(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
バスバーが結合されたフレームに設けられる軟性回路基板において、バンド状の中心部;前記中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第1連結回路部;前記第1連結回路部から前記中心部と並ぶように延びた第2連結回路部;及び前記第1連結回路部及び前記第2連結回路部のそれぞれから延びて前記バスバーに連結される第3連結回路部を含み、前記第2連結回路部が前記第1連結回路部の一側に折れる場合、前記第2連結回路部が第1ベンディングラインに沿って前記第1連結回路部に向かって折れて形成される第1重ね合わせ部;及び前記第2連結回路部が第2ベンディングラインに沿って前記第1連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第2重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、前記重ね合わせ部が形成される場合、前記第2連結回路部は前記第1連結回路部と同一線上に配置される、軟性回路基板。
前記第1ベンディングラインは前記第1連結回路部と並んで形成され、前記第2ベンディングラインは前記第1ベンディングラインに対して所定の角度に傾くように形成される、請求項2に記載の軟性回路基板。
前記第1重ね合わせ部及び前記第2重ね合わせ部を構成する第2連結回路部の部分の間は、上側及び下側に対して固定力を提供する接着剤により密着固定される、請求項2に記載の軟性回路基板。
前記第1連結回路部に形成された第3連結回路部は、互いに離隔するように複数個で形成され、前記第1連結回路部と前記第2連結回路部が互いに平行に位置する場合、前記第2連結回路部に形成された第3連結回路部が前記第1連結回路部に形成された第3連結回路部と互いに平行に配置される、請求項1に記載の軟性回路基板。
前記第3連結回路部は、基板層及び前記基板層の一面を露出させるように構成された絶縁層を含み、前記基板層の一面は、前記バスバーに接触するように構成された、請求項1に記載の軟性回路基板。
前記第3連結回路部は、基板層及び前記基板層の両面を露出させるように構成された絶縁層を含み、前記基板層は、前記バスバーに接触する第1面;及び前記第1面の反対側に形成される第2面を含む、請求項1に記載の軟性回路基板。
少なくとも1つのバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体を固定するためのフレーム組立体において、上部プレート、前記上部プレートの両端に連結される側面プレートを含んで前記セル組立体を取り囲むように配置されるフレーム;前記側面プレートに配置されて固定されるバスバー;及び前記上部プレートと前記側面プレートに沿って配置されて前記バッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板を含み、前記上部プレートには上面に一定の深さで掘られた経路溝が形成され、前記軟性回路基板には外側に延びた温度センシング部が形成され、前記経路溝に安着するバンド状の中心部;前記中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第1連結回路部;前記第1連結回路部の両端部から前記中心部と並ぶように延びた第2連結回路部;及び前記第1連結回路部及び前記第2連結回路部のそれぞれから延びて前記バスバーに連結される第3連結回路部を含み、前記軟性回路基板には、前記第2連結回路部が第1ベンディングラインに沿って前記第1連結回路部に向かって折れて形成される第1重ね合わせ部、及び前記第2連結回路部が第2ベンディングラインに沿って前記第1連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第2重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、前記重ね合わせ部が形成される場合、前記第2連結回路部は前記第1連結回路部と同一線上に配置され、前記第2連結回路部に形成された第3連結回路部は、前記第1連結回路部に形成された第3連結回路部と一列に配置される、フレーム組立体。
前記セル組立体は、前記複数個のバッテリーセルの各両端に形成された端子部が直列または並列に積層されて形成され、前記バスバーに前記端子部が直接接合されて電気的に連結される、請求項11に記載のフレーム組立体。
前記第1ベンディングラインは前記第1連結回路部と並んで形成され、前記第2ベンディングラインは前記第1ベンディングラインと所定の角度に傾くように形成され、前記第2連結回路部は前記第1ベンディングライン及び前記第2ベンディングラインに沿って順次折れて、前記第1連結回路部と同一線上に配置されることを特徴とする、請求項11に記載のフレーム組立体。
前記側面プレートの一側に密着して固定され、前記中心部の端部を覆う補強プレートをさらに含み、前記上部プレートは前記経路溝に沿って前記中心部と前記経路溝の離隔を防止するリブがさらに形成される、請求項11に記載のフレーム組立体。
前記側面プレートには前記中心部が配置される位置に対応して融着突起が形成され、前記中心部及び前記補強プレートには前記融着突起の位置に対応して固定ホールがそれぞれ形成される、請求項16に記載のフレーム組立体。
前記バスバーには一定の深さで掘られた安着部が形成され、一側は前記軟性回路基板に固定結合され、他側は前記バスバーに接合される連結端子をさらに含み、前記連結端子は、固定突起が形成されて前記第3連結回路部に固定される固定部;及び前記固定部から延長形成され、前記安着部に配置される連結部を含む、請求項11に記載のフレーム組立体。
前記固定突起は、前記固定部の両側に離隔して複数個形成され、予め設定された位置で前記第3連結回路部を貫通して前記軟性回路基板と電気的に連結され、貫通して突出する部分は、圧着されて反り変形により固定され、前記連結部は、レーザ溶接により前記安着部に接合されることを特徴とする、請求項20に記載のフレーム組立体。
前記連結部は、締結ホールが形成されるようにリング状に形成され、前記締結ホールを貫通して前記安着部に挿入されて前記連結端子を固定する締結部材をさらに含む、請求項20に記載のフレーム組立体。
前記第3連結回路部が前記バスバーに連結された状態で、前記第3連結回路部及び前記第3連結回路部周辺の前記バスバーの一部をカバーするように構成されたコーティング部をさらに含む、請求項11に記載のフレーム組立体。
少なくとも1つのバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体を固定するためのフレーム組立体において、上部プレート、前記上部プレートの両端に連結される側面プレートを含んで前記セル組立体を取り囲むように配置されるフレーム;前記側面プレートに配置されて固定されるバスバー;前記上部プレートと前記側面プレートに沿って配置されて前記バッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板;及び前記側面プレートの一側に密着固定されて前記軟性回路基板の端部を覆う補強プレートを含み、前記上部プレートには底面に一定の深さで掘られた保護溝が形成され、前記軟性回路基板は、外側に延びた温度センシング部が形成され、前記保護溝に収容されるバンド状の中心部;前記中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第1連結回路部;前記第1連結回路部の両端部から前記中心部と並ぶように延びた第2連結回路部;及び前記第1連結回路部及び前記第2連結回路部のそれぞれから延びてバスバーに連結される第3連結回路部を含み、前記軟性回路基板には、前記第2連結回路部が第1ベンディングラインに沿って前記第1連結回路部に向かって折れて形成される第1重ね合わせ部、及び前記第2連結回路部が第2ベンディングラインに沿って前記第1連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第2重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、前記重ね合わせ部が形成される場合、前記第2連結回路部は前記第1連結回路部と平行に配置され、前記第2連結回路部に形成された前記第3連結回路部は、前記第1連結回路部に形成された前記第3連結回路部と平行に配置される、フレーム組立体。
前記保護溝と前記中心部との間、及び前記第1連結回路部と前記第2連結回路部との間に形成される前記重ね合わせ部は、接着剤により密着固定される、請求項25に記載のフレーム組立体。
前記上部プレート及び前記側面プレートのうち少なくともいずれか1つには前記保護溝の位置に対応して保護ホールが形成され、前記中心部の端部は前記保護ホールを貫通し、曲がって前記第3連結回路部が前記バスバーの外側面に接合される、請求項25に記載のフレーム組立体。
前記側面プレートには前記保護ホールの位置に対応して融着突起が形成され、前記中心部及び前記補強プレートには前記融着突起の位置に対応して固定ホールがそれぞれ形成される、請求項27に記載のフレーム組立体。
前記バスバーには第1結合ホールが形成され、前記第3連結回路部には第1結合ホールの位置に対応して第2結合ホールが形成され、前記第1結合ホール及び前記第2結合ホールを貫通する結合部材をさらに含む、請求項25に記載のフレーム組立体
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示の実施例は、セル組立体を固定するためのフレーム組立体に用いられる軟性回路基板を提供する。また、生産過程の歩留まりを向上させて、組み立て過程で生じ得る破損現象を防止し、作業性を向上させることができる軟性回路基板の構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一実施例によるバスバーが結合されたフレームに設けられる軟性回路基板において、バンド状の中心部;中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第1連結回路部;第1連結回路部から中心部と並ぶように延びた第2連結回路部;及び第1連結回路部及び第2連結回路部のそれぞれから延びてバスバーに連結される第3連結回路部を含み、第2連結回路部が第1連結回路部の一側に折れる場合、端面方向で互いに重なるように配置された第1連結回路部の一部及び第2連結回路部の一部を含む重ね合わせ部が形成され、重ね合わせ部が形成される場合、第2連結回路部は第1連結回路部と同一線上に配置され得る。
【0008】
一実施例によると、第2連結回路部は、第1連結回路部の両端部にそれぞれ形成され、第2連結回路部が第1ベンディングラインに沿って第1連結回路部に向かって折れて形成される第1重ね合わせ部;及び第2連結回路部が第2ベンディングラインに沿って第1連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第2重ね合わせ部を含むことができる。
【0009】
一実施例によると、第1ベンディングラインは第1連結回路部と並んで形成され、第2ベンディングラインは第1ベンディングラインに対して所定の角度に傾くように形成され得る。
【0010】
一実施例によると、第1重ね合わせ部及び第2重ね合わせ部を構成する第2連結
回路部の部分の間は、上側及び下側に対して固定力を提供する接着剤により密着固定され得る。
【0011】
一実施例によると、接着剤は、両面テープまたは両面パッドであることを特徴とすることができる。
【0012】
一実施例によると、第1連結回路部に形成された第3連結回路部は、互いに離隔するように複数個で形成され、第1連結回路部と第2連結回路部が同一線上に位置する場合、第2連結回路部に形成された第3連結回路部が第1連結回路部に形成された第3連結回路部と一列に配置され得る。
【0013】
一実施例によると、中心部から外側に延びて形成される温度センシング部をさらに含むことができる。
【0014】
一実施例によると、第3連結回路部は、基板層及び基板層の一面を露出させるように構成された絶縁層を含み、基板層の一面は、バスバーに接触するように構成され得る。
【0015】
一実施例によると、第3連結回路部は、基板層及び基板層の両面を露出させるように構成された絶縁層を含み、基板層は、バスバーに接触する第1面;及び第1面の反対側に形成される第2面を含むことができる。
【0016】
一実施例によると、第3連結回路部は、第1面のサイズが第2面のサイズより大きいことを特徴とすることができる。
【0017】
本開示の他の実施例による少なくとも1つのバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体を固定するためのフレーム組立体において、上部プレート、上部プレートの両端に連結される側面プレートを含み、セル組立体を取り囲むように配置されるフレーム;側面プレートに配置されて固定されるバスバー;及び上部プレートと側面プレートに沿って配置されてバッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板を含み、上部プレートには上側面に一定の深さで掘られた経路溝が形成され、軟性回路基板には外側に延びた温度センシング部が形成され、経路溝に安着するバンド状の中心部;中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第1連結回路部;第1連結回路部の両端部に延びて、中心部と並んで形成される第2連結回路部;及び第1連結回路部及び第2連結回路部のそれぞれから延びてバスバーに連結される第3連結回路部を含み、軟性回路基板には、第2連結回路部が第1ベンディングラインに沿って第1連結回路部に向かって折れて形成される第1重ね合わせ部、及び第2連結回路部が第2ベンディングラインに沿って第1連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第2重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、重ね合わせ部が形成される場合、第2連結回路部は第1連結回路部と同一線上に配置され、第2連結回路部に形成された第3連結回路部は、第1連結回路部に形成された第3連結回路部と一列に配置され得る。
【0018】
一実施例によると、セル組立体は、複数個のバッテリーセルの各両端に形成された端子部が直列または並列に積層されて形成され、バスバーに端子部が直接接合されて電気的に連結され得る。
【0019】
一実施例によると、バスバーには、バッテリーセルが積層された方向と同一の方向に挿入ホールが形成され、セル組立体は複数個のバッテリーセルが並列に積層され、並列に積層されたバッテリーセルが再度直列に積層されて形成され、端子部が挿入ホールに挿入されてバスバーと電気的に連結され得る。
【0020】
一実施例によると、端子部は挿入ホールを貫通し、貫通して突出する部分はバスバーの外側に折れてレーザ溶接されて電気的に連結され得る。
【0021】
一実施例によると、第1ベンディングラインは第1連結回路部と並んで形成され、第2ベンディングラインは第1ベンディングラインと所定の角度に傾くように形成され、第2連結回路部は第1ベンディングライン及び第2ベンディングラインに沿って順次折れて、第1連結回路部と同一線上に配置されることを特徴とすることができる。
【0022】
一実施例によると、側面プレートの一側に密着して固定され、中心部の端部を覆う補強プレートをさらに含み、上部プレートは経路溝に沿って中心部と経路溝の離隔を防止するリブがさらに形成され得る。
【0023】
一実施例によると、リブは、経路溝の両側に交互に互いに離隔するように複数個で提供されることを特徴とすることができる。
【0024】
一実施例によると、側面プレートには中心部が配置される位置に対応して融着突起が形成され、中心部及び補強プレートには融着突起の位置に対応して固定ホールがそれぞれ形成され得る。
【0025】
一実施例によると、経路溝に中心部が安着した状態で、中心部の上側を覆うトップカバーをさらに含むことができる。
【0026】
一実施例によると、バスバーには一定の深さで掘られた安着部が形成され、一側は軟性回路基板に固定結合され、他側はバスバーに接合される連結端子をさらに含み、連結端子は、固定突起が形成されて第3連結回路部に固定される固定部;及び固定部から延長形成され、安着部に配置される連結部を含むことができる。
【0027】
一実施例によると、固定突起は、固定部の両側に離隔して複数個形成され、予め設定された位置で第3連結回路部を貫通して軟性回路基板と電気的に連結され、貫通して突出する部分は、圧着されて反り変形により固定され、連結部は、レーザ溶接により安着部に接合されることを特徴とすることができる。
【0028】
一実施例によると、連結部は、締結ホールが形成されるようにリング状に形成され、締結ホールを貫通して安着部に挿入されて連結端子を固定する締結部材をさらに含むことができる。
【0029】
一実施例によると、第3連結回路部がバスバーに連結された状態で、第3連結回路部及び第3連結回路部周辺のバスバーの一部をカバーするように構成されたコーティング部をさらに含むことができる。
【0030】
一実施例によると、バスバーには一定の深さで掘られた安着部が形成され、第3連結回路部の一面は安着部に接触することを特徴とすることができる。
【0031】
本開示のさらに他の実施例による少なくとも1つのバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体を固定するためのフレーム組立体において、上部プレート、上部プレートの両端に連結される側面プレートを含みセル組立体を取り囲むように配置されるフレーム;側面プレートに配置されて固定されるバスバー;上部プレートと側面プレートに沿って配置されてバッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板;及び側面プレートの一側に密着固定されて軟性回路基板の端部を覆う補強プレートを含み、上部プレートには底面に一定の深さで掘られた保護溝が形成され、軟性回路基板には外側に延びた温度センシング部が形成され、保護溝に収容されるバンド状の中心部;中心部の両端部に形成されて、互いに対向するように配置される第1連結回路部;第1連結回路部の両端部に延びて、中心部と並んで形成される第2連結回路部;及び第1連結回路部及び第2連結回路部のそれぞれから延びてバスバーに連結される第3連結回路部を含み、軟性回路基板には、第2連結回路部が第1ベンディングラインに沿って第1連結回路部に向かって折れて形成される第1重ね合わせ部、及び第2連結回路部が第2ベンディングラインに沿って第1連結回路部の長さ方向に折れ曲がるように折れて形成される第2重ね合わせ部を含む重ね合わせ部が形成され、重ね合わせ部が形成される場合、第2連結回路部は第1連結回路部と平行に配置され、第2連結回路部に形成された第3連結回路部は、第1連結回路部に形成された第3連結回路部と平行に配置され得る。
【0032】
一実施例によると、保護溝と中心部との間、及び第1連結回路部と第2連結回路部との間に形成される重ね合わせ部は、接着剤により密着固定され得る。
【0033】
一実施例によると、上部プレート及び側面プレートのうち少なくともいずれか1つには保護溝の位置に対応して保護ホールが形成され、中心部の端部は保護ホールを貫通し、曲がって第3連結回路部がバスバーの外側面に接合され得る。
【0034】
一実施例によると、側面プレートには保護ホールの位置に対応して融着突起が形成され、中心部及び補強プレートには融着突起の位置に対応して固定ホールがそれぞれ形成され得る。
【0035】
一実施例によると、バスバーには第1結合ホールが形成され、第3連結回路部には第1結合ホールの位置に対応して第2結合ホールが形成され、第1結合ホール及び第2結合ホールを貫通する結合部材をさらに含むことができる。
【0036】
一実施例によると、バスバーには一定の深さで掘られた安着溝が形成され、第1結合ホールは安着溝に形成され、第1結合ホール及び第2結合ホールはそれぞれ互いに離隔して一対で形成され得る。
【0037】
一実施例によると、結合部材は、リベットであることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【0038】
以上で詳察したように、本開示の課題を解決するための手段によると、次のような事項をいずれも含む多様な効果を期待することができる。ただし、本開示が下記のような効果をいずれも発揮してこそ成立するものではない。
【0039】
本開示による軟性回路基板は、第2連結回路部が第1連結回路部の端部に折れ曲がって連結され、これらが中心部と並んで形成された形状を有するため、初期裁断時に第1連結回路部と第2連結回路部が並んで裁断される比較例に比べて設計上の損失する部分を最小化し、生産原価を節減することができる。
【0040】
また、第1ベンディングライン及び第2ベンディングラインに沿って第2連結回路部を折り、第2連結回路部を第1連結回路部と同一線上に位置させるため、生産歩留まりを向上させることができ、広く積層された複数個のバッテリーセルの電圧をそれぞれセンシングすることができる。
【0041】
さらに、第1重ね合わせ部及び第2重ね合わせ部は、両面テープまたはPADにより密着固定され、組み立て過程で浮き上がりによる損傷を防止し、振動による軟性回路基板のパターンのクラックを防止することができる。
【0042】
また、第3連結回路部は、軟性回路基板の内部基板層が露出形成され、他の構成なしでもバスバーに直接接合可能であり、別途の構成を必要としないため、原価節減の効果を有することができる。
【0043】
第1面のサイズは、第2面のサイズより大きく形成され、接合を容易にすると共に、基板層を保護する効果を有することができる。
【0044】
本開示によるバッテリーモジュールのセル組立体は、バッテリーセルに形成された端子を介して電気的に容易に連結され得、バスバーに挿入ホールが形成されて端子部がこれを貫通して折れてバスバーと電気的に連結され得るため、その組み立てが容易になり得る。
【0045】
上部プレート及び側面プレートを含みセル組立体を取り囲む形状のセルフレームを含んでバッテリーセルを一次的に固定し、バッテリーセルを保護することができる。
【0046】
上部プレートと側面プレートはヒンジ結合され、側面プレートが一定の角度で回動し、フレームの組み立てが容易になり得る。
【0047】
上部プレートの上側面に一定の深さで掘られた経路溝が形成されたり、底面に一定の深さで掘られた保護溝が形成されたりすることができるため、軟性回路基板の中心部を保護し、組み立て過程で生じ得る損傷を防止することができる。
【0048】
経路溝に沿って中心部の離隔を防止するリブが形成され、軟性回路基板の固定を容易にすることができ、経路溝の両側に交互に複数個が形成され、組み立て時に生じ得る軟性回路基板の損傷を防止することができる。
【0049】
経路溝に軟性回路基板が安着した状態で、軟性回路基板の上側を覆うトップカバーをさらに設けて組み立て時に生じ得る軟性回路基板の損傷を最小化することができる。
【0050】
中心部は、保護溝に両面テープにより容易に固定され得、保護溝が形成された位置に対応して保護ホールが形成されて軟性回路基板が曲がる部分を最小化し、組み立て過程または車両の運行過程で生じる外力による軟性回路基板の損傷を防止することができる。
【0051】
また、側面プレートの一側に密着固定され、中心部の端部を覆う補強プレートを含み、軟性回路基板の組み立て過程で生じ得る損傷の可能性をさらに確実に遮断することができる。
【0052】
補強プレートは中心部の端部を覆い、熱融着過程で軟性回路基板に生じ得る損傷を防止することができる。
【0053】
バスバーには、安着部が一定の深さで掘られるように形成されて接合部分を明確にして作業性が向上し、正確な位置に接合されるため接合品質を向上させることができる。
【0054】
一体型端子を介して軟性回路基板とバスバーを電気的に連結可能であり、作業工数を節減し、生産コストを節減することができる。
【0055】
リング状の一体型端子を用いて締結部材(例えば、螺子)によりバスバーに連結することができるため、レーザウェルディングのような作業工数を節減して生産性を向上させることができる。
【0056】
基板層を直接バスバーに接合する場合、第3連結回路部とバスバーの一部を覆うコーティング部をさらに形成して基板層とバスバーとの間の接合力を高め、基板層を保護することができる。
【0057】
結合部材は、電気伝導性を有する金属材質で形成されてバスバーと軟性回路基板を電気的に連結することができるため、溶接による歪みや溶接部位の割れ現象などを根本的に防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0059】
本開示の実施例は、本開示の技術的思想を説明する目的で例示されたものである。本開示による権利範囲が以下に提示される実施例やこれらの実施例に関する具体的な説明で限定されるものではない。
【0060】
本開示に用いられる全ての技術的用語及び科学的用語は、異なって定義されない限り、本開示が属する技術分野で通常の知識を有する者に一般的に理解される意味を有する。本開示に用いられる全ての用語は、本開示をさらに明確に説明する目的で選択されたものであり、本開示による権利範囲を制限するために選択されたものではない。
【0061】
本開示で用いられる「含む」、「備える」、「有する」等のような表現は、当該表現が含まれる言句または文章で異なって言及されない限り、他の実施例を含む可能性を内包する開放型用語(open−ended terms)として理解されなければならない。
【0062】
本開示で記述された単数型の表現は、異なって言及しない限り、複数型の意味を含み得、これは請求の範囲に記載された単数型の表現にも同様に適用される。
【0063】
本開示で用いられる「第1」、「第2」等の表現は、複数の構成要素を相互に区分するために用いられ、当該構成要素の順序または重要度を限定するものではない。
【0064】
本開示において、ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるとか「接続されて」いると言及された場合、前記ある構成要素が前記他の構成要素に直接的に連結され得たり、接続され得るものとして、または新たな他の構成要素を介して連結され得たり、接続され得るものとして理解されなければならない。
【0065】
以下、添付の図面を参照して本開示の実施例を説明する。添付の図面において、同一または対応する構成要素には、同一の参照符号が付与されている。また、以下の実施例の説明において、同一または対応する構成要素を重複して記述することが省略され得る。しかし、構成要素に関する技術が省略されても、そのような構成要素がある実施例に含まれないものと意図されるものではない。
【0066】
図1は、本開示の多様な実施例と比較するための比較例を説明するための図である。
【0067】
最近、より高い高出力の大容量バッテリーが要求されるに伴い、積層されるバッテリーセルの個数が増加している。この過程で、比較例の軟性回路基板1000は、バッテリーセルのセンシング部が広く形成される形態に裁断されて用いられる。例えば、
図1に示すように、バンド状の中心部1110、中心部1110の両端部に形成されて互いに対向するように配置される連結部1120及び連結部から突出してバスバーに第3連結回路部1150を有する形状に裁断される。
【0068】
前述の比較例において、中心部1110の両側に形成される損失部分aが増加し、軟性回路基板1000の生産歩留まりが多少減少する問題が生じ得る。また、軟性回路基板1000をフレームに組み立てる過程で軟性回路基板が外力などにより破損するか裂けて、軟性回路基板に実装された電気素子が破損するなどの問題が生じ得る。これにより、バッテリーモジュールに加えられる激しい振動や衝撃により軟性回路基板の側面プレートに曲がる部分にクラックが発生する問題が生じ得る。
【0069】
図2は、本開示の一実施例による軟性回路基板100の平面図であり、
図3は、
図2に示す軟性回路基板100の折る方法を示す図であり、
図4は、
図2に示す軟性回路基板100の一側の連結部の最終形状を示す斜視図である。
図5は、
図4に示す重ね合わせ部140を拡大図示した斜視図であり、
図6は、
図5に示す第1重ね合わせ部141及び第2重ね合わせ部142が接着剤200により固定される方法を示す斜視図である。
【0070】
図2〜
図6を参照すると、バスバーが結合されたフレームに設置されてバッテリーセルの電圧をセンシングするように構成された軟性回路基板100は、バンド状の中心部110、前記中心部110の両端部に形成されて、互いに対向配置される第1連結回路部120、前記第1連結回路部120に折れ曲がって延び前記中心部110と並んで形成される第2連結回路部130を含むことができる。第3連結回路部150は、第1連結回路部120及び第2連結回路部130のそれぞれから延びてバスバーに連結されるように形成され得る。
【0071】
第2連結回路部130が前記第1連結回路部120の一側に折れる場合、第1連結回路部120と前記第2連結回路部130との間に重ね合わせ部140が形成され得る。重ね合わせ部140が形成される場合、第2連結回路部130は第1連結回路部120と同一線上に配置され得る。
【0072】
図9を参考にすると、軟性回路基板100の端面方向への中心には基板層101が形成され、基板層101の上下に絶縁層102がそれぞれ積層されて形成され得る。基板層101は、電気的な信号で情報を伝達する回路として構成され得、絶縁層102は基板層101を保護して他の導電性構成とのショート現象を防止することができる。
【0073】
図9を参考にすると、基板層101は、電気伝導性のある金属層で形成され、電気伝導性の高い銅板(copper plate)で形成され得る。絶縁層102は、フィルム(PEN、P1)形態の電気伝導性のない物質で形成され得る。また、基板層101及び絶縁層102のそれぞれは、フレキシブルな特性を有するため、容易に変形され得る。
【0074】
再度
図2を参考にすると、軟性回路基板100は、中心部110、第1連結回路部120及び第2連結回路部130を含み、第1連結回路部120と前記第2連結回路部130との間に重ね合わせ部140が形成され得る。中心部、第1連結回路部120、第2連結回路部130及び重ね合わせ部140は、軟性回路基板100の部分に該当し得、これらは中心部110とともに1つの軟性回路基板として一体に形成され得る。
【0075】
中心部110の端部には、第1固定ホール115が形成され得る。また、中心部110及び第2連結回路部130から突出延長した部分に突出ホール112がさらに形成され得る。
【0076】
中心部110は、バンド状に長く形成され得る。温度センシング部111は、中心部110から外側に延びて形成され得る。温度センシング部111は、一側に複数個が延びて形成されるように提供され得る。温度センシング部111は、バッテリーセルの温度を測定して軟性回路基板100を通じて電気的情報として外部装置に伝達し、過発熱などの現象を検出するように構成され得る。
【0077】
第1連結回路部120と第2連結回路部130は、中心部110の両端部にそれぞれ同一に形成されて適用することができる。以下では、中心部110の一側に形成される部分に基づいて、本開示の多様な実施例について説明する。
【0078】
第1連結回路部120は、中心部110の両端部にそれぞれ形成される。第1連結回路部120は、中心部110の1つの端部の両側に延長形成され、中心部110に対して垂直の形状を有し得る。また、第1連結回路部120は、中心部110を挟んで互いに対向配置され得る。
【0079】
第2連結回路部130は、第1連結回路部120から折れ曲がって延びて形成され得る。中心部110が形成された方向に垂直に折れ曲がって中心部110と並んで形成される。第2連結回路部130は、第1連結回路部120の端部にそれぞれ形成され得る。例えば、1つの軟性回路基板100に計4つの第2連結回路部130が形成され得る。
【0080】
重ね合わせ部140は、第1連結回路部120及び第2連結回路部130の間に形成され得る。重ね合わせ部140は、第2連結回路部130が第1連結回路部120の一側に折れて第2連結回路部130が複数の層で重なる部分と定義され得る。
【0081】
重ね合わせ部140は、第2連結回路部130が第1ベンディングライン131に沿って第1連結回路部120に向かって上側に折れて形成される第1重ね合わせ部141、及び第2連結回路部130が再度第2ベンディングライン132に沿って第1重ね合わせ部141の第1連結回路部120の長さ方向に上側に折れ曲がって折れて形成される第2重ね合わせ部142を含むことができる。即ち、重ね合わせ部140は、第2連結回路部130が第1ベンディングライン131及び第2ベンディングライン132に沿って折れて形成されるものであって、第2連結回路部130の一部に該当する。
【0082】
重ね合わせ部140が形成される場合、第2連結回路部130は、第1連結回路部120と平行に配置され得る。また、第2連結回路部130に形成された第3連結回路部150は、第1連結回路部120に形成された第3連結回路部150と平行に配置され得る。本開示の多様な実施例において、両構成が平行に配置される場合、両構成が完全に平行であって延長線が出合わない場合だけでなく、所定の角度に傾いて実質的に平行をなす場合を含む。
【0083】
一実施例による軟性回路基板100において、第1ベンディングライン131は、第1連結回路部120の長さ方向と並んで形成され得る。第2ベンディングライン132は、第1ベンディングライン131と約45度の角度で、斜線方向に形成され得る。
【0084】
図3を参考にして、第2連結
回路部130のフォールディング方法について説明する。第2連結回路部130は、中心部110と並んで形成された状態で(第1状態)、第1ベンディングライン131に沿って
第1連結回路部
120の上側に折れて中心部110の反対側に中心部110と並んで形成された状態となり(第2状態)、第1重ね合わせ部141が第1連結回路部120と第2連結回路部130との間に形成される。次に、第2連結回路部130は、第2ベンディングライン132に沿って第1重ね合わせ部141の上側に折れ曲がって第1連結回路部120と同一線上に配置される状態となり(第3状態)、第1重ね合わせ部141と第2連結回路部130との間には、第2重ね合わせ部142が形成され得る。
【0085】
1つの第2連結回路部130を基準に重ね合わせ部140とベンディングライン131、132は、必ずしも2つに形成されるものではなく、軟性回路基板100の裁断形状及び最終形状に応じて異なる個数で形成され得る。
【0086】
第1重ね合わせ部141と第2重ね合わせ部142を構成する第2連結
回路部
130の部分の間は、接着剤200により密着固定され得る。接着剤200は、上側及び下側に同時に固定力を提供するように構成され得る。接着剤200は、例えば、両面テープまたは両面パッドを用いることができる。接着剤200を用いると、軟性回路基板100の重ね合わせに伴う厚さの増大を最小化し、浮き上がりを防止して組み立て過程または車両運行による振動などによる損傷を防止することができる。
【0087】
前述の実施例によると、軟性回路基板100は、ベンディング作業が進められる前の裁断された形状と異なる、フォールディング作業が進められた後の最終形状を有し得る。これにより、軟性回路基板100の生産過程における歩留まりを向上させることができ、広い幅を占めるように積層された複数個のバッテリーセルの電圧をそれぞれセンシングできるように構成され得る。
【0088】
図7は、
図4に示す第3連結回路部150の基板層が露出した状態を示す斜視図であり、
図8は、
図7に示す第1面151及び第2面152を示す平面図であり、
図9は、
図8に示す第3連結回路部150の断面を示す断面図である。
【0089】
第3連結回路部150は、第1連結回路部120及び第2連結回路部130のそれぞれから分岐されるように、第1連結回路部120及び第2連結回路部130から延びて形成され、一側がバスバーに接合され得る。一実施例による軟性回路基板100において、第1連結回路部120には、複数個の第3連結回路部150が同一方向に延びて形成され得る。また、1つの第3連結回路部150は、第2連結回路部130の端部に延びて形成され得る。
【0090】
第3連結回路部150は、第2連結回路部130が第1連結回路部120と同一線上に配置される状態(即ち、第3状態)であるとき、第2連結回路部130に形成された第3連結回路部150が第1連結回路部120に形成された第3連結回路部150と同一方向に突出した形態を有するように、同一の方向に並んで配置され得る。
【0091】
第3連結回路部150は、バスバーに接合されてバッテリーセルのそれぞれの電圧及び電流を測定して電気的な情報として基板層101に沿って伝達することができる。従って、第3連結回路部150の数は、バッテリーセルの個数及びバスバーの個数に応じて、その数が増減されるように調節することができる。
【0092】
第3連結回路部150の両側面は、軟性回路基板100の内部基板層101が露出するように形成され得、基板層101は、バスバーに接触する第1面151及び第1面151の反対側に形成されて露出する第2面152を含むことができる。
【0093】
第1面151のサイズは、第2面152のサイズより大きく形成され得る。このような構造は、第1面151とバスバーとの接合を容易にすることができ、外部に露出した基板層101の部分を減少させて基板層101の損傷を最小化することができる。
【0094】
他の実施例において、第3連結回路部150は、内部基板層101の一面が露出されるように形成され得る。基板層101の一面の反対側面は絶縁層でカバーされ得る。また、露出した基板層101の一面はバスバーに接触することができる。
【0095】
前述の実施例によると、バスバーと第3連結回路部150が直接接合され得るようにして、作業工数を節減させると共に重量及び原価を節減することができる。これについては、バッテリーモジュールの説明時に詳しく述べるようにする。
【0096】
以下、図面を参照して前述の軟性回路基板を含む本開示のバッテリーモジュールの具体的な実施例を詳細に説明する。
【0098】
図10は、本開示の第1実施例によるバッテリーモジュール1の斜視図であり、
図11は、
図10に示すバッテリーモジュール1の分解図であり、
図12は、
図10に示すバッテリーモジュール1のセル組立体300の斜視図であり、
図13は、
図10に示すバッテリーモジュール1のフレーム組立体10の斜視図であり、
図14は、
図13に示すフレーム400の上部プレート410と側面プレート420のヒンジ結合を示す斜視図である。
【0099】
図10〜
図14を参照すると、本開示の第1実施例によるバッテリーモジュール1は、1つ以上のバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体300、セル組立体300を固定するためのフレーム組立体10を含むことができる。
【0100】
フレーム組立体10は、上部プレート410、上部プレート410の両端に連結される側面プレート420を含んで前記セル組立体300を取り囲むように配置されるフレーム400、側面プレート420に配置されて固定されるバスバー500、及び上部プレート410と前記側面プレート420に沿って配置されてバッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板100を含むことができる。上部プレート410には、上側面に一定の深さで掘られた経路溝411が形成され得る。
【0101】
セル組立体300は、1つ以上のバッテリーセルが積層されて形成され、バッテリーセルは二次電池で形成されることが一般的であるが、これに限定されるものではなく、充電または放電が可能な電池である場合、いずれででも形成され得る。
【0102】
バッテリーセルは、両側に突出して端子部310が形成され得、一側に(−)端子が形成される場合、他側には(+)端子が形成される。また、導電性物質で形成され、フレキシブルな特性を有して変形可能なものが好ましい。従って、端子部310は、一側に折れて隣接する端子部310と接合工程を通じて電気的に連結される。
【0103】
セル組立体300は、
図12に示すように、バッテリーセルが立てられた形態で積層されて形成され得、バッテリーセルは隣接する他のバッテリーセルと端子部310が互いに連結される。例えば、同一極性を有する端子同士連結される場合、バッテリーセルは電気的に並列連結され、互いに異なる極性を有する端子同士連結される場合、バッテリーセルは電気的に直列連結される。
【0104】
バッテリーセルの連結は、必要に応じて異ならせて構成することができる。例えば、8つのバッテリーセルを2つずつ並列連結し、並列連結した4つのセルを再度直列連結して4P 3Sとして形成することができる。
【0105】
前述の実施例によると、セル組立体300においてバッテリーセルの連結構成を異ならせて車両パッケージに伴うバッテリー容量を容易に変更することができ、接合工程に要される時間を節減して生産性を向上させることができる。
【0106】
図13及び
図14を参照すると、フレーム400は、上部プレート410と上部プレート410の両端に連結される側面プレート420を含むことができる。フレーム400の上部プレート410及び側面プレート420は、上部プレート410に形成されたフック部414と側面プレート420に形成されたロッド部424に嵌められてヒンジ結合される。
【0107】
上部プレート410の端部のそれぞれには、フック状のフック部414が離隔して複数個形成され得、フック部414が形成された位置に対応して側面プレート420の上側面にはロッド部424が形成され得る。フック部414とロッド部424はそれぞれ、上部プレート410及び側面プレート420に突出形成されて、一側で出合うようになり、ロッド部424がフック部414に嵌められてヒンジ結合され得る。
【0108】
一実施例において、フック部414の内部曲率半径は、ロッド部424の半径と同一か小さく形成され得る。これにより、上部プレート410と側面プレート420の結合において一定以上の固定力が確保され得るため、組み立て過程でフレーム400が分離することを防止して作業性を向上させることができる。
【0109】
フレーム400は、上部プレート410がセル組立体300の上側に配置され、側面プレート420は端子部310が形成されたセル組立体300の両側面に配置されて、セル組立体300を取り囲むように配置され得る。
【0110】
フレーム400は、上部プレート410と側面プレート420がプラスチック射出成形方式で形成され得る。これにより、フレーム400は生産コストが低廉であり、ヒンジ結合されて容易に組み立てられ得る。
【0111】
図15は、
図10に示すバッテリーモジュール1のフレーム400と軟性回路基板100の配置を示す側面図であり、
図16は、
図13に示すフレーム組立体10の上部プレート410及び軟性回路基板100の結合された構成を示す斜視図であり、
図17は、
図16に示す上部プレート410及び軟性回路基板100の分解された構成を示す分解斜視図であり、
図18は、
図17に示す上部プレート410の経路溝411に軟性回路基板100が安着した状態を示す平面図である。
【0112】
図19は、
図10に示すバッテリーモジュール1の側面プレート420の正面図であり、
図20は、
図19に示す補強プレート600を拡大図示した斜視図であり、
図21は、
図20に示されたA−A方向の断面斜視図及び断面図であり、
図22は、
図20に示す補強プレート600の固定方法を示す図であり、
図23は、
図19に示すバスバー500の安着部520を拡大図示した斜視図である。
【0113】
軟性回路基板100は、
図15に示すように、フレーム400の外側に沿って配置される。中心部110は、上部プレート410の上側面に配置され得る。中心部110は、一定の深さで掘られて形成された経路溝411に安着して固定され、中心部110の長さは、上部プレート410の長
さより長く形成されて中心部110の両端部は、側面プレート420に沿って曲がることができる。
【0114】
第1連結回路部120及び第2連結回路部130は側面プレート420の外側に配置され、側面プレート420の外観に沿って曲がって密着する。従って、第1連結回路部
120と第2連結回路部130に形成された第3連結回路部150は、構造的にバスバー500の外側に配置され得る。
【0115】
図2を参考にすると、中心部110及び第2連結回路部130には、突出ホール112が形成され得る。突出ホール112は複数個形成され得、締結部材(図示せず)が貫通して軟性回路基板100をフレーム400に固定させることができる。突出ホール112は、外側に突出するように延長形成され、内部回路には影響を及ぼさない。
【0116】
軟性回路基板100の一端はバスバー500に電気的に連結され、内部に複数個の線が並んで配列されてバッテリーセルの電圧及び電圧に関する情報をBMS(Battery Management System)(図示せず)側に伝達する。BMSは、各バッテリーセルの充電と放電を管理する。例えば、BMSは充電モードで、互いに異なる電圧レベルに放電された複数個のバッテリーセルを均一な電圧レベルを有するように充電することができる。
【0117】
上部プレート410は、セル組立体300のサイズに対応して四角形状に形成され、セル組立体300の上側に配置される。上側面には、中心部110が安着する経路溝411が形成され、経路溝411の上側を覆うトップカバー413を含む。
【0118】
経路溝411は、中心部110が安着できるように一定の深さで掘られるように形成され得る。トップカバー413は、中心部110が経路溝411に安着した状態で中心部110の上側を覆うことができる。従って、経路溝411とトップカバー413は、中心部110の形状と同一の形状に形成され得る。従って、中心部110はフレーム400の外側に離脱せず、外部に露出しないため、組み立て過程で中心部110に生じ得る損傷が防止され得る。
【0119】
上部プレート410には、経路溝411の内側に向かって突出したリブ412が形成され得る。リブ412は、経路溝411の両側に交互に複数個形成され、互いに一定の間隔を置いて離隔するように形成され得る。
【0120】
リブ412は、経路溝411の両側面から内側に突出するように形成され得、リブ412の下側面は経路溝411から所定の間隔を置いて離隔することができる。従って、中心部110は、リブ412と経路溝411との間に配置されて、中心部110が経路溝411から離脱することを防止するため、両面テープのような接着剤なしでも軟性回路基板100はフレーム400に密着固定され得る。
【0121】
図19を参考にすると、側面プレート420の外側面には、補強プレート600とバスバー500が密着固定され得る。側面プレート420は2つで構成されて、上部プレート410の両端部にそれぞれ連結される。従って、2つの側面プレート420は、セル組立体300の両側面に配置され得る。セル組立体300の両側面は、バッテリーセルの端子部310が形成された両側面となり得る。
【0122】
補強プレート600は、中心部110の端部を覆って側面プレート420に密着固定され得る。側面プレート420には、補強プレート600の固定のために側面プレート420から突出した融着突起425が形成され得る。中心部110及び補強プレート600のそれぞれには、融着突起425の位置に対応して固定ホール115、615が形成され得る。
【0123】
補強プレート600は、融着突起425が中心部110の第1固定ホール115と補強プレート600の第2固定ホール615を順次貫通した後、融着方式で固定され得る。融着突起425は、熱融着工程でヒータが備えられた加圧部材(図示せず)により外側から溶けて圧着され、その後、圧着された部分が冷却されて硬化しつつ、補強プレート600は側面プレート420に密着することができる。
【0124】
前述の実施例によると、中心部110の端部は、補強プレート600と側面プレート420との間に配置されて固定され得る。補強プレート600は、中心部110の曲がった部分を通って下側端部部分を加圧するため、加圧により軟性回路基板100が追加で曲がる現象を最小化して、クラックなどのような損傷を防止することができる。また、熱融着工程で軟性回路基板100が直接加圧されることを遮断し、車両の運行による持続的な振動や衝撃などの外力を吸収して損傷を最小化することができる。
【0125】
ここでの融着工程は、熱融着固定だけでなく、超音波融着固定などを含む。
【0126】
補強プレート600は、軟性回路基板100とバスバー500の電気的連結を妨げないように、金属を除く回路のないいかなる絶縁材質でも形成可能である。
【0127】
バスバー500は側面プレート420に密着固定されて、一部分は第3連結回路部150と連結され、他の部分は端子部310と連結され得る。従って、バスバー500は、軟性回路基板100とバッテリーセルを電気的に連結するように構成され得る。
【0128】
バスバー500は、互いに離隔するように複数個で提供され得、バスバー500の個数は必要に応じて変更可能である。また、各バスバー500には、挿入ホール510及び安着部520が形成され得る。
【0129】
安着部520は、各バスバー500の第3連結回路部150と接合される部分となり得、一定の深さで掘られるように形成され得る。従って、作業者は、安着部520に基づいて作業位置を肉眼で識別でき、接合位置を明確に把握することができる。これにより、接合不良などの問題を解決することができる。
【0130】
挿入ホール510は、バッテリーセルが積層された方向と同一の方向に沿って形成され得る。挿入ホール510にセル組立体300の端子部310が挿入され、挿入ホール510を貫通して突出する端子部310の部分は、一側に折れてバスバー500と接合され得る。従って、バスバー500を介してバッテリーセルは他のバッテリーセルと電気的に連結され得る。
【0131】
このとき、端子部310の挿入のために挿入ホール510が形成された位置に対応して側面プレート420にもホール(図示せず)が形成され得る。
【0132】
バスバー500は、それぞれ別途に形成されたセンシングバスバー及びHVバスバーを含むことができる。バスバー500は、セル組立体300の端子部310と電気的に連結されてバッテリーセルのそれぞれの電圧と電流に関する情報を伝達したり、バッテリーモジュール1の外部に設けられたバスバーと連結されて電気的情報を伝達することができる。また、バスバー500は導体で形成され、電気伝導率の高い金属で形成され得る。
【0133】
図24は、
図23に示す安着部520に基板層101が直接接合された状態を示す正面図であり、
図25は、
図24に示す基板層101をバスバー500に接合するための接合方法を示す断面図であり、
図26は、
図24の第3連結回路部150にコーティング部800がさらに形成された状態を示す平面図であり、
図27は、
図26に示すコーティング層の断面図である。
【0134】
基板層101は、バスバー500に接触する第1面151と第1面151の反対側に形成される第2面152を含み、第2面152の外側にコーティング部800がさらに形成され得る。第1面151と第2面152は、軟性回路基板100の絶縁層102を切削して内部基板層101を露出させることにより形成され得る。
【0135】
第1面151はバスバー500の一側に接触し、
第1面151はバスバー500に一定の深さで掘られて形成された安着部520に接触することができる。安着部520は、第3連結回路部150が接合される位置を明確に示して作業性を向上させることができる。
【0136】
一実施例において、第1面151のサイズは、第2面152のサイズより大きく形成され得る。本実施例は、バスバー500との溶接面積を確保することができ、外部に露出する基板層の面積を減少させて第3連結回路部150の損傷を防止することができる。
【0137】
基板層101は、軟性回路基板100の回路の役割をする構成であって、電気伝導性のある物質で形成され、第1面151と安着部520を直接接合させてバスバー500と軟性回路基板100を電気的に連結させることができる。この過程において、第2面152の外側でレーザ溶接して第1面151を接合させることができる。
【0138】
第1面151は、絶縁層102が切削されて露出した面となり得る。万一、安着部520の外側と絶縁層102の厚さに対応するエアギャップが存在する場合、エアギャップにより接合過程で基板層101が焼ける現象が発生したり、絶縁層102が燃焼する現象が発生したりして、要求される品質を達成することができないこともある。
【0139】
一実施例によると、接合工程において、治具(Z、jig)で第2面152を加圧して第1面151と安着部520との間に存在するエアギャップを除去することができる。また、加圧により安着部520と第1面151の接触面積は増加し、溶接部の固定力を向上させることができる。
【0140】
第3連結回路部150は、基板層101の両面に露出するように構成されるため、バスバー500に直接的に結合され得る構造を有することができる。従って、適用部品の減少及び作業工数を節減させてさらに向上した生産性を提供することができる。
【0141】
コーティング部800は、第2面152及び第3連結回路部150の周辺のバスバー500の一部をカバーするように形成され得る。コーティング部800は、基板層101とバスバー500の電気的連結を妨げないように非伝導性材料で構成され得、ノズルを用いて一部にのみ塗布され得る。
【0142】
図27に示すように、コーティング部800は、第1面151がバスバー500に接合された状態で形成され得る。また、第2面152だけでなく、第2面152の周辺絶縁層102及び周辺バスバー500の一部までカバーするように形成されて基板層101の腐食を防止すると共に、バスバー500との接合強度を向上させることができる。
【0143】
図28は、
図23に示す安着部520に、一実施例による一体型連結端子700の連結部720が接合された状態を示す正面図であり、
図29は、
図28に示す一実施例による一体型連結端子700の斜視図であり、
図30は、
図23に示す安着部520に一体型連結端子700と他の実施例であるリング状の連結端子1700の連結部1720が接合された状態を示す正面図であり、
図31は、
図30に示すリング状の連結端子1700及び締結部材1730の斜視図であり、
図32は、
図28及び
図30に示す固定部710が第3連結回路部150に固定される方法を示す斜視図である。
【0144】
軟性回路基板100とバスバー500は、前述の実施例で説明したように、第3連結回路部150に形成された基板層101により電気的に連結可能である。ただし、第3連結回路部150とバスバー500にそれぞれ連結される連結端子700、1700によっても電気的に連結可能である。
【0145】
連結端子700、1700は、固定部710と連結部720、1720を含み、連結部720、1720は、固定部710の一側から延長形成されて一体に形成される。連結端子700、1700は、バスバー500と第3連結回路部150との間に位置し、両側に連結されて第3連結回路部150とバスバー500を電気的に連結するように構成され得る。
【0146】
具体的には、固定部710は、第3連結回路部150に固定される部分であって相対的に狭く形成され、上側及び下側に突出した固定突起711が形成され得る。固定突起711は、互いに離隔するように複数個で提供され、予め設定された位置で整列する第3連結回路部150を貫通することができる。固定突起711の貫通して突出した部分は、撓んで変形されて第3連結回路部150に固定される。
【0147】
連結端子700、1700は、様々な実施例を有し得、以下では、互いに異なる実施例に該当する場合であっても同一の部分に対しては同一の符号を用いて説明するようにする。
【0148】
図25に示すように、一実施例による連結端子700の連結部720は、バスバー500の安着部520に接合される部分であって相対的に広く形成され、レーザ溶接により接合され得る。
図27に示すように、他の実施例による連結端子1700の連結部1720は、中心にホール1721が形成されたリング状を有し得、リング状は、螺子などのような締結部材1730により固定され得る。
【0149】
前述の実施例による連結端子700、1700は、従来は軟性回路基板とバスバーとの連結のために固定端子と連結板を用いたのとは異なり、固定部710と連結部720、1720が一体に連結されて作業の工数を節減し、生産コストを節減させて生産性を向上させることができる。
【0150】
図33は、
図23に示す安着部520に結合部材2700が結合された状態を示す斜視図であり、
図34は、
図33に示す安着部520に結合部材2700を結合するための結合方法を示す斜視図であり、
図35は、
図33に示されたB−B方向の断面図である。
【0151】
軟性回路基板100とバスバー500は、前記のように第3連結回路部150に形成された基板層101または連結端子700、1700により電気的に連結可能である。ただし、結合部材2700は、第3連結回路部150及びバスバー500の間で重ね継ぎされ第3連結回路部150及びバスバー500を電気的に連結することができる。
【0152】
結合部材2700は、第3連結回路部150の外側に配置されるヘッド2710とヘッド2710から延長形成される繋ぎ部2720を含むことができる。繋ぎ部2720は、軟性回路基板とバスバーを電気的に連結することができる。従って、結合部材2700は、電気伝導性を有する金属材質で形成される。ヘッド2710は、繋ぎ部2720から外側に突出して配置され、第3連結回路部150を安着部520側に加圧して第3連結回路150部を安着部520に固定させることができる。
【0153】
結合部材2700との結合のために、安着部520には第1結合ホール521が形成され、第3連結回路部150には、第1結合ホール521の位置に対応して第2結合ホール153が形成され得る。第1結合ホール521及び第2結合ホール153はそれぞれ互いに離隔して一対で形成され、内径が互いに同一に形成され得る。結合部材2700が結合された状態で、繋ぎ部2720は、第2結合ホール153及び第1結合ホール521を順次貫通してバスバー500に固定され得る。また、ヘッド2710は、繋ぎ部2720に外側に延長形成され、第3連結回路部150の外側に突出して配置される。
【0154】
繋ぎ部2720は、第1結合ホール521及び第2結合ホール153と同一のサイズで形成され、ヘッド2710は、繋ぎ部2720の半径よりも大きい半径を有することができる。従って、ヘッド2710は、第1結合ホール521及び第2結合ホール153を貫通することができず、第3連結回路部150の外側に配置され得る。
【0155】
前述の実施例によると、結合部材2700の繋ぎ部2720が第2結合ホール153を貫通し、第3連結回路部150の基板層102と電気的に連結され、再度第1結合ホール521を貫通してバスバー500と電気的に連結されるため、結合部材2700は、軟性回路基板とバスバーを電気的に連結することができる。
【0156】
一実施例において、結合部材2700は、永久的な結束力を提供して厚さが薄い部材間で有用に用いられるリベット(rivet)で構成され得る。リベットを用いる場合、溶接工程による歪みや溶接部位に発生する割れ現象などを根本的に防止して結合に対する信頼性を向上させることができる。
【0158】
本開示の第2実施例によるバッテリーモジュール2は、前述の第1実施例によるバッテリーモジュール1と一部の構成が同一であるため、以下では、前述の構成と同一の構成に関する重複説明は省略する。
【0159】
図36は、本開示の第2実施例によるバッテリーモジュール2の斜視図であり、
図37は、
図36に示すフレーム400と軟性回路基板100の分解された構成を示す側面図であり、
図38は、
図36に示すフレーム400の下側方向における斜視図であり、
図39は、
図38に示す上部プレート410と軟性回路基板100の分解図で
ある。
【0160】
図36〜図
39を参照すると、本開示の第2実施例によるバッテリーモジュール2は、1つ以上のバッテリーセルが積層されて形成されるセル組立体300、及びセル組立体300を固定するためのフレーム組立体20を含むことができる。
【0161】
フレーム組立体20は、上部プレート410、前記上部プレート410の両端に連結される側面プレート420を含んで前記セル組立体300を取り囲むように配置されるフレーム400、前記側面プレート420に配置されて固定されるバスバー500、前記上部プレート410と前記側面プレート420に沿って配置されて前記バッテリーセルの電圧をセンシングする軟性回路基板100、前記側面プレート420の一側に密着固定されて前記軟性回路基板100の端部を覆う補強プレート600を含むことができる。前記上部プレート410は、底面に一定の深さで掘られた保護溝416が形成され得る。
【0162】
本開示の第2実施例によるバッテリーモジュール2は、
図37に示すように、軟性回路基板100の中心部110は、上部プレート410の底面に配置され得、第1連結
回路部120及び第2連結回路部130は、側面プレート420の外側面に配置され得る。
【0163】
中心部110は、上部プレート410とセル組立体300との間に位置することになり、バッテリーモジュール
2の外部に軟性回路基板が露出する部分を最小化することができる。これにより、組み立て過程で生じ得るクラックなどによる裂けなどの軟性回路基板100の損傷を最小化することができる。
【0164】
図39に示すように、フレーム400の上部プレート410は、底面には中心部110が収容される保護溝416が形成され得、保護溝416は、中心部110と同一の形状に形成され得る。
【0165】
中心部110は、接着剤200により保護溝416に密着固定され得る。接着剤200は、中心部110及び保護溝416の形状と対応する形状の両面テープ200を用いることができる。両面テープ200により中心部110を固定する場合には、バッテリーモジュール
2の組み立て過程で熱融着工程を最小化することができるため、生産時間を短縮させ得、融着工程で加圧により発生する軟性回路基板100の破損を防止することができる。
【0166】
一実施例において、保護溝416が形成された位置に対応して上部プレート410及び側面プレート420のうち、少なくともいずれか1つには保護ホール417が形成され得る。保護ホール417は、中心部110の端部が通過して、第1連結回路部120及び第2連結回路部130が側面プレート420の外側面に配置され得るようにする。
【0167】
図
39を参考にすると、中心部110は、保護ホール417を貫通して曲がりながら浮き上がり部分が生じ得るため、これを最小化するために、保護ホール417は上部プレート410に形成され得る。
【0168】
また、第1連結回路部120及び第2連結回路部130は、中心部110より広く形成されるため、上部プレート410と側面プレート420がヒンジ結合される前に、中心部110が保護溝416に収容されて固定されるようにすることが、フレーム組立体20の組み立てを便利にすることができる。
【0169】
以下、本開示のバッテリーモジュール
2のセル組立体300とフレーム組立体20が組み立てられる順序について説明する。
【0170】
図41は、セル組立体300にフレーム組立体20が組み立てられる方向を示す斜視図であり、
図42は、セル組立体300とフレーム組立体20が組み立てられた後に挿入ホール510に端子部310が挿入された状態を示す斜視図であり、
図43は、挿入ホール510に端子部310が挿入された後に折れて、バスバー500に連結された状態を示す斜視図であり、
図44は、
図43に示す端子部310を拡大図示した斜視図である。
図45は、バッテリーモジュール2とモノフレーム900の組み立て方法を示す斜視図である。
【0171】
一実施例において、1つのバッテリーセルの端子部310は、隣接するバッテリーセルの端子部310と連結されて積層されたセル組立体300を形成することができる。このとき、端子部310は、バッテリーセルの両側に突出した状態で隣接する端子部310と連結され得る。
【0172】
フレーム400は、上部プレート410と側面プレート420は、ヒンジ結合されて組み立てられた状態となり得る。軟性回路基板100は、フレーム400に沿って配置され得、第3連結回路部150は、バスバー500に接合された状態で配置され得る。
【0173】
図41に示すように、組み立てられたフレーム組立体20は、セル組立体300の上側から下側方向にセル組立体300に結合される。このとき、端子部310が突出しているため、側面プレート420を上部プレート410とのヒンジ結合を中心に外側に回動させて、上部プレート410に対して外側に広がるようにすることができる。従って、フレーム組立体20は、端子部310の妨げなしにセル組立体300の外側を取り囲むように配置され得る。
【0174】
次に、
図42に示すように、外側に回動させた側面プレート420を再度内側に回動させて元の位置に位置させる。このとき、突出した端子部310は、側面プレート420に形成されたホール(図示せず)及びバスバー500に形成された挿入ホール510を貫通し、端子部310の端部は、バスバー500の外側に突出することができる。
【0175】
端子部310の端部は、バッテリーセルと隣接するバッテリーセルの端子部310が接合されたものであって、複数の端子部310が付着して形成されたものである。
【0176】
次に、
図43に示すように、外側に突出して形成された端子部310の端部は一側に折れてバスバー500の外側面に接合される。接合された状態を見ると、
図44に示すように、端子部310の端部は隣接する他の端子部310の端部と接触しないため、1つの端子部310と他の端子部310の接合で連結されたバッテリーセルは、バスバー500によってのみ他のバッテリーセルと電気的に連結され得る。
【0177】
一実施例において、端子部310とバスバー500は、結合のための別途の構成を提供しなくても、端子部310の端部の外側でレーザ溶接で接合され、バッテリーモジュールの生産に要される時間及びコストを節減することができる。
【0178】
図45を参考にすると、前記のような方法により、組み立てられたバッテリーモジュール
2は、モノフレーム900ともう一度組み立てられて固定され得る。モノフレーム900は、車両の事故発生時に、セル組立体300の潰れまたは破損を防止して、これによる火災などの2次的事故の発生を予防する。また、外部衝撃からフレーム400及びセル組立体300の結合状態を保護する。また、モノフレーム900は、高強度を有する金属材料などで形成され得る。
【0179】
以上、一部の実施例と添付の図面に示す例により本開示の技術的思想が説明されたものの、本開示が属する技術分野で通常の知識を有する者が理解できる本開示の技術的思想及び範囲を逸脱しない範囲で多様な置換、変形及び変更がなされ得るという点を知らなければならない。また、そのような置換、変形及び変更は、添付の請求の範囲内に属するものと考えられるべきである。