(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、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が形成され、上下方向に立てられた形態で左右方向に配列され、下部シーリング部が折り畳ま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、上部表面から上方に凸状に形成されて前記二次電池の収納部の下部が付着される凸部が２つ以上備えられ、前記凸部の間に位置して上方に突設されて前記二次電池の折り畳まれた下部シーリング部を上方に支持する折畳支持部が備えられた冷却プレートを含む。
2019508846.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、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が形成され、上下方向に立てられた形態で左右方向に配列され、下部シーリング部が折り畳ま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、上部表面から上方に凸状に形成されて前記二次電池の収納部の下部が付着される凸部が２つ以上備えられ、前記凸部の間に位置して上方に突設されて前記二次電池の折り畳まれた下部シーリング部を上方に支持する折畳支持部が備えられた冷却プレート；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】
前記二次電池は、前記収納部の下部面の少なくとも一部が接着剤を用いて前記凸部の上部面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】
前記二次電池は、前記収納部の下部面の少なくとも一部が両面に接着層を備える両面接着テープを用いて前記凸部の上部面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５】
前記折畳支持部は、前記下部シーリング部の折り畳まれた部分を前記収納部の下部面に接触させるように構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６】
前記凸部は、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を形成し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７】
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がそれぞれ付着固定された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。
【請求項８】
前記凸部と前記折畳支持部とは、前記冷却プレートの上面で前記二次電池の配列方向に沿って交互に配置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９】
前記冷却プレートの両端に立てられた形態で相互対向して配置された２つの側面プレート；及び横たわった形態で前記冷却プレートと対向して配置され、両端が前記２つの側面プレートの上端に連結された上部プレートをさらに含む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１０】
前記冷却プレートは、前記２つの側面プレート及び前記上部プレートと管状で一体的に形成されたことを特徴とする請求項９に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１１】
前記冷却プレートには、前後方向に凹凸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１２】
前記冷却プレートは、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１３】
請求項１〜請求項１２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１４】
請求項１〜請求項１２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日付けで出願された韓国特許出願第１０−２０１６−０１０５０５６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、その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、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が形成され、上下方向に立てられた形態で左右方向に配列され、下部シーリング部が折り畳ま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、上部表面から上方に凸状に形成されて前記二次電池の収納部の下部が付着される凸部が２つ以上備えられ、前記凸部の間に位置して上方に突設されて前記二次電池の折り畳まれた下部シーリング部を上方に支持する折畳支持部が備えられた冷却プレートを含む。
【００１５】
ここで、前記二次電池は、前記収納部の下部面の少なくとも一部が接着剤を用いて前記凸部の上部面に付着固定され得る。
【００１６】
また、前記接着剤は、熱伝導性接着剤であり得る。
【００１７】
また、前記二次電池は、前記収納部の下部面の少なくとも一部が両面に接着層を備える両面接着テープを用いて前記凸部の上部面に付着固定され得る。
【００１８】
また、前記折畳支持部は、前記下部シーリング部の折り畳まれた部分を前記収納部の下部面に接触させるように構成され得る。
【００１９】
また、前記凸部は、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を形成し得る。
【００２０】
また、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がそれぞれ付着固定され得る。
【００２１】
また、前記凸部と前記折畳支持部とは、前記冷却プレートの上面で前記二次電池の配列方向に沿って交互に配置され得る。
【００２２】
また、本発明によるバッテリーモジュールは、前記冷却プレートの両端に立てられた形態で相互対向して配置された２つの側面プレート；及び横たわった形態で前記冷却プレートと対向して配置され、両端が前記２つの側面プレートの上端に連結された上部プレートをさらに含み得る。
【００２３】
ここで、前記冷却プレートは、前記２つの側面プレート及び前記上部プレートと管状で一体的に形成され得る。
【００２４】
また、前記冷却プレートには、前後方向に凹凸が形成され得る。
【００２５】
また、前記冷却プレートは、上面のうち少なくとも一部が電気絶縁層でコーティングされ得る。
【００２６】
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。
【００２７】
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】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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短くなるため、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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されて、製造コストを節減することができる。
【００３４】
また、本発明の一態様によれば、冷却プレートに二次電池を直接的に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。
【００３５】
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。
【００３６】
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】
【００３７】
【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】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。
【図８】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】図３のＡ３’部分に対して、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１１】本発明の他の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正面図である。
【図１２】図１１のＡ８部分に対する拡大図である。
【図１３】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構成を概略的に示した図である。
【図１４】本発明の他の実施例による冷却プレートの構成を概略的に示した斜視図である。
【図１５】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一部構成を概略的に示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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のうち少なくとも一方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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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対して垂直に立てられた形態で左右方向に多数配列され得る。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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を介して二次電池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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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の上部面に直接的に表面接触した状態で固定され得る。
【００５７】
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。
【００５８】
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を用い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を用いて二次電池１００と冷却プレート２００とを相互に接着固定することができる。
【００５９】
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を用いて冷却プレート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。
【００６０】
また、二次電池１００と冷却プレート２００との間の距離を短くし、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。
【００６１】
望ましくは、前記接着剤は、熱伝導性接着剤である。
【００６２】
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を通じて二次電池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。
【００６３】
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。
【００６４】
図７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７は図３のＡ３部分に対する拡大構成の他の例であると言える。
【００６５】
図７を参照すれば、前記二次電池１００は、両面接着テープＴを用いて冷却プレート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とが相互に接着固定され得る。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
図８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８には接着剤を示していない。
【００７０】
図８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。そして、このような凸部Ｐの上部には、二次電池の収納部の下部が載置されて付着される。したがって、凸部Ｐは、二次電池の収納部を上方に支持することができる。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。
【００７１】
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によって二次電池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。
【００７２】
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。
【００７３】
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８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８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ないように構成され得る。
【００７４】
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増大でき、冷却性能を一層向上させることができる。
【００７５】
ここで、前記凸部の外側に形成された傾斜面は均一な形態で形成される。すなわち、前記凸部の傾斜面は曲面または凹凸形態ではなく、平面形態で形成されることで、二次電池１００が凸部の傾斜面に沿ってスムーズに最大限に下方に移動できるようにする。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。
【００７６】
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８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。
【００７７】
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とが相互に接着固定され得る。
【００７８】
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対して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。
【００７９】
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。
【００８０】
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用いて接着する場合、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。
【００８１】
また、二次電池１００は、二次電池１００の収納部の下部面の少なくとも一部が両面に接着層を備える両面接着テープを用いて凸部の上部面に付着固定される。例えば、図７に示されたように、両面接着テープは二次電池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付着され得る。さらに、このような両面接着テープは凸部の傾斜面に備えられても滑り落ちる恐れがないため、二次電池１００の収納部の下部と冷却プレート２００の傾斜面とにより容易に位置させることができる。
【００８２】
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８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。
【００８３】
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８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。
【００８４】
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が相互に接着固定され得る。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。
【００８５】
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。さらに、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、二次電池は冷却プレート２００と接する下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。
【００８６】
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。
【００８７】
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に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ことができる。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。
【００８８】
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、シーリング部が同一方向に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用いて二次電池１００の内部に水分などの異物が浸透するか、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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８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。
【００９１】
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。
【００９２】
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、シーリング部を用いて最外側二次電池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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
図９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。特に、後述する折畳支持部と折り畳まれたシーリング部との間にも接着剤が介在され得る。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。
【００９６】
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の上部面全体に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。
【００９７】
また、前記冷却プレート２００は、凸部Ｐの間に折畳支持部を備える。これについては、図１０を参照してより具体的に説明する。
【００９８】
図１０は、図３のＡ３’部分に対して、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。
【００９９】
図１０を参照すれば、前記冷却プレート２００は、２つ以上の凸部Ｐを備え、このような複数の凸部の間に、Ｒで示された部分のように、折畳支持部を備える。すなわち、冷却プレートには、凸部Ｐの突出した形態によって凸部の間に凹部Ｇが形成されるが、このような凹部は全体的に扁平に形成されず、少なくとも一部分が上方に突設されて折畳支持部を構成する。そして、このような折畳支持部Ｒは、図面にＳＦで示された部分のような二次電池の折り畳まれた下部シーリング部を上方に支持することができる。
【０１００】
ここで、折畳支持部Ｒが下部シーリング部の折り畳まれた部分ＳＦを上方に支持する構成は、折畳支持部と下部シーリング部の折り畳まれた部分とが直接接触した状態であるか、または、所定距離だけ離隔した状態であり得る。
【０１０１】
例えば、バッテリーモジュールが構成された状態で前記折畳支持部Ｒは、図６及び図７に示されたように、下部シーリング部の折り畳まれた部分と直接接触せず、所定距離だけ離隔して構成され得る。この場合、折畳支持部Ｒは、下部シーリング部の折り畳まれた部分と直接接触していないが、少なくとも折畳み状態が解けずに安定的に維持されるようにする。すなわち、折畳支持部Ｒは、二次電池が冷却プレートの上部に載置された状態で、下部シーリング部の折り畳まれた部分が下方に移動することを制限するため、下部シーリング部の折畳み状態が解けずにそのまま維持されるようにすることができる。また、前記折畳支持部Ｒは、二次電池を冷却プレートの上部に載置させる過程で、下部シーリング部を折り畳むか、または、折り畳まれた程度をより堅固にすることができる。
【０１０２】
したがって、本発明のこのような構成によれば、下部シーリング部の折畳み状態が解けて、シーリング部の端部に露出した金属層、例えばアルミニウム層が冷却プレートや他の二次電池に接触することを防止し、バッテリーモジュールの安全性を向上させることができる。
【０１０３】
他の例において、バッテリーモジュールが構成された状態で前記折畳支持部Ｒは、下部シーリング部の折り畳まれた部分と直接接触するように構成され得る。例えば、図９に示されたように、折畳支持部Ｒは、接着剤Ｎなどを用いて下部シーリング部と直接接触するように構成され得る。この場合、折畳支持部Ｒは、下部シーリング部の折畳み状態が解けないようにすることは勿論、下部シーリング部の折り畳まれた部分ＳＦが下方に動くことを完全に防止することができる。特に、接着剤が介在された場合、折畳支持部は、下部シーリング部の折り畳まれた部分を完全に固定させることで、下部シーリング部の折畳み状態が解けることを完璧に遮断しながら、二次電池の固定性を一層強化することができる。また、このような構成によれば、二次電池側の熱が下部シーリング部を用いて冷却プレート側により円滑に伝達されるようにすることができる。すなわち、二次電池は、収納部だけでなく、下部シーリング部を介しても冷却プレートと接触するため、二次電池と冷却プレートとの間の熱伝達経路がより広くなり、熱排出速度を向上させることができる。
【０１０４】
前記折畳支持部Ｒは、多くの図面に示されたように、１つが２つのシーリング部の折り畳まれた部分を支持するように構成される。例えば、図１０に示されたように、１つの折畳支持部は、中央部分が凸状に形成され、左側及び右側にそれぞれ傾斜面が形成され、これら傾斜面に異なる二次電池のシーリング部の折り畳まれた部分が位置するように構成され得る。すなわち、前記折畳支持部は、上方に行くほど上部の左右の幅が狭くなるように構成され得る。また、前記折畳支持部は、下部シーリング部の形態に対応するように、凸部と同様に、前後方向に長く延びた形態で形成され得る。
【０１０５】
望ましくは、前記折畳支持部は、下部シーリング部の折り畳まれた部分が収納部の下部面に接触するように構成される。これについては、図１１及び図１２を参照してより具体的に説明する。
【０１０６】
図１１は本発明の他の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正面図であり、図１２は図１１のＡ８部分に対する拡大図である。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。
【０１０７】
図１１及び図１２を参照すれば、折畳支持部Ｒは、下部シーリング部の折り畳まれた部分ＳＦが収納部の下部面に接触するように構成される。特に、図１２を見れば、二次電池の下部シーリング部で折り畳まれた部分の一部が二次電池の収納部Ｉの下部面に接触していることが分かる。そのため、前記折畳支持部は、上述した実施例より高く上方に突出するように構成され得る。例えば、図１０の実施例では、折畳支持部が凸部に比べて著しく低く構成されているが、本実施例では折畳支持部の高さと凸部の高さとに大した差がない。したがって、この場合、下部シーリング部の折り畳まれた部分は上側にさらに折り曲げられ、それによって折り畳まれた部分の上端が収納部の下面に接触し得る。
【０１０８】
本発明のこのような構成によれば、折畳支持部が大きくなることで冷却プレートの上下方向の厚さが厚くなって、冷却プレートの剛性を補強することができる。したがって、バッテリーモジュールの下側の衝撃に対する冷却プレートの保護性能をさらに向上させることができる。また、二次電池の熱が、折り畳まれたシーリング部と収納部との接触部を介しても冷却プレートに伝達できるため、バッテリーモジュールの冷却性能を一層向上させることができる。
【０１０９】
一方、前記凸部と前記折畳支持部とは、冷却プレートの上面で二次電池の配列方向に沿って交互に配置される。
【０１１０】
例えば、図１１に示された構成を参照すれば、前記冷却プレートは、左側から右側に、凸部、折畳支持部、凸部、折畳支持部、凸部、…が順次配置されるように構成され得る。
【０１１１】
このような構成では、二次電池と冷却プレートとの間の組立て工程を容易に実行でき、冷却プレートの構造を簡素化することができる。また、冷却プレートの厚さが薄くなる部分が増えることを防止して、冷却プレートの剛性を一定水準以上に確保することができる。
【０１１２】
また望ましくは、本発明によるバッテリーモジュールは、図１１に示されたように、側面プレート３００及び上部プレート４００をさらに含むことができる。
【０１１３】
前記側面プレート３００は、板状で構成され、冷却プレート２００の両端に立てられた形態で相互対向して配置される。例えば、図１１に示されたように、側面プレートは、二次電池積層体の積層方向の両端、すなわち左側と右側とにそれぞれ配置され得る。特に、前記側面プレートは、冷却プレートの左側端部と右側端部とで冷却プレートの平面方向に対して垂直になるように構成され得る。そして、側面プレートは、下端が冷却プレートに結合固定されるように構成され得る。
【０１１４】
前記上部プレート４００は、略板状で構成され、冷却プレートと同様に横たわった形態で構成される。また、前記上部プレートは、冷却プレートと所定距離だけ離隔した状態で冷却プレートと対向して配置され、両端が２つの側面プレートの上端に連結される。例えば、図１１の実施例において、上部プレートの左側端部と右側端部は、それぞれ左側側面プレートの上端と右側側面プレートの上端に結合固定され得る。
【０１１５】
前記側面プレートと前記上部プレートとは、冷却プレートとともにバッテリーモジュールのケースを構成する。したがって、バッテリーモジュール内部の構成要素、特に二次電池を、このような冷却プレート、側面プレート及び上部プレートによって外部衝撃や異物などから保護することができる。
【０１１６】
前記側面プレート及び上部プレートは、冷却プレートと同様に、金属材質から構成され得る。この場合、側面プレートと上部プレートは、ケースの一部として剛性が安定的に確保され、冷却機能も行うことができる。特に、前記側面プレートと上部プレートは、冷却プレートと同じ材質から構成され得る。
【０１１７】
一方、前記上部プレートは、二次電池の下部ではなく上部に位置する点で冷却プレートと相違するが、冷却プレートの多くの構成が同様に適用され得る。例えば、上部プレートは、図１１に示されたように、上部凸部Ｐ’及び／または上部折畳支持部Ｒ’を備えることができる。ここで、上部凸部Ｐ’は、冷却プレートの凸部Ｐに対応する構成であって、下方に凸って形成されて二次電池の収納部に対応する形態で形成され得る。また、上部折畳支持部Ｒ’は、冷却プレートの折畳支持部Ｒに対応する構成であって、上部凸部Ｐ’の間から下方に突設されて上部シーリング部の折り畳まれた部分を下方に支持し、上部シーリング部の折畳み状態が維持されるようにすることができる。
【０１１８】
望ましくは、前記冷却プレート２００は、２つの側面プレート３００及び上部プレート４００と管状で一体的に形成される。
【０１１９】
例えば、図１１の構成において、冷却プレート２００、２つの側面プレート３００及び上部プレート４００は別に製造され、その後に結合された構成ではなく、押出などの方式で最初から一体化した形態で構成され得る。この場合、冷却プレート２００、２つの側面プレート３００及び上部プレート４００は全て同じ材質から形成され、管状で構成され得る。
【０１２０】
図１３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構成を概略的に示した図である。
【０１２１】
図１３を参照すれば、バッテリーモジュールは、冷却プレート２００、２つの側面プレート３００及び上部プレート４００が一体化した形態で形成されたモジュールケースを備えることができる。すなわち、図１３の実施例において、モジュールケースは、溶接、ボルト締め、フック締結など別途の結合構成を備えず、上部、下部、左側部及び右側部全てが全体的に一体化した形態で構成され得る。
【０１２２】
そして、モジュールケースは前端及び／または後端が開放され、このような開放端を通って二次電池の積層体が挿入される。すなわち、図１３において、二次電池１００の積層体は、矢印Ａ９で示したように、モジュールケースの前方開放端から、冷却プレート、側面プレート及び上部プレートで限定されたモジュールケースの内部空間に摺動され得る。
【０１２３】
本発明のこのような構成によれば、冷却プレートと側面プレートと上部プレートとの間に別途の結合構成が存在せず、最初から一体化した形態で形成されるため、モジュールケースの製造工程が容易になり、製造時間が短縮され、モジュールケースの剛性を効果的に向上させることができる。
【０１２４】
また望ましくは、前記冷却プレートには、前後方向に凹凸が形成される。これについては、図１４を参照してより具体的に説明する。
【０１２５】
図１４は、本発明の他の実施例による冷却プレートの構成を概略的に示した斜視図である。ここでは、上述した実施例と相違する部分のみを説明する。
【０１２６】
図１４を参照すれば、前記冷却プレートは、Ｖで示したように、上部に保持溝が形成される。このような保持溝Ｖは、冷却プレートの上部表面から下方に所定深さほど凹んだ形態で形成され得る。さらに、前記保持溝Ｖは、前後方向に凹凸を形成するように構成され得る。すなわち、前記保持溝は、バッテリーモジュールの前後方向に凸状及び／または凹状が形成されるように構成され得る。
【０１２７】
このような構成の場合、前記保持溝Ｖには接着剤が保持される。すなわち、冷却プレートの上部面と二次電池との間には接着剤が介在され得るが、保持溝が形成された部分では保持溝により多くの接着剤が存在できる。したがって、この場合、保持溝に収容された接着剤によって、二次電池と冷却プレートとの間の接着性能をより安定的に確保することができる。
【０１２８】
特に、上述したように、冷却プレート、側面プレート及び上部プレートが一体化した形態、すなわちモジュールケースが管状で形成された構成では、図１３に示されたように、二次電池がモジュールケースの前端開放部から後端方向に摺動され得る。このとき、冷却プレートの上部表面に予め塗布されていた接着剤が後端に押され得るが、前記保持溝Ｖは接着剤が後端に押され続けることを防止することができる。したがって、本発明のこのような構成によれば、接着剤による二次電池と冷却プレートとの間の接着力を一層強化させることができる。
【０１２９】
さらに、前記保持溝Ｖは、凸部に形成される。例えば、図１４に示されたように、保持溝Ｖは凸部Ｐの上部表面に形成され得る。冷却プレートは凸部で二次電池の収納部と接着固定され得るが、この場合、保持溝は凸部の上部表面に形成されて、二次電池の収納部と冷却プレートの凸部との間でより多くの接着剤を保持することができる。
【０１３０】
また望ましくは、前記冷却プレートは、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。これについては、図１５を参照してより具体的に説明する。
【０１３１】
図１５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一部構成を概略的に示した正面図である。以下、上述した実施例と相違する部分を主に説明する。
【０１３２】
図１５を参照すれば、冷却プレート２００の上部表面には、Ｑで示したように、電気絶縁層がコーティングされ得る。特に、このような電気絶縁層Ｑは、冷却プレートの凸部Ｐは勿論、折畳支持部Ｒにもコーティングされ得る。
【０１３３】
前記電気絶縁層Ｑ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ることができ、本発明が電気絶縁層の特定形成方式によって制限されることはない。
【０１３４】
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１００と冷却プレート２００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ことが防止でき、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することができる。
【０１３５】
一方、このような電気絶縁層Ｑは、冷却プレートだけでなく、上部プレートにも備えられ得る。すなわち、上部プレートの下部表面は電気絶縁層でコーティングされ得る。この場合、二次電池の下部及び上部ともに電気的絶縁性が確保され、バッテリーモジュールの耐電圧性能をより安定的に確保することができる。
【０１３６】
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１及び図５を参照すれば、パウチ型二次電池１００は、外周部で４つの辺を有するが、そのうち２つの辺は短く、残り２つの辺は相対的に長い。このとき、パウチ型二次電池１００は、２つの長辺のうち少なくとも一方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１及び図２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つの長辺が上部側と下部側に位置し、２つの短辺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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
また、前記二次電池１００は、広い面が相互に対面接触するように積層される。例えば、図３及び図１１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。
【０１３９】
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同士が直接的に対面接触でき、それによってコンパクトで軽く、簡単な構造を達成することができる。
【０１４０】
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み得る。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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】
【０１４４】
１００    二次電池
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
３００    側面プレート
４００    上部プレート
【図１】
2019508846.tif 000003
【図２】
2019508846.tif 000004
【図３】
2019508846.tif 000005
【図４】
2019508846.tif 000006
【図５】
2019508846.tif 000007
【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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【国際調査報告】
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