(57)【要約】  本発明は、効率的な冷却性能を確保しながらも構造が簡単であり、軽量化及び小型化が容易であり、製造コストも節減できるバッテリーモジュールに関する。本発明によるバッテリーモジュールは、電極組立体、電解質及びパウチ外装材を備え、上下方向に立てられた形態で左右方向に配列された複数のパウチ型二次電池、及び熱伝導性材質から構成され、前記複数の二次電池の下部に水平方向に横たわった形態で配置され、前記二次電池の下部が上面に付着固定された冷却プレートを含む。
2019508870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体、電解質及びパウチ外装材を備え、上下方向に立てられた形態で左右方向に配列された複数のパウチ型二次電池、及び
熱伝導性材質から構成され、前記複数の二次電池の下部に水平方向に横たわった形態で配置され、前記二次電池の下部が上面に付着固定された冷却プレート
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】
前記二次電池の下部は、接着剤を通じて前記冷却プレートの上面に付着固定され、
前記冷却プレートには、前記二次電池の下部が付着された部分において下方に凹状に構成されて前記接着剤の少なくとも一部を収容する収容溝が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３】
前記接着剤は、熱伝導性接着剤であることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記冷却プレートには、上部表面から上方に凸部が１つ以上形成され、
前記凸部には、少なくとも一部分が上方に行くほど幅が狭くなるように傾斜面が形成され、
前記収容溝は、少なくとも前記凸部の傾斜面に形成されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
前記二次電池は、前記電極組立体を収納する収納部及び前記パウチ外装材がシーリングされたシーリング部を備え、
前記収納部の下部面の少なくとも一部が前記凸部の傾斜面に付着固定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６】
前記二次電池は、前記パウチ外装材の下部シーリング部が、前記二次電池が付着された凸部と逆方向に１回以上折り畳まれ、
前記二次電池の折り畳まれたシーリング部は、前記冷却プレートで凸部によって凹状に形成された部分に収容されることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記冷却プレートは、前記凸部の傾斜面のうち前記収容溝が形成された部分以外の部分に電気絶縁層がコーティング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８】
前記冷却プレートは、前記傾斜面のうち前記収容溝より低い位置から、上方に突設されて前記接着剤の下方への移動を遮断するように構成された遮断壁を備える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９】
前記収容溝は、前記傾斜面の傾き方向と同じ方向に傾く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１０】
前記二次電池は、パウチ外装材として方形状で構成された左側パウチ及び右側パウチを備え、
前記左側パウチと前記右側パウチとは、１つの辺が予め連結された状態で折り畳まれ、残り３つの辺がシーリングされた形態で構成され、折り畳まれた１つの辺が下部に位置して前記冷却プレートの上部面に付着されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１１】
前記二次電池の下部は、前記左側パウチと前記右側パウチともに前記冷却プレートの上部面に接触し、
前記収容溝は、前記冷却プレートで前記左側パウチが付着される部分と前記右側パウチが付着される部分の両方に形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１２】
前記収容溝は、下部に行くほど幅が広くなるように形成された部分が存在するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１３】
前記二次電池は、両面に接着層を備える両面接着テープを通じて前記冷却プレートに付着固定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１４】
請求項１〜請求項１３のうちいずれか１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１５】
請求項１〜請求項１３のうちいずれか１項に記載のバッテリーモジュールを含む自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ以上の二次電池を含むバッテリーに関し、より詳しくは、構造が簡単であって、体積及び重量が低く、効率的な冷却性能を確保でき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。
【０００２】
本出願は、２０１６年８月１８日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−０１０５０５７号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
現在、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の二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であり、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
【０００４】
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような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とがセパレータを介在して配置された電極組立体、及び電極組立体を電解液とともに密封収納する外装材、すなわち電池ケースを備える。
【０００５】
一般にリチウム二次電池は、外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に収納されている缶型二次電池と、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収納されているパウチ型二次電池とに分けられる。
【０００６】
最近は携帯型電子機器のような小型装置だけでなく、自動車や電力貯蔵装置のような中大型装置にも二次電池が広く適用されている。このような中大型装置に適用される場合、容量及び出力を高めるため、多数の二次電池が電気的に連結される。特に、このような中大型装置には積層し易く、重さが軽いなどの長所から、パウチ型二次電池が多く用いられる。
【０００７】
しかし、パウチ型二次電池は、一般にアルミニウムとポリマー樹脂とのラミネートシートの電池ケースで包装されているため、機械的剛性が低く、それ自体だけで積層状態を維持することが容易ではない。したがって、多数のパウチ型二次電池を含んでバッテリーモジュールを構成するとき、二次電池を外部の衝撃などから保護し、その動きを防止し、積層を容易にするため、ポリマー材質のカートリッジを用いる場合が多い。
【０００８】
カートリッジは、通常、中央部が空いている四角プレート状で構成される場合が多く、このとき４つの辺部分がパウチ型二次電池の外周部を囲むように構成される。そして、このようなカートリッジは、バッテリーモジュールを構成するため多数が積層された形態で用いられ、二次電池はカートリッジが積層されたとき形成される内部の空いている空間に位置し得る。
【０００９】
また、このようなカートリッジなどを用いてバッテリーモジュールを構成する場合、カートリッジ同士を固定するため、締結部品が必要となり得る。すなわち、多数の二次電池と多数のカートリッジを用いてバッテリーモジュールを構成するとき、これらを固定するためには、ボルトやベルトのようにこれらを相互固定可能な締結部品がなければならない。そして、この場合、カートリッジなどには締結部品を結合可能な構成、例えば締結孔などを設ける必要がある。
【００１０】
したがって、従来のバッテリーモジュールの構成によれば、カートリッジや締結部品などを設けるのにコストがさらにかかり、組立てが容易でなく作業性が低下する恐れがある。また、このようなカートリッジや締結部品などによってバッテリーモジュールの体積が増え、バッテリーモジュールの小型化に限界がある。
【００１１】
また、二次電池は、適正温度より高くなる場合、二次電池の性能が低下する恐れがあり、酷い場合は爆発や発火の危険もある。特に、多数のパウチ型二次電池を積層してバッテリーモジュールを構成するときは、狭い空間で多数の二次電池から発生する熱が合算されて、バッテリーモジュールの温度が一層速くて酷く上昇する恐れがある。さらに、車両用バッテリーパックに含まれるバッテリーモジュールの場合、直射日光に頻繁に晒され、夏季や砂漠地域のような高温条件に置かれることがある。したがって、多数の二次電池を用いてバッテリーモジュールを構成する場合、安定的且つ効果的な冷却性能を確保することは非常に重要であると言える。
【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、効率的な冷却性能を確保しながらも構造が簡単であり、安定的であって軽量化及び小型化が容易であり、製造コストも節減でき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を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
【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、本発明によるバッテリーモジュールは、電極組立体、電解質及びパウチ外装材を備え、上下方向に立てられた形態で左右方向に配列された複数のパウチ型二次電池；そして熱伝導性材質から構成され、前記複数の二次電池の下部に水平方向に横たわった形態で配置され、前記二次電池の下部が上面に付着固定された冷却プレートを含む。
【００１５】
ここで、前記二次電池の下部は接着剤を通じて前記冷却プレートの上面に付着固定され、前記冷却プレートには前記二次電池の下部が付着された部分において下方に凹状に構成されて前記接着剤の少なくとも一部を収容する収容溝が形成され得る。
【００１６】
また、前記接着剤は、熱伝導性接着剤であり得る。
【００１７】
また、前記冷却プレートには、上部表面から上方に凸部が１つ以上形成され得る。
【００１８】
また、前記凸部には、少なくとも一部分が上方に行くほど幅が狭くなるように傾斜面が形成され、前記収容溝は、少なくとも前記凸部の傾斜面に形成され得る。
【００１９】
また、前記二次電池は、前記電極組立体を収納する収納部及び前記パウチ外装材がシーリングされたシーリング部を備え、前記収納部の下部面の少なくとも一部が前記凸部の傾斜面に付着固定され得る。
【００２０】
また、前記二次電池は、前記パウチ外装材の下部シーリング部が、前記二次電池が付着された凸部と逆方向に１回以上折り畳まれ、前記二次電池の折り畳まれたシーリング部は、前記冷却プレートで凸部によって凹状に形成された部分に収容され得る。
【００２１】
また、前記冷却プレートは、前記凸部の傾斜面のうち前記収容溝が形成された部分以外の部分に電気絶縁層がコーティングされ得る。
【００２２】
また、前記冷却プレートは、前記傾斜面のうち前記収容溝より低い位置から、上方に突設されて前記接着剤の下方への移動を遮断するように構成された遮断壁を備え得る。
【００２３】
また、前記収容溝は、前記傾斜面の傾き方向と同じ方向に傾くように構成され得る。
【００２４】
また、前記二次電池は、パウチ外装材として方形状で構成された左側パウチ及び右側パウチを備え、前記左側パウチと前記右側パウチとは、１つの辺が予め連結された状態で折り畳まれ、残り３つの辺がシーリングされた形態で構成され、折り畳まれた１つの辺が下部に位置して前記冷却プレートの上部面に付着され得る。
【００２５】
また、前記二次電池の下部は、前記左側パウチと前記右側パウチともに前記冷却プレートの上部面に接触し、前記収容溝は、前記冷却プレートで前記左側パウチが付着される部分と前記右側パウチが付着される部分の両方に形成され得る。
【００２６】
また、前記収容溝は、下部に行くほど幅が広くなるように形成された部分が存在するように構成され得る。
【００２７】
また、前記二次電池は、両面に接着層を備える両面接着テープを通じて前記冷却プレートに付着固定され得る。
【００２８】
また、上記の課題を達成するため、本発明によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュールを含む。
【００２９】
また、上記の課題を達成するため、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーモジュールを含む。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の一態様によれば、多数の二次電池を含むバッテリーモジュールの冷却性能を向上させることができる。
【００３１】
特に、本発明の一構成によれば、二次電池と冷却プレートとの間に別途のカートリッジや冷却フィンを介在させなくても良い。したがって、二次電池から熱が発生した場合、熱はカートリッジや冷却フィンなどの他の構成要素を介さず、二次電池から冷却プレートに直接伝達される。
【００３２】
したがって、本発明のこのような構成によれば、熱伝達経路上の媒介体の数が減少して、二次電池と冷却プレートとの間の距離が近くなるため、媒介体間の接触による熱抵抗が減少して熱排出効率を向上させることができる。
【００３３】
さらに、本発明の一構成によれば、二次電池が冷却プレートに直接付着され、二次電池から冷却プレートに熱が伝達される経路上の空気層を除去又は減少できるため、冷却性能をさらに向上させることができる。
【００３４】
また、本発明のこのような構成によれば、カートリッジや冷却フィンなどの構成要素がバッテリーモジュールに含まれないため、バッテリーモジュールの構造が簡単になって重量及び体積を減らし易い。
【００３５】
また、本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュールの組立て工程が簡素化して、製造コストを節減することができる。
【００３６】
また、本発明の一態様によれば、冷却プレートに二次電池が直接付着固定できるため、カートリッジ及びこのようなカートリッジ同士を相互固定させるための別途の締結部材などを設けなくても良い。
【００３７】
さらに、本発明の一態様によれば、二次電池と冷却プレートとの間の固定性が安定的に確保され、外部衝撃に対する耐衝撃性などを向上させることができる。
【００３８】
また、本発明の一態様によれば、二次電池と冷却プレートとの間の接触面積を増大させ、冷却性能の向上を図ることができる。
【００３９】
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例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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した斜視図である。
【図２】図１の一部構成に対する分離斜視図である。
【図３】図１のＡ１−Ａ１’矢視図である。
【図４】本発明の一実施例によるパウチ型二次電池の構成を概略的に示した分離斜視図である。
【図５】図４の構成に対する結合斜視図である。
【図６】本発明の一実施例による二次電池と冷却プレートとの付着構成を概略的に示した図である。
【図７】図６の構成から二次電池と冷却プレートとを分離させた形態を概略的に示した図である。
【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下部構成の一部分を拡大して示した図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュールの下部構成の一部分を拡大して示した図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュールの下部構成の一部分を拡大して示した図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュールの下部構成の一部分を拡大して示した図である。
【図１２】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールに含まれる二次電池の構成を概略的に示した右側面図である。
【図１３】図１２の二次電池に対する分離斜視図である。
【図１４】図１２に示された二次電池を含むバッテリーモジュールの構成を示した斜視図である。
【図１５】図１４の正面図である。
【図１６】図１５のＡ６部分に対する拡大図である。
【図１７】本発明の他の実施例による収容溝の構成を概略的に示した図である。
【図１８】本発明の他の実施例による二次電池と冷却プレートとの付着構成を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
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、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や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。
【００４２】
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。
【００４３】
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した斜視図である。また、図２は図１の一部構成に対する分離斜視図であり、図３は図１のＡ１−Ａ１’矢視図である。ただし、説明の便宜上、図３には二次電池の内部構成要素を示していない。
【００４４】
図１〜図３を参照すれば、本発明によるバッテリーモジュールは、二次電池１００及び冷却プレート２００を含むことができる。
【００４５】
前記二次電池１００は、１つのバッテリーモジュールに複数個備えられる。特に、複数の二次電池１００のそれぞれは、パウチ型二次電池から構成され得る。このようなパウチ型二次電池１００は、電極組立体、電解質及びパウチ外装材を備えることができる。パウチ型二次電池１００の構成については、図４及び図５を参照してより具体的に説明する。
【００４６】
図４は本発明の一実施例によるパウチ型二次電池１００の構成を概略的に示した分離斜視図であり、図５は図４の構成に対する結合斜視図である。
【００４７】
前記電極組立体１１０は、１つ以上の正極板と１つ以上の負極板とがセパレータを介在して配置された形態で構成される。より具体的に、電極組立体１１０は、１つの正極板と１つの負極板とがセパレータと共に巻き取られた巻取型、及び多数の正極板と多数の負極板とがセパレータを介在して交互に積層された積層型などに分けられ得る。
【００４８】
また、前記パウチ外装材１２０は、パウチ型二次電池１００の場合、外部絶縁層、金属層及び内部接着層を備える形態で構成され得る。特に、パウチ外装材１２０は、電極組立体１１０と電解液など内部構成要素を保護し、電極組立体１１０と電解液による電気化学的性質に対する補完及び放熱性などを向上させるため、金属薄膜、例えばアルミニウム薄膜が含まれた形態で構成され得る。そして、このようなアルミニウム薄膜は、電極組立体１１０及び電解液のような二次電池１００内部の構成要素や二次電池１００外部の他の構成要素との電気的絶縁性を確保するため、絶縁物質から形成された絶縁層と内部接着層との間に介在され得る。
【００４９】
また、パウチ外装材１２０は、左側パウチ１２１と右側パウチ１２２とで構成され、左側パウチ１２１と右側パウチ１２２のうち少なくとも１つには凹状の内部空間が形成されて収納部Ｉを構成し得る。そして、このようなパウチの収納部Ｉには電極組立体１１０が収納される。また、左側パウチ１２１と右側パウチ１２２との外周面にはシーリング部Ｓが備えられ、このようなシーリング部Ｓの内部接着層を相互接着することで電極組立体１１０が収容された収納部を密閉することができる。
【００５０】
一方、電極組立体１１０のそれぞれの電極板には電極タブが備えられ、１つ以上の電極タブ１１１が電極リード１１２と連結される。そして、電極リード１１２は左側パウチ１２１と右側パウチ１２２とのシーリング部Ｓの間に介在されてパウチ外装材１２０の外部に露出することで、二次電池１００の電極端子として機能することができる。
【００５１】
本発明の一態様によるバッテリーモジュールには、本願の出願時点で公知された多様な形態のパウチ型二次電池１００が採用され得る。
【００５２】
前記パウチ型二次電池１００は、それぞれ上下方向に立てられる形態で水平方向に配列される。例えば、図１及び図２の構成において、電極リード１１２が全体的に見える側面をバッテリーモジュールの前方とするとき、該バッテリーモジュールの前方からバッテリーモジュールを眺めれば、パウチ型二次電池１００は広い面が左右に向かうように地面に垂直に立てられた形態で左右方向に多数配列され得る。
【００５３】
すなわち、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、パウチ型二次電池１００は、収納部の広い外側表面がそれぞれ左右側に向かうようにして、上部、下部、前方及び後方側にはシーリング部が位置するように立てられる形態で構成され得る。そして、このように立てられた形態のパウチ型二次電池１００は、広い面が相互対面する形態で左右方向に平行に配列され得る。
【００５４】
一方、本発明において、前、後、左、右、上、下のような方向は、特に説明しない限り、上記のように、電極リード１１２が突出して図面から全体的に見える側面を前方とし、このような前方からバッテリーモジュールを眺めるときを基準に区分することにする。すなわち、図１の構成で矢印Ａ２で示された方向からバッテリーモジュールを眺めることを基準にして、前、後、左、右、上、下などの方向を区分することにする。
【００５５】
前記冷却プレート２００は、少なくとも一部分が熱伝導性材質から構成される。したがって、前記冷却プレート２００は、二次電池１００から熱が発生した場合、発生した熱をバッテリーモジュールの外側に伝達する役割を果たすことができる。
【００５６】
特に、前記冷却プレート２００は、金属材質から構成される。例えば、前記冷却プレート２００は、全体的にアルミニウムや銅、鉄のような金属の単一属性材質からなるか、または、これらのうち少なくとも１つの合金材質から構成され得る。本発明のこのような実施例によれば、冷却プレート２００を通じて二次電池１００の熱を外部に効果的に伝達でき、二次電池１００の剛性を補強して、外部衝撃などからバッテリーモジュールを保護することができる。
【００５７】
ここで、冷却プレート２００の下部には空気または水のような冷媒が流れても良い。そのため、本発明によるバッテリーモジュールは、冷却プレート２００の下部に空気または水などを供給する冷媒供給ユニットをさらに含み得る。また、本発明によるバッテリーモジュールは、冷却プレート２００の下部に空気または水などの冷媒が流れる経路を提供するため、ダクト、パイプ、またはヒートシンクのような流路をさらに含み得る。
【００５８】
前記冷却プレート２００は、略板状で構成され、複数の二次電池１００の下部に水平方向に横たわった形態で配置される。すなわち、前記冷却プレート２００は、二次電池１００の積層方向と平行に横たわった形態で配置され得る。そして、水平方向に積層された多数の二次電池１００は、１つの冷却プレート２００の上部に垂直に立てられた形態で載置され得る。
【００５９】
特に、前記冷却プレート２００には、二次電池１００の下部が付着される。すなわち、前記二次電池１００は、下部が冷却プレート２００の上部面に直接表面接触した状態で固定され得る。
【００６０】
図６は、本発明の一実施例による二次電池１００と冷却プレート２００との付着構成を概略的に示した図である。具体的に、図６は図３のＡ３部分に対する拡大構成の一例であると言える。
【００６１】
図６を参照すれば、二次電池１００は左右方向に相互積層されるように配置され、それぞれの二次電池１００は下部が冷却プレート２００に載置される。このとき、二次電池１００と冷却プレート２００との間には接着剤Ｎが介在され得る。すなわち、二次電池１００は、接着剤Ｎを通じて前記冷却プレート２００に付着され得る。例えば、二次電池１００の下部及び／または冷却プレート２００の上部面に接着剤Ｎが塗布され、該接着剤Ｎを通じて二次電池１００と冷却プレート２００とを相互接着固定することができる。
【００６２】
本発明のこのような構成によれば、二次電池１００を接着剤Ｎを通じて冷却プレート２００に簡単に固定できるため、二次電池１００を固定させるためのボルトのような締結部品またはカートリッジなどの構成要素をバッテリーモジュールに設けなくても良い。したがって、本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュールの構造及び組立てが簡単になり、部品数を減らすことができる。
【００６３】
また、二次電池１００と冷却プレート２００との間の距離を近くし、構成要素間の接触個数を減らすことで、二次電池１００から発生した熱が冷却プレート２００により効果的に伝達されるようにする。さらに、二次電池１００と冷却プレート２００との間の空間で空気層を排除または低減できるため、空気層による熱伝達低下を防止することができる。
【００６４】
望ましくは、前記接着剤は、熱伝導性接着剤である。
【００６５】
熱伝導性接着剤は、一般的な接着剤に比べて熱伝導率が高いため、二次電池１００と冷却プレート２００との間における熱伝達量及び熱伝達速度などを一層向上させることができる。したがって、本発明のこのような実施例によれば、冷却プレート２００を通じる二次電池１００の熱排出性能をより向上させ、バッテリーモジュールの冷却性能をより改善することができる。
【００６６】
本発明によるバッテリーモジュールは多様な熱伝導性接着剤を用いることができる。例えば、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールには、熱伝導性エポキシ接着剤、熱伝導性シリコーン接着剤、熱伝導性ウレタン接着剤など多様な有機及び／または無機熱伝導性接着剤が採用され得る。
【００６７】
特に、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記冷却プレートは、下方に凹状に形成された収容溝を備えることができる。
【００６８】
前記収容溝は、図６にＪで示された部分のように、冷却プレートの上面から下方に一定深さを有する形態で構成され得る。さらに、前記収容溝Ｊは、二次電池の下部が付着された部分に形成され得る。そして、このような収容溝Ｊは、接着剤Ｎの少なくとも一部を収容し得る。
【００６９】
本発明のこのような構成によれば、二次電池と冷却プレートとの間の付着部分に接着剤をより安定的に位置させることができる。さらに、接着剤がゲルなど流動可能な状態である場合、二次電池を冷却プレートに載置させる過程または二次電池が冷却プレートに載置された後の過程で、接着剤が流れて二次電池と冷却プレートとの間の付着部分から接着剤が離脱する問題が生じ得る。しかし、上記構成によれば、収容溝Ｊによって接着剤が二次電池と冷却プレートとの間の付着部分に位置することで、二次電池と冷却プレートとの間の接着性を安定的に確保することができる。
【００７０】
そして、このような構成の場合、冷却プレートの収容溝Ｊにより多くの接着剤が保有されることで、外部衝撃に対する接着剤の緩衝性能を向上させることができる。また、この場合、接着剤と冷却プレートとの間の接触面積が増大することで、これらの間の熱伝達量が増加して冷却性能をさらに改善させることができる。
【００７１】
望ましくは、前記冷却プレート２００は、二次電池１００が載置される表面に凸部が形成される。
【００７２】
図７は、図６の構成から二次電池１００と冷却プレート２００とを分離させた形態を概略的に示した図である。ただし、説明の便宜上、図７には接着剤を示していない。
【００７３】
図７を参照すれば、前記冷却プレート２００には、Ｐで示したように、上部表面に上方に突出するように形成された凸部が備えられる。本発明のこのような構成によれば、凸部Ｐによって二次電池１００の載置位置がガイドされ、バッテリーモジュールの組立性を向上させることができる。また、凸部Ｐによって、二次電池１００の左右への動きが抑制され、二次電池１００と冷却プレート２００との間の結合力を一層向上させることができる。また、同じ水平長さでも凸部Ｐによって冷却プレート２００の上部面積が増大されるため、二次電池１００と冷却プレート２００との接触部分がより広くなる。したがって、二次電池１００から冷却プレート２００に熱が伝達される量及び速度を増加させ、冷却性能をより向上させることができる。
【００７４】
前記凸部Ｐは、図３などに示されたように、１つの冷却プレート２００上に複数個備えられ得る。本発明のこのような構成によれば、複数の凸部Ｐを通じて二次電池１００と冷却プレート２００との間の結合力がより強化され、接触面積がより増加できる。特に、バッテリーモジュールに多数の二次電池１００、例えば５つ以上の二次電池１００が含まれる場合、すべての二次電池１００が凸部Ｐに隣接されるように、凸部Ｐを多数備えることが望ましい。
【００７５】
また、前記凸部Ｐは、図２に示されたように、冷却プレート２００の上部面において前後方向に長く延びる形態で形成される。すなわち、凸部Ｐは、二次電池１００の下部辺が成す長さ方向に平行な方向に、冷却プレート２００の前端部から後端部に至るまで長く延びるように構成され得る。本発明のこのような実施例によれば、冷却プレート２００の表面積をさらに増やすことで、二次電池１００と冷却プレート２００との間の接触面積を広げることができる。また、本発明の一実施例によれば、二次電池１００と冷却プレート２００との間の固定力を向上させることができる。
【００７６】
特に、前記収容溝Ｊはこのような冷却プレートの凸部Ｐに形成される。例えば、前記収容溝は、凸部の上部面に形成され得る。また、前記収容溝Ｊは、凸部Ｐと同様に、冷却プレートの上部面において前後方向に長く延びる形態で形成され得る。
【００７７】
また望ましくは、前記冷却プレート２００の凸部Ｐは、少なくとも一部分が上方に行くほど幅が狭くなるように形成される。そして、この場合、冷却プレート２００の凸部Ｐには、図７にＤ１及びＤ２で示したように、冷却プレート２００が置かれた地面から所定角度傾いた形態で傾斜面が形成され得る。例えば、前記凸部の上部は、図６及び図７に示されたように、上方に行くほど左右の幅が狭くなる三角形状に形成され得る。特に、前記凸部は水平方向に扁平な部分が形成されず、上端に頂点が形成されるように構成され得る。
【００７８】
本発明のこのような実施例によれば、二次電池１００と冷却プレート２００とをより密着した状態で結合することができる。すなわち、前記実施例によれば、冷却プレート２００の上部に二次電池１００を載置させるとき、二次電池１００は冷却プレート２００に形成された凸部の傾斜面に沿って下方に移動でき、それにより二次電池１００は冷却プレート２００に最大限に近接することができる。したがって、二次電池１００と冷却プレート２００との間の距離は減り、その間の結合力はさらに向上でき、冷却性能を一層増大させることができる。
【００７９】
ここで、前記収容溝Ｊは、少なくとも凸部の傾斜面に形成され得る。この場合、接着剤を凸部の傾斜面に塗布する過程または二次電池を冷却プレートに載置させる過程で、接着剤を収容溝Ｊに収容できるため、二次電池と凸部の傾斜面との間に一定量以上の接着剤を安定的に保有することができる。特に、接着剤がゲルなどのように流動可能な状態である場合、凸部の傾斜面に沿って下方に流れる恐れがある。しかし、本発明の構成によれば、収容溝Ｊに接着剤が相当量収容できるため、殆どの接着剤が凸部の傾斜面の上部から離脱することを防止することができる。
【００８０】
一方、前記凸部の外側に形成された傾斜面は、収容溝Ｊが形成された部分を除いては、略均一な形態で形成される。したがって、二次電池１００は凸部の傾斜面に沿ってスムーズに最大限に下方に移動することができる。したがって、本発明のこのような構成によれば、二次電池１００が冷却プレート２００に最大限に密着するように構成することができる。
【００８１】
一方、前記二次電池１００は、上述したように電極組立体を収納する収納部Ｉと、パウチ外装材が熱融着などでシーリングされたシーリング部Ｓとを備える。このとき、収納部Ｉとシーリング部Ｓとは外側厚さ（図７の左右方向の長さ）が相異なり得る。すなわち、パウチ型二次電池１００の場合、収納部Ｉはシーリング部Ｓより通常厚く構成され、それによって収納部とシーリング部との間には段差が形成され得る。したがって、二次電池１００は、上下方向に立てられる場合、収納部の下部及び上部の相当部分がシーリング部によって覆われずに露出することができる。
【００８２】
このとき、前記二次電池１００は、このような収納部の下部のうち少なくとも一部が凸部の傾斜面に付着固定される。例えば、図６にＡ４で示された部分のように、二次電池１００の収納部の下部面と冷却プレート２００の凸部の傾斜面との間に接着剤Ｎが介在されることで、二次電池１００と冷却プレート２００とが相互接着固定できる。
【００８３】
本発明のこのような構成によれば、二次電池１００と冷却プレート２００との間の結合力をより強化することができる。すなわち、凸部の傾斜面は地面に平行な方向から所定角度傾いた形態で構成され、二次電池１００の上下方向の動き及び左右方向の動きをともに抑制することができる。したがって、このような凸部の傾斜面に二次電池１００が接着される場合、１つの接着構成で二次電池１００の上下方向及び左右方向の動きを最大限に制限することができる。
【００８４】
また、本発明のこのような構成によれば、左右方向に水平に置かれた冷却プレート２００と上下方向に垂直に立てられた二次電池１００との間で、最大限に広い接触面積を持たせることができる。したがって、二次電池１００と冷却プレート２００との間の接着力を安定的に確保し、両者間の熱伝達効率を効果的に増大させることができる。
【００８５】
さらに、このような二次電池１００の収納部の下部面と冷却プレート２００の凸部の傾斜面とを熱伝導性接着剤を通じて接着する場合、二次電池１００と冷却プレート２００との間の熱伝達効率をさらに向上させることができる。
【００８６】
望ましくは、少なくとも一部の凸部は、左側上部面と右側上部面とに異なる二次電池１００がそれぞれ付着固定される。例えば、冷却プレート２００の凸部は、図７に示されたように、上端頂点を中心に左側と右側とにそれぞれ傾斜面Ｄ１、Ｄ２が形成されるように構成される。特に、左側傾斜面Ｄ１と右側傾斜面Ｄ２とは傾斜方向は逆であるが、角度の絶対値は同一であり、傾斜面の長さも同一に構成され得る。
【００８７】
このような構成において、凸部の左側傾斜面Ｄ１と右側傾斜面Ｄ２とには異なる二次電池１００が付着固定される。例えば、図７に示された構成において、凸部の左側傾斜面には左側の二次電池１００であるＣ１の収納部の右側下部面が接着され、凸部の右側傾斜面には右側の二次電池１００であるＣ２の収納部の左側下部面が接着され得る。
【００８８】
この場合、１つの凸部Ｐを基準に隣接する２つの二次電池１００が相互接着固定され得る。したがって、本発明のこのような構成によれば、少ない個数の凸部Ｐで多くの個数の二次電池１００を付着固定することができる。例えば、バッテリーモジュールに偶数個の二次電池１００が含まれた場合、二次電池１００の全体個数の半分（１／２）の個数の凸部が冷却プレート２００に形成され得る。例えば、図３に示された構成のように、バッテリーモジュールに１２つの二次電池１００が含まれた場合、６つの凸部が冷却プレート２００に備えられ得る。また、二次電池１００がバッテリーモジュールに奇数個含まれた場合、前記凸部は二次電池１００の全体個数の半分（１／２）より１つ多い個数で冷却プレート２００に形成され得る。このような構成の場合、すべての二次電池１００を冷却プレート２００の凸部に付着固定することができる。
【００８９】
一方、前記二次電池１００は、各辺にシーリング部を備える。このとき、二次電池１００のシーリング部は折り畳まれ得る。特に、二次電池１００は下部シーリング部及び上部シーリング部が折り畳まれ得る。本発明のこのような構成によれば、シーリング部が折り畳まれることでバッテリーモジュールの全体的な大きさを減らし、特に二次電池１００の収納部と冷却プレート２００との間の距離を減らすことができる。
【００９０】
特に、二次電池１００は、下部シーリング部が凸部と逆方向に折り畳まれ得る。例えば、図６の構成において、二次電池Ｃ１は、右側下部に冷却プレート２００の凸部が位置して、収納部の右側下部面が凸部の傾斜面に付着され得る。このとき、二次電池Ｃ１の下部シーリング部は、凸部と逆方向である左側方に折り畳まれ得る。また、二次電池Ｃ２は、左側下部に冷却プレート２００の凸部が位置して、シーリング部は二次電池Ｃ２が付着された凸部と逆方向である右側方に折り畳まれ得る。
【００９１】
本発明のこのような構成によれば、二次電池１００の収納部と冷却プレート２００との間に折畳部が介在されず、少なくとも一部分で相互直接接触することができる。したがって、収納部から発生する熱を冷却プレート２００に効果的に伝達するようにできる。また、本発明のこのような構成によれば、冷却プレート２００に対する二次電池１００の固定力を安定的に確保することができる。
【００９２】
さらに、二次電池１００のシーリング部は１回以上折り畳まれる。例えば、二次電池１００の下部シーリング部は、図６などに示されたように、２回折り畳まれ得る。特に、シーリング部が複数回折り畳まれた構成によれば、シーリング部の融着部分を通じて二次電池１００の内部に水分など異物が浸透するか、または、二次電池１００の内部から電解液が漏れることをより効果的に防止することができる。
【００９３】
前記実施例のように、二次電池１００の下部シーリング部が折り畳まれた場合、折り畳まれた下部シーリング部は、冷却プレート２００で凸部によって凹状に形成された部分に収容される。
【００９４】
例えば、冷却プレート２００に複数の凸部が形成された場合、このような凸部の間には図７にＧで示された部分のように、下方に凹んだ凹部が形成され得る。このとき、二次電池１００の折り畳まれた下部シーリング部は、このような凹部Ｇに収容され得る。
【００９５】
また望ましくは、最外側の二次電池１００は、シーリング部が内側に折り畳まれる。例えば、図３の構成に示されたように、バッテリーモジュールに含まれた二次電池１００のうち最も右側に位置した二次電池は、上部及び下部シーリング部が内側である左側方に折り畳まれ得る。そして、バッテリーモジュールに含まれた二次電池のうち最も左側に位置した二次電池は、上部及び下部シーリング部が内側である右側方に折り畳まれ得る。
【００９６】
本発明のこのような構成によれば、冷却プレート２００の外側凸部に、二次電池１００のシーリング部ではなく、収納部が付着されるようにすることで、最外側二次電池１００と冷却プレート２００との間の固定力を強化することができる。また、シーリング部がバッテリーモジュールの外側に露出しないようにすることで、シーリング部を通じて最外側二次電池１００の内部に水分や各種の異物が浸透することを防止することができる。
【００９７】
一方、上述した多くの実施例では、二次電池１００が冷却プレート２００の凸部のみに付着される構成を主に示したが、本発明はこのような実施例に限定されない。
【００９８】
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の下部構成の一部分を拡大して示した図である。具体的に、図８は図３のＡ３部分に対する他の例であると言える。
【００９９】
図８を参照すれば、接着剤は、冷却プレート２００の凸部の上部面、すなわち傾斜面だけでなく、凸部の垂直面にも備えられ得る。また、接着剤は、冷却プレート２００で凸部以外の部分、例えば凸部の間の凹部Ｇの少なくとも一部にも備えられ得る。したがって、二次電池１００は、収納部とともにシーリング部も冷却プレート２００に接着されるように構成され得る。
【０１００】
本発明のこのような構成によれば、接着剤を通じた二次電池１００と冷却プレート２００との間の接触面積が増加するため、二次電池１００と冷却プレート２００との間の結合力が向上し、熱伝達効率が増大できる。さらに、二次電池１００と冷却プレート２００との間の熱伝達経路からより多くの部分の空気層が除去されることで、空気層による熱抵抗が一層減少できる。また、冷却プレート２００に接着剤を塗布するとき、傾斜面のみに塗布せず、冷却プレート２００の上部面全体を塗布すれば良いため、接着剤などの塗布工程性を向上させることができる。
【０１０１】
特に、本発明の構成によれば、凸部に形成された収容溝Ｊによって、上方に突出している凸部にも一定量以上の接着剤が安定的に位置されるため、凸部Ｐより低い凹部Ｇに接着剤が過剰に集中することを防止することができる。
【０１０２】
図９は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュールの下部構成の一部分を拡大して示した図である。具体的に、図９は図３のＡ３部分に対する他の例であると言える。ここでは、上述した実施例の説明が同様に適用される部分に対しては詳細な説明を省略し、相違する部分を主に説明する。
【０１０３】
図９を参照すれば、前記冷却プレート２００は、Ｑで示したように、上面のうち少なくとも一部に電気絶縁層がコーティングされる。前記電気絶縁層は、電気絶縁性物質からなるコーティング層であって、冷却プレートの上部表面に備えられ得る。このような電気絶縁層は、粉体塗装、メッキ、絶縁シートなど多様な形態で形成され得る。
【０１０４】
本発明のこのような構成によれば、電気絶縁層Ｑによって二次電池と冷却プレートとの間の電気的絶縁性を安定的に確保することができる。特に、二次電池の下部シーリング部のうち折り畳まれた部分でクラックが発生するか又はシーリング部端部の金属層が露出して冷却プレートに接触しても、電気絶縁層Ｑによってバッテリーモジュールの内部短絡が発生することを防止し、バッテリーモジュールの耐電圧性能を確保することができる。
【０１０５】
特に、このような電気絶縁層Ｑは、冷却プレートの凸部傾斜面のうち収容溝Ｊが形成された部分以外の部分にコーティングされる。すなわち、電気絶縁層は、冷却プレートの凸部にコーティングされるが、収容溝Ｊが形成された部分にはコーティングされない形態で備えられ得る。
【０１０６】
本発明のこのような構成によれば、電気絶縁層Ｑを通じてバッテリーモジュールの耐電圧性能を安定的に確保しながらも、収容溝Ｊが形成された部分には電気絶縁層を備えず、接着剤を通じて二次電池の熱が冷却プレートに直接伝達されるようにすることができる。したがって、この場合、冷却性能の低下を最小化しながら、バッテリーモジュールの耐電圧性能を向上させることができる。
【０１０７】
図１０は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュールの下部構成の一部分を拡大して示した図である。具体的に、図１０は図３のＡ３部分に対するさらに他の例であると言える。ここでは、上述した実施例の説明が同様に適用される部分に対しては詳細な説明を省略し、相違する部分を主に説明する。
【０１０８】
図１０を参照すれば、前記冷却プレート２００は、Ｋで表示された部分のように、遮断壁を備えることができる。
【０１０９】
前記遮断壁Ｋは、冷却プレートの上面から上方に突出するように形成され得る。そして、前記遮断壁は、接着剤の下方への移動を遮断することができる。例えば、図１０において、左側遮断壁Ｋはその右側に位置した接着剤が左側に移動することを遮断し、右側遮断壁Ｋはその左側に位置した接着剤が右側に移動することを遮断することができる。
【０１１０】
特に、前記遮断壁Ｋは、冷却プレートの凸部Ｐに備えられて、接着剤が凸部以外の部分、例えば凹部Ｇに流れ落ちることを遮断することができる。また、前記遮断壁Ｋは、冷却プレートの傾斜面に備えられて、接着剤が傾斜面に沿って流れることを防止することができる。
【０１１１】
本発明のこのような構成によれば、冷却プレートに凸部、特に傾斜面が形成された凸部が存在するとき、このような凸部に接着剤を安定的に位置させることができる。したがって、この場合、接着剤による二次電池と冷却プレートとの間の接着性及び熱伝達性能を確実に確保することができる。
【０１１２】
より望ましくは、前記遮断壁Ｋは、冷却プレートに形成された凸部の傾斜面のうち収容溝が形成された位置より低い位置に形成され得る。すなわち、図１０に示された凸部には２つの遮断壁が備えられ、このような２つの遮断壁は凸部の両端に備えられている。そして、収容溝Ｊは凸部の間に位置している。このとき、２つの遮断壁は何れも傾斜面で３つの収容溝Ｊが形成された位置より低い位置に備えられている。このような構成によれば、接着剤を収容溝Ｊにより容易に収容できるため、収容溝による接着剤の保有性能を一層向上させることができる。
【０１１３】
図１１は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュールの下部構成の一部分を拡大して示した図である。具体的に、図１１は図３のＡ３部分に対するさらに他の例であると言える。ここでは、上述した実施例の説明が同様に適用される部分に対しては詳細な説明を省略し、相違する部分を主に説明する。
【０１１４】
図１１を参照すれば、前記収容溝Ｊは、上下方向、すなわち地面に垂直な方向と平行ではなく、そこから所定角度傾いた形態で構成される。特に、前記収容溝Ｊは、冷却プレートの凸部の傾斜面の傾き方向と同じ方向に傾くように構成され得る。ここで、同じ方向とは、前記収容溝の傾き角度が傾斜面の傾き角度と同じであることを意味せず、収容溝が凸部の傾斜面の傾いた方向と同じく左側または右側に傾いていることを意味すると言える。すなわち、図１１には、凸部の左側部と右側部にそれぞれ傾斜面が形成され、各傾斜面には２つの収容溝Ｊが形成されている。このとき、左側傾斜面は上端が右側方に向かうように傾き、右側傾斜面は上端が左側方に向かうように傾いている。このような凸部の形態で、２つの左側収容溝は左側傾斜面と同じく上端が右側方に向かうように傾き得る。すなわち、左側収容溝は、上端が下端より右側に位置するように構成され得る。一方、２つの右側収容溝は右側傾斜面と同じく上端が左側方に向かうように傾いている。すなわち、右側収容溝は、上端が下端より左側に位置するように構成され得る。
【０１１５】
本発明のこのような構成によれば、収容溝Ｊの接着剤収容性能をより向上させることができる。すなわち、接着剤Ｎが凸部の傾斜面に塗布される過程で凸部の傾斜面に沿って流れ落ちることがあり得るが、前記構成によれば、収容溝Ｊの形態が接着剤の流れ方向に沿って形成されるため、収容溝Ｊの内部に接着剤をよりスムーズに収容することができる。
【０１１６】
図１２は本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールに含まれる二次電池１００の構成を概略的に示した右側面図であり、図１３は図１２の二次電池１００に対する分離斜視図である。
【０１１７】
図１２及び図１３を参照すれば、本発明によるバッテリーモジュールの二次電池１００は、３面がシーリングされる形態で構成される。すなわち、パウチ型二次電池１００は、図１２に示されたように、右側から左側に眺めたとき、４つの辺を有する方形状で構成され得る。ここで、４つの各辺は、図面に示されたように、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３及びＥ４で示すようにする。このとき、４つの辺のうち３つの辺、すなわちＥ１、Ｅ２及びＥ３はシーリングされ、残り１つの辺であるＥ４はシーリングされないように構成され得る。
このとき、二次電池１００は、図１３に示されたように、左側パウチ１２１と右側パウチ１２２とで構成されるが、左側パウチ１２１と右側パウチ１２２とは物理的に分離された形態ではなく、一部分が結合している形態で構成され得る。すなわち、図１３において、左側パウチ１２１の一辺であるＥ４と右側パウチ１２２の一辺であるＥ４’とは連結された形態で製造され得る。そして、このような左側パウチ１２１のＥ４辺と右側パウチ１２２のＥ４’辺とは相互連結された部分を中心に折り畳まれるように構成され得る。言い換えれば、左側パウチ１２１と右側パウチ１２２とは一辺が連結された状態で回転して折り畳まれる形態で構成され得る。
【０１１８】
そして、左側パウチ１２１と右側パウチ１２２との収納部に電極組立体が収納されれば、相互連結されていない３つの辺、すなわち左側パウチ１２１のＥ１〜Ｅ３辺と右側パウチ１２２のＥ１’〜Ｅ３ ’辺とが相互熱融着などの方式でシーリングされ得る。
【０１１９】
本発明のこのような実施例の場合、パウチ外装材でシーリングされずに折り畳まれる辺であるＥ４は、シーリングされる辺であるＥ１〜Ｅ３に比べて狭い幅で構成され得る。したがって、Ｅ４辺の部分は、他の辺に比べて収納部が二次電池１００の外周部と近く構成され得る。
【０１２０】
図１４は図１２に示された二次電池１００を含むバッテリーモジュールの構成を示した斜視図であり、図１５は図１４の正面図である。以下、上述した実施例の説明が同様に適用される部分に対しては詳細な説明を省略し、相違する部分を主に説明する。
【０１２１】
図１４及び図１５を参照すれば、バッテリーモジュールにおいて、二次電池１００はシーリングされない１つの辺が下部に位置して、冷却プレート２００の上部面に付着されるように構成される。例えば、二次電池１００は、図１２の構成でＥ４で示された部分の辺が下部に位置することで、このようなＥ４辺が冷却プレート２００の上部面に載置されて接触されるように構成され得る。
【０１２２】
本発明のこのような構成によれば、二次電池１００の収納部と冷却プレート２００とをより近く位置させることができる。すなわち、シーリングされない辺はシーリングされる辺に比べて短く構成されるため、収納部に収納された電極組立体と冷却プレート２００とをより近く位置させることができる。また、シーリングされない辺Ｅ４の場合、幅が狭くて折り畳まれる必要がないため、折り畳まれたシーリング部が二次電池の収納部と冷却プレートとの間に介在される構成にしなくても良い。したがって、電極組立体から発生した熱を冷却プレート２００により迅速且つ円滑に伝達できる。
【０１２３】
特に、このような実施例によれば、二次電池１００の下部をより広い面積で冷却プレート２００の上部面に付着させることができる。これについては、図１６を参照してより具体的に説明する。
【０１２４】
図１６は、図１５のＡ６部分に対する拡大図である。
【０１２５】
図１６を参照すれば、二次電池１００は、下部が左右方向の中心線を基準に左側と右側ともに冷却プレート２００の上部面に接触するように構成される。すなわち、上下方向に立てられた形態の二次電池１００に対して左右方向の中心線をＦとするとき、二次電池１００の下部面はＦ線の左側と右側とで冷却プレート２００の上部面に接触され得る。言い換えれば、図１６の構成で、二次電池の左側パウチと右側パウチは全て冷却プレートの上部面に接触され得る。より具体的に、図１６で左側パウチは左側凸部の右側傾斜面に付着され、右側パウチは右側凸部の左側傾斜面に付着され得る。
【０１２６】
ここで、収容溝Ｊは、冷却プレートで左側パウチが付着される部分と右側パウチが付着される部分とに全て形成され得る。すなわち、図１６に示されたように、収容溝は、左側パウチが付着される左側凸部の右側傾斜面と、右側パウチが付着される右側凸部の左側傾斜面とに全て形成され得る。
【０１２７】
この場合、二次電池１００側から発生した熱は、矢印Ａ７で示したように、左側下部面と右側下部面の両方を通じて冷却プレート２００に伝達できる。したがって、本発明のこのような構成によれば、二次電池１００と冷却プレート２００との間の接触面積が増加して熱伝達効率を向上させることができる。
【０１２８】
また、このような構成において、二次電池１００の左側下部面と右側下部面の下部には接着剤が備えられ、冷却プレート２００と接着され得る。したがって、二次電池１００と冷却プレート２００との間の固定力をさらに向上させることができる。
【０１２９】
一方、上記のような二次電池１００の構成において、シーリングされない辺であっても、収納部から若干下方に突出するように構成され得る。したがって、前記冷却プレート２００は、シーリングされない辺が挿入されるように、図１６にＨで示したように、スリットが形成され得る。そして、このようなスリットは、冷却プレート２００において前後方向に長く形成され得る。
【０１３０】
前記パウチ型二次電池１００は、横たわった状態で上部から下方に眺めたとき、略長方形状で構成される。このとき、パウチ型二次電池１００の外周部は、２つの長辺及び２つの短辺を備えると言える。例えば、図１２及び図１３を参照すれば、パウチ型二次電池１００は、外周部で４つの辺Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を有するが、そのうち２つの辺Ｅ１、Ｅ３は短く、残り２つ辺Ｅ２、Ｅ４は相対的に長い。このとき、パウチ型二次電池１００は、２つの長辺Ｅ２、Ｅ４のうち少なくとも１つの長辺が冷却プレート２００に付着固定されるように構成され得る。例えば、図１２及び図１３に示された構成において、多数のパウチ型二次電池１００が上下方向に立てられた形態で左右方向に積層されるが、それぞれの二次電池１００は２つの長辺Ｅ２、Ｅ４が上部側と下部側に位置し、２つの短辺Ｅ１、Ｅ３が前方側と後方側に位置するように構成され得る。そして、それぞれの二次電池１００下部の長辺Ｅ４は、接着剤や接着テープなどで冷却プレート２００に付着され得る。
【０１３１】
本発明のこのような実施例によれば、二次電池１００外周部の長辺部分が冷却プレート２００に接着されることで、接着による固定力をより向上させることができる。また、二次電池１００と冷却プレート２００とがより広い面積で直接接触することで、二次電池１００と冷却プレート２００との間の熱伝達効率をより向上させることができる。さらに、パウチ型二次電池１００の短辺には電極リード１１２が突出し得るため、このような短辺部分に接着剤が塗布されるより長辺部分に接着剤が塗布された方が良い。
【０１３２】
また、前記二次電池１００は、広い面が相互対面接触するように積層される。例えば、図３及び図１５に示されたように、二次電池１００が左右方向に積層配置されるとき、各二次電池１００の広い面、すなわち収納部の外側面は左右方向に位置し、それぞれの収納部の外側面は隣接する二次電池１００の収納部の外側面と対面接触するように構成され得る。
【０１３３】
本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュールの小型化及び軽量化を容易に達成することができる。さらに、本発明の一態様によれば、すべての二次電池１００は下部に位置した冷却プレート２００と直接熱交換することができる。したがって、従来のバッテリーモジュールの構成のように、二次電池１００の間に冷却フィンを設けなくても良い。したがって、本発明によるバッテリーモジュールは、二次電池１００同士が直接対面接触でき、それによってコンパクトで軽く、簡単な構造を成すことができる。
【０１３４】
一方、収容溝Ｊは、上述した構成の外にも他の多様な形態で構成され得る。
【０１３５】
図１７は、本発明の他の実施例による収容溝の構成を概略的に示した図である。具体的に、図１７は図１５のＡ６部分に対する他の変形例であると言える。
【０１３６】
図１７を参照すれば、収容溝Ｊは下部に行くほど幅が広くなるように形成された部分を有する。すなわち、図１７において、収容溝は、上端に入口が形成され、該入口を通じて内部に接着剤Ｎが引き込まれ得る。このとき、収容溝の上端入口は他の部分、例えば収容溝の中央部分より広く構成され得る。
【０１３７】
本発明のこのような構成によれば、図１７で収容溝の入口のように収容溝Ｊで狭く形成された部分によって、接着剤Ｎが収容溝の外部に流出し難くなる。したがって、この場合、収容溝の接着剤保有性能をより向上させることができる。
【０１３８】
一方、上述した多くの実施例では、二次電池が接着剤を通じて冷却プレートに付着固定される構成を中心に説明したが、本発明がこれらに限定されることはない。
【０１３９】
図１８は、本発明の他の実施例による二次電池１００と冷却プレート２００との付着構成を概略的に示した図である。具体的に、図１８は図３のＡ３部分に対する他の実施例であると言える。
【０１４０】
図１８を参照すれば、前記二次電池１００は、両面接着テープＴを通じて冷却プレート２００に付着される。すなわち、二次電池１００と冷却プレート２００との間には、両面接着テープＴが介在され、このような両面接着テープＴに二次電池１００と冷却プレート２００とが付着されることで、二次電池１００と冷却プレート２００とは相互接着固定され得る。
【０１４１】
このとき、両面接着テープＴは、フィルム状で構成されて両表面に接着層Ｔ２、Ｔ３を備える。そして、上面に二次電池１００の下面が接着され、下面に冷却プレート２００の上面が接着され得る。このような両面接着テープＴは、形状を維持して剛性を一定水準以上確保するため、接着層Ｔ２と接着層Ｔ３との間に基材層Ｔ１を備える。例えば、前記両面接着テープＴは、ＰＥフォームまたはアクリルフォームなどの材質から構成された基材層Ｔ１の両面に接着層Ｔ２、Ｔ３がコーティングされた形態で構成され得る。
【０１４２】
本発明のこのような構成によれば、両面接着テープＴを二次電池１００または冷却プレート２００の表面の所望の部分に位置させる工程が容易であり、粘着剤が流れる問題なども防止できる。また、基材層Ｔ１をフォーム材質などから構成する場合、バッテリーモジュールに衝撃または振動などが加えられる場合、基材層Ｔ１が衝撃または振動を少なくても一部吸収して二次電池１００の破損を減らすことができる。
【０１４３】
本発明によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュールを１つ以上含むことができる。また、本発明によるバッテリーパックは、このようなバッテリーモジュールの外に、このようなバッテリーモジュールを収納するためのパックケース、バッテリーモジュールの充放電を制御するための各種の装置、例えばＢＭＳ、電流センサ、ヒューズなどをさらに含むことができる。
【０１４４】
本発明によるバッテリーモジュールは、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され得る。すなわち、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーモジュールを含むことができる。特に、電気自動車のようにバッテリーから駆動力を得る自動車の場合、バッテリーモジュールの冷却性能は非常に重要である。したがって、このような自動車に本発明によるバッテリーモジュールが適用される場合、効果的な冷却性能によって安定的で安全なバッテリーモジュールを提供することができる。
【０１４５】
以上のように、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。
【０１４６】
一方、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われた場合、このような用語は相対的な位置を示すものであり、説明の便宜上使われたものであるだけで、対象になる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ろう。
【符号の説明】
【０１４７】
１００  パウチ型二次電池
１１０  電極組立体
１１１  電極タブ
１１２  電極リード
１２０  パウチ外装材
１２１  左側パウチ
１２２  右側パウチ
２００  冷却プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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