KR102022590B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이차 전지의 전극 리드와 버스바가 연결된 부분이 효과적으로 냉각될 수 있는 배터리 모듈을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 구비하는 복수의 이차 전지가 적어도 일 방향으로 적층되게 구성된 셀 어셈블리; 전기 전도성 재질로 구성되고, 상기 전극 리드와 연결되어 전압을 센싱하는 하나 이상의 센싱 버스바; 및 상기 센싱 버스바가 장착되고, 냉각 유체가 흐를 수 있도록 내부에 유로가 형성되며, 상기 유로에 대하여 상기 냉각 유체의 유입 및 유출이 가능하도록 유입구 및 유출구가 형성된 센싱 하우징을 포함한다.

Description

배터리 모듈{Battery Module}

본 발명은 하나 이상의 이차 전지를 수용하는 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지의 전극 리드 사이 및 전극 리드와 버스바 사이의 연결 부분에 대한 전기적 연결의 신뢰성이 향상된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차에 관한 것이다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 파우치 외장재를 구비한다.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.

배터리 모듈 내부에서 이차 전지가 전기적으로 연결되기 위해서는, 전극 리드가 상호 연결되고, 그러한 연결 상태를 유지하기 위해 연결 부분이 용접될 수 있다. 더욱이, 배터리 모듈은 이차 전지의 전압을 센싱하는 기능을 가질 수 있는데, 이를 위해 전극 리드의 연결 부분에는 각 이차 전지의 전압을 센싱하기 위한 센싱 버스바가 용접 등의 방식으로 접촉 고정될 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 전극 리드 사이의 연결 부분, 그리고 전극 리드와 센싱 버스바 사이의 연결 부분은 전기적 연결의 신뢰성이 확보될 필요가 있다. 그런데, 배터리 모듈의 사용 중에 이러한 전극 리드와 버스바 부분에서 온도가 높아질 수 있다. 특히, 전기 자동차 등과 같은 중대형 장치에 이용되는 배터리 모듈의 경우 높은 출력 특성이 요구되므로, 전극 리드 및/또는 버스바 부분의 온도가 더욱더 많이 올라갈 수 있다. 이때, 전극 리드와 버스바 부분의 온도가 적정 수준을 넘어가면 전극 리드와 전극 리드 사이 및/또는 전극 리드와 버스바 사이의 용접력이 약해지거나 이들 구성요소의 형태가 변형되어, 이들 사이의 전기적 연결이 끊어질 위험성이 높아진다. 또한, 전극 리드 부분에서 발생하는 열은 이차 전지의 파우치 외장재나 전극판 등을 손상시킬 수 있고, 이차 전지의 성능을 저하시킬 수도 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이차 전지의 전극 리드와 버스바가 연결된 부분의 효과적인 냉각을 통해 이 부분의 결합성과 전기적 연결의 신뢰성이 안정적으로 확보될 수 있도록 하면서도 구조가 간단한 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 구비하는 복수의 이차 전지가 적어도 일 방향으로 적층되게 구성된 셀 어셈블리; 전기 전도성 재질로 구성되고, 상기 전극 리드와 연결되어 전압을 센싱하는 하나 이상의 센싱 버스바; 및 상기 센싱 버스바가 장착되고, 냉각 유체가 흐를 수 있도록 내부에 유로가 형성되며, 상기 유로에 대하여 상기 냉각 유체의 유입 및 유출이 가능하도록 유입구 및 유출구가 형성된 센싱 하우징을 포함한다.

여기서, 상기 센싱 하우징은, 전체적으로 전기 절연성 재질로 구성될 수 있다.

또한, 상기 센싱 하우징은, 열전도성 고분자를 포함하거나 또는 열전도성 필러 및 고분자를 포함하는 재질로 구성될 수 있다.

또한, 상기 센싱 하우징은, 상하 방향으로 연장되게 형성되며 내부에 상하 방향으로 유로가 형성된 다수의 장착부, 상기 다수의 장착부 상단과 연결되며 적어도 2개의 장착부 간 유로가 연결되도록 내부에 유로가 형성된 상부 연결부, 및 상기 다수의 장착부 하단과 연결되며 적어도 2개의 장착부 간 유로가 연결되도록 내부에 유로가 형성된 하부 연결부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 센싱 버스바는, 상기 장착부에 장착될 수 있다.

또한, 상기 센싱 버스바는, 상기 장착부의 적어도 일부 외면을 감싸도록 절곡될 수 있다.

또한, 상기 장착부는 수평 방향 단면이 사각 형태로 구성되고, 상기 센싱 버스바는 양단이 절곡되어 상기 장착부의 전면, 좌측면 및 우측면을 감싸도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 센싱 버스바는, 상기 장착부의 전면을 감싼 부분의 외측 표면에 2개의 전극 리드가 겹쳐진 상태로 접촉될 수 있다.

또한, 상기 2개의 전극 리드는, 상기 센싱 버스바의 좌측 절곡 부분과 우측 절곡 부분에 각각 면접촉될 수 있다.

또한, 상기 센싱 버스바는, 상기 장착부의 후면의 적어도 일부까지 감싸도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 하부 연결부의 하부에 형성될 수 있다.

또한, 상기 다수의 장착부 중 적어도 내측에 위치한 장착부는, 전단이 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부의 전단보다 상기 셀 어셈블리에 가깝게 구성될 수 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 전극 리드와 센싱 버스바가 위치하는 부분의 온도를 낮추어 전극 리드와 전극 리드 사이 및/또는 전극 리드와 센싱 버스바 사이의 전기적 연결의 신뢰성이 향상되도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 전극 리드와 전극 리드 사이의 연결이 끊어짐으로써 배터리 모듈의 충방전이 불가능하거나 출력 내지 용량이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 전극 리드와 센싱 버스바 사이의 연결이 끊어짐으로써 이차 전지의 전압 센싱이 불가능하게 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전극 리드와 센싱 버스바 부분의 온도를 낮춤으로써, 열로 인한 전극 리드나 센싱 버스바의 변형을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전극 리드 부분에서 발생하는 열로 인해, 이차 전지의 성능이 저하되거나, 파우치 외장재 또는 전극판 등의 구성요소가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전극 리드를 냉각시키는 구성이, 센싱용 구성에 통합되어 있으므로, 전극 리드의 냉각 구성으로 인해 부품 수가 증대되거나 구조가 복잡해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 제조가 용이하고 제조 비용이 저렴한 배터리 모듈이 제공될 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 배터리 모듈에 대한 일부 구성을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 3은, 도 1의 A1-A1' 선에 대한 단면의 일 형태라 할 수 있다.
도 4는, 도 3의 배터리 모듈에서 전방에 위치한 센싱 버스바와 센싱 하우징의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는, 도 3의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 버스바의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 센싱 버스바의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 하우징의 유로 구성을 개략적으로 나타내는 센싱 하우징의 정단면도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 하우징의 유로 구성을 개략적으로 나타내는 센싱 하우징의 정단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는, 도 1의 배터리 모듈에 대한 일부 구성을 분리하여 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 셀 어셈블리(100), 센싱 버스바(200) 및 센싱 하우징(300)을 포함한다.

상기 셀 어셈블리(100)는, 복수의 이차 전지(110)를 구비할 수 있다. 특히, 이차 전지(110)는, 파우치형 이차 전지일 수 있다. 이러한 파우치형 이차 전지(110)는, 전극 조립체, 전해액 및 파우치 외장재를 구비할 수 있다.

여기서, 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 전극 조립체의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드(111)와 연결될 수 있다. 그리고, 전극 리드(111)는, 파우치 외장재 사이에 개재되어 일단이 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차 전지(110)의 전극 단자로서 기능할 수 있다.

전극 조립체는, 전해액과 함께 파우치 외장재에 수납될 수 있다. 그리고, 파우치 외장재는 테두리부가 열융착 등의 방식으로 실링될 수 있다. 파우치 외장재는, 좌측 파우치와 우측 파우치의 2개의 파우치로 구성될 수 있다. 그리고, 각각의 파우치는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하며, 테두리부의 내부 접착층이 서로 융착됨으로써 실링부가 형성될 수 있다.

이러한 파우치형 이차 전지(110)의 구성에 대해서는, 본원발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이므로, 보다 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 본 발명에 따른 배터리 모듈에는, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차 전지가 채용될 수 있다.

한편, 각각의 이차 전지(110)는, 전극 리드(111)를 구비할 수 있고, 이러한 전극 리드(111)에는 양극 리드 및 음극 리드가 포함될 수 있다. 여기서, 각각의 전극 리드(111)는, 도면에 도시된 바와 같이, 플레이트 형태로 구성되어 파우치 외장재의 외부로 돌출될 수 있다. 특히, 각 파우치형 이차 전지(110)의 전극 리드(111)는, 세워진 상태로 수평 방향으로 돌출되다가 단부가 좌우 방향으로 절곡될 수 있으며, 이와 같이 좌우 방향 절곡 부분이 다른 이차 전지(110)의 전극 리드(111)의 절곡 부분과 맞닿게 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 겹쳐진 다수의 전극 리드(111)는 서로 용접 등을 통해 고정될 수 있으며, 이를 통해 셀 어셈블리(100) 내부의 이차 전지(110) 간 전기적 연결이 이루어질 수 있다.

예를 들어, 이차 전지(110) 간 직렬 연결되는 경우, 1개의 양극 리드와 1개의 음극 리드가 서로 겹쳐져 용접될 수 있다. 또는, 이차 전지(110) 간 병렬 연결되는 경우, 2개 이상의 양극 리드 또는 음극 리드가 동일 극성끼리 서로 겹쳐져 용접될 수 있다.

한편, 양극 리드와 음극 리드는, 서로 반대 방향에 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각 이차 전지(110)는 양극 리드와 음극 리드가 전방과 후방으로 돌출되게 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 이차 전지(110)에서, 양극 리드와 음극 리드 사이의 간섭이 없게 되어, 전극 리드(111)의 면적을 넓힐 수 있고, 전극 리드(111) 사이의 용접 공정 및 전극 리드(111)와 센싱 버스바(200) 사이의 용접 공정 등이 보다 용이하게 수행될 수 있다.

상기 이차 전지(110)는, 배터리 모듈에 복수 포함되어, 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)에는 복수의 파우치형 이차 전지(110)가 수평 방향으로 나란하게 적층된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 각각의 파우치형 이차 전지(110)는, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 각각 위치하고, 상부와 하부, 전방 및 후방에는 실링부가 위치하도록 대략 지면에 수직하게 세워지는 형태로 배치될 수 있다. 다시 말해, 각 이차 전지(110)는, 상하 방향으로 세워진 형태로 구성될 수 있다.

상기 센싱 버스바(200)는, 전극 리드(111)와 연결되어 전압을 센싱하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 버스바(200)는, 인접하는 이차 전지(110)의 양극 리드와 음극 리드가 겹쳐진 부분에 함께 직접적으로 접촉되어, 접촉 부분의 전위를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리 모듈은 이차 전지(110)의 전압을 센싱하는 전압 센싱부를 구비할 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈에는 BMS(Battery Management System)가 포함될 수 있으며, 이러한 BMS는 전압 센싱부의 역할을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 센싱 버스바(200)와 BMS 사이에는 전선이 연결되어, 센싱 버스바(200)에서 센싱된 전압 정보는 전선을 통해 BMS와 같은 제어 장치로 전달될 수 있다. 특히, BMS 등의 제어 장치는, 소정 이차 전지(110)에 대하여 양극 리드와 음극 리드의 접촉 부분의 전위를 2개의 센싱 버스바(200)를 통해 각각 측정할 수 있으며, 이러한 측정 정보를 통해 해당 이차 전지(110)의 전압을 센싱할 수 있다.

상기 센싱 버스바(200)는, 전극 리드(111)와 전기적으로 연결되기 위해 전기 전도성 재질로 구성될 수 있다. 특히, 상기 센싱 버스바(200)는, 금속 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 버스바(200)는, 구리나 알루미늄, 니켈, 스틸 등의 단일 금속 재질 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금 재질로 구성될 수 있다.

더욱이, 상기 센싱 버스바(200)는, 판상으로 구성될 수 있다. 이 경우, 센싱 버스바(200)는, 판상으로 구성된 전극 리드(111)와 면접촉이 가능하게 되어, 보다 넓은 면적으로 전극 리드(111)에 안정적으로 접촉할 수 있다.

상기 센싱 버스바(200)는, 배터리 모듈에 하나 이상 포함될 수 있다. 특히, 하나 또는 그 이상의 이차 전지(110)에 대한 양단 사이의 전압을 측정하기 위해서는, 센싱 버스바(200)는 둘 이상 포함될 수 있다. 뿐만 아니라, 양극 리드와 음극 리드가 서로 반대 방향으로 구성된 양방향 이차 전지(110)가 셀 어셈블리(100)에 포함된 경우, 센싱 버스바(200)는 셀 어셈블리(100)의 전방과 후방에 각각 하나 이상 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 구성의 경우, 센싱 버스바(200)는, 전방에 7개, 후방에 7개로서, 총 14개가 포함되어 있다.

상기 센싱 하우징(300)은, 센싱 버스바(200)가 장착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 하우징(300)은 돌기를 구비하고 센싱 버스바(200)에는 홀이 형성되어, 센싱 하우징(300)의 돌기는 센싱 버스바(200)의 홀에 삽입되는 형태로 센싱 버스바(200)가 센싱 하우징(300)에 장착될 수 있다. 이때, 센싱 하우징(300)의 돌기는 센싱 버스바(200)의 홀에 삽입된 상태에서 리벳과 같이 단부가 압착됨으로써, 체결 상태가 더욱 강하게 고정될 수 있다. 또는, 상기 센싱 하우징(300)에는 홀이 형성되어, 센싱 버스바(200)의 적어도 일부가 이러한 센싱 하우징(300)의 홀에 삽입됨으로써, 센싱 버스바(200)가 센싱 하우징(300)에 장착될 수 있다. 이외에도, 센싱 버스바(200)가 센싱 하우징(300)에 장착되는 형태는 다양하게 구현될 수 있다.

특히, 상기 센싱 하우징(300)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 센싱 버스바(200)의 일면이 전방으로 노출되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(111) 사이의 접합 및 전극 리드(111)와 버스바 사이의 용접이 배터리 모듈의 전방 측에서 노출된 상태로 수행될 수 있으므로, 용접에 대한 공정성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 센싱 하우징(300)은, 센싱 버스바(200)가 관통되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 하우징(300)은, 전후 방향으로 관통되는 개구부가 형성되며, 이러한 개구부를 통해 센싱 하우징(300)의 내측(셀 어셈블리(100) 측)에 위치한 전극 리드(111)가 센싱 하우징(300)의 외측(배터리 모듈의 전방 또는 후방 측)으로 돌출될 수 있다.

상기 센싱 하우징(300)은, 배터리 모듈에 하나 이상 포함될 수 있다. 특히, 도면에 도시된 바와 같이, 전극 리드(111)가 전방과 후방으로 각각 돌출된 이차 전지(110)가 포함된 배터리 모듈의 경우, 센싱 버스바(200)가 배터리 모듈의 전방과 후방에 각각 위치할 수 있다. 따라서, 센싱 하우징(300) 역시, 배터리 모듈의 전방과 후방에 각각 위치하도록, 배터리 모듈에 둘 이상 포함될 수 있다.

또한, 상기 센싱 하우징(300)은, 내부에 유로가 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 3을 참조하여, 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은, 도 1의 A1-A1' 선에 대한 단면의 일 형태라 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 센싱 하우징(300)은, P로 표시된 바와 같이, 내부에 중공이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 중공을 통해 냉각 유체가 흐를 수 있으므로, 중공은 냉각용 유로라고 할 수 있다. 이 경우, 냉각수와 같은 냉각 유체는 센싱 하우징(300)의 유로를 따라 센싱 하우징(300)의 여러 공간으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 센싱 하우징(300)에는 유입구(301) 및 유출구(302)가 형성될 수 있다. 상기 유입구(301)는, 유로의 일부가 개방되게 형성된 부분으로서, 냉각 유체가 센싱 하우징(300)의 내부 공간으로 유입되는 통로로서 기능할 수 있다. 또한, 상기 유출구(302)는, 유입구(301)와 마찬가지로 유로의 일부가 개방되게 형성되나, 유입구(301)와 소정 거리 이격된 부분에 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 유출구(302)는, 센싱 하우징(300)의 내부 공간을 흐르던 냉각 유체가 외부로 유출되는 통로로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 상기 유입구(301)에는 냉각수가 공급되는 파이프가 연결되고, 상기 유출구(302)에는 냉각수가 배출되는 파이프가 연결될 수 있다.

본 발명의 이와 같은 구성의 경우, 센싱 버스바(200)의 내부 공간으로 물과 같은 냉각 유체가 공급되어 유로를 따라 흐르면서 전극 리드(111) 및/또는 센싱 버스바(200)의 열을 흡수할 수 있다. 그리고, 냉각 유체에 흡수된 열은 냉각 유체와 함께 유출구(302)를 통해 배터리 모듈의 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(111)와 센싱 버스바(200) 부분이 효과적으로 냉각될 수 있다.

상기 센싱 하우징(300)은, 적어도 일부분이 전기 절연성 재질로 구성될 수 있다. 센싱 하우징(300)의 경우, 전극 리드(111) 및 버스바와 접촉되거나 인접되게 구성될 수 있는데, 전극 리드(111) 및 버스바와 전기적으로 연결되는 경우, 배터리 모듈의 내부 단락이나 전류 누설이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 센싱 하우징(300)은 전기적 절연성이 안정적으로 유지될 필요가 있다.

특히, 상기 센싱 하우징(300)은, 전체적으로 전기 절연성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 하우징(300)은, 전체적으로 동일한 종류의 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 센싱 하우징(300)의 제조가 용이하고, 전극 리드(111) 및 버스바와의 전기적 절연성이 확실하게 확보될 수 있다.

바람직하게는, 상기 센싱 하우징(300)은 열전도성 재질로 구성될 수 있다. 특히, 상기 센싱 하우징(300)은, 적어도 일부분이 열전도성 고분자를 포함하거나, 또는 열전도성 필러 및 고분자를 포함하는 열전도성 재료로 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 센싱 하우징(300)은, 일반적인 고분자 재료에 열전도성을 갖는 필러가 혼합된 복합 재료 형태의 재질로 구성될 수 있다. 여기서, 필러에는, 규소 화합물, 알루미늄 화합물, 마그네슘 화합물, 붕소 화합물 등이 포함될 수 있다. 이를테면, 센싱 하우징(300)의 열전도성 재료에 포함되는 필러로서, 산화규소, 산화알루미늄, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화마그네슘, 무수탄산마그네슘, 수산화마그네슘 등이 이용될 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이밖에도 다양한 필러가 센싱 하우징(300)의 재료로서 이용될 수 있다.

상기 센싱 하우징(300)에 사용되는 고분자 재료로는, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌, 폴리카보네이트, 나일론, 액정 폴리머, 폴리페닐렌 술파이드, 폴리에테르에테르케톤 등 다양한 재료가 포함될 수 있다. 또한, 이 밖에 다양한 고분자 재료가 본 발명의 센싱 하우징(300) 재료로 이용될 수 있다.

특히, 상기 센싱 하우징(300)을 구성하는 열전도성 재료는, 예를 들어 열전도율이 1W/mK 이상인 물질로 이루어질 수 있다. 이를테면, 이러한 열전도성 재료는, 2W/mK ~ 20W/mK 인 고분자 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다. 더욱이, 열전도성 재료는, 5W/mK 이상인 고분자 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 센싱 하우징(300)의 전기적 절연성이 안정적으로 확보됨으로써 내부 단락이나 전류 누설 등이 방지되는 한편, 전극 리드(111) 및/또는 센싱 버스바(200)에 대한 냉각 성능이 효과적으로 향상될 수 있다. 즉, 전극 리드(111) 및/또는 센싱 버스바(200)와 센싱 하우징(300)의 내부 공간에 존재하는 냉각 유체 사이에는, 센싱 하우징(300)이 존재하는데, 이러한 센싱 하우징(300)이 열전도성 재질로 구성되는 경우, 전극 리드(111) 및/또는 센싱 버스바(200)의 열이 냉각 유체로 보다 신속하게, 보다 많은 양이 전달될 수 있다. 그러므로, 전극 리드(111) 및/또는 센싱 버스바(200)의 온도는 보다 효과적으로 낮아질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 센싱 하우징(300)은, 다수의 장착부, 상부 연결부 및 하부 연결부를 구비할 수 있다. 이러한 센싱 하우징(300)의 구성에 대해서는, 앞선 도 1 내지 도 3의 구성과 함께 도 4의 구성을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 4는, 도 3의 배터리 모듈에서 전방에 위치한 센싱 버스바(200)와 센싱 하우징(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 장착부(310)는, 상하 방향으로 연장되게 형성되며, 내부에 상하 방향으로 유로가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 장착부(310)는, 하나의 센싱 하우징(300)에 복수 개 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서는, 하나의 센싱 버스바(200)에 7개의 장착부(310)가 구비되어 있다.

상기 상부 연결부(320)는, 장착부(310) 상단에 위치하여, 다수의 장착부(310) 상단과 연결되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서는, 상부 연결부(320)가 수평 방향으로 길게 연장된 형태로 형성되어 7개의 장착부(310) 상단과 연결되도록 구성되어 있다.

더욱이, 상기 상부 연결부(320)는, 내부에 냉각 유체가 흐를 수 있도록 유로가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 상부 연결부(320)의 유로는, 적어도 2개의 장착부(310) 간 유로의 상단이 서로 연결되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 연결부(320)는, 도 4의 구성에서, 7개의 모든 장착부(310)의 유로가 서로 상단에서 연결되도록, 좌우 방향으로 유로가 형성될 수 있다.

상기 하부 연결부(330)는, 장착부(310) 하단에 위치하여, 다수의 장착부(310) 하단과 연결되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서는, 하부 연결부(330)가 수평 방향으로 길게 연장된 형태로 형성되어 7개의 장착부(310) 하단과 연결되도록 구성되어 있다.

더욱이, 상기 하부 연결부(330)는, 내부에 냉각 유체가 흐를 수 있도록 유로가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 하부 연결부(330)의 유로는, 적어도 2개의 장착부(310) 간 유로의 하단이 서로 연결되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 연결부(330)는, 도 4의 구성에서, 6개의 장착부(310)의 유로가 서로 하단에서 연결되도록, 좌우 방향으로 유로가 형성될 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 상기 센싱 버스바(200)는, 센싱 하우징(300)의 장착부(310)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에 도시된 바와 같이, 7개의 센싱 버스바(200)가 7개의 장착부(310) 각각에 구비될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 센싱 버스바(200)가 장착되는 부분에 유로가 존재하므로, 각 센싱 버스바(200)나 그에 접촉된 전극 리드(111)의 열이 냉각 유체로 보다 신속하고 원활하게 전달될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에서는, 7개의 센싱 버스바(200)마다 그에 인접하여 유로가 모두 형성되어 있으므로, 각 센싱 버스바(200)나 그에 접촉된 전극 리드(111)가 보다 효과적으로 냉각될 수 있다.

더욱이, 센싱 하우징(300)의 장착부(310)는 상하 방향으로 길게 연장된 형태로 형성되고, 센싱 버스바(200) 역시 이러한 장착부(310)를 따라 상하 방향으로 길게 연장되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 장착부(310)의 내부 공간에서 상하 방향으로 이동하는 냉각 유체를 통해 전극 리드(111)나 센싱 버스바(200)의 열이 보다 신속하고 원활하게 흡수될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 센싱 버스바(200)는, 장착부(310)의 적어도 일부 외면을 감싸도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5는, 도 3의 B 부분에 대한 확대도이다.

도 5를 참조하면, 상기 센싱 버스바(200)는, 장착부(310)의 외면 중 적어도 일부와 접촉될 수 있도록 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 특히, 센싱 버스바(200)는, 판상의 형태로 구성되어, 후면이 장착부(310)에 접촉되어 장착부(310)의 적어도 일부 외주면을 감싸도록 구성될 수 있다. 이때, 센싱 버스바(200)에 의해 감싸지는 장착부(310)의 내부에는 유로(P)가 형성되어 냉각 유체가 흐를 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 센싱 버스바(200)와 장착부(310) 사이의 접촉 면적이 증대될 수 있다. 따라서, 센싱 버스바(200)의 열이나 전극 리드(111)의 열이 장착부(310)의 내부에 존재하는 냉각 유체로 보다 신속하고 원활하게 전달될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 냉각 유체에 의한 센싱 버스바(200) 및/또는 전극 리드(111)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 센싱 버스바(200)와 장착부(310) 사이의 결합성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예에서 센싱 버스바(200)는 양단의 절곡으로 인해 삽입홈이 형성되며, 이러한 삽입홈에 장착부(310)가 끼움 결합될 수 있다. 그러므로, 이러한 구성에 의하면, 센싱 버스바(200)는 장착부(310)에 보다 강하게 밀착 결합되어, 장착부(310)와 센싱 버스바(200) 사이의 결합성은 더욱 향상될 수 있다.

더욱이, 상기 장착부(310)는, 수평 방향 단면이 사각 형태로 구성될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 장착부(310)를 수평 방향으로 커팅한 단면을 상부에서 하부 방향으로 바라볼 때, 장착부(310)의 단면은 사각 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이때, 상기 센싱 버스바(200)는, 양단이 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 버스바(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 장착부(310)의 전면(도 5에서 장착부의 하부 측 외면)에 장착되어 중앙 부분이 장착부(310)의 전면에 면접촉될 수 있다. 그리고, 센싱 버스바(200)의 양단은 절곡되어 절곡된 부분이 장착부(310)의 양측 표면에 면접촉되는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 센싱 버스바(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 좌측 단부가 절곡되어 장착부(310)의 좌측 외면에 면접촉되고, 우측 단부가 절곡되어 장착부(310)의 우측 외면에 면접촉될 수 있다.

이 경우, 센싱 버스바(200)는 양단부의 절곡으로 인해 삽입홈을 형성할 수 있고, 장착부(310)는 이러한 삽입홈에 끼움 결합될 수 있다. 그러므로, 센싱 버스바(200)와 장착부(310) 사이의 결합성이 강화될 수 있다.

또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 센싱 버스바(200)와 전극 리드(111) 사이의 접촉성이 향상될 수 있다. 더욱이, 전극 리드(111)는 외측으로 돌출된 상태에서 대략 직각으로 1회만 절곡되면 센싱 버스바(200)의 평평한 중앙 부분과 면접촉될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 접촉성과 함께 전극 리드(111)와 버스바 사이의 접합에 대한 공정성이 향상될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 센싱 버스바(200)는, 상기 장착부(310)의 전면을 감싼 부분의 외측 표면에 2개의 전극 리드(111)가 겹쳐진 상태로 접촉될 수 있다.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 이차 전지(110)에 구비된 2개의 전극 리드(111)가, 각각 장착부(310)의 좌측과 우측에서 전방을 향하여 돌출된 형태로 구성되고, 센싱 버스바(200)의 전면 외측에 겹쳐지도록 절곡될 수 있다. 특히, 도 5의 구성에서는, 좌측 전극 리드(111)가 우측 방향으로 절곡되어 센싱 버스바(200)의 상부에 접촉되고, 우측 전극 리드(111)가 좌측 방향으로 절곡되어 좌측 전극 리드(111)의 상부에 접촉되도록 구성되어 있다. 이때, 서로 겹쳐진 2개의 전극 리드(111)가 양극 리드 및 음극 리드인 경우, 2개의 이차 전지(110)는 서로 직렬로 연결될 수 있다.

도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 버스바(200)의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 3의 B 부분에 대한 다른 실시 형태라 할 수 있다.

도 6을 참조하면, 2개의 전극 리드(111)는, C1으로 표시된 바와 같은 센싱 버스바(200)의 좌측 절곡 부분과 C2로 표시된 바와 같은 우측 절곡 부분에 각각 면접촉되도록 구성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 좌측 전극 리드(111)는 센싱 버스바(200)의 좌측 단부 절곡면에 면접촉되고, 우측 전극 리드(111)는 센싱 버스바(200)의 우측 단부 절곡면에 면접촉되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 각 전극 리드(111)와 센싱 버스바(200) 사이의 접촉 면적이 향상되어, 전극 리드(111)와 센싱 버스바(200) 사이의 전기적 연결성이 좋아질 수 있다. 예를 들어, 도 6의 구성에서, 좌측 전극 리드(111)는, 센싱 버스바(200)의 중앙 부분(M)뿐 아니라, 센싱 버스바(200)의 좌측 단부(C1)에도 접촉될 수 있다. 그리고, 우측 전극 리드(111)는, 센싱 버스바(200)의 중앙 부분(M)뿐 아니라, 센싱 버스바(200)의 우측 단부(C2)에도 접촉될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 각 전극 리드(111)의 열이 냉각 유체로 보다 신속하고 원활하게 배출될 수 있다. 즉, 상기 구성에 의하면, 전극 리드(111)의 열이 센싱 버스바(200)를 통해 장착부(310)의 냉각 유체로 보다 많이 전달될 수 있으므로, 전극 리드(111)의 냉각 성능이 보다 향상될 수 있다.

도 7은, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 센싱 버스바(200)의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 7은 도 3의 B 부분에 대한 또다른 실시 형태라 할 수 있다.

도 7을 참조하면, 장착부(310)의 수평 방향 단면이 사각 형태로 구성될 때, 센싱 버스바(200)는 장착부(310)의 전면, 좌측면 및 우측면에 더하여, 후면의 적어도 일부까지 감싸도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 장착부(310)는, 중앙 부분이 장착부(310)의 전면에 부착되되, 좌측 단부가 2회 절곡되어 장착부(310)의 좌측면뿐 아니라, C3로 표시된 부분과 같이 후면의 좌측 일부에까지 부착되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 장착부(310)는, 우측 단부가 2회 절곡되어 장착부(310)의 우측면뿐 아니라, C4로 표시된 부분과 같이 후면의 우측 일부에까지 부착되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 장착부(310)와 센싱 버스바(200)의 접촉 면적이 더욱 증대되어 냉각 성능이 향상될 수 있을 뿐 아니라, 장착부(310)와 센싱 버스바(200)의 결합성이 더욱 향상될 수 있다. 특히, 장착부(310)의 후면에 부착된 센싱 버스바(200)의 양 말단은 센싱 버스바(200)가 전방으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

또한 바람직하게는, 상기 유입구(301) 및 상기 유출구(302)는 하부 연결부(330)의 하부에 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바를 참조하면, 상기 유입구(301)는 하부 연결부(330)의 하단 좌측에 구비되고, 상기 유출구(302)는 하부 연결부(330)의 하단 우측에 구비될 수 있다. 이 경우, 냉각 유체는, 유입구(301)를 통해 하부 연결부(330)의 하부에서 유입되어, 센싱 하우징(300)의 내부 유로로 흐를 수 있게 된다. 그리고, 센싱 하우징(300)의 유로를 따라 흐르는 유체는 센싱 버스바(200) 및 전극 리드(111)의 열을 흡수한 후, 유출구(302)를 통해 하부 연결부(330)의 하부로 배출될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 유입구(301)와 유출구(302)가 센싱 하우징(300)의 하부에 형성되므로, 유입구(301) 및 유출구(302) 부분에서 냉각수 등이 누수되더라도 누수된 냉각수가 전극 리드(111)나 센싱 버스바(200)에 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 유입구(301) 및 유출구(302)에는 냉각수를 공급하거나 배출시키기 위한 파이프가 연결될 수 있는데, 이러한 연결 부분의 실링성이 약하거나 손상된 경우 냉각수 누수 가능성은 더욱 높아질 수 있다. 하지만, 상기 구성에 의할 경우, 이러한 누수에도 배터리 모듈의 안전성이 확보될 수 있다. 뿐만 아니라, 유입구(301)나 유출구(302)와 연결되는 파이프가 배터리 모듈의 하부에만 존재할 수 있으므로, 이러한 파이프와 배터리 모듈의 간섭을 줄일 수 있다.

도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 하우징(300)의 유로 구성을 개략적으로 나타내는 센싱 하우징(300)의 정단면도이다. 도 8의 구성에서, 화살표는 냉각 유체의 흐름을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 센싱 하우징(300)에 구비된 구성요소인, 다수의 장착부(310) 각각, 상부 연결부(320) 및 하부 연결부(330)의 내부에는 유로가 형성될 수 있다. 이때, 상기 하부 연결부(330)의 유로는 장착부(310)의 유로와 부분적으로 연결되고 일부 장착부(310)의 유로와는 연결되지 않도록 구성될 수 있다. 반면, 상기 상부 연결부(320)의 유로는 전체 장착부(310)의 유로와 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성과 같이, 가장 우측에 위치한 1개의 장착부(310)만 제외하고 나머지 6개의 장착부(310)는 하부 연결부(330)와 유로가 연결되게 구성될 수 있다. 그리고, 전체 7개의 장착부(310)는 상부 연결부(320)와는 모두 유로가 연결되게 구성될 수 있다. 이 경우, 좌측 하단부의 유입구(301)를 통해 냉각수가 유입되면, 냉각수는 하부 연결부(330)를 통해 6개의 장착부(310)에 마련된 유로로 유입되어 각 유로를 채울 수 있다. 그리고, 6개의 장착부(310)의 유로에 채워진 냉각수는 상부 연결부(320)를 통해 우측 방향으로 이동하여 가장 우측에 위치한 장착부(310)의 유로를 통해 하부 방향으로 이동하여 우측 하단부의 유출구(302)를 통해 센싱 하우징(300)의 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 장착부(310)의 내부 공간을 제외하고는 센싱 하우징(300)에서 상하 방향 유로를 별도로 마련할 필요가 없다. 즉, 유입구(301) 및 유출구(302)가 센싱 하우징(300)의 하부에 형성된 상태에서, 장착부(310)에 형성된 유로만으로 냉각 유체의 이동이 가능하도록 할 수 있다. 그러므로, 이 경우, 센싱 하우징(300)의 부피를 줄이고 구조를 단순하게 할 수 있다.

다만, 이러한 유로의 형태는 일례에 불과할 뿐, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서 센싱 하우징(300)의 유로는 다양한 형태로 구성될 수 있다.

도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 하우징(300)의 유로 구성을 개략적으로 나타내는 센싱 하우징(300)의 정단면도이다.

도 9를 참조하면, 상기 센싱 하우징(300)에서 상하 방향 유로는 장착부(310) 이외에 하나 이상 더 형성될 수 있다. 즉, 센싱 하우징(300)의 각 장착부(310)에는 상하 방향 유로가 형성되되, 이러한 장착부(310) 이외에 센싱 하우징(300)의 우측에 도 9에서 P'으로 표시된 바와 같은 상하 방향 유로가 하나 더 형성될 수 있다. 이 경우, 하부 연결부(330)는 모든 장착부(310)와 유로가 서로 연결되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상부 연결부(320)는 모든 장착부(310)와 유로가 연결되되, 추가로 가장 우측에 위치한 상하 방향 유로(P')와 유로(P)가 연결되도록 구성될 수 있다.

이 경우, 센싱 하우징(300)의 하단 유입구(301)를 통해 냉각수가 유입되면, 유입된 냉각수는 모든 장착부(310)의 유로에 함께 채워질 수 있다. 그리고, 냉각수가 모든 장착부(310)의 유로에 가득 채워지면 상부 연결부(320)를 통해 우측으로 이동하여, 센싱 하우징(300)의 우측에 구비된 추가 유로(P')를 통해 하부 방향으로 이동하여 유출구(302)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 모든 장착부(310)에 다른 장착부(310)를 거치지 않은 냉각수가 채워지므로, 모든 장착부(310)에서 냉각이 균일하게 이루어질 수 있다.

또한 바람직하게는, 센싱 하우징(300)에 다수의 장착부(310)가 형성된 경우, 내측에 위치한 장착부(310)는, 전단이 상부 연결부(320) 및 하부 연결부(330)의 전단보다 셀 어셈블리(100)에 가깝게 구성될 수 있다.

이에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기 위해 도 3을 참조하면, 센싱 하우징(300)에 7개의 장착부(310)가 구비되고, 좌측과 우측에 위치한 2개의 외측 장착부(310)를 제외하고는, 내측 장착부(310)는 총 5개로 구성될 수 있다. 이때, 5개의 내측 장착부(310)는, 하부 연결부(330)의 전단보다, 도면에서 L로 표시된 만큼, 셀 어셈블리(100)에 가깝게 후퇴한 형태로 구성될 수 있다. 비록, 도면에서는 상부 연결부(320)의 전단이 표시되지 않고 있으나, 상부 연결부(320)의 전단은 하부 연결부(330)의 전단과 동일 또는 유사한 위치에 구비될 수 있으므로, 5개의 내측 장착부(310)의 전단은 상부 연결부(320)의 전단보다 L만큼 후퇴해 있다고 할 수도 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(111) 사이의 접합 구성 및 전극 리드(111)와 센싱 버스바(200) 사이의 접합 구성이 외부로 돌출되지 않아, 외부의 물리적 충격이나 간섭을 줄이고, 이러한 접합 구성들이 보다 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.

또한, 이러한 구성에 있어서, 2개의 외측 장착부(310), 즉 가장 좌측에 위치한 1개의 장착부(310)와 가장 우측에 위치한 1개의 장착부(310)는, 5개의 내측 장착부(310)에 비해 셀 어셈블리(100)에서 멀어지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 2개의 외측 장착부(310)는, 도면에 도시된 바와 같이, 하부 연결부(330)의 전단과 동일하거나 유사한 위치에 전단이 놓이도록 구성될 수 있다. 이는, 2개의 외측 장착부(310)는 1개의 전극 리드(111)만 연결되어 전극 리드(111) 사이의 접합 구성이 존재하지 않고, 배터리 모듈의 외부에 형성된 모듈 단자와 연결되기 위한 단자 버스바가 보다 용이하게 접합될 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 팩 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 자동차에 이용되는 배터리 모듈의 경우 많은 수의 이차 전지가 포함되고 고출력 특성이 요구되므로, 전극 리드와 버스바가 위치하는 부분에 많은 열이 발생할 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 배터리 모듈이 장착되는 경우, 전극 리드와 버스바 부분을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 셀 어셈블리
110: 이차 전지
111: 전극 리드
200: 센싱 버스바
300: 센싱 하우징
301: 유입구, 302: 유출구
310: 장착부, 320: 상부 연결부, 330: 하부 연결부

Claims (14)

1. 전극 리드를 구비하는 복수의 이차 전지가 적어도 일 방향으로 적층되게 구성된 셀 어셈블리;
   전기 전도성 재질로 구성되고, 상기 전극 리드와 연결되어 전압을 센싱하는 하나 이상의 센싱 버스바; 및
   상기 센싱 버스바가 장착되고, 냉각 유체가 흐를 수 있도록 내부에 유로가 형성되며, 상기 유로에 대하여 상기 냉각 유체의 유입 및 유출이 가능하도록 유입구 및 유출구가 형성된 센싱 하우징
   을 포함하고,
   상기 센싱 하우징은, 상하 방향으로 연장되게 형성되며 내부에 상하 방향으로 유로가 형성된 다수의 장착부, 상기 다수의 장착부 상단과 연결되며 적어도 2개의 장착부 간 유로가 연결되도록 내부에 유로가 형성된 상부 연결부, 및 상기 다수의 장착부 하단과 연결되며 적어도 2개의 장착부 간 유로가 연결되도록 내부에 유로가 형성된 하부 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 센싱 하우징은, 전체적으로 전기 절연성 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 센싱 하우징은, 열전도성 고분자를 포함하거나 또는 열전도성 필러 및 고분자를 포함하는 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
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5. 제1항에 있어서,
   상기 센싱 버스바는, 상기 장착부에 장착된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
6. 제5항에 있어서,
   상기 센싱 버스바는, 상기 장착부의 적어도 일부 외면을 감싸도록 절곡된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 장착부는 수평 방향 단면이 사각 형태로 구성되고,
   상기 센싱 버스바는 양단이 절곡되어 상기 장착부의 전면, 좌측면 및 우측면을 감싸도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
8. 제7항에 있어서,
   상기 센싱 버스바는, 상기 장착부의 전면을 감싼 부분의 외측 표면에 2개의 전극 리드가 겹쳐진 상태로 접촉된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
9. 제8항에 있어서,
   상기 2개의 전극 리드는, 상기 센싱 버스바의 좌측 절곡 부분과 우측 절곡 부분에 각각 면접촉된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
10. 제7항에 있어서,
    상기 센싱 버스바는, 상기 장착부의 후면의 적어도 일부까지 감싸도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
11. 제1항에 있어서,
    상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 하부 연결부의 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
12. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 장착부 중 적어도 내측에 위치한 장착부는, 전단이 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부의 전단보다 상기 셀 어셈블리에 가깝게 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
13. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
14. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.

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