特表 2024-541176 火災発生による被害を防止することができるバスバーアセンブリー及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】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-08

(54)【発明の名称】火災発生による被害を防止することができるバスバーアセンブリー及びこれを含む電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/522 20210101AFI20241031BHJP

   H01M 50/503 20210101ALI20241031BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20241031BHJP

   H01M 50/591 20210101ALI20241031BHJP

   H01M 50/526 20210101ALI20241031BHJP

   H01M 50/524 20210101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H01M50/522

H01M50/503

H01M50/588

H01M50/591

H01M50/526

H01M50/524

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024516738

(86)(22)【出願日】2023-09-14

(85)【翻訳文提出日】2024-03-15

(86)【国際出願番号】 KR2023013785

(87)【国際公開番号】W WO2024076032

(87)【国際公開日】2024-04-11

(31)【優先権主張番号】10-2022-0125944

(32)【優先日】2022-10-04

(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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100229448

【弁理士】

【氏名又は名称】中槇 利明

(72)【発明者】

【氏名】ユン，ソンウ

【テーマコード（参考）】

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H043AA04

5H043FA04

5H043GA23

5H043GA25

5H043JA01F

5H043KA08F

5H043KA09F

5H043KA14

5H043KA15

5H043KA24

5H043LA02F

(57)【要約】

本発明は火災発生による被害を防止することができるバスバーアセンブリー及びこれを含む電池パックに関し、具体的には、銅素材からなるバスバーと、前記バスバーの一部を取り囲むカバー部材と、を含み、前記バスバーは、前記カバー部材の両側に突出する第１バスバーと、前記カバー部材によって取り囲まれる第２バスバーと、を含み、前記第２バスバーの幅は前記第１バスバーの幅よりも小さいことを特徴とするバスバーアセンブリー及びこれを含む電池パックに関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

銅素材からなるバスバーと、
前記バスバーの一部を取り囲むカバー部材と、を含み、
前記バスバーは、前記カバー部材の両側に突出する第１バスバーと、前記カバー部材によって取り囲まれる第２バスバーと、を含み、
前記第２バスバーの幅は前記第１バスバーの幅よりも小さい、バスバーアセンブリー。

【請求項2】

前記第２バスバーの高さは前記第１バスバーの高さよりも低い、請求項１に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項3】

前記第２バスバーの外側面には、前記第１バスバーから離隔した位置に一つ以上の突起部が形成されている、請求項２に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項4】

前記突起部の断面は四角形である、請求項３に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項5】

前記突起部は、複数個形成され、凹凸部の形状を形成する、請求項４に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項6】

前記突起部の断面は直角三角形である、請求項３に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項7】

前記直角三角形は、傾斜面が前記第２バスバーの中央に向かうように形成される、請求項６に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項8】

前記第１バスバーの上面及び下面には、一定の厚さの金属層がそれぞれ形成される、請求項２に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項9】

前記金属層は、ＣＣＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ）溶接によって形成される、請求項８に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項10】

前記カバー部材は、耐火性を有する素材である、請求項１に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項11】

前記耐火性を有する素材は、セラミック化シリコン、セラミック素材、ポリエチレン及びエチレン共重合体の混合樹脂、雲母、ガラスファイバー織造物（Ｇｌａｓｓ ｆｉｂｅｒ）、及びｍＰＰＯ及びＧＦ２０の混合物のうちのいずれか１種以上を含む素材である、請求項１０に記載のバスバーアセンブリー。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一項に記載のバスバーアセンブリーを含む、電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２２年１０月４日付け韓国特許出願第１０－２０２２－０１２５９４４号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願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、火災発生による被害を防止することができるバスバー（Busbar）アセンブリー及びこれを含む電池パックに関し、具体的には、複数の電池モジュールのうちの一つの電池モジュールに収容された電池セルで火災が発生するとき、火災がバスバーアセンブリーを介して隣近の電池モジュールに転移することを防止することができる、火災発生による被害を防止することができるバスバーアセンブリー及びこれを含む電池パックに関する。

【背景技術】

【0003】

最近、化石燃料の使用による大気汚染、エネルギー枯渇による代替エネルギーの開発によって、生産された電気エネルギーを貯蔵することができる二次電池に対する需要が増加している。充放電の可能な二次電池は、モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの日常生活に密接に使用されている。

【0004】

現代社会で必要不可欠に使用されている各種の電子機器のエネルギー源として使用されている二次電池は、モバイル機器の使用量の増加及び複雑化、電気自動車などの開発によって所要容量が増加している。使用者の需要を満たすために、小型機器には多数の電池セルを配置しているが、自動車などには多数の電池セルを電気的に連結する電池モジュール又はこのような電池モジュールを多数備えた電池パックが使用される。

【0005】

一方、電池モジュールに収容された電池セルは、外部の衝撃、短絡及び過電流などによって火災が発生することがあり、このような火災は隣接した電池モジュールを互いに連結するバスバーに沿って２次被害を発生させることもある。

【0006】

図１は、従来技術によるフレキシブルバスバーアセンブリーを示す斜視図である。図１に示すように、従来技術によるフレキシブルバスバーアセンブリーは、電気的に隣接した電池モジュールを連結するバスバー１０と、バスバー１０を取り囲むカバー部材２０と、を含む。

【0007】

従来技術によるフレキシブルバスバーアセンブリーは、必要な部分を曲げるなど、変形によって所望の形状に形成することにより、経路が複雑な所に備えられた電池モジュールを容易に電気的に連結することができる。

【0008】

しかし、電池モジュール内の電池セルで火災が発生するとき、カバー部材２０が溶けて、露出されたバスバー１０が隣接した金属と接触して短絡を発生させる危険がある。

【0009】

また、火災及びベンティング（venting）ガスがバスバー１０とカバー部材２０との間を通して隣接した電池モジュールに転移して、火災の転移などの２次被害を発生させることがあるという問題点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】韓国公開特許第１０－２０１５－０１０１１５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

前記のような問題点を解決するために、本発明は、火災によってカバー部材が消失し、バスバーと隣接した金属とが接触して短絡が発生することを抑制することができる、火災発生による被害を防止することができるバスバーアセンブリー及びこれを含む電池パックを提供することを目的とする。

【0012】

また、本発明は、ベンティングガスの発生による圧力によってバスバーとカバー部材との間が離隔し、隣接した電池モジュールに火災が転移するか又はベンティングガスが流出することによる２次被害を防止することができる、火災発生による被害を防止することができるバスバーアセンブリー及びこれを含む電池パックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記のような目的を達成するために、本発明によるバスバーアセンブリーは、銅素材からなるバスバー（１００）と、前記バスバー（１００）の一部を取り囲むカバー部材（２００）と、を含み、前記バスバー（１００）は、前記カバー部材（２００）の両側に突出する第１バスバー（１１０）と、前記カバー部材（２００）によって取り囲まれる第２バスバー（１２０）と、を含み、前記第２バスバー（１２０）の幅Ｗ２は前記第１バスバー（１１０）の幅Ｗ１よりも小さいことを特徴とする。

【0014】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記第２バスバー（１２０）の高さ（Ｌ２）は前記第１バスバー（１１０）の高さ（Ｌ１）よりも低いことを特徴とする。

【0015】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記第２バスバー（１２０）の外側面には、前記第１バスバー（１１０）から離隔した位置に一つ以上の突起部（１２１）が形成されることを特徴とする。

【0016】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記突起部（１２１）の断面は四角形であることを特徴とする。

【0017】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記突起部（１２１）は複数個形成され、凹凸部の形状を形成することを特徴とする。

【0018】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記突起部（１２１）の断面は直角三角形であることを特徴とする。

【0019】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記直角三角形は傾斜面が前記第２バスバー（１２０）の中央に向かうように形成されることを特徴とする。

【0020】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記第１バスバー（１１０）の上面及び下面には、一定の厚さの金属層１１１がそれぞれ形成されることを特徴とする。

【0021】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記金属層（１１１）は、ＣＣＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ）溶接によって形成されることを特徴とする。

【0022】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記カバー部材（２００）は、耐火性を有する素材であることを特徴とする。

【0023】

また、本発明によるバスバーアセンブリーにおいて、前記耐火性を有する素材は、セラミック化したシリコン、ポリエチレン及びエチレン共重合体の混合樹脂、及び雲母（mica）のうちのいずれか１種以上を含む素材であることを特徴とする。

【0024】

また、本発明は、前述した特徴を有するバスバーアセンブリーを含む電池パックであり得る。

【発明の効果】

【0025】

以上で説明したように、本発明によるバスバーアセンブリーは、第１バスバーと第２バスバーとの間に段差が形成されることにより、火災及びベンティングガスなどがバスバーとカバー部材との間に流入することを抑制することができるという利点がある。

【0026】

また、本発明によるバスバーアセンブリーは、第２バスバーに突起部が形成されているので、バスバーとカバー部材との間に流入した火災及びベンティングガスなどが移動することを抑制することができるという利点がある。

【0027】

また、本発明によるバスバーアセンブリーは、火災によってカバー部材が消失しないので、バスバーと隣接した金属との間の接触を遮断して短絡の発生を防止することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】従来技術によるフレキシブルバスバーアセンブリーを示す斜視図である。

【図2】本発明の好適な第１実施例によるバスバーアセンブリーを垂直方向及び水平方向にそれぞれ切断した断面を示す断面図である。

【図3】本発明の好適な第２実施例によるバスバーアセンブリーを垂直方向及び水平方向にそれぞれ切断した断面を示す断面図である。

【図4】本発明の好適な第３実施例によるバスバーアセンブリーを垂直方向及び水平方向にそれぞれ切断した断面を示す断面図である。

【図5】本発明の好適な第４実施例によるバスバーアセンブリーを垂直方向及び水平方向にそれぞれ切断した断面を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付図面に基づき、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例について詳細に説明する。ただし、本発明の好適な実施例の動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判定される場合にはその詳細な説明を省略する。

【0030】

また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般にわたって、ある部分が他の部分と連結されていると言及するとき、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0031】

以下、本発明による火災発生による被害を防止することができるバスバーアセンブリー及びこれを含む電池パックについて添付図面を参照しながら説明する。

【0032】

図２は、本発明の好適な第１実施例によるバスバーアセンブリーを垂直方向及び水平方向にそれぞれ切断した断面を示す断面図である。

【0033】

図２に示すように、本発明によるバスバーアセンブリーは、バスバー１００と、バスバー１００の一部を取り囲むカバー部材２００と、を含む。

【0034】

バスバー１００は、平板状の銅素材からなることができ、両端部にそれぞれ位置する第１バスバー１１０と、カバー部材２００によって取り囲まれ、両端部の第１バスバー１１０を連結する第２バスバー１２０と、を含むことができる。

【0035】

第１バスバー１１０は隣接した電池モジュールの端子と連結され、第２バスバー１２０はカバー部材２００によって取り囲まれたままで、電池モジュールを収容するケースにおいてそれぞれ電池モジュールの区域を区画する壁を貫通して両側の第１バスバー１１０を連結する。

【0036】

第２バスバー１２０の幅Ｗ２は第１バスバー１１０の幅Ｗ１よりも小さく、第２バスバー１２０の高さＬ２は第１バスバー１１０の高さＬ１よりも低くなるように形成されることにより、第１バスバー１１０と第２バスバー１２０との間に段差が形成され得る。

【0037】

第２バスバー１２０の周囲はカバー部材２００が取り囲むことにより、第１バスバー１１０の方向で火災又はベンティングガスが発生しても、第１バスバー１１０と第２バスバー１２０との間に形成される段差により、ベンティングガスが第２バスバー１２０とカバー部材との間に流入することが難しくして安全性を向上させることができる。

【0038】

カバー部材２００は、第２バスバー１２０を取り囲むことで、第２バスバー１２０と隣接した金属とが接触して短絡が発生することを遮断するためのものであり、絶縁性を有する素材であり得る。

【0039】

また、カバー部材２００は火災及び高温の発生の際に溶けない耐火性を有する素材であり、一例として、セラミック化シリコン、セラミック素材、ポリエチレン及びエチレン共重合体の混合樹脂、雲母、ガラスファイバー織造物（Ｇｌａｓｓ ｆｉｂｅｒ）、及びｍＰＰＯ及びＧＦ２０の混合物のうちのいずれか１種以上を含む素材であり得る。

【0040】

カバー部材２００は、第１バスバー１１０と第２バスバー１２０との間の段差形状によって長手方向の動きが制限されることにより、固定力を向上させることができる。

【0041】

図３は、本発明の好適な第２実施例によるバスバーアセンブリーを垂直方向及び水平方向にそれぞれ切断した断面を示す断面図である。

【0042】

図３を参照して説明すると、本発明の好適な第２実施例によるバスバーアセンブリーは、第２バスバー１２０の形状を除き、図２で説明した第１実施例によるバスバーアセンブリーと同様であるので、同じ構成についての説明は省略する。

【0043】

本発明の第２実施例によるバスバーアセンブリーにおいて、第２バスバー１２０は、外側面に第２バスバー１２０の周囲に沿って帯状に形成された一つ以上の突起部１２１が形成され、このような突起部１２１の断面は四角形であり得る。

【0044】

突起部１２１は、複数個形成され、互いに一定の距離だけ離隔するように凹凸部（凹凸状）の形状を形成することもできる。

【0045】

複数の突起部１２１が形成される場合、それぞれの突起部１２１が第２バスバー１２０とカバー部材２００との間に流入したベンティングガスを遮断することができるので、単一の突起部１２１が形成された場合に比べて、ベンティングガスの移動を遮断する効果を向上させることができる。

【0046】

ここで、最外郭に位置する突起部１２１は第１バスバー１１０から離隔して形成され得る。これは、突起部１２１が第１バスバー１１０と密着するように形成される場合、第１バスバー１１０と第２バスバー１２０との間の段差がなくなり、段差によるベンティングガスの流入を抑制する効果が低下することがあるからである。

【0047】

図４は、本発明の好適な第３実施例によるバスバーアセンブリーを垂直方向及び水平方向にそれぞれ切断した断面を示す断面図である。

【0048】

図４を参照して説明すると、本発明の好適な第３実施例によるバスバーアセンブリーは、第２バスバー１２０の形状を除き、図２で説明した第１実施例によるバスバーアセンブリーと同様であるので、同じ構成についての説明は省略する。

【0049】

本発明の第３実施例によるバスバーアセンブリーにおいて、第２バスバー１２０は、外側面に第２バスバー１２０の周囲に沿って一つ以上の帯状の突起部１２１が形成され得る。

【0050】

突起部１２１は断面形状が直角三角形であり、直角三角形の形状において一定の角度に傾いた傾斜面が第２バスバー１２０の中央に向かうように形成され得る。

【0051】

このような突起部１２１は複数個が互いに離隔して形成され得る。よって、複数の突起部１２１が形成される場合、それぞれの突起部１２１が第２バスバー１２０とカバー部材２００との間に流入したベンティングガスを遮断することができるので、単一の突起部１２１が形成された場合に比べて、ベンティングガスの移動を遮断する効果を向上させることができる。

【0052】

ここで、最外郭に位置する突起部１２１は第１バスバー１１０から離隔して形成され得る。これは、突起部１２１が第１バスバー１１０と密着するように形成される場合、第１バスバー１１０と第２バスバー１２０との間の段差がなくなり、段差によるベンティングガスの流入を抑制する効果が低下することがあるからである。

【0053】

図５は、本発明の好適な第４実施例によるバスバーアセンブリーを垂直方向及び水平方向にそれぞれ切断した断面を示す断面図である。

【0054】

図５を参照して説明すると、本発明の好適な第４実施例によるバスバーアセンブリーは、第１バスバー１１０に金属層１１１が形成されたことを除き、図２で説明した第１実施例によるバスバーアセンブリーと同様であるので、同じ構成についての説明は省略する。

【0055】

本発明の第４実施例によるバスバーアセンブリーにおいて、両端部の第１バスバー１１０の上面及び下面には一定の厚さの金属層１１１がそれぞれ形成され得る。

【0056】

金属層１１１は、一例として、アルミニウム素材であり、ＣＣＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ａｌｕｎｍｉｎｕｍ）溶接によって形成され得る。

【0057】

第１バスバー１１０の上面及び下面に金属層１１１が形成されるとともに第１バスバー１１０と第２バスバー１２０との間に段差が形成されることにより、ベンティングガスが第２バスバー１２０とカバー部材２００との間に流入することを防止することができる。

【0058】

例えば、図面では金属層１１１を除いた第１バスバー１１０の高さが第２バスバー１２０の高さよりも大きいものとして示されているが、第１バスバー１１０に金属層１１１が形成されて段差を形成することができるので、金属層１１１を除いた第１バスバー１１０の高さと第２バスバー１２０の高さとが同一であっても関係ない。

【0059】

また、本発明は前述したバスバーアセンブリーを含む電池パックであり、前記記載した電池パックが装着されたデバイスであり得る。

【0060】

本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形をなすことが可能であろう。

【符号の説明】

【0061】

１００ バスバー
１１０ 第１バスバー
１１１ 金属層
１２０ 第２バスバー
１２１ 突起部
２００ カバー部材
Ｗ１ 第１バスバーの幅
Ｗ２ 第２バスバーの幅
Ｌ１ 第１バスバーの高さ
Ｌ２ 第２バスバーの高さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】