特許 7580846 電池モジュールおよびこれを含む電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】電池モジュールおよびこれを含む電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20241105BHJP

   H01M 50/507 20210101ALI20241105BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20241105BHJP

   H01M 50/211 20210101ALN20241105BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 101

H01M50/507

H01M50/296

H01M50/211

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023512210

(86)(22)【出願日】2022-02-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-07

(86)【国際出願番号】 KR2022002004

(87)【国際公開番号】W WO2022239934

(87)【国際公開日】2022-11-17

【審査請求日】2023-02-17

(31)【優先権主張番号】10-2021-0060833

(32)【優先日】2021-05-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ウォン・キョン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ジュンヨブ・ソン

(72)【発明者】

【氏名】ミュンキ・パク

(72)【発明者】

【氏名】サムヘ・ホ

【審査官】渡部 朋也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／００２６１９（ＷＯ，Ａ２）

【文献】特開２０２０－０９８６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２２７９２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｍ ５０／５０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルが一方向に積層された電池セル積層体と、
前記電池セル積層体を収容するモジュールフレームと、
前記電池セル積層体と外部部材とを電気的に連結するバスバーと、
前記電池セル積層体の長手方向における前面または後面を覆い、前記バスバーが装着されるバスバーフレームと、
前記モジュールフレームと結合し、前記バスバーフレームを覆うエンドプレートとを含み、
前記エンドプレートには少なくとも１つの開口部が形成され、
前記開口部を介してバスバー突出部が外部に露出し、
前記バスバー突出部と前記開口部との間のギャップは、ガスケットによって密閉される電池モジュールにおいて、
前記ガスケットは、前記バスバー突出部が挿入されるガスケットホールと、前記ガスケットホールの周りから放射状に拡張される接触部とを含み、
前記接触部は、前記電池モジュールの内部に向かう第１接触面と、前記電池モジュールの外部に向かう第２接触面とを含み、前記第１接触面または第２接触面には突起部が形成され、
前記突起部は、前記第１接触面または第２接触面から前記電池モジュールの内部または外部に向かって突出した部分であり、
前記突起部は、前記長手方向において前記バスバーフレームまたは前記エンドプレートと接触し、前記電池セル積層体の前記長手方向に圧縮力が作用することで圧縮される、電池モジュール。

【請求項2】

前記ガスケットは、前記ガスケットホールの周りから前記バスバー突出部の露出方向に向かって延びるリップ部を含む、請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

複数の電池セルが一方向に積層された電池セル積層体と、
前記電池セル積層体を収容するモジュールフレームと、
前記電池セル積層体と外部部材とを電気的に連結するバスバーと、
前記電池セル積層体の前面または後面を覆い、前記バスバーが装着されるバスバーフレームと、
前記モジュールフレームと結合し、前記バスバーフレームを覆うエンドプレートとを含み、
前記エンドプレートには少なくとも１つの開口部が形成され、
前記開口部を介してバスバー突出部が外部に露出し、
前記バスバー突出部と前記開口部との間のギャップは、ガスケットによって密閉される電池モジュールにおいて、
前記ガスケットは、前記バスバー突出部が挿入されるガスケットホールと、前記ガスケットホールの周りから前記バスバー突出部の露出方向に向かって延びるリップ部とを含み、
前記リップ部の内部は、前記バスバー突出部の外周と接触し、前記リップ部の外部は、前記開口部と接触する、電池モジュール。

【請求項4】

複数の電池セルが一方向に積層された電池セル積層体と、
前記電池セル積層体を収容するモジュールフレームと、
前記電池セル積層体と外部部材とを電気的に連結するバスバーと、
前記電池セル積層体の前面または後面を覆い、前記バスバーが装着されるバスバーフレームと、
前記モジュールフレームと結合し、前記バスバーフレームを覆うエンドプレートとを含み、
前記エンドプレートには少なくとも１つの開口部が形成され、
前記開口部を介してバスバー突出部が外部に露出し、
前記バスバー突出部と前記開口部との間のギャップは、ガスケットによって密閉される電池モジュールにおいて、
前記ガスケットは、前記バスバー突出部が挿入されるガスケットホールと、前記ガスケットホールの周りから放射状に拡張される接触部とを含み、
前記接触部は、前記電池モジュールの内部に向かう第１接触面と、前記電池モジュールの外部に向かう第２接触面とを含み、
前記接触部の第１接触面は、バスバーフレームの外部面と接触する、電池モジュール。

【請求項5】

複数の電池セルが一方向に積層された電池セル積層体と、
前記電池セル積層体を収容するモジュールフレームと、
前記電池セル積層体と外部部材とを電気的に連結するバスバーと、
前記電池セル積層体の前面または後面を覆い、前記バスバーが装着されるバスバーフレームと、
前記モジュールフレームと結合し、前記バスバーフレームを覆うエンドプレートとを含み、
前記エンドプレートには少なくとも１つの開口部が形成され、
前記開口部を介してバスバー突出部が外部に露出し、
前記バスバー突出部と前記開口部との間のギャップは、ガスケットによって密閉される電池モジュールにおいて、
前記ガスケットは、前記バスバー突出部が挿入されるガスケットホールと、前記ガスケットホールの周りから放射状に拡張される接触部とを含み、
前記接触部は、前記電池モジュールの内部に向かう第１接触面と、前記電池モジュールの外部に向かう第２接触面とを含み、前記第１接触面または第２接触面には突起部が形成され、
前記突起部は、前記ガスケットホールを中心に放射状に離隔する複数の図形を含む同心図形パターンを有する、電池モジュール。

【請求項6】

前記第１接触面または前記第２接触面の一面に形成された前記突起部の高さは、一定である、請求項１または５のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項7】

複数の電池セルが一方向に積層された電池セル積層体と、
前記電池セル積層体を収容するモジュールフレームと、
前記電池セル積層体と外部部材とを電気的に連結するバスバーと、
前記電池セル積層体の前面または後面を覆い、前記バスバーが装着されるバスバーフレームと、
前記モジュールフレームと結合し、前記バスバーフレームを覆うエンドプレートとを含み、
前記エンドプレートには少なくとも１つの開口部が形成され、
前記開口部を介してバスバー突出部が外部に露出し、
前記バスバー突出部と前記開口部との間のギャップは、ガスケットによって密閉される電池モジュールにおいて、
前記ガスケットは、前記バスバー突出部が挿入されるガスケットホールと、前記ガスケットホールの周りから放射状に拡張される接触部とを含み、
前記接触部は、前記電池モジュールの内部に向かう第１接触面と、前記電池モジュールの外部に向かう第２接触面とを含み、前記第１接触面または第２接触面には突起部が形成され、
前記第１接触面または前記第２接触面の一面に形成された前記突起部の高さは、前記ガスケットホールから遠くなるほど次第に低くなる、電池モジュール。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの電池モジュールを含む電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願との相互参照］
本出願は、２０２１年５月１１日付の韓国特許出願第１０－２０２１－００６０８３３号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関し、より具体的には、安全性が強化された電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関する。

【背景技術】

【0003】

モバイル機器に対する技術開発と需要の増加に伴い、エネルギー源として二次電池の需要が急激に増加している。これによって、多様な要求に応えられる二次電池に関する研究が多く行われている。

【0004】

二次電池は、携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコンなどのモバイル機器だけでなく、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの動力装置に対するエネルギー源としても多くの関心を集めている。

【0005】

最近、二次電池のエネルギー貯蔵源としての活用をはじめとして大容量二次電池構造に対する必要性が高まるにつれ、多数の二次電池が直列／並列に連結された電池モジュールを集合させた中大型モジュール構造の電池パックに対する需要が増加している。

【0006】

一方、複数の電池セルを直列／並列に連結して電池パックを構成する場合、少なくとも１つの電池セルからなる電池モジュールを構成し、少なくとも１つの電池モジュールを用いてその他の構成要素を追加して電池パックを構成する方法が一般的である。このような中大型電池モジュールを構成する電池セルは充放電可能な二次電池で構成されているので、このような高出力大容量二次電池は充放電過程で多量の熱を発生させる。

【0007】

図１は、従来の電池パックに装着された電池モジュールの発火時の様子を示す図である。図２は、図１のＡ－Ａ部分で、従来の電池パックに装着された電池モジュールの発火時に隣接した電池モジュールに影響を及ぼす火炎の様子を示す図である。

【0008】

図１および図２を参照すれば、従来の電池モジュール１０は、複数の電池セル１１が積層形成された電池セル積層体１２と、電池セル積層体１２を収容するフレーム２０と、電池セル積層体１２の前後面に形成されたエンドプレート４０と、エンドプレートの外部に突出形成されたターミナルバスバー５０などとを含む。

【0009】

電池セル積層体１２は、フレーム２０およびエンドプレート４０の結合によって密閉された構造内に位置することができる。これによって、過充電などの理由から電池セル１１の内部圧力が増加する場合に、電池セル１１の外部に高温の熱、ガスまたは火炎が放出されうるが、この時、１つの電池セル１１から放出された熱、ガスまたは火炎などは狭い間隔をおいて隣接した他の電池セル１１に伝達されて、連続的な発火現象が誘導されることがある。また、各電池セル１１から放出された熱、ガスまたは火炎などは、エンドプレート４０に形成された開口部に向かって排出されることがあり、この過程でエンドプレート４０と電池セル１１との間に位置したバスバー５０などが損傷する問題が発生しうる。

【0010】

さらに、電池パック内において、複数の電池モジュール１０は、少なくとも２つのエンドプレート４０が互いに対向するように配置されるので、電池モジュール１０内で発生した熱、ガスまたは火炎などが電池モジュール１０の外部に排出される場合には、隣接した他の電池モジュール１０内の複数の電池セル１１の性能および安定性に影響を与えることもある。

【0011】

したがって、電池モジュール１０の内部で発生した熱、ガスまたは火炎が隣接した電池モジュール１０に排出されないようにすることで、連続的な熱暴走現象を防止する電池モジュール１０の設計が要求されるのが現状である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明が解決しようとする課題は、連続的な熱暴走現象を防止することによって、耐久性および安全性が向上した電池モジュールおよびこれを含む電池パックを提供することである。

【0013】

しかし、本発明の実施例が解決しようとする課題は上述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張可能である。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一実施例による電池モジュールは、複数の電池セルが一方向に積層された電池セル積層体と、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレームと、前記電池セル積層体と外部部材とを電気的に連結するバスバーと、前記電池セル積層体の前面または後面を覆い、前記バスバーが装着されるバスバーフレームと、前記モジュールフレームと結合し、前記バスバーフレームを覆うエンドプレートとを含み、前記エンドプレートには少なくとも１つの開口部が形成され、前記開口部を介して前記バスバーの突出部が外部に露出し、前記バスバー突出部と前記開口部との間のギャップは、ガスケットによって密閉される。

【0015】

前記ガスケットは、前記バスバー突出部が挿入されるガスケットホールと、前記ガスケットホールの周りから前記バスバー突出部の露出方向に向かって延びるリップ部とを含み、前記リップ部の内部は、前記バスバー突出部の外周と接触し、前記リップ部の外部は、前記開口部と接触することができる。

【0016】

前記ガスケットは、前記バスバー突出部が挿入されるガスケットホールと、前記ガスケットホールの周りから放射状に拡張される接触部とを含み、前記接触部は、前記電池モジュールの内部に向かう第１接触面と、前記電池モジュールの外部に向かう第２接触面とを含み、前記接触部の第１接触面は、バスバーフレームの外部面と接触することができる。

【0017】

前記第１接触面および第２接触面には突起部が形成される。

【0018】

前記突起部は、前記第１接触面および第２接触面から前記電池モジュールの内部および外部に向かって突出した部分であってもよい。

【0019】

前記突起部は、前記ガスケットホールを中心に放射状に離隔する多数の図形を含む同心図形パターンを有することができる。

【0020】

前記突起部の高さは、一定であってもよい。

【0021】

前記突起部の高さは、前記ガスケットホールから遠くなるほど次第に低くなる。

【0022】

本発明の他の実施例による電池パックは、上述した電池モジュールを少なくとも１つ含む。

【発明の効果】

【0023】

実施例によれば、電池モジュールのエンドプレートに形成された開口部周辺のギャップを密閉することによって、１つの電池モジュールで発生した熱暴走現象が隣接した電池モジュールに伝播するのを防止することができる。

【0024】

本発明の効果は以上に言及した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】従来の電池パックに装着された電池モジュールの発火時の様子を示す図である。

【図2】図１のＡ－Ａに沿った部分で、従来の電池パックに装着された電池モジュールの発火時に隣接した電池モジュールに影響を及ぼす火炎の様子を示す図である。

【図3】本発明の一実施例による電池モジュールを示す斜視図である。

【図4】図３の電池モジュールに関する分解斜視図である。

【図5】図３の電池モジュールに含まれている電池セルに関する斜視図である。

【図6】図３の電池モジュールに含まれているバスバーフレームに関する斜視図である。

【図7】本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているガスケットの一例を説明するための図である。

【図8】本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているガスケットの一例を説明するための図である。

【図9】本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているガスケットの一例を説明するための図である。

【図10】本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているガスケットの他の例の図である。

【図11】図１０のガスケットとバスバーとの結合を説明するための図である。

【図12】図１０のガスケットとバスバーとの結合を説明するための図である。

【図13】図１０のガスケットとエンドプレートとの結合を説明するための図である。

【図14】図１０のガスケットとエンドプレートとの結合を説明するための図である。

【図15】従来の電池モジュールに含まれているモジュールコネクタの結合構造を説明するための図である。

【図16】本発明の他の実施例による電池モジュールを示す斜視図である。

【図17】本発明の他の実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリに関する斜視図である。

【図18】図１７のコネクタアセンブリに含まれるシーリング部材の図である。

【図19】本発明の他の実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとセンシングユニットとの結合を説明するための図である。

【図20】図１９のＧ－Ｇに沿った断面図である。

【図21】本発明の他の実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとバスバーフレームとの結合を説明するための図である。

【図22】本発明の他の実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとバスバーフレームとの結合を説明するための図である。

【図23】本発明の他の実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとバスバーフレームとの結合を説明するための図である。

【図24】本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとエンドプレートとの結合を説明するための図である。

【図25】本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとエンドプレートとの結合を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付した図面を参照して、本発明の様々な実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は以下の説明以外にも種々の異なる形態で実現可能であり、本発明の範囲はここで説明する実施例によって限定されない。

【0027】

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付す。

【0028】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に拡大したり縮小して示したものであるので、本発明の内容が図示のもの限定されないことは自明である。以下の図面では様々な層および領域を明確に表現するために各層の厚さを拡大して示した。そして、以下の図面では、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

【0029】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あると説明する時、これは、相当する層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その間にさらに他の部分がある場合も含むと解釈されなければならない。これとは逆に、相当する層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「直上に」あると説明する時には、その間に他の部分がないことを意味することができる。さらに、基準となる部分の「上に」あるというのは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の反対方向に向かって「上に」位置することを意味するのではない。一方、他の部分の「上に」あると説明するのと同様に、他の部分の「下に」あると説明することも、上述した内容を参照して理解されるであろう。

【0030】

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

【0031】

さらに、明細書全体において、「平面上」とする時、これは当該部分を上から見た時を意味し、「断面上」とする時、これは当該部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。

【0032】

以下、本発明の一実施例による電池モジュールについて説明する。

【0033】

図３は、本発明の一実施例による電池モジュールを示す斜視図である。図４は、図３の電池モジュールに関する分解斜視図である。図５は、図４の電池モジュールに含まれている電池セルに関する斜視図である。図６は、図３の電池モジュールに含まれているバスバーフレームに関する斜視図である。

【0034】

図３および図４を参照すれば、本発明の一実施例による電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０が一方向に沿って積層された電池セル積層体１２０と、電池セル積層体１２０を収容するモジュールフレーム２００と、電池セル積層体１２０の前面および／または後面上に位置するバスバーフレーム３００と、電池セル積層体１２０の前面および／または後面を覆う（ｃｏｖｅｒｉｎｇ）エンドプレート４００と、バスバーフレーム３００上に装着されるバスバー５１０、５２０と、モジュールコネクタ６１０と、センシングユニット７００とを含むことができる。

【0035】

電池セル１１０は、単位面積あたりに積層される数が最大化できるパウチ型で提供される。パウチ型で提供される電池セル１１０は、正極、負極および分離膜を含む電極組立体をラミネートシートのセルケース１１４に収納した後、セルケース１１４のシーリング部を熱融着することによって製造できる。しかし、電池セル１１０が必ずしもパウチ型で提供されるべきではなく、後に装着されるデバイスが要求する貯蔵容量が達成される水準下で角型、円筒形またはその他の多様な形態で提供されてもよいことは自明である。

【0036】

図５を参照すれば、電池セル１１０は、２つの電極リード１１１、１１２を含むことができる。電極リード１１１、１１２は、セル本体１１３の一端からそれぞれ突出している構造を有することができる。具体的には、各電極リード１１１、１１２の一端は、電池セル１１０の内部に位置することによって電極組立体の正極または負極と電気的に連結され、各電極リード１１１、１１２の他端は、電池セル１１０の外部に導出されることによって別の部材、例えば、バスバー５１０、５２０と電気的に連結される。

【0037】

セルケース１１４内の電極組立体は、シーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂ、１１４ｓｃによって密封できる。セルケース１１４のシーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂ、１１４ｓｃは、両端部１１４ａ、１１４ｂとこれらを連結する一側部１１４ｃ上に位置することができる。

【0038】

セルケース１１４は、一般に、樹脂層／金属薄膜層／樹脂層のラミネート構造からなる。例えば、セルケースの表面がＯ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）－ナイロン層からなる場合には、中大型電池モジュール１００を形成するために多数の電池セル１１０を積層する時、外部衝撃によって滑りやすい傾向がある。したがって、これを防止し電池セル１１０の安定した積層構造を維持するために、セルケース１１４の表面に両面テープなどの粘着式接着剤または接着時の化学反応によって結合される化学接着剤などの接着部材を付着させて電池セル積層体１２０を形成することができる。

【0039】

連結部１１５は、上述したシーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂ、１１４ｓｃが位置しないセルケース１１４の一端から長手方向に沿って延びる領域を称するものである。連結部１１５の端部には、バットイヤー（ｂａｔ－ｅａｒ）と呼ばれる電池セル１１０の突出部１１０ｐが形成される。また、テラス（Ｔｅｒｒａｃｅ）部１１６は、セルケース１１４の周縁を基準として、セルケース１１４の外部にその一部が突出した電極リード１１１、１１２とセルケース１１４の内部に位置するセル本体１１３との間の領域を称するものである。

【0040】

一方、パウチ型で提供される電池セル１１０は、長さ、幅および厚さを有することができ、電池セル１１０の長手方向、幅方向および厚さ方向は、相互垂直な方向であってもよい。

【0041】

ここで、電池セル１１０の長手方向は、電極リード１１１、１１２がセルケース１１４から突出した方向により定義される。電池セル１１０の長手方向は、ｘ軸方向または－ｘ軸方向で定義される。

【0042】

また、ここで、電池セル１１０の幅方向は、図４に示されたように、電池セル１１０の一側部１１４ｃから連結部１１５または連結部１１５から一側部１１４ｃに向かうｚ軸方向または－ｚ軸方向であってもよい。さらに、ここで、電池セル１１０の厚さ方向は、幅方向および長手方向と垂直なｙ軸方向または－ｙ軸方向で定義される。

【0043】

電池セル積層体１２０は、電気的に連結された複数の電池セル１１０が一方向に沿って積層されたものであってもよい。複数の電池セル１１０が積層された方向（以下、「積層方向」と称される）は、図３および図４に示されたように、ｙ軸方向（または－ｙ軸方向であってもよいし、以下、「軸方向」という表現が＋／－方向を全て含むと解釈される）であってもよい。

【0044】

ここで、電池セル積層体１２０の前面から後面に向かう方向、またはその反対方向は、電池セル積層体１２０の長手方向で定義され、ｘ軸方向であってもよい。また、電池セル積層体１２０の上面から下面に向かう方向、またはその反対方向は、電池セル積層体１２０の幅方向で定義され、ｚ軸方向であってもよい。

【0045】

電池セル積層体１２０の長手方向は、電池セル１１０の長手方向と実質的に同一であってもよい。この時、電池セル積層体１２０の前面および後面には電池セル１１０の電極リード１１１、１１２が位置することができる。この時、電池モジュール１００のバスバー５１０、５２０は、電極リード１１１、１１２との電気的連結を容易に形成するように電池セル積層体１２０の前面および後面と近く配置される。

【0046】

モジュールフレーム２００は、電池セル積層体１２０およびこれに連結された電装品を外部の物理的衝撃から保護するためのものである。モジュールフレーム２００は、電池セル積層体１２０およびこれに連結された電装品をモジュールフレーム２００の内部空間に収容できる。ここで、モジュールフレーム２００は、内部面および外部面を含み、モジュールフレーム２００の内部空間は、内部面によって定義される。

【0047】

モジュールフレーム２００の構造は、多様であり得る。一例として、モジュールフレーム２００の構造は、モノフレームの構造であってもよい。ここで、モノフレームは、上面、下面および両側面が一体化された金属板材の形態であってもよい。モノフレームは、押出成形で製造される。他の例として、モジュールフレーム２００の構造は、Ｕ字状フレームと上部プレート（上面）とが結合された構造であってもよい。Ｕ字状フレームと上部プレートとが結合された構造の場合、モジュールフレーム２００の構造は、下面および両側面が結合または一体化された金属板材であるＵ字状フレームの上側に上部プレートを結合して形成されてもよいし、各フレームまたはプレートは、プレス成形で製造される。また、モジュールフレーム２００の構造は、モノフレームまたはＵ字状フレーム以外に、Ｌ状フレームの構造で提供されてもよいし、上述した例で説明していない多様な構造で提供されてもよい。

【0048】

モジュールフレーム２００の構造は、電池セル積層体１２０の長手方向に沿って開放された形態で提供される。電池セル積層体１２０の前面および後面は、モジュールフレーム２００によって遮られない。電池セル１１０の電極リード１１１、１１２は、モジュールフレーム２００によって遮られない。電池セル積層体１２０の前面および後面は、後述するバスバーフレーム３００、エンドプレート４００またはバスバー５１０、５２０などによって遮られ、これによって、電池セル積層体１２０の前面および後面は、外部の物理的衝撃などから保護できる。

【0049】

一方、電池セル積層体１２０とモジュールフレーム２００の内部面との間には熱伝導部材１８０が提供される。熱伝導部材１８０は、電池セル１１０から発生した熱をモジュールフレーム２００を経て外部に放出／伝達するためのものである。熱伝導部材１８０は、熱伝導度に優れた物質で形成される。熱伝導部材１８０は、接着物質を含むことができる。例えば、熱伝導部材１８０は、シリコーン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）系素材、ウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎｅ）系素材およびアクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）系素材の少なくとも１つを含むことができる。

【0050】

熱伝導部材１８０は、電池セル積層体１２０とモジュールフレーム２００の内部面中の一側面との間に熱伝導性樹脂が注液されることによって形成されたものであってもよい。しかし、必ずしもその限りではなく、熱伝導部材１８０は、板形状の部材であってもよい。熱伝導部材１８０は、電池セル積層体１２０のｚ軸上に位置することができ、前記熱伝導部材１８０は、電池セル積層体１２０とモジュールフレーム２００の底面（または底部と称されることがある）との間に位置することができる。

【0051】

また、電池セル積層体１２０とモジュールフレーム２００の内部面中の一側面との間には圧縮パッド１９０が位置することができる。この時、圧縮パッド１９０は、電池セル積層体１２０のｙ軸上に位置することができ、電池セル積層体１２０の両端にある２つの電池セル１１０の少なくとも１つと対面することができる。

【0052】

バスバーフレーム３００は、電池セル積層体１２０の一面上に位置して、電池セル積層体１２０の一面をカバーすると同時に、電池セル積層体１２０と外部機器との連結を案内するためのものである。バスバーフレーム３００は、電池セル積層体１２０の前面または後面上に位置することができる。バスバーフレーム３００には、バスバー５１０、５２０およびモジュールコネクタ６１０の少なくとも１つが装着される。具体例として、図３および図４を参照すれば、バスバーフレーム３００の一面は、電池セル積層体１２０の前面または後面と連結され、バスバーフレーム３００の他面は、バスバー５１０、５２０および／またはモジュールコネクタ６１０と連結される。また、バスバーフレーム３００には、図６に示されたように、モジュールコネクタ６１０との連結のための据置部３０２および支持台３０４が形成される。

【0053】

バスバーフレーム３００は、電気的に絶縁である素材を含むことができる。バスバーフレーム３００は、バスバー５１０、５２０が電極リード１１１、１１２と接合された部分以外に電池セル１１０の他の部分と接触することを制限することができ、電気的短絡が発生するのを防止することができる。

【0054】

バスバーフレーム３００は、２つであってもよいし、電池セル積層体１２０の前面上に位置する第１バスバーフレーム（図面番号３００と称されることがある）と、電池セル積層体１２０の後面上に位置する第２バスバーフレーム（図示せず）とを含むことができる。

【0055】

バスバーフレーム３００は、上部カバー３３０と結合されることによってバスバーアセンブリを形成することができる。上部カバー３３０は、電池セル積層体１２０の上面に対応する大きさに当該部位をカバーすることができる。電池セル積層体１２０をモジュールフレーム２００の内部に収納する過程で、上部カバー３３０はセンシングユニット７００などを保護することができる。

【0056】

上部カバー３３０の長手方向上の両端は、バスバーフレーム３００と結合可能である。バスバーフレーム３００の上部にはスリット３０６が形成され、上部カバー３３０の長手方向上の両端には係止部（図２１参照、３３６）が形成される。係止部３３６は、一端が挿入されることによって、係止部３３６とスリット３０６とは締結可能である。係止部３３６は、Ｕ字またはＶ字形状を有することができ、Ｕ字状屈曲の内部にはバスバーフレーム３００の上部末端が位置することができる。係止部３３６のＵ字状の両末端には、互いに向かって突出した係止段が形成されており、係止段は、係止部３３６がスリット３０６と締結された後、スリット３０６から解体されるのを防止することができる。一方、上述したスリット３０６と係止部３３６との結合は、流動式結合であってもよいし、スリット３０６と係止部３３６を介してバスバーフレーム３００は上部カバー３３０に対して回転可能に結合することができる。

【0057】

エンドプレート４００は、モジュールフレーム２００の開放された面を密閉することによって、電池セル積層体１２０およびこれに連結された電装品を外部の物理的衝撃から保護するためのものである。このために、エンドプレート４００は、所定の強度を有する物質で製造できる。例えば、エンドプレート４００は、アルミニウムのような金属を含むことができる。

【0058】

エンドプレート４００は、電池セル積層体１２０の一面上に位置するバスバーフレーム３００またはバスバー５１０、５２０を覆いながらモジュールフレーム２００と結合（接合、密封または密閉）される。エンドプレート４００の各角は、モジュールフレーム２００の対応する角と溶接などの方法で結合可能である。

【0059】

エンドプレート４００とバスバーフレーム３００との間には、電気的絶縁のための絶縁カバー８００が位置することができる。絶縁カバー８００は、エンドプレート４００の内部面に位置することができ、エンドプレート４００の内部面に付着できるが、必ずしもその限りではない。

【0060】

エンドプレート４００は、２つであってもよいし、電池セル積層体１２０の前面上に位置する第１エンドプレートと、電池セル積層体１２０の後面上に位置する第２エンドプレートとを含むことができる。

【0061】

第１エンドプレートは、電池セル積層体１２０の前面上で第１バスバーフレームを覆いながらモジュールフレーム２００と結合され、第２エンドプレートは、第２バスバーフレームを覆いながらモジュールフレーム２００と結合される。

【0062】

バスバー５１０、５２０は、バスバーフレーム３００の一面上に装着され、電池セル積層体１２０または電池セル１１０と外部機器回路とを電気的に連結するためのものである。バスバー５１０、５２０は、電池セル積層体１２０またはバスバーフレーム３００とエンドプレート４００との間に位置することによって外部の衝撃などから保護され、外部の水分などによる耐久性の低下が最小化できる。

【0063】

バスバー５１０、５２０は、電池セル１１０の電極リード１１１、１１２を介して電池セル積層体１２０と電気的に連結される。具体的には、電池セル１１０の電極リード１１１、１１２は、バスバーフレーム３００に形成されたスリットを通過した後、曲がってバスバー５１０、５２０と連結（接合または結合）される。電極リード１１１、１１２がバスバー５１０、５２０に接合される方式に特別な制限はないが、一例として、溶接接合が適用可能である。バスバー５１０、５２０によって電池セル積層体１２０を構成する電池セル１１０は、直列または並列に連結される。

【0064】

バスバー５１０、５２０は、１つの電池モジュール１００と他の電池モジュール１００とを電気的に連結するためのターミナルバスバー５２０を含むことができる。外部の他の電池モジュール１００と連結されるために、ターミナルバスバー５２０の少なくとも一部は、エンドプレート４００の外部に露出し、エンドプレート４００には、そのためのターミナルバスバー開口部４００Ｈが備えられる。また、エンドプレート４００に結合された絶縁カバー８００にも、これに対応する第２ターミナルバスバー開口部８００Ｈが備えられる。

【0065】

ターミナルバスバー５２０は、他のバスバー５１０とは異なり、電池モジュール１００の外部方向に向かって突出した突出部をさらに含むことができ、突出部は、ターミナルバスバー開口部４００Ｈを介して電池モジュール１００の外部に露出できる。ターミナルバスバー５２０は、ターミナルバスバー開口部４００Ｈを介して露出した突出部を介して他の電池モジュール１００やＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）と連結され、これらとＨＶ（Ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ）連結を形成することができる。ここで、ＨＶ連結は、電力を供給するための電源の役割の連結であって、電池セル１１０間の連結や電池モジュール１００間の連結を意味する。

【0066】

モジュールコネクタ６１０およびセンシングユニット７００は、電池セル１１０の過電圧、過電流、過発熱などの現象を検出し、これを制御するものであってもよい。モジュールコネクタ６１０およびセンシングユニット７００は、ＬＶ（Ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ）連結のためのものであって、ここで、ＬＶ連結は、電池セルの電圧などを検知し制御するためのセンシング連結を意味することができる。モジュールコネクタ６１０およびセンシングユニット７００を介して電池セル１１０の電圧情報および温度情報が外部ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に伝達される。

【0067】

モジュールコネクタ６１０は、収集されたデータを外部の制御装置に伝達し、外部の制御装置から信号を受信することができる。モジュールコネクタ６１０は、温度センサ７３０および／またはセンシング端子７２０から取得されたデータをＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に伝送することができ、ＢＭＳは、収集された電圧データに基づいて電池セル１１０の充電と放電を制御することができる。

【0068】

モジュールコネクタ６１０は、上述したバスバーフレーム３００に装着される。モジュールコネクタ６１０は、バスバーフレーム３００の据置部３０２と連結される。モジュールコネクタ６１０の少なくとも一部は、エンドプレート４００の外部に露出し、エンドプレート４００には、そのためのモジュールコネクタ開口部４００Ｌが備えられる。エンドプレート４００に結合された絶縁カバー８００にも、これに対応する第２モジュールコネクタ開口部８００Ｌが備えられる。

【0069】

センシングユニット７００は、バスバー５１０、５２０の電圧値をセンシングするセンシング端子７２０と、電池モジュール１００内部の温度を検知する温度センサ７３０と、これらを連結する連結部材７１０とを含むことができる。

【0070】

ここで、連結部材７１０は、電池セル積層体１２０の上面で長手方向に沿って延びる形態で配置される。連結部材は、軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄｄ）または軟性平板ケーブル（ＦＦＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）であってもよい。

【0071】

一方、上述のように、電池セル１１０が高い密度で積層された電池モジュール１００の内部では発火現象が現れることがある。１つの電池モジュール１００で発火現象が発生すると、エンドプレートに具備された開口部４００Ｈ、４００Ｌを通してガスなどが排出されることによって、ターミナルバスバー５２０などが損傷したり、電池モジュール１００の熱、ガスまたは火炎などがそれと隣接した電池モジュール１００に伝達されることによって、連続的な発火現象が発生しうる。

【0072】

図７～図９は、本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているガスケットの一例を説明するための図である。

【0073】

ターミナルバスバー開口部４００Ｈの寸法は、主にターミナルバスバー５２０の周りによって決定されるが、組立の容易性のために、または製造工程上の理由によって、ターミナルバスバー開口部４００Ｈの大きさは、ターミナルバスバー５２０の断面の大きさよりも大きく、このようなギャップを通してガス、スパーク、火炎などが外部に放出されうる。また、電池モジュール１００の外部に突出するターミナルバスバー５２０周辺のバスバーフレーム３００とエンドプレート４００とが完全に密着しなければ、電池モジュール１００の内部発火時、このようなギャップ空間にガスなどが集中することによって、ターミナルバスバー開口部４００Ｈを通したガス排出が促進される問題がある。しかし、本実施例のガスケット９００は、ターミナルバスバー５２０の周辺にシール（Ｓｅａｌ）を形成することができ、これによってターミナルバスバー開口部４００Ｈを通したガス排出が最小化できる。ここで、「ギャップ空間」と「ギャップ」は、互いに区分されるものとして理解されてもよいが、広い範疇で「ギャップ」という一般的な単語で総称されてもよい。

【0074】

一方、本明細書において、エンドプレート４００と他の部材との間の関係を説明するにあたり、エンドプレート４００は、絶縁カバー８００またはエンドプレート４００の内部面に付着／結合されるその他の部材を含むものと解釈される。例えば、ターミナルバスバー開口部４００Ｈとターミナルバスバー５２０との間のギャップは、第２ターミナルバスバー開口部８００Ｈとターミナルバスバー５２０との間のギャップとして解釈される。他の例として、ターミナルバスバー５２０周辺のバスバーフレーム３００とエンドプレート４００との間のギャップ空間は、バスバーフレーム３００と絶縁カバー８００との間のギャップ空間として解釈される。

【0075】

図７～図９を参照すれば、本実施例のガスケット９００は、ターミナルバスバー５２０とターミナルバスバー開口部４００Ｈとの間にシールを形成することができる。ガスケット９００は、ターミナルバスバー５２０の突出部とターミナルバスバー開口部４００Ｈとの間のギャップを密閉することができる。ガスケット９００は、ターミナルバスバー開口部４００Ｈの周辺で、バスバーフレーム３００とエンドプレート４００との間にシールを形成することができる。ガスケット９００は、ターミナルバスバー５２０周辺のギャップ空間を密閉することができる。

【0076】

ガスケット９００は、エンドプレート４００の組立前に、ターミナルバスバー５２０に嵌合される。ターミナルバスバー５２０の一端部は、ガスケット９００のガスケットホール９１０を通過して突出できる。

【0077】

ガスケット９００は、ターミナルバスバー５２０が挿入可能なガスケットホール９１０と、ガスケットホール９１０の周りに形成されたリップ（ｌｉｐ）部９２０と、ガスケットホール９１０から拡張される接触部９３０とを含むことができる。

【0078】

ガスケット９００のリップ部９２０は、ターミナルバスバー５２０の突出部に密着できる。リップ部９２０は、ガスケットホール９１０の周りからターミナルバスバー５２０の突出方向（ｘ軸方向）に延びた部分であってもよい。リップ部９２０は、ガスケット９００で段差を有する部分であってもよい。図９、または後述する図１３および図１４を参照すれば、リップ部９２０の内部にはターミナルバスバー５２０が位置し、リップ部９２０の外部にはターミナルバスバー開口部４００Ｈ、またはそのホールの内部が位置することができる。リップ部９２０の内部面は、ターミナルバスバー５２０の周りと密着し、リップ部９２０の外部面は、ターミナルバスバー開口部４００Ｈ、またはその開口の内部と密着できる。これによって、ターミナルバスバー５２０とターミナルバスバー開口部４００Ｈとの間の隙間はガスケット９００によって埋められる。ガスケット９００は、ターミナルバスバー開口部４００Ｈを通してガスが排出されるのを防止することができる。ターミナルバスバー５２０の突出部とターミナルバスバー開口部４００Ｈの相対的な動きはガスケット９００によって防止され、両部分は外力によって互いに衝突しない。

【0079】

ガスケット９００の接触部９３０は、ガスケットホール９１０の周りから放射状に拡張または延長される部分であってもよい。接触部９３０は、ターミナルバスバー５２０の周辺でバスバーフレーム３００の外部面と接触する第１接触面９３２と、エンドプレート４００の内部面と接触する第２接触面９３４とを含むことができる。ここで、内部面または外部面は、各部材において電池モジュール１００の内部に向かう面または外部に向かう面として説明される。また、ここで、上述のように、エンドプレート４００との接触とは、エンドプレート４００に付着した部材（例えば、絶縁カバー８００）との接触を意味するものであってもよい。

【0080】

図９、または後述する図１３および図１４に示されたように、接触部９３０は、バスバーフレーム３００とエンドプレート４００との間に位置することができ、２つの部材の間の隙間を埋めることができる。ガスケット９００は、前記ギャップ空間に沿ってガスなどが移動することによって、ターミナルバスバー開口部４００Ｈを通してガスが排出されるのを防止することができる。ガスケット９００によってバスバーフレーム３００およびエンドプレート４００が互いに対して固定され、互いによって支持される。また、接触部９３０は、リップ部９２０の厚さに応じてリップ部９２０とターミナルバスバー開口部４００Ｈとの間がやや離隔する場合にも、その離隔空間を埋めることができる。したがって、接触部９３０によってターミナルバスバー５２０とターミナルバスバー開口部４００Ｈとの間にシールがさらに完全に形成される。

【0081】

ガスケット９００は、弾性体であってもよい。ガスケット９００は、外力によって一部圧縮されることによってやや可変的な前記ギャップまたは前記ギャップ空間をカバーすることができる。また、弾性体であるガスケット９００は、ガスケット９００がカバーすべき通常の大きさよりやや大きく設計されても、圧縮が可能なため、その大きさが調節可能である。ガスケット９００は、耐熱性または難燃性物質として提供可能であり、これは電池セル１１０の充放電または熱暴走現象によって損傷しないためである。具体的には、ガスケット９００は、難燃フォーム、レジン、シリコーン、ゴムまたはこれと類似の他の物質として提供可能である。

【0082】

一方、電池セル１１０のサイズにより、または電池モジュール１００の内部発火による内部圧力の増加により、ガスケット９００には電池セル積層体１２０の長手方向（ｘ軸）上圧縮力が作用しうる。したがって、本実施例のガスケットには、このような圧縮力に効果的に対応できる「突起部」が形成される。ここで、突起部は、エンボシング、上昇部、突出部などと称される。

【0083】

図１０は、本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているガスケットの他の例の図であり、図１１および図１２は、図１０のガスケットとバスバーとの結合を説明するための図であり、図１３および図１４は、図１０のガスケットとエンドプレートとの結合を説明するための図である。

【0084】

一方、以下に説明されるガスケット９００は、突起部９４０を含むこと以外は、上述した図７～図９の内容を全て含むものとして説明される。したがって、上述したものと重複する内容については詳しい説明を省略する。

【0085】

突起部９４０は、電池セル積層体１２０の長手方向（ｘ軸）上作用する圧縮力に効果的に対応できる。上述のように、ガスケット９００は、弾性体として提供可能なため、前記圧縮力に多少対応できる。しかし、電池セル１１０の充放電または熱暴走時のように大きな内部圧力が発生する場合には、物理的、化学的変形などによってターミナルバスバー５２０の突出部の周辺を効果的に密閉できないことがある。したがって、ガスケット９００には突起部９４０が提供されることが好ましい。ガスケット９００は突起部９４０を含むことによって、圧縮性が向上でき、内部発火時にもターミナルバスバー５２０の突出部の周辺を効果的に密閉することができる。

【0086】

図１０～図１２を参照すれば、突起部９４０は、接触部９３０の第１接触面９３２または第２接触面９３４から突出した部分であってもよい。突起部９４０は、接触部９３０から電池モジュール１００の内部または外部に向かって突出した部分であってもよい。突起部９４０は、上述した圧縮力に対応して一部圧縮可能なため、内部圧力の増加によってエンドプレート４００に伝達される外力を一部吸収することができる。また、図１３および図１４を参照すれば、バスバーフレーム３００とエンドプレート４００との間のギャップ空間、つまり、２つの部材の間の離隔距離は、接触部９３０の厚さより大きいが、突起部９４０は、接触部９３０の一面から突出してバスバーフレーム３００とエンドプレート４００と接触可能なため、このような寸法差を補完することができる。ここで、突起部９４０は、接触部９３０の第１接触面９３２および第２接触面９３４に全て形成されてもよいが、接触部９３０の２つの面のうち１つの面にのみ形成されることも可能である。また、接触部９３０の各面に形成された突起部９４０の高さは、互いに異なっていてもよい。さらに、ここで、上述のように、エンドプレート４００との接触とは、エンドプレート４００に付着した部材（例えば、絶縁カバー８００）との接触を意味するものであってもよい。

【0087】

突起部９４０は、ガスケットホール９１０を中心に放射状に互いに離隔する多数の図形を含む形状で提供される。つまり、突起部９４０は、同心図形パターンで提供される。突起部９４０の各突起は一定の間隔をおいて位置することができ、これは接触部９３０の第１接触面９３２および第２接触面９３４を均等にカバーするためである。突起部９４０の形態が上述した図面によって制限されるわけではないので、突起部９４０の形態は、図示のものとは異なって形成されてもよい。

【0088】

突起部９４０が含む突起の高さ（図１０基準でｘ軸方向）は、一定であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。例えば、接触部９３０の一面に形成された突起の高さは、一定であってもよいし、その値は１ｍｍ以内であってもよい。具体的には、ガスケット９００とバスバーフレーム３００またはエンドプレート４００との間の距離を考慮する時、０．１～０．５ｍｍ以内であることが好ましい。他の例として、突起の高さは、ガスケットホール９１０から遠くなるほど次第に高くなるか、低くなってもよい。つまり、突起部９４０は、その断面が階段形状を有するように提供される。この時、ガスケットホール９１０を中心にその高さが次第に低くなるように形成される場合、ターミナルバスバー開口部４００Ｈの周辺で発生する寸法差をより効果的に補完することができる。

【0089】

一方、上述した電池モジュール１００のエンドプレート４００には、ターミナルバスバー開口部４００Ｈ以外に、モジュールコネクタ開口部４００Ｌも形成される。したがって、ガスケット９００によってターミナルバスバー開口部４００Ｈが密閉されても、電池モジュール１００の内部発火時、モジュールコネクタ開口部４００Ｌにガス、スパーク、火炎などが放出されて、連続的な熱暴走現象が発生する恐れがある。

【0090】

図１５は、従来の電池モジュールに含まれているモジュールコネクタの結合構造を説明するための図である。

【0091】

図１５を参照すれば、従来の電池モジュール１０には、センシングユニット７０と連結されたモジュールコネクタ６０が提供される。モジュールコネクタ６０は、完成した電池モジュール１０においてバスバーフレーム３０とエンドプレート４０との間に配置される。ここで、モジュールコネクタ６０の周りには、エンドプレート４０に形成された開口部とモジュールコネクタ６０との間のギャップを密閉するためのコネクタガスケット（６２、ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｇａｓｋｅｔ）が提供される。

【0092】

しかし、従来の電池モジュール１０に提供されたコネクタガスケット６２は、狭い幅を有するので、エンドプレート４０とモジュールコネクタ６０との間で広い気密面Ｂ１を確保しにくい問題があった。また、電池セル１１の寸法差Ｂ２により、コネクタガスケット６２は、組立過程で電池セル１１の長手方向上圧縮できるが、コネクタガスケット６２によって許容される範囲が狭い問題があった。

【0093】

したがって、以下、モジュールコネクタをより安定的に電池モジュールの内部に装着し、エンドプレートとの気密面を広く形成し、電池セルなどの寸法差に柔軟に対応できるコネクタアセンブリ６００に関して説明する。

【0094】

以下、本発明の他の実施例による電池モジュールについて説明する。

【0095】

図１６は、本発明の他の実施例による電池モジュールを示す斜視図であり、図１７は、本発明の他の実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリに関する斜視図であり、図１８は、図１７のコネクタアセンブリに含まれるシーリング部材の図であり、図１９は、本発明の他の実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとセンシングユニットとの結合を説明するための図であり、図２０は、図１９のＧ－Ｇに沿った断面図である。ここで、図１６は、エンドプレートが省略された電池モジュールを示したものである。

【0096】

一方、図１６による電池モジュール１００は、コネクタアセンブリ６００を含むこと以外は、上述した図３～図１４の内容を全て含むものとして説明される。したがって、上述したものと重複する内容については詳しい説明を省略する。

【0097】

図１６～図２０を参照すれば、本実施例によるコネクタアセンブリ６００は、モジュールコネクタ６１０と、ハウジング６２０とを含むことができる。モジュールコネクタ６１０の役割および機能に関しては上述した説明を参照し、以下、ハウジング６２０を中心に説明する。

【0098】

ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０を外部の影響から保護するものであってもよい。ハウジング６２０によってモジュールコネクタ６１０の外部面は外部の水分または外部の空気から遮断できる。ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０の周りを囲むことができる。ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０上にオーバーモールディング工程を適用して製造された射出物であってもよい。ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０と一体化される。ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０と一体化されてコネクタアセンブリ６００を形成することができる。

【0099】

ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０とエンドプレート４００のモジュールコネクタ開口部４００Ｌとの間のギャップを密閉するためのものである。組立の容易性のために、または製造工程上の理由によって、モジュールコネクタ６１０の露出部分の大きさより、モジュールコネクタ開口部４００Ｌの大きさはより大きく、電池モジュール１００の内部発火時、このようなギャップを通してガス、スパーク、火炎などが外部に放出される。ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０の周りを囲み、モジュールコネクタ６１０の露出部分の周りから拡張される上面を有することができる。ハウジング６２０の上面は、エンドプレート４００の内部面に対応するように形成されるので、モジュールコネクタ開口部４００Ｌとモジュールコネクタ６１０との間のギャップは、ハウジング６２０に満たされるか、埋められるか、遮られる。この時、コネクタアセンブリ６００の上面の面積は、モジュールコネクタ開口部４００Ｌの面積より大きい。

【0100】

ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０とエンドプレート４００との間の気密面を広く形成するためのものである。ハウジング６２０は、エンドプレート４００の内部面に対応するように形成されるので、モジュールコネクタ６１０は、ハウジング６２０を介してエンドプレート４００などと広い面で接触するか、近く位置することができる。したがって、本実施例のハウジング６２０は、狭い幅を有する従来のコネクタガスケット６２を用いる場合より、モジュールコネクタ６１０とエンドプレート４００との間の気密面をより広く形成することができ、ハウジング６２０を介してコネクタアセンブリ６００はエンドプレート４００と安定的に結合、固定、支持される。

【0101】

この時、ハウジング６２０においてエンドプレート４００と接触するか、近く位置する面は、対応面と称される。具体的には、図２０に示されたように、コネクタアセンブリ６００は、その断面が階段型であってもよいし、階段型をなすハウジング６２０の一面、例えば、ハウジング６２０を上から（ｚ軸上）見る時に確認される上面、またはハウジング６２０を前から（ｘ軸上）見る時に確認される前面は、電池モジュール１００の完成体でエンドプレート４００と接触するか、近く位置することができる。このようにハウジング６２０の対応面は、階段型をなすハウジング６２０の一面のうち少なくとも一部を含むものと解釈される。また、このような対応面は、後述する図２５を通じてより具体的に確認できる。

【0102】

ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０を電池モジュール１００の内部に結合（または装着）するためのものである。ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０をバスバーフレーム３００およびエンドプレート４００と連結するためのものである。ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０をバスバーフレーム３００およびエンドプレート４００の間に位置させるためのものである。ハウジング６２０は、スロット６２２を介してバスバーフレーム３００に装着され、結合ホール６２４を介してエンドプレート４００と結合される。スロット６２２および結合ホール６２４に関する詳しい説明は、図２１～図２５を通じて後述する。

【0103】

一方、ハウジング６２０は、エンドプレート４００のモジュールコネクタ開口部４００Ｌの少なくとも一部を遮るように形成され、エンドプレート４００の内部面に対応する形状で提供される。しかし、製造工程上の様々な理由から、最終製品に現れる細部的な寸法は、設計したものと一部異なっていてもよく、これによって、組立後のハウジング６２０とエンドプレート４００との間はギャップ空間が形成される。このようなギャップ空間は、ハウジング６２０とエンドプレート４００との間の流動を発生させることがあり、ハウジング６２０とエンドプレート４００との密閉性を低下する恐れがある。したがって、本実施例のコネクタアセンブリ６００には、ハウジング６２０とエンドプレート４００との間の密閉性を向上させるためのシーリング部材６３０が提供される。ここで、コネクタアセンブリ６００は、シーリング部材６３０を含むものとして説明されてもよい。

【0104】

シーリング部材６３０は、ハウジング６２０とエンドプレート４００との間にシール（Ｓｅａｌ）を形成することができる。シーリング部材６３０は、ハウジング６２０およびエンドプレート４００と接触することによって、ハウジング６２０とエンドプレート４００との間の隙間を埋めることができる。シーリング部材６３０は、電池モジュール１００の完成体においてハウジング６２０とエンドプレート４００との間にギャップ空間が発生することによって２つの部材が互いに対して動くのを防止することができる。シーリング部材６３０によってハウジング６２０およびエンドプレート４００が互いに対して固定され、互いによって支持される。また、シーリング部材６３０は、ギャップ空間に沿ってガスなどが移動することによって、エンドプレート４００に形成された開口部４００Ｌ、４００Ｈを通してガスが排出されるのを防止することができる。

【0105】

シーリング部材６３０は、ハウジング６２０の対応面上に配置される。シーリング部材６３０の少なくとも一部分は、ハウジング６２０の対応面上で突出できる。これはハウジング６２０の一面に位置したシーリング部材６３０がエンドプレート４００と接触するためのものである。これはハウジング６２０の一面に位置したシーリング部材６３０がエンドプレート４００によって加圧されることによって、ハウジング６２０とエンドプレート４００とが互いに対して固定されるためのものである。シーリング部材６３０は、モジュールコネクタ６１０の端子とやや距離をおいて配置される。これは、モジュールコネクタ６１０の端子の周りに広く拡張されるハウジング６２０の対応面を考慮したものであってもよい。また、ハウジング６２０には、シーリング部材６３０を固定位置に配置するための溝が備えられ、シーリング部材６３０の位置は、ハウジング６２０に形成された溝によって固定される。

【0106】

図１８を参照すれば、シーリング部材６３０は、線形状または帯形状であってもよい。具体的には、シーリング部材６３０は、両末端が連結された閉曲線の形状であってもよい。シーリング部材６３０が閉曲線の形状を有すると、シーリング部材６３０の全体的な形状が変形しないので、組立または設計が容易であり得る。ただし、シーリング部材６３０の形状が上述した図面によって制限されるわけではないので、シーリング部材６３０が面形状など多様な形状で提供されてもよいことは自明である。

【0107】

シーリング部材６３０は、ｘ軸上遠近無視された図１８（ｃ）の正面図ではやや四角形状であると示されたが、図１８（ｂ）の側面図に示されたように、ｘ軸上所定の区間を横断することによって階段型形状を有することができる。これは上述したハウジング６２０の対応面の断面形状に対応できる。

【0108】

シーリング部材６３０は、弾性体であってもよい。シーリング部材６３０は、外力によって一部圧縮されることによって、やや可変的なハウジング６２０とエンドプレート４００との間のギャップ空間をカバーすることができる。また、シーリング部材６３０が通常のギャップ空間の大きさよりやや大きく設計されても、圧縮によりその大きさが調節可能である。ここで、大きさは、厚さまたは高さ（図１８基準でｘ軸方向）を意味するものであってもよい。シーリング部材６３０は、耐熱性または難燃性物質として提供され、これは電池セル１１０の充放電または熱暴走現象によって損傷しないためである。具体的には、シーリング部材６３０は、難燃フォーム、レジン、シリコーン、ゴムまたはこれと類似の他の物質として提供される。

【0109】

一方、図１９および図２０を参照すれば、上述したコネクタアセンブリ６００は、センシングユニット７００と結合される。コネクタアセンブリ６００とセンシングユニット７００とが結合される方式に特別な制限はないが、一例として、ソルダリング（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）のような溶接接合が適用可能である。

【0110】

以下、コネクタアセンブリ６００とバスバーフレーム３００との間の結合に関して説明する。

【0111】

図２１～図２３は、本発明の他の実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとバスバーフレームとの結合を説明するための図である。

【0112】

図２１～図２３を参照すれば、ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０とバスバーフレーム３００との間の結合を形成するスロット６２２を含むことができる。通常、モジュールコネクタ６１０には環状の据置ホール６１２が形成され、据置ホール６１２にバスバーフレーム３００の据置部３０２が挿入されることによって、モジュールコネクタ６１０とバスバーフレーム３００とが結合される。据置部３０２は、バスバーフレーム３００の一面から突出したロッド形状であってもよい。

【0113】

スロット６２２は、ハウジング６２０を貫通するホールの形状であってもよいし、スロット６２２の開口は、据置ホール６１２の開口に対応できる。据置部３０２は、据置ホール６１２に対応するスロット６２２の内部に挿入され、これによってハウジング６２０とバスバーフレーム３００とが結合される。ここで、据置部３０２は、ハウジング６２０のスロット内部のホールに沿って移動可能なため、コネクタアセンブリ６００は、バスバーフレーム３００にスライディング可能に結合される。

【0114】

スロット６２２によってコネクタアセンブリ６００とバスバーフレーム３００とがスライディング可能に結合されることによって、コネクタアセンブリ６００とバスバーフレーム３００との間の相対的な距離は調節可能である。具体的には、電池セル１１０の大きさの差などによって電池セル１１０から長手方向（ｘ軸方向）に圧縮力が加えられる場合、コネクタアセンブリ６００は、バスバーフレーム３００からその圧縮力に合わせて適切に移動できる。

【0115】

スロット６２２によって、コネクタアセンブリ６００は、バスバーフレーム３００に対して一方向に移動可能である。具体的には、据置部３０２がスロット６２２の内部に位置し、コネクタアセンブリ６００が据置部３０２の長さに沿って電池セル積層体１２０の長手方向（ｘ軸方向）に移動することによって、スロット６２２によって、バスバーフレーム３００に対するコネクタアセンブリ６００の上下（ｚ軸）または左右（ｙ軸）方向への流動が防止できる。

【0116】

一方、図６に示されたのとは異なり、本実施例のバスバーフレーム３００は、支持台３０４を含まない。

【0117】

また、図６に示されたのとは異なり、据置部３０２の末端は、他の部分より直径が大きいように設計され、これによって据置ホール６１２が据置部３０２から離脱することが防止できる。ここで、据置部３０２の軸上断面を基準として、据置部３０２の末端は、凸形状またはドーム形状を有することができる。さらに、ここで、据置部３０２の末端は、その末端に近いほど狭くなるテーパリング（ｔａｐｅｒｉｎｇ）形状を有することができる。

【0118】

据置部３０２の末端の少なくとも一部は分離可能である。据置部３０２の末端は、軸上切断された２つの部分を含むことができ、２つの部分は軸上断面が互いに対向する形態で位置することができる。これは、分離された２つの部分の間が離隔または当接することによって、据置部３０２の末端の直径が調節されるようにするためである。据置部３０２の末端の直径が調節されると、相対的にその直径が大きい据置部３０２の末端によって据置部３０２が据置ホール６１２に挿入されることが妨げられない。また、据置部３０２が据置ホール６１２に挿入された後に、２つの部分の間が広がると、据置部３０２の末端の直径が増加するので、据置ホール６１２と据置部３０２の末端が当接し（ａｂｕｔｉｎｇ）やすく、これによって２つの部材の間の離脱が防止できる。ここで、据置部３０２の末端は、「末端部」と称されてもよいし、軸上切断された２つの部分は、第１末端部および第２末端部と称される。

【0119】

図２３を参照すれば、据置部３０２の末端が分離された２つの部分を有する場合、スロット６２２の内部直径の大きさにより据置部３０２の末端は調節可能である。スロット６２２のうち少なくとも一部区間の直径は、据置ホール６１２の開口直径より大きい。スロット６２２のうち少なくとも一部区間の直径は、据置ホール６１２の内周面の直径より大きい。スロット６２２のうち少なくとも一部区間の直径は、据置ホール６１２の外周面の直径より大きい。例えば、スロット６２２の第１区間の直径が据置ホール６１２の開口直径より大きければ、第１区間で軸上切断された据置部３０２の末端の２つの部分が広がり、これによって据置部３０２の末端の後面が据置ホール６１２と当接し（ａｂｕｔｉｎｇ）やすい。ここで、第１区間は、スロット６２２で据置ホール６１２と近い区間であってもよい。また、ここで、据置部３０２の末端は、その末端に近いほど狭くなるテーパリング（ｔａｐｅｒｉｎｇ）形状を有するので、スロット６２２の内部で第１区間を外れて直径が相対的に狭い第２区間に進入することが難しくない。この時、第２区間は、第１区間より外側、つまり、電池モジュール１００の外部に向かう方向またはエンドプレート４００が位置した方向に位置することが好ましい。

【0120】

以下、コネクタアセンブリ６００とエンドプレート４００との間の結合に関して説明する。

【0121】

図２４および図２５は、本発明の一実施例による電池モジュールに含まれているコネクタアセンブリとエンドプレートとの結合を説明するための図である。

【0122】

図２４および図２５を参照すれば、ハウジング６２０は、モジュールコネクタ６１０とエンドプレート４００との間の結合のための結合ホール６２４を含むことができる。

【0123】

結合ホール６２４は、ハウジング６２０の結合面に形成される。ここで、結合面とは、ハウジング６２０でモジュールコネクタ６１０を収容する本体部から上下（ｚ軸）方向に延びた面を称するものである。結合面は、電池セル積層体１２０の長手方向（ｘ軸）と垂直な面であってもよい。結合面は、エンドプレート４００に対応する面であってもよい。結合面は、エンドプレート４００と接触する面であってもよい。ここで、上述のように、エンドプレート４００との接触とは、エンドプレート４００に付着した部材（例えば、絶縁カバー８００）との接触を意味するものであってもよい。

【0124】

結合ホール６２４は、１つ以上であってもよいし、好ましくは、２つ以上または４つ以上であってもよい。図１７に示されたように、結合ホール６２４は、ハウジング６２０の前面上で各頂点に近く位置することができる。結合ホール６２４がハウジング６２０の四方に形成されることによって、ハウジング６２０がより安定的に固定できる。

【0125】

エンドプレート４００にはエンドプレート結合ホール４０４が形成される。完成した電池モジュール１００を基準として、エンドプレート４００におけるエンドプレート結合ホール４０４の位置は、ハウジング６２０の結合ホール６２４の位置に対応できる。締結部材４４０は、エンドプレート４００の外部面からエンドプレート結合ホール４０４に挿入され、締結部材４４０が結合ホール６２４に挿入されると、エンドプレート４００とハウジング６２０とが固定できる。ここで、エンドプレート４００の外部面は、エンドプレート４００で電池モジュール１００の外部に向かう面であってもよい。また、ここで、締結部材４４０は、ボルト、スクリューまたはその他の部材であってもよい。

【0126】

締結部材４４０が挿入される順序により、エンドプレート結合ホール４０４は第１締結ホール、結合ホール６２４は第２締結ホールと称されてもよい。また、上述したエンドプレート結合ホール４０４および／または結合ホール６２４は、電池モジュール１００の組立前に予め形成されたものであってもよいが、組立過程中に締結部材４４０の挿入によって形成されたものであってもよい。なお、上述したエンドプレート結合ホール４０４および／または結合ホール６２４には、締結部材４４０の雄ねじ山に対応する雌ねじ山または溝が備えられてもよいが、必ずしもその限りではない。

【0127】

一方、上述した電池モジュール１００は、電池パックに含まれる。電池パックは、本実施例による電池モジュールを１つ以上含み、電池の温度や電圧などを管理する電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）および冷却装置などを追加してパッキングした構造であってもよい。

【0128】

電池モジュールおよびこれを含む電池パックは、多様なデバイスに適用可能である。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段に適用できるが、本発明はこれに制限されず、電池モジュールおよびこれを含む電池パックを使用できる多様なデバイスに適用可能であり、これも本発明の権利範囲に属する。

【0129】

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

【符号の説明】

【0130】

１００：電池モジュール
１１０：電池セル
１１１、１１２：電極リード
１２０：電池セル積層体
２００：モジュールフレーム
３００：バスバーフレーム
３０２：据置部
３０６：スリット
３３０：上部カバー
３３６：係止部
４００：エンドプレート
４００Ｈ：ターミナルバスバー開口部
４００Ｌ：モジュールコネクタ開口部
４０４：エンドプレート結合ホール
４４０：締結部材
５１０：バスバー
５２０：ターミナルバスバー
６００：コネクタアセンブリ
６１０：モジュールコネクタ
６１２：据置ホール
６２０：ハウジング
６２２：スロット
６２４：締結ホール
６３０：シーリング部材
７００：センシングユニット
７１０：連結部材
７２０：センシング端子
７３０：温度センサ
８００：絶縁カバー
９００：ガスケット
９１０：ガスケットホール
９２０：リップ部
９３０：接触部
９４０：突起部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8(a)】

【図8(b)】

【図9】

【図10(a)】

【図10(b)】

【図10(c)】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18(a)】

【図18(b)】

【図18(c)】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】