(57)【要約】  本発明の一実施例によるバッテリーパックは、複数個のバッテリーセルを含む複数個のバッテリーモジュールに備えられるバッテリーモジュール組立体と、バッテリーモジュール組立体が載置されるパックトレイ及びパックトレイの少なくとも一側縁部に配置されるトレイバーを含むことを特徴とする。
2021532563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーパックであって、
複数個のバッテリーセルを含む複数個のバッテリーモジュールが備えられるバッテリーモジュール組立体と、
前記バッテリーモジュール組立体が載置されるパックトレイと、
前記パックトレイの少なくとも一側縁部に配置されるトレイバーと、
を含むことを特徴とする、バッテリーパック。
【請求項２】
前記トレイバーは、前記複数個が備えられ、前記バッテリーモジュール組立体のうち最外郭両側のバッテリーモジュールと対向して配置され、
前記バッテリーパックは、前記バッテリーモジュール組立体のうち最外郭両側のバッテリーモジュールと前記複数個のトレイバーとの間に備えられる複数個の公差補償部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記複数個の公差補償部材は、前記バッテリーモジュール組立体のうち最外郭両側のバッテリーモジュールと前記複数個のトレイバーとの間に締まりばめにな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】
前記複数個のトレイバーは各々、
前記パックトレイの上に支持されるバー本体と、
前記バー本体から折り曲げられ、前記複数個の公差補償部材を支持するための第１支持部と、
前記第１支持部の下端部を支持するように前記バー本体の底部と前記第１支持部との間に配置される第２支持部と、
を含むことを特徴とする、請求項２または３に記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記複数個の公差補償部材は各々、
前記バッテリーモジュール組立体のうち最外郭両側のバッテリーモジュール及び前記複数個のトレイバーと接触して配置されるシム部と、
前記シム部の上端から折り曲げられ、前記複数個のトレイバーの上側に載置される載置部と、
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】
前記複数個の公差補償部材は各々、前記載置部から前記複数個のトレイバー側へ突出して形成される突出部を含むことを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記第２支持部には、前記突出部が挿入される複数個の結合溝が形成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８】
前記バッテリーモジュール組立体の前記複数個のバッテリーモジュールは、前記パックトレイ内で相互に密着するように接触して配置されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記複数個のバッテリーセルは各々、パウチ型二次電池として備えられ、
各々のバッテリーモジュールの複数個のバッテリーセルは、相互に密着するように接触して配置されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ含む、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それを含む自動車に関する。
【０００２】
本出願は、２０１８年１２月１８日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−０１６４６１０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、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
製品群に応じた適用性が高く、且つ、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）などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギー使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。
【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〜４．５Ｖ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、複数のバッテリーセルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量に応じて複数のバッテリー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数は、要求される出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定可能である。
【０００５】
なお、複数のバッテリーセルを直列・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を含む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やバッテリーラックを構成する方法が一般的である。
【０００６】
従来のバッテリーパックの場合、通常、複数個のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールが備えられるバッテリーモジュール組立体及び該バッテリーモジュール組立体が載置されるパックトレイを含んで構成される。このような従来のバッテリーパックには、通常、バッテリーモジュールの間に衝撃吸収などのための複数個のクラッシュビームが別に装着される。そして、従来のパックトレイには、このようなバッテリーモジュールとクラッシュビームの装着時、マウンティング公差を考慮してバッテリーモジュールとクラッシュビームとの間に所定のギャップが設けられる。
【０００７】
しかし、従来のバッテリーパックの場合、このような別のクラッシュビームの装着によって発生するギャップによってエネルギー密度面で不利であるという問題がある。一方、このようなクラッシュビームを省略する場合、剛性確保面で不利となる問題がある。
【０００８】
そこで、剛性を確保すると共にエネルギー密度を向上させることができるバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供するための方案が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、剛性を確保すると共にエネルギー密度を向上させることができるバッテリーパック及びそれ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】
【００１０】
上記の課題を達成するため、本発明は、バッテリーパックであって、複数個のバッテリーセルを含む複数個のバッテリーモジュールが備えられるバッテリーモジュール組立体と、前記バッテリーモジュール組立体が載置されるパックトレイと、前記パックトレイの少なくとも一側縁部に配置されるトレイバーと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
【００１１】
前記トレイバーは、前記複数個が備えられ、前記バッテリーモジュール組立体のうち最外郭の両側のバッテリーモジュールと対向して配置され、前記バッテリーパックは、前記バッテリーモジュール組立体のうち最外郭の両側のバッテリーモジュールと前記複数個のトレイバーとの間に備えられる複数個の公差補償部材を含み得る。
【００１２】
前記複数個の公差補償部材は、前記バッテリーモジュール組立体のうち最外郭の両側のバッテリーモジュールと前記複数個のトレイバーとの間に締まりばめになり得る。
【００１３】
前記複数個のトレイバーは各々、前記パックトレイの上に支持されるバー本体と、前記バー本体から折り曲げられ、前記複数個の公差補償部材を支持するための第１支持部と、前記第１支持部の下端部を支持するように前記バー本体の底部と前記第１支持部との間に配置される第２支持部と、を含み得る。
【００１４】
前記複数個の公差補償ユニットは各々、前記バッテリーモジュール組立体のうち最外郭の両側のバッテリーモジュール及び前記複数個のトレイバーと接触して配置されるシム部と、前記シム部の上端から折り曲げられ、前記複数個のトレイバーの上側に載置される載置部と、を含み得る。
【００１５】
前記複数個の公差補償ユニットは各々、前記載置部から前記複数個のトレイバー側へ突出して形成される突出部を含み得る。
【００１６】
前記第２支持部には、前記突出部が挿入される複数個の結合溝が形成され得る。
【００１７】
前記バッテリーモジュール組立体の前記複数個のバッテリーモジュールは、前記パックトレイ内で相互に密着するように接触して配置され得る。
【００１８】
前記複数個のバッテリーセルは各々、パウチ型二次電池として備えられ、各々のバッテリーモジュールの複数個のバッテリーセルは、相互に密着するように接触して配置され得る。
【００１９】
なお、本発明は、自動車として、前述した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】
【００２０】
以上のような多様な実施例によって、剛性を確保すると共にエネルギー密度を向上させることができるバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することができる。
【００２１】
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】
【００２２】
【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部分切開図である。
【図２】図１のバッテリーパックの公差補償部材を説明するための図である。
【図３】図１のバッテリーパックの公差補償部材を説明するための図である。
【図４】図１のバッテリーパックの公差補償部材を説明するための図である。
【図５】図１のＡ部分の拡大図である。
【図６】図１のバッテリーパックの主要部分の断面図である。
【図７】本発明の一実施例による自動車を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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部分切開図であり、図２〜図４は、図１のバッテリーパックの公差補償部材を説明するための図であり、図５は、図１のＡ部分の拡大図であり、図６は、図１のバッテリーパックの主要部分の断面図である。
【００２５】
図１〜図６を参照すれば、バッテリーパック１０は、バッテリーモジュール組立体１００、パックトレイ２００、トレイバー３００及び公差補償部材４００を含み得る。
【００２６】
前記バッテリーモジュール組立体１００は、複数個のバッテリーセル１５５を含む複数個のバッテリーモジュール１５０を備え得る。
【００２７】
前記バッテリーモジュール組立体１００の前記複数個のバッテリーモジュール１５０は、後述するパックトレイ２００内で相互に密着するように接触して配置され得る。即ち、本実施例では、前記複数個のバッテリーモジュール１５０同士の間に別の部材を挿入しなくても前記複数個のバッテリーモジュール１５０を互いに密着するように接触して配置できる。これによって、本実施例では、後述するパックトレイ２００の上に載置される前記バッテリーモジュール組立体１００のエネルギー密度が大幅向上する。
【００２８】
前記複数個のバッテリーセル１５５は二次電池であって、パウチ型二次電池、円筒型二次電池及び角形二次電池の少なくとも一つであり得る。以下、本実施例では、前記複数個のバッテリーセル１５５がパウチ型二次電池であることに限定して説明する。
【００２９】
前記複数個のバッテリーセル１５５は、各々のバッテリーモジュール１５０内で相互に密着するように接触して配置できる。これによって、本実施例では、前記バッテリーモジュール１５０のエネルギー密度が大幅向上する。
【００３０】
前記パックトレイ２００には、前記バッテリーモジュール組立体１００が載置され得る。このために、前記パックトレイ２００には、前記バッテリーモジュール組立体１００が載置される載置空間が設けられ得る。このような前記パックトレイ２００は、後述する自動車１に装着され得る。
【００３１】
前記トレイバー３００は、前記パックトレイ２００の少なくとも一側縁部に配置され得る。前記トレイバー３００は、前記バッテリーモジュール組立体１００を外部衝撃などから保護すると共に、前記バッテリーパック１０の剛性を補強できる。
【００３２】
前記トレイバー３００は、複数個が備えられ得る。前記複数個のトレイバー３００は、前記バッテリーモジュール組立体１００のうち最外郭両側のバッテリーモジュール１５０と対向して配置され得る。
【００３３】
このような前記複数個のトレイバー３００は各々、バー本体３１０、第１支持部３３０及び第２支持部３５０を含み得る。
【００３４】
前記バー本体３１０は、前記パックトレイ２００の少なくとも一側縁部に配置され得る。このような前記バー本体３１０は、前記パックトレイ２００の上に支持され、所定の長さを有するように形成され得る。
【００３５】
前記第１支持部３３０は、前記バー本体から折り曲げられ、前記複数個の公差補償部材を支持するためのものであって、前記バー本体３１０から折り曲げられるように備えられ得る。このような前記第１支持部３３０には、後述する複数個の公差補償部材４００の突出部４５０が挿入される複数個の結合溝３３５が備えられ得る。
【００３６】
前記第２支持部３５０は、前記第１支持部３３０の下端部を支持するように前記バー本体３１０の底部と前記第１支持部３３０の底部との間に配置され得る。
【００３７】
前記公差補償部材４００は、前記複数個のバッテリーモジュール１５０同士を密着して配置するときに発生し得る前記バッテリーモジュール組立体１００の両端部側における累積公差、及び前記バッテリーモジュール１５０と前記トレイバー３００との間のマウンティング公差を相殺するためのものであって、複数個が備えられ得る。
【００３８】
前記複数個の公差補償部材４００は、前記バッテリーモジュール組立体１００のうち最外郭両側のバッテリーモジュール１５０と前記複数個のトレイバー３００との間に備えられ得る。
【００３９】
前記複数個の公差補償部材４００は、前記バッテリーモジュール組立体１００のうち最外郭両側のバッテリーモジュール１５０と前記複数個のトレイバー３００との間に締まりばめになり得る。
【００４０】
このような前記複数個の公差補償部材４００は各々、シム部４１０、載置部４３０、突出部４５０、及び剛性リブ４７０を含み得る。
【００４１】
前記シム部４１０は、前記バッテリーモジュール組立体１００のうち最外郭両側のバッテリーモジュール１５０及び前記複数個のトレイバー３００と接触して配置され得る。ここで、前記シム部４１０の一面は、前記バッテリーモジュール１５０と面接触するように扁平に形成され得る。
【００４２】
前記載置部４３０は、前記シム部４１０の上端から折り曲げられ、前記複数個のトレイバー３００の上側、具体的に、前記複数個のトレイバー３００の前記第１支持部３３０に載置され得る。
【００４３】
前記突出部４５０は、前記載置部４３０から前記複数個のトレイバー３００側へ突出して形成され、前記複数個のトレイバー３００の前記第１支持部３３０の前記結合溝３３５に挿入され得る。
【００４４】
前記剛性リブ４７０は、前記シム部４１０の剛性を補強するためのものであって、前記シム部４１０の他面、即ち、前記複数個のトレイバー３００に向かう一面に形成され得る。
【００４５】
このように、本実施例による前記バッテリーパック１０は、従来のようにバッテリーモジュール１５０同士の間に設けられるクラッシュビームをさらに備えなくても、前記トレイバー３００及び前記公差補償部材４００によって前記バッテリーパック１０の剛性を確保すると共に、外部衝撃などから前記バッテリーモジュール組立体１００に伝達される衝撃を効果的に防止することができる。
【００４６】
また、本実施例では、前記バッテリーモジュール組立体１００の前記バッテリーモジュール１５０同士の間に別のクラッシュビームを省略してもよいので、前記バッテリーパック１０の全体のエネルギー密度が大幅向上できる。
【００４７】
図７は、本発明の一実施例による自動車を説明するための図である。
【００４８】
図７を参照すれば、前記バッテリーパック１０は、自動車１の燃料源として前記自動車１に備えられ得る。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その他のバッテリーパック１０を燃料源として利用可能な他の方式の自動車１にも備えられ得る。
【００４９】
また、前記バッテリーパック１０は、前記自動車１の外にも、二次電池を用いる電力貯蔵装置（Energy Storage System）など、その他の装置や器具及び設備などにも具備可能であることは勿論である。
【００５０】
このように、本実施例による自動車１のような前記バッテリーパック１０を備える装置や器具及び設備は、前述のバッテリーパック１０を含むことから、前述のバッテリーパック１０による長所を全て有する自動車１などの装置や器具及び設備などを具現することができる。
【００５１】
以上のような多様な実施例によって、剛性を確保すると共にエネルギー密度を向上させることができる前記バッテリーパック１０及びそれを含む自動車１を提供することができる。
【００５２】
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】
【００５３】
１０  バッテリーパック
１５５  バッテリーセル
１５０  バッテリーモジュール
１００  バッテリーモジュール組立体
２００  パックトレイ
３００  トレイバー
４００  公差補償部材
【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】
2021532563.tif 000009
【国際調査報告】
2021532563.tif 000010
2021532563.tif 000011
2021532563.tif 000012
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