IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ヒュンダイ・モービス・カンパニー・リミテッドの特許一覧

特開2023-160705電池モジュールアセンブリー及びその電池モジュールアセンブリーの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023160705
(43)【公開日】2023-11-02
(54)【発明の名称】電池モジュールアセンブリー及びその電池モジュールアセンブリーの製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01M 50/291 20210101AFI20231026BHJP
   H01M 50/211 20210101ALI20231026BHJP
   H01M 50/204 20210101ALI20231026BHJP
【FI】
H01M50/291
H01M50/211
H01M50/204 401D
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022139457
(22)【出願日】2022-09-01
(31)【優先権主張番号】10-2022-0050258
(32)【優先日】2022-04-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】507098483
【氏名又は名称】ヒュンダイ・モービス・カンパニー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000154
【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】リ ゲム ヒョン
(72)【発明者】
【氏名】キム キ ヒョン
【テーマコード(参考)】
5H040
【Fターム(参考)】
5H040AA01
5H040AT04
5H040AY03
5H040AY10
5H040JJ03
5H040NN01
5H040NN03
(57)【要約】
【課題】本発明は、電池モジュールアセンブリー及びその電池モジュールアセンブリーの製造方法を提供する。
【解決手段】単位モジュールが積層された電池モジュールアセンブリーであって、前記単位モジュールは、複数の電池セルと、前記複数の電池セルをそれぞれ固定させるための複数のカートリッジアセンブリーと、を含み、前記複数のカートリッジアセンブリーの上段部に載置して組み立てられるセンシングアセンブリー(Sensing Assy)と、前記カートリッジアセンブリーの前面を覆う前面カバーと、前記前面カバーに固定結合されるコネクタと、を含み、前記コネクタは、コネクタ本体と、前記コネクタ本体から突出する第1突出領域と、を含み、前記カートリッジアセンブリーの上部領域には上部センシングアセンブリー連結孔部が形成される、電池モジュールアセンブリーが開示される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
単位モジュールが積層された電池モジュールアセンブリーであって、
前記単位モジュールは、
電極端子が形成されており、互いに面接触する方向に立てられている複数の電池セルと、
前記複数の電池セルをそれぞれ固定させるための複数のカートリッジアセンブリーと、を含み、
前記複数のカートリッジアセンブリーの上段部に載置して組み立てられるセンシングアセンブリー(Sensing Assy)と、
前記カートリッジアセンブリーの前面を覆う前面カバーと、
前記センシングアセンブリーに固定結合されるコネクタと、を含み、
前記コネクタは、
コネクタ本体と、
前記コネクタ本体から突出する第1突出領域と、を含み、
前記カートリッジアセンブリーの上部領域には上部センシングアセンブリー連結孔部が形成されており、
前記第1突出領域は、前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入可能な形状を有する、電池モジュールアセンブリー。
【請求項2】
前記第1突出領域は、
前記コネクタ本体から延びて外側に突出する延長区間と、
前記延長区間から折り曲げられた形状を有する折り曲げ区間と、を含み、
前記折り曲げ区間は、前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入可能な形状を有する、請求項1に記載の電池モジュールアセンブリー。
【請求項3】
前記コネクタは、
前記第1突出領域と別に備えられ、前記コネクタ本体から突出する第2突出領域を含み、
前記延長区間が前記コネクタ本体から延びる方向と、前記第2突出領域が前記コネクタ本体から延びる方向とが互いに平行である、請求項2に記載の電池モジュールアセンブリー。
【請求項4】
前記延長区間が前記コネクタ本体から延びる長さが、前記第2突出領域が前記コネクタ本体から延びる長さよりも長い、請求項3に記載の電池モジュールアセンブリー。
【請求項5】
前記カートリッジアセンブリーは、
上方に突出し、前後方向を長さ方向として延びる形状を有する隔壁領域を含み、
前記上部センシングアセンブリー連結孔部は前記隔壁領域に形成される、請求項3に記載の電池モジュールアセンブリー。
【請求項6】
前記第1突出領域と前記第2突出領域との間の間隔は、互いに隣接した前記2つのカートリッジアセンブリーに備えられる前記2つの隔壁領域の間の間隔と対応する、請求項5に記載の電池モジュールアセンブリー。
【請求項7】
前記折り曲げ区間が前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入され、前記第2突出領域が前記隔壁領域と向かい合う状態になるように前記コネクタが前記カートリッジアセンブリーに組み立てられた際に、前記隔壁領域の長さ方向に延びる前記第2突出領域の幅が、前記隔壁領域の長さ方向に延びる前記第1突出領域の幅よりも大きい、請求項5に記載の電池モジュールアセンブリー。
【請求項8】
前記センシングアセンブリーは、
上段部の内側に備えられる複数のカートリッジ連結突出部を含み、
前記複数のカートリッジ連結突出部は、前記複数のカートリッジアセンブリーに形成されている複数の前記上部センシングアセンブリー連結孔部のうち一部にのみ嵌め込まれるように備えられる、請求項3に記載の電池モジュールアセンブリー。
【請求項9】
複数の電池セル、及び前記複数の電池セルを固定させる複数のカートリッジアセンブリーを含む単位モジュールを準備する、単位モジュール準備ステップと、
前記複数のカートリッジアセンブリーの上段部にセンシングアセンブリーを載置する、センシングアセンブリー載置ステップと、
前記複数のカートリッジアセンブリーの一側に、前記センシングアセンブリーに備えられるコネクタを仮固定する、第1コネクタ固定ステップと、
前記単位モジュールと前記センシングアセンブリーを互いに溶接する、溶接ステップと、
前記単位モジュールの前方に前面カバーを配置する、前面カバー配置ステップと、
前記コネクタを前記前面カバーに固定する、第2コネクタ固定ステップと、を含む、電池モジュールアセンブリーの製造方法。
【請求項10】
前記コネクタは、コネクタ本体と、前記コネクタ本体から突出する第1突出領域と、を含み、
前記カートリッジアセンブリーの上部領域には上部センシングアセンブリー連結孔部が形成されており、
前記第1コネクタ固定ステップで、
前記第1突出領域が前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入される、請求項9に記載の電池モジュールアセンブリーの製造方法。
【請求項11】
前記第1突出領域は、前記コネクタ本体から延びて外側に突出する延長区間と、前記延長区間から折り曲げられた形状を有する折り曲げ区間と、を含み、
前記第1コネクタ固定ステップで、
前記折り曲げ区間が前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入される、請求項10に記載の電池モジュールアセンブリーの製造方法。
【請求項12】
前記コネクタは、前記第1突出領域と別に備えられ、前記コネクタ本体から突出する第2突出領域を含み、
前記第1コネクタ固定ステップで、
前記第2突出領域が前記カートリッジアセンブリーに密着される、請求項11に記載の電池モジュールアセンブリーの製造方法。
【請求項13】
前記カートリッジアセンブリーは、上方に突出し、前後方向を長さ方向として延びる形状を有し、前記上部センシングアセンブリー連結孔部が形成される隔壁領域を含み、
前記第1コネクタ固定ステップで、
前記第2突出領域が前記隔壁領域の側面に密着される、請求項12に記載の電池モジュールアセンブリーの製造方法。
【請求項14】
前記センシングアセンブリーは、上段部の内側に備えられる複数のカートリッジ連結突出部を含み、
前記センシングアセンブリー載置ステップで、
前記複数のカートリッジ連結突出部は、前記複数のカートリッジアセンブリーに形成されている複数の前記上部センシングアセンブリー連結孔部のうち一部にのみ嵌め込まれ、
前記第1コネクタ固定ステップで、
前記折り曲げ区間は、前記複数のカートリッジアセンブリーに形成されている複数の前記上部センシングアセンブリー連結孔部のうち他の一部に挿入される、請求項12に記載の電池モジュールアセンブリーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池モジュールアセンブリー及びその電池モジュールアセンブリーの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電池モジュールは、電池セルの厚さの増加に応じて、電池セルを囲む高強度の外装部材を再び製作する必要があり、組立式締結構造が上下に分離されて構成されている。また、積層体の前面部に外部入出力端子が備えられており、下部ケースの後面部上に、センシング部材と連結されて電池モジュールの作動をモニタリング及び制御するBMS(Battery Management System)を含むため、BMSのA/Sが不可能であるという問題を有している。
【0003】
また、従来のさらに他の技術として、外面の全体を囲むように相互結合されている一対のセルカバーは、カートリッジアセンブリーを挟んで電池セルが両側に付いている構造からなっており、支持部の上向き突出している線形構造の多数の装着部が含まれている電池モジュールは、センシング構造と垂直に構成されなければならないという問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】韓国特許公開第10-2021-0056074号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、カートリッジの厚さが電池セルの厚さよりも厚く構成されるとともに、カートリッジの前面部は、セルタブの方向と同一にベンディングして絶縁距離を確保し、カートリッジの後面部は、セルタブが互いに向い合う方向にベンディングして絶縁距離を確保しないため、複数のカートリッジアセンブリーの間にアダプタが構成される、絶縁性能の向上のためのセルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリーに関する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するための本発明の一側面によると、単位モジュールが積層された電池モジュールアセンブリーであって、前記単位モジュールは、電極端子が形成されており、互いに面接触する方向に立てられている複数の電池セルと、前記複数の電池セルをそれぞれ固定させるための複数のカートリッジアセンブリーと、を含み、前記複数のカートリッジアセンブリーの上段部に載置して組み立てられるセンシングアセンブリー(Sensing Assy)と、前記カートリッジアセンブリーの前面を覆う前面カバーと、前記センシングアセンブリーに固定結合されるコネクタと、を含み、前記コネクタは、コネクタ本体と、前記コネクタ本体から突出する第1突出領域と、を含み、前記カートリッジアセンブリーの上部領域には上部センシングアセンブリー連結孔部が形成されており、前記第1突出領域は、前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入可能な形状を有する、電池モジュールアセンブリーが提供される。
【0007】
前記第1突出領域は、前記コネクタ本体から延びて外側に突出する延長区間と、前記延長区間から折り曲げられた形状を有する折り曲げ区間と、を含み、前記折り曲げ区間は、前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入可能な形状を有することができる。
【0008】
前記コネクタは、前記第1突出領域と別に備えられ、前記コネクタ本体から突出する第2突出領域を含み、前記延長区間が前記コネクタ本体から延びる方向と、前記第2突出領域が前記コネクタ本体から延びる方向とが互いに平行であることができる。
【0009】
前記延長区間が前記コネクタ本体から延びる長さが、前記第2突出領域が前記コネクタ本体から延びる長さよりも長いことができる。
【0010】
前記カートリッジアセンブリーは、上方に突出し、前後方向を長さ方向として延びる形状を有する隔壁領域を含み、前記上部センシングアセンブリー連結孔部は前記隔壁領域に形成されることができる。
【0011】
前記第1突出領域と前記第2突出領域との間の間隔は、互いに隣接した前記2つのカートリッジアセンブリーに備えられる前記2つの隔壁領域の間の間隔と対応することができる。
【0012】
前記折り曲げ区間が前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入され、前記第2突出領域が前記隔壁領域と向かい合う状態になるように前記コネクタが前記カートリッジアセンブリーに組み立てられた際に、前記隔壁領域の長さ方向に延びる前記第2突出領域の幅が、前記隔壁領域の長さ方向に延びる前記第1突出領域の幅よりも大きいことができる。
【0013】
前記センシングアセンブリーは、上段部の内側に備えられる複数のカートリッジ連結突出部を含み、前記複数のカートリッジ連結突出部は、前記複数のカートリッジアセンブリーに形成されている複数の前記上部センシングアセンブリー連結孔部のうち一部にのみ嵌め込まれるように備えられることができる。
【0014】
上記の目的を達成するための本発明の他の側面によると、複数の電池セル、及び前記複数の電池セルを固定させる複数のカートリッジアセンブリーを含む単位モジュールを準備する、単位モジュール準備ステップと、前記複数のカートリッジアセンブリーの上段部にセンシングアセンブリーを載置する、センシングアセンブリー載置ステップと、前記複数のカートリッジアセンブリーの一側に、前記センシングアセンブリーに備えられるコネクタを仮固定する、第1コネクタ固定ステップと、前記単位モジュールと前記センシングアセンブリーを互いに溶接する、溶接ステップと、前記単位モジュールの前方に前面カバーを配置する、前面カバー配置ステップと、前記コネクタを前記前面カバーに固定する、第2コネクタ固定ステップと、を含む、電池モジュールアセンブリーの製造方法が提供される。
【0015】
前記コネクタは、コネクタ本体と、前記コネクタ本体から突出する第1突出領域と、を含み、前記カートリッジアセンブリーの上部領域には上部センシングアセンブリー連結孔部が形成されており、前記第1コネクタ固定ステップで、前記第1突出領域が前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入されることができる。
【0016】
前記第1突出領域は、前記コネクタ本体から延びて外側に突出する延長区間と、前記延長区間から折り曲げられた形状を有する折り曲げ区間と、を含み、前記第1コネクタ固定ステップで、前記折り曲げ区間が前記上部センシングアセンブリー連結孔部に挿入されることができる。
【0017】
前記コネクタは、前記第1突出領域と別に備えられ、前記コネクタ本体から突出する第2突出領域を含み、前記第1コネクタ固定ステップで、前記第2突出領域が前記カートリッジアセンブリーに密着されることができる。
【0018】
前記カートリッジアセンブリーは、上方に突出し、前後方向を長さ方向として延びる形状を有し、前記上部センシングアセンブリー連結孔部が形成される隔壁領域を含み、前記第1コネクタ固定ステップで、前記第2突出領域が前記隔壁領域の側面に密着されることができる。
【0019】
前記センシングアセンブリーは、上段部の内側に備えられる複数のカートリッジ連結突出部を含み、前記センシングアセンブリー載置ステップで、前記複数のカートリッジ連結突出部は、前記複数のカートリッジアセンブリーに形成されている複数の前記上部センシングアセンブリー連結孔部のうち一部にのみ嵌め込まれ、前記第1コネクタ固定ステップで、前記折り曲げ区間は、前記複数のカートリッジアセンブリーに形成されている複数の前記上部センシングアセンブリー連結孔部のうち他の一部に挿入されることができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によると、カートリッジアセンブリーの厚さが電池セルの厚さよりも厚く、仕切りを追加する必要がないため、原価、重量、及び体積が低減するという利点がある。
【0021】
また、カートリッジアセンブリーの前面部でセルタブと同一の方向にベンディングして絶縁距離を確保することで、絶縁物が不要であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1a】本発明の一実施形態に係る絶縁性能の向上のためのセルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリーを説明するための参照図である。
図1b】本発明の一実施形態に係る絶縁性能の向上のためのセルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリーを説明するための参照図である。
図2a】本発明の一実施形態に係るカートリッジアセンブリーと電池セル及びセンシングアセンブリーの結合を説明するための参照図である。
図2b】本発明の一実施形態に係るカートリッジアセンブリーと電池セル及びセンシングアセンブリーの結合を説明するための参照図である。
図3a】本発明の一実施形態に係るセルタブのベンディングを説明するための参照図である。
図3b】本発明の一実施形態に係るセルタブのベンディングを説明するための参照図である。
図4】本発明の一実施形態に係るカートリッジアセンブリー、電池セル、及びアダプタの結合を説明するための参照図である。
図5】本発明の一実施形態に係るセルタブのベンディング及び面圧パッド、冷却フィンの構成を説明するための参照図である。
図6】本発明の一実施形態に係るセルタブのベンディングの形態を説明するための参照図である。
図7】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの分解された状態を示した分解斜視図である。
図8】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのカートリッジアセンブリーを示した斜視図である。
図9】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのカートリッジアセンブリー及びアダプタを示した分解斜視図である。
図10】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのアダプタを示した斜視図である。
図11】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのセンシングアセンブリーを示した斜視図である。
図12】本発明の一実施形態に係るカートリッジアセンブリー及びアダプタの結合構造を示した分解斜視図である。
図13】本発明の一実施形態に係るアダプタ及びセンシングアセンブリーの結合構造を示した分解斜視図である。
図14a】本発明の一実施形態に係るセンシングアセンブリー組立孔構造が備えられたカートリッジアセンブリー及びセンシングアセンブリーを説明するための参照図である。
図14b】本発明の一実施形態に係るセンシングアセンブリー組立孔構造が備えられたカートリッジアセンブリー及びセンシングアセンブリーを説明するための参照図である。
図14c】本発明の一実施形態に係るセンシングアセンブリー組立孔構造が備えられたカートリッジアセンブリー及びセンシングアセンブリーを説明するための参照図である。
図14d】本発明の一実施形態に係るセンシングアセンブリー組立孔構造が備えられたカートリッジアセンブリー及びセンシングアセンブリーを説明するための参照図である。
図15a】本発明の一実施形態に係るアダプタを説明するための参照図である。
図15b】本発明の一実施形態に係るアダプタを説明するための参照図である。
図15c】本発明の一実施形態に係るアダプタを説明するための参照図である。
図16a】本発明の一実施形態に係る前面及び後面の溶接回避孔部を説明するための参照図である。
図16b】本発明の一実施形態に係る前面及び後面の溶接回避孔部を説明するための参照図である。
図17a】本発明の一実施形態に係るサイドカバーを説明するための参照図である。
図17b】本発明の一実施形態に係るサイドカバーを説明するための参照図である。
図18】本発明の一実施形態に係る前面カバーを説明するための参照図である。
図19】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの分解された状態を示した分解斜視図である。
図20】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの単位モジュールを分解した状態を示した分解斜視図である。
図21】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの単位モジュールの分解された状態を示した分解斜視図である。
図22】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのカートリッジアセンブリーの正面を示した正面図である。
図23】本発明の他の実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのカートリッジアセンブリーの正面を示した正面図である。
図24】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの分解された状態を示した分解斜視図である。
図25】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの後面カバー及びセンシングモジュールを示した一方向斜視図である。
図26】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの後面カバー及びセンシングモジュールを示した他方向斜視図である。
図27】本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの後面カバー及びセンシングモジュールの分解斜視図である。
図28】本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法において、コネクタがカートリッジアセンブリーに仮固定された様子を示した斜視図である。
図29】本発明に係る電池モジュールアセンブリーに備えられるコネクタを拡大して示した斜視図である。
図30】本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法において、コネクタがカートリッジアセンブリーに仮固定された状態での垂直断面構造を示した斜視図である。
図31】本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法において、コネクタがカートリッジアセンブリーに仮固定された状態での垂直断面構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明は、様々な変更が可能であって、様々な実施形態を有することができるため、特定の実施形態を図面に例示するとともに、詳細な説明に詳しく説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に限定するためのものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むと理解するべきである。本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【0024】
明細書に記載の第1、第2などの用語は、多様な構成要素を説明するために用いられることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられる。
【0025】
また、明細書に記載の「…部」の用語は、一つ以上の機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合により実現されることができる。
【0026】
本出願で用いる用語は、ただ特定の実施形態を説明するために用いられたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は明細書に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらの組み合わせなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除するものではないと理解するべきである。以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0027】
第1実施形態
図1は本発明の一実施形態に係る絶縁性能の向上のためのセルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリーを説明するための参照図であり、図2は本発明の一実施形態に係るカートリッジアセンブリーと電池セル及びセンシングアセンブリーの結合を説明するための参照図であり、図3は本発明の一実施形態に係るセルタブのベンディングを説明するための参照図であり、図4は本発明の一実施形態に係るカートリッジアセンブリー、電池セル、及びアダプタの結合を説明するための参照図であり、図5は本発明の一実施形態に係るセルタブのベンディング及び面圧パッド、冷却フィンの構成を説明するための参照図である。
【0028】
図1a及び図1bを参照すると、本発明の実施形態に係る電池モジュールアセンブリー100は、水平方向に積層された多数の単位モジュール200を含む。
【0029】
積層された多数の単位モジュール200は、長ボルトなどの締結手段により組み立てられる。
【0030】
かかる単位モジュール200はそれぞれ、電池セル210と、複数のカートリッジアセンブリー220と、アダプタ(Adapter)240と、センシングアセンブリー250と、を含むことができる。
【0031】
ここで、複数の電池セル210は一側に電極端子が形成されており、側面方向に立てられていることができる。
【0032】
複数のカートリッジアセンブリー220は複数の電池セル210を固定させることができ、複数のカートリッジアセンブリー220が互いに連結される際に、複数のカートリッジアセンブリーの後面の間の間隔にアダプタ240が連結されることができる。
【0033】
センシングアセンブリー250は、複数のカートリッジアセンブリー220の上段部に載置して組み立てられることができる。
【0034】
一方、アダプタ240は、複数のカートリッジアセンブリー220の後面の間の間隔に連結されると説明したが、カートリッジアセンブリー220の使用環境と仕様に応じて、カートリッジアセンブリー220の前面の間に連結されることができる。
【0035】
また、絶縁性能の向上のためのセルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリー100は、両側面に連結されるサイドカバー261と、モジュールの前面を覆う前面カバー262と、後面を覆う後面カバー263と、上面を覆う上面カバー268と、を含むカバー部材260をさらに含むことができる。
【0036】
ピン/孔構造の両側サイドカバー261により、複数の電池モジュールアセンブリー100を結合することができる。
【0037】
より詳細に、ピン/孔構造は、サイドカバー261の左側下段及び右側上段に突出部が形成されており、左側上段及び右側下段には孔(hole)が形成されて、ピン及び孔構造を有することができる。
【0038】
一方、上述のように、ピン/孔構造はサイドカバー261の左側下段及び右側上段に形成され、孔はサイドカバー261の左側上段及び右側下段に形成されていると図示したが、ピン/孔構造はサイドカバー261の左側上段及び右側上段に形成され、孔はサイドカバー261の左側下段及び右側下段に形成されてもよく、これに限定されるものではない。
【0039】
図2aを参照すると、図2aはカートリッジアセンブリー220及び電池セル210の厚さを説明するための参照図である。
【0040】
複数のカートリッジアセンブリー220は、カートリッジアセンブリー220の本体を成すカートリッジ部材230と、カートリッジ部材230の内部に挿入される冷却フィン232と、を含むことができる。この際、冷却フィン232の一側面と反対側の他側面にはそれぞれ電池セル210が密着されることができる。この場合、冷却フィン232と電池セル210との熱伝導により、電池セル210の冷却が効率的に行われることができる。一方、一例として、カートリッジアセンブリー220の厚さは、一対の電池セル210の厚さよりも厚いことができる。
【0041】
ここで、カートリッジアセンブリー220の厚さが、一対の電池セル210の厚さよりも厚いため、複数のカートリッジアセンブリー220が互いに当接しており、従来の技術で用いられていたカートリッジアセンブリーの間の仕切りが不要であるという利点を有することができる。
【0042】
仕切りを追加しないことから、本発明は、原価、重量、体積の低減効果を有することができ、センシングアセンブリー(図1の250)をカートリッジアセンブリー220と直接連結することができる。
【0043】
また、複数のカートリッジアセンブリー220が当接している状態で、カートリッジアセンブリー220の厚さが一対の電池セル210の厚さよりも厚いため、電池セル部分の一定の間隔が生じるが、この一定の間隔には面圧パッド300が構成されることができる。
【0044】
かかる面圧パッド300は、一対の電池セル210と、前記電池セル210と近接した他の一対の電池セル210との間に配置されており、電池セル210の厚さの変化によって、一対の電池セル210と他の一対の電池セル210との間の間隔が変わっても、一対の電池セル210に一定の面圧が加えられるようにする。
【0045】
図2bを参照すると、図2bはカートリッジアセンブリー220とセンシングアセンブリー250の連結を説明するための参照図である。
【0046】
複数のカートリッジアセンブリー220はそれぞれ、前面部及び後面部に、センシングアセンブリー250と連結され得る下部センシングアセンブリー連結孔部221aを含むことができる。
【0047】
また、センシングアセンブリー250は、センシングアセンブリー250の前面部及び後面部にカートリッジ連結突出部252を含み、カートリッジ連結突出部252が、カートリッジアセンブリー220が含む下部センシングアセンブリー連結孔部221aと連結されることができる。
【0048】
また、カートリッジ連結突出部252は内側端にフック状を有する固定部を含み、下部センシングアセンブリー連結孔部221aの孔(hole)に、フック状を有する固定部が嵌め込まれて連結されることができる。
【0049】
一方、下部センシングアセンブリー連結孔部221aはカートリッジアセンブリー220の前面部及び後面部に形成されると説明したが、カートリッジアセンブリー220の使用環境または仕様に応じて、下部センシングアセンブリー連結孔部221aを形成することができない場合、アダプタ240に下部センシングアセンブリー連結孔部221aと同様の機能を有する構成が形成されてもよい。
【0050】
図3aを参照すると、図3aは絶縁性能の向上のためのセルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリー100の前面部におけるセルタブのベンディングを説明するための参照図である。
【0051】
セルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリー100の前面部のセルタブ210_1は、同一の方向に向かってベンディングされ、一定の間隔ができており、この一定の間隔により絶縁距離を確保することができる。
【0052】
また、複数のカートリッジアセンブリー220の両端のセルタブ210_1は同一の方向にベンディングできないため、サイドカバーに平行にベンディングされ、絶縁距離が確保される一定の間隔の幅が両端のセルタブ領域より狭いことができる。
【0053】
図3bは絶縁性能の向上のためのセルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリー100の後面部におけるセルタブのベンディングを説明するための参照図である。
【0054】
電池モジュールアセンブリー100の後面部のセルタブ210_1は、互いに向い合う方向にベンディング処理されて重なり、一定の間隔ができないため、絶縁距離を確保することができない。したがって、複数のカートリッジアセンブリー220の間の間隔にアダプタ240を追加して構成することができる。
【0055】
図4及び図5を参照すると、セルタブの形状及びカートリッジアセンブリーの形状を含む電池モジュールアセンブリー100は、前面部及び後面部にカートリッジアセンブリー220、電池セル210、及び冷却フィンが連結されており、前面部は、同一の方向へのセルタブのベンディングによりアダプタ240が不要であるが、後面部は、互いに異なる方向にセルタブをベンディングしているため、カートリッジアセンブリーの間の間隔にアダプタ240を構成することができる。
【0056】
また、前面部における両端のセルタブのベンディングの形状及びカートリッジアセンブリーの形状は、両端のセルタブのベンディングの形状及びカートリッジアセンブリーの形状と異なるが、後面部における両端のセルタブのベンディングの形状及びカートリッジアセンブリーの形状は、両端のセルタブのベンディングの形状及びカートリッジアセンブリーの形状と同一に構成されることができる。
【0057】
図5及び図6を参照すると、電池セルタイプA~Dは、アルミニウム(+)0.4t、銅(-)0.2tを用いて、13.5mmのセルタブのカットを行う。
【0058】
Cell Type Aは、アルミニウムはベンディングを適用せず、銅はベンディングAの形状にベンディングすることができる。また、Cell Type Bは、アルミニウムはベンディングB、銅はベンディングCの形状が適用され、Cell Type Cは、アルミニウムはベンディングD、銅はベンディングAの形状が適用され、Cell Type Dは、アルミニウムはベンディングBの形状が適用され、銅はベンディングを適用しないことができる。
【0059】
第2実施形態
図7は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの分解された状態を示した分解斜視図であり、図8は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのカートリッジアセンブリーを示した斜視図であり、図9は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのカートリッジアセンブリー及びアダプタを示した分解斜視図であり、図10は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのアダプタを示した斜視図であり、図11は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのセンシングアセンブリーを示した斜視図であり、図12は本発明の一実施形態に係るカートリッジアセンブリー及びアダプタの結合構造を示した分解斜視図であり、図13は本発明の一実施形態に係るアダプタ及びセンシングアセンブリーの結合構造を示した分解斜視図である。
【0060】
図7及び図8を参照すると、本発明の実施形態に係る電池モジュールアセンブリー100は、水平方向に積層された多数の単位モジュール200を含む。
【0061】
積層された多数の単位モジュール200は、長ボルトなどの締結手段により組み立てられる。
【0062】
かかる単位モジュール200はそれぞれ、電池セル210と、複数のカートリッジアセンブリー220と、アダプタ(Adapter)240と、センシングアセンブリー250と、を含む。
【0063】
例えば、電池セル210はパウチ型セルであることができる。また、互いに隣接した単位モジュール200の間には面圧パッド300が備えられることができる。面圧パッド300は、互いに隣接した単位モジュール200にそれぞれ備えられる電池セル210に密着して備えられることで、電池セル210を加圧することができる。
【0064】
そして、電池セル210の両側には電極端子が形成されている。
【0065】
単位モジュールには、1つのカートリッジアセンブリー220と2つの電池セル210が備えられることができる。これは、カートリッジアセンブリー220の冷却フィン232の両側にそれぞれ電池セル210が1つずつ密着して備えられるためである。
【0066】
かかるカートリッジアセンブリー220は、上段アダプタ連結部222と、下段アダプタ連結部223と、センシングアセンブリー連結孔部224と、第1長ボルト組立孔部225と、を含む。
【0067】
上段アダプタ連結部222は複数のカートリッジアセンブリー220の一側面部の上段に形成され、下段アダプタ連結部223は複数のカートリッジアセンブリー220の一側面部の下段にそれぞれ形成される。
【0068】
そして、上段アダプタ連結部222及び下段アダプタ連結部223はアダプタ240と連結するために突出している。
【0069】
一方、図面では、カートリッジアセンブリー220の上段アダプタ連結部222が、下段アダプタ連結部223より突出部のサイズが小さいと示したが、カートリッジアセンブリーの構造に応じて、上段アダプタ連結部222が、下段アダプタ連結部223より突出部のサイズが大きいか若しくは等しいサイズに形成されることができ、これに限定されるものではない。
【0070】
センシングアセンブリー連結孔部224は複数のカートリッジアセンブリー220の他面部の下段に形成されたものであり、センシングアセンブリー250と連結される。
【0071】
第1長ボルト組立孔部225はカートリッジアセンブリー220の一側面の下段に形成されたものであり、長ボルトが貫通する。
【0072】
そして、第1長ボルト組立孔部225は、長ボルトが貫通し、複数個のカートリッジアセンブリー220を互いに連結する。
【0073】
図9及び図10を参照すると、アダプタ240は、複数のカートリッジアセンブリー220が互いに連結される際に、複数のカートリッジアセンブリー220の間、すなわち、複数のカートリッジアセンブリー220の一面で互いに近接した一対のカートリッジアセンブリー220の間に配置される。
【0074】
かかるアダプタ240は、上段カートリッジ組立部241と、下段カートリッジ組立部242と、第2長ボルト組立孔部243と、センサ組立部244と、反り防止部材245と、を含む。
【0075】
上段カートリッジ組立部241及び下段カートリッジ組立部242には、カートリッジアセンブリー220が結合される上段孔241_1及び下段孔242_1がそれぞれ形成されている。
【0076】
そして、上段孔241_1には、カートリッジアセンブリー220の上段アダプタ連結部222が貫通し、下段孔242_1には、カートリッジアセンブリー220の下段アダプタ連結部223が貫通する。
【0077】
したがって、上段カートリッジ組立部241は、上段孔241_1によりカートリッジアセンブリー220の上段アダプタ連結部222と結合され、下段カートリッジ組立部242は、下段孔242_1によりカートリッジアセンブリー220の下段アダプタ連結部223と結合される。
【0078】
一方、図面では、上段カートリッジ組立部241に形成された上段孔241_1が、下段カートリッジ組立部242に形成された下段孔242_1よりも小さいと示したが、カートリッジアセンブリーの構造に応じて、上段カートリッジ組立部241に形成された上段孔241_1が、下段カートリッジ組立部242に形成された下段孔242_1より大きいサイズ若しくは等しいサイズに形成されることができ、これに限定されるものではない。
【0079】
第2長ボルト組立孔部243はアダプタ240の一側面の下段に形成されたものであり、長ボルトが貫通する。
【0080】
そして、第2長ボルト組立孔部243は、長ボルトが貫通し、複数個のアダプタ240を互いに連結する。
【0081】
かかる第2長ボルト組立孔部243は、複数のカートリッジアセンブリー220を連結する第1長ボルト組立孔部225と互いに連通する。
【0082】
したがって、長ボルトは、第1長ボルト組立孔部225と第2長ボルト組立孔部243を貫通し、複数のカートリッジアセンブリー220と複数のアダプタ240を互いに結合させることができる。
【0083】
センサ組立部244は、アダプタ240の一側面で第2長ボルト組立孔部243の上部に形成されたものであり、センシングアセンブリー250が結合される。
【0084】
反り防止部材245はアダプタ240の正面に形成されたものであり、一定距離の間隔を置いた格子構造で形成されることができる。
【0085】
すなわち、反り防止部材245は、アダプタ240が外力により反ることを防止する。
【0086】
図11を参照すると、センシングアセンブリー250は、板状からなる射出物の両側端部をL字状に折り曲げることで作製されることができ、複数のカートリッジアセンブリー220の上部に載置され、アダプタ240に固定される。
【0087】
そして、センシングアセンブリー250は、折り曲げられた部分の端部にバスバーが構成され、多数の単位モジュール200の組立体の側面に露出した電池セルのリード部に接触及び溶接される。
【0088】
かかるセンシングアセンブリー250はアダプタ連結突出部351を含む。
【0089】
アダプタ連結突出部351は、センシングアセンブリー250の両側面部の下段から突出したものであり、アダプタ240のセンサ組立部244と連結されることができる。
【0090】
アダプタ連結突出部351の端部には、センサ組立部244に連結されるフック状の固定部351_1が形成されている。
【0091】
固定部351_1は、センサ組立部244の孔にフック結合方式により結合される。
【0092】
すなわち、センシングアセンブリー250は、固定部351_1を介してカートリッジアセンブリー220に結合される。
【0093】
一方、電池モジュールアセンブリー100は、両側面に連結されるサイドカバー261と、モジュールの前面を覆う前面カバー262と、後面を覆う後面カバー263と、上面を覆う上面カバー268と、を含むカバー部材260をさらに含むことができる。
【0094】
以下では、カートリッジアセンブリーとアダプタの結合関係を図面を参照して詳細に説明する。
【0095】
図12を参照すると、上段アダプタ連結部222及び下段アダプタ連結部223の突出部が、上段カートリッジ組立部241及び下段カートリッジ組立部242の孔とそれぞれ連結されて組み立てられることができる。
【0096】
そして、カートリッジアセンブリー220の第1長ボルト組立孔部225とアダプタの第2長ボルト組立孔部243を長ボルトが通過して組み立てられて固定される。
【0097】
以下では、アダプタとセンシングアセンブリーの結合関係を図面を参照して詳細に説明する。
【0098】
図13は本発明の一実施形態に係るアダプタ及びセンシングアセンブリーの結合構造を示した分解斜視図である。
【0099】
センシングアセンブリー250のアダプタ連結突出部351はアダプタ240のセンサ組立部244と連結される。
【0100】
アダプタ連結突出部351の端部にはセンサ組立部244に連結されるフック状の固定部351_1が形成されており、前記固定部351_1がセンサ組立部244にフック結合方式により結合される。
【0101】
すなわち、アダプタ240はセンサ組立部244にフック結合方式により結合され、センシングアセンブリー250がアダプタ240に固定されることができる。
【0102】
第3実施形態
図14aから図14cは本発明の一実施形態に係るセンシングアセンブリー組立孔構造が備えられたカートリッジアセンブリー及びセンシングアセンブリーを説明するための参照図であり、図15aから図15cは本発明の一実施形態に係るアダプタを説明するための参照図であり、図16a及び図16bは本発明の一実施形態に係る前面及び後面の溶接回避孔部を説明するための参照図であり、図17a及び図17bは本発明の一実施形態に係るサイドカバーを説明するための参照図であり、図18は本発明の一実施形態に係る前面カバーを説明するための参照図である。
【0103】
図14aから図14cを参照すると、本発明の実施形態に係る電池モジュールアセンブリー100は、水平方向に積層された多数の単位モジュール200を含む。
【0104】
積層された多数の単位モジュール200は、長ボルトなどの締結手段により組み立てられる。
【0105】
かかる単位モジュール200はそれぞれ、電池セル210と、複数のカートリッジアセンブリー220と、アダプタ(Adapter)240と、センシングアセンブリー(Sensing Assy)250と、を含むことができる。
【0106】
より詳細には、複数の電池セル210は一側に電極端子が形成されており、側面方向に立てられていることができる。
【0107】
複数のカートリッジアセンブリー220は複数の電池セル210を固定させることができる。
【0108】
また、アダプタ240は、複数のカートリッジアセンブリー220が互いに連結される際に、複数のカートリッジアセンブリー220の後面の間に連結されることができる。
【0109】
図15a及び図15bは本発明の一実施形態に係るセンシングアセンブリー組立孔構造が備えられたカートリッジアセンブリー220及びセンシングアセンブリー250を説明するための参照図である。
【0110】
複数のカートリッジアセンブリー220は、カートリッジアセンブリーの後面側面部の上段及び下段に、アダプタ240と連結するために突出したアダプタ連結部226、227を含むことができる。
【0111】
ここで、カートリッジアセンブリー220の後面側面部の上段アダプタ連結部226は、下段アダプタ連結部227より突出部のサイズが小さいことができる。
【0112】
また、複数のカートリッジアセンブリー220は、長ボルトを通過させて複数のカートリッジアセンブリー及び複数のアダプタを組み立てるための第3長ボルト組立孔部228を含むことができる。
【0113】
複数のカートリッジアセンブリー220は上段部でセンシングアセンブリー250と連結されることができるが、ここで、複数のカートリッジアセンブリー220とセンシングアセンブリーとの連結のために、複数のカートリッジアセンブリー220には複数の上部センシングアセンブリー連結孔部221bが構成され、センシングアセンブリー250は上段部の内側に複数のカートリッジ連結突出部252を含むことができる。
【0114】
カートリッジアセンブリー220とセンシングアセンブリー250の連結は、センシングアセンブリー250の複数のカートリッジ連結突出部252にカートリッジアセンブリーの上部センシングアセンブリー連結孔部221bが嵌め込まれて連結されることができる。
【0115】
図15aを参照すると、アダプタ240は、カートリッジアセンブリー組立部241、242と、孔(hole)部243と、センサ組立部244と、を含むことができる。
【0116】
カートリッジアセンブリー組立部241、242はカートリッジアセンブリー220のアダプタ連結部226、227と連結されることができる。
【0117】
上段アダプタ連結部226は上段カートリッジ組立部241と連結され、下段アダプタ連結部227は下段カートリッジ組立部242と連結されることができ、上段カートリッジ組立部241の孔(hole)は、下段カートリッジ組立部242の孔(hole)より小さいことができる。
【0118】
また、アダプタ240には反り防止部材245が形成されることができ、反り防止部材245は一定距離の間隔の格子構造で形成されることができる。
【0119】
図15bを参照すると、アダプタ連結部226、227の突出部はカートリッジ組立部241、242の孔(hole)に挿入されて組み立てられることができる。
【0120】
図15cを参照すると、カートリッジアセンブリー220のアダプタ連結部226、227とアダプタのカートリッジアセンブリー組立部241、242により連結された、カートリッジアセンブリー220の第3長ボルト組立孔部228と第2長ボルト組立孔部243を長ボルトが通過して組み立てられて固定されることができる。
【0121】
図16a及び図16bを参照すると、カートリッジアセンブリー220の前面部(FRT、Front)及び後面部(RR、Rear)の中段に溶接回避孔部(hole)229を構成することができる。
【0122】
カートリッジアセンブリー220の前面部は、上下のうち中段、左右のうち左側に溶接回避孔部229が構成されることができ、カートリッジアセンブリー220の後面部は、上下のうち中段、左右のうち中央に溶接回避孔部229が構成されることができる。
【0123】
一方、センシングアセンブリー組立孔構造が備えられたカートリッジアセンブリーを含む電池モジュールは、両側面に連結されるサイドカバー261と、モジュールの前面を覆う前面カバー262と、後面を覆う後面カバー263と、上面を覆う上面カバー268と、からなるカバー部材260をさらに含んで構成されることができる。
【0124】
図17a及び図17bを参照すると、サイドカバー261はカートリッジアセンブリー220の両側面を覆うことができ、単位モジュール間の連結のために、左側及び右側の構成が異なるようにしたピン及び孔構造を有することができる。
【0125】
より詳細に、右側サイドカバーは、両端でカートリッジアセンブリー220の各側面を保護するための構成であって、前記右側サイドカバーと向かい合う、他の単位モジュールの左側サイドカバーと連結されるために、右側サイドカバーの左側下段及び右側下段には突出部が形成されており、左側上段及び右側上段には孔(hole)が形成されることができる(図17a及び図17bの図面符号261_1参照)。
【0126】
これに対し、左側サイドカバーは両端が延びておらず、上段の長さが、下段の長ボルト連結部が含まれた下段の長さよりも短くなっており、前記左側サイドカバーと向かい合う、単位モジュールの右側サイドカバーと連結されるために、左側下段及び右側下段に突出部(ピン)が形成されており、左側上段及び右側上段には孔(hole)が形成されることができる(図17a及び図17bの図面符号261_1参照)。
【0127】
図18を参照すると、図18は前面部を覆うための前面カバー262を示し、前面カバー262は、CMU(Cell Management Unit)摩れ防止パッド262_1及びパッド付着ガイド部262_2を含んで構成されることができる。
【0128】
振動、衝撃などの悪条件試験でCMUが摩れることを防止するために、前面カバー262はCMU摩れ防止パッド262_1を含み、CMU摩れ防止パッド262_1は、部品及び試験条件に応じて、厚さ、材質が多様に構成されることができる。
【0129】
また、パッド付着ガイド部262_2は、CMU摩れ防止パッドを正確な位置に付着するためのガイドラインを示し、左側上段及び右側下段にパッドの付着位置をガイドする台状から構成されることができる。
【0130】
第4実施形態
図19は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの分解された状態を示した分解斜視図であり、図20は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの単位モジュールを分解した状態を示した分解斜視図であり、図21は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの単位モジュールの分解された状態を示した分解斜視図であり、図22は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのカートリッジアセンブリーの正面を示した正面図であり、図23は本発明の他の実施形態に係る電池モジュールアセンブリーのカートリッジアセンブリーの正面を示した正面図である。
【0131】
図19から図23を参照すると、本発明の実施形態に係る電池モジュールアセンブリー100は、水平方向に積層された多数の単位モジュール200を含む。
【0132】
積層された多数の単位モジュール200は、長ボルトなどの締結手段により組み立てられる。
【0133】
かかる単位モジュール200は、電池セル210及びカートリッジアセンブリー220を含む。
【0134】
電池セル210は、一対の板状型(パウチ型)からなるものであり、互いに対面する方向に立てられる。
【0135】
そして、電池セル210は両側に電極端子が形成されている。
【0136】
かかる一対の電池セル210は、1つのカートリッジアセンブリー220を挟んでカートリッジアセンブリー220の両側面上に配置される。
【0137】
カートリッジアセンブリー220は、一対からなる電池セル210の間に配置されて一対の電池セル210を固定させ、電池セル210から発生した熱を冷却させる。
【0138】
かかるカートリッジアセンブリー220は、カートリッジ部材230と、冷却フィン232と、接着手段236と、を含む。
【0139】
カートリッジ部材230は電池セル210と対応する個数からなり、一対の電池セル210が固定される。
【0140】
かかるカートリッジ部材230はピン固定孔231を含む。
【0141】
ピン固定孔231は、カートリッジ部材230の両側面の上段及び下段にそれぞれ形成されたものであり、冷却フィン232がカートリッジ部材に固定されるようにする。
【0142】
冷却フィン232は長方形の板状からなり、電池セル210から発生した熱を冷却させる。
【0143】
具体的に、一対の電池セル210は、1つの冷却フィン232を挟んで冷却フィン232の両側面上に面接触して固定される。
【0144】
そして、一対の電池セル210から発生した熱は、冷却フィン232により、BMAの外部に配置された冷却装置に移動することになる。
【0145】
すなわち、電池セル210は、冷却フィン232を介して冷却装置との熱交換により冷却される。
【0146】
そのため、冷却フィン232は、熱伝導率の高い材質からなることが好ましい。
【0147】
そして、冷却フィン232の面積は、電池セル210の冷却方式に応じて、電池セル210の面積より広いか若しくは狭い面積からなることができる。
【0148】
これにより、後述のカートリッジ固定孔233が電池セル210と重ならない領域に形成されることができる。
【0149】
かかる冷却フィン232は、カートリッジ固定孔233及びガイド部234を含む。
【0150】
カートリッジ固定孔233は冷却フィン232の両側面の上段及び下段にそれぞれ形成されたものであり、カートリッジ固定孔233は、カートリッジ部材230に固定される電池セル210と重ならない領域に形成される。
【0151】
そして、カートリッジ固定孔233は、カートリッジ部材230に冷却フィン232が固定されるようにする。
【0152】
そのために、カートリッジ部材230のピン固定孔231と互いに連通する。
【0153】
したがって、カートリッジ固定孔233及びピン固定孔231には別の締結手段が貫通し、冷却フィン232がカートリッジ部材230に固定されるようにする。
【0154】
ガイド部234は冷却フィン232の両側面上から突出しているものであり、接着手段236が冷却フィン232の両側面上に付着される際に、接着手段236の接着位置をガイドする。
【0155】
そのために、ガイド部234は、接着手段236の対角線方向にそれぞれ形成されることができる。
【0156】
かかるガイド部234は、接着手段236が冷却フィン232に接着される際に、接着手段236が冷却フィン232に正確に位置するように、接着手段236の角と対応する形状からなる。
【0157】
一方、図面では、2つのガイド部234が形成されていることを示したが、接着手段236の使用環境に応じて、2つ以上からなってもよい。
【0158】
接着手段236は、冷却フィン232の両側面上に付着されているものであり、一対の電池セル210が冷却フィン232の両側面上に固定されやすくする。
【0159】
かかる接着手段は、透明な両面テープからなることが好ましい。
【0160】
例えば、冷却フィン232の両側面上には、透明な両面テープなどの接着手段236が付着される。
【0161】
そして、接着手段236により、一対の電池セル210が冷却フィン232の両側面上に固定されて単位モジュール200を構成する。
【0162】
一方、接着手段236の厚さは、ガイド部234の厚さより厚い厚さからなる。
【0163】
これにより、接着手段236に接着される電池セル210がガイド部234の端部にかかることなく、接着手段236に容易に接着されることができる。
【0164】
一方、本発明の他の実施形態に係る電池モジュールアセンブリーは、冷却フィンに除去孔を含むことができる。
【0165】
図23は本発明の他の実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの冷却フィンの正面を示した正面図である。
【0166】
図23を参照すると、除去孔235は冷却フィン232の両側面上に形成されているものであり、電池モジュールアセンブリーの製造過程で、接着手段236を冷却フィン232から容易に離隔させるようにするための構成であることができる。
【0167】
具体的に、除去孔235は、冷却フィン232の多様な位置、例えば、冷却フィン232の両側面または上下部に形成され、かつ冷却フィン232上に接着される接着手段236と一部重なる領域に形成される。
【0168】
すなわち、接着手段は、除去孔の一部を覆うことになる。
【0169】
これにより、除去孔235は、冷却フィン232に接着された接着手段236を除去する際に、作業者が除去孔235に指を挿入して接着手段236を冷却フィン232から容易に除去することができる。
【0170】
一方、電池モジュールアセンブリー100は、両側面に連結されるサイドカバー261と、モジュールの前面を覆う前面カバー262と、後面を覆う後面カバー263と、からなるカバー部材260をさらに含むことができる。
【0171】
上記のような構成からなる本発明の単位モジュール200は、カートリッジアセンブリー220の両側に電池セル210を載置して個別単位モジュール200を組み立てる過程が行われる。
【0172】
具体的に、板状の冷却フィン232が備えられたカートリッジアセンブリー220を挟んで前記冷却フィン232の両側面上に電池セル210を接着手段236にて付着させることで、個別単位モジュール200の組み立てが行われる。
【0173】
第5実施形態
図24は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの分解された状態を示した分解斜視図であり、図25は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの後面カバー及びセンシングモジュールを示した一方向斜視図であり、図26は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの後面カバー及びセンシングモジュールを示した他方向斜視図であり、図27は本発明の一実施形態に係る電池モジュールアセンブリーの後面カバー及びセンシングモジュールの分解斜視図である。
【0174】
一方、センシングモジュールは使用環境または仕様に応じて多様な位置に配置され得るが、本発明の実施形態に係るセンシングモジュールは、後面カバーの上部に結合された構造を例として説明する。
【0175】
図24から図27を参照すると、本発明の実施形態に係る電池モジュールアセンブリー100は、水平方向に積層された多数の単位モジュール200を含む。
【0176】
積層された多数の単位モジュール200は、長ボルトなどの締結手段により組み立てられる。
【0177】
かかる単位モジュール200はそれぞれ、電池セル210と、カートリッジアセンブリー220と、カバー部材260と、センシングモジュール270と、を含む。より詳細に、センシングモジュール270は、温度を測定するための温度センシングモジュールであることができる。
【0178】
電池セル210は、一対の板状型(パウチ型)からなり、互いに面接触する方向に立てられる。
【0179】
そして、電池セル210は両側に電極端子が形成されている。
【0180】
かかる一対の電池セル210は、1つのカートリッジアセンブリー220を挟んでカートリッジアセンブリー220の両側面上に配置される。
【0181】
カートリッジアセンブリー220は電池セル210と対応する個数からなり、一対の電池セル210が固定される。
【0182】
カバー部材260は、カートリッジアセンブリー220及びカートリッジアセンブリー220に配置されている電池セル210を覆う。
【0183】
かかるカバー部材260は、サイドカバー261と、前面カバー262と、後面カバー263と、を含む。
【0184】
サイドカバー261は、電池モジュールアセンブリー100に備えられている複数の電池セル210のうち最外側に備えられた電池セルを覆うことで、電池モジュールアセンブリー100内に備えられている複数の電池セル210及びカートリッジアセンブリー220を外部から保護するための構成であることができる。また、サイドカバー261において、電池セルと向かい合う内側面には前述の面圧パッド300が付着されることができ、面圧パッド300は最外側に備えられた電池セルを加圧することができる。また、互いに隣接した2つの電池モジュールアセンブリー100は、サイドカバー261により互いに連結されることができる。
【0185】
これにより、サイドカバー261は電池セル210の安全性を効果的に確保することができる。
【0186】
前面カバー262は、複数個からなるカートリッジアセンブリー220、及びカートリッジアセンブリー220に固定された電池セル210の前面を覆う。
【0187】
後面カバー263は、複数個からなるカートリッジアセンブリー220、及びカートリッジアセンブリー220に固定される電池セル210の後面を覆う。
【0188】
かかる後面カバー263は、コネクタ固定部264と、ワイヤ固定部265と、センサ貫通孔266と、センサ支持台267と、を含む。
【0189】
コネクタ固定部264は、センシングモジュール270の温度センシングコネクタ271が固定されるものであり、温度センシングコネクタ271を後面カバー263の上部に固定させる。
【0190】
一方、コネクタ固定部264に結合されるセンシングモジュール270の温度センシングコネクタ271はコネクタ固定部264にスライド方式により結合される。
【0191】
そのために、コネクタ固定部264はスライド突起264_1を含む。
【0192】
スライド突起264_1は、平面視において、コネクタ固定部264から水平方向に延びたものであり、後面カバー263の上面から垂直方向に距離を置いて離間した位置に形成される。
【0193】
これにより、スライド突起264_1と後面カバー263の上面との間に、センシングモジュール270の温度センシングコネクタ271が結合される溝が形成されることができる。
【0194】
ワイヤ固定部265は一対からなり、平面視において、垂直方形に延びたものであり、後面カバー263の上面でコネクタ固定部264から距離を置いて離間した位置に形成される。
【0195】
そして、ワイヤ固定部265はセンシングモジュール270のセンサワイヤ272を固定する。
【0196】
従って、一対のワイヤ固定部265は、センサワイヤ272を固定させることができる程度に、互いに距離を置いて離間して形成される。
【0197】
すなわち、一対のワイヤ固定部265の間の距離は、センサワイヤ272の太さより広いか若しくは等しい距離で離間して形成される。
【0198】
かかるワイヤ固定部265は係止部材265_1を含む。
【0199】
係止部材265_1は、一対のワイヤ固定部265の端部で互いに向い合う方向に延びて形成される。
【0200】
そして、一対の係止部材265_1の間の距離は、一対のワイヤ固定部265の間に挿入されるセンサワイヤ272の太さより狭い距離で形成される。
【0201】
これにより、ワイヤ固定部265は、センサワイヤ272が後面カバー263の上部で自由に移動することを効果的に拘束することができ、センサワイヤ272が過度に曲がることを効果的に防止することができる。
【0202】
特に、係止部材265_1は、ワイヤ固定部265に固定されたセンサワイヤ272がワイヤ固定部265から離脱することを効果的に防止することができる。
【0203】
センサ貫通孔266は、センシングモジュール270の温度センサ273を後面カバー263に固定させるものであり、後面カバー263の一面と他面を貫通する。
【0204】
すなわち、センサ貫通孔266は、センシングモジュール270のセンサワイヤ272が後面カバー263の内部に貫通し、センサワイヤと連結された温度センサ273が測定しようとする電池セル210と互いに面接触するようにする。
【0205】
一方、センサ貫通孔266の位置は、電池モジュールアセンブリー100の仕様に応じて多様な位置に形成されることが可能である。
【0206】
センサ支持台267はセンサ貫通孔266の周辺部から突出しているものであり、センサ貫通孔266に固定された状態で、センサ貫通孔266から突出した温度センサ273の一部を支持する。
【0207】
したがって、センサ支持台267は、センサ貫通孔266から突出した温度センサ273を支持することで、温度センサ273が後面カバー263から脱去することを効果的に防止することができる。
【0208】
センシングモジュール270は後面カバー263に固定されるものであり、単位モジュール200の内部の温度をセンシングし、センシングされた温度値をBMS(電池管理システム)の制御ボードに伝達する。
【0209】
一方、センシングモジュール270が後面カバー263に固定されると説明したが、電池モジュール200の使用環境または仕様に応じて、サイドカバー261または前面カバー262などの多様な位置に固定されることも可能である。
【0210】
かかるセンシングモジュール270は、温度センシングコネクタ271と、センサワイヤ272と、温度センサ273と、を含む。
【0211】
温度センシングコネクタ271は、後面カバー263の上面に形成されたコネクタ固定部264に結合される。
【0212】
そのために、温度センシングコネクタ271はスライド溝271_1を含む。
【0213】
スライド溝271_1は、温度センシングコネクタ271の下部に形成されたものであり、コネクタ固定部264のスライド突起264_1にスライド方式により結合される。
【0214】
したがって、温度センシングコネクタ271はコネクタ固定部264にスライド方式により結合されることで、センシングモジュール270と後面カバー263の組立効率を効果的に向上させることができる。
【0215】
センサワイヤ272は、一端が温度センシングコネクタ271から延びて、中央領域はワイヤ固定部265に固定され、他端はセンサ支持台267に支持された状態で、センサ貫通孔266に固定された温度センサ273に連結される。
【0216】
温度センサ273は、単位モジュール200の内部における特定の電池セル210の表面の温度をセンシングするものであり、センサ支持台267に支持された状態でセンサ貫通孔266に結合される。
【0217】
そして、温度センサ273は、単位モジュール200の内部、具体的に、電池セル210の温度をセンシングし、センシングされた温度値をBMS(電池管理システム)の制御ボードに伝達する。
【0218】
図28は本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法において、コネクタがカートリッジアセンブリーに仮固定された様子を示した斜視図であり、図29は本発明に係る電池モジュールアセンブリーに備えられるコネクタを拡大して示した斜視図である。図30は本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法において、コネクタがカートリッジアセンブリーに仮固定された状態での垂直断面構造を示した斜視図であり、図31は本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法において、コネクタがカートリッジアセンブリーに仮固定された状態での垂直断面構造を示した断面図である。
【0219】
本発明によると、電池モジュールアセンブリー100は、センシングアセンブリー250に備えられるコネクタ400をさらに含むことができる。コネクタ400は、電池モジュールアセンブリー100に備えられる複数の電池セル210を外部と電気的に連結するための構成であることができる。
【0220】
図29に示されたように、コネクタ400は、コネクタ本体410と、コネクタ本体410から延びるワイヤ部材420と、コネクタ本体410から突出する第1突出領域430と、を含むことができる。電池モジュールアセンブリー100の製造過程において、コネクタ400は、第1突出領域430によりカートリッジアセンブリー220に仮固定されることができる。
【0221】
より詳細に、前述のように、カートリッジアセンブリー220の上部領域には上部センシングアセンブリー連結孔部221bが形成されることができ、第1突出領域430は、上部センシングアセンブリー連結孔部221bに挿入可能な形状を有することができる。
【0222】
前述のように、上部センシングアセンブリー連結孔部221bは、センシングアセンブリー250をカートリッジアセンブリー220に固定させるための構成であることができる。すなわち、前述のように、上部センシングアセンブリー連結孔部221bにカートリッジ連結突出部252(図14dなど参照)が嵌め込まれることで、センシングアセンブリー250がカートリッジアセンブリー220に固定されることができる。さらに、本発明によると、上部センシングアセンブリー連結孔部221bは、コネクタ400の第1突出領域430が挿入可能な空間を提供することで、電池モジュールアセンブリーの製造過程でコネクタ400を仮固定することができる。
【0223】
引き続き図29を参照すると、第1突出領域430は、コネクタ本体410から延び、一方向に沿って外側に突出する延長区間432と、延長区間432から折り曲げられた形状を有する折り曲げ区間434と、を含むことができる。この際、折り曲げ区間434は、上部センシングアセンブリー連結孔部221bに挿入可能な形状を有することができる。したがって、本発明によると、電池モジュールアセンブリー100の製造過程において、折り曲げ区間434が上部センシングアセンブリー連結孔部221bに挿入されることで、コネクタ400がカートリッジアセンブリー220に仮固定されることができる。
【0224】
一方、コネクタ400は、第1突出領域430と別に備えられ、コネクタ本体410から突出する第2突出領域440をさらに含むことができる。図29に示されたように、第2突出領域440は第1突出領域430と異なる形状を有することができる。しかし、第1突出領域430と第2突出領域440は、コネクタ本体410に備えられた複数の側面のうち1つの側面から突出形成されることができる。
【0225】
一例として、延長区間432がコネクタ本体410から延びる方向と、第2突出領域440がコネクタ本体410から延びる方向は、互いに平行であることがある。しかし、延長区間432がコネクタ本体410から延びる長さは、第2突出領域440がコネクタ本体410から延びる長さより長いことができる。したがって、図30及び図31に示されたように、コネクタ400がカートリッジアセンブリー220に仮固定される場合に、第1突出領域430は、折り曲げ区間434が上部センシングアセンブリー連結孔部221bに挿入されるのに対し、第2突出領域440は、カートリッジアセンブリー220の左右方向の一側面にのみ位置することができる。この場合、第1突出領域430は、コネクタ400がカートリッジアセンブリー220から上下方向及び左右方向に移動することを防止することでコネクタ400を仮固定することができ、第2突出領域440は、コネクタ400がカートリッジアセンブリー220から左右方向に移動することを防止することで、コネクタ400をより効果的に仮固定することができる。
【0226】
より詳細に、図30及び図31を参照すると、カートリッジアセンブリー220は、上方に突出し、前後方向を長さ方向として延びる形状を有する隔壁領域221を含むことができ、上部センシングアセンブリー連結孔部221bは前記隔壁領域221に形成されることができる。より好ましくは、第1突出領域430と第2突出領域440との間の間隔は、互いに隣接した2つのカートリッジアセンブリー220にそれぞれ備えられる2つの隔壁領域221の間の間隔と対応することができる。したがって、コネクタ400をカートリッジアセンブリー220に仮固定する時に、互いに隣接した2つの隔壁領域221の間の空間にコネクタ400が挿入され、この際、2つの隔壁領域221のうち一方には第1突出領域430の折り曲げ区間434が挿入され、2つの隔壁領域221のうち他方の側面には第2突出領域440が密着して備えられることができる。
【0227】
引き続き図29及び図30を参照すると、折り曲げ区間434が上部センシングアセンブリー連結孔部221bに挿入され、第2突出領域440が隔壁領域221と向かい合う状態になるようにコネクタ400がカートリッジアセンブリー220に組み立てられた際に、隔壁領域221の長さ方向に延びる第2突出領域440の幅は、隔壁領域221の長さ方向に延びる第1突出領域430の幅よりも大きいことができる。したがって、本発明によると、コネクタ400がカートリッジアセンブリー220に仮固定された際に、第2突出領域440は、コネクタ400が左右方向に移動することをより効果的に防止することができる。
【0228】
一方、前述のように、センシングアセンブリー250は、上段部の内側に備えられる複数のカートリッジ連結突出部252(図14dなど参照)を含むことができる。この際、複数のカートリッジ連結突出部252は、複数のカートリッジアセンブリー220に形成される複数の上部センシングアセンブリー連結孔部221bのうち一部にのみ嵌め込まれるように備えられることができる。したがって、後述の電池モジュールアセンブリーの製造過程において、コネクタ400は複数のカートリッジアセンブリー220に形成されている複数の上部センシングアセンブリー連結孔部221bのうち他の一部に嵌め込まれることで仮固定されることができる。
【0229】
前述の内容を参照して、本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法を説明すると以下のとおりである。
【0230】
本発明に係る電池モジュールアセンブリー100の製造方法は、複数の電池セル210及び複数の電池セル210を固定させる複数のカートリッジアセンブリー220を含む単位モジュール200を準備する、単位モジュール準備ステップと、複数のカートリッジアセンブリーの上段部にセンシングアセンブリー250を載置する、センシングアセンブリー載置ステップと、複数のカートリッジアセンブリー220の一側に、センシングアセンブリー250に備えられたコネクタ400を仮固定する、第1コネクタ固定ステップと、前記単位モジュールと前記センシングアセンブリーを互いに溶接する、溶接ステップと、単位モジュール200の前方に前面カバー262を配置する、前面カバー配置ステップと、コネクタ400を前面カバー262に固定する、第2コネクタ固定ステップと、を含むことができる。第1コネクタ固定ステップは、コネクタ400をカートリッジアセンブリー220に仮固定するステップであることができる。
【0231】
より詳細に、コネクタ400は、コネクタ本体410、及びコネクタ本体410から突出する第1突出領域430を含むことができ、カートリッジアセンブリー220の上部領域には、上部センシングアセンブリー連結孔部221bが形成されることができる。
【0232】
この際、本発明によると、前記第1コネクタ固定ステップで、第1突出領域430は上部センシングアセンブリー連結孔部221bに挿入されることができる。より詳細に、第1突出領域430は、コネクタ本体410から延びて外側に突出する延長区間432と、延長区間432から折り曲げられた形状を有する折り曲げ区間434と、を含むことができ、第1コネクタ固定ステップで、折り曲げ区間434が上部センシングアセンブリー連結孔部221bに挿入されることができる。
【0233】
また、コネクタ400は、第1突出領域430と別に備えられ、コネクタ本体410から突出する第2突出領域440を含むことができ、第1コネクタ固定ステップで、第2突出領域440はカートリッジアセンブリー220に密着されることができる。
【0234】
より詳細に、カートリッジアセンブリー220は、上方に突出し、前後方向を長さ方向として延びる形状を有し、上部センシングアセンブリー連結孔部221bが形成される隔壁領域221を含むことができ、第1コネクタ固定ステップで、第2突出領域440は隔壁領域221の側面に密着されることができる。これにより、コネクタ400がカートリッジアセンブリー220に仮固定された状態、すなわち、第1コネクタ固定ステップで、隔壁領域221と第2突出領域440が左右方向に互いに干渉されるため、コネクタ400がカートリッジアセンブリー220から左右方向に移動することを効果的に防止することができる。
【0235】
一方、センシングアセンブリー250は、上段部の内側に備えられる複数のカートリッジ連結突出部252を含むことができる。この際、前記センシングアセンブリー載置ステップで、複数のカートリッジ連結突出部252が、複数のカートリッジアセンブリー220に形成されている複数の上部センシングアセンブリー連結孔部221bのうち一部にのみ嵌め込まれることができ、第1コネクタ固定ステップで、折り曲げ区間434が、複数のカートリッジアセンブリー220に形成されている複数の上部センシングアセンブリー連結孔部221bのうち他の一部に挿入されることができる。
【0236】
一方、前述の溶接ステップでは、単位モジュール200に備えられるセルタブ及びバスバー、並びにセンシングアセンブリー250に備えられるバスバーが互いに溶接されることができる。したがって、本発明によると、第1コネクタ固定ステップでコネクタ400がカートリッジアセンブリー220に仮固定された状態で溶接ステップが行われるため、溶接過程でコネクタ400が溶接作業者の視野を遮る問題を防止することができる。
【0237】
一方、本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法は、センシングアセンブリー250の上部に上面カバー268を配置する上面カバー配置ステップと、第1コネクタ固定ステップと第2コネクタ固定ステップとの間に行われ、コネクタ400をカートリッジアセンブリー220から離隔するコネクタ離隔ステップと、をさらに含むことができる。コネクタ離隔ステップは、上面カバー配置ステップでコネクタ400と上面カバー268との間に干渉が起こることを防止するためのことである。したがって、コネクタ離隔ステップは、上面カバー配置ステップの前に行われることができる。
【0238】
また、本発明に係る電池モジュールアセンブリーの製造方法において、前面カバー配置ステップは、上面カバー配置ステップの後に行われることができる。また、電池モジュールアセンブリーの製造方法は、前面カバー配置ステップの後に行われ、前面カバー262を上面カバー268に締結する、前面カバー締結ステップをさらに含むことができる。この際、第2コネクタ固定ステップは、前述のカバー締結ステップの後に行われることができる。
【0239】
以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は添付の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で、本発明の多様な修正及び変更が可能であることを理解することができる。
【符号の説明】
【0240】
100 電池モジュールアセンブリー
200 単位モジュール
210 電池セル
210_1 セルタブ
220 カートリッジアセンブリー
221a 下部センシングアセンブリー連結孔部
240 アダプタ
250 センシングアセンブリー
252 カートリッジ連結突出部
260 カバー部材
261 サイドカバー
262 前面カバー
263 後面カバー
300 面圧パッド
図1a
図1b
図2a
図2b
図3a
図3b
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14a
図14b
図14c
図14d
図15a
図15b
図15c
図16a
図16b
図17a
図17b
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27
図28
図29
図30
図31