特表 2023-551995 熱暴走感知用の圧力センサーを備えるバッテリーモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-13

(54)【発明の名称】熱暴走感知用の圧力センサーを備えるバッテリーモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20231206BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20231206BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20231206BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401D

H01M50/211

H01M50/293

H01M50/249

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023534407

(86)(22)【出願日】2022-09-26

(85)【翻訳文提出日】2023-06-06

(86)【国際出願番号】 KR2022014381

(87)【国際公開番号】W WO2023068580

(87)【国際公開日】2023-04-27

(31)【優先権主張番号】10-2021-0139765

(32)【優先日】2021-10-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】ド－ユル・キム

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA37

5H040AS07

5H040AT04

5H040CC34

5H040DD03

5H040DD13

5H040DD26

5H040JJ03

5H040LL06

(57)【要約】

本発明によるバッテリーモジュールは、一方向へ積層された複数のバッテリーセルを備えたセル積層体と、いずれか一つのバッテリーセルと、それに対向する他の一つのバッテリーセルとの間に配置され、前記他の一つのバッテリーセルに向かって突出した複数の圧力センシングノードを備えた圧力センサーユニットと、前記圧力センサーユニットと前記他の一つのバッテリーセルとの間に配置され、前記複数の圧力センシングノードと対向する面が扁平に設けられた面圧伝達プレートと、を含む。

【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を備えたセル積層体と、
いずれか一つのバッテリーセルと、それに対向する他の一つのバッテリーセルとの間に配置され、前記他の一つのバッテリーセルに向かって突出した複数の圧力センシングノードを備えた圧力センサーユニットと、
前記圧力センサーユニットと前記他の一つのバッテリーセルとの間に配置され、前記複数の圧力センシングノードと対向する面が扁平に設けられた面圧伝達プレートと、を含むことを特徴とする、バッテリーモジュール。

【請求項2】

前記面圧伝達プレートが、前記バッテリーセルの一面の面積に対応する大きさを有することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項3】

前記面圧伝達プレートが、プラスチック材質で形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項4】

圧縮性材質から形成され、前記複数の圧力センシングノードと前記面圧伝達プレートとの間に配置される感度調節部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項5】

前記感度調節部材が、フォームパッドの形態で設けられたことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記感度調節部材が、所定の圧力以下で圧縮されないように構成されたことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記バッテリーセルが、パウチ型バッテリーセルであることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記複数の圧力センシングノードが、
相互に一定間隔で離隔して配置され、前記パウチ型バッテリーセルの一面の面積範囲に対応して分布するように構成されたことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

前記圧力センサーユニットは、
前記複数の圧力センシングノードを一体に被覆する絶縁フィルムと、圧力信号を外部装置へ伝送するコネクターピンと、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項10】

前記絶縁フィルムが、前記バッテリーセルの一面と対応する大きさで設けられ、前記バッテリーセルの間に挿入して配置される本体部と、前記本体部の少なくとも一側から前記セル積層体の外側へ延びるように設けられた枝部と、を含み、
前記コネクターピンが、前記枝部の端部に備えられたことを特徴とする、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。

【請求項12】

請求項１１に記載のバッテリーパックを含む、自動車。

【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、より具体的には、バッテリーセルのスウェリング圧力を測定してバッテリーセルの異常有無を感知するためのバッテリーモジュールに関する。

【0002】

本出願は、２０２１年１０月１９日出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３９７６５号に基づく優先権を主張し、当該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】

二次電池は、多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度を有する電気的特性を有している。このような二次電池は、携帯用機器のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車またはハイブリッド自動車、電力貯蔵装置などに適用されている。

【0004】

現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。一つの二次電池セルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．２Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が求められる場合、複数の二次電池セルを直列に接続するか、または充放電容量に応じて複数の二次電池セルを直列及び並列に接続してバッテリーモジュールを構成し得る。

【0005】

一方、バッテリーモジュールの二次電池セルの場合、反復的な充放電時、電極膨張及び／または内部電解質の分解によって発生するガスによって二次電池セルが膨張する現象が起こることがある。このように二次電池セルが膨張する現象を「スウェリング現象」という。

【0006】

充放電時における電極の膨張と収縮による二次電池セルの反復的なスウェリングは通常的であり、その程度が弱いため大きい問題にはならない。しかし、二次電池セルに如何なる問題が起こり、温度が急激に上昇して内部に多量のガスが発生し、これによって二次電池セルの内圧が増加して膨張するスウェリング現象は、圧力が非常に大きく作用し、これは二次電池セルの発火または爆発につながり得る。したがって、バッテリーモジュールの運用時、二次電池セルのスウェリング圧力をモニターして、スウェリング圧力が一定水準を超過する場合、前記バッテリーモジュールの運用を中断する必要がある。

【0007】

これに関わり、従来のバッテリーモジュールは、特許文献１に開示されているように、圧力センサーを用いてバッテリーセルの面圧の測定している。

【0008】

図１は、従来技術によるバッテリーモジュールの圧力センサーを示した図である。図１のように、圧力センサー２を互いに対面する二つの二次電池セル１Ａ、１Ｂの間に挿入し、二次電池セルの膨張時の圧力を感知するようにしている。

【0009】

ところが、図１のような圧力センサー２は、二次電池セルの表面全体をカバーしていないため、二次電池セルの全体的な面圧の異常有無が感知できない。即ち、このような圧力センサー２は、バッテリーセルで局所的な領域の圧力感知のみが可能である。したがって、前記圧力センサー２によっては、二次電池セルに対して全体的な面圧測定を行って二次電池セルの熱暴走などのような異常状況の発生を正確に感知しにくい。

【0010】

また、従来のバッテリーモジュールの場合、二次電池セルの膨張時、力の反作用によって二次電池セルの表面に圧力センサーの形状のとおり跡が生じ、圧力が集中する問題がある。これによって、バッテリーモジュールの運用に際し、二次電池セルのスウェリングが繰り返されることによって、前記圧力センサーが二次電池セルの表面を持続的に押すようになることで、二次電池セルの表面損傷をもたらし、これは二次電池セルの挙動に悪影響を及ぼす。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０２０－２０５２４７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、圧力センサーによってバッテリーセルの表面を損傷することなく、スウェリング時のバッテリーセルの全体的な面圧をセンシングしてバッテリーセルの異常有無を感知できるバッテリーモジュールを提供することを目的とする。

【0013】

但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の課題を達成するための本発明によるバッテリーモジュールは、一方向へ積層された複数のバッテリーセルを備えたセル積層体と、いずれか一つのバッテリーセルと、それに対向する他の一つのバッテリーセルとの間に配置され、前記他の一つのバッテリーセルに向かって突出した複数の圧力センシングノードを備えた圧力センサーユニットと、前記圧力センサーユニットと前記他の一つのバッテリーセルとの間に配置され、前記複数の圧力センシングノードと対向する面が扁平に設けられた面圧伝達プレートと、を含み得る。

【0015】

前記面圧伝達プレートは、前記バッテリーセルの一面の面積に対応する大きさを有するように構成され得る。

【0016】

前記面圧伝達プレートは、プラスチック材質で形成され得る。

【0017】

圧縮性材質から形成され、前記複数の圧力センシングノードと前記面圧伝達プレートとの間に配置される感度調節部材を含み得る。

【0018】

前記感度調節部材は、フォームパッド（ｆｏａｍ ｐａｄ）の形態で設けられ得る。

【0019】

前記感度調節部材は、所定の圧力以下で圧縮されないように構成され得る。

【0020】

前記バッテリーセルは、パウチ型バッテリーセルであり得る。

【0021】

前記複数の圧力センシングノードは、相互に一定間隔で離隔して配置され、前記パウチ型バッテリーセルの一面の面積範囲に対応して分布するように構成され得る。

【0022】

前記圧力センサーユニットは、前記複数の圧力センシングノードを一体に被覆する絶縁フィルムと、圧力信号を外部装置へ伝送するコネクターピンと、をさらに含み得る。

【0023】

前記絶縁フィルムは、前記バッテリーセルの一面と対応する大きさで設けられ、前記バッテリーセルの間に挿入して配置される本体部と、前記本体部の少なくとも一側から前記セル積層体の外側へ延びるように設けられた枝部と、を含み、前記コネクターピンは、前記枝部の端部に備えられ得る。

【0024】

本発明の他の様態によれば、前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。

【0025】

本発明のさらに他の様態によれば、前述したバッテリーモジュールを含む自動車が提供され得る。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、バッテリーセルのスウェリング時、一定水準以上のバッテリーセルの面圧をセンシングしてバッテリーセルの熱暴走などのような異常状況の発生有無を感知することができる。

【0027】

また、本発明によれば、バッテリーセルのスウェリング時、圧力センシングノードによるバッテリーセルの表面損傷を防止することができる。

【0028】

本発明の効果は上述した効果に制限されず、言及されていない本発明の他の効果は本明細書及び添付図面から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明らかに理解されるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】従来技術によるバッテリーモジュールの圧力センサーを示した図である。

【図2】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの概略的な斜視図である。

【図3】本発明の一実施例による圧力センサーユニットの平面図である。

【図4】図３の圧力センサーユニットの変形例を示した図である。

【図5】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成要素のうち圧力センサーユニットと面圧伝達プレートを示した斜視図である。

【図6】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの部分断面図である。

【図7】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの主要構成として、圧力センサーユニット、感度調節部材及び面圧伝達プレートを示した斜視図である。

【図8】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

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または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じた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、本発明のもっと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。

【0031】

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概略的な斜視図であり、図３は、本発明の一実施例による圧力センサーユニットの平面図である。

【0032】

これら図面を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１０は、一方向へ積層された複数のバッテリーセル１１０を備えたセル積層体１００と、いずれか一つのバッテリーセル１１０とそれと対向する他の一つのバッテリーセル１１０との間に配置され、前記他の一つのバッテリーセル１１０に向かって突出した複数の圧力センシングノード２１０を備えた圧力センサーユニット２００と、前記圧力センサーユニット２００と前記他の一つのバッテリーセル１１０との間に配置され、前記複数の圧力センシングノード２１０と対向する面が扁平に設けられた面圧伝達プレート３００と、を含む。

【0033】

前記セル積層体１００は、複数のバッテリーセル１１０を積層して形成したバッテリーセル１１０の集合体といえる。本実施例のセル積層体１００は、バッテリーセル１１０を各々上下方向へ立てて左右方向に積層して形成したものである。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であって、広い面が互いに対面するように積層され得る。

【0034】

前記パウチ型バッテリーセル１１０は、パウチ外装材と、前記パウチ外装材に収納可能に設けられた電極組立体と電解質を含む。例えば、パウチ型外装材は、二つのパウチから構成され、そのうち少なくとも一つには凹んで内部空間が形成され得る。そして、このようなパウチの内部空間に電極組立体が収納され得る。二つのパウチの周縁は互いに溶着されることで、電極組立体が収容された内部空間が密閉され得る。前記電極組立体に電極リード１１１が取り付けられ、前記電極リード１１１は、パウチ外装材の溶着部の間に介在されてパウチ外装材の外部に露出することで、バッテリーセル１１０の電極端子として機能できる。なお、このようなパウチ型バッテリーセル１１０の代わりに、ほぼ直方体の形状で、外装材が金属で設けられた角形バッテリーセル１１０が使用され得る。

【0035】

前記パウチ型バッテリーセル１１０は、バスバーアセンブリーによって互いに電気的に接続され得る。前記バスバーアセンブリーは、図２のように、セル積層体１００の前方と後方に組み立てられる構成品であって、バスバーフレーム１２０、１３０と、複数のバスバー１２１と、を含む。

【0036】

バスバーフレーム１２０、１３０は、セル積層体１００の前方または後方をカバー可能なサイズの板状体の形態で設けられ、電極リード１１１が通過可能に貫通して形成されたスロット（図示せず）を備え得る。前記スロットは、バッテリーセル１１０の積層方向と同じ方向に沿って備えられ得る。また、前記バスバーフレーム１２０、１３０は、複数のバスバー１２１を外側面に取付可能に構成され得る。

【0037】

前記複数のバスバー１２１は、電気伝導性を有する銅、アルミニウムなどのような金属材質で設けられ、前記バスバーフレーム１２０、１３０の外側面に、図２のようにバッテリーセル１１０の積層方向と同じ方向に沿って備えられ得る。

【0038】

例えば、ＮからＮ＋３番目のパウチ型バッテリーセル１１０の正極リードを重ね、これをいずれか一つのスロットに挿入してバスバーフレーム１２０の内側から外側へ引き出し、このように引き出された部分を折り曲げていずれか一つのバスバー１２１の表面に溶接する。そして、Ｎ＋４からＮ＋６番目のパウチ型バッテリーセル１１０の負極リードを重ねて他のスロットに挿入してバスバーフレーム１２０の内側から外側へ引き出し、このように引き出された部分を折り曲げて、ＮからＮ＋３番目のパウチ型バッテリーセル１１０の正極リードを溶接しておいたバスバーの表面に溶接する。このような方式でパウチ型バッテリーセル１１０の電極リード１１１を対応のバスバー１２１に溶接することで、前記パウチ型バッテリーセル１１０を直列及び並列に接続し得る。

【0039】

前記圧力センサーユニット２００は、前記パウチ型バッテリーセル１１０のうち互いに対向する二つのバッテリーセル１１０の間に挿入して配置される構成品であって、バッテリーモジュールの運用中にバッテリーセル１１０のスウェリング発生時、圧力を測定するためのものである。前記圧力センサーユニット２００は、フィルム型圧力センサーの形態であって、複数の圧力センシングノード２１０と、前記複数の圧力センシングノード２１０を一体に被覆する絶縁フィルム２２０と、圧力信号を外部装置へ伝送するためのコネクターピン２３０と、を含んで構成され得る。

【0040】

各圧力センシングノード２１０は、物理的な力、重さなどによって抵抗値が変わる性質を用いたＦＳＲ（Ｆｏｒｃｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）センサーから構成され得る。前記各圧力センシングノード２１０に圧力が加えられたとき、変化した抵抗値をデジタル値へ変換して圧力の強度が分かる。本実施例の圧力センサーユニット２００は、前記圧力センシングノード２１０が相互に一定間隔で離隔して配置され、前記パウチ型バッテリーセル１１０の一面の面積範囲に対応して分布するように構成される。

【0041】

このような構成によれば、スウェリング時、パウチ型バッテリーセル１１０のどの部分における膨張力が大きいか、領域別の圧力分布を相対的に把握可能である。また、各圧力センシングノード２１０のデータを総合して全体的な面圧が把握でき、このように把握されたバッテリーセルの全体的な面圧が特定値以上であるか否かを確認することで、熱暴走などのような異常状況の発生有無を感知することができる。ここで、前記特定値とは、熱暴走などのような異常状況が発生したときのバッテリーセル１１０の全体的な面圧値であって、予め実験などによって導出した標準圧力値を意味し得る。

【0042】

前記絶縁フィルム２２０は、例えば、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のように、耐熱性、絶縁性、優秀な機械的強度及び柔軟性を有する素材から形成されたフィルムであって、本体部２２１と枝部２２３を含み得る。

【0043】

前記本体部２２１は、図２及び図３に示したように、バッテリーセル１１０の一面と対応する大きさで設けられ、セル積層体１００の中に挿入して配置される部分である。全ての圧力センシングノード２１０は、スウェリング時にバッテリーセル１１０から力を受けることができるように前記本体部２２１に備えられ得る。

【0044】

前記枝部２２３は、前記本体部２２１の少なくとも一側から前記セル積層体１００の外側へ延びるように設けられた部分である。前記枝部２２３は、詳しく図示していないが、各圧力センシングノード２１０と接続された導線（図示せず）を備える。前記枝部２２３は、圧力センシングノード２１０の個数に応じて一つまたは二つ以上が設けられ、本実施例の圧力センサーユニットは二つの枝部２２３を備える。

【0045】

コネクターピン２３０は、圧力センシングノード２１０によって感知された圧力信号を外部装置へ伝導するための圧力センサーユニット２００のターミナルであって、前記枝部２２３の一端に結合可能に構成されるか、または前記枝部２２３と一体に形成され得る。

【0046】

図４は、図３の圧力センサーユニット２００の変形例を示した図である。

【0047】

一方、圧力センシングノード２１０の大きさ及び個数は、図３の圧力センシングノード２１０と相違に構成され得る。例えば、図４に示したように、変形例による圧力センサーユニット２００は、圧力センシングノード２１０が図３の圧力センシングノード２１０よりも大きく、個数は少なく構成され得る。この場合、スウェリング時、圧力の相手分布測定性能は低くなる。しかし、バッテリーセル１１０の圧力分布よりは、バッテリーセル１１０の全体的な面圧が予め決めておいた特定の圧力値以上であるか否かを確認するための用途としては、図４のような圧力センシングノード２１０の構成でも十分である。即ち、圧力センサーユニット２００は、使用目的によって前記圧力センシングノード２１０の個数と大きさなどを多様に設定可能である。

【0048】

図５は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１０の構成要素のうち圧力センサーユニット２００と面圧伝達プレート３００を示した斜視図であり、図６は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１０の部分断面図である。

【0049】

本発明のバッテリーモジュール１０の主要構成として、面圧伝達プレート３００は、一面が前記圧力センサーユニットの本体部２２１に対面し、他面がバッテリーセル１１０（Ｎ＋１）の一面に対面する板状体の形態で設けられ得る。

【0050】

本実施例の面圧伝達プレート３００は、突出した圧力センシングノード２１０と局所的に接触して集中圧力を受けても跡ができないほどの強度と厚さを有する軽量のプラスチック材質で形成され得る。また、前記面圧伝達プレート３００は、バッテリーセル１１０のスウェリング時、前記バッテリーセル１１０の膨張力が各圧力センシングノード２１０に満遍なく伝達されるようにバッテリーセル１１０の一面の面積に対応する大きさで設けられ得る。

【0051】

より具体的には、図６のように、バッテリーセル１１０（Ｎ）、１１０（Ｎ＋１）、１１０（Ｎ＋２）…が一方向へ積層されたセル積層体１００のうちＮ番目のバッテリーセル１１０（Ｎ）とＮ＋１番目のバッテリーセル１１０（Ｎ＋１）との間に圧力センサーユニット２００と面圧伝達プレート３００が配置され得る。この際、前記圧力センサーユニット２００において圧力センシングノード２１０が突出している側が前記面圧伝達プレート３００と対向するようにする。

【0052】

前記バッテリーセル１１０にスウェリング現象が発生する状況を仮定すると、前記圧力センサーユニットと前記面圧伝達プレート３００にバッテリーセル１１０の力が作用して圧力センシングノード２１０の抵抗値が変わり、この値がデジタル値として出力される。この際、前記面圧伝達プレート３００は、Ｎ＋１番目のバッテリーセル１１０の膨張力を受けて各圧力センシングノード２１０に満遍なく伝達する役割を果たすようになる。また、前記面圧伝達プレート３００は、突出している圧力センシングノード２１０からＮ＋１番目のバッテリーセル１１０（Ｎ＋１）の表面を保護する役割を果たす。図６において面圧伝達プレート３００がないと仮定すると、バッテリーセル１１０のスウェリング時、Ｎ＋１番目のバッテリーセル１１０（Ｎ＋１）の表面は、突出している各圧力センシングノード２１０によって繰り返して局所的に圧迫される。これによって、前記バッテリーセル１１０が損傷してしまい、性能や寿命特性に問題が起こり得る。

【0053】

しかし、本発明のバッテリーモジュール１０は、図６のように、面圧伝達プレート３００が各圧力センシングノード２１０による局所圧迫をＮ＋１番目のバッテリーセル１１０（Ｎ＋１）の代わりに受けるように構成されている。したがって、前記面圧伝達プレート３００によると、スウェリング時、突出した各圧力センシングノードがバッテリーセル１１０の表面を局所圧迫することから発生し得るバッテリーセル１１０の異常挙動の問題を解消できる。また、前記面圧伝達プレート３００は、バッテリーセル１１０の膨張力を受け、これを各圧力センシングノード２１０に満遍なく伝達する役割を果たすことで、バッテリーセル１１０の全体的な面圧測定を容易にする。

【0054】

以上のような本発明の構成によると、バッテリーモジュール１０の運用中にバッテリーセル１１０の圧力変化がモニター可能である。このようなモニタリングによって、バッテリーセル１１０の全体的な面圧が特定値を超過する状況が発生する場合、直ちにバッテリーモジュール１０の運用を中止し、安全措置を取ることで、バッテリーモジュール１０の火事、爆発などを防止することができる。

【0055】

また、本発明のバッテリーモジュール１０は、面圧伝達プレート３００を含んでおり、スウェリング現状の反復による圧力センシングノード２１０の反作用からバッテリーセル１１０の表面を保護できる。

【0056】

図７は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１０の主要構成として、圧力センサーユニット２００、感度調節部材４００及び面圧伝達プレート３００を示した斜視図であり、図８は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１０の部分断面図である。

【0057】

続いて、図７及び図８を参照して本発明の他の実施例を説明する。前述した実施例と同じ部材番号は同じ部材を示し、同じ部材について重複する説明は省略し、前述した実施例との相違点を中心にして説明する。

【0058】

本発明他の実施例によるバッテリーモジュール１０は、前述した実施例によるバッテリーモジュール１０と比較すると、感度調節部材４００をさらに含む。

【0059】

前記感度調節部材４００は、圧縮性材質から形成され、前記複数の圧力センシングノード２１０と前記面圧伝達プレート３００との間に配置される。

【0060】

前記感度調節部材４００は、面圧伝達プレート３００と圧力センシングノード２１０との間隔を維持させ、特定の力以上では圧力センシングノード２１０が鈍感に作動するようにする役割を果たす。

【0061】

前述したように、正常なバッテリーセル１１０の充放電時にも若干のスウェリング現象が反復され得る。このような若干のスウェリング現象には、圧力センシングノード２１０が反応しないように前記感度調節部材４００が面圧伝達プレート３００と圧力センシングノード２１０との間隔を維持させることで、センサーの感度を鈍化させる。また、前記感度調節部材４００は、バッテリーセル１１０で発生する熱を遮断する役割を果たす。圧力センシングノード２１０は、高温で敏感に反応し得るが、バッテリーセル１１０の熱を遮断して圧力センシングノード２１０が熱によって反応しないようにする。

【0062】

前記感度調節部材４００は、例えば、フォームパッド（ｆｏａｍ ｐａｄ）の形態で設けられ得る。前記フォームパッドは、図８のように、前記面圧伝達プレート３００に対面する面は扁平し、前記圧力センサーユニットに対面する面は圧力センシングノード２１０同士の段差によるギャップＱを埋める凹凸構造で設けられ得る。また、前記フォームパッドは、圧縮率または変形率が異なるさまざまな材質を選択的に使用し、厚さを調整して所定の圧力以下では圧縮されないように構成され得る。即ち、前記フォームパッドは、図８においてＮ番目のバッテリーセル１１０（Ｎ）と面圧伝達プレート３００との間で各圧力センシングノード２１０をカバーするように構成され、外力と熱から各圧力センシングノード２１０を保護する役割を果たし得る。

【0063】

したがって、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１０は、前述した実施例と比較すると、一定の水準以上の強い圧力が作用すると、圧力センシングノード２１０が反応するようにするが、充放電時において通常的に反復されるバッテリーセル１１０の若干のスウェリングには圧力センシングノードの反応を鈍化させることで、バッテリーモジュール１０の運用中において、通常のバッテリーセル１１０のスウェリングと、バッテリーセル１１０の熱暴走などのような異常状況発生時のスウェリングを明確に区分して感知可能である。また、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１０は、フォームパッド形態の感度調節部材４００が各圧力センシングノード２１０を囲んでいるので、前述した実施例の場合よりも前記圧力センシングノード２１０の突出によるバッテリーセル１１０の表面損傷の恐れを解消するのに効果的である。

【0064】

一方、本発明によるバッテリーパック（図示せず）は、前記バッテリーモジュールを少なくとも一つ以上含む。そして、前記バッテリーパックは、前記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（図示せず）、例えば、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサー、ヒューズなどをさらに含んで構成され得る。

【0065】

前記本発明によるバッテリーパックは、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、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパックを含み得る。前記バッテリーパックは、車両座席下部の車体フレームまたはトランク空間に設けられ得る。

【0066】

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。

【0067】

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、本発明の属する技術分野で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。

【符号の説明】

【0068】

１Ａ 二次電池セル
１Ｂ 二次電池セル
２ 圧力センサー
１０ バッテリーモジュール
１００ セル積層体
１１０ バッテリーセル
１１１ 電極リード
１２０ バスバーフレーム
１２１ バスバー
１３０ バスバーフレーム
２００ 圧力センサーユニット
２１０ 圧力センシングノード
２２０ 絶縁フィルム
２２１ 本体部
２２３ 枝部
２３０ コネクターピン
３００ 面圧伝達プレート
４００ 感度調節部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】