(57)【要約】【課題】新規なバリアーを備えたバッテリモジュールを提供する。【解決手段】一方向に整列された１つ以上のバッテリセル１０と、１つ以上のバッテリセル１０の間に介在されるバリアー１５０と、バッテリセル１０のバリアー１５０を収容するハウジング１１０と、を含み、バリアー１５０は、隣り合うバリアー１５０と結合する１つ以上の締結部１６０と、バッテリセル１０の下部に熱交換媒体の移動通路を形成させる１つ以上の支持部１５５を含む。【選択図】図１
2015032586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バリアーと、
第２バリアーと、
前記第１バリアーと前記第２バリアーとの間に位置する第１バッテリセルと、
前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第１側部と前記第１バッテリセルの第１側との間に形成される第１空間部と、外部と、を連通する第１開口部と、
を含み、
前記第１空間部は、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第２側部と前記第１バッテリセルの第２側との間に形成される第２空間部と連通することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項２】
前記第２空間部は、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第３側部と前記第１バッテリセルの第３側との間に形成される第３空間部と連通することを特徴とする請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項３】
前記第１バリアーと前記第２バリアーは、それぞれ、前記第１バッテリセルと対向するベース部、下部フランジ部及び側面フランジ部を含み、
前記下部フランジ部は、前記ベース部の前記第１バッテリセルの下部に当たる領域に対応する下部端から延設され、
前記側面フランジ部は、前記ベース部の前記下部端の側部端から延設されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリモジュール。
【請求項４】
前記第１側部は、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうちいずれか一方の前記側面フランジ部を含み、
前記第２側部は、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうちいずれか一方の前記下部フランジ部を含むことを特徴とする請求項３に記載のバッテリモジュール。
【請求項５】
前記第２側部は、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうちのいずれか一方の前記ベース部、並びに／又は、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうち他方の前記下部フランジ部、によって形成され、
前記第１開口部は、前記第１バッテリセルの前記第１側に対応する位置に設けられ、
前記第２空間部は、前記第１バッテリセルの第３側に配置される第２開口部と連通することを特徴とする請求項３又は４に記載のバッテリモジュール。
【請求項６】
前記第１開口部から前記第２開口部に熱交換媒体が流動されることを特徴とする請求項５に記載のバッテリモジュール。
【請求項７】
前記下部フランジ部は、熱交換媒体をガイドする一つ以上のガイド部を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載のバッテリモジュール。
【請求項８】
第２バッテリセルと、
第３バリアーと、
をさらに含み、
前記第２バッテリセルは、前記第１バリアーと前記第３バリアーとの間に位置され、
前記第１バリアーの前記ベース部は、前記第１バッテリセルと前記第２バッテリセルとの間に介在されることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載のバッテリモジュール。
【請求項９】
前記第１バリアーと前記第２バリアーのうち少なくともいずれか一方の前記側面フランジ部は、前記第１バッテリセルに向かって突出した側面リブを含むことを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載のバッテリモジュール。
【請求項１０】
前記第１開口部は、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちのいずれか一方の前記側面フランジ部に形成されることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載のバッテリモジュール。
【請求項１１】
前記第１バリアーと前記第２バリアーのうち前記第１開口部が形成されたいずれか一方には、第２開口部が形成され、
前記第２開口部は、前記第１開口部が形成された側面フランジ部と対向して設けられる他の側面フランジ部に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリモジュール。
【請求項１２】
前記第１バリアーと前記第２バリアーのうち少なくともいずれか一方は支持部を含み、
前記支持部は、前記第１バッテリセルを支持し、前記第２空間部の少なくとも一部を画定す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モジュール。
【請求項１３】
前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうちの少なくともいずれか一方は、前記第１バリアーと前記第２バリアーとを互いに締結する締結部を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のバッテリモジュール。
【請求項１４】
前記締結部は、隣り合うバリアーを連結する締結突起を含むことを特徴とする請求項１３に記載のバッテリモジュール。
【請求項１５】
前記締結部は、前記バリアーの、前記第１バッテリセルの上部に対応する領域に配設されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のバッテリモジュール。
【請求項１６】
前記締結部は、締結突起と締結溝とを備えるボディー部を含み、
前記締結突起は、前記ボディー部の一側から突出し、前記締結溝は、前記ボディー部の他側に形成されることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のバッテリモジュール。
【請求項１７】
前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちいずれか一方の前記締結突起は、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうち他方の前記締結溝と締結されることを特徴とする請求項１６に記載のバッテリモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高エネルギー密度の非水電解液を用いた高出力バッテリモジュールが開発されている。当該高出力バッテリモジュールは、高電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に使用できるように、１つ以上のバッテリセルが直列に連結された大容量のバッテリモジュールとして構成されている。
【０００３】
バッテリセルでは、その内部において電気化学的反応が起こるため、当該反応に伴って熱が発生する。このように発生する熱は、バッテリセルを劣化させ、バッテリセルの容量などの特性を低下させる。特に、大容量のバッテリセルの場合は、発生する熱がさらに増加し、このようなバッテリセルの集合からなるバッテリモジュールにおいては、このような熱の発生は深刻な問題となり、安全性の問題を引き起こす原因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、上記問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、新規なバリアーを備えたバッテリモジュールを提供することである。また、本発明の他の目的は、バッテリセルの熱交換効率が向上したバッテリモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１バリアーと、第２バリアーと、前記第１バリアーと前記第２バリアーとの間に位置する第１バッテリセルと、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第１側部と前記第１バッテリセルの第１側との間に形成される第１空間部と、外部と、を連通する第１開口部と、を含み、前記第１空間部は、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第２側部と前記第１バッテリセルの第２側との間に形成される第２空間部と連通することを特徴とするバッテリモジュールが提供される。
【０００６】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第２空間部は、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第３側部と前記第１バッテリセルの第３側との間に形成される第３空間部と連通してもよい。
【０００７】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１バリアーと前記第２バリアーは、それぞれ、前記第１バッテリセルと対向するベース部、下部フランジ部及び側面フランジ部を含み、前記下部フランジ部は、前記ベース部の前記第１バッテリセルの下部に当たる領域に対応する下部端から延設され、前記側面フランジ部は、前記ベース部の側部端から延設されてもよい。
【０００８】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１側部は、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうちいずれか一方の前記側面フランジ部を含み、前記第２側部は、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうちいずれか一方の前記下部フランジ部を含んでもよい。
【０００９】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第２側部は、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうちのいずれか一方の前記ベース部、並びに／又は、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうち他方の前記下部フランジ部、によって形成され、前記第１開口部は、前記第１バッテリセルの前記第１側に対応する位置に設けられ、前記第２空間部は、前記第１バッテリセルの第３側に配置される第２開口部と連通してもよい。
【００１０】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１開口部から前記第２開口部に熱交換媒体が流動されてもよい。
【００１１】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記下部フランジ部は、熱交換媒体をガイドする一つ以上のガイド部を含んでもよい。
【００１２】
また、当該バッテリモジュールは、第２バッテリセルと、第３バリアーと、をさらに含み、前記第２バッテリセルは、前記第１バリアーと前記第３バリアーとの間に位置され、前記第１バリアーの前記ベース部は、前記第１バッテリセルと前記第２バッテリセルとの間に介在されてもよい。
【００１３】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうち少なくともいずれか一方の前記側面フランジ部は、前記第１バッテリセルに向かって突出した側面リブを含んでもよい。
【００１４】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１開口部は、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちのいずれか一方の前記側面フランジ部に形成されてもよい。
【００１５】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうち前記第１開口部が形成されたいずれか一方には、第２開口部が形成され、前記第２開口部は、前記第１開口部が形成された側面フランジ部と対向して設けられる他の側面フランジ部に形成されてもよい。
【００１６】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうち少なくともいずれか一方は支持部を含み、前記支持部は、前記第１バッテリセルを支持し、前記第２空間部の少なくとも一部を画定してもよい。
【００１７】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１バリアー及び前記第２バリアーのうちの少なくともいずれか一方は、前記第１バリアーと前記第２バリアーとを互いに締結する締結部を含んでもよい。
【００１８】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記締結部は、隣り合うバリアーを連結する締結突起を含んでもよい。
【００１９】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記締結部は、前記バリアーの、前記第１バッテリセルの上部に対応する領域に配設されてもよい。
【００２０】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記締結部は、締結突起と締結溝とを備えるボディー部を含み、前記締結突起は、前記ボディー部の一側から突出し、前記締結溝は、前記ボディー部の他側に形成されてもよい。
【００２１】
また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうちいずれか一方の前記締結突起は、前記第１バリアーと前記第２バリアーのうち他方の前記締結溝と締結されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、新規なバリアーを備えたバッテリモジュールを提供することができる。また、本発明によれば、バッテリセルの熱交換効率が向上したバッテリモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールの斜視図である。
【図２】図１のバッテリセル及びバリアーの斜視図である。
【図３Ａ】図２のバリアーの一面を示す図である。
【図３Ｂ】図２のバリアーの他面を示す図である。
【図４】バッテリセルが介在されたバリアーの正面を概略的に示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるバリアーの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるバリアーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現することができる。例えば、以下の説明では、いずれかの部分が他の部分と連結されているとしたとき、それは、直接連結されている場合だけでなく、他の素子を間に置いて電気的に連結されている場合も含む。また、図面では、本発明と関係のない部分は、本発明の説明を明確にするために省略し、明細書全体を通じて類似した部分については同一の符号を付した。
【００２５】
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。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールの斜視図である。本発明の一実施形態に係るバッテリモジュール１００は、一方向に整列された複数のバッテリセル１０と、前記複数のバッテリセル１０の間に介在されるバリアー１５０と、前記バッテリセル１０とバリアー１５０を収容するハウジング１１０と、を含み、前記バリアー１５０は、隣り合うバリアー１５０を互いに結合させる一つ以上の締結部１６０と、前記バッテリセル１０の下部に熱交換媒体の移動通路を形成する一つ以上の支持部１５５（図２参照）を含むことができる。
【００２７】
バッテリセル１０は、前記バッテリセル１０の広い面が互いに対向するように、複数個が一方向に整列されて設けることができる。前記バッテリセル１０は、バッテリケースに電極組立体と電解液を収納した後、前記バッテリケースをキャッププレート１４で密閉して製造することができる。
【００２８】
前記キャッププレート１４は、陽極端子１１及び陰極端子１２と、ベント部１３を含むことができる。前記電極組立体は、陽極端子１１および陰極端子１２と電気的に連結され、前記陽極端子１１及び陰極端子１２は、電極組立体および電解液の電気化学的な反応によって発生するエネルギーを伝達する通路となる。また、前記電気化学的な反応の副反応により、バッテリセル１０の内部にはガスが発生するが、前記ベント部１３は、バッテリセル１０の内部で発生する当該ガスを外部に放出する通路の役目をする。
【００２９】
また、互いに隣り合う２つのバッテリセル１０の陽極端子１１または陰極端子１２は、バスバー１５によって電気的に連結することができる。バスバー１５には、陽極端子１１及び陰極端子１２が貫通することができるホールが設けられ、前記ホールを介して陽極端子１１及び陰極端子１２が貫通して連結されたバスバー１５は、ナット１６などによって固定することができる。
【００３０】
また、ハウジング１１０は、複数のバッテリセル１０と、前記バッテリセル１０の間に介在されるバリアー１５０を１つにまとめて固定させる。これにより、前記複数のバッテリセル１０は、１つの電源として作用することができる。前記ハウジング１１０は、バッテリセル１０の最も外側で前記バッテリセル１０の広い面に対向するように配置された一対のエンドプレート１１１と、前記エンドプレート１１１を連結する連結部材１１３、１１４で構成することができる。前記連結部材１１３、１１４は、バッテリセル１０の底面または側面を支持するように備えることができる。
【００３１】
図２は、図１のバッテリセル及びバリアーの斜視図である。図２を参照すると、前記バリアー１５０は、前記バッテリセルの広い面と対向して配置されるベース部１５１と、前記ベース部１５１の各端の少なくとも一側で前記バッテリセル１０の側面と対向するように設けられた１つ以上のフランジ部１５２、１５４、１５９を含むことができる。
【００３２】
なお、以下の説明では、バリアー１５０のベース部１５１と対向するバッテリセル１０の広い面内における長手方向を横方向とも呼称し、当該長手方向と直交する方向を縦方向とも呼称する。図１及び図２に示すように、バッテリセル１０における当該縦方向の一側には陽極端子１１及び陰極端子１２等が設けられ、他側には後述するバリアー１５０の下部フランジ部１５４が配置され得る。以下の説明では、当該縦方向においてバッテリセル１０の陽極端子１１及び陰極端子１２等が設けられる方向を上方向とも呼称し、その逆方向を下方向とも呼称する。
【００３３】
また、前記バリアー１５０は、隣り合う一対のバッテリセル１０のうちの一方のバッテリセル１０と対面する一面１５０ａと、前記隣り合うバッテリセル１０のうちの他方のバッテリセル１０と対面する他面１５０ｂとを含むが、前記一面１５０ａ及び他面１５０ｂは、互いに異なる形状を有することができる。例えば、バッテリセル１０を介して互いに隣り合うバリアー１５０において、前記バッテリセル１０の一面（例えば前面）と対面するバリアー１５０の一面１５０ａと前記バッテリセル１０の他面（例えば後面）と対面するバリアー１５０の他面１５０ｂは、互いに異なる形状を有するように形成され、前記バリアー１５０の一面１５０ａ及び他面１５０ｂが互いに噛み合う形状を有するように形成することができる。
【００３４】
また、前記バリアー１５０は、バッテリセル１０を介して隣り合うバリアー１５０を互いに締結する締結部１６０を備えることができる。前記締結部１６０は、前記ベース部１５１の端と接触するように備えられるボディー部１６１と、前記ボディー部１６１の一端に備えられて外側に突出する締結突起１６３、及び前記ボディー部１６１の他端に備えられ、内側に凹んだ締結溝１６２を含むことができる。バッテリセル１０を挟んで隣り合うバリアー１５０は、前記締結部１６０によって互いに締結されて固定されることができる。具体的には、隣り合うバリアー１５０のうちの一方のバリアー１５０に備えられた締結突起１６３が、他方のバリアー１５０の締結溝１６２に挿入されることにより、バリアー１５０同士が締結されることができる。このとき、隣り合う一対のバリアー１５０の各々には複数の締結部が提供されうる。
【００３５】
例えば、前記締結溝１６２は、前記締結突起１６３に対応する形状で設けられることができる。互いに隣り合うバリアー１５０に具備される締結部１６０のボディー部１６１は、前記締結突起１６３が締結溝１６２に挿入されることにより、互いに整列された前記ボディー部１６１の一端及びボディー部１６１の他端が噛み合うように形成されることができる。すなわち、前記バリアー１５０が正常な状態で互いに整列されていない場合には、前記締結部１６０のボディー部１６１は、互いにずれるように配置されることとなる。これは、隣り合うバリアー１５０の締結溝１６２と締結突起１６３との間の結合が正常に行われていないことを意味する。このように、締結部１６０の状態は、バリアー１５０が正常に整列したか否かを確認する指標となりうる。すなわち、前記締結部１６０は、隣り合うバリアー１５０を互いに締結して固定するとともに、前記バリアー１５０の位置をガイドする機能を有する。
【００３６】
なお、図１及び図２に示す例では、締結部１６０が、互いに締結されるバリアー１５０の双方に設けられているが、本実施形態はかかる例に限定されない。締結部１６０は、バッテリセル１０を介して隣り合うバリアー１５０同士を締結可能に構成されればよく、その配置位置、配置数、形状等は任意に設計可能である。例えば、締結部１６０は、互いに締結されるバリアー１５０のうちの一方にのみ設けられてもよい。
【００３７】
バリアー１５０は、バッテリセル１０の広い面に対応するベース部１５１と、前記ベース部１５１の各端において前記ベース部１５１から延びるフランジ部１５２、１５４を含むことができる。前記ベース部１５１は、前記バッテリセル１０の広い面に対応する形態で設けられるが、前記バッテリセル１０の広い面よりも大きい面積を有するように設けることができる。また、図面には示されていないが、前記ベース部１５１には、前記バッテリセル１０の広い面と前記ベース部１５１を離隔させる一つ以上の突起が設けられてもよい。当該突起により、前記隣り合うバリアー１５０のベース部１５１とバッテリセル１０とは、互いに離隔されることとなり、離隔された空間は、後述する熱交換媒体の移動通路として機能することができる。
【００３８】
前記フランジ部１５２、１５４、１５９は、前記ベース部１５１の両側部に備えられる２つの側面フランジ部１５２と、前記ベース部１５１の下部に備えられる下部フランジ部１５４、及び前記ベース部１５１の上部に備えられる上部フランジ部１５９を含むことができる。前記側面フランジ部１５２と下部フランジ部１５４は、長方形の平板として設けることができる。
【００３９】
前記上部フランジ部１５９は、バッテリセル１０のキャッププレート１４に載置されることができる。このとき、前記上部フランジ部１５９は、前記キャッププレート１４に備えられるベント部１３を遮断しないように設けられることが望ましい。例えば、前記上部フランジ部１５９は、前記バッテリセル１０の横方向に沿って設けられる棒状の部材１５９ａと前記棒状部材１５９ａから突出する突出部１５９ｂを含むことができる。前記突出部１５９ｂは、前記ベント部１３を露出させるように、前記ベント部１３の形状に対応するように設けることができる。
【００４０】
本実施形態では、バッテリセル１０の狭い面に開口部が露出されうる。開口部は、隣り合うバリアー１５０の間に定義することができる。例えば、開口部１５２ａおよび／または開口部１５２ｂは、側面フランジ部１５２に形成される。また、バッテリモジュール１００は、バリアー１５０に熱交換媒体が流入または流出されるように構成することができる。
【００４１】
前記熱交換媒体は、前記バッテリセル１０と熱交換するために設けられるもので、前記開口部１５２ａ、１５２ｂを介して流入してバッテリセル１０と熱交換した後、前記開口部１５２ａ、１５２ｂを介して流出することができる。前記開口部１５２ａ、１５２ｂは、前記側面フランジ部１５２の上部に備えられる上部開口部１５２ｂと前記側面フランジ部１５２の下部に備えられる下部開口部１５２ａであり得る。
【００４２】
前記上部開口部１５２ｂは、熱交換媒体の流入及び流出が円滑に行われるように、可能な限り広い面積を有するように設けることができる。例えば、前記上部開口部１５２ｂは、前記側面フランジ部１５２でベース部１５１と接する部分を除いた残りが略全て開口される形態で備えることができる。一方、下部開口部１５２ａは、前記上部開口部１５２ｂよりも小さいサイズで備えることができる。
【００４３】
前記下部開口部１５２ａは、熱交換媒体が流入する通路として機能するが、前記熱交換媒体が前記バッテリセル１０の下部側に伝達されるように連結通路としても機能することができる。したがって、前記下部開口部１５２ａは、流入した熱交換媒体が前記下部開口部１５２ａから排出されず、前記バッテリセル１０の下部に伝達されるように、前記上部開口部１５２ｂよりも小さいサイズで備えることができ、前記側面フランジ部１５２の内側に、ホールの形態で設けることができる。
【００４４】
前記側面フランジ部１５２は、前記側面フランジ部１５２の表面に突出する１つ以上の側面リブ１５３を備えることができる。前記側面リブ１５３は、前記側面フランジ部１５２の表面に突出するように設けることができる。例えば、前記側面リブ１５３は、前記側面フランジ部１５２の内部及び外部に備えることができ、前記側面フランジ部１５２の内部に備えられる側面リブ１５３は、バッテリセル１０と側面フランジ部１５２を離隔させ、熱交換媒体の移動通路を提供し、前記側面フランジ部１５２の外部に備えられる側面リブ１５３は、側面フランジ部１５２とハウジング１１０（図１参照）を離隔させて前記バッテリモジュールへの熱交換媒体の流入を促進することができる。
【００４５】
前記側面リブ１５３は、上部開口部１５２ｂ及び下部開口部１５２ａの間に備えることができ、前記上部開口部１５２ｂ及び下部開口部１５２ａによって低下する側面フランジ部１５２の物理的な強度を補強することができる。前記側面リブ１５３は、前記側面フランジ部１５２の横方向に対応するように設けることができ、複数の側面リブ１５３が互いに並ぶように延びて突出することができる。
【００４６】
前記バリアー１５０の下部側には、前記バッテリセル１０の下部面を支持する支持部１５５を設けることができる。前記支持部１５５は、前記ベース部１５１の下部側の一端及び他端にそれぞれ設けられて、バッテリセル１０の下部面と前記ベース部１５１の下部側を互いに離隔させることができる。例えば、前記支持部１５５は、側面フランジ部１５２の開口部１５２ａ、１５２ｂを介して流入／流出する熱交換媒体の移動通路を制御して、前記バッテリセル１０の下部面の冷却効率を向上させることができる。
【００４７】
バッテリモジュール１００は、複数のバッテリセル１０で構成され、前記バッテリセル１０は、充電・放電を繰り返しながら熱を発生させる。前記熱はバッテリセルの劣化を促進させるだけでなく、ひどい場合には、バッテリセル１０の安全性の問題を引き起こす原因となる可能性があるため、制御しなければならない。この時、本実施形態に係るバリアー１５０の側面フランジ部１５２に設けられる開口部１５２ａ、１５２ｂは、前記バッテリセル１０と熱交換する熱交換媒体が前記バリアー１５０内に流入または流出される通路として機能することができる。
【００４８】
本実施形態に係るバリアー１５０には、支持部１５５が設けられてバッテリセル１０の下部面にも熱交換媒体の移動通路を提供することができるので、バッテリセル１０の熱交換効率をさらに向上させることができる。また、本実施形態に係るバリアー１５０には、隣り合うバリアー１５０を相互に固定する締結部１６０が設けられるため、バリアー１５０とバッテリセル１０との間の空間を一定に保つことができ、したがって、熱交換媒体が移動する通路を効率的に提供することができるので、バッテリセル１０の温度を効果的に制御し、バッテリモジュール１００の使用寿命を延長させることができる。
【００４９】
図３Ａは、図２のバリアーの一面を示した図、図３Ｂは、図２のバリアーの他面を示す図である。図４は、バッテリセルが介在されたバリアーの正面を概略的に示す図である。図３Ａ〜図４を参照すると、バリアー１５０の下部側には支持部１５５を設けることができる。前記支持部１５５上にはバッテリセル１０が載置され、前記支持部１５５とバッテリセル１０との間には、熱交換媒体の移動通路が形成され得る。例えば、前記支持部１５５は、内部にホール１５５ａを備える長方形のボックス形態として設けることができる。また、前記支持部１５５と前記側面フランジ部１５２または前記支持部１５５と下部フランジ部１５４との間には、離隔部材１５４ａ、１５７を介在させることができる。前記離隔部材１５４ａ、１５７は、前記支持部１５５の下部において前記支持部１５５と下部フランジ部１５４との間に備えられる下部離隔部材１５４ａと、前記支持部１５５の側面で前記支持部１５５と側面フランジ部１５２との間に備えられ側面離隔部材１５７であり得る。
【００５０】
前記バリアー１５０の一面１５０ａには、下部離隔部材１５４ａが設けられ、前記バリアー１５０の他面１５０ｂには、側面離隔部材１５７を設けることができる。前記下部離隔部材１５４ａは、前記ベース部１５１から前記下部フランジ部１５４に沿って延設され、前記側面離隔部材１５７は、前記ベース部１５１から前記側面フランジ部１５２に沿って延設されることができる。
【００５１】
例えば、隣り合うバリアー１５０が互いに対応するように設けられる場合、前記隣り合うバリアー１５０のうちの一方のバリアー１５０（例えば、第１バリアー１５０）の一面１５０ａは、他方のバリアー１５０（例えば、第２バリアー１５０）の他面１５０ｂと対面することができる（図２参照）。前記第１及び第２バリアー１５０は、同一の形状を有するバリアーを意味するが、説明の便宜上、互いに隣り合うバリアー１５０を第１及び第２バリアー１５０と呼称して説明する。前記第１バリアー１５０の一面１５０ａに備えられる下部離隔部材１５４ａ上には、第２バリアー１５０の他面１５０ｂに設けられる支持部１５５を載置することができる。また、前記第２バリアー１５０の他面１５０ｂに備えられる側面離隔部材１５７は、第１バリアー１５０の側面フランジ部１５２と接触するように設けることができる。
【００５２】
前記第１バリアー１５０の一面１５０ａには、下部フランジ部１５４が設けられるが、前記第２バリアー１５０の他面１５０ｂには、下部フランジ部がほとんど突出しないように設けられる、あるいは、下部フランジ部が具備されない。このとき、前記第１及び第２バリアー１５０が締結された場合には、前記第２バリアー１５０の他面１５０ｂに設けられる支持部１５５は、前記第１バリアー１５０の前記ベース部１５１の下部端から所定距離だけ離隔されて配置されることとなるが、この離隔距離は、前記第１バリアー１５０の一面１５０ａから下部離隔部材１５４ａの厚さＨ１と下部フランジ部１５４の厚さＨ３の総和に対応させることができる。
【００５３】
また、前記第１バリアー１５０の一面１５０ａで、後述する第１連結リブ１５６ａのうち下部側に設けられる第１連結リブ１５６ａの厚さＨ２と前記下部離隔部材１５４ａの厚さＨ１の総和が、前記第２バリアー１５０の他面１５０ｂに設けられる第１連結リブ１５６ａのうち下部側に設けられる第１連結リブ１５６ａの厚さに対応するように、第１連結リブ１５６ａ及び下部離隔部材１５４ａを構成することができる。例えば、前記第１及び第２バリアー１５０が互いに噛み合うように配置される場合、前記第１バリアー１５０の一面１５０ａに設けられる下部フランジ部１５４上には、前記第２バリアー１５０の他面１５０ｂに設けられる支持部１５５が載置されることができる。このとき、前記第１バリアー１５０に設けられる支持部１５５と第２バリアー１５０に設けられる支持部１５５は、当該支持部１５５同士が互いに対応する位置に配置されるように構成することができ、また、前記支持部１５５の内部に具備されるホール１５５ａが互いに対向するように構成することができる。
【００５４】
前記バリアー１５０は、前記ベース部１５１の下部側の一端及び他端にそれぞれ設けられる支持部１５５（例えば、第１及び第２支持部）を連結する連結リブ１５６をさらに含むことができる。前記連結リブ１５６は、前記下部フランジ部１５４に平行方向に具備されて前記第１及び第２支持部１５５の上部および下部でそれぞれ連結する一対の第１連結リブ１５６ａと、前記一対の第１連結リブ１５６ａを垂直に連結する複数の第２連結リブ１５６ｂを含むことができる。
【００５５】
前記第１連結リブ１５６ａ上にもバッテリセル１０の下部面が載置されることができ、前記第１連結リブ１５６ａは、支持部１５５に集中されうるバッテリセル１０の荷重を分散させることができる。また、前記一対の第１連結リブ１５６ａの間には、前記一対の第１連結リブ１５６ａ間に延設される第２連結リブ１５６ｂが設けられ、第１連結リブ１５６ａの強度を補強することができる。
【００５６】
前記第１連結リブ１５６ａと第２連結リブ１５６ｂとは、一定の厚さで設けることができ、例えば、第１連結リブ１５６ａと第２連結リブ１５６ｂとは、互いに同一の厚さで設けることができる。図示するように、第１及び第２連結リブ１５６ａ、１５６ｂは、第１及び第２連結リブ１５６ａ、１５６ｂが互いに連結された梯子のような形態で設けることができ、すなわち、前記第１連結リブ１５６ａと第２連結リブ１５６ｂとは、長方形の凹んだ空間部を形成することができる。
【００５７】
前記バリアー１５０から下部フランジ部１５４が突出するバリアー１５０の一面１５０ａを参照すると、前記支持部１５５のバリアー１５０の締結方向（図中ｙ方向）の幅Ｓ２は、前記バッテリセル１０を堅固に支持可能なように、前記第１連結リブ１５６ａのｙ方向の幅Ｓ３よりも広くすることができる。反面、幅Ｓ２は、前記下部フランジ部１５４から前記第１連結リブ１５６ａを除いた部分のｙ方向の幅Ｓ１よりは小さく設けられてよく、前記バッテリセル１０の下部面を通過する熱交換媒体の移動通路の面積を増加させることができる。
【００５８】
また、前記支持部１５５の内部のホール１５５ａと前記支持部１５５の下部に設けられる下部離隔部材１５４ａは、熱交換媒体に圧力差を発生させて、前記熱交換媒体の経路を変更させ、バッテリセル１０と側面フランジ部１５２との間に前記熱交換媒体を上昇させて、バッテリセル１０の下部を通過した熱交換媒体が前記バリアー１５０の外側に排出されるようにすることができる。
【００５９】
図４を参照すると、側面フランジ部１５２の開口部１５２ａ、１５２ｂを介して流入する熱交換媒体（Ｕ１）は、前記側面フランジ部１５２に備えられる側面リブ１５３によって形成されるバッテリセル１０と側面フランジ部１５２との間の空間を通過することができる（Ｕ２）。次いで、前記熱交換媒体は、前記支持部１５５によって形成されるバッテリセル１０の下部面側の空間を通過しながら（Ｕ３）前記バッテリセル１０の下部面と熱交換し、前記バッテリセル１０の側面に沿って連通して（Ｕ４）、前記側面フランジ部１５２の開口部１５２ａ、１５２ｂを通過して外部に排出されることができる（Ｕ５）。なお、図示は省略するが、開口部１５２ａ、１５２ｂを介して流入した熱交換媒体は、バリアー１５０のベース部１５１とバッテリセル１０との間の空間を通過して、逆側の開口部１５２ａ、１５２ｂから外部に排出されてもよい。
【００６０】
以下では、図５及び図６を参照して本発明の他の実施形態について説明する。後述する内容を除いては、図１〜図４で説明した実施形態に記載された内容と類似するので、類似する内容についての詳細な説明は省略する。
【００６１】
図５は、本発明の他の実施形態によるバリアーの斜視図である。図５を参照すると、本実施形態に係るバリアー２５０は、互いに隣り合うバリアー２５０によって形成される空間内に１つのバッテリセルを設けることができる。このとき、前記バリアー２５０は、それぞれ締結部２６０を有し、当該締結部２６０を介して互いに締結されて固定されることができる。前記隣り合うバリアー２５０とバッテリセルとは、互いに離隔されるように構成され、離隔された空間は、熱交換媒体の移動通路として機能することができる。
【００６２】
バリアー２５０は、バッテリセルの間に介在されるベース部２５１と、前記ベース部２５１の端部に備えられて前記バッテリセルの側面及び下部面を支持する側面フランジ部２５２及び下部フランジ部２５４を含むことができる。
【００６３】
前記バリアー２５０は、前記ベース部２５１を挟んで前記ベース部２５１の一面に設けられる構成と、前記ベース部２５１の一面の反対面である他面に設けられる構成とが互いに異なるように構成することができる。例えば、前記ベース部２５１の一面には、側面フランジ部２５２及び下部フランジ部２５４を設けることができる一方、前記ベース部２５１の他面には、側面フランジ部２５２及び下部フランジ部２５４が設けられないことがある。
【００６４】
前記側面フランジ部２５２には、熱交換媒体が流入または流出する通路である開口部２５２ａ、２５２ｂと、前記側面フランジ部２５２の表面から突出する側面リブ２５３を設けることができる。また、前記側面フランジ部２５２とベース部２５１との接続部分であって、側面フランジ部２５２の上部には、締結部２６０のボディー部２６１を設けることができる。前記締結部２６０のボディー部２６１の一端及び他端にはそれぞれ締結溝２６２及び締結突起２６３を設けることができる。
【００６５】
前記ベース部２５１の下部側には、バッテリセルを支持する支持部２５５を設けることができる。前記支持部２５５は、ベース部２５１の一側及び他側にそれぞれ設けることができ、これら一側及び他側に設けられる支持部２５５は、第１及び第２連結リブ２５６によって連結することができる。第１連結リブ２５６ａの上部側は、前記支持部２５５の上部側を連結し、第１連結リブ２５６ａの下部側は、前記支持部２５５の下部側を連結するように設けられ、第１及び第２連結リブ２５６は、前記支持部２５５とともに、バッテリセルの下部面を支持することができる。
【００６６】
また、上部側及び下部側に互いに並んで設けられる一対の第１連結リブ２５６ａは、前記第１連結リブ２５６ａに対して垂直に設けられる複数の第２連結リブ２５６ｂによって連結することができる。例えば、前記第１連結リブ２５６ａは、その厚さが、ほぼ変化がなく略一定であるように設けることができ、前記第２連結リブ２５６ｂは、その厚さが連続的に変化するように設けることができる。例えば、前記第２連結リブ２５６ｂは、前記ベース部２５１の下部側から上部側へ行くほどその厚さが徐々に減少するように形成することができる。したがって、前記第１及び第２連結リブ２５６ａ、２５６ｂは、前記ベース部２５１上から突出するように形成され、その内部に台形の空間部を形成することができる。また、前記支持部２５５は、内部にホール２５５ａを有する長方形のボックス形状を有するように形成されるが、前記ホール２５５ａは、台形の形態を含むことができる。
【００６７】
前記支持部２５５と連結リブ２５６とは、バッテリセルの荷重を支持することができるが、このように前記支持部２５５の下部側と第２連結リブ２５６ｂの下部側厚さを厚く形成することにより、その強度を向上させて、前記バッテリセルの荷重をより効率的に支持することができる。
【００６８】
なお、図５に示す実施形態は、第１及び第２連結リブ２５６ａ、２５６ｂの形状、並びに、支持部２５５のホール２５５ａの形状が異なること以外は、図１〜図４を参照して説明した実施形態と同様であってよい。すなわち、図５に示すバリアー２５０における、ベース部２５１、側面フランジ部２５２、側面リブ２５３、下部フランジ部２５４、支持部２５５、連結リブ２５６、締結部２６０等の各部材は、それぞれ、上述した形状が異なること以外は、図１〜図４を参照して説明した実施形態に係るバリアー１５０における、ベース部１５１、側面フランジ部１５２、側面リブ１５３、下部フランジ部１５４、支持部１５５、連結リブ１５６、締結部１６０等の各部材と同様の構成及び機能を有し得る。
【００６９】
図６は、本発明の他の実施形態に係るバリアーの斜視図である。本実施形態に係るバリアー３５０は、バッテリモジュールにおいて、隣り合うバッテリセルの間に介在することができる。前記バリアー３５０は、バッテリセルの広い面と対向するベース部３５１と、前記ベース部３５１の端において、前記バッテリセルの狭い面（側面及び下面）と対向するように設けられる側面フランジ部３５２及び下部フランジ部３５４を含むことができる。なお、バッテリセルを介して隣り合うバリアー３５０とバッテリセルとは、互いに離隔されるように構成され、離隔された空間は、熱交換媒体の移動通路として機能することができる。
【００７０】
前記下部フランジ部３５４には、バッテリセルを支持する２つの支持部３５５と、前記２つの支持部３５５を連結する連結リブ３５６が設けられうる。前記支持部３５５は、内部にホール３５５ａを備えたボックス形状を有するように設けることができる。また、前記連結リブ３５６は、２つの支持部２５５を互いに連結するように並んで設けられる一対の第１連結リブ３５６ａと、前記一対の第１連結リブ３５６ａを垂直に連結する第２連結リブ３５６ｂを含むことができる。また、前記下部フランジ部３５４には、前記支持部３５５が装着される離隔部材３５４ａをさらに設けることができる。
【００７１】
また、前記バリアー３５０は、下部フランジ部３５４に設けられる、熱交換媒体の流れをガイドする一つ以上のガイド部３５７を備えることができる。前記ガイド部３５７は、前記下部フランジ部３５４上から前記バッテリセルの下部面に向かって突出するように設けられ、前記下部フランジ部３５４の長手方向（すなわち横方向）に沿って延設されうる。
【００７２】
また、前記ガイド部３５７は、その突出端が曲面を有する（ラウンドされる）ように形成することができ、すなわち、前記ガイド部３５７が延設される方向に対して垂直な方向（すなわちガイド部３５７の突出方向）における前記ガイド部３５７の断面が略半円形を有するように形成することができる。このとき、前記ガイド部３５７の高さＲ１は、前記第１連結リブ３５６ａのうち下部側に備えられる第１連結リブ３５６ａの厚さＨ２または前記離隔部材３５４ａの厚さＨ１と同じか、またはこれらよりも小さく形成されうる。
【００７３】
本実施形態に係るバリアー３５０内には、バッテリセルと熱交換する熱交換媒体の移動通路が形成されうる。例えば、前記下部フランジ部３５４とバッテリセルの下部面との間にも熱交換媒体の移動通路を形成することができる。このとき、前記下部フランジ部３５４上にガイド部３５７が設けられることにより、前記熱交換媒体の流れを所望の方向にガイドすることができるので、前記熱交換媒体とバッテリセルとの熱交換効率を向上させることができる。
【００７４】
また、前記ガイド部３５７の高さＲ１は、前記下部フランジ部３５４に設けられる下部側第１連結リブ３５６ａの厚さＨ２または前記離隔部材３５４ａの厚さＨ１に対応するように調整されているので、前記熱交換媒体の流れをガイドするだけで、前記熱交換媒体の下部フランジ部３５４の幅方向（図３Ａ及び図３Ｂに示すｙ方向に対応する方向）への流れを過剰に妨げない。
【００７５】
なお、図６に示す実施形態は、下部フランジ部３５４にガイド部３５７が設けられること以外は、図１〜図４を参照して説明した実施形態と同様であってよい。すなわち、図６に示すバリアー３５０における、ベース部３５１、側面フランジ部３５２、側面リブ３５３、下部フランジ部３５４、支持部３５５、連結リブ３５６、締結部３６０等の各部材は、それぞれ、上述したガイド部３５７が設けられること以外は、図１〜図４を参照して説明した実施形態に係るバリアー１５０における、ベース部１５１、側面フランジ部１５２、側面リブ１５３、下部フランジ部１５４、支持部１５５、連結リブ１５６、締結部１６０等の各部材と同様の構成及び機能を有し得る。
【００７６】
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分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずに他の具体的な形で実施することができることを理解できるだろう。したがって、上述した実施形態はすべての面から例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。さらに、本発明の範囲は、上記の詳細な説明よりは特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものろ解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００７７】
１０    バッテリセル
１４    キャッププレート
１００    バッテリモジュール
１１０    ハウジング
１５０、２５０、３５０    バリアー
１５５、２５５、３５５    支持部
１６０、２６０、３６０    締結部
【図１】
2015032586.tif 000003
【図２】
2015032586.tif 000004
【図３Ａ】
2015032586.tif 000005
【図３Ｂ】
2015032586.tif 000006
【図４】
2015032586.tif 000007
【図５】
2015032586.tif 000008
【図６】
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