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JP7447318B2 - バッテリーモジュール、バッテリーパック及び自動車 - Google Patents

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JP7447318B2 JP2022580221A JP2022580221A JP7447318B2 JP 7447318 B2 JP7447318 B2 JP 7447318B2 JP 2022580221 A JP2022580221 A JP 2022580221A JP 2022580221 A JP2022580221 A JP 2022580221A JP 7447318 B2 JP7447318 B2 JP 7447318B2
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Description

本発明は、バッテリーモジュール、バッテリーパック及び自動車に関し、より詳細には、電極リードとバスバーとの間の溶接接合部の信頼性を高め、製造コストを低減したバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関する。
本出願は、２０２１年０２月１０日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００１９３４８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。
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などの携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、繰り返し充放電が可能な高性能二次電池についての研究が盛んに行われている。
現在商用化されている二次電池としては、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、リチウム二次電池などが挙げられるが、中でも、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらないので、充放電を自由に行うことができ、自己放電率が非常に低く、しかも、エネルギー密度の高いという長所を有することから脚光を浴びている。
この種のリチウム二次電池は、主としてリチウム系酸化物及び炭素材をそれぞれ正極活物質及び負極活物質として用いる。また、このようなリチウム二次電池は、正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレーターを間に挟んで配置された電極組立体と、このような電極組立体を電解液と一緒に封入する外装材、すなわち、電池パウチ外装材と、を備える。
また、リチウム電池セルは、外装材の形状に応じて、電極組立体が金属缶に内蔵されている缶型電池セルと、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに内蔵されているパウチ型電池セルとに分類することができる。
一方、従来のバッテリーモジュールの場合、積層された電池セル相互間の電気的接続のためにバスバーを適用したが、複数の電池セルのそれぞれから引き出された複数の電極リードを折り曲げてバスバーに位置させた後、溶接を行った。
このように、バッテリーモジュールを製造する場合、折り曲げられた電極リードをバスバーに位置させた状態で溶接治具を用いて電極リードをバスバーに向けて押し付けて電極リードをバスバーに密着させた後、電極リード上にレーザーを照射して溶接を行った。
また、従来技術では、バスバーのみで溶接治具を支持するように構成されており、バスバーがバスバーフレーム上に安定して固定されていない場合があった。これにより、従来技術のバスバーでは、溶接治具を支持する過程中に、溶接治具の押圧力によりバスバーが移動したり、バスバーの位置がずれたりしやすく、このゆえに、電極リードとバスバーとの密着状態が維持されないため、電極リードとバスバーとの間の溶接信頼性が低下するという問題が発生した。
さらに、溶接治具の押圧力を支えるために、バスバーが所定以上の機械的剛性を有するように所定の厚さを有する必要があった。このため、従来技術ではバスバーの厚さを減らすことに大きな限界があった。
したがって、本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電極リードとバスバーとの接合部の溶接信頼性を高め、製造コストを低減したバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車を提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び利点は、下記の説明によって理解されることができ、本発明の実施形態によってなお一層明らかに分かる筈である。さらに、本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に開示されている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ということが容易に理解できる筈である。
上記のような目的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、
それぞれが電極リードを備える複数の電池セルと、
前記複数の電池セルのそれぞれに設けられた前記電極リードと接合するように構成されたリード接合部を備えるバスバーと、
前記バスバーの少なくとも一部分が挿入されるように構成された挿入空間が形成され、前記電極リードを押し付けるように構成された溶接治具を前記溶接治具の押圧方向とは反対方向に支持するように構成された治具支持部を備えるバスバーフレームと、を含む。
また、前記バスバーは、
前記溶接治具の押圧方向とは反対方向に前記溶接治具を支持するように構成された治具延長部をさらに備え得る。
さらに、前記バスバーは、
前記治具支持部が挿入される凹んだ空間が形成されたフレーム挿入部をさらに備え得る。
さらにまた、前記バスバーは、
一部分が外部方向に突出し、突出した一部分に、前記電極リードの端部が貫通するように構成された貫通スリットが形成され得る。
さらにまた、前記バスバーは、
一部分が外部方向に突出し、突出した一部分に、前記電極リードの端部が挿入されるように構成された挿入溝が形成され得る。
さらにまた、前記治具支持部は、前記電極リードと接触するように構成され得る。
さらにまた、前記治具支持部は、
一部分が外部方向に突出し、突出した一部分に、前記電極リードの端部が貫通するように構成された固定スリットが形成され得る。
さらにまた、前記治具支持部は、
一部分が外部方向に突出し、突出した一部分に、前記電極リードの端部が挿入されるように構成された固定溝が形成され得る。
また、上記のような目的を達成するための本発明によるバッテリーパックは、前記バッテリーモジュールを少なくとも１つ含む。
さらに、上記のような目的を達成するための本発明による自動車は、前記バッテリーモジュールを少なくとも１つ含む。
本発明の一態様によれば、本発明のバッテリーモジュールは、バスバーの少なくとも一部分が挿入されるように構成された挿入空間が形成され、溶接治具を支持するように構成された治具支持部を有するバスバーフレームを含むことにより、電極リードがバスバーのリード接合部上に密着した状態を安定して維持することができる。すなわち、バスバーフレームは、バスバーの一部分を収容することで安定してバスバーの動きを制限できるだけでなく、治具支持部により溶接治具の押圧力を効果的に阻止できるので、溶接治具の押圧力によりバスバーが動きを起こしたり変形したりするのを防ぐことができる。これにより、電極リードとバスバーとの接合信頼性を効果的に高めることができる。
この明細書に添付される次の図面は、本発明の好適な一実施形態を例示するものにすぎず、後述する発明の詳細な説明とともに本発明の技術的思想をなお一層理解しやすくする役割を果たすものであるため、本発明は、そのような図面に記載されている事項にのみ限定されて解釈されてはならない。
本発明の実施形態１によるバッテリーモジュールを概略的に示す斜視図である。 図１のバッテリーモジュールと溶接治具の様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施形態１によるバッテリーモジュールの構成要素を概略的に示す分離斜視図である。 本発明の実施形態１によるバッテリーモジュールのバスバーの様子を概略的に示す後方斜視図である。 図１のバッテリーモジュールのＣ－Ｃ’線に沿って切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。 本発明の実施形態２によるバッテリーモジュールのバスバーの様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施形態２によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。 本発明の実施形態３によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。 本発明の実施形態４によるバッテリーモジュールのバスバー及びバスバーフレームの様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施形態４によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す水平断面図である。 本発明の実施形態５によるバッテリーモジュールのバスバー及びバスバーフレームの様子を概略的に示す部分斜視図である。 本発明の実施形態５によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。 本発明の実施形態６によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。 本発明の一実施形態による自動車の様子を概略的に示す側面図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明による好適な実施形態について詳しく説明する。これに先立って、この明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は、自分の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することができるという原則を踏まえて、本発明の技術的な思想に見合う意味及び概念として解釈されなければならない。
よって、この明細書に記載の実施形態と図面に示されている構成は、本発明の最も好適な一部の実施形態に過ぎないものであり、本発明の技術的な思想をいずれも代弁するものではないため、本発明の出願時点においてこれらに代替できる様々な均等物と変形例があり得るということを理解しなければならない。
図１は、本発明の実施形態１によるバッテリーモジュールを概略的に示す斜視図である。図２は、図１のバッテリーモジュールと溶接治具の様子を概略的に示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態１によるバッテリーモジュールの構成要素を概略的に示す分離斜視図である。図４は、本発明の実施形態１によるバッテリーモジュールのバスバーの様子を概略的に示す後方斜視図である。なお、図５は、図１のバッテリーモジュールのＣ－Ｃ’線に沿って切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。参考までに、図１に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれは、右方向、後方向及び上方向を意味する。
図１乃至図５を参照すると、本発明の実施形態１によるバッテリーモジュール１００は、複数の電池セル１１０、バスバー１２０及び治具支持部１３１を有するバスバーフレーム１３０を含む。
具体的に、前記複数の電池セル１１０は、左右方向（Ｘ軸方向）に配列するように構成されてもよい。前記電池セル１１０は、電極組立体（図示せず）、電解液（図示せず）、及びこれらを内部に収容したパウチ１１６を有するパウチ型電池セル１１０であってもよい。前記パウチ１１６の外周部は熱融着方法により封止されていてもよい。前記複数の電池セル１１０の間にはカートリッジ１４０が介在してもよい。前記カートリッジ１４０は、前記複数の電池セル１１０が均等に配列されるように構成されてもよい。前記カートリッジ１４０は、内部に前記電池セル１１０の一部分を収容するように構成されてもよい。例えば、前記カートリッジ１４０は電気絶縁性のプラスチック材料を備えていてもよい。
また、前記複数の電池セル１１０のそれぞれは、電極リード１１１を備えていてもよい。前記電極リード１１１は、アルミニウム合金または銅合金であってもよい。例えば、前記電池セル１１０は、前後方向の両端部のそれぞれに正極リード１１１ａ及び負極リード１１１ｂを備えていてもよい。前記電極リード１１１は、前記パウチ１１６から前後方向に突出した形状を有してもよい。前記電極リード１１１は、例えば、折り曲げ治具などにより左右方向に折り曲げられた形状を有してもよい。例えば、図３に示すように、前記正極リード１１１ａは、右方向に折り曲げられた形状を有してもよい。前記負極リード１１１ｂは、左方向に折り曲げられた形状を有してもよい。
しかしながら、前記電池セル１１０は必ずしもパウチ型電池セル１１０に限定されるものではなく、本発明の出願時点で公知の様々な種類の電池セル１１０を採用してもよい。
さらに、前記バッテリーモジュール１００は、前記複数の電池セル１１０を電気的に相互接続するように構成された少なくとも１つのバスバー１２０をさらに含んでいてもよい。具体的に、前記バスバー１２０は導電性金属を備えていてもよい。前記導電性金属は、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルなどであってもよい。前記バスバー１２０はモジュール端子１５０と電気的に接続されてもよい。例えば、図１に示すように、最も右側に位置するバスバー１２０は、端部が前記モジュール端子１５０と電気的に接続されてもよい。
さらに、前記バスバー１２０は、図３に示すように、前記電極リード１１１が貫通するように構成されたリード貫通口Ｈ１を形成されてもよい。前記電極リード１１１は、前記リード貫通口Ｈ１を介して外部に突出されてもよい。前記電極リード１１１の突出端部は左方向または右方向に折り曲げられて前記バスバー１２０の外側面に接触されてもよい。このような構造的特徴により、前記バスバー１２０は、正極リード１１１ａ及び負極リード１１１ｂと電気的に接続されてもよい。前記バスバー１２０は、前記複数の電池セル１１０のそれぞれに設けられた前記電極リード１１１と接合するように構成されたリード接合部１２１を備えていてもよい。例えば、前記電極リード１１１は、前記リード接合部１２１の外側面に溶接されてもよい。このとき、溶接方法は、特定の方法に限定されるものではなく、レーザー溶接または超音波溶接が使用できる。例えば、図５に示すように、前記溶接治具１０の押圧部１１により前記電極リード１１１を前記バスバー１２０に向かって押し付けた状態で、レーザー溶接装置２０から照射されたレーザーにより前記電極リード１１１と前記バスバー１２０のリード接合部１２１とをレーザー溶接してもよい。
さらに、前記バスバーフレーム１３０は、少なくとも１つの前記バスバー１２０を外側側面に搭載するように構成されてもよい。また、前記バスバーフレーム１３０には、前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１と連通するリード挿入口Ｈ２が形成されてもよい。前記リード挿入口Ｈ２は、前記電池セル１１０の電極リード１１１が貫通するように構成されてもよい。
また、前記バスバーフレーム１３０には、前記バスバー１２０の少なくとも一部分１２５が挿入されるように構成された挿入空間Ｎが形成されてもよい。例えば、図５に示すように、前記バスバー１２０のリード接合部１２１の後端部１２５は、前記バスバーフレーム１３０に形成された挿入空間Ｎに挿入されてもよい。このような前記バスバー１２０とバスバーフレーム１３０との間の結合構造は、前記バスバー１２０が前記バスバーフレーム１３０に搭載された状態で左右方向への動きを制限することができる。すなわち、前記バスバー１２０は、一部分が前記挿入空間Ｎに挿入されることにより、前記バスバー１２０を前記バスバーフレーム１３０に安定して固定することができる。
さらに、前記バスバーフレーム１３０は、治具支持部１３１を備えていてもよい。前記治具支持部１３１は、前記バスバーフレーム１３０において治具支持部１３１が備えられた部分を除いた残りの部分よりも外側方向（Ｙ軸方向）にさらに突出した部分であってもよい。前記治具支持部１３１は、溶接治具１０を前記溶接治具１０の押圧方向とは反対方向に支持するように構成されてもよい。前記溶接治具１０は、前記電極リード１１１前記をバスバー１２０に密着するように固定してもよい。前記溶接治具１０は、前記電極リード１１１の外側面（前面）を後方向に押し付けるように構成されてもよい。もちろん、前記溶接治具１０が前記バッテリーモジュール１００の後方に位置する電極リード１１１をバスバー１２０に固定する場合、前記溶接治具１０は、前記電極リード１１１の外側面を前方に押し付けてもよい。
ここで、前記溶接治具１０は、図２に示すように、前記電極リード１１１を前記バスバー１２０または前記バスバーフレーム１３０に向かって押し付ける２つの押圧部１１を備えていてもよい。前記押圧部１１は、前記電極リード１１１と平行な平坦な外面を有していてもよい。前記２つの押圧部１１は、前記バスバーの前記リード接合部を基準として左右方向に離間して位置してもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明では、前記バスバー１２０の少なくとも一部分が挿入されるように構成された挿入空間Ｎが形成され、前記溶接治具１０を支持するように構成された治具支持部１３１を有するバスバーフレーム１３０を含むことにより、前記電極リード１１１が前記バスバー１２０の前記リード接合部１２１に密着した状態を安定的に維持することができる。すなわち、バスバーフレーム１３０は、バスバー１２０の一部分を収容することでバスバー１２０の動きを安定的に制限することができるだけでなく、治具支持部１３１により溶接治具１０の押圧力を効果的に阻止できることから、溶接治具１０の押圧力によるバスバー１２０の動きや変形を防止することができる。これにより、電極リード１１１とバスバー１２０との接合信頼性を効果的に高めることができる。
また、前記バスバー１２０は、治具延長部１２２をさらに備えていてもよい。前記治具延長部１２２は、前記溶接治具１０の押圧方向とは反対方向に前記溶接治具１０を支持するように構成されてもよい。前記治具延長部１２２は、前記リード接合部１２１を中心として左右両側に延びる部分であってもよい。すなわち、前記治具延長部１２２は、前記バスバーフレーム１３０の治具支持部１３１と共に前記溶接治具１０を前記押圧方向とは反対方向に支持するように構成されてもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１と共に前記溶接治具１０を支持するように構成された前記治具延長部１２２を有する前記バスバー１２０を含むことにより、バスバー１２０のみによって前記溶接治具１０を支持するように構成された従来技術のものと比較すると、前記溶接治具１０を阻止する力をさらに大きく発揮できるため、前記溶接治具１０をより安定して支持することができる。さらに、前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１が溶接治具１０を支持しているので、前記バスバー１２０の前記溶接治具１０を支持する一部分の機械的剛性が相対的に小さくても、安定して前記溶接治具１０を阻止することができる。これにより、前記バスバー１２０の治具延長部１２２の厚さをより薄く形成してもよい。例えば、前記バスバー１２０の治具延長部１２２の厚さは、前記リード接合部１２１の厚さよりも薄くてもよい。究極的には、本発明のバッテリーモジュール１００は、バスバー１２０のサイズを効果的に縮小することができ、より軽量のバッテリーモジュール１００を提供することができ、バッテリーモジュール１００の製造コストを効果的に低減することができる。
さらに、本発明は、前記バスバーフレーム１３０の治具支持部１３１と前記バスバー１２０の治具延長部１２２とが一緒に前記溶接治具１０を阻止することができ、前記溶接治具１０をより安定して支持することができる。これにより、前記電極リード１１１を前記バスバー１２０に安定して固定することができるので、前記電極リード１１１と前記バスバー１２０との間の溶接性を効果的に高めることができる。
また、前記バスバー１２０は、前記治具支持部１３１が挿入される凹んだ空間が形成されたフレーム挿入部１３２を備えていてもよい。例えば、図５に示すように、前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１は、前記バスバー１２０の治具延長部１２２の後面に対面するように位置してもよい。前記バスバー１２０の両側にそれぞれ形成された治具延長部１２２には、前記治具支持部１３１が挿入される凹んだ空間が形成されてもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明では、前記バスバー１２０に、前記治具支持部１３１が挿入される凹んだ空間が形成されたフレーム挿入部１３２を備えることにより、前記バスバー１２０と前記バスバーフレーム１３０との間の結合面積を効果的に増加させることができて、バスバー１２０と前記バスバーフレーム１３０との間の安定した結合状態を維持することができる。さらに、本発明では、前記バスバーフレーム１３０の治具支持部１３１と前記バスバー１２０の治具延長部１２２とを互いに積層した状態で前記溶接治具１０を阻止することができて、前記溶接治具１０をより安定して支持することができる。これにより、前記電極リード１１１を前記バスバー１２０に安定して固定することができて、前記電極リード１１１と前記バスバー１２０との間の溶接性を効果的に高めることができる。
図６は、本発明の実施形態２によるバッテリーモジュールのバスバーの様子を概略的に示す斜視図である。また、図７は、本発明の実施形態２によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。
図６及び図７を参照すると、本発明の実施形態２によるバッテリーモジュール１００は、実施形態１のバッテリーモジュール１００と比較した場合、バスバー１２０の形状が異なっていてもよい。その他の構成は実施形態１のバッテリーモジュール１００と同様であるので、これについての詳細な説明は省略する。
図６のバスバー１２０は、一部分１２０ａが外部方向に突出していてもよい。例えば、前記バスバー１２０は、前記リード貫通口Ｈ１から相対的に遠い一部分１２０ａが外部方向に突出していてもよい。すなわち、前記バスバー１２０は、前記電極リード１１１の端部１１１ｔが位置する部分が外部方向に突出していてもよい。図６に示すように、前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を中心に両側端部が前方に突出した形状を有してもよい。前記外部方向に突出した一部分１２０ａには、前記電極リード１１１の端部１１１ｔが貫通するように構成された貫通スリットＬ１が形成されてもよい。例えば、図７に示すように、前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を貫通した電極リード１１１は、前記バスバー１２０のリード接合部１２１と接触するように折り曲げられており、折り曲げられた電極リード１１１の端部１１１ｔが前記バスバー１２０の貫通スリットＬ１を貫通してもよい。前記電極リード１１１は、端部１１１ｔが前記バスバー１２０の貫通スリットＬ１に挿入された状態で固定されてもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、前記バスバー１２０に前記電極リード１１１の端部１１１ｔが挿入される貫通スリットＬ１を形成することにより、前記電極リード１１１を前記リード接合部１２１と密着させた状態で前記バスバー１２０に安定して固定することができる。これにより、本発明は、前記電極リード１１１と前記バスバー１２０との間の溶接性を効果的に高めることができる。
図８は、本発明の実施形態３によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。
図８を参照すると、本発明の実施形態３によるバッテリーモジュール１００は、図７の実施形態２のバッテリーモジュール１００と比較した場合、バスバー１２０の形状が異なってもいてよい。すなわち、前記図８のバスバー１２０には、貫通スリットＬ１の代わりに挿入溝Ｐ１が形成されてもよい。図８のバッテリーモジュール１００のその他の構成は、図７のバッテリーモジュール１００の構成と同じである。
具体的に、前記バスバー１２０は、一部分１２０ａが外部方向に突出していてもよい。例えば、前記バスバー１２０は、前記リード貫通口Ｈ１から相対的に遠い一部分１２０ａが外部方向に突出していてもよい。すなわち、前記バスバー１２０は、前記電極リード１１１の端部が位置する部分が外部方向にさらに突出していてもよい。前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を中心に両側端部が前方に突出した形状を有してもよい。前記外部方向に突出した一部分１２０ａには、前記電極リード１１１の端部が挿入される凹んだ形態の挿入溝Ｐ１が形成されてもよい。例えば、図８に示すように、前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を貫通した電極リード１１１は、前記バスバー１２０のリード接合部１２１と接触するように折り曲げられており、折り曲げられた電極リード１１１の端部が前記バスバー１２０の挿入溝Ｐ１に挿入されてもよい。前記電極リード１１１は、端部が前記バスバー１２０の挿入溝Ｐ１に挿入された状態で固定されてもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、前記バスバー１２０に前記電極リード１１１の端部が挿入される挿入溝Ｐ１を形成することにより、前記電極リード１１１を前記リード接合部１２１と密着させた状態で前記バスバー１２０に安定して固定することができる。これにより、本発明は、前記電極リード１１１と前記バスバー１２０との間の溶接性を効果的に高めることができる。
図９は、本発明の実施形態４によるバッテリーモジュールのバスバー及びバスバーフレームの様子を概略的に示す斜視図である。また、図１０は、本発明の実施形態４によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す水平断面図である。
図９及び図１０を参照すると、本発明の実施形態４によるバッテリーモジュールは、前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１が前記電極リード１１１と直接接触するように構成されてもよい。すなわち、本発明の実施形態１によるバッテリーモジュール１００は、バスバー１２０の治具延長部１２２が前記電極リード１１１と接触するように構成されているが、本発明の実施形態４によるバッテリーモジュール１００は、バスバー１２０に、前記溶接治具１０を支持する構成要素、すなわち前述の支持延長部（図５の１３１）が形成されなくてもよい。代わりに、前記バスバーフレーム１３０の治具支持部１３１が、前記溶接治具１０の押圧力と反対方向に前記溶接治具１０を阻止し、前記溶接治具１０を支持するように構成されてもよい。
例えば、図９に示すように、前記バスバーフレーム１３０の治具支持部１３１は、前記バスバー１２０のリード接合部１２１の外面と平行になるように外側方向（前方）に突出していてもよい。また、前記バスバーフレーム１３０の治具支持部１３１は、前記バスバー１２０の両側端部がそれぞれ凹んで形成された凹み空間に挿入されるように構成されてもよい。
例えば、図１０に示すように、前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を貫通した電極リード１１１は、前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１に直接接触するように折り曲げられおり、折り曲げられた電極リード１１１の端部が前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１に位置してもよい。また、前記電極リード１１１は、前記溶接治具１０により押し付けられて前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１に固定されてもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、前記治具支持部１３１が前記電極リード１１１と接触するように構成されることにより、前記バスバー１２０の一部分が前記溶接治具１０を支持する必要がなくなり、このような部分を省略することができる。これにより、本発明のバッテリーモジュール１００は、バスバー１２０のサイズを効果的に縮小することができて、より軽量のバッテリーモジュール１００を提供することができ、バッテリーモジュール１００の製造コストを効果的に低減することができる。
図１１は、本発明の実施形態５によるバッテリーモジュールのバスバー及びバスバーフレームの様子を概略的に示す部分斜視図である。また、図１２は、本発明の実施形態５によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。
図１１及び図１２を参照すると、前記治具支持部１３１は、一部分が外部方向に突出していてもよい。例えば、前記治具支持部１３１は、前記バスバー１２０の前記リード貫通口Ｈ１から相対的に遠い一部分１３１ａが外部方向に突出していてもよい。すなわち、前記治具支持部１３１は、前記電極リード１１１の端部が位置する部分が外部方向にさらに突出していてもよい。前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を基準として前記バスバーフレーム１３０の両側に形成された治具支持部１３１は、一部分１３１ａが前方に突出した形状を有してもよい。前記外部方向に突出した一部分１３１ａには、前記電極リード１１１の端部が貫通するように構成された固定スリットＬ２が形成されてもよい。例えば、図１２に示すように、前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を貫通した電極リード１１１は、前記バスバー１２０のリード接合部１２１と接触するように折り曲げられており、折り曲げられた電極リード１１１の端部が前記治具支持部１３１の固定スリットＬ２に挿入されてもよい。前記電極リード１１１は、端部が前記バスバーフレーム１３０の前記固定スリットＬ２に挿入された状態で固定されてもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１に前記電極リード１１１の端部が貫通する固定スリットＬ２を形成することにより、前記電極リード１１１を前記リード接合部１２１と密着させた状態で前記バスバー１２０に安定して固定することができる。これにより、本発明は、前記電極リード１１１と前記バスバー１２０との間の溶接性を効果的に高めることができる。
図１３は、本発明の実施形態６によるバッテリーモジュールの切断された様子を概略的に示す部分水平断面図である。
ここで、本発明の実施形態６によるバッテリーモジュール１００は、図１２の実施形態５のバッテリーモジュール１００と比較した場合、バスバーフレーム１３０の治具支持部１３１の形状が異なっていてもよい。すなわち、前記図１３のバスバーフレーム１３０には、固定スリット（図１２のＬ２）の代わりに固定溝Ｐ２が形成されてもよい。図１３のバッテリーモジュール１００のその他の構成は、図１２のバッテリーモジュール１００の構成と同じである。
図１３を参照すると、前記治具支持部１３１は、一部分１３１ａが外部方向に突出していてもよい。例えば、前記治具支持部１３１は、前記バスバー１２０の前記リード貫通口Ｈ１から相対的に遠い一部分１３１ａが外部方向に突出していてもよい。すなわち、前記治具支持部１３１は、前記電極リード１１１の端部が位置する部分が外部方向にさらに突出していてもよい。前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を基準として前記バスバーフレーム１３０の両側に形成された治具支持部１３１は、一部分１３１ａが前方に突出した形状を有してもよい。前記外部方向に突出した一部分には、前記電極リード１１１の端部が挿入されるように構成された固定溝Ｐ２が形成されてもよい。例えば、図１３に示すように、前記バスバー１２０のリード貫通口Ｈ１を貫通した電極リード１１１は、前記バスバー１２０のリード接合部１２１と接触するように折り曲げられており、折り曲げられた電極リード１１１の端部が前記治具支持部１３１の固定溝Ｐ２に挿入されてもよい。前記電極リード１１１は、端部が前記バスバーフレーム１３０の前記固定溝Ｐ２に挿入された状態で固定されてもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、前記バスバーフレーム１３０の前記治具支持部１３１に前記電極リード１１１の端部が挿入される固定溝Ｐ２を形成することにより、前記電極リード１１１を前記リード接合部１２１と密着させた状態で前記バスバー１２０に安定して固定することができる。これにより、本発明は、前記電極リード１１１と前記バスバー１２０との間の溶接性を効果的に高めることができる。
一方、本発明の一実施形態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１００の充放電を制御するための各種装置（図示せず）、例えば、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）モジュール、電流センサ、ヒューズなどをさらに含んでいてもよい。
図１４は、本発明の一実施形態による自動車の様子を概略的に示す側面図である。
図１４を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール１００は、電気自動車やハイブリッド自動車などの自動車２００に含まれてもよい。すなわち、本発明の一実施形態による自動車２００は、車体内に前記バッテリーモジュール１００を搭載することができる。
一方、この明細書においては、上、下、左、右、前、後などといったように、方向を示す用語が用いられているが、これらの用語は単なる説明のしやすさのためのものに過ぎず、対象となる物事の位置や観測者の位置などに応じて異なってくる可能性があるということは本発明の当業者にとって明らかである。
以上、本発明については、たとえ限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により、本発明の技術的な思想と後述する特許請求の範囲の均等な範囲内において様々な修正及び変形を加えることが可能であるということはいうまでもない。
１００ バッテリーモジュール
１１０ 電池セル
１１１ 電極リード
１１１ａ 正極リード
１１１ｂ 負極リード
１２０ バスバー
１３０ バスバーフレーム
Ｈ１ リード貫通口
Ｈ２ リード挿入口
１２１ リード接合部
１３１ 治具支持部
１２２ 治具延長部
１３２ フレーム挿入部
Ｌ１ 貫通スリット
Ｐ１ 挿入溝
Ｌ２ 固定スリット
Ｐ２ 固定溝
１０ 溶接治具
２００ 自動車

Claims (10)

  1. 電極リードを備える複数の電池セルと、
    前記複数の電池セルのそれぞれに設けられた前記電極リードと接合するように構成されたリード接合部を備えるバスバーと、
    前記バスバーの少なくとも一部分が挿入されるように構成された挿入空間が形成され、前記電極リードを押し付けるように構成された溶接治具を前記溶接治具の押圧方向とは反対方向に支持するように構成された治具支持部を備えるバスバーフレームと、
    を含むことを特徴とするバッテリーモジュール。
  2. 前記バスバーは、
    前記溶接治具の押圧方向とは反対方向に前記溶接治具を支持するように構成された治具延長部をさらに備え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。
  3. 前記バスバーは、
    前記治具支持部が挿入される凹んだ空間が形成されたフレーム挿入部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記バスバーは、
    一部分が外部方向に突出し、突出した一部分に、前記電極リードの端部が貫通するように構成された貫通スリットが形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記バスバーは、
    一部分が外部方向に突出し、突出した一部分に、前記電極リードの端部が挿入されるように構成された挿入溝が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記治具支持部は、前記電極リードと接触するように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記治具支持部は、
    一部分が外部方向に突出し、突出した一部分に、前記電極リードの端部が貫通するように構成された固定スリットが形成されることを特徴とする請求項６に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記治具支持部は、
    一部分が外部方向に突出し、突出した一部分に、前記電極リードの端部が挿入されるように構成された固定溝が形成されることを特徴とする請求項６に記載のバッテリーモジュール。
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを少なくとも１つ含むことを特徴とするバッテリーパック。
  10. 請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを少なくとも１つ含むことを特徴とする自動車。
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