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特許7585577電圧センシング部品の組立構造を改善したバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック
(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】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】電圧センシング部品の組立構造を改善したバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック
(51)【国際特許分類】
H01M 50/569 20210101AFI20241112BHJP
H01M 50/284 20210101ALI20241112BHJP
H01M 50/298 20210101ALI20241112BHJP
H01M 50/503 20210101ALI20241112BHJP
H01M 50/507 20210101ALI20241112BHJP
H01M 50/519 20210101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
H01M50/569
H01M50/284
H01M50/298
H01M50/503
H01M50/507
H01M50/519
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022580254
(86)(22)【出願日】2021-08-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-26
(86)【国際出願番号】 KR2021010900
(87)【国際公開番号】W WO2022102918
(87)【国際公開日】2022-05-19
【審査請求日】2022-12-26
(31)【優先権主張番号】10-2020-0149664
(32)【優先日】2020-11-10
(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】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】キム、サン－ギュ
【審査官】山本 雄一
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２４８０７０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／２０８９３８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８
Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方向へ積層された複数のバッテリーセルから構成されたセル積層体と、バッテリーセルの電圧センシング及び電気的接続のために前記セル積層体の前方または後方に配置されるセンシングモジュールと、を含み、
前記センシングモジュールは、
前記セル積層体の前面または後面をカバーするように形成され、前記バッテリーセルの電極リードが引き出される複数のリード引出孔を備えたメインフレームと、
前記メインフレームに一方向に沿って互いに離隔して配置される複数のバスバーと、
前記メインフレームに配置されたバスバーに脱着可能に設けられた複数のセンシングチップと、
前記メインフレームに取り付けられる硬性材質の印刷回路基板と、を含み、
前記複数のセンシングチップは、一端で前記印刷回路基板に接合され、他端で前記複数のバスバーと脱着可能に設けられている、バッテリーモジュール。
【請求項2】
前記メインフレームは、各前記バスバーに対応する形状で凹んだバスバー取付部と、
前記バスバー取付部の上部領域に備えられ、前記印刷回路基板に対応する形状で凹んだ基板取付部と、を備える、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項3】
前記複数のセンシングチップは、各々、前記印刷回路基板にはんだ付けされる基部と、
前記基部から所定の長さで延びて形成され、正方向または逆方向へ回転して前記バスバーに接触または接触解除するように設けられた連結部と、を備える、請求項１または２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項4】
一方向へ積層された複数のバッテリーセルから構成されたセル積層体と、バッテリーセルの電圧センシング及び電気的接続のために前記セル積層体の前方または後方に配置されるセンシングモジュールと、を含み、
前記センシングモジュールは、
前記セル積層体の前面または後面をカバーするように形成され、前記バッテリーセルの電極リードが引き出される複数のリード引出孔を備えたメインフレームと、
前記メインフレームに一方向に沿って互いに離隔して配置される複数のバスバーと、
対応するバスバーに脱着可能に設けられた複数のセンシングチップを備え、前記メインフレームに取り付けられる硬性材質の印刷回路基板と、を含み、
前記複数のセンシングチップは、各々、
前記印刷回路基板にはんだ付けされる基部と、
前記基部から所定の長さで延びて形成され、正方向または逆方向へ回転して前記バスバーに接触または接触解除するように設けられた連結部と、を備える、
バッテリーモジュール。
【請求項5】
前記連結部は、折り曲げられた端部を備え、前記バスバーは、前記連結部の端部が締まりばめによって結合するように設けられたスリットを備える、請求項３または４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項6】
前記連結部の端部は、凸パターン形成されたビードを一つ以上備える、請求項３から５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項7】
前記バスバーは、前記リード引出孔の外郭を囲む枠状で設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項8】
前記センシングモジュールは、前記印刷回路基板の縁端に直接接続するように設けられたダイレクトコネクターをさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項9】
前記ダイレクトコネクターは、前記印刷回路基板の一面に接触する上板部及び前記印刷回路基板の他面に接触する下板部を備え、前記印刷回路基板の縁端に挟まれるように設けられたコネクターハウジングと、前記コネクターハウジングの内部に備えられ、前記印刷回路基板の表面に備えられる導体線に接触するように設けられたコネクターターミナルと、を含む、請求項８に記載のバッテリーモジュール。
【請求項10】
前記印刷回路基板の縁端の一部と前記メインフレームの前面との間には、前記コネクターハウジングを接続させるための空間が設けられている、請求項９に記載のバッテリーモジュール。
【請求項11】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む、バッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリーモジュールに関し、より詳しくは、バッテリーセルの電圧センシングのために必要なバスバー、センシング部材、コネクターなどのような電圧センシング部品の組立構造を改善したバッテリーモジュールに関する。
【0002】
本出願は、２０２０年１１月１０日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１４９６６４号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【0003】
電気エネルギーを化学エネルギーの形態に転換し、充放電の反復が可能な半永久的な電池を、使い捨ての一次電池と区分して二次電池と指称する。
【0004】
二次電池には、リチウム二次電池、ニッケルカドミウム（Ｎｉ－Ｃｄ）電池、鉛蓄電池、ニッケル水素（Ｎｉ－ＭＨ）電池、空気亜鉛電池、アルカリマンガン電池などが存在する。これらのうち鉛蓄電池とリチウム二次電池が最も活発に商用化された二次電池であるといえる。
【0005】
特に、リチウム二次電池は、エネルギー貯蔵密度が高くて軽量化と小型化が可能であり、優秀な安全性、低い放電率、長い寿命のような長所から、最近、電気車のバッテリーとしての活用が活発である。参考までに、リチウム二次電池は、製造形態によって通常的に、円筒型、角形、パウチ型に分けられ、使用用途においても、電気車バッテリーの外にもＥＳＳバッテリー、その他の電気装置などに用いられている。
【0006】
現在、一つのリチウム二次電池（セル）では電気車を駆動できるほどの十分な出力が得られない。電気車のエネルギー源に二次電池を適用するためには、複数のリチウムイオン電池セルを直列及び／または並列で接続してバッテリーモジュールを構成し、通常、直列でバッテリーモジュールを接続し、これを機能的に維持させるＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システム、ＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）、電気配線ケーブルなどを含むバッテリーパックを構成する。
【0007】
一方、図１に示したように、パウチ型二次電池セルでバッテリーモジュールを構成する場合、二次電池セルの直列及び／または並列接続のためにバッテリーモジュールの前面部または前面部と後面部に位置しているバスバー３にパウチ型二次電池セルの電極リード１ａ、１ｂを溶接する。
【0008】
そして、前記二次電池セルの電圧センシングのために、各バスバー３にＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）５が接続される。二次電池セルの電圧情報は、ＦＰＣＢ５に実装されたコネクター７によってＢＭＳ（図示せず）に伝送され、ＢＭＳは、これに基づいて各二次電池セルの状態をモニターして充放電を制御する。
【0009】
ところが、従来技術によるバッテリーモジュールの場合、バスバー３にＦＰＣＢ５を接続するとき、各ＦＰＣＢのセンシング端子５ａと対応する各バスバー３をレーザー溶接しているが、溶接不良がよく発生して溶接の品質管理も容易ではない。ＦＰＣＢの場合、通常ＰＣＢ （Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｔ Ｂｏａｒｄ）に比べて高価であり、上記のように組み立て過程で溶接不良によって廃棄される場合が多い。また、コネクターの場合にも、コネクターピンをＦＰＣＢの上にはんだ付けして実装しているが、コネクター実装工程も容易ではない作業であり、コネクターピンをはんだ付けしてＦＰＣＢに実装したコネクターは、衝撃や振動に弱いという短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電圧センシングのためのバスバー、センシング部材、コネクター間の組立構造が従来よりも容易かつ堅固なバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
【0011】
本発明が解決しようとする技術的課題は、本発明が属する技術分野の通常の知識を持つ者であれば、下記の説明、特許請求の範囲に示した手段及びその組み合わせによって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の一実施例によれば、一方向へ積層された複数のバッテリーセルから構成されたセル積層体と、前記バッテリーセルの電圧センシング及び電気的接続のために前記セル積層体の前方または後方に配置されるセンシングモジュールと、を含み、前記センシングモジュールは、前記セル積層体の前面または後面をカバーするように形成され、前記バッテリーセルの電極リードが引き出される複数のリード引出孔を備えたメインフレームと、前記メインフレームに一方向に沿って互いに離隔して配置される複数のバスバーと、対応する前記バスバーに脱着可能に設けられた複数のセンシングチップ（ｔｉｐ）を備え、前記メインフレームに取り付けられる硬性材質の印刷回路基板と、を含むバッテリーモジュールが提供され得る。
【0013】
前記メインフレームは、各前記バスバーに対応する形状で凹んだバスバー取付部と、前記バスバー取付部の上部領域に備えられ、前記印刷回路基板に対応する形状で凹んだ基板取付部と、を備え得る。
【0014】
前記複数のセンシングチップは、各々、前記印刷回路基板にはんだ付けされる基部と、前記基部から所定の長さで延びて形成され、正方向または逆方向へ回転して前記バスバーに接触または接触解除するように設けられた連結部と、を備え得る。
【0015】
前記連結部は、折り曲げられた端部を備え、前記バスバーは、前記連結部の端部が締まりばめによって結合するように設けられたスリットを備え得る。
【0016】
前記連結部の端部は、凸パターン形成されたビードを一つ以上備え得る。
【0017】
前記バスバーは、前記リード引出孔の外郭を囲む枠状で設けられ得る。
【0018】
前記センシングモジュールは、前記印刷回路基板の縁端に直接接続するように設けられたダイレクトコネクターをさらに含み得る。
【0019】
前記ダイレクトコネクターは、前記印刷回路基板の一面に接触する上板部及び前記印刷回路基板の他面に接触する下板部を備え、前記印刷回路基板の縁端に挟まれるように設けられたコネクターハウジングと、前記コネクターハウジングの内部に備えられ、前記印刷回路基板の表面に備えられる導体線に接触するように設けられたコネクターターミナルと、を含み得る。
【0020】
前記印刷回路基板の縁端の一部と前記メインフレームの前面との間には、前記コネクターハウジングを接続させるための空間が設けられ得る。
【0021】
なお、本発明の他の様態によれば、上述したバッテリーモジュールを含むバッテリーパックが提供され得る。
【発明の効果】
【0022】
本発明の一面によれば、電圧センシングのためのバスバー、センシング部材、コネクター間の組立構造が従来よりも容易かつ堅固なバッテリーモジュールを提供することができる。
【0023】
本発明は、センシング部材として硬性印刷回路基板を使用し、前記硬性印刷回路基板のセンシングチップをバスバーに締まりばめによって脱着可能になっていることで、センシングチップとバスバーとの組み立てが容易であり、必要な場合、リワーク（ｒｅ－ｗｏｒｋ）も可能である。
【0024】
また、本発明は、コネクターを実装せず、硬性印刷回路基板に機械的に挟まれる構造からなっているので、従来よりも容易かつ堅固にコネクターを硬性印刷回路基板に組み立てることができる。
【0025】
本発明の効果は、下記の本発明の実施例によってより明らかに理解されるであろう。また、本発明の特許請求の範囲に示した手段及びその組み合わせによって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】従来技術によるバッテリーモジュールの前面の一部を示した部分斜視図である。
【図2】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した斜視図である。
【図3】本発明の一実施例によるセンシングモジュールを示した斜視図である。
【図5】本発明の一実施例によるセンシングチップとバスバーの連結前の状態を示した図である。
【図6】本発明の一実施例によるセンシングチップとバスバーの連結後の状態を示した断面図である。
【図8】本発明の一実施例による硬性印刷回路基板とコネクターの組立構造を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【0028】
本発明の実施形態は、通常の技術者に本発明をより完全に説明するために提供されるものであり、図面における構成要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。したがって、各構成要素の大きさや割合は、実際の大きさや割合を完全に反映することではない。
【0029】
図２は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した斜視図であり、図３は、本発明の一実施例によるセンシングモジュールを示した斜視図であり、図４は、図３のセンシングモジュールの分解斜視図である。
【0030】
これらの図面を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、セル積層体１００、センシングモジュール２００、前方カバー３００と後方カバー４００を含む。
【0031】
セル積層体１００は、バッテリーセル１１０からなる集合体であるといえる。例えば、セル積層体１００は、バッテリーセル１１０を各々上下方向へ立て、左右方向へ積層して形成したものであり得る。ここで、前記バッテリーセル１１０は、パウチ型バッテリーセル１１０を意味する。本実施例のバッテリーセル１１０は、正極リードと負極リードが反対側に位置した両方向リードタイプのパウチ型バッテリーセル１１０である。
【0032】
前記パウチ型バッテリーセル１１０は、電極組立体、電解液及びこれらをパッケージングするためのパウチ外装材を含む。前記電極組立体は、正極板－分離膜－負極板の構造が反復した積層体からなり、各正極板と各負極板は、電極タブを備える。パウチ外装材の内部で一つ以上の電極タブが電極リード１１１と接続され、前記電極リード１１１がパウチ外装材の外部へ延びて配置されることで、バッテリーセル１１０の電極端子として機能する。
【0033】
パウチ外装材は、電極組立体と電解液を密封収納するためのものであって、電極組立体と電解液による電気化学的性質に対する補完及び放熱性などを向上させるために、金属薄膜、例えば、アルミニウム薄膜が含まれた形態で構成され得る。前記アルミニウム薄膜は、電気絶縁性の確保のために絶縁物質から形成された絶縁層と内部接着層との間に介在され得る。
【0034】
センシングモジュール２００は、前記セル積層体１００において各バッテリーセル１１０の電極リード１１１が位置した前方と後方に取り付けられる。
【0035】
前記センシングモジュール２００は、バッテリーセル１１０同士の電気的接続と電圧、温度センシングのための構成であって、メインフレーム２１０と、複数のバスバー２２０と、印刷回路基板２３０と、ダイレクトコネクター２４０と、を含む。
【0036】
メインフレーム２１０は、板状の構造物であって、ほぼセル積層体１００の前面部（または後面部）に対応する面積を有し、前記セル積層体１００の前面（または後面）をカバーできるように設けられ得る。前記メインフレーム２１０は、プラスチックのような絶縁性材質で射出成形によって製作され得る。
【0037】
セル積層体１００の前面部（または後面部）は、前記メインフレーム２１０によってカバーされ、各バッテリーセル１１０の電極リード１１１は、前記メインフレーム２１０に形成されている複数のリード引出孔２１３から外側へ抜き取られて対応するバスバー２２０に溶接され得る。
【0038】
本実施例によるメインフレーム２１０は、前面に、バスバー取付部２１１と、基板取付部２１２と、コネクター接続部Ｏと、を備える。これらは、後述するバスバー２２０とセンシングチップ２３１との連結と分離、硬性印刷回路基板２３０の安定的な取り付け、ダイレクトコネクター２４０との接続空間の確保などのために設けられたものである。
【0039】
前記バスバー取付部２１１は、メインフレーム２１０の中央領域で左右方向に沿って備えられ、取り付けるバスバー２２０の形状に対応する形状で凹んだ形態で設けられる。即ち、バスバー取付部２１１は、その広さと深さがバスバー２２０の広さと厚さと一致する。このようなバスバー取付部２１１に対応の各バスバー２２０を嵌め込んでメインフレーム２１０の表面とバスバー２２０の表面との間に段差が発生しないようにする。言い換えれば、バスバー取付部２１１にバスバー２２０を嵌め込んだとき、前記バスバー２２０がメインフレーム２１０の表面の外側へ突出しないようにする。
【0040】
前記基板取付部２１２は、印刷回路基板２３０を取り付ける場所であって、前記バスバー取付部２１１の上部または下部に備えられ得る。本実施例は、基板取付部２１２がバスバー取付部２１１の真上に形成されている。基板取付部２１２は、前記印刷回路基板２３０に対応する形状で凹んだ形態で設けられる。即ち、基板取付部２１２は、その広さと深さが前記印刷回路基板２３０の広さと厚さと一致する。前述したバスバー取付部２１１のように、前記基板取付部２１２に印刷回路基板２３０を嵌め込んでメインフレーム２１０の表面と印刷回路基板２３０の表面との間に段差が発生しないようにする。前記印刷回路基板２３０を基板取付部２１２に嵌め込むに際し、ボルトＢを使用するか、またはボルトの代わりに接着剤や接着テープを使用して固定してもよい。
【0041】
前記構成によると、バスバー２２０の表面と印刷回路基板２３０の表面が同一平面上に置かれるようになる。この場合、バスバー２２０とセンシングチップ２３１の接続が容易になり得る。これについての詳細な説明は後述する。
【0042】
コネクター接続部Ｏは、基板取付部２１２の縁端の一領域が凹んで形成された部分である。前記コネクター接続部Ｏを設けることで、印刷回路基板２３０の縁端とメインフレーム２１０との間に空間が確保され、前記空間を通じてダイレクトコネクター２４０を印刷回路基板２３０の縁端に挟む方式で接続し得る。
【0043】
一方、バッテリーセル１１０の電極リード１１１は、機械的剛性が足りないため、バッテリーセル１１０の安定的な電気的接続のためにバスバー２２０が使用される。このようなバスバー２２０は、銅、アルミニウムまたはこれらを接合したクラッド（ｃｌａｄ）金属から製作され得る。
【0044】
複数のバスバー２２０は、前記メインフレーム２１０の基板取付部２１２に形合わせになるように嵌め込まれて固定され得る。図示していないが、バスバー２２０の固定のために、接着剤、フック、ボルトなどがさらに使用され得る。
【0045】
本実施例の場合、セル積層体１００の前方メインフレーム２１０に６個のバスバー２２０が等間隔で配置され、セル積層体１００の後方メインフレーム２１０に５個のバスバー（図示せず）が等間隔で配置される。前記バスバー２２０は、直線形の棒状、Ｕ字形、四角フレーム形状などの多様な形態として具現され得る。
【0046】
これらのうちで四角フレーム形状のバスバー２２０は、リード引出孔２１３の外郭を囲むようにメインフレーム２１０に取り付け、前記リード引出孔２１３から電極リード１１１を抜き取った後、前記電極リード１１１のうちで一部は四角フレームの左側領域に溶接し、残りは四角フレームの右側領域に溶接可能であるので、多くの電極リード１１１を溶接する場合に容易である。
【0047】
これによって、本実施例では、前記四角フレーム形状のバスバー２２０を使用する。前記バスバー２２０のうちで二つをバッテリーモジュールの正極ターミナルと負極ターミナルとして兼用する。このために、前方メインフレーム２１０で最外側に配置されたバスバー２２０である一番目のバスバー２２０と六番目のバスバー２２０は、各々正極ターミナルＴ１と負極ターミナルＴ２の形状が加えられている。
【0048】
前記のようなバスバー２２０の構成によって、前記前方メインフレーム２１０の一番目のバスバー２２０に第１グループのバッテリーセル１１０の正極リードを溶接し、前記第１グループのバッテリーセル１１０の負極リードは、第２グループのバッテリーセル１１０の正極リードと共に前記後方メインフレーム２１０の一番目のバスバー２２０に溶接する。その後、前記第２グループのバッテリーセル１１０の負極リードと第３グループのバッテリーセル１１０の正極リードを一緒に前記前方メインフレーム２１０の二番目のバスバー２２０に溶接する。このようなパターンで最後のグループのバッテリーセル１１０の負極リードを前方メインフレーム２１０の六番目のバスバー２２０に溶接する（ここで、第Ｎグループのバッテリーセル１１０とは、一つ以上のバッテリーセル１１０の束ねを意味する。）。この場合、前記セル積層体１００をなすすべてのバッテリーセル１１０は、前記複数のバスバー２２０を介して直列及び／または並列に接続され得る。
【0049】
上述したように、バッテリーセル１１０は、グループまたは束ね単位で前記バスバー２２０を介して直列に接続される。この場合、各バスバー２２０での電圧を測定すると、直列に接続された各バッテリーセル１１０の電圧が分かる。
【0050】
印刷回路基板２３０は、前記各バスバー２２０での電圧をセンシングするためのセンシング部材として使用され得る。印刷回路基板２３０は、バッテリーモジュール内で小さい空間を占めると共に、多くの信号や電源が伝達可能であるため、電圧センシング部材として活用度が高い。
【0051】
従来には、三次元の配線が可能な軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ）がセンシング部材としてよく使用されていたが、前記軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ）は衝撃に弱くて単価が高く、背景技術で言及したように、バスバー２２０への連結時、レーザー溶接を行わしなければならないという不具合がある。これに対し、本発明は、軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ）の代わりにメインフレーム２１０に堅固に取付可能な硬性材質の印刷回路基板２３０（Ｒｉｇｉｄ ＰＣＢ）を使用する。
【0052】
図３及び図４に示したように、本発明の一実施例による硬性材質の印刷回路基板２３０は、バスバー２２０に脱着可能に設けられた複数のセンシングチップ２３１と、各前記センシングチップ２３１の信号を伝送するための導体線２３２と、を備え、基板取付部２１２に固定されるように取り付けられ得る。この際、印刷回路基板２３０が硬性材質であることから、ボルトＢを用いて基板取付部２１２に堅固に固定できる。
【0053】
前記複数のセンシングチップ２３１は、各々前記印刷回路基板２３０にはんだ付けされる基部２３１ａと、前記基部２３１ａから所定の長さで延びて形成され、正方向または逆方向へ回転して前記バスバー２２０に接触または接触解除可能に設けられた連結部２３１ｂと、を備え得る。
【0054】
また、連結部２３１ｂは、図５に示したように、約９０°の角度に折り曲げられた端部２３１ｃを備える。そして、バスバー２２０は、厚さ方向へ所定の深さが切開されて形成されたスリット２２１を備える。ここで、前記スリット２２１は、センシングチップ２３１を回転させたとき、連結部２３１ｂの端部２３１ｃが入られる位置に形成される。
【0055】
前記構成によると、図６のように、メインフレーム２１０にバスバー２２０と印刷回路基板２３０を各々取り付けた状態でセンシングチップ２３１の連結部２３１ｂを回転させ、前記連結部２３１ｂの端部２３１ｃをバスバー２２０のスリット２２１の中に締まりばめによって結合し得る。
【0056】
前述したように、バスバー２２０の表面と印刷回路基板２３０の表面は、同一平面上に置かれるように、バスバー２２０と印刷回路基板２３０が各々バスバー取付部２１１と基板取付部２１２に配設される。したがって、前記センシングチップ２３１の連結部２３１ｂを回転させてバスバー２２０のスリット２２１に連結部２３１ｂの端部２３１ｃを挿入したとき、連結部２３１ｂの残りの部分は、バスバー２２０の表面に密着し得る。
【0057】
また、センシングチップ２３１は、前記連結部２３１ｂの端部２３１ｃに凸パターンに形成されたビード２３１ｄを一つ以上備え得る。図７を参照すると、本実施例によるセンシングチップ２３１は、連結部２３１ｂの端部２３１ｃに凹凸または凸パターンのビード２３１ｄを備える。バスバー２２０のスリット２２１に前記連結部２３１ｂの端部２３１ｃが入るとき、前記ビード２３１ｄ部分がスリット２２１の内壁面に突き当たって圧縮されながら入る。この場合、ビード２３１ｄの復元力が作用してスリット２２１の内壁面とビード２３１ｄの接触が強く維持され得る。
【0058】
また、前記連結部２３１ｂの端部２３１ｃの終端を前記スリット２２１の外側にかけるようにフック２３１ｅ形状で構成して連結部２３１ｂが前記スリット２２１から抜けにくくし得る。
【0059】
このような構成によって、センシングチップ２３１とバスバー２２０を連結する場合、センシングチップ２３１とバスバー２２０をレーザー溶接する場合に比べて連結作業を容易かつ迅速に行うことができ、必要な場合に分離可能であるので、バスバー２２０または印刷回路基板２３０のいずれか一つのみを交替することも可能である。
【0060】
ダイレクトコネクター２４０は、印刷回路基板２３０のセンシングチップ２３１によってセンシングしたバッテリーセル１１０の電圧情報をＢＭＳ（図示せず）へ伝送するのに使用され得る。
【0061】
本発明の一実施例によるダイレクトコネクター２４０は、図８に示したように、印刷回路基板２３０の縁端に直接接続可能に設けられ得る。
【0062】
具体的には、前記ダイレクトコネクター２４０は、前記印刷回路基板２３０に挟まれるように設けられるコネクターハウジングと、前記コネクターハウジングの内部に備えられる複数のコネクターターミナルと、前記複数のコネクターターミナルと一対一に連結され、外部へ延びる複数のケーブル２４４と、を含み得る。
【0063】
コネクターハウジングは、コネクターターミナルの収容空間を形成する上板部２４１ａ及び下板部２４１ｂと、そして印刷回路基板２３０に対するロック手段を形成するラッチ部２４２と、基板ホルディングリード２４３と、を含む。
【0064】
上板部２４１ａ及び下板部２４１ｂは、コネクターハウジングの本体を形成する部分といえる。前記上板部２４１ａ及び下板部２４１ｂは、印刷回路基板２３０の縁端に所定の深みまで挟まれるように前部が少なくとも印刷回路基板２３０の厚さだけ相互に離隔し、後部は一体で形成されるように互いに連結されている。
【0065】
前記コネクターハウジングを印刷回路基板２３０の縁端に接続させると、上板部２４１ａの前部は前記印刷回路基板２３０の前面に接触し、下板部２４１ｂの前部は前記印刷回路基板２３０の後面に接触し、追加的にラット部２４２と基板ホルディングリード２４３が印刷回路基板２３０に結合してダイレクトコネクター２４０の動きが防止され得る。前記上板部２４１ａ及び下板部２４１ｂの後部にはコネクターターミナルを個別に挿入可能な挿入孔が設けられ得る。
【0066】
また、本実施例の場合、前記印刷回路基板２３０の縁端の一部と前記メインフレーム２１０の前面との間に空間が設けられている。前記空間は、前述したメインフレーム２１０のコネクター接続部Ｏになる。ダイレクトコネクター２４０は、前記空間にコネクターハウジングの下板部２４１ｂが配置されることによって、メインフレーム２１０の上端によって干渉されることなく印刷回路基板２３０の縁端に接続され得る。
【0067】
以上で説明したように、本発明によるバッテリーモジュールは、前記硬性印刷回路基板２３０のセンシングチップ２３１をバスバー２２０に締まりばめにって脱着可能になっていることで、センシングチップ２３１とバスバー２２０の組み立てが容易であり、必要な場合、リワーク（ｒｅ－ｗｏｒｋ）も可能である。また、ダイレクトコネクター２４０を印刷回路基板２３０に機械的に挟む構造からなるので、コネクターの取り付けが従来よりも堅固かつ容易であるという長所がある。
【0068】
一方、本発明によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュールを一つ以上含み得る。また、本発明によるバッテリーパックは、このようなバッテリーモジュールの他に、バッテリーモジュールを収納するためのパックケース、各バッテリーモジュールの充放電を制御するための各種装置、例えば、マスターＢＭＳ、電流センサー、ヒューズなどをさらに含み得る。
【0069】
本発明によるバッテリーモジュールは、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に適用可能である。即ち、前記自動車は、本発明によるバッテリーモジュールを含み得る。
【0070】
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【0071】
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】