(57)【要約】【課題】バッテリーパック及びこれを備える自動車を提供する。【解決手段】少なくとも一つ以上のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールと、バッテリーモジュールを支持する支持フレームと、バッテリーモジュールを支持フレームにワイヤで支持する支持部と、を備えるバッテリーパックである。これにより、複数のバッテリーセルを積層して形成されるバッテリーパックで、バッテリーセルの積載空間を減らしつつも冷却効率を向上させうる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つ以上のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールを支持する支持フレームと、
前記バッテリーモジュールを前記支持フレームにワイヤで支持する支持部と、を備えるバッテリーパック。
【請求項２】
前記バッテリーモジュールは、それぞれの前記バッテリーセルが前記支持フレームに接触して支持されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記バッテリーモジュールは、前記支持フレームの両面に配されて支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記支持部は、
前記バッテリーモジュールの前記支持フレームと接触する面の反対面に配され、前記バッテリーモジュールを前記支持フレームの一面に支持する第１ブラケットと、
前記バッテリーモジュールの前記支持フレームと接触する面の反対面に配され、前記バッテリーモジュールを前記支持フレームの他の一面に支持する第２ブラケットと、
前記第１ブラケットから前記支持フレームを貫通して前記第２ブラケットに連結されるワイヤと、を備えることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記ワイヤは、前記バッテリーモジュールの隣接するバッテリーセルの間を通過するように配されることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記第１ブラケットまたは前記第２ブラケットは、
前記バッテリーモジュールの各バッテリーセルの前記支持フレームと接触する面の反対面の第１面と接触するように、前記バッテリーセルが積層される方向に延びる延長部と、
前記延長部から折り曲げられ、前記バッテリーモジュールの最上部に位置するバッテリーセルまたは最下部に位置するバッテリーセルの前記第１面と接続する面と接触する折曲部と、を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記支持部は、
前記第１ブラケットに設置されて前記ワイヤを支持するワイヤ支持部材と、
前記第２ブラケットに設置されて前記ワイヤの張力を調整可能に支持する張力調整部と、を備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記ワイヤ支持部材は、前記第１ブラケットの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に配されて、前記ワイヤを支持することを特徴とする請求項７に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記第１ブラケットの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に、角形の前記ワイヤ支持部材の少なくとも一部が挿し込まれる角形の支持溝が形成され、
前記支持溝には、当該支持溝を貫通して前記ワイヤが通過される貫通ホールが形成されることを特徴とする請求項８に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
前記張力調整部は、一端側に設けられ前記第２ブラケットを貫通する固定部、及び他端側に設けられ外周面にネジが形成されるネジ部を有する支持ボルトを備え、
前記固定部は、前記ワイヤを支持し、
前記ネジ部は、前記第２ブラケットの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に露出され、
前記張力調整部は、前記支持ボルトの前記ネジ部と結合され、前記第２ブラケットの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面と接触する支持ナットと、をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のバッテリーパック。
【請求項１１】
前記固定部は、角形であり、
前記第２ブラケットに、前記固定部が挿し込まれる角形の前記貫通ホールの支持ホールが形成されることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリーパック。
【請求項１２】
前記支持フレームの内部を貫通し、内部に冷却流体が循環する循環流路が配されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項１３】
前記循環流路の一端と連結され、前記冷却流体が収納される流体タンクと、
前記循環流路の他端と連結され、前記流体タンクの前記冷却流体を前記循環流路に供給するポンプと、をさらに備え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】
内部に前記流体タンクと前記ポンプとを収納し、前記支持フレームを下部で支持するベースをさらに備え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】
前記バッテリーモジュールは、前記支持フレームの一面に配されて支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーパック。
【請求項１６】
前記支持部は、
前記バッテリーモジュールの前記支持フレームと接触する面の反対面に配され、前記バッテリーモジュールを前記支持フレームの一面に支持する第２ブラケットと、
前記支持フレームを貫通して、前記第２ブラケットに連結されるワイヤと、
前記支持フレームに設置されて、前記ワイヤを支持するワイヤ支持部材と、
前記第２ブラケットに設置されて、前記ワイヤの張力を調整可能に支持する張力調整部と、を備えることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリーパック。
【請求項１７】
前記ワイヤ支持部材は、前記支持フレームの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に配されて、前記ワイヤを支持することを特徴とする請求項１６に記載のバッテリーパック。
【請求項１８】
前記支持フレームの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に、角形の前記ワイヤ支持部材の少なくとも一部が挿し込まれる角形の支持溝が形成され、
前記支持溝には、当該支持溝を貫通して前記ワイヤが通過される貫通ホールが形成されることを特徴とする請求項１７に記載のバッテリーパック。
【請求項１９】
車体と、
前記車体に装着される請求項１ないし１８のうちいずれか１項のバッテリーパックと、を備える自動車。
【請求項２０】
前記バッテリーパックは、前記車体にクイックドロップ方式で装着されることを特徴とする請求項１９に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパック及びこれを備える自動車に係り、さらに具体的には、複数の単位電池セルを単面または両面に積層して形成されるバッテリーモジュールを含んで形成されるバッテリーパック及びこれを備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、充電不能な一次電池とは異なり、充電及び放電の可能な電池を称す。二次電池は、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカメラのような先端電子機器分野で広く使われており、自動車用電池にも使われている。
【０００３】
二次電池は、電極組立体及び電解液を含む。電極組立体は、正極板、負極板及びセパレータを備える。電解液は、リチウムイオンを含む場合が多い。電極組立体の正極板と負極板とは、外部に引出される電極タブをそれぞれ備えうる。
【０００４】
電極組立体は、ケースの内部に収納され、ケースの外部には、電極端子が露出されうる。電極タブは、電極組立体の外部に引出されて電極端子と電気的に連結されうる。ケースは、円筒形または角形となりうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複数の二次電池の単位電池セルが、支持フレームの両面または単面に水平または垂直に積層されてバッテリーモジュールが形成されうる。また、複数のバッテリーモジュールが上下及び/または横に積層されて一つのバッテリーパックが形成されうる。そして、複数のバッテリーセルを積層して形成されるバッテリーパックにおいて、バッテリーセルの積載空間を減らしつつも冷却効率を向上させることが求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、バッテリーセルの積載空間を減らしつつも冷却効率を向上させることが可能な、新規かつ改良されたバッテリーパック及びこれを備える自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、少なくとも一つ以上のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールと、前記バッテリーモジュールを支持する支持フレームと、前記バッテリーモジュールを前記支持フレームにワイヤで支持する支持部と、を備えるバッテリーパックが提供される。
前記バッテリーモジュールは、それぞれの前記バッテリーセルが前記支持フレームに接触して支持されることができる。
前記バッテリーモジュールは、前記支持フレームの両面に配されて支持されることができる。
【０００８】
前記支持部は、前記バッテリーモジュールの前記支持フレームと接触する面の反対面に配され、前記バッテリーモジュールを前記支持フレームの一面に支持する第１ブラケットと、前記バッテリーモジュールの前記支持フレームと接触する面の反対面に配され、前記バッテリーモジュールを前記支持フレームの他の一面に支持する第２ブラケットと、前記第１ブラケットから前記支持フレームを貫通して前記第２ブラケットに連結されるワイヤと、を備えることができる。
前記ワイヤは、前記バッテリーモジュールの隣接するバッテリーセルの間を通過するように配されることができる。
【０００９】
前記第１ブラケットまたは前記第２ブラケットは、前記バッテリーモジュールの各バッテリーセルの前記支持フレームと接触する面の反対面の第１面と接触するように、前記バッテリーセルが積層される方向に延びる延長部と、前記延長部から折り曲げられ、前記バッテリーモジュールの最上部に位置するバッテリーセルまたは最下部に位置するバッテリーセルの前記第１面と接続される面と接触する折曲部と、を備えることができる。
【００１０】
前記支持部は、前記第１ブラケットに設置されて、前記ワイヤを支持するワイヤ支持部材と、前記第２ブラケットに設置されて前記ワイヤの張力を調整可能に支持する張力調整部と、を備えることができる。
前記ワイヤ支持部材は、前記第１ブラケットの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に配されて前記ワイヤを支持することができる。
【００１１】
前記第１ブラケットの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に、角形の前記ワイヤ支持部材の少なくとも一部が挿し込まれる角形の支持溝が形成され、前記支持溝には、当該支持溝を貫通して前記ワイヤが通過される貫通ホールが形成されることができる。
【００１２】
前記張力調整部は、一端側に設けられ前記第２ブラケットを貫通する固定部、及び他端側に設けられ外周面にネジが形成されるネジ部を有する支持ボルトを備え、前記固定部は、前記ワイヤを支持し、前記ネジ部は、前記第２ブラケットの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に露出され、前記張力調整部は、前記支持ボルトの前記ネジ部と結合され、前記第２ブラケットの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面と接触する支持ナットと、をさらに備えることができる。
前記固定部は、角形であり、前記第２ブラケットに、前記固定部が挿し込まれる角形の前記貫通ホールの支持ホールが形成されることができる。
前記支持フレームの内部を貫通し、内部に冷却流体が循環する循環流路が配されることができる。
【００１３】
前記循環流路と一端と連結され、前記冷却流体が収納される流体タンクと、前記循環流路の他端と連結され、前記流体タンクの前記冷却流体を前記循環流路に供給するポンプと、をさらに備えることができる。
内部に前記流体タンクと前記ポンプとを収納し、前記支持フレームを下部で支持するベースをさらに備えることができる。
前記バッテリーモジュールは、前記支持フレームの一面に配されて支持されることができる。
【００１４】
前記支持部は、前記バッテリーモジュールの前記支持フレームと接触する面の反対面に配され、前記バッテリーモジュールを前記支持フレームの一面に支持する第２ブラケットと、前記支持フレームを貫通して前記第２ブラケットに連結されるワイヤと、前記支持フレームに設置されて前記ワイヤを支持するワイヤ支持部材と、前記第２ブラケットに設置されて、前記ワイヤの張力を調整可能に支持する張力調整部と、を備えることができる。
前記ワイヤ支持部材は、前記支持フレームの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に配されて前記ワイヤを支持することができる。
【００１５】
前記支持フレームの前記バッテリーモジュールと接触する面の反対面に、角形の前記ワイヤ支持部材の少なくとも一部が挿し込まれる角形の支持溝が形成され、前記支持溝には、当該支持溝を貫通して前記ワイヤが通過される貫通ホールが形成されることができる。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、車体と、前記車体に装着される上記バッテリーパックとを備える自動車が提供される。
前記バッテリーパックは、前記車体にクイックドロップ方式で装着されることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるバッテリーパック及びこれを備える自動車によれば、複数のバッテリーセルを積層して形成されるバッテリーパックで、バッテリーセルの積載空間を減らしつつも冷却効率を向上させうる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの外観を示す斜視図である。
【図２】図１のバッテリーパックで、カバーが分離されたバッテリーパックを示す斜視図である。
【図３】図１のバッテリーパックで、支持フレームの両面にそれぞれバッテリーモジュールが支持される実施形態を概略的に示す図面である。
【図４】図１のバッテリーパックで、第１ブラケットとワイヤ支持部材とをさらに詳細に示す図面である。
【図５】図１のバッテリーパックで、第２ブラケットと張力調整部とをさらに詳細に示す図面である。
【図６】本発明の他の実施形態によるバッテリーパックで、支持フレームの単面に、それぞれバッテリーモジュールが支持される実施形態を概略的に示す図面である。
【図７】本発明の一実施形態によるバッテリーパックで、支持フレームの内部に冷却流体が流れる循環流路が配されることを概略的に示す図面である。
【図８】本発明の一実施形態によるバッテリーパックが使われる実施形態であって、内部に本発明の一実施形態によるバッテリーパックが収容される電気自動車を概略的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
図１には、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０の外観が示されている。図２には、図１のバッテリーパック１０からカバー３００が分離された様子が示されている。図３には、支持フレーム４００の両面にそれぞれバッテリーモジュール１００がワイヤ４０２によって支持される様子が示されている。
【００２０】
バッテリーパック１０は、バッテリーモジュール１００が上下及び/または横に積層されて形成されうる。また、バッテリーモジュール１００は、積層されて一体となる少なくとも一つ以上のバッテリーセル１１０を備えうる。この時、バッテリーセル１１０は、充放電動作によって熱が発生し、発生した熱によってバッテリー性能及び寿命が悪くなる恐れがある。
【００２１】
特に、バッテリーパック１０には、複数のバッテリーセル１１０が相互積層されるので、それぞれのバッテリーセル１１０から発生する熱がさらに多くなりうる。したがって、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０は、支持フレーム４００にバッテリーセル１１０を支持し、支持フレーム４００の内部に冷却流体を循環させて、バッテリーセル１１０から発生する熱を冷やせる。
【００２２】
一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０は、図８に示したように、電気自動車１、または電気作動を含むハイブリッド自動車に装着されうる。この場合、バッテリーパック１０は、限定された空間に装着されうる。
【００２３】
また、バッテリーパック１０には、限定された空間に可能な限り複数のバッテリーセル１１０が装着されることが有利でありうる。すなわち、バッテリーパック１０に複数のバッテリーセルが装着されれば、バッテリーパック１０が大きい出力を出し、長時間の使用に有利である。
【００２４】
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０では、バッテリーセル１１０をワイヤ４０２でもって支持フレーム４００に支持することによって、バッテリーパック１０で、バッテリーセル１１０を支持フレーム４００に支持するために必要な空間を減らせる。それにより、バッテリーパック１０が占める空間を減らすことができ、限定された空間に複数のバッテリーセル１１０が装着されうる。
【００２５】
一方、冷却流体が循環される支持フレーム４００にそれぞれのバッテリーセル１１０が十分に密着するほど、バッテリーセル１１０から発生する熱を効果的に冷やせる。したがって、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０では、バッテリーセル１１０が支持フレーム４００に十分に密着させる。このために、バッテリーパック１０では、ワイヤ４０２を利用した支持方式によって、バッテリーセル１１０を支持フレーム４００に均一に密着させうる。
図面を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０は、バッテリーモジュール１００と、支持フレーム４００と、支持部と、を備える。
【００２６】
バッテリーモジュール１００は、少なくとも一つ以上のバッテリーセル１１０を備える。支持フレーム４００は、バッテリーモジュール１００を支持する。支持部は、バッテリーモジュール１００を支持フレーム４００にワイヤ４０２で支持する。
【００２７】
複数のバッテリーセル１１０が第１方向、例えば、垂直に積層されてバッテリーモジュール１００を形成できる。バッテリーモジュール１００は、バッテリーモジュール１００に含まれるそれぞれのバッテリーセル１１０が支持フレーム４００の一面または両面に接触されて支持されるように、支持フレーム４００に支持されうる。
【００２８】
この時、支持フレーム４００を冷却することによって、支持フレーム４００に密着接触されるバッテリーセル１１０を冷却させうる。このために、支持フレーム４００の内部には、図７に示したように、循環流路４３０が配されうる。循環流路４３０には、冷却流体が流れ、バッテリーセル１１０から発生する熱が外部に排出されうる。この時、冷却流体がバッテリーセル１１０から支持フレーム４００を通じて伝えられる熱を吸収して外部に排出できる。
【００２９】
この場合、バッテリーセル１１０が支持フレーム４００に十分に密着するほど、バッテリーセル１１０から支持フレーム４００に熱が効果的に伝えられうる。したがって、バッテリーパック１０は、バッテリーセル１１０を支持フレーム４００に均一に密着させる。
【００３０】
すなわち、それぞれのバッテリーセル１１０が、支持フレーム４００に均一な圧力で接触されるように支持されうる。このために、図３に示したように、ワイヤ４０２をバッテリーセル１１０の間の空間１１０ａを通過させ、バッテリーモジュール１００を支持フレーム４００に支持させうる。
【００３１】
バッテリーセル１１０の間には、空間１１０ａが形成されうる。ここで、バッテリーセル１１０の間の空間１１０ａによってバッテリーセル１１０の放熱のための空気通路が形成されうる。
【００３２】
バッテリーセルの間の空間１１０ａは、相互接触されるバッテリーセルのケースの形状(例えば、凹凸形状)によって形成されうる。他の実施形態として、隣接するバッテリーセルの間の空間１１０ａは、隣接するバッテリーセル１１０の間に、凹凸形状の別途の部材が挿し込まれて形成されうる。
【００３３】
バッテリーセル１１０は、複数個が第１方向、例えば、垂直方向に積層されてバッテリーモジュール１００を形成でき、図面に示したように、通常の角形のバッテリーセルが適用されうる。但し、本発明は、これに限定されず、円形のバッテリーセルまたはポーチ型のバッテリーセルを含む多様な形状のバッテリーセルが適用されうる。
【００３４】
バッテリーセル１１０は、リチウム−イオン電池となりうる。但し、本発明は、これに限定されず、バッテリーセル１１０として、リチウム−イオン二次電池以外にも、ニッケル−カドミウム二次電池、ニッケル−水素二次電池、リチウム電池を含む多様な種類の電池が適用されうる。
【００３５】
図３に示したように、バッテリーモジュール１００は、支持フレーム４００の両面に配されて支持されうる。したがって、バッテリーパック１０で限定された空間に、バッテリーセル１１０が効率的に収納されうる。したがって、限定された空間にバッテリーセル１１０をさらに多く収納できる。
【００３６】
この場合、支持フレーム４００にバッテリーモジュール１００を支持するために、支持部は、第１ブラケット４１０、第２ブラケット４２０、及びワイヤ４０２を備えうる。
【００３７】
第１ブラケット４１０は、バッテリーモジュール１００の支持フレーム４００と接触する面の反対面に配され、バッテリーモジュール１００を支持フレーム４００の一面に支持しうる。第２ブラケット４２０は、バッテリーモジュール１００の支持フレーム４００と接触する面の反対面に配され、バッテリーモジュール１００を支持フレーム４００の他の一面に支持できる。
【００３８】
すなわち、バッテリーモジュール１００が支持フレーム４００の両面に配されうる。この時、第１ブラケット４１０を支持フレーム４００の一面、例えば、図３の場合、左側面でバッテリーモジュール１００を支持できる。また、第２ブラケット４２０が支持フレーム４００の他の一面、例えば、図３の場合、右側面でバッテリーモジュール１００を支持できる。
【００３９】
バッテリーセル１１０は、外部に露出される電極端子１１１を備えうる。また、隣接するバッテリーセル１１０の電極端子１１１は、バスバー１１５によって電気的に接続されうる。
【００４０】
電極端子１１１は、陽極端子と陰極端子とを備えうる。隣接するバッテリーセル１１０は、陽極と陰極とが交互に配列されうる。複数のバッテリーセル１１０は、並列に連結されるか、または直列に連結されるか、または直列及び並列が混合されて連結されうる。
【００４１】
これにより、複数のバッテリーセル１１０は、連続的に連結されて一つのバッテリーモジュール１００を形成できる。前記積層されるバッテリーセル１１０の連結構造及び数は、設計時に要求される充電及び放電容量を考慮して定められうる。
【００４２】
電極端子１１１は、バッテリーセル１１０が支持フレーム４００と接する面の反対面に配されうる。第１ブラケット４１０及び第２ブラケット４２０は、積層されるバッテリーセル１１０の電極端子１１１の間を通過するように配されうる。
【００４３】
この時、第１ブラケット４１０及び第２ブラケット４２０は、バッテリーモジュール１００に含まれるすべてのバッテリーセル１１０と接触できる。この場合、第１ブラケット４１０及び第２ブラケット４２０が、バッテリーモジュール１００に含まれるすべてのバッテリーセル１１０をさらに安定的に支持できる。
【００４４】
ワイヤ４０２は、第１ブラケット４１０から支持フレーム４００を貫通して第２ブラケット４２０に連結されうる。このために、支持フレーム４００には、ワイヤ４０２が通過できる貫通ホールが形成されうる。また、ワイヤ４０２は、バッテリーモジュール１００のバッテリーセル１１０の間を通過するように配されうる。
【００４５】
したがって、ワイヤ４０２は、バッテリーセル１１０と支持フレーム４００とを通過して、両側の第１ブラケット４１０と第２ブラケット４２０とを連結して支持できる。それにより、第１ブラケット４１０によって支持されるバッテリーモジュール１００と、第２ブラケット４２０によって支持されるバッテリーモジュール１００とを共に、支持フレーム４００に支持させうる。
【００４６】
第１ブラケット４１０及び第２ブラケット４２０がバッテリーモジュール１００に含まれるそれぞれのバッテリーセル１１０を効果的に支持できるように、第１ブラケット４１０及び第２ブラケット４２０が延長部４１１、４２１と折曲部４１２、４２２とを備えうる。
【００４７】
延長部４１１、４２１は、バッテリーモジュール１００に含まれるそれぞれのバッテリーセル１１０の支持フレーム４００と接触する面の反対面と接触するように、バッテリーセル１１０が積層される方向に延びる。折曲部４１２、４２２は、延長部４１１、４２１から折り曲げられ、バッテリーモジュール１００の最上部に位置するバッテリーセル１１０または最下部に位置するバッテリーセル１１０を支持できる。
【００４８】
この時、折曲部４１２、４２２は、バッテリーモジュール１００の最上部に位置するバッテリーセル１１０（１１０’）または最下部に位置するバッテリーセル１１０（１１０”）の支持フレーム４００と接触する面の反対面と接続される面と接触できる。例えば、折曲部４１２、４２２は、延長部４１１、４２１から、例えば、９０°折り曲げられて形成されうる。
【００４９】
一方、ワイヤ４０２が支持フレーム４００とバッテリーセル１１０との間の空間を通過してバッテリーモジュール１００を支持することによって、バッテリーモジュール１００を支持フレーム４００に支持するために必要となる空間を減らせる。したがって、バッテリーパック１０で、バッテリーセル１１０を収納するための限定された空間を効率的に使用できる。
【００５０】
また、ワイヤ４０２がバッテリーセル１１０の間の空間を通じてバッテリーモジュール１００の中間でそれぞれのバッテリーセル１１０を支持フレーム４００に均一に密着させることによって、バッテリーセル１１０から発生した熱が支持フレーム４００に効果的に伝えられうる。したがって、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０によって、制限された空間にバッテリーセル１１０を積載しつつも、冷却効率を向上させうる。
【００５１】
図４には、図１のバッテリーパック１０での第１ブラケット４１０とワイヤ支持部材４０１とがさらに詳細に示されている。図５には、図１のバッテリーパック１０での第２ブラケット４２０と張力調整部４０３、４０４とがさらに詳細に示されている。
【００５２】
図面を参照すれば、ワイヤ４０２が第１ブラケット４１０及び第２ブラケット４２０を効果的に支持できるように、支持部は、ワイヤ支持部材４０１及び張力調整部４０３、４０４をさらに備えうる。
【００５３】
ワイヤ支持部材４０１は、第１ブラケット４１０に設置されてワイヤ４０２を支持できる。張力調整部４０３、４０４は、第２ブラケット４２０に設置されてワイヤ４０２の張力を調整可能に支持できる。
【００５４】
ワイヤ４０２は、ワイヤ支持部材４０１の外部を取り囲み、ワイヤ支持部材４０１がワイヤ４０２を支持可能にする。ワイヤ支持部材４０１は、第１ブラケット４１０のバッテリーモジュール１００のバッテリーセル１１０と接触する面の反対面に配置されて、ワイヤ４０２を支持できる。
【００５５】
このために、第１ブラケット４１０のバッテリーモジュール１００のバッテリーセル１１０と接触する面の反対面には、ワイヤ支持部材４０１の少なくとも一部が挿し込まれて支持される支持溝４１０ａが形成されうる。この場合、支持溝４１０ａには、支持溝４１０ａを貫通してワイヤ４０２が通過される貫通ホール４１０ｂが形成されうる。
【００５６】
この時、ワイヤ支持部材４０１が支持溝４０１の内面に挿し込まれることによって、ワイヤ支持部材４０１が第１ブラケット４１０の接触面に対して滑り回転することを防止できる。したがって、ワイヤ４０２の張力調節のために、張力調節部４０３、４０４の一部が回転される時、ワイヤ４０２が共に回転されて張力調節の失敗を防止できる。
【００５７】
この時、ワイヤ支持部材４０１と支持溝４１０ａとが角形に形成されうる。この場合、ワイヤ支持部材４０１が第１ブラケット４１０の接触面に対して滑り回転することをさらに効果的に防止できる。
【００５８】
一方、バッテリーセル１１０が支持フレーム４００に密着されるように圧力を加えるために、ワイヤ４０２の張力を調整する必要がある。このために、支持部は、張力調整部４０３、４０４を備えうる。この時、張力調整部４０３、４０４は、支持ボルト４０３及び支持ナット４０４を備えうる。
【００５９】
支持ボルト４０３は、一側がワイヤ４０２と連結され、他の一側には、支持ナット４０４が結合されうる。支持ナット４０４は、支持ボルト４０３とネジ結合されてワイヤ４０２の張力を調節できる。
【００６０】
支持ボルト４０３は、一側の固定部４０３ａと、他の一側のネジ部４０３ｂとを備えうる。また、第２ブラケット４２０には、支持ボルト４０３の一部が挿し込まれて支持される支持ホール４２０ａが形成されうる。
【００６１】
固定部４０３ａは、ワイヤ４０２を支持及び/または固定する。固定部４０３ａは、第２ブラケット４２０を貫通して第２ブラケット４２０に支持される。第２ブラケット４２０には、固定部４０３ａが挿し込まれて支持される支持ホール４２０ａが形成されうる。
【００６２】
この時、固定部４０３ａ及び支持ホール４２０ａは、角形に形成されうる。したがって、支持ボルト４０３が第２ブラケット４２０に対して滑り回転することをさらに効果的に防止できる。それにより、ワイヤ４０２の張力を効果的に調節できる。
【００６３】
ネジ部４０３ｂは、固定部４０３ａから延びて外周面にネジが形成される。ネジ部４０３ｂは、第２ブラケット４２０のバッテリーモジュール１００のバッテリーセル１１０と接触する面の反対面に露出されて、支持ナット４０４とネジ結合されうる。
【００６４】
この時、支持ナット４０４は、支持ボルト４０３のネジ部４０３ｂと結合され、第２ブラケット４２０のバッテリーモジュール１００のバッテリーセル１１０と接触する面の反対面と接触できる。
【００６５】
図３に示したように、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール１００は、支持フレーム４００の両面に配されて支持されうる。但し、本発明は、これに限定されず、図６に示したように、バッテリーモジュール１００が支持フレーム４００’の単面にのみ配されうる。
図６には、本発明の他の実施形態によるバッテリーパックで支持フレーム４００’の単面にバッテリーモジュール１００が支持される形態が示されている。
【００６６】
図６に示された実施形態では、図３に示された実施形態と同じ方式でバッテリーモジュール１００が支持フレーム４００’にワイヤ４０２’によって支持されうる。ここで、図３に示された実施形態と同じ要素については、類似した参照番号を使用し、これらについての詳細な説明は、省略する。
図面を参照すれば、支持部は、第２ブラケット４２０、ワイヤ４０２’、ワイヤ支持部材４０１’、及び張力調整部４０３’、４０４’を備えうる。
【００６７】
第２ブラケット４２０は、バッテリーモジュール１００の支持フレーム４００’と接触する面の反対面に配され、バッテリーモジュール１００を支持フレーム４００’の一面に支持可能にする。
【００６８】
ワイヤ４０２’は、支持フレーム４００’を貫通して第２ブラケット４２０に連結されうる。ワイヤ４０２’は、バッテリーセル１１０の間の空間１１０ａを通過するようにし、バッテリーモジュール１００を支持フレーム４００に支持可能にする。
【００６９】
ワイヤ支持部材４０１’は、支持フレーム４００’に設置されてワイヤ４０２’を支持できる。この時、ワイヤ支持部材４０１’は、図３の第１ブラケット４１０の機能を行える。
【００７０】
ワイヤ支持部材４０１’は、支持フレーム４００’のバッテリーモジュール１００と接触する面の反対面に配されてワイヤ４０２’を支持できる。このために、支持フレーム４００’のバッテリーモジュール１００と接触する面の反対面に支持溝が形成されうる。
【００７１】
この時、張力調整部４０３’、４０４’によるワイヤ４０２’の張力調整時に、ワイヤ支持部材４０１’が回転することを防止するために、支持溝とワイヤ支持部材４０１’とは、角形に形成されうる。
【００７２】
張力調整部４０３’、４０４’は、第２ブラケット４２０に設置されてワイヤ４０２’を張力調整可能に支持できる。この時、張力調整部４０３’、４０４’は、支持ボルト４０３’と支持ナット４０４’とを備えうる。
【００７３】
したがって、本実施形態に支持部を備えるバッテリーパックによって、制限された空間にバッテリーセル１１０を効率的に積載しつつも、冷却効率を向上させうる。
【００７４】
バッテリーパック１０は、ベース２００及びカバー３００をさらに備えうる。ベース２００上に支持フレーム４００が装着されて支持されうる。カバー３００は、ベース２００と着脱可能に結合されて、内部に支持フレーム４００及びバッテリーモジュール１００を収容できる。
【００７５】
図７には、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０で、支持フレーム４００の内部に冷却流体の流れる循環流路４３０が配される概略的な内部形態が示されている。
【００７６】
バッテリーパック１０には、流体タンク５１０、ポンプ５２０、連結流路５３０、及び循環流路４３０が備えられうる。この時、ベース２００の内部に流体タンク５１０、ポンプ５２０、及び連結流路５３０が収納されうる。支持フレーム４００の内部には、冷却流体の流れる循環流路４３０が配されうる。
【００７７】
流体タンク５１０は、循環流路４３０の一端と連結され、冷却流体が収納されうる。ポンプ５２０は、循環流路４３０の他の一端と連結され、流体タンク５１０の冷却流体を循環流路４３０に供給する。連結流路５３０は、流体タンク５１０とポンプ５２０とを連結する。
【００７８】
ベース２００の内部には、バッテリーモジュール１００の熱を冷やすための別途の温度調節システム(Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：ＴＭＳ）が設置されうる。但し、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０では、支持フレーム４００の内部の循環流路４３０を通じて流れる冷却流体によって、カバー３００の内部の熱を冷却させ、別途の温度調節システムが省略されうる。
【００７９】
このように、冷却流体が流体タンク５１０、連結流路５３０、ポンプ５２０、及び循環流路４３０を循環しつつ、バッテリーパック１０の内部の温度をバッテリーセル１１０の作動に有利な温度に管理されうる。このような冷却流体のバッテリーパック１０の内部の循環は、反復されうる。
【００８０】
この時、冷却流体は、空気または水、またはエタノールやグリセリンまたは冷媒を含んで形成されうる。但し、本発明は、これに限定されず、冷却流体は、循環流路４３０を通じて流れるものであって、相変換物質(Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ：ＰＣＭ)を含む多様な他の物質を含みうる。
【００８１】
流体タンク５１０内の絶縁性流体は、電気充電所のような特定場所で一定の温度に管理されうる。絶縁性流体は、充電所で交換または補充されうる。このために、カバー３００がベース２００から分離され、容易に冷却流体が交換または補充されうる。
【００８２】
したがって、バッテリーパック１０の冷却特性を向上させうる。クイックドロップ方式のバッテリーパック１０で、自動車から分離された後に、外部から流体タンク５１０の内部の冷却流体が交替または補充されうる。
図８には、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０が電気自動車１に適用された実施形態が示されている。
【００８３】
図面を参照すれば、バッテリーパック１０は、バッテリーセル１１０を垂直方向に配列してバッテリーモジュール１００を形成し、それぞれのバッテリーモジュール１００が支持フレーム４００の一面または両面にそれぞれ２×３個に密着配置されるように支持してバッテリーパック１０を形成できる。
【００８４】
この時、支持フレーム４００の内部には、循環流路４３０が配され、循環流路４３０を通じて冷却流体が循環しつつ、バッテリーセル１１０から発生する熱を吸収できる。このために、それぞれのバッテリーセル１１０が支持フレーム４００に均一に密着され、バッテリーセル１１０を効果的に冷却させうる。
【００８５】
バッテリーパック１０は、電気自動車１の車体３０の内部の限定された空間に積載されうる。本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０の場合、ワイヤによってバッテリーモジュール１００が支持フレーム４００に小さい空間を占めるように支持されうる。
【００８６】
一方、バッテリーパック１０は、それ自体を自動車から分離可能なクイックドロップ方式で車体３０の内部に装着されうる。また、冷却流体は、経時的にその特性が劣化するか、またはその量が足りなくなる恐れがある。しかし、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０は、クイックドロップ方式で装着されて電気充電所のような特定場所で容易に冷却流体を交換または補充できる。したがって、バッテリーパック１０の冷却特性を向上させうる。
本発明によれば、複数のバッテリーセルを積層して形成されるバッテリーパックで、バッテリーセルの積載空間を減らしつつも、冷却効率を向上させうる。
【００８７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、自動車バッテリー関連の技術分野に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１００    バッテリーモジュール
１１０ａ    バッテリーセル間の空間
１１０、１１０’、１１０”    バッテリーセル
４００    支持フレーム
４０１    支持部材
４０２    ワイヤ
４０３、４０４    張力調整部
４１０    第１ブラケット
４１１、４２１    延長部
４１２、４２２    折曲部
４２０    第２ブラケット
【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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