상부에 배치되는 절곡부를 포함하는 회로 기판 및 리드 중첩부와 절곡부 사이에 배치되어 리드 중첩부와 절곡부의 충돌을 방지하는 리브를 포함할 수 있다.
배터리 모듈은, 리드 중첩부와 접촉하며, 리드 중첩부와 전기적으로 연결되는 버스바 및 버스바를 사이에 두고 리드 중첩부의 반대쪽에 배치되며, 버스바가 조립되는 버스바 프레임을 더 포함할 수 있다.
버스바 프레임에는, 셀 적층체의 길이 방향으로 관통되어 형성되며, 전극 리드가 통과하는 리드 슬롯이 형성되고, 리드 슬롯을 통과한 전극 리드가 포개져 리드 중첩부가 형성될 수 있다.
리드 슬롯은, 셀의 양극 리드가 배치되는 위치와 대응되는 위치에 배치되며, 양극 리드가 통과하는 양극 리드 슬롯 및 셀의 음극 리드가 배치되는 위치와 대응되는 위치에 배치되며, 음극 리드가 각각 이격된 형태로 통과하는 복수의 구멍으로 형성되는 음극 리드 슬롯을 포함할 수 있다.
리드 중첩부는, 양극 리드들이 포개져서 형성된 양극 리드 중첩부 및 음극 리드들이 포개져서 형성된 음극 리드 중첩부를 포함할 수 있다.
리브는, 양극 리드 중첩부의 상부와 절곡부 사이에 배치되는 양극 리브 및 음극 리드 중첩부의 상부와 절곡부 사이에 배치되는 음극 리브를 포함할 수 있다.
양극 리브는, 양극 리드 중첩부의 상면과 절곡부의 하면 사이에 배치되는 양극 수평부 및 양극 수평부의 일단으로부터 절곡되며, 절곡부의 측면과 접촉하도록 연장되는 양극 수직부를 포함할 수 있다.
양극 리브는, 양극 수평부와 양극 수직부 사이가 곡선으로 절곡될 수 있다.
음극 리브는, 음극 리드 중첩부의 상면과 절곡부의 하면 사이에 배치되는 음극 수평부, 음극 수평부의 일단으로부터 절곡되며, 절곡부의 측면과 접촉하도록 연장되는 음극 수직부 및 음극 수평부의 저면으로부터 하부로 돌출된 형상의 돌출부를 포함할 수 있다.
음극 리브는, 음극 수평부와 음극 수직부 사이가 곡선으로 절곡될 수 있다.
돌출부는, 음극 리드 슬롯의 이웃한 구멍의 사이와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
리브는, 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
리브는, 절연 물질을 포함할 수 있다.
배터리 모듈은, 리브를 절곡부에 부착시키는 접착 물질을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 적층된 셀들과, 셀들의 전극 리드들이 포개져 형성된 리드 중첩부를 포함하는 셀 적층체, 셀 적층체를 둘러싸는 몸체부, 몸체부의 상면에서 셀 적층체의 길이 방향으로 연장되는 상판부 및 상판부의 일단에서 절곡되어 리드 중첩부의 상부에 배치되는 절곡부를 포함하는 회로 기판 및 리드 중첩부와 절곡부 사이에 배치되어 리드 중첩부와 절곡부의 충돌을 방지하는 리브를 포함할 수 있다.
그에 따라, 회로 기판과 리드 중첩부 사이에 발생하는 간섭을 방지할 수 있다.
또한, 회로 기판과 리드 중첩부에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 회로 기판을 용접할 때 회로 기판의 위치를 잡아주어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시한 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 도 2의 A를 개략적으로 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈의 리브를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 도 5의 A'을 개략적으로 도시한 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 양극 리브를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 확대된 일부를 개략적으로 도시한 확대 사시도이다.
도 9는 도 5의 B를 개략적으로 도시한 확대도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 음극 리브를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 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.
실시예 1
본 발명은 배터리 모듈(10)을 실시예 1로 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 셀 적층체(미도시), 몸체부(200) 및 회로 기판(300)을 포함할 수 있다.
배터리 모듈(10)의 셀 적층체는 적층된 셀들과 셀들의 전극 리드들이 포개져 형성된 리드 중첩부(110)를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 셀들은 서로 나란하게 적층될 수 있다. 또한, 각 셀들의 전극 리드는 몸체부의 외부를 향하는 방향으로 연장되고, 일단이 셀의 적층 방향으로 절곡되면서 서로 포개져 리드 중첩부(110)를 형성할 수 있다.
배터리 모듈(10)의 몸체부(200)는 셀 적층체를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 자세히 나타나지 않지만 몸체부(200)는 상부 플레이트 및 하부 프레임 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 버스바(500) 및 버스바 프레임(600)을 더 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 배터리 모듈(10)의 버스바(500)는 리드 중첩부(110)와 접촉하여 리드 중첩부(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 버스바(500)는 대략 직사각형 단면의 판 형상을 가질 수 있다.
배터리 모듈(10)의 버스바 프레임(600)은 버스바(500)를 사이에 두고 리드 중첩부(110)의 반대쪽에 배치될 수 있다. 버스바 프레임(600)은 버스바(500)가 배치될 수 있도록 셀 적층체의 적층 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
버스바(500)는 버스바 프레임(600)에 조립되어 고정될 수 있다. 버스바(500)가 조립되는 예시로는, 버스바 프레임(600)에 형성된 돌출된 부분에 버스바(500)에 형성된 구멍이 끼워지면서 조립되는 방식이 있을 수 있다.
리드 중첩부(110)를 형성하는 전극 리드는 버스바 프레임(600)을 관통하여 연장될 수 있다. 따라서, 버스바 프레임(600)에는 전극 리드가 통과하는 리드 슬롯(610)이 형성될 수 있다.
리드 슬롯(610)은 셀 적층체의 길이 방향으로 관통되어 형성되며, 전극 리드가 통과할 수 있도록 대략 직사각형의 단면을 가질 수 있다.
리드 슬롯(610)을 통과한 셀의 전극 리드가 절곡되면서 서로 포개져 리드 중첩부(110)가 형성될 수 있다.
배터리 모듈(10)의 회로 기판(300)은 배터리 모듈(10)의 셀 적층체와 전기적으로 연결되고, 셀 적층체를 형성하는 셀의 온도 등을 측정할 수 있다.
회로 기판(300)은 상판부(310) 및 절곡부(320)를 포함할 수 있다. 회로 기판(300)의 상판부(310)는 몸체부(200)의 상면에 배치되고, 절곡부(320)는 리드 중첩부(110)의 상부에 배치될 수 있다. 구체적으로는, 회로 기판(300)의 상판부(310)는 몸체부(200)의 상면에서 셀 적층체의 길이 방향으로 연장되는 형태를 가지고, 절곡부(320)는 상판부(310)의 일단에서 절곡되어 리드 중첩부(110)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 절곡부(320)는 상판부(310)의 일단으로부터 리드 중첩부(110)를 향해 연장되어 형성될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(10)을 리드 중첩부(110)가 배치된 정면에서 바라보면 회로 기판(300)은 절곡부(320)만 보일 수 있다.
도 3은 도 2의 A를 개략적으로 도시한 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 리브(400)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
회로 기판(300)의 절곡부(320)는 리드 중첩부(110)의 상부에 배치되므로, 리드 중첩부(110) 등을 조립하는 경우에 절곡부(320)와 리드 중첩부(110) 사이에 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 간섭은 절곡부(320) 또는 리드 중첩부(110)에 손상이 발생하는 원인이 될 수 있다.
회로 기판(300)의 절곡부(320)와 리드 중첩부(110) 사이에 발생하는 간섭을 방지하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 리브(400)를 포함할 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 배터리 모듈(10)의 리브(400)는 리드 중첩부(110)와 절곡부(320) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로는, 리브(400)는 저면이 리드 중첩부(110)와 접촉하도록 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 리브(400)는 일단이 절곡부(320)의 형상에 대응되도록 절곡된 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 리브(400)의 일단은 대략 직사각형 단면을 가지는 절곡부(320)의 형상에 대응되도록 수직으로 절곡될 수 있다. 이 때, 절곡되지 않은 부분의 상면은 절곡부(320)의 저면과 접촉하고, 절곡된 일단의 측면은 절곡부(320)의 측면과 접촉하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 리드 중첩부(110)와 절곡부(320) 사이에 리브(400)가 배치되어 리드 중첩부(110)와 절곡부(320)의 충돌로 인한 서로의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 리드 중첩부(110)와 절곡부(320) 사이의 빈 공간을 리브(400)가 채워주므로, 절곡부(320) 또는 버스바(500) 등이 용접될 때 부품의 움직임을 최소화하여 용접이 용이하게 도움을 줄 수 있다.
리드 중첩부(110)와 절곡부(320)의 손상을 효율적으로 방지하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 리브(400)는 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
리브(400)가 충격을 흡수할 수 있는 탄성 재질로 이루어지면, 접촉하는 리드 중첩부(110)와 절곡부(320)에 가해지는 충격이 감소되어 효율적으로 리드 중첩부(110)와 절곡부(320)의 손상을 방지할 수 있다.
물리적인 손상 외에 쇼트 등이 발생하는 것을 방지하기 위해 리브(400)는 절연 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 리브(400)는 절연 물질로 이루어질 수 있다.
리드 중첩부(110)와 절곡부(320)는 모두 도체로 구성되어 있어 서로의 간섭이 발생할 때 쇼트 등의 추가적인 문제가 발생할 수 있다. 리브(400)가 절연 물질로 이루어진 절연체면, 리드 중첩부(110)와 절곡부(320) 사이에서 발생할 수 있는 쇼트 등을 방지할 수 있어 배터리 모듈(10)의 안정성을 증가시킬 수 있다.
리브(400)를 고정하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)은 접착 물질(미도시)을 더 포함할 수 있다.
접착 물질은 절곡부(320)와 마주보는 리브(400) 표면에 배치되어 절곡부(320)와 리브(400)를 접착할 수 있다. 접착 물질에 의해 리브(400)가 절곡부(320)에 고정될 수 있다.
또한, 접착 물질은 버스바 프레임(600)과 마주보는 리브(400)의 표면에 배치되어 리브(400)와 버스바 프레임(600)을 접착할 수도 있다.
접착 물질에 의해 리브(400)를 리드 중첩부(110)와 절곡부(320)의 사이에 용이하게 배치할 수 있다.
실시예 2
본 발명은 다른 형태의 리브를 포함하는 배터리 모듈을 실시예 2로 제공한다.
본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈은 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)과 리드 슬롯의 형태, 리브의 형태 등이 상이할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리 모듈(10)의 구성과 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 정면도이다.
본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 셀 적층체를 구성하는 셀들의 전극 리드는 양극 리드 및 음극 리드를 포함할 수 있다. 따라서, 버스바 프레임(600)의 리드 슬롯(610)은 양극 리드가 통과하는 양극 리드 슬롯(611) 및 음극 리드가 통과하는 음극 리드 슬롯(612)을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 양극 리드 슬롯(611)은 셀의 양극 리드가 배치되는 위치와 대응되는 위치에 배치되어 양극 리드가 통과할 수 있다. 구체적으로는, 양극 리드 슬롯(611)은 양극 리드 중첩부(111)를 형성하기 위한 양극 리드들이 통과할 수 있도록 대략 직사각형 단면의 형상을 가지는 하나의 구멍으로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 음극 리드 슬롯(612)은 셀의 음극 리드가 배치되는 위치와 대응되는 위치에 배치되어 음극 리드가 통과할 수 있다. 구체적으로는, 음극 리드 슬롯(612)은 음극 리드 중첩부(112)를 형성하기 위한 음극 리드가 각각 이격된 형태로 통과할 수 있도록 대략 직사각형 단면의 형상을 가지는 복수의 구멍으로 형성될 수 있다. 이는 음극 리드가 서로 접촉한 상태로 음극 리드 슬롯(612)을 통과하도록 배치되는 경우 쇼트가 발생할 우려가 있으므로, 이를 방지하기 위함일 수 있다. 이 때, 음극 리드 슬롯(612)의 각 구멍은 양극 리드 슬롯(611)보다 작은 단면적을 가지도록 형성될 수 있다.
따라서, 양극 리드 슬롯(611)을 통과한 양극 리드들이 포개져서 양극 리드 중첩부(111)를 형성하고, 음극 리드 슬롯(612)을 통과한 음극 리드들이 포개져서 음극 리드 중첩부(112)를 형성할 수 있다.
도 6은 도 5의 A'을 개략적으로 도시한 확대도이고, 도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 양극 리브(410)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
양극 리드 중첩부(111)와 절곡부(320')의 충돌을 방지하는 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 리브는 양극 리브(410)를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 양극 리브(410)는 양극 리드 중첩부(111)와 절곡부(320') 사이에 배치되어 양극 리드 중첩부(111)와 절곡부(320')의 충돌을 방지할 수 있다.
양극 리드 중첩부(111)와 절곡부(320') 사이에 배치되기 위한 형태의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 양극 리브(410)는 양극 수평부(411) 및 양극 수직부(412)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 양극 리브(410)의 양극 수평부(411)는 양극 리드 중첩부(111)의 상면과 절곡부(320')의 하면 사이에 배치될 수 있다. 이 때, 양극 수평부(411)는 셀 적층체의 적층 방향을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 양극 리브(410)의 양극 수직부(412)는 양극 수평부(411)의 일단으로부터 절곡되며, 절곡부(320')의 측면과 접촉하도록 연장될 수 있다. 이 때, 양극 수직부(412)는 양극 수평부(411)의 연장 방향과 수직한 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
절곡부(320')와의 효율적인 접촉을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 양극 리브(410)는 양극 수평부(411)와 양극 수직부(412) 사이가 곡선으로 절곡될 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 회로 기판의 절곡부(320')는 양극 리브(410)와 접촉하는 부분이 곡선으로 절곡되는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 절곡부(320')와 효율적으로 접촉하며 배치되기 위해 양극 리브(410)의 양극 수평부(411)와 양극 수직부(412) 사이는 곡선으로 절곡될 수 있다.
즉, 양극 리브(410)는 접촉하는 양극 리드 중첩부(111) 및 절곡부(320')의 형상에 대응되는 형상을 가지도록 양극 수평부(411)와 양극 수직부(412)를 포함하고, 곡선으로 절곡된 형상을 가질 수 있다. 이를 통해 양극 리브(410)는 양극 리드 중첩부(111) 및 절곡부(320') 사이에 빈 공간을 최소화하고, 양극 리드 중첩부(111) 및 절곡부(320')와 최대한 접촉하며 배치될 수 있어 둘 사이의 충돌을 효율적으로 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 확대된 일부를 개략적으로 도시한 확대 사시도이고, 도 9는 도 5의 B를 개략적으로 도시한 확대도이다. 또한, 도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 음극 리브(420)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
음극 리드 중첩부(112)와 절곡부(320')의 충돌을 방지하는 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈의 리브는 음극 리브(420)를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 음극 리브(420)는 음극 리드 중첩부(112)와 절곡부(320') 사이에 배치되어 음극 리드 중첩부(112)와 절곡부(320')의 충돌을 방지할 수 있다.
음극 리드 중첩부(112)와 절곡부(320') 사이에 배치되기 위한 형태의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 음극 리브(420)는 음극 수평부(421) 및 음극 수직부(422)를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 음극 리브(420)의 음극 수평부(421)는 음극 리드 중첩부(112)의 상면과 절곡부(320')의 하면 사이에 배치될 수 있다. 이 때, 음극 수평부(421)는 셀 적층체의 적층 방향을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다.
도 9 및 10을 참조하면, 음극 리브(420)의 음극 수직부(422)는 음극 수평부(421)의 일단으로부터 절곡되며, 절곡부(320')의 측면과 접촉하도록 연장될 수 있다. 이 때, 음극 수직부(422)는 음극 수평부(421)의 연장 방향과 수직한 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
절곡부(320')와의 효율적인 접촉을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 음극 리브(420)는 음극 수평부(421)와 음극 수직부(422) 사이가 곡선으로 절곡될 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 회로 기판의 절곡부(320')는 음극 리브(420)와 접촉하는 부분이 곡선으로 절곡되는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 절곡부(320')와 효율적으로 접촉하면서 배치되기 위해 음극 리브(420)의 음극 수평부(421)와 음극 수직부(422) 사이가 곡선으로 절곡될 수 있다.
음극 리드 사이의 접촉을 방지하기 위한 구성의 일례로 본 발명의 실시예 2에 따른 음극 리브(420)는 돌출부(423)를 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 음극 리브(420)의 돌출부(423)는 음극 수평부(421)의 저면으로부터 하부를 향해 돌출된 형상을 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 음극 리드 슬롯(612)은 복수의 구멍으로 형성될 수 있는데 각 구멍으로 음극 리드가 통과될 수 있다. 이 때, 서로 이웃한 구멍의 사이와 대응되는 위치에 음극 리브(420)의 돌출부(423)가 배치될 수 있다.
음극 리브(420)의 돌출부(423)는 음극 리드 슬롯(612)의 이웃한 구멍 사이에 배치되어 음극 리드 슬롯(612)의 구멍을 통과하는 이웃한 음극 리드가 서로 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 음극 리드가 서로 접촉하는 상태로 음극 리드 슬롯(612)을 통과하는 경우에 발생하는 쇼트 등의 문제를 사전에 효율적으로 방지할 수 있다.
즉, 음극 리브(420)는 접촉하는 음극 리드 중첩부(112) 및 절곡부(320')의 형상에 대응되는 형상을 가지도록 음극 수평부(421)와 음극 수직부(422)를 포함하고, 곡선으로 절곡된 형상을 가질 수 있다. 또한, 음극 리브(420)는 돌출부(423)를 포함할 수 있다. 이를 통해 음극 리브(420)는 음극 리드 중첩부(112) 및 절곡부(320') 사이에 빈 공간을 최소화하고, 음극 리드 중첩부(112) 및 절곡부(320')와 최대한 접촉하며 배치될 수 있어 둘 사이의 충돌을 효율적으로 방지하며, 음극 리드가 서로 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 양극 리브(410) 및 음극 리브(420)는 플라스틱 사출 성형을 통해 버스바 프레임(600)과 일체로 제조될 수 있다. 이 경우 버스바 프레임(600)과 함께 원하는 크기 및 형상으로 제조가 용이하고, 쉽게 절연 성능을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 배터리 모듈은 양극 리드 중첩부(111) 및 절곡부(320')와 접촉하기 용이한 형태의 양극 리브(410)를 포함하여 양극 리드 중첩부(111)와 절곡부(320') 사이의 충돌로 인한 손상을 효율적으로 방지할 수 있고, 음극 리드 중첩부(112) 및 절곡부(320')와 접촉하기 용이한 형태의 음극 리브(420)를 포함하여 음극 리드 중첩부(112)와 절곡부(320') 사이의 충돌로 인한 손상 방지와 동시에 음극 리드 사이의 쇼트를 방지할 수 있다. 또한, 회로 기판 등을 용접할 때 부품들의 위치를 잡아주어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 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 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
10: 배터리 모듈
110: 리드 중첩부
111: 양극 리드 중첩부
112: 음극 리드 중첩부
200: 몸체부
300: 회로 기판
310: 상판부
320: 절곡부
400: 리브
410: 양극 리브
411: 양극 수평부
412: 양극 수직부
420: 음극 리브
421: 음극 수평부
422: 음극 수직부
423: 돌출부
500: 버스바
600: 버스바 프레임
610: 리드 슬롯
611: 양극 리드 슬롯
612: 음극 리드 슬롯

Claims (14)

  1. 적층된 셀들과, 상기 셀들의 전극 리드들이 포개져 형성된 리드 중첩부를 포함하는 셀 적층체;
    상기 셀 적층체를 둘러싸는 몸체부;
    상기 몸체부의 상면에서 상기 셀 적층체의 길이 방향으로 연장되는 상판부 및 상기 상판부의 일단에서 절곡되어 상기 리드 중첩부의 상부에 배치되는 절곡부를 포함하는 회로 기판; 및
    상기 리드 중첩부와 상기 절곡부 사이에 배치되어 상기 리드 중첩부와 상기 절곡부의 충돌을 방지하는 리브를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 리드 중첩부와 접촉하며, 상기 리드 중첩부와 전기적으로 연결되는 버스바; 및
    상기 버스바를 사이에 두고 상기 리드 중첩부의 반대쪽에 배치되며, 상기 버스바가 조립되는 버스바 프레임을 더 포함하는 배터리 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 버스바 프레임에는,
    상기 셀 적층체의 길이 방향으로 관통되어 형성되며, 상기 전극 리드가 통과하는 리드 슬롯이 형성되고,
    상기 리드 슬롯을 통과한 상기 전극 리드가 포개져 상기 리드 중첩부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 리드 슬롯은,
    상기 셀의 양극 리드가 배치되는 위치와 대응되는 위치에 배치되며, 상기 양극 리드가 통과하는 양극 리드 슬롯; 및
    상기 셀의 음극 리드가 배치되는 위치와 대응되는 위치에 배치되며, 상기 음극 리드가 각각 이격된 형태로 통과하는 복수의 구멍으로 형성되는 음극 리드 슬롯을 포함하는 배터리 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 리드 중첩부는,
    상기 양극 리드들이 포개져서 형성된 양극 리드 중첩부; 및
    상기 음극 리드들이 포개져서 형성된 음극 리드 중첩부를 포함하는 배터리 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 양극 리드 중첩부의 상부와 상기 절곡부 사이에 배치되는 양극 리브; 및
    상기 음극 리드 중첩부의 상부와 상기 절곡부 사이에 배치되는 음극 리브를 포함하는 배터리 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 양극 리브는,
    상기 양극 리드 중첩부의 상면과 상기 절곡부의 하면 사이에 배치되는 양극 수평부; 및
    상기 양극 수평부의 일단으로부터 절곡되며, 상기 절곡부의 측면과 접촉하도록 연장되는 양극 수직부를 포함하는 배터리 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 양극 리브는,
    상기 양극 수평부와 상기 양극 수직부 사이가 곡선으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 음극 리브는,
    상기 음극 리드 중첩부의 상면과 상기 절곡부의 하면 사이에 배치되는 음극 수평부;
    상기 음극 수평부의 일단으로부터 절곡되며, 상기 절곡부의 측면과 접촉하도록 연장되는 음극 수직부; 및
    상기 음극 수평부의 저면으로부터 하부로 돌출된 형상의 돌출부를 포함하는 배터리 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 음극 리브는,
    상기 음극 수평부와 상기 음극 수직부 사이가 곡선으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 음극 리드 슬롯의 이웃한 구멍의 사이와 대응되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 리브는,
    탄성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 리브는,
    절연 물질을 포함하는 배터리 모듈.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 리브를 상기 절곡부에 부착시키는 접착 물질을 더 포함하는 배터리 모듈.
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