(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外観を形成するパックケースと、
前記パックケース内に備えられ、少なくとも１つのバッテリーセルを収納する少なくとも１つのバッテリーモジュールと、
前記少なくとも１つのバッテリーモジュールの内部に冷媒が循環できるように、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールに連結されて、少なくとも一部が前記パックケース内で前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを加圧する冷媒循環ユニットと
を含み、
前記パックケースは、
前記少なくとも１つのバッテリーモジュール及び前記冷媒循環ユニットの前記少なくとも一部を収容するケース本体と、
前記ケース本体に取り付けられ、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを介在して前記冷媒循環ユニットの少なくとも一部と対向配置され、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを加圧するモジュール加圧プレートと、
を含み、
前記冷媒循環ユニットは、
前記冷媒を貯蔵し、前記冷媒の循環のための循環ポンプを備える循環ユニット本体と、
前記少なくとも１つのバッテリーモジュールの内部に前記冷媒が循環できるように、前記循環ユニット本体と前記少なくとも１つのバッテリーモジュールとを連結し、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを加圧できるように前記ケース本体内に配置される循環パイプと、
を含むことを特徴とす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、複数個が備えられ、
前記複数のバッテリーモジュールは、前記循環パイプと前記モジュール加圧プレートとの間に順次配置され、前記冷媒が循環できるように相互連結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】
前記循環パイプは、対向するバッテリーモジュールに連結されて、前記モジュール加圧プレート側に前記複数のバッテリーモジュールを加圧し、
前記モジュール加圧プレートは、対向するバッテリーモジュールに連結されて、前記循環パイプ側に前記複数のバッテリーモジュールを加圧することを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
それぞれのバッテリーモジュールは、
前記少なくとも１つのバッテリーセルを収容するモジュールケースと、
前記モジュールケースに備えられ、前記冷媒を前記モジュールケースの内部に供給し、前記モジュールケース内部の冷媒を前記モジュールケースの外部へ排出するための複数の冷媒パイプと
を含む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】
前記複数の冷媒パイプは、
前記モジュールケースの一側に備えられ、互いに所定距離だけ離隔して配置される一対の第１冷媒パイプと、
前記モジュールケースの他側に備えられ、互いに所定距離だけ離隔して配置される一対の第２冷媒パイプと
を含む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】
前記循環パイプは、対向するバッテリーモジュールの一対の第１冷媒パイプと連結されることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記循環パイプは、
前記循環ユニット本体に連結されて、前記ケース本体内に配置される連結チューブと、
前記連結チューブから突出して、前記一対の第１冷媒パイプのうち一方に連結される冷媒供給チューブと、
前記連結チューブから突出して、前記一対の第１冷媒パイプのうち他方に連結される冷媒排出チューブと
を含むことを特徴とする請求項６に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記連結チューブは、前記モジュール加圧プレートと平行に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パック。
【請求項９】
前記冷媒供給チューブ及び前記冷媒排出チューブは、前記一対の第１冷媒パイプに外挿または内挿され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１０】
前記冷媒供給チューブと前記第１冷媒パイプとの間、及び前記冷媒排出チューブと前記第１冷媒パイプとの間には、それぞれ、シーリング部材が挟み込まれ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】
前記モジュール加圧プレートは、対向するバッテリーモジュールの一対の第２冷媒パイプと連結されることを特徴とする請求項６に記載のバッテリーパック。
【請求項１２】
対向するバッテリーモジュールの前記一対の第１冷媒パイプは、対向するバッテリーモジュールの前記一対の第２冷媒パイプと連結されることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーパック。
【請求項１３】
請求項１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、バッテリーパック及び該バッテリーパックを含む自動車に関する。
【０００２】
本出願は、２０１５年１１月２日出願の韓国特許出願第１０−２０１５−０１５３３２４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】
製品群毎の適用性が高く、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、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に用いられている。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という一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。
【０００４】
現在、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の二次電池が広く使用されている。このような単位二次電池セル、すなわち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ〜４．２Ｖである。したがって、これより高い出力電圧が求められる場合、多数の二次電池セルを直列で連結してバッテリーパックを構成することがある。また、バッテリーパックに求められる充放電容量に応じて多数のバッテリーセルを並列で連結してバッテリーパックを構成することもある。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、求められる出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定され得る。
【０００５】
一方、多数のバッテリーセルを直列／並列で連結してバッテリーパックを構成する場合、複数のバッテリーセルからなるバッテリーモジュールをまず構成し、複数のバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を付け加え、バッテリーパックを構成する方法が一般的である。
【０００６】
マルチバッテリーモジュール構造のバッテリーパックは、多数の二次電池が狭い空間に密集される形態で製造されるため、それぞれの二次電池から発生する熱を容易に放出することが重要である。二次電池バッテリーの充電または放電の過程は、上述したように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できなければ、熱蓄積が起き、結果的にバッテリーモジュールの劣化が促進され、場合によっては発火または爆発が起きる恐れがある。
【０００７】
したがって、高出力大容量のバッテリーパックには、それに収納されているバッテリーセルを冷却させる冷却装置が必要となる。
【０００８】
一般に、冷却装置には代表的に空冷式と水冷式の２種が挙げられるが、漏電や二次電池の防水問題などのため、空冷式が水冷式より広く用いられている。
【０００９】
１つのバッテリーセルで生産可能な電力は大きくない。したがって、商用化されたバッテリーモジュールは、一般に、モジュールケース内に複数のバッテリーセルを必要な個数ほど積層してパッケージングし、バッテリーパックはこのような複数のバッテリーモジュールを必要な個数ほど積層してパッケージングする。そして、それぞれのバッテリーセルにおける電気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、バッテリーセル同士の間にバッテリーセルの面積に対応する複数の冷却フィンを放熱部材として挿入する。それぞれのバッテリーセルから熱を吸収した冷却フィンは、バッテリーパックの底部に備えられるヒートシンクに冷却プレートを介して連結されてその熱を伝達し、ヒートシンクは冷却水または冷却空気によって冷却される。
【００１０】
また、従来のバッテリーパックでは、バッテリーセル同士の間に挿入され配置される複数の冷却フィン、冷却プレート及びヒートシンクのため、これら部品ほどバッテリーセルのエネルギー密度が低下し、これら部品による製造コストが嵩むという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストを節減しながらバッテリーセルのエネルギー密度を高め、冷却性能を向上できるバッテリーパック及び該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】
【００１２】
上記の課題を達成するため、本発明は、外観を形成するパックケースと、前記パックケース内に備えられ、少なくとも１つのバッテリーセルを収納する少なくとも１つのバッテリーモジュールと、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールの内部に冷媒が循環できるように、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールに連結されて、少なくとも一部が前記パックケース内で前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを加圧する冷媒循環ユニットと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
【００１３】
前記パックケースは、前記少なくとも１つのバッテリーモジュール及び前記冷媒循環ユニットの前記少なくとも一部を収容するケース本体と、前記ケース本体に取り付けられ、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを介在して前記冷媒循環ユニットの少なくとも一部と対向配置され、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを加圧するモジュール加圧プレートと、を含むことができる。
【００１４】
前記冷媒循環ユニットは、前記冷媒を貯蔵し、前記冷媒の循環のための循環ポンプを備える循環ユニット本体と、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールの内部に前記冷媒が循環できるように、前記循環ユニット本体と前記少なくとも１つのバッテリーモジュールとを連結し、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを加圧できるように前記ケース本体内に配置される循環パイプと、を含むことができる。
【００１５】
前記バッテリーモジュールは、複数個が備えられ、前記複数のバッテリーモジュールは、前記循環パイプと前記モジュール加圧プレートとの間に順次配置され、前記冷媒が循環できるように相互連結できる。
【００１６】
前記循環パイプは、対向するバッテリーモジュールに連結されて、前記モジュール加圧プレート側に前記複数のバッテリーモジュールを加圧し、前記モジュール加圧プレートは、対向するバッテリーモジュールに連結されて、前記循環パイプ側に前記複数のバッテリーモジュールを加圧することができる。
【００１７】
それぞれのバッテリーモジュールは、前記少なくとも１つのバッテリーセルを収容するモジュールケースと、前記モジュールケースに備えられ、前記冷媒を前記モジュールケースの内部に供給し、前記モジュールケース内部の冷媒を前記モジュールケースの外部へ排出するための複数の冷媒パイプと、を含むことができる。
【００１８】
前記複数の冷媒パイプは、前記モジュールケースの一側に備えられ、互いに所定距離離隔して配置される一対の第１冷媒パイプと、前記モジュールケースの他側に備えられ、互いに所定距離離隔して配置される一対の第２冷媒パイプと、を含むことができる。
【００１９】
前記循環パイプは、対向するバッテリーモジュールの一対の第１冷媒パイプと連結することができる。
【００２０】
前記循環パイプは、前記循環ユニット本体に連結されて、前記ケース本体内に配置される連結チューブと、前記連結チューブから突出して、前記一対の第１冷媒パイプのうち一方に連結される冷媒供給チューブと、前記連結チューブから突出して、前記一対の第１冷媒パイプのうち他方に連結される冷媒排出チューブと、を含むことができる。
【００２１】
前記連結チューブは、前記モジュール加圧プレートと平行に配置することができる。
【００２２】
前記冷媒供給チューブ及び前記冷媒排出チューブは、前記一対の第１冷媒パイプに外挿または内挿することができる。
【００２３】
前記冷媒供給チューブと前記第１冷媒パイプとの間及び前記冷媒排出チューブと前記第１冷媒パイプとの間には、それぞれ、シーリング部材を挟み込むことができる。
【００２４】
前記モジュール加圧プレートは、対向するバッテリーモジュールの一対の第２冷媒パイプと連結することができる。
【００２５】
前記モジュール加圧プレートには、前記一対の第２冷媒パイプに外挿または内挿される一対のパイプ結合部を設けることができる。
【００２６】
前記一対のパイプ結合部と前記一対の第２冷媒パイプとの間にはシーリング部材を挟み込むことができる。
【００２７】
対向するバッテリーモジュールの前記一対の第１冷媒パイプは、対向するバッテリーモジュールの前記一対の第２冷媒パイプと連結することができる。
【００２８】
対向するバッテリーモジュールの前記一対の第１冷媒パイプは、対向するバッテリーモジュールの前記一対の第２冷媒パイプに外挿または内挿することがある。
【００２９】
前記一対の第１冷媒パイプと前記一対の第２冷媒パイプとの間にはシーリング部材を挟み込むことができる。
【００３０】
前記冷媒は、絶縁油であり得る。
【００３１】
そして、本発明は、上述した実施例による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】
【００３２】
上述した多様な実施例によって、製造コストを節減しながらバッテリーセルのエネルギー密度を高め、冷却性能を向上できるバッテリーパック及び該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】
【００３３】
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。
【００３４】
【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の分解斜視図である。
【図３】図１のバッテリーパックの分解斜視図である。
【図４】図１のバッテリーパックの断面図である。
【図５】図４のバッテリーパックのバッテリーモジュールの断面図である。
【図６】図４のＡ部分の拡大図である。
【図７】図４のＢ部分の拡大図である。
【図８】図４のＣ部分の拡大図である。
【図９】図１のバッテリーパックの動作を説明するための図である。
【図１０】図１のバッテリーパックの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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とで本発明をより明確にする。後述する実施例は発明の理解を助けるため例示的に示されるものであり、本発明が後述する実施例から多様に変形されて実施できることを理解せねばならない。また、発明の理解を助けるため、添付された図面は、実際の縮尺ではなく、一部構成要素の寸法が誇張されて示され得る。
【００３６】
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及び図３は図１のバッテリーパックの分解斜視図であり、図４は図１のバッテリーパックの断面図であり、図５は図４のバッテリーパックのバッテリーモジュールの断面図であり、図６は図４のＡ部分の拡大図であり、図７は図４のＢ部分の拡大図であり、図８は図４のＣ部分の拡大図である。
【００３７】
図１〜図８を参照すれば、バッテリーパック１０は、自動車の燃料源として自動車に装着することができる。例えば、前記バッテリーパック１０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１０を燃料源として使用可能なその他の方式の自動車に装着することができる。また、前記バッテリーパック１０は、前記自動車の外にも、二次電池を使用する電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などのその他の装置や器具及び設備などにも装着できることは言うまでもない。
【００３８】
このような前記バッテリーパック１０は、パックケース１００、バッテリーモジュール２００、冷媒循環ユニット３００及びシーリング部材４００を含むことができる。
【００３９】
前記パックケース１００は、前記バッテリーパック１０の外観を形成し、前記自動車などの装置や器具及び設備などに装着することができる。このような前記パックケース１００は、ケース本体１１０及びモジュール加圧プレート１５０を含むことができる。
【００４０】
前記ケース本体１１０は、後述する少なくとも１つ、具体的に、複数のバッテリーモジュール２００及び冷媒循環ユニット３００の少なくとも一部、具体的には、前記冷媒循環ユニット３００の循環パイプ３５０を収容することができる。
【００４１】
前記モジュール加圧プレート１５０は、前記ケース本体１１０の一端部に取り付けられる。前記モジュール加圧プレート１５０は、後述する少なくとも１つ、具体的には、複数のバッテリーモジュール２００を介在して後述する冷媒循環ユニット３００の少なくとも一部、具体的には、前記冷媒循環ユニット３００の循環パイプ３５０と対向配置され、前記少なくとも１つ、具体的には、前記複数のバッテリーモジュール２００を加圧することができる。
【００４２】
このような前記モジュール加圧プレート１５０は、対向するバッテリーモジュール２００に連結され、後述する循環パイプ３５０側に前記複数のバッテリーモジュール２００を加圧することができる。
【００４３】
そのため、前記モジュール加圧プレート１５０は、後述する対向するバッテリーモジュール２００の一対の第２冷媒パイプ２５０と連結される。前記一対の第２冷媒パイプ２５０との連結のため、前記モジュール加圧プレート１５０はパイプ結合部１５５を含むことができる。
【００４４】
前記パイプ結合部１５５は、前記モジュール加圧プレート１５０の内側面１５２に備えられ、前記一対の第２冷媒パイプ２５０と対応して一対で備えられる。
【００４５】
前記一対のパイプ結合部１５５は、対向する前記バッテリーモジュール２００の一対の第２冷媒パイプ２５０に外挿または内挿されて結合される。外挿される場合、前記一対のパイプ結合部１５５は前記一対の第２冷媒パイプ２５０より大きい直径を有し得、内挿される場合、前記一対の第２冷媒パイプ２５０より小さい直径を有し得る。以下、本実施例では、前記一対のパイプ結合部１５５が、前記一対の第２冷媒パイプ２５０に外挿されるように、前記一対の第２冷媒パイプ２５０より大きい直径を有する場合に限定して説明する。
【００４６】
前記バッテリーモジュール２００は、前記パックケース１００内に備えられ、少なくとも１つのバッテリーセル２１０を収納することができる。以下、本実施例では、複数のバッテリーセル２１０を収納する場合に限定して説明する。
【００４７】
前記バッテリーモジュール２００は、複数個が備えられ、互いに電気的に連結される。このような前記複数のバッテリーモジュール２００は、後述する前記冷媒循環ユニット３００の循環パイプ３５０と前記モジュール加圧プレート１５０との間に順次配置され、後述する冷媒Ｒが循環できるように相互連結され得る。
【００４８】
以下、前記複数のバッテリーモジュール２００について詳しく説明する。
【００４９】
前記複数のバッテリーモジュール２００は、それぞれ、複数のバッテリーセル２１０、モジュールケース２３０、複数の冷媒パイプ２４０、２５０を含むことができる。
【００５０】
前記複数のバッテリーセル２１０は、パウチ型二次電池であり得、互いに電気的に連結される。それぞれのバッテリーセル２１０は、電極組立体、前記電極組立体を収容する電池ケース、及び前記電池ケースの外側に突出して前記電極組立体と電気的に連結される電極リードを含むことができる。ここで、前記電極リードは、正極リードと負極リードとを含み、前記正極リードは前記電極組立体の正極板に連結され、前記負極リードは前記電極組立体の負極板に連結され得る。
【００５１】
前記モジュールケース２３０は、前記少なくとも１つのバッテリーセル２１０、具体的には、前記複数のバッテリーセル２１０を収容することができる。このような前記モジュールケース２３０には後述する冷媒循環ユニット３００から供給された冷媒Ｒを満たすことができる。前記冷媒Ｒは前記モジュールケース２３０内に循環可能に満たされ、前記複数のバッテリーセル２１０を冷却させることができる。このような前記冷媒Ｒは、安全性を確保するため、絶縁性を有する液体からなり得る。以下、本実施例では前記冷媒Ｒを絶縁油に限定して説明する。
【００５２】
前記複数の冷媒パイプ２４０、２５０は、前記モジュールケース２３０に備えられ、前記冷媒Ｒを前記モジュールケース２３０の内部に供給し、前記モジュールケース２３０内部の冷媒Ｒを前記モジュールケース２３０の外部へ排出することができる。
【００５３】
このような前記複数の冷媒パイプ２４０、２５０は、一対の第１冷媒パイプ２４０及び一対の第２冷媒パイプ２５０を含むことができる。
【００５４】
前記一対の第１冷媒パイプ２４０は、前記モジュールケース２３０の一側、具体的には、前記モジュールケース２３０の一側面２３２に備えられ、互いに所定距離離隔して配置される。
【００５５】
前記一対の第１冷媒パイプ２４０は、対向するバッテリーモジュール２００の前記一対の第２冷媒パイプ２５０と連結される。そして、後述する循環パイプ３５０に対向するバッテリーモジュール２００の前記一対の第１冷媒パイプ２４０は、前記循環パイプ３５０と連結され得る。
【００５６】
ここで、前記一対の第１冷媒パイプ２４０は対向する前記一対の第２冷媒パイプ２５０に外挿または内挿されて結合され得る。外挿される場合、前記一対の第１冷媒パイプ２４０の直径ｄ１は対向する前記一対の第２冷媒パイプ２５０の直径ｄ２より大きく、内挿される場合、前記一対の第１冷媒パイプ２４０の直径ｄ１は対向する前記一対の第２冷媒パイプ２５０の直径ｄ２より小さい。以下、本実施例では、前記一対の第１冷媒パイプ２４０が対向する前記一対の第２冷媒パイプ２５０に内挿されるように、前記一対の第１冷媒パイプ２４０の直径ｄ１が前記一対の第２冷媒パイプ２５０の直径ｄ２より小さい場合に限定して説明する。
【００５７】
前記一対の第２冷媒パイプ２５０は、前記モジュールケース２３０の他側、具体的には、前記モジュールケース２３０の他側面２３４に備えられ、互いに所定距離離隔して配置される。
【００５８】
前記一対の第２冷媒パイプ２５０は、上述したように、対向する前記一対の第１冷媒パイプ２４０または前記モジュール加圧プレート１５０の前記一対のパイプ結合部１５５に結合され得る。このような結合によって、前記複数のバッテリーモジュール２００を前記モジュール加圧プレート１５０と後述する循環パイプ３５０との間で相互加圧しながら連結することができる。
【００５９】
前記冷媒循環ユニット３００は、前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００、具体的には、前記複数のバッテリーモジュール２００の内部に冷媒Ｒが循環できるように、前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００、具体的には、前記複数のバッテリーモジュール２００と連結され、少なくとも一部が前記パックケース１００内で前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００、具体的には、前記複数のバッテリーモジュール２００を加圧することができる。
【００６０】
このような前記冷媒循環ユニット３００は、循環ユニット本体３１０及び循環パイプ３５０を含むことができる。
【００６１】
前記循環ユニット本体３１０は、前記複数のバッテリーモジュール２００の内部に前記冷媒Ｒを循環させるためのものであって、前記冷媒Ｒを貯蔵し、前記パックケース１００の一側、具体的には、前記ケース本体１１０の一側に取り付けられる。
【００６２】
このような前記循環ユニット本体３１０は、循環ポンプ３１５を含むことができる。
【００６３】
前記循環ポンプ３１５は、前記冷媒Ｒの循環のためのものであって、前記循環ユニット本体３１０内に備えられる。前記循環ポンプ３１５は前記冷媒Ｒを循環可能な多様な構造のポンプであり得る。
【００６４】
前記循環パイプ３５０は、前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００、具体的には、前記複数のバッテリーモジュール２００の内部に前記冷媒Ｒが循環できるように、前記循環ユニット本体３１０と前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００とを連結することができる。
【００６５】
前記循環パイプ３５０は、前記ケース本体１１０を貫通して前記ケース本体１１０内に配置され、前記ケース本体１１０内で対向するバッテリーモジュール２００に連結される。ここで、前記循環パイプ３５０は、前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００との連結のために、対向するバッテリーモジュール２００の一対の第１冷媒パイプ２４０と連結され得る。
【００６６】
前記循環パイプ３５０は、前記ケース本体１１０内で前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００、具体的には、前記複数のバッテリーモジュール２００を加圧できるように配置される。具体的には、前記循環パイプ３５０は前記モジュール加圧プレート１５０側に前記複数のバッテリーモジュール２００を加圧することができる。それにより、前記複数のバッテリーモジュール２００は、前記ケース本体１１０内で前記モジュール加圧プレート１５０と前記循環パイプ３５０とによって両側から加圧され得る。
【００６７】
このような前記循環パイプ３５０は、連結チューブ３５２、冷媒供給チューブ３５４及び冷媒排出チューブ３５６を含むことができる。
【００６８】
前記連結チューブ３５２は、前記ケース本体１１０を貫通して前記循環ユニット本体３１０と連結され、前記ケース本体１１０内で前記モジュール加圧プレート１５０の反対方向に配置される。ここで、前記連結チューブ３５２は、前記モジュール加圧プレート１５０と平行に配置され得る。このような配置のため、前記モジュール加圧プレート１５０と前記循環パイプ３５０とによって前記複数のバッテリーモジュール２００を両側から加圧するとき、前記複数のバッテリーモジュール２００が捩じれるか又はずれることなく、前記ケース本体１１０内に位置することができる。
【００６９】
前記冷媒供給チューブ３５４は、前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００、具体的には、前記循環ユニット本体３１０から供給された前記冷媒Ｒを前記複数のバッテリーモジュール２００に案内することができる。このような前記冷媒供給チューブ３５４は、前記連結チューブ３５２から前記対向するバッテリーモジュール２００に向かって突出し、対向するバッテリーモジュール２００の前記一対の第１冷媒パイプ２４０のうち一方と連結され得る。
【００７０】
ここで、前記冷媒供給チューブ３５４は、前記一方の第１冷媒パイプ２４０に外挿または内挿されて結合される。外挿される場合、前記冷媒供給チューブ３５４は前記一方の第１冷媒パイプ２４０より大きい直径を有し得、内挿される場合、前記一方の第１冷媒パイプ２４０より小さい直径を有し得る。以下、本実施例では、前記冷媒供給チューブ３５４が前記一方の第１冷媒パイプ２４０に外挿されるように、前記一方の第１冷媒パイプ２４０より大きい直径を有する場合に限定して説明する。
【００７１】
前記冷媒排出チューブ３５６は、前記少なくとも１つのバッテリーモジュール２００、具体的には、前記複数のバッテリーモジュール２００から循環した前記冷媒Ｒを前記循環ユニット本体３１０に案内することができる。このような前記冷媒排出チューブ３５６は、前記連結チューブ３５２から前記対向するバッテリーモジュール２００に向かって突出し、対向するバッテリーモジュール２００の前記一対の第１冷媒パイプ２４０のうち他方と連結され得る。
【００７２】
ここで、前記冷媒排出チューブ３５６は、前記他方の第１冷媒パイプ２４０に外挿または内挿されて結合される。外挿される場合、前記冷媒排出チューブ３５６は前記他方の第１冷媒パイプ２４０より大きい直径を有し得、内挿される場合、前記他方の第１冷媒パイプ２４０より小さい直径を有し得る。以下、本実施例では、前記冷媒排出チューブ３５６が前記他方の第１冷媒パイプ２４０に外挿されるように、前記他方の第１冷媒パイプ２４０より大きい直径を有する場合に限定して説明する。
【００７３】
前記シーリング部材４００は、前記冷媒Ｒの流出を防止すると共に、前記モジュール加圧プレート１５０の前記一対のパイプ結合部１５５、前記バッテリーモジュール２００の前記一対の第１冷媒パイプ２４０、前記バッテリーモジュール２００の前記一対の第２冷媒パイプ２５０、前記循環パイプ３５０の前記冷媒供給チューブ３５４及び前記循環パイプ３５０の前記冷媒排出チューブ３５６の間の結合力を堅固にするためのものであって、複数個が備えられる。
【００７４】
前記複数のシーリング部材４００は、それぞれ、前記モジュール加圧プレート１５０の前記一対のパイプ結合部１５５と前記バッテリーモジュール２００の前記一対の第２冷媒パイプ２５０との間、前記対向するバッテリーモジュール２００の前記一対の第１冷媒パイプ２４０と前記一対の第２冷媒パイプ２５０との間、前記循環パイプ３５０の前記冷媒供給チューブ３５４と前記対向するバッテリーモジュール２００の前記一方の第１冷媒パイプ２４０との間、及び前記循環パイプ３５０の前記冷媒排出チューブ３５６と前記対向するバッテリーモジュール２００の前記他方の第１冷媒パイプ２４０との間に挟み込まれ得る。
【００７５】
このような前記複数のシーリング部材４００は、例えば、ゴム材質のＯ−リングからなり得るが、これに限定されることはなく、前記冷媒Ｒの流出を防止するとともに結合力を高められるその他の材質及び形状の部材からなっても良い。
【００７６】
以下、このような構造の本実施例による前記バッテリーパック１０の具体的な動作について詳しく説明する。
【００７７】
図９及び図１０は、図１のバッテリーパックの動作を説明するための図である。
【００７８】
図９及び図１０を参照すれば、まず、前記バッテリーパック１０は、前記モジュール加圧プレート１５０と前記循環パイプ３５０とを通じて前記複数のバッテリーモジュール２００を両側から前記バッテリーセル２１０の面方向で加圧することができる。
【００７９】
それにより、本実施例では、前記複数のバッテリーモジュール２００を前記ケース本体１１０内に装着するとき、前記複数のバッテリーモジュール２００の安定的な固定のため、別途のテンションバーのような追加的な部品などを必要とせず、前記バッテリーパック１０の製造コストを節減することができる。
【００８０】
また、本実施例では、このような前記加圧構造を通じて、前記冷媒Ｒの循環のための前記複数のバッテリーモジュール２００間の連結構造における信頼性も向上させることができる。
【００８１】
さらに、本実施例では、前記加圧構造を通じて、セルの膨れが生じたとき、前記複数のバッテリーモジュール２００の変形や破損などを効果的に防止することができる。
【００８２】
また、前記バッテリーパック１０では、前記冷媒循環ユニット３００を通じて前記複数のバッテリーモジュール２００内で前記冷媒Ｒを循環させることができる。本実施例ではこのように循環される前記冷媒Ｒを通じて、前記複数のバッテリーモジュール２００の冷却効率を著しく向上させることができる。
【００８３】
さらに、本実施例では、このような冷媒Ｒの循環構造を通じて、従来冷却のために備えられた複数の冷却フィン、冷却プレート及びヒートシンクなどの部品などを省くことができるため、製造コストが節減でき、これら部品の分、前記バッテリーセル２１０の容積率を高めることができ、前記バッテリーセル２１０のエネルギー密度を増大させることができる。
【００８４】
このように、本実施例では、製造コストを節減しながら前記バッテリーセル２１０のエネルギー密度を高め、冷却性能を向上できるバッテリーパック１０を提供することができる。また、本実施例による前記バッテリーパック１０を備える自動車のような装置や器具及び設備も、上述した前記バッテリーパック１０による長所をすべて有し得る。
【００８５】
以上、本発明の望ましい実施例を図示し説明したが、本発明が上述した特定の実施例に限定されることはなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱することなく発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって多様な変形実施が可能であり、このような変形実施は本発明の技術的思想や見込みから個別的に理解されてはならない。
【符号の説明】
【００８６】
１０  バッテリーパック
１００  パックケース
１１０  ケース本体
１５０  モジュール加圧プレート
１５２  内側面
１５５  パイプ結合部
２００  バッテリーモジュール
２１０  バッテリーセル
２３０  モジュールケース
２３２  一側面
２３４  他側面
２４０  冷媒パイプ（第１冷媒パイプ）
２５０  冷媒パイプ（第２冷媒パイプ）
３００  冷媒循環ユニット
３１０  循環ユニット本体
３１５  循環ポンプ
３５０  循環パイプ
３５２  連結チューブ
３５４  冷媒供給チューブ
３５６  冷媒排出チューブ
４００  シーリング部材
【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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