(57)【要約】  本発明は、発火ないし爆発の危険性を減らし、外部衝撃に対する耐久性を高めたバッテリーモジュールを開示する。このような目的を果たすための本発明によるバッテリーモジュールは、内部に発生したガスを所定の圧力で外部へ排出するガスベンティング部が各々に備えられ、前後方向へ二つの列に配列された複数の二次電池と、前記複数の二次電池の二つの列の間に介在し、複数の二次電池の左右方向の側部に対応する大きさを有する本体部と、前記本体部の上部及び下部の少なくとも一方に位置し、前記本体部の前端部から後端部まで長く延びたガス排出通路が形成されたガス排出部と、が備えられた冷却部材と、を含む。
2021536099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に発生したガスを所定の圧力で外部へ排出するガスベンティング部が各々に備えられ、前後方向へ二つの列に配列された複数の二次電池と、
前記複数の二次電池の二つの列の間に介在し、複数の二次電池の左右方向の側部に対応する大きさを有する本体部と、前記本体部の上部及び下部の少なくとも一方に位置し、前記本体部の前端部から後端部まで長く延びたガス排出通路が形成されたガス排出部と、が備えられた冷却部材と、
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】
前記複数の二次電池を上面に載置するように水平方向へ延びたプレート状の載置部と、前記複数の二次電池の左右の側部をカバーするように前記載置部の左右の端部から上方へ延びたサイド部と、を備えたトレイと、
前記複数の二次電池を電気的に接続するように構成されたバスバーと、前記バスバーを取り付け、前記トレイのサイド部と結合するバスバーハウジングと、を備えたバスバーアセンブリーと、
前記バスバーハウジングと結合し、前記複数の二次電池の上部をカバーするように構成された上板と、
前記載置部の前端部と結合し、前記複数の二次電池の最前方をカバーするように構成された前方カバーと、
前記載置部の後端部と結合し、前記複数の二次電池の最後方をカバーするように構成された後方カバーと、
をさらに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】
前記冷却部材の前端部が、前記前方カバーと結合し、
前記冷却部材の後端部が、前記後方カバーと結合し、
前記冷却部材の下端部が、前記トレイの載置部と結合したことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記前方カバー及び前記後方カバーの各々の一部には、前記冷却部材の前端部及び後端部の各々の一部が挿入されるように外周部から内側方向へ凹んだ挿入口が形成されたことを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
前記冷却部材の前端部及び後端部の各々には、冷媒流入口及び冷媒排出口が備えられたことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
前記冷却部材の下部には、前記本体部の前端部から後端部まで長く延びた固定溝が備えられ、
前記トレイの載置部には、前後方向へ長く延び、前記冷却部材の固定溝に一部が挿入されるように上方へ突出したガイド突起が備えられ、
前記前方カバー及び前記後方カバーの各々に形成された挿入口には、前記固定溝に挿入されるように突出した構造を有する結合部が備えられたことを特徴とする、請求項３または４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記冷却部材の上部中央には冷媒流入口が備えられ、前記冷却部材の前端部及び後端部の各々には冷媒排出口が備えられ、
前記冷却部材の内部には、前記冷媒流入口に流入した冷媒が前後方向へ移動するように構成された冷却流路が備えられたことを特徴とする、請求項１から４および６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項８】
前記冷却部材の左右方向の両外側には、左右方向へ隆起したビーディング部が備えられたことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを少なくとも一つ以上含む、バッテリーパック。
【請求項１０】
請求項９に記載のバッテリーパックを含む、電力貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却部材を備えるバッテリーモジュール及びバッテリーパック並びに電力貯蔵装置に関し、より詳しくは、発火ないし爆発の危険性を減らし、外部衝撃に対する耐久性を高めたバッテリーモジュールに関する。
【０００２】
本出願は、２０１９年６月１７日出願の韓国特許出願第１０−２０１９−００７１７３２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】
現在、商用化した二次電池としては、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、リチウム二次電池などがあり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系二次電池に比べてメモリー効果がほとんど起こらず充放電が自由で、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
【０００４】
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として用いる。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板が、セパレーターを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液とともに封止して収納する外装材、即ち、電池パウチ外装材を備える。
【０００５】
最近は、携帯型電子機器のような小型装置のみならず、自動車や電力貯蔵装置のような中・大型装置にも二次電池が広く用いられている。このような中・大型装置に用いられる場合、容量及び出力を高めるために複数の二次電池が電気的に接続される。特に、このような中・大型装置には、積層が容易であり、重量が軽いなどの長所から、パウチ型二次電池がよく用いられる。
【０００６】
一方、最近、エネルギー貯蔵源としての活用を含めて大容量構造に対する必要性が高くなるにつれ、電気的に直列及び／または並列接続した複数の二次電池、このような二次電池を内部に収容したバッテリーモジュール及びバッテリー管理システム（ＢＭＳ）を備えたバッテリーパックに対する需要が増加しつつある。
【０００７】
また、このようなバッテリーパックは、複数の二次電池を外部から保護するか、または収納保管するために、金属材質の外部ハウジングを備えることが通常であった。一方、最近、高容量のバッテリーパックの需要が高まりつつある。しかし、高容量のバッテリーパックは、バッテリーモジュールの大きさないし重さが増加するにつれ、外部衝撃に対する保護のために機械的剛性の強化が必要になっている。
【０００８】
さらに、高容量のバッテリーパックは、充放電時に発生する熱も増加するので、効果的な冷却方法が求められる。
【０００９】
そして、バッテリーモジュールの内部に収容された複数の二次電池のうち一つの二次電池が発火する場合、隣接する二次電池へガス熱ないし火炎が移されて他の二次電池への二次爆発ないし発火が発生しやすかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、発火ないし爆発の危険性を減らし、外部衝撃に対する耐久性を高めたバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
【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の本発明によるバッテリーモジュールは、
内部に発生したガスを所定の圧力で外部へ排出するガスベンティング部が各々に備えられ、前後方向へ二つの列に配列された複数の二次電池と、
前記複数の二次電池の二つの列の間に介在し、複数の二次電池の左右方向の側部に対応する大きさを有する本体部と、前記本体部の上部及び下部の少なくとも一方に位置し、前記本体部の前端部から後端部まで長く延びたガス排出通路が形成されたガス排出部と、が備えられた冷却部材と、を含む。
【００１３】
また、前記複数の二次電池を上面に載置するように水平方向へ延びたプレート状の載置部と、前記複数の二次電池の左右の側部をカバーするように前記載置部の左右の端部から上方へ延びたサイド部と、を備えたトレイと、
前記複数の二次電池を電気的に接続するように構成されたバスバーと、前記バスバーを取り付け、前記トレイのサイド部と結合するバスバーハウジングと、を備えたバスバーアセンブリーと、
前記バスバーハウジングと結合し、前記複数の二次電池の上部をカバーするように構成された上板と、
前記載置部の前端部と結合し、前記複数の二次電池の最前方をカバーするように構成された前方カバーと、
前記載置部の後端部と結合し、前記複数の二次電池の最後方をカバーするように構成された後方カバーと、をさらに含み得る。
【００１４】
さらに、前記冷却部材の前端部は、前記前方カバーと結合し、
前記冷却部材の後端部は、前記後方カバーと結合し、
前記冷却部材の下端部は、前記トレイの載置部と結合し得る。
【００１５】
そして、前記前方カバー及び前記後方カバーの各々の一部には、前記冷却部材の前端部及び後端部の各々の一部が挿入されるように外周部から内側方向へ凹んだ挿入口が形成され得る。
【００１６】
さらに、前記冷却部材の前端部及び後端部の各々には、冷媒流入口及び冷媒排出口が備えられ得る。
【００１７】
また、前記冷却部材の下部には、前記本体部の前端部から後端部まで長く延びた固定溝が備えられ得る。
【００１８】
さらに、前記トレイの載置部には、前後方向へ長く延び、前記冷却部材の固定溝に一部が挿入されるように上方へ突出したガイド突起が備えられ得る。
【００１９】
そして、前記前方カバー及び前記後方カバーの各々に形成された挿入口には、前記固定溝に挿入されるように突出した構造を有する結合部が備えられ得る。
【００２０】
さらに、前記冷却部材の上部中央には冷媒流入口が備えられ、前記冷却部材の前端部及び後端部の各々には冷媒排出口が備えられ得る。
【００２１】
また、前記冷却部材の内部には、前記冷媒流入口に流入した冷媒が前後方向へ移動するように構成された冷却流路が備えられ得る。
【００２２】
さらに、前記冷却部材の左右方向の両外側には、左右方向へ隆起したビーディング部が備えられ得る。
【００２３】
なお、上記の課題を達成するための本発明によるバッテリーパックは、前記バッテリーモジュールを少なくとも一つ以上含む。
【００２４】
また、上記の課題を達成するための本発明による電力貯蔵装置は、バッテリーパックを含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一面によれば、冷却部材の本体部の上部及び下部の少なくとも一方に位置し、本体部の前端部から後端部まで長く延びたガス排出通路が形成されたガス排出部は、複数の二次電池で排出されたガスを前後方向へ迅速に排出でき、二次爆発などを防止することができるので、バッテリーモジュールの安全性をさらに向上させることができる。
【００２６】
また、本発明の他面によれば、冷却部材は、前方カバー及び後方カバーと結合することで安定的に固定される。また、冷却部材は、前方カバー及び後方カバーを連結する中央の主軸の役割を果たすことができ、外部衝撃をこれらの結合構造によって吸収ないし保護できるので、バッテリーモジュールの機械的剛性を高め、安定性をさらに向上させることができる。
【００２７】
そして、本発明の他面によれば、冷却部材の固定溝は、トレイのガイド突起と結合することでトレイの載置部に載置されて固定されるので、バッテリーモジュールの設置が容易になる。さらに、冷却部材は、トレイとの結合構造によって上下方向の外部衝撃に対して主軸の役割を果たすことができ、バッテリーモジュールの機械的剛性をさらに高めることができる。
【００２８】
さらに、本発明の他面によれば、冷却部材は、上部の中央に冷媒流入口を備え、冷却部材の前端部及び後端部の各々に冷媒排出口を備えることで、二列の複数の二次電池の熱バランスを良好に維持するのにより効果的である。
【００２９】
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】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を分解して概略的に示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材及びバスバーアセンブリーを概略的に示す平面図である。
【図５】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを概略的に示す正面図である。
【図６】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成のみを概略的に示す正面図である。
【図７】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材を概略的に示す底面図である。
【図８】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの一部構成であるトレイを概略的に示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材を概略的に示す斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【００３２】
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００３３】
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを概略的に示す斜視図である。そして、図２は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を分解して概略的に示す分解斜視図である。
【００３４】
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール２００は、複数の二次電池１００及び冷却部材２２０を含む。
【００３５】
ここで、二次電池１００は、電池ケース１１０と、上記電池ケース１１０の内部に電解質（図示せず）と共に収納密封される電極組立体（図示せず）と、を備え得る。
【００３６】
具体的には、上記電池ケース１１０は、ステンレススチールのような金属板を、板金、プレス加工を経て直方体形状に作り得る。即ち、本実施例による二次電池１００は缶型電池であって、全体的に直方体形状でり得る。特に、二次電池は、平面上で前後方向（積層方向、Ｙ方向）の長さが左右方向の長さよりも小さい直方体形状の角形電池であり得る。
【００３７】
また、上記電池ケース１１０は、上端が開放されており、金属素材からなる長方形のケース本体１１３と、上記ケース本体１１３の開放された上端に結合し、正極端子１１１及び負極端子１１２から構成された電極端子が備えられた上端キャップ１１５と、を備え得る。
【００３８】
さらに、上記電池ケース１１０は、前面、後面、上面、下面、左側面及び右側面の総６面を有し得る。この際、上記電池ケース１１０の上面には、正極端子１１１及び負極端子１１２が、上記上端キャップ１１５から上方へ突出して形成され得る。しかし、図２に示したように、上記電極端子は、電池ケース１１０の上面に位置するように示したが、電極端子の形成位置は、電池ケース１１０の上面に制限されず、電池ケース１１０の上面及び下面の各々に一つずつ、または電池ケース１１０の上面と左側面または右側面に一つずつ形成することも可能である。
【００３９】
例えば、上記二次電池１００を製造するためには、まず、ケース本体１１３の内部に電極組立体（図示せず）を挿入し、上記上端キャップ１１５を上記ケース本体１１３の開放された上端に覆った後、その接着面の部位をレーザー溶接で密封し得る。その後、上記電池ケース１１０の内部に電解質を注入し得る。
【００４０】
ここで、上記電極組立体は、導電金属または導電性樹脂からなるシート状の集電体に電極活物質を塗布した負極板と正極板との間にセパレーターを介在して巻き取った「ゼリー・ロール（ｊｅｌｌｙ  ｒｏｌｌ）」形態であり得る。この際、上記負極板と正極板の各端部には、電極タブが突出して形成され得る。例えば、相異なる極性を有する二つの電極タブの各々は、二つの電極端子と溶接やはんだ付けなどの方式で接合されて電気的に接続し得る。
【００４１】
そして、上記電極組立体は、ゼリー・ロール形態で示したが、必ずしもこのような形態に制限されることではなく、例えば、上記電極組立体は、複数の負極板、複数の正極板及びこれらの間に介在したセパレーターを積層したスタック型であり得る。
【００４２】
さらに、上記二次電池１００は、内部に発生したガスを所定の圧力で外部へ排出するガスベンティング部Ｖ１を備え得る。例えば、上記ガスベンティング部Ｖ１は、上記上端キャップ１１５の一部に備えられ得る。例えば、上記ガスベンティング部Ｖ１は、上記上端キャップ１１５の中央部位に形成され得る。上記ガスベンティング部Ｖ１は、上記上端キャップ１１５の一部が薄厚で形成された構造を有し得る。
【００４３】
例えば、ガスベンティング部Ｖ１の厚さは、０．１ｍｍであり得る。上記ガスベンティング部Ｖ１は、上記上端キャップ１１５の一部に形成された切欠きを備え得る。これによって、本発明の一実施例による二次電池１００は、充放電時、電池ケースの内部に過度にガスが発生する場合、上記ガスベンティング部Ｖ１が内圧によって外部に開放され、ガスを外部へ排出させることができる。
【００４４】
一方、図１及び図２をさらに参照すれば、上記複数の二次電池１００は、前後方向（Ｙ方向）へ二つの列に配列され得る。上記複数の二次電池１００は、二つの列の間が所定の距離で離隔するように配列され得る。
【００４５】
具体的には、上記一つの列に配列された複数の二次電池１００のうち、一つの二次電池１００は、上部で正極端子１１１が相対的に右側に位置し、負極端子１１２が相対的に左側に位置するように配置され得る。上記一つの二次電池と隣接して位置した他の一つの二次電池は、上部で負極端子１１２が相対的に右側に位置し、正極端子１１１が相対的に左側に位置するように配置され得る。このような方式で、一つの列の複数の二次電池１００は、交互に積層された形態であり得る。
【００４６】
例えば、図２に示したように、本発明のバッテリーモジュール２００は、前後方向（Ｙ方向）へ二列に配列された２２個の二次電池１００を備え得る。各々の列には、１１個の二次電池１００が備えられ得る。上記１１個の二次電池１００は、いずれか一つの二次電池が隣接した他の二次電池１００と左右位置が相違に交互に積層された形態であり得る。
【００４７】
図３は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材を概略的に示す斜視図である。図４は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材及びバスバーアセンブリーを概略的に示す平面図である。図５は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを概略的に示す正面図である。そして、図６は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成のみを概略的に示す正面図である。
【００４８】
図２と共に図３〜図６を参照すれば、本発明の冷却部材２２０は、大きく本体部２２１とガス排出部２２５とを備え得る。具体的には、上記本体部２２１は、上記複数の二次電池１００の二つの列の間における離隔空間に挿入され得る。即ち、上記冷却部材２２０の本体部２２１は、複数の二次電池１００の二列の間に介在するように位置し得る。例えば、冷却部材２２０は、冷媒流入口２２２、冷媒排出口２２３及び内部に備えられた冷却流路２２８を備えたヒートシンクであり得る。
【００４９】
また、上記本体部２２１は、相対的に左右方向の幅が狭く、前後方向（Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）へ長く延びた直方体の形態を有し得る。上記本体部２２１は、複数の二次電池１００の左右方向（Ｘ方向）の側部と対応する大きさを有し得る。例えば、上記本体部２２１は、複数の二次電池１００の左側面または右側面の上下方向の高さと同一であるか、または多少小さい大きさを有し得る。上記本体部２２１の前後方向（Ｙ方向）の長さは、二列に配列された複数の二次電池１００の前後方向（Ｙ方向）の全長と同一であるか、またはそれ以上であり得る。
【００５０】
さらに、上記冷却部材２２０の本体部２２１の左右両側面２２１ａ、２２１ｂは、複数の二次電池１００と接触した形態を有し得る。例えば、図１に示したように、上記冷却部材２２０の本体部２２１は、二列に配列された２２個の二次電池１００の間に介在した形態で位置し得る。上記本体部２２１の左側面は、左側に配列された１１個の二次電池１００の右側面と接触し得る。上記本体部２２１の右側面は、右側に配列された１１個の二次電池１００の左側面と接触し得る。
【００５１】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記冷却部材２２０が上記複数の二次電池１００の二つの列の間に介在し、複数の二次電池１００の左右両側部と対応する大きさを有する本体部２２１を備えることで、一つの冷却部材２２０で二列に配列された複数の二次電池１００を同時に冷却することができるので、バッテリーモジュールの製造費用を節減することができる。また、本発明の冷却部材２２０は、複数の二次電池の二列のうちいずれか一方へ熱偏重が発生しないように均一に冷却可能であるので、バッテリーモジュール２００の熱バランスを適切に調節することができ、効果的に冷却することができる。
【００５２】
そして、上記ガス排出部２２５は、上記本体部２２１の上部２２１ｅ及び下部２２１ｆの少なくとも一方に位置し得る。上記ガス排出部２２５には、上記本体部２２１の前端部２２１ｃから後端部２２１ｄまで長く延びたガス排出通路２２５Ｐが形成され得る。例えば、図１のように、上記ガス排出部２２５は、上記本体部２２１の上部に位置し得、上記ガス排出通路２２５Ｐは、冷却部材２２０の上部２２１ｅの前端部２２１ｃから後端部２２１ｄまで長く延びて内部へ凹んだ溝の形態であり得る。
【００５３】
即ち、上記ガス排出部２２５は、複数の二次電池１００から排出されたガスを上記ガス排出通路２２５Ｐを介してバッテリーモジュール２００の前方または後方へ移動させて外部へ排出できる。
【００５４】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記冷却部材２２０の上記本体部２２１の上部２２１ｅ及び下部２２１ｆの少なくとも一方に位置し、上記本体部２２１の前端部２２１ｃから後端部２２１ｄまで長く延びたガス排出通路２２５Ｐが形成されたガス排出部２２５は、複数の二次電池１００から排出されたガスを前後方向へ迅速に排出でき、二次爆発などを防止することができるため、バッテリーモジュール２００の安全性をさらに向上させることができる。
【００５５】
図２をさらに参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール２００は、トレイ２３０、上板２４０、バスバーアセンブリー２７０、前方カバー２５０及び後方カバー２６０をさらに含み得る。
【００５６】
具体的には、上記トレイ２３０は、大きく、載置部２３１とサイド部２３５を備え得る。より具体的には、上記載置部２３１は、上記複数の二次電池１００を上面に搭載するように構成され得る。例えば、上記載置部２３１は、水平方向へ延びたプレート状であり得る。即ち、図２に示したように、上記載置部２３１は、水平方向へ延びた形態であり、その上面に二列の複数の二次電池１００を載置できるように複数の二次電池１００の左右方向及び前後方向の大きさと対応する大きさを有し得る。例えば、上記トレイ２３０は、絶縁性素材、スチールまたはステンレススチールであり得る。
【００５７】
そして、上記サイド部２３５は、上記複数の二次電池１００の左右方向の側部をカバーするように構成され得る。例えば、上記サイド部２３５は、上記載置部２３１の左右方向の端部から上方へ折り曲げられて延びた形態であり得る。即ち、図２に示したように、上記トレイ２３０は、上記載置部２３１の左右方向の両端部の各々から上方へ折り曲げられて延びた形態の二つのサイド部２３５を有し得る。
【００５８】
さらに、上記サイド部２３５は、左右方向（二次電池が位置した内側方向）へ隆起したビーディング部Ｂ２を一部に備え得る。上記ビーディング部Ｂ２は、複数の二次電池１００の各々の左側部または右側部と対応する位置に複数個が形成され得る。例えば、図２に示したように、一つのサイド部２３５には、内側方向へ隆起したビーディング部Ｂ２が１０個形成され得る。
【００５９】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記トレイ２３０は、複数の二次電池１００を外部の衝撃から安定的に保護できる構造を有しているので、バッテリーモジュール２００の外部衝撃に対する安全性を高めることができる。
【００６０】
図１及び図２と共に図４をさらに参照すれば、上記バスバーアセンブリー２７０は、バスバー２７２、ターミナルバスバー２７３及びバスバーハウジング２７６を備え得る。
【００６１】
具体的には、上記バスバー２７２は、伝導性金属を含み得、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルなどを含み得る。上記バスバー２７２は、複数の二次電池１００を相互に電気的に接続するように構成され得る。例えば、図２に示したように、上記バスバー２７２は、水平方向へ延びたプレート状であり得る。上記バスバー２７２は、一つの二次電池１００の負極端子１１２と他の一つの二次電池１００の正極端子１１１とを接続し得る。
【００６２】
そして、上記ターミナルバスバー２７３は、複数の二次電池１００の電気的な接続構造の末端に備えられ得る。即ち、上記ターミナルバスバー２７３は、複数の二次電池１００の電気的な接続構造の末端に位置した二次電池１００の電極端子と電気的に接続し得る。上記ターミナルバスバー２７３は、例えば、銅、アルミニウム合金、ニッケル合金などであり得る。
【００６３】
さらに、上記バスバーハウジング２７６は、上記バスバー２７２を複数個取り付けるように構成され得る。上記バスバーハウジング２７６には、上記複数の二次電池１００の各々と連通するように開放された複数の開口Ｅ１が形成され得る。これによって、上記バスバー２７２は、上記バスバーハウジング２７６の開口Ｅ１を通して上記複数の二次電池１００の電極端子と接触できる。上記バスバーハウジング２７６は、電気絶縁性材料を含み得、例えば、上記バスバーハウジング２７６は、プラスチック材料を含み得る。より詳しくは、上記プラスチック材料は、ポリ塩化ビニルであり得る。
【００６４】
また、上記バスバーハウジング２７６は、一部が上記冷却部材２２０のガス排出部２２５のガス排出通路２２５Ｐと連通するように開口された開放部Ｅ２を備え得る。上記バスバーハウジング２７６の開口Ｅ１から流入したガスが上記開放部Ｅ２を通して移動し、移動したガスは、上記冷却部材２２０のガス排出部２２５に集まり、前後方向へ移動して外部へ排出され得る。
【００６５】
そして、上記バスバーハウジング２７６は、上記トレイ２３０のサイド部２３５と結合するように構成され得る。上記バスバーハウジング２７６は、上記上板２４０と結合するように構成され得る。上記バスバーハウジング２７６は、上記トレイ２３０のサイド部及び上記上板２４０と雌雄結合し得る。例えば、上記雌雄結合は、フックＨ２ｂと係止溝Ｈ１ｂとの結合構造を有し得る。
【００６６】
上記バスバーハウジング２７６は、前、後、左、右の各々に前壁２７６ａ、後壁２７６ｂ、左側壁２７６ｃ及び右側壁２７６ｄを備え得る。上記バスバーハウジング２７６の前壁２７６ａ、後壁２７６ｂ、左側壁２７６ｃ及び右側壁２７６ｄの各々には、複数の係止溝Ｈ１ａ、Ｈ１ｂが備えられ得る。上記トレイ２３０のサイド部２３５の上端には、上記係止溝Ｈ１ａと結合するフックＨ２ａが備えられ得る。
【００６７】
図１及び図２をさらに参照すれば、上記上板２４０は、上記複数の二次電池１００の上部をカバーするように構成され得る。例えば、上記上板２４０は、上記バスバーハウジング２７６の上部に位置し得る。上記上板２４０は、上記複数の二次電池１００の前後方向及び左右方向の全体の大きさと対応する大きさで延びたプレート状であり得る。上記上板２４０の左右方向の両端部及び前後方向の両端部が下方へ折り曲げられた構造を有し得る。即ち、上記上板２４０は、下部が開放された箱状であり得る。上記上板２４０には、上記バスバーハウジング２７６の係止溝Ｈ１ｂと結合するフックＨ２ｂが備えられ得る。
【００６８】
さらに、上記前方カバー２５０は、上記複数の二次電池１００の最前方をカバーするように構成され得る。例えば、上記前方カバー２５０は、二列の複数の二次電池１００の最前面の大きさと同一であるか、またはそれより小さい大きさのプレート状であり得る。上記プレート状は、上下方向へ立てられた形態であり得る。
【００６９】
そして、上記前方カバー２５０は、上記プレート状の外周部が前方へ折り曲げられた構造を有し得る。即ち、図２に示したように、上記前方カバー２５０は、上記複数の二次電池１００と対向するプレート状であり得、上記プレート状の外周部が前方へ折り曲げられて延びた側壁を有し得る。
【００７０】
さらに、上記前方カバー２５０の外周部（側壁）の一部は、上記トレイ２３０と結合し得る。例えば、上記前方カバー２５０の下側壁２５０ｂの一部は、上記トレイ２３０の載置部２３１の前端部と結合し得る。さらに、上記前方カバー２５０の左側壁２５０ｃ及び右側壁２５０ｄの一部は、上記トレイ２３０のサイド部２３５と結合し得る。ここで、結合方法は、ボルト結合であり得る。
【００７１】
また、上記後方カバー２６０は、上記複数の二次電池１００の最後方をカバーするように構成され得る。例えば、上記後方カバー２６０は、二列の複数の二次電池１００の最後面の大きさと同一であるか、またはそれより小さい大きさのプレート状であり得る。そして、上記後方カバー２６０は、上記プレート状の外周部が後方へ折り曲げられた構造を有し得る。即ち、上記後方カバー２６０は、上記複数の二次電池１００と対向するプレート状であり得、上記プレート状の外周部が後方へ折り曲げられて延びた側壁を有し得る。
【００７２】
そして、上記後方カバー２６０の外周部（側壁）の一部は、上記トレイ２３０と結合し得る。例えば、上記後方カバー２６０の下側壁（図示せず）の一部は、上記トレイ２３０の載置部２３１の後端部と結合し得る。さらに、上記後方カバー２６０の左右側壁（図示せず）の一部は、上記トレイ２３０のサイド部２３５と結合し得る。ここで、結合方法は、ボルト結合であり得る。
【００７３】
図１、図３及び図５をさらに参照すれば、上記冷却部材２２０の前端部２２１ｃは、上記前方カバー２５０と結合し得る。例えば、上記冷却部材２２０の前端部２２１ｃは、溶接によって上記前方カバー２５０の一部と結合し得る。また、上記冷却部材２２０の後端部２２１ｄは、上記後方カバー２６０と結合し得る。例えば、上記冷却部材２２０の後端部２２１ｄは、溶接によって上記後方カバー２６０の一部と結合し得る。
【００７４】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記冷却部材２２０は、上記前方カバー２５０及び上記後方カバー２６０と結合することで、上記冷却部材２２０が安定的に固定される。また、上記冷却部材２２０は、上記前方カバー２５０と上記後方カバー２６０とを連結する中央の主軸の役割を果たすことができ、外部衝撃をこれらの結合構造によって吸収ないし保護できるので、バッテリーモジュール２００の機械的剛性を高め、安定性をさらに向上させることができる。
【００７５】
図２及び図５をさらに参照すれば、上記前方カバー２５０及び上記後方カバー２６０の各々の一部には、挿入口Ｎ１、Ｎ２が形成され得る。具体的には、上記挿入口Ｎ１、Ｎ２の各々は、上記冷却部材２２０の前端部２２１ｃ及び後端部２２１ｄの各々の一部が挿入されるように構成され得る。例えば、図５に示したように、上記挿入口Ｎ１は、上記前方カバー２５０の外周縁から内側方向（中央）へ凹んだ構造であり得る。上記挿入口Ｎ２は、上記後方カバー２６０の上方から下方へ凹んだ構造であり得る。上記挿入口Ｎ１、Ｎ２の各々には、上記冷却部材２２０の前端部２２１ｃ及び後端部２２１ｄの各々の下部が挿入され得る。
【００７６】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記冷却部材２２０は、上記前方カバー２５０及び上記後方カバー２６０の各々に形成された挿入口Ｎ１、Ｎ２に挿入されるように構成されることで、上記冷却部材２２０の固定を容易にし、上記前方カバー２５０及び上記後方カバー２６０との結合工程を容易にする。
【００７７】
さらに、上記冷却部材２２０は、前端部２２１ｃ及び後端部２２１ｄの各々が、上記前方カバー２５０及び上記後方カバー２６０の各々に備えられた挿入口Ｎ１、Ｎ２を通して前後方向へ外部に向かって突出して挿入され得る。即ち、上記冷却部材２２０は、前端部２２１ｃ及び後端部２２１ｄの各々を外部に露出するように構成することで、上記冷却部材２２０に冷媒を流入させるかまたは排出するための冷媒移動経路を確保しやすい。
【００７８】
例えば、図３に示したように、上記冷却部材２２０の前端部２２１ｃ及び後端部２２１ｄの各々には、冷媒流入口２２２及び冷媒排出口２２３が備えられ得る。上記冷媒流入口２２２に冷却された冷媒（図示せず）が流入し、上記冷却部材２２０の内部に備えられた冷媒流路２２８に沿って冷媒（図示せず）が循環された後、加熱された冷媒が上記冷媒排出口２２３の外部へ排出され得る。
【００７９】
そして、上記バスバーハウジング２７６には、上記冷却部材２２０の前端部２２１ｃの一部が挿入されるように構成された挿入溝２７６ｈが備えられ得る。上記挿入溝２７６ｈは、上記バスバーハウジング２７６の前壁２７６ａ及び後壁２７６ｂの各々に形成され得る。上記挿入溝２７６ｈは、上記前壁２７６ａ及び後壁２７６ｂの各々の下端面から上方へ凹んだ形態であり得る。即ち、図５に示したように、上記バスバーハウジング２７６の前壁２７６ａの挿入溝２７６ｈには、上記冷却部材２２０の前端部２２１ｃが挿入固定され得る。
【００８０】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記バスバーハウジング２７６の挿入溝２７６ｈに上記冷却部材２２０の前端部または後端部が挿入固定されることで、上記バスバーハウジングとの堅固な結合が可能になり、バッテリーモジュールの耐久性を効果的に向上させることができる。また、本発明は、冷却部材２２０の前端部または後端部が外部に露出した構造によって、冷媒を上記冷却部材２２０に流入させるかまたは排出できる空間の確保が容易になる。
【００８１】
図７は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材を概略的に示す底面図である。そして、図８は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの一部構成であるトレイを概略的に示す斜視図である。
【００８２】
図３と共に図７及び図８を参照すれば、上記冷却部材２２０の下部２２１ｆには、上記トレイ２３０の載置部２３１と結合するように構成された固定溝Ｇ１が備えられ得る。上記固定溝Ｇ１は、上記本体部２２１の前端部２２１ｃから後端部２２１ｄまで長く延びた形態であり得る。
【００８３】
さらに、上記トレイ２３０の載置部２３１には、上記冷却部材２２０の固定溝Ｇ１と結合するためのガイド突起Ｐ１が備えられ得る。上記ガイド突起Ｐ１は、上記トレイ２３０の載置部２３１において、前後方向（Ｙ方向）へ長く延びて上記冷却部材２２０の固定溝Ｇ１に一部が挿入されるように上方へ突出した形態であり得る。即ち、上記固定溝Ｇ１に上記ガイド突起Ｐ１が挟まれて摺動方式で結合し得る。
【００８４】
即ち、図７及び図８のように、上記トレイ２３０の載置部２３１の上面中央には、前後方向（Ｙ方向）へ長く延びたガイド突起Ｐ１が形成され得る。上記冷却部材２２０の下部２２１ｆには、内側方向へ凹んで前後方向へ長く延びた固定溝Ｇ１が備えられ得る。上記ガイド突起Ｐ１は、上記固定溝Ｇ１と結合し得る。
【００８５】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記冷却部材２２０の固定溝Ｇ１は、上記トレイ２３０のガイド突起Ｐ１と結合することで、上記トレイ２３０の載置部２３１に載置されて固定され得、バッテリーモジュール２００の設置を容易にする。さらに、上記冷却部材２２０は、上記トレイ２３０との結合構造によって上下方向の外部衝撃に対して主軸の役割を果たすことができ、バッテリーモジュール２００の機械的剛性をさらに高めることができる。
【００８６】
一方、図１及び図５をさらに参照すれば、上記前方カバー２５０及び上記後方カバー２６０の各々に形成された挿入口Ｎ１、Ｎ２には、上記固定溝Ｇ１に挿入されるように構成された結合部２５２が備えられ得る。上記結合部２５２は、上記挿入口Ｎ１の内側から上方へ突出した構造を有し得る。
【００８７】
例えば、上記結合部２５２は、上記冷却部材２２０の固定溝Ｇ１の凹み形態と対応する大きさで突出した形態であり得る。即ち、図５に示したように、上記前方カバー２５０に備えられた挿入口Ｎ１の内側下部には、上記冷却部材２２０の固定溝Ｇ１に挿入されるように構成された上方へ突出した形態の結合部２５２が備えられ得る。
【００８８】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記冷却部材２２０の固定溝Ｇ１と上記前方カバー２５０及び上記後方カバー２６０の各々に備えられた結合部２５２との結合構造によって、バッテリーモジュール２００の製造が容易になり、外部衝撃に対してバッテリーモジュール２００の安定性をさらに高めることができる。
【００８９】
図９は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材を概略的に示す斜視図である。
【００９０】
図９を参照すれば、本発明の他の実施例による冷却部材２２０Ｂは、上部２２１ｅの中央に冷媒流入口２２２Ａが備えられ得る。また、上記冷却部材２２０Ｂの前端部２２１ｃ及び後端部２２１ｄの各々には、冷媒排出口２２３Ａ、２２３Ｂが備えられ得る。さらに、上記冷却部材２２０Ｂの内部には、上記冷媒流入口２２２Ａに流入した冷媒が前後方向（Ｙ方向）へ移動する（矢印Ｍ参照）ように構成された冷却流路（図示せず）が備えられ得る。
【００９１】
即ち、バッテリーモジュール２００の中央部は、ヒートアイランド現象が起こりやすく、バッテリーモジュール２００の外側部位よりもいつも高い温度を示し得る。これによって、バッテリーモジュール２００の熱バランスを効果的にコントロールするためには、最低温度の冷媒を冷却部材２２０Ｂのバッテリーモジュール２００の中央部に近い部位（中央部）に流入させることが望ましい。
【００９２】
したがって、本発明の他の実施例による冷却部材２２０Ｂは、上部２２１ｅの中央に冷媒流入口２２２Ａを備え、上記冷却部材２２０Ｂの前端部２２１ｃ及び後端部２２１ｄの各々に冷媒排出口２２３Ａ、２２３Ｂを備えることで、図３の冷却部材２２０に比べて、二列の複数の二次電池１００の熱バランスを良好に維持するのにさらに効果的である。
【００９３】
図１０は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である冷却部材を概略的に示す斜視図である。
【００９４】
図２と共に図１０を参照すれば、さらに他の実施例による冷却部材２２０Ｃの左右方向の両側２２１ａ、２２１ｂには、左右方向へ隆起したビーディング部Ｂ１が備えられ得る。例えば、図１０に示したように、冷却部材２２０Ｃの左側部２２１ａには、左側方向へ隆起した複数のビーディング部Ｂ１が備えられ得る。また、上記冷却部材２２０Ｃの右側部２２１ｂには、右側方向へ隆起した複数のビーディング部Ｂ１が備えられ得る。
【００９５】
したがって、本発明のこのような構成によれば、上記複数の二次電池１００の二つの列の間に介在した冷却部材２２０Ｃのビーディング部Ｂ１によって、バッテリーモジュール２００の左右方向から加えられる外部衝撃を容易に吸収できる。これによって、バッテリーモジュール２００の機械的剛性を大幅向上させることができる。
【００９６】
一方、本発明の一実施例によるバッテリーパック（図示せず）は、上記バッテリーモジュール２００を少なくとも一つ以上含む。そして、上記バッテリーパックは、上記複数の二次電池１００の充放電を制御するための各種装置（図示せず）、例えば、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサー、ヒューズなどをさらに含み得る。
【００９７】
なお、本発明の一実施例による電力貯蔵装置は、上記バッテリーパックを含む。上記電力貯蔵装置は、上記バッテリーパックの作動をオン／オフ制御できるスイッチを備えた制御部をさらに含み得る。
【００９８】
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
【００９９】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、内部カバーを含むバッテリーモジュールに関する。また、本発明は、少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールが備えられたバッテリーパック及び上記バッテリーパックを含む電力貯蔵装置関連産業に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００    二次電池
２００    バッテリーモジュール
２２０    冷却部材
２２１    本体部
２２２，２２２Ａ    冷媒流入口
２２３，２２３Ａ，２２３Ｂ    冷媒排出口
２２５    ガス排出部
２２８    冷却流路
２３０    トレイ
２３１    載置部
２３５    サイド部
２４０    上板
２５０    前方カバー
２５２    結合部
２６０    後方カバー
２７０    バスバーアセンブリー
Ｂ１    ビーディング部
Ｎ１    挿入口
Ｇ１    固定溝
Ｐ１    ガイド突起
【図１】
2021536099.tif 000003
【図２】
2021536099.tif 000004
【図３】
2021536099.tif 000005
【図４】
2021536099.tif 000006
【図５】
2021536099.tif 000007
【図６】
2021536099.tif 000008
【図７】
2021536099.tif 000009
【図８】
2021536099.tif 000010
【図９】
2021536099.tif 000011
【図１０】
2021536099.tif 000012
【国際調査報告】
2021536099.tif 000013
2021536099.tif 000014
2021536099.tif 000015
2021536099.tif 000016