(57)【要約】  本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、少なくとも一つのバッテリーセルを含む複数のバッテリーセル組立体と、複数のバッテリーセル組立体を収容する下部ケースと、下部ケースの上側に装着され、複数のバッテリーセル組立体の上側の一部、前方の一部及び後方の一部を露出する上部ケースと、複数のバッテリーセル組立体の露出した一部を覆い、複数のバッテリーセル組立体の冷却のための相変化物質を備える冷却ユニットと、を含むことを特徴とする。
2019525393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーモジュールであって、
少なくとも一つのバッテリーセルを含む複数のバッテリーセル組立体と、
前記複数のバッテリーセル組立体を収容する下部ケースと、
前記下部ケースの上側に装着され、前記複数のバッテリーセル組立体の上側の一部、前方の一部及び後方の一部を露出する上部ケースと、
前記複数のバッテリーセル組立体の露出した一部を覆い、前記複数のバッテリーセル組立体の冷却のための相変化物質を備える冷却ユニットと、
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】
前記冷却ユニットは、
前記上部ケースに挿入され、前記複数のバッテリーセル組立体の露出した一部と接触するベースフレームと、
前記ベースフレームの上側に収容される前記相変化物質と、
前記相変化物質を密閉可能に前記ベースフレームの上側に装着されるカバーフレームと、
を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３】
前記ベースフレームは、
前記複数のバッテリーセル組立体の上側の一部を覆い、前記相変化物質を収容するための収容溝を備えるベースボディーと、
前記ベースボディーの両端部に備えられ、前記複数のバッテリーセル組立体の前方の一部及び後方の一部を覆うベースブリッジと、
前記ベースブリッジの間に備えられ、対向するバッテリーセル組立体を区画する区画ブリッジと、
を含む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】
前記区画ブリッジは、前記対向するバッテリーセル組立体の間に配置され、前記対向するバッテリーセル組立体と接触することを特徴とする請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
前記カバーフレームが、前記上部ケースの前後方向に沿って所定の長さで突出す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６】
前記冷却ユニットが複数備えられ、
前記複数の冷却ユニットは、前記上部ケースの左右方向に沿って相互所定の距離に離隔して配置され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。
【請求項７】
前記複数のバッテリーセル組立体は、
相互積層される複数のバッテリーセルと、
前記複数のバッテリーセルを覆うセルハウジングと、
前記セルハウジングの前方及び後方に装着され、前記複数のバッテリーセルと電気的に接続する一対のバスバーと、
前記一対のバスバーに各々装着され、前記複数のバッテリーセルの熱伝達のための一対の熱伝導パッドと、
を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８】
各々のバッテリーセルは、前記複数のバッテリーセル組立体の前後方向と平行な水平方向へ横たえられて配置されることを特徴とする請求項７に記載のバッテリーモジュール。
【請求項９】
前記複数のバッテリーセルは、円筒状の二次電池として備えられることを特徴とする請求項７に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１０】
前記セルハウジングは、
前記複数のバッテリーセルの前方を覆う前方ハウジングと、
前記複数のバッテリーセルの後方を覆う後方ハウジングと、
前記前方ハウジングと前記後方ハウジングとの間で前記複数のバッテリーセルを覆うボディーハウジングと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１１】
前記一対のバスバーは、各々、前記前方ハウジング及び前記後方ハウジングに装着される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】
少なくとも一つの、請求項１に記載のバッテリーモジュールと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールがスライド挿入されるケースビームと、
を含むことを特徴とするバッテリーパック。
【請求項１３】
前記ケースビームには、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールを冷却可能な冷却水が流動する冷却流路が備えられることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリーパック。
【請求項１４】
前記冷却ユニットは、前記冷却流路の近くで前記ケースビームに接触して配置されることを特徴とする請求項１３に記載のバッテリーパック。
【請求項１５】
少なくとも一つの、請求項１２に記載のバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車に関する。
【０００２】
本出願は、２０１７年３月１５日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００３２５７２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】
多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用器機のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＥＶ）またはハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＨＥＶ）などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が一切発生しないという点で環境に優しく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
【０００４】
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ〜４．６Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数の二次電池セルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーモパックに要求される充放電容量によって複数の二次電池セルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、前記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの個数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定することができる。
【０００５】
一方、複数の二次電池セルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックを構成する方法が通常である。
【０００６】
マルチモジュール構造のバッテリーパックは、複数の二次電池が狭い空間に密集する形態に製造されるため、各二次電池で発生する熱を容易に放出させることが重要となる。二次電池バッテリーの充電または放電の過程は、電気化学的反応によって行われるため、充放電過程で発生したバッテリーモジュールの熱が効果的に除去されなければ、熱蓄積が起こり、結果としてバッテリーモジュールの劣化が促進してしまい、場合によっては発火または爆発に繋がり得る。
【０００７】
そこで、高出力・大容量のバッテリーモジュール及びそれが取り付けられたバッテリーパックには、これに収納されているバッテリーセルを冷却する冷却装置が必須である。
【０００８】
通常、冷却装置としては、代表的に、空冷式と水冷式の二つが挙げられるが、漏電や二次電池の防水などの問題から、空冷式が水冷式よりも広く用いられている。
【０００９】
一つの二次電池セルによって生産可能な電力は大きくないため、商用化したバッテリーモジュールは、通常、モジュールケース内に複数のバッテリーセルを必要な分だけ積層してパッケージングする。そして、個々のバッテリーセルにおいて電気の生産過程で発生した熱を冷却して二次電池の温度を適正に維持するために、バッテリーセルの間々に冷却水の流入のための複数の冷却チューブを挿入し、冷却チューブへの冷却水の供給を円滑にするためのバッテリーモジュールに、冷却ポンプを装着する。
【００１０】
しかし、このような従来の水冷式の冷却構造を有するバッテリーモジュールにおいては、冷却水のための冷却チューブ及び冷却ポンプなどによってバッテリーモジュールにおけるバッテリーセルの容積率が減少するという問題がある。即ち、バッテリーモジュールのエネルギー密度が低下してしまう問題がある。
【００１１】
これに加え、このような従来の水冷式のバッテリーモジュールにおいては、冷却チューブ及び冷却ポンプなどの装着のための設計自体が難しいという問題がある。
【００１２】
そのため、エネルギー密度を向上させると共に、より簡便な冷却構造を有するバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することができる方案の模索が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エネルギー密度を向上させると共に、より簡便な冷却構造を有するバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することを目的とする。
【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、本発明は、バッテリーモジュールであって、少なくとも一つのバッテリーセルを含む複数のバッテリーセル組立体と、前記複数のバッテリーセル組立体を収容する下部ケースと、前記下部ケースの上側に装着され、前記複数のバッテリーセル組立体の上側の一部、前方の一部及び後方の一部を露出する上部ケースと、前記複数のバッテリーセル組立体の露出した一部を覆い、前記複数のバッテリーセル組立体の冷却のための相変化物質を備える冷却ユニットと、を含むことを特徴とするバッテリーモジュールを提供する。
【００１５】
前記冷却ユニットは、前記上部ケースに挿入され、前記複数のバッテリーセル組立体の露出した一部と接触するベースフレームと、前記ベースフレームの上側に収容される前記相変化物質と、前記相変化物質を密閉可能に前記ベースフレームの上側に装着されるカバーフレームと、を含み得る。
【００１６】
前記ベースフレームは、前記複数のバッテリーセル組立体の上側の一部を覆い、前記相変化物質を収容するための収容溝を備えるベースボディーと、前記ベースボディーの両端部に備えられ、前記複数のバッテリーセル組立体の前方の一部及び後方の一部を覆うベースブリッジと、前記ベースブリッジの間に備えられ、対向するバッテリーセル組立体を区画する区画ブリッジと、を含み得る。
【００１７】
前記区画ブリッジは、前記対向するバッテリーセル組立体の間に配置され、前記対向するバッテリーセル組立体と接触し得る。
【００１８】
前記カバーフレームは、前記上部ケースの前後方向に沿って所定の長さで突出し得る。
【００１９】
前記冷却ユニットが複数備えられ、前記複数の冷却ユニットは、前記上部ケースの左右方向に沿って相互所定の距離に離隔して配置され得る。
【００２０】
前記複数のバッテリーセル組立体は、相互積層される複数のバッテリーセルと、前記複数のバッテリーセルを覆うセルハウジングと、前記セルハウジングの前方及び後方に装着され、前記複数のバッテリーセルと電気的に接続する一対のバスバーと、前記一対のバスバーに各々装着され、前記複数のバッテリーセルの熱伝達のための一対の熱伝導パッドと、を含み得る。
【００２１】
各々のバッテリーセルは、前記複数のバッテリーセル組立体の前後方向と平行な水平方向へ横たえられて配置され得る。
【００２２】
前記複数のバッテリーセルは、円筒状の二次電池として備えられ得る。
【００２３】
前記セルハウジングは、前記複数のバッテリーセルの前方を覆う前方ハウジングと、前記複数のバッテリーセルの後方を覆う後方ハウジングと、前記前方ハウジングと前記後方ハウジングとの間で前記複数のバッテリーセルを覆うボディーハウジングと、を含み得る。
【００２４】
前記一対のバスバーは、各々、前記前方ハウジング及び前記後方ハウジングに装着され得る。
【００２５】
そして、本発明は、バッテリーパックとして、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーモジュールと、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールがスライド挿入されるケースビームと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
【００２６】
前記ケースビームには、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールを冷却可能な冷却水が流動する冷却流路が備えられ得る。
【００２７】
前記冷却ユニットは、前記冷却流路の近くで前記ケースビームに接触して配置され得る。
【００２８】
なお、本発明は、自動車として、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
以上のような多様な実施例によって、エネルギー密度を向上させると共に、より簡便な冷却構造を有するバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
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。
【００３１】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
【図２】図１のバッテリーパックにおいて、ケースビームのビームベースの一部を除いた図である。
【図３】図１のバッテリーパックのバッテリーモジュールを説明するための図である。
【図４】図３におけるバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【図５】図４におけるバッテリーモジュールのバッテリーセル組立体の斜視図である。
【図６】図５におけるバッテリーセル組立体の分解斜視図である。
【図７】図４におけるバッテリーモジュールの冷却ユニットの斜視図である。
【図８】図７における冷却ユニットの断面図である。
【図９】図７における冷却ユニットのベースボディーの斜視図である。
【図１０】図１におけるバッテリーパックの冷却過程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。
【００３３】
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図であり、図２は、図１のバッテリーパックにおいてケースビームのビームベースの一部を除いた図である。
【００３４】
図１及び図２を参照すれば、バッテリーパック１は、自動車の燃料源として、自動車に具備できる。例えば、前記バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車及びバッテリーパック１を燃料源として利用可能なその他の方式の自動車に備えられ得る。また、前記バッテリーパック１は、前記自動車のみならず、二次電池を用いる電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）などのその他の装置や器具及び設備などにも備えられ得る。
【００３５】
このような前記バッテリーパック１は、ケースビーム１０及びバッテリーモジュール５０を含み得る。
【００３６】
前記ケースビーム１０は、前記バッテリーパック１の外観を形成し、後述する少なくとも一つのバッテリーモジュール５０を収容し得る。ここで、後述する少なくとも一つのバッテリーモジュール５０は、前記ケースビーム１０にスライド挿入によって装着され得る。このようなスライド挿入については、下記の関連説明でより詳しく説明する。
【００３７】
前記ケースビーム１０は、ビームベース１２及びビームブリッジ１４を含み得る。
【００３８】
前記ビームベース１２は、前記ケースビーム１０の前後方向に沿って長く形成され、一対で備えられて相互左右方向へ所定の距離に離隔して配置され得る。このような前記一対のビームベース１２の内部には、後述のビームブリッジ１４のように冷却水が流動する冷却流路１５が備えられ得る。
【００３９】
前記ビームブリッジ１４は、前記一対のビームベース１２を連結し、複数が備され得る。前記複数のビームブリッジ１４は、前記ケースビーム１０の前後方向へ相互所定の距離に離隔して配置され得る。
【００４０】
前記複数のビームブリッジ１４の間には、後述の少なくとも一つ、本実施例の場合、複数のバッテリーモジュール５０がスライド挿入されて装着され得る。即ち、各々のバッテリーモジュール５０は、各々のビームブリッジ１４の間で左右方向に沿ってスライドされ、各々のビームブリッジ１４の間に固定して装着され得る。
【００４１】
各々のビームブリッジ１４には、冷却流路１５が形成され得る。
【００４２】
前記冷却流路１５は、前記ビームブリッジ１４の長手方向に沿って形成され、後述する少なくとも一つのバッテリーモジュール５０の前後に配置され得る。また、前記冷却流路１５は、前記ビームベース１２にも備えられるため、前記バッテリーモジュール５０を囲みながら配置され得る。
【００４３】
このような前記冷却流路１５には、後述する少なくとも一つのバッテリーモジュール５０を冷却可能な冷却水が流動し得る。前記冷却水は、前記ケースビーム１０に別に装着されるか、または前記ケースビーム１０に一体で装着可能な冷却水循環ユニット（図示せず）から循環供給され得る。
【００４４】
前記バッテリーモジュール５０は、少なくとも一つ、またはそれ以上の複数が備えられ得る。以下、本実施例においては、前記バッテリーモジュール５０が複数として備えられたことに限定して説明する。このような前記複数のバッテリーモジュール５０は、前記ケースビーム１０にスライド挿入して装着され得る。
【００４５】
前記複数のバッテリーモジュール５０の装着過程をより具体的に説明すれば、先ず、作業者などは、前記ケースビーム１０のいずれか一つのビームベース１２と前記複数のビームブリッジ１４とを結合し得る。
【００４６】
その後、前記作業者などは、前記複数のバッテリーモジュール５０を前記複数のビームブリッジ１４の間にスライド挿入し、前記複数のビームブリッジ１４の間に配置し得る。
【００４７】
前記複数のバッテリーモジュール５０のスライド挿入が完了すれば、前記作業者などは、前記ケースビーム１０の残りの一つのビームベース１２を装着し、前記ケースビーム１０に前記複数のバッテリーモジュール５０をパッケージングし得る。
【００４８】
このように、本実施例においては、前記複数のバッテリーモジュール５０が、前記ケースビーム１０に別のボルティング構造なくスライド挿入のみによって装着できるため、前記バッテリーパック１の製造効率が大幅向上する。
【００４９】
以下では、このような前記複数のバッテリーモジュール５０について詳しく説明する。
【００５０】
図３は、図１のバッテリーパックのバッテリーモジュールを説明するための図であり、図４は、図３におけるバッテリーモジュールの分解斜視図である。
【００５１】
図３及び図４を参照すれば、各々のバッテリーモジュール５０は、バッテリーセル組立体１００、下部ケース２００、上部ケース３００及び冷却ユニット５００を含み得る。
【００５２】
前記バッテリーセル組立体１００は、少なくとも一つまたはそれ以上の複数が備えられ得る。以下、本実施例においては、前記バッテリーセル組立体１００が複数として備えられたことに限定して説明する。
【００５３】
以下、前記複数のバッテリーセル組立体１００については、下記の図５及び図６を参照してより詳しく説明する。
【００５４】
図５は、図４におけるバッテリーモジュールのバッテリーセル組立体の斜視図であり、図６は、図５におけるバッテリーセル組立体の分解斜視図である。
【００５５】
図５及び図６を参照すれば、各々のバッテリーセル組立体１００は、バッテリーセル１１０、セルハウジング１３０、一対のバスバー１５０及び一対の熱伝導パッド１７０を含み得る。
【００５６】
前記バッテリーセル１１０は、円筒状の二次電池として備えられ得、少なくとも一つまたはそれ以上の複数が備えられ得る。以下、本実施例においては、前記バッテリーセル１１０が複数として備えられたことに限定して説明する。
【００５７】
前記複数のバッテリーセル１１０は、相互積層されるように配置され得る。具体的に、各々のバッテリーセル１１０は、前記複数のバッテリーセル組立体１００の前後方向と平行な水平方向へ横たえられて配置され得る。具体的に、前記複数のバッテリーセル１１０は、水平方向へ横たえられて配置されたまま、上下方向に沿って相互積層され得る。
【００５８】
本実施例においては、前記複数のバッテリーセル１１０が水平方向へ横たえられて配置されるため、前記バッテリーパック１が前記自動車に装着されるとき、通常、搭乗者の下部に配置される点を考慮すれば、前記複数のバッテリーセル１１０で発生し得る発火や爆発などのイベントの発生時、前記複数のバッテリーセル１１０の上側に位置する前記搭乗者の安全性が相対的にさらに確保される。
【００５９】
前記セルハウジング１３０は、前記複数のバッテリーセル１１０を覆うようためのものであって、前方ハウジング１３２、後方ハウジング１３４及びボディーハウジング１３６を含み得る。
【００６０】
前記前方ハウジング１３２は、前記複数のバッテリーセル１１０の前方を覆い得る。前記後方ハウジング１３４は、前記複数のバッテリーセル１１０の後方を覆い得る。
【００６１】
前記ボディーハウジング１３６は、前記前方ハウジング１３２と前記後方ハウジング１３４との間で前記複数のバッテリーセル１１０を覆い得る。具体的に、前記ボディーハウジング１３６は、前記複数のバッテリーセル１１０の上下及び両側面を覆い得、ハウジングカバー１３８及びハウジングベース１３９を含み得る。
【００６２】
前記ハウジングカバー１３８は、前記複数のバッテリーセル１１０の上側及び両側面を覆い得る。前記ハウジングベース１３９は、前記複数のバッテリーセル１１０の下側を覆い得る。
【００６３】
前記一対のバスバー１５０は、前記セルハウジング１３０の前方及び後方に各々装着され、前記複数のバッテリーセル１１０と電気的に接続し得る。前記一対のバスバー１５０のうちいずれか一つは、前記前方ハウジング１３２の前方に装着され、前記複数のバッテリーセル１１０の正極及び負極のいずれかの電極と電気的に接続し得る。前記一対のバスバー１５０のうち他の一つは、前記後方ハウジング１３４の後方に装着され、前記複数のバッテリーセル１１０の正極及び負極の他の一つの電極と電気的に接続し得る。
【００６４】
前記一対の熱伝導パッド１７０は、前記複数のバッテリーセル１１０の熱伝達のためのものであって、前記一対のバスバー１５０の前方及び後方に各々装着され得る。このような前記一対の熱伝導パッド１７０は、前記複数のバッテリーセル１１０の冷却時における冷却性能を向上させることができる。
【００６５】
また、前記図３及び図４を参照すれば、前記下部ケース２００は、前記複数のバッテリーセル組立体１００を収容し得る。このために、前記下部ケース２００には、前記複数のバッテリーセル組立体１００を収容するための収容空間が設けられ得る。
【００６６】
前記上部ケース３００は、前記下部ケース２００の上側に装着され、前記複数のバッテリーセル組立体１００の上側の一部、前方の一部及び後方の一部を露出し得る。これは、後述する複数の冷却ユニット５００と前記ケースビーム１０（図１及び図２参照）の冷却流路１５（図１及び図２参照）にさらに近く配置するためである。
【００６７】
前記冷却ユニット５００は、前記複数のバッテリーセル組立体１００の冷却性能を向上させるものであって、前記複数のバッテリーセル組立体１００の露出した一部を覆い得、前記ケースビーム１０に接触するか、または隣接して配置され得る。
【００６８】
これによって、前記冷却ユニット５００は、前記ケースビーム１０（図１及び図２参照）の前記ビームブリッジ１４（図１及び図２参照）の前記冷却流路１５（図１及び図２参照）の近くで、前記ケースビーム１０の前記ビームブリッジ１４に接触して配置され得る。
【００６９】
このような前記冷却ユニット５００は、複数が備えられ得る。前記複数の冷却ユニット５００は、前記上部ケース３００の左右方向に沿って相互所定距離に離隔して配置され得る。
【００７０】
以下、前記複数の冷却ユニット５００については、下記の図７〜図９を参照してより詳しく説明する。
【００７１】
図７は、図４におけるバッテリーモジュールの冷却ユニットの斜視図であり、図８は、図７における冷却ユニットの断面図であり、図９は、図７における冷却ユニットのベースボディーの斜視図である。
【００７２】
図７〜図９を参照すれば、各々の冷却ユニット５００は、ベースフレーム５１０、相変化物質５３０、カバーフレーム５５０を含み得る。
【００７３】
前記ベースフレーム５１０は、高い熱伝導率を有する金属材質からなり、前記上部ケース３００に挿入され、前記複数のバッテリーセル組立体１００の露出した一部と接触し得る。このような前記ベースフレーム５１０は、ベースボディー５１２、ベースブリッジ５１６及び区画ブリッジ５１８を含み得る。
【００７４】
前記ベースボディー５１２は、前記複数のバッテリーセル組立体１００の上側の一部を覆い得る。このような前記ベースボディー５１２には、収容溝５１４が備えられ得る。前記収容溝５１４は、前記ベースボディー５１２の上面に備えられ、後述の相変化物質５３０を収容し得る。
【００７５】
前記ベースブリッジ５１６は、一対で備えられ、前記ベースボディー５１２の前後方向に沿う両端部に各々備えられ得る。このような前記一対のベースブリッジ５１６は、前記複数のバッテリーセル組立体１００の前方の一部及び後方の一部を覆い得る。
【００７６】
前記区画ブリッジ５１８は、前記一対のベースブリッジ５１６の間に備えられ、前記複数のバッテリーセル組立体１００のうち前記上部ケース３００の前後方向に沿って対向するバッテリーセル１１０を区画し得る。
【００７７】
具体的に、前記区画ブリッジ５１８は、前記ベースボディー５１２の下側から突出し、前記上部ケース３００の前後方向に沿って対向するバッテリーセル１１０の間に配置され、熱伝達効率を向上させるよう、前記対向するバッテリーセル組立体１００と接触するように配置され得る。
【００７８】
前記相変化物質５３０は、前記複数のバッテリーセル組立体１００の冷却性能を向上させるように冷却をガイドする物質であって、前記ベースフレーム５１０の上側に収容され得る。具体的に、前記相変化物質５３０は、前記ベースボディー５１２の前記収容溝５１４内に満たされ得る。
【００７９】
このような前記相変化物質５３０は、相変化によって、気体から液体へ、または液体から気体へ変化できる物質であり得る。例えば、前記相変化物質５３０は、低い沸点を有する物質であって、ノベック（Ｎｏｖｅｃ）類の物質であり得る。
【００８０】
前記カバーフレーム５５０は、前記ベースフレーム５１０のように高い熱伝導率を有する金属材質からなり得、前記ベースフレーム５１０の上側に装着され得る。具体的に、前記カバーフレーム５５０は、前記ベースボディー５１２の上側に装着され、前記相変化物質５３０を収容する前記収容溝５１４を密閉し得る。
【００８１】
このような前記カバーフレーム５５０は、前記上部ケース３００の前後方向に沿って所定の長さに突出し得る。前記カバーフレーム５５０の突出部分は、前記ケースビーム１０（図１及び図２参照）の前記ビームブリッジ１４（図１及び図２参照）の上側に装着され得る。これによって、前記冷却ユニット５００は、前記ケースビーム１０に、より安定的に固定されるとともに、前記ケースビーム１０側への熱伝導率を高めることができる。
【００８２】
以下、本実施例による前記冷却ユニット５００による前記バッテリーパック１（図１及び図２参照）の冷却についてより詳しく説明する。
【００８３】
図１０は、図１におけるバッテリーパックの冷却過程を説明するための図である。
【００８４】
図１０を参照すれば、前記バッテリーパック１の前記バッテリーセル組立体１００の温度が上昇する場合、前記バッテリーセル組立体１００で発生する熱は、優先的に前記冷却ユニット５００へ伝達され得る。
【００８５】
先ず、前記冷却ユニット５００の前記ベースブリッジ５１６は、前記ケースビーム１０の前記冷却流路１５の近くに配置されるため、前記バッテリーセル組立体１００を冷却することができる。
【００８６】
そして、前記バッテリーセル組立体１００の上側に配置される前記冷却ユニット５００の前記相変化物質５３０は、蒸発と凝縮によって前記バッテリーセル組立体１００の冷却をガイドできる。
【００８７】
具体的に、前記バッテリーセル組立体１００で発生する熱が、前記冷却ユニット５００の前記ベースボディー５１２へ伝達される場合、前記相変化物質５３０は、相変化によって液体から気体になりながら、前記バッテリーセル組立体１００の温度を低めることができる。そして、前記冷却流路１５を備える前記ケースビーム１０と接触する前記カバーフレーム５５０の温度が低くなれば、前記相変化物質５３０は、また気体から液体へ相変化し得る。
【００８８】
このようなメカニズムによって、前記相変化物質５３０は、前記バッテリーセル組立体１００及び前記カバーフレーム５５０の温度に応じて蒸発と凝縮とを繰り返しながら、前記バッテリーセル組立体１００の冷却性能を改善できる。
【００８９】
このように、本実施例による前記バッテリーモジュール５０及び前記バッテリーモジュール５０を含むバッテリーパック１は、従来のような複雑な構造の冷却チューブ及び冷却ポンプなどのような構造物がなくても、前記相変化物質５３０を含む簡単な構造の冷却ユニット５００によって冷却性能を確保することができる。
【００９０】
これによって、本実施例による前記バッテリーモジュール５０及び前記バッテリーモジュール５０を含むバッテリーパック１は、相対的に前記バッテリーセル１１０の容積率を最大限に確保することができる。
【００９１】
したがって、本実施例による前記バッテリーモジュール５０及び前記バッテリーモジュール５０を含むバッテリーパック１は、前記冷却ユニット５００をによって前記バッテリーセル１１０のエネルギー密度を向上させるとともに、より簡便な冷却構造を具現することができる。
【００９２】
以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけない。
【符号の説明】
【００９３】
１  バッテリーパック
１０  ケースビーム
１２  ビームベース
１４  ビームブリッジ
１５  冷却流路
５０  バッテリーモジュール
１００  バッテリーセル組立体
１１０  バッテリーセル
１３０  セルハウジング
１３２  前方ハウジング
１３４  後方ハウジング
１３６  ボディーハウジング
１３８  ハウジングカバー
１３９  ハウジングベース
１５０  バスバー
１７０  熱伝導パッド
２００  下部ケース
３００  上部ケース
５００  冷却ユニット
５１０  ベースフレーム
５１２  ベースボディー
５１４  収容溝
５１６  ベースブリッジ
５１８  区画ブリッジ
５３０  相変化物質
５５０  カバーフレーム
【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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【国際調査報告】
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