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JP7618026B2 - 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 - Google Patents
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Description

本発明は、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し、より具体的には、モジュールハウジング内に流れ込んでバッテリーセルを冷却させる絶縁冷却液がバッテリーセルの電極リード、バスバーなどの部品と直接接触して効率的な冷却を実現し、また隣接したバッテリーセル同士の間の流路を通して絶縁冷却液の効率的な流れを可能にする構造を有する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６月８日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００７４４２４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。
冷却水を用いた間接水冷方式を採用するバッテリーモジュールの場合、冷却水がバッテリーセルと直接接触せず、バッテリーセルを収容するモジュールハウジングを通じて間接的に接触するため、その冷却性能に限界がある。また、冷却のための流路を形成するため、別途のヒートシンクなどの冷却装置をモジュールハウジングの外側に備えなければならず、バッテリーモジュールの全体体積が大きくなってエネルギー密度の損失が発生する。
このような間接水冷方式の問題を解決するため、冷却液がモジュールハウジング内に直接流れ込んでバッテリーセルと直接接触可能な冷却構造を有するバッテリーモジュールの開発が求められている。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁冷却液がバッテリーモジュールの内部に流れ込んでバッテリーセル及び電気的接続部品と直接接触することで効率的な冷却を実現可能な構造を有し、またバッテリーモジュールの内部に流れ込んだ冷却液が円滑に流動可能な構造を有するバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
また、本発明は、バッテリーセルの電圧及び温度をセンシングするために設けられるセンシングライン及び温度センサがバッテリーモジュールの内部に流れる絶縁冷却液によって破損されることを防止し、正確な温度測定も可能にすることを他の目的とする。
本発明が解決しようとする技術的課題は上述した課題に限定されず、他の課題は下記の発明の説明から通常の技術者に明らかに理解できるであろう。
上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルを備えるセル積層体アセンブリを含むサブモジュールと、前記サブモジュールを収容するモジュールハウジングと、前記モジュールハウジングの長手方向の一側開口部を覆ってインレットを備える前方シーリングプレートと、前記モジュールハウジングの長手方向の他側開口部を覆ってアウトレットを備える後方シーリングプレートと、前記バッテリーセルの電圧をセンシングするセンシングアセンブリと、を含む。
前記センシングアセンブリは、前記サブモジュールの上端に配置され得る。
前記センシングアセンブリは、前記複数のバッテリーモジュールと電気的に接続され、前記バッテリーセルの長手方向の一端部から他端部まで延長されるセンシングラインを含み得る。
前記センシングラインは、前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在され得る。
前記センシングアセンブリは、前記センシングライン上に実装される温度センサをさらに含み得る。
前記温度センサは、前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在され得る。
前記セル積層体アセンブリは、隣接したバッテリーセル同士の間に介在される流路スペーサをさらに含み得る。
前記流路スペーサは、前記流路スペーサの長手方向に沿って延長される冷却液流路を備え得る。
前記サブモジュールは、前記セル積層体アセンブリの長手方向の一側に結合される前方バスバーフレームアセンブリと、前記セル積層体アセンブリの長手方向の他側に結合される後方バスバーフレームアセンブリと、をさらに含み得る。
前記前方バスバーフレームアセンブリは、バスバーフレームと、前記バスバーフレーム上に固定され、前記バッテリーセルの電極リードと連結される複数のバスバーと、を含み得る。
前記バスバーフレームは、冷却液孔を備え得る。
前記冷却液孔は、前記流路スペーサと対応する位置に形成され得る。
一方、本発明の一態様によるバッテリーパック及び自動車は、上述したような本発明によるバッテリーモジュールを含む。
本発明の一態様によれば、絶縁冷却液がバッテリーモジュールの内部に流れ込んでバッテリーセルと接触し、またバッテリーモジュールの内部に流れ込んだ冷却液が円滑に流れることができるため、効率的且つ迅速な冷却が可能になる。
また、本発明の一態様によれば、バッテリーセルの電圧及び温度をセンシングするために設けられるセンシングライン及び温度センサがバッテリーモジュールの内部を流れる絶縁冷却液によって破損されることを防止することができ、バッテリーセルの温度を測定する際に絶縁冷却液による影響を最小化して正確な温度測定も可能になる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを示した分解斜視図である。 図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 図３に示された流路スペーサの他の形態を示した図である。 図３に示された流路スペーサの他の形態を示した図である。 図１に示されたバッテリーモジュールにおいて、前方エンドプレート及び前方シーリングプレートを除去した状態を示した図である。 冷却のための絶縁冷却液の流れを示した図である。 冷却のための絶縁冷却液の流れを示した図である。 本発明によるバスバーフレームと流路スペーサとの結合構造を示した図である。 本発明による端子アセンブリの具体的な構造を示した図である。 本発明による端子アセンブリの具体的な構造を示した図である。 本発明によるセンシングアセンブリの配置構造を示した図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲において使われた用語や単語は通常的及び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形態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形態に過ぎず、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。
図１、図２及び図４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は、サブモジュール１００、モジュールハウジング２００、前方シーリングプレート３００、後方シーリングプレート４００、及びセンシングアセンブリ８００を含む。前記バッテリーモジュールは、上述した構成要素の他にも前方エンドプレート５００及び／又は後方エンドプレート６００及び／又は一対の端子アセンブリ７００をさらに含み得る。
図２～図６を参照すると、前記サブモジュール１００は、セル積層体アセンブリ１１０を含む。前記サブモジュール１００は、セル積層体アセンブリ１１０の他にも前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂをさらに含み得る。
前記セル積層体アセンブリ１１０は、複数のバッテリーセル１１１を含む。前記セル積層体アセンブリ１１０は、その他にも隣接したバッテリーセル１１１同士の間に介在される少なくとも一つの流路スペーサ１１２及び／又は隣接したバッテリーセル１１１同士の間に介在される少なくとも一つの緩衝パッド１１３をさらに含んでもよい。前記複数のバッテリーセル１１１は、地面（Ｘ－Ｙ平面に平行な面）に垂直に起立した形態で積層されて一つのセル積層体アセンブリ１１０を形成する。前記セル積層体アセンブリ１１０が少なくとも一つの流路スペーサ１１２及び／又は少なくとも一つの緩衝パッド１１３を含む場合、これらも地面に垂直に起立した形態で複数のバッテリーセル１１１と一緒に積層されて一つのセル積層体アセンブリ１１０を形成する。
前記バッテリーセル１１１としては、バッテリーセル１１１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って互いに反対方向に引き出される一対の電極リード１１１ａを備えるパウチ型のバッテリーセルが用いられ得る。
図３～図３ｂ、図５及び図６を一緒に参照すると、前記流路スペーサ１１２は、隣接したバッテリーセル１１１同士の間に介在され、バッテリーモジュールの内部に流れ込んだ絶縁冷却液がバッテリーモジュールの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って流動可能な冷却液流路１１２ａを備える。前記冷却液流路１１２ａは、複数個設けられ得る。前記冷却液流路１１２ａは、流路スペーサ１１２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って延長される。
前記流路スペーサ１１２は、隣接したバッテリーセル１１１同士の間毎に介在され得る。この場合、それぞれのバッテリーセル１１１は、その一面及び他面がすべて流路スペーサ１１２によって冷却されるため、冷却効果が極大化され、バッテリーモジュール内に流入された絶縁冷却液の流れがより円滑になるという長所がある。
一方、これとは異なり、前記流路スペーサ１１２の個数は、バッテリーセル１１１の個数の約１／２だけ適用されてもよい。具体的には、複数の流路スペーサ１１２は、互いに隣接する一対の流路スペーサ１１２の間に一対のバッテリーセル１１１が位置するように配置されてもよい。この場合、すべてのバッテリーセル１１１は、両面のうち一面のみが流路スペーサ１１２と接触するようになる。前記複数の流路スペーサ１１２がこのように配置される場合、バッテリーセル１１１の冷却効率の向上及びエネルギー密度の向上をともに実現することができる。
図５及び図６と一緒に図３を参照すると、前記冷却液流路１１２ａは、流路スペーサ１１２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って貫設された孔形態を有する。したがって、前記流路スペーサ１１２を通って流れる絶縁冷却液は、バッテリーセル１１１のボディと直接接触せず、流路スペーサ１１２を通じてバッテリーセル１１１のボディと間接的に接触するようになる。前記冷却液流路１１２ａは複数個設けられ得る。この場合、前記冷却液流路１１２ａは、流路スペーサ１１２の高さ方向（Ｚ軸方向）に沿って互いに離隔して形成され得る。
図５及び図６と一緒に図３ａを参照すると、前記流路スペーサ１１２は、流路スペーサ１１２の高さ方向（Ｚ軸方向）に沿って流路スペーサ１１２の一側に位置する第１バッテリーセル、及び流路スペーサの他側に位置する第２バッテリーセルと交互に接する形態を有し得る。この場合、前記冷却液流路１１２ａは、流路スペーサ１１２と第１バッテリーセルとの間に形成される第１冷却液流路、及び流路スペーサ１１２と第２バッテリーセルとの間に形成される第２冷却液流路を含む。前記第１冷却液流路及び第２冷却液流路は、流路スペーサ１１２の高さ方向（Ｚ軸方向）に沿って交互に形成される。
上述したような図３ａに示された流路スペーサ１１２の構造によれば、第１冷却液流路を通って流れる絶縁冷却液は、第１バッテリーセルと直接接触して冷却を行う。前記第２冷却液流路を通って流れる絶縁冷却液は、第２バッテリーセルと直接接触して冷却を行う。
以下、図５及び図６と一緒に図３ｂを参照して、上述した図３ａの流路スペーサとは異なる形態を有する流路スペーサの構造について説明する。
図３ｂに示された流路スペーサ１１２は、流路スペーサ１１２の一側に位置する第１バッテリーセル及び他側に位置する第２バッテリーセルと離隔して配置される第１部分、及び一対のバッテリーセルの両方ともに接する第２部分を含む。
この場合、前記冷却液流路１１２ａは、第１部分と第１バッテリーセルとの間及び第２部分と第２バッテリーセルとの間にそれぞれ形成される第１冷却液流路、そして第２部分によって囲まれた第２冷却液流路を含む。前記第１冷却液流路を通って流れる絶縁冷却液はバッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂと直接接触して冷却を行い、第２冷却液流路を通って流れる絶縁冷却液はバッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂと間接接触して冷却を行う。また、前記第１冷却液流路及び第２冷却液流路は、流路スペーサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿って交互に形成される。
一方、本発明において冷却に用いられる絶縁冷却液は、絶縁性を向上させた冷却液であって、例えば絶縁油が用いられ得る。
前記緩衝パッド１１３は、隣接したバッテリーセル１１１同士の間に介在されてバッテリーセル１１１のスウェリングによる体積膨張を吸収することができる。
前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂはそれぞれ、セル積層体アセンブリ１１０の長手方向（Ｘ軸方向）の一側及び他側に結合されて複数のバッテリーセル１１１同士の間を電気的に接続する。前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａは内部端子１２３を備え、後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂは内部端子１２３を備えないという点を除けば、実質的に同じ構造を有する。したがって、前記後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂの具体的な構造についての詳しい説明は省略し、前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａの具体的な構造について集中的に説明する。
図４～図７を参照すると、前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａは、バスバーフレーム１２１、複数のバスバー１２２を含む。前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａは、上述した構成要素の他にも、一対の内部端子１２３をさらに含み得る。前記バスバーフレーム１２１は、セル積層体アセンブリ１１０の長手方向（Ｘ軸方向）の一側を覆う。
前記バスバーフレーム１２１は、複数の冷却液孔１２１ａを備える。前記冷却液孔１２１ａは、前方シーリングプレート３００に設けられたインレットＰ１を通ってモジュールハウジング２００の内部に流れ込んだ絶縁冷却液がバスバーフレーム１２１を通過してセル積層体アセンブリ１１０側へと流入される通路として機能する。
このような機能に鑑みて、前記冷却液孔１２１ａは、セル積層体アセンブリ１１０に設けられた流路スペーサ１１２と対応する位置に形成され得る。また、前記冷却液孔１２１ａは、流路スペーサ１１２と対応するサイズを有し得る。
前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａに形成された冷却液孔１２１ａを通ってセル積層体アセンブリ１１０側へ流入された冷却液は、矢印（図５及び図６を参照）に沿って流路スペーサ１１２によって形成された冷却液流路１１２ａを通って後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂ側へ移動する。前記後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂ側に移動した絶縁冷却液は、後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂに形成された冷却液孔１２１ａを通って後方シーリングプレート４００側に流れ、後方シーリングプレート４００に設けられたアウトレットＰ２を通ってバッテリーモジュールの外部に排出される。この過程で前記絶縁冷却液は、バッテリーセル１１１の電極リード１１１ａ及びバスバー１２２と直接接触し、バッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂと直接又は間接接触してバッテリーモジュールの内部を効果的に冷却する。
前記バスバー１２２は、バスバーフレーム１２１上に固定され、バスバーフレーム１２１に形成されたリードスリットを通って引き出された電極リード１１１ａと結合されて複数のバッテリーセル１１１を電気的に接続する。前記バスバー１２２は、バスバーフレーム１２１と同様に、絶縁冷却液が通過できるように、流路スペーサ１１２と対応する位置に形成される冷却液孔を備え得る。
前記内部端子１２３は、バスバーフレーム１２１上に固定され、セル積層体アセンブリ１１０に設けられたバッテリーセル１１１のうち最外郭に位置したバッテリーセル１１１の電極リード１１１ａと結合される。前記内部端子１２３は高電位端子として機能する。前記バスバーフレーム１２１の長手方向（Ｙ軸方向）の一側に位置する内部端子１２３は正極高電位端子として機能し、バスバーフレーム１２１の長手方向の他側に位置する内部端子１２３は負極高電位端子として機能する。前記内部端子１２３は、後述する外部端子７１０（図８及び図９を参照）と電気的に接続される。
前記バッテリーモジュールの内部に流れ込んだ絶縁冷却液は、前方シーリングプレート３００と前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａとの間の空間を充填可能であり、また後方シーリングプレート４００と後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂとの間の空間を充填可能である。これにより、前記絶縁冷却液は、熱が集中的に発生する部品である電極リード１１１ａ、バスバー１２２及び内部端子１２３と接触するようになることで、バッテリーモジュールを効率的に冷却することができる。
一方、図５、図６及び図７を参照すると、前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａのバスバーフレーム１２１及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂのバスバーフレーム１２１は、上端及び下端に長手方向（Ｙ軸方向）に沿って形成された複数のガイドリブ１２１ｂを備え得る。前記ガイドリブ１２１ｂは、セル積層体アセンブリ１１０に向かう方向に延長された形態を有する。前記ガイドリブ１２１ｂは、流路スペーサ１１２と対応する位置に形成される。
一方、前記流路スペーサ１１２の長手方向（Ｘ軸方向）の両側端部には、ガイドリブ１２１ｂと対応する形状を有する固定部１１２ｂが形成される。前記ガイドリブ１２１ｂ及び固定部１１２ｂにより、流路スペーサ１１２は上下方向（Ｚ軸方向）及び長手方向（Ｘ軸方向）における動きが制限される。これにより、セル積層体アセンブリ１１０に前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂを結合するとき、結合位置をガイドすることができ、組み立ての便宜性が増大される。
図１～図６を参照すると、前記モジュールハウジング２００は、セル積層体アセンブリ１１０、前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ、及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂを含むサブモジュール１００を収容する。前記モジュールハウジング２００は、長手方向（Ｘ軸方向）の一側及び他側が開放された形態を有する。
図５、図６、図８及び図９を参照すると、前記前方シーリングプレート３００は、モジュールハウジング２００の長手方向（Ｘ軸方向）の一側に形成された開口部を覆う。前記前方シーリングプレート３００は、絶縁冷却液の流入のためのインレットＰ１を備える。絶縁冷却液の漏出を防止するため、前方シーリングプレート３００の周縁面とモジュールハウジング２００の内側面との間にはガスケットＧが介在され得る（図９を参照）。
前記前方シーリングプレート３００は、前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａに設けられた内部端子１２３と後述する外部端子７１０との間の電気的接続のための部品が通過可能な一対の端子孔３００ａを備える。前記端子孔３００ａは、内部端子１２３と対応する位置に形成される。
図６を参照すると、前記後方シーリングプレート４００は、モジュールハウジング２００の長手方向（Ｘ軸方向）の他側開口部を覆い、絶縁冷却液の排出のためのアウトレットＰ２を備える。前記前方シーリングプレート３００と同様に、絶縁冷却液の漏出を防止するため、後方シーリングプレート４００の周縁面とモジュールハウジング２００の内側面との間にはガスケットＧが介在され得る。
前記前方シーリングプレート３００及び後方シーリングプレート４００は、電気絶縁のために絶縁性樹脂からなり得る。
図８及び図９を参照すると、前記端子アセンブリ７００は、前方シーリングプレート３００の外側に位置する外部端子７１０、及び外部端子７１０とバッテリーセル１１１との間を電気的に接続するスタッド７２０を含む。前記スタッド７２０は内部端子１２３に固定される。前記スタッド７２０は、内部端子１２３を貫通して押し込み方式によって内部端子１２３に固定され得る。前記内部端子１２３に固定されたスタッド７２０は、前方シーリングプレート３００に形成された端子孔３００ａを通って外部に引き出されて外部端子７１０と結合される。
前記端子アセンブリ７００は、前方シーリングプレート３００に形成された端子孔３００ａに挿入される環状の端子スペーサ７３０をさらに含み得る。前記端子スペーサ７３０は金属材質からなり得る。前記端子スペーサ７３０が備えられる場合、スタッド７２０は端子スペーサ７３０を貫通するようになる。
前記端子アセンブリ７００は、外部端子７１０をスタッド７２０に締結するための締結ナット７４０をさらに含み得る。前記締結ナット７４０は、端子スペーサ７３０及び外部端子７１０の締結部７１２を貫通したスタッド７２０に締結されることで、外部端子７１０の締結部７１２を端子スペーサ７３０に密着固定させる。これにより、前記内部端子１２３と外部端子７１０とが端子スペーサ７３０を通じて互いに電気的に接続される。
前記端子アセンブリ７００は、端子スペーサ７３０の外周面を覆って、前方シーリングプレート３００の内側面と内部端子１２３との間に介在される第１のＯリング７５０をさらに含み得る。図９を参照すると、前記第１のＯリング７５０は、前方シーリングプレート３００とバスバーフレーム１２１との間の空間に流れ込んだ絶縁冷却液が端子孔３００ａの内側面と端子スペーサ７３０との間の空間から前方シーリングプレート３００の外側に漏れることを防止する。
また、前記端子アセンブリ７００は、内部端子１２３に押し込まれて内部端子１２３とバスバーフレーム１２１との間の空間に露出したスタッド７２０の外周に位置し、内部端子１２３とバスバーフレーム１２１との間に介在される第２のＯリング７６０をさらに含み得る。前記第２のＯリング７６０は、前方シーリングプレート３００とバスバーフレーム１２１との間の空間に流れ込んだ絶縁冷却液が内部端子１２３とスタッド７２０との間の空間及び端子スペーサ７３０の内側面とスタッド７２０との間の空間から前方シーリングプレート３００の外側に漏れることを防止する。
図１、図２、図５及び図６を参照すると、前記前方エンドプレート５００は、前方シーリングプレート３００を覆ってモジュールハウジング２００に固定される。前記後方エンドプレート６００は、後方シーリングプレート４００を覆ってモジュールハウジング２００に固定される。
前記前方エンドプレート５００は、外部端子７１０の連結部７１１を前方エンドプレート５００の外側に露出させる端子露出部５００ａ、及びインレットＰ１を前方エンドプレート５００の外側に露出させるインレット露出部５００ｂを備える。前記後方エンドプレート６００は、アウトレットＰ２を後方エンドプレート６００の外側に露出させるアウトレット露出部６００ｂを備える。
前方エンドプレート５００及び後方エンドプレート６００が適用される場合、前方エンドプレート５００とモジュールハウジング２００との結合部位、そして後方エンドプレート６００とモジュールハウジング２００との結合部位には、絶縁冷却液の漏出を防止するためのガスケットが介在され得る。
図３、図４及び図１０を参照すると、前記センシングアセンブリ８００は、サブモジュール１００の上端に配置されてバッテリーセル１１１の電圧をセンシングする。前記センシングアセンブリ８００は、複数のバッテリーセル１１１と電気的に接続され、バッテリーセル１１１の長手方向（Ｘ軸方向）の一端部から他端部まで延長されるセンシングライン８１０を含む。前記センシングライン８１０は、セル積層体アセンブリ１１０の長手方向（Ｘ軸方向）の一側及び他側においてバッテリーセル１１１と電気的に接続される。このようなセンシングライン８１０とバッテリーセル１１１との間の電気的接続は、センシングライン８１０がバスバー１２２に結合されることで具現され得るが、前記センシングライン８１０がバッテリーセル１１１の電極リード１１１ａと直接結合されてもよい。
前記センシングライン８１０は、パウチ型のバッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂとセルボディ部Ｂに向かって折り曲げられたセルウィング部Ｗとの間に介在され得る。これは、バッテリーモジュールの内部を流れる絶縁冷却液によってセンシングライン８１０が損傷されることを防止するためである。前記バッテリーセル１１１がパウチ型である場合、電極組立体（図示せず）が収容される領域をセルボディ部Ｂと定義し、セルボディ部Ｂの周縁に形成されるシーリング領域のうち、バッテリーモジュールの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って長く延長された領域をセルウィング部Ｗと定義し得る。
前記センシングアセンブリ８００は、電圧のセンシングの他にも、バッテリーセル１１１の温度をセンシングする機能をさらに行い得る。そのため、前記センシングアセンブリ８００は、センシングライン８１０上に実装される少なくとも一つの温度センサ８２０をさらに含み得る。前記温度センサ８２０は、発熱量が大きい電極リード１１１ａに隣接するように配置され得る。前記温度センサ８２０は、センシングライン８１０と同様に、バッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂとセルボディ部Ｂに向かって折り曲げられたセルウィング部Ｗとの間に介在され得る。これは、バッテリーモジュールの内部を流れる絶縁冷却液によってセンシングライン８１０が損傷されることを防止するためである。また、これは、温度センサ８２０と絶縁冷却液との接触を防止するか又は最小化することで、バッテリーセル１１１の温度を正確にセンシングするためである。
前記センシングアセンブリ８００は、センシングライン８１０と電気的に接続されるプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）８３０をさらに含み得る。前記プリント回路基板８３０は、バスバーフレーム１２１上に固定され得る。前記プリント回路基板８３０上にはコネクタアセンブリ（図示せず）が実装され得、このようなコネクタアセンブリを通じてＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：バッテリー管理システム）（図示せず）のような制御装置が接続され得る。この場合、前記ＢＭＳは、バッテリーセル１１１の電圧、温度などに関する情報を測定及び／又は受信し、これを参照してバッテリーモジュールの充放電を制御することができる。
一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、上述したようなバッテリーモジュールを含む。前記バッテリーパックは、少なくとも一つの本発明によるバッテリーモジュールとともに、パックハウジング及び／又はＢＭＳなどの部品をさらに含み得る。
前記バッテリーモジュールは、例えば前方エンドプレート５００及び／又は後方エンドプレート６００に形成された締結孔Ｈを通じてパックハウジングに締結され得る。すなわち、前記締結孔Ｈは、パックハウジングとバッテリーモジュールとの締結のためのボルトなどの締結手段が挿入される空間を提供し得る。一方、前記バッテリーパックが複数のバッテリーモジュールを含む場合、複数のバッテリーモジュール同士の締結が前方エンドプレート５００及び／又は後方エンドプレート６００に形成された締結孔Ｈを通じて行われてもよい。
本発明の一実施形態による自動車は、上述したようなバッテリーモジュール及び／又はバッテリーパックを少なくとも一つ含む。本発明の一実施形態による自動車は、例えば、本発明のバッテリーモジュール及び／又はバッテリーパックから電力の供給を受けて動作するハイブリッド自動車又は電気自動車であり得る。
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する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。
１００：サブモジュール
１１０：セル積層体アセンブリ
１１１：バッテリーセル
１１１ａ：電極リード
Ｂ：セルボディ部
Ｗ：セルウィング部
１１２：流路スペーサ
１１２ａ：冷却液流路
１１２ｂ：固定部
１１３：緩衝パッド
１２０Ａ：前方バスバーフレームアセンブリ
１２０Ｂ：後方バスバーフレームアセンブリ
１２１：バスバーフレーム
１２１ａ：冷却液孔
１２１ｂ：ガイドリブ
１２２：バスバー
１２３：内部端子
２００：モジュールハウジング
３００：前方シーリングプレート
３００ａ：端子孔
Ｐ１：インレット（ｉｎｌｅｔ）
Ｇ：ガスケット
４００：後方シーリングプレート
Ｐ２：アウトレット（ｏｕｔｌｅｔ）
５００：前方エンドプレート
５００ａ：端子露出部
５００ｂ：インレット露出部
６００：後方エンドプレート
６００ｂ：アウトレット露出部
７００：端子アセンブリ
７１０：外部端子
７１１：連結部
７１２：締結部
７２０：スタッド
７３０：端子スペーサ
７４０：締結ナット
７５０：第１のＯリング
７６０：第２のＯリング
８００：センシングアセンブリ
８１０：センシングライン
８２０：温度センサ
８３０：プリント回路基板

Claims (12)

  1. 複数のバッテリーセルを備えるセル積層体アセンブリを含むサブモジュールと、
    前記サブモジュールを収容するモジュールハウジングと、
    前記モジュールハウジングの長手方向の一側開口部を覆い、絶縁冷却液の流入のためのインレットを備える前方シーリングプレートと、
    前記モジュールハウジングの長手方向の他側開口部を覆い、前記絶縁冷却液の排出のためのアウトレットを備える後方シーリングプレートと、
    前記バッテリーセルの電圧をセンシングするセンシングアセンブリと、
    を含み、
    前記センシングアセンブリの少なくともセンシングラインは、前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在されており、
    前記セル積層体アセンブリは、隣接したバッテリーセル同士の間に介在される流路スペーサをさらに含み、
    前記流路スペーサは、前記流路スペーサの長手方向に沿って延長される冷却液流路を備える、バッテリーモジュール。
  2. 前記センシングアセンブリは、前記サブモジュールの上端に配置される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記センシングアセンブリは、前記複数のバッテリーセルと電気的に接続され、前記バッテリーセルの長手方向の一端部から他端部まで延長されるセンシングラインを含む、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記センシングラインは、前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在されている、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記センシングアセンブリは、前記センシングライン上に実装される温度センサをさらに含む、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記温度センサは、前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在されている、請求項５に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記サブモジュールは、
    前記セル積層体アセンブリの長手方向の一側に結合される前方バスバーフレームアセンブリと、
    前記セル積層体アセンブリの長手方向の他側に結合される後方バスバーフレームアセンブリと、
    をさらに含む、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記前方バスバーフレームアセンブリは、
    バスバーフレームと、
    前記バスバーフレーム上に固定され、前記バッテリーセルの電極リードと連結される複数のバスバーと、
    を含む、請求項７に記載のバッテリーモジュール。
  9. 前記バスバーフレームは、冷却液孔を備える、請求項８に記載のバッテリーモジュール。
  10. 前記冷却液孔は、前記流路スペーサと対応する位置に形成されている、請求項９に記載のバッテリーモジュール。
  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。
  12. 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、自動車。
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