(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーモジュールであって、
複数個のバッテリーセルと、
前記複数個のバッテリーセルを収容するモジュールケースと、を含み、
前記モジュールケースが、
相互フック結合し、断面がＬ字形の相互対応する形状の二つの第１及び第２ケース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】
前記第１及び第２ケースは、各々、
所定の面積を有する水平部と、
前記水平部から垂直に折り曲げられる垂直部と、を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】
前記第１ケースの水平部が、前記第２ケースの垂直部と相互フック結合し、
前記第１ケースの垂直部が、前記第２ケースの水平部と相互フック結合する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】
前記第１及び第２ケースには、
少なくとも２段として成形される少なくとも一つの成形部が形成される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５】
前記少なくとも一つの成形部は、各々、
前記バッテリーセルのエッジ部分に噛み合い、前記第１及び第２ケースの長手方向に沿って形成される第１成形溝と、
前記第１成形溝の両端に前記第１成形溝と段差をなして形成され、前記バッテリーセルの動きを制限する第２成形溝と、を含むことを特徴とする請求項４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
前記第１成形溝は、複数個が備えられ、
前記複数個の第１成形溝は、前記バッテリーセルの積層方向に沿って相互離隔して配置されることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記第２成形溝は、複数個が備えられ、
前記複数個の第２成形溝は、前記複数個の第１成形溝の両端に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モジュール。
【請求項８】
バッテリーパックであって、
複数個の請求項１に記載のバッテリーモジュールを含み、
前記複数個のバッテリーモジュールの各モジュールケースには、対向するモジュールケースと交互に配置される少なくとも一つのビードが形成されることを特徴とするバッテリーパック。
【請求項９】
少なくとも一つの請求項８に記載のバッテリーパックを含むことを特徴とする電力貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置に関する。
【０００２】
本出願は、２０１７年７月３１日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００９６８０８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】
多様な製品への適用が容易であり、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、携帯用器機のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＥＶ）またはハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＨＥＶ）などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が一切発生しないという点で環境に優しく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
【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〜４．２Ｖ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、複数の二次電池セルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーモパックに要求される充放電容量によって複数の二次電池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個数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定することができる。
【０００５】
一方、複数の二次電池セルを直列・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からなる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を構成する方法が通常である。ここで、バッテリーモジュールやバッテリーパックを構成するバッテリーセルは、一般的に容易に相互積層可能な利点を有するパウチ型二次電池として備えられる。
【０００６】
従来のバッテリーモジュールやバッテリーパックの場合、バッテリーセルの発熱などによる火事や爆発などの危険により、バッテリーセルで発生する熱の放出が何よりも重要である。
【０００７】
併せて、バッテリーモジュールやバッテリーパックの内部に配置されるバッテリーセルは、外部衝撃などによる火事や爆発などの発生危険があることから、モジュールケース内でより安定的に固定される必要がある。
【０００８】
また、バッテリーモジュールがバッテリーパックである場合、エネルギー密度面から見れば、よりコンパクトな構造を有することが有利であり、工程の効率面で見ても、より簡単かつコンパクトな構造を有することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、バッテリーセルで発生する熱をより効果的に放出できるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、モジュールケース内でバッテリーセルをより安定的に固定できるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置を提供することを他の目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、高いエネルギー密度及び工程効率性を有する、よりコンパクトな構造のバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置を提供することを他の目的とする。
【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、バッテリーモジュールであって、複数個のバッテリーセルと、前記複数個のバッテリーセルを収容するモジュールケースと、を含み、前記モジュールケースは、相互フック結合し、相互対応する形状の二つの第１及び第２ケースを含むことを特徴とするバッテリーモジュールを提供する。
【００１３】
前記第１及び第２ケースは、各々、所定の面積を有する水平部と、前記水平部から垂直に折り曲げられる垂直部と、を含み得る。
【００１４】
前記第１ケースの水平部は、前記第２ケースの垂直部と相互フック結合し、
前記第１ケースの垂直部は、前記第２ケースの水平部と相互フック結合し得る。
【００１５】
前記第１及び第２ケースには、少なくとも２段として成形される少なくとも一つの成形部が形成され得る。
【００１６】
前記少なくとも一つの成形部は、各々、前記バッテリーセルのエッジ部分に噛み合い、前記第１及び第２ケースの長手方向に沿って形成される第１成形溝と、前記第１成形溝の両端に前記第１成形溝と段差をなして形成され、前記バッテリーセルの動きを制限する第２成形溝と、を含み得る。
【００１７】
前記第１成形溝は、複数個が備えられ、前記複数個の第１成形溝は、前記バッテリーセルの積層方向に沿って相互離隔して配置され得る。
【００１８】
前記第２成形溝は、複数個が備えられ、前記複数個の第２成形溝は、前記複数個の第１成形溝の両端に形成され得る。
【００１９】
そして、本発明は、バッテリーパックであって、前述の実施例による複数個のバッテリーモジュールを含み、前記複数個のバッテリーモジュールの各モジュールケースには、対向するモジュールケースと交互に配置される少なくとも一つのビードが形成されることを特徴とするバッテリーパックを提供する。
【００２０】
なお、本発明は、電力貯蔵装置であって、前述の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電力貯蔵装置を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
以上のような多様な実施例によって、バッテリーセルで発生する熱をより効果的に放出できるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の多様な実施例によって、モジュールケース内でバッテリーセルをより安定的に固定できるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の多様な実施例によって、高いエネルギー密度及び工程効率性を有する、よりコンパクトな構造のバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び電力貯蔵装置を提供することができる。
【００２４】
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】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを説明するための図である。
【図２】図１のバッテリーモジュールの断面図である。
【図３】図２のバッテリーモジュールにおけるＡ部分の拡大図である。
【図４】図１のバッテリーモジュールの平面図である。
【図５】図４のバッテリーモジュールの断面図である。
【図６】図５のバッテリーモジュールにおけるＢ部分の拡大図である。
【図７】図１のバッテリーモジュールの組立過程を説明するための図である。
【図８】図１のバッテリーモジュールの組立過程を説明するための図である。
【図９】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１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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説明するための図であり、図２は、図１のバッテリーモジュールの断面図であり、図３は、図２のバッテリーモジュールにおけるＡ部分の拡大図であり、図４は、図１のバッテリーモジュールの平面図であり、図５は、図４のバッテリーモジュールの断面図であり、図６は、図５のバッテリーモジュールにおけるＢ部分の拡大図である。
【００２８】
図１〜図６を参照すれば、バッテリーモジュール１０は、バッテリーセル１００及びモジュールケース２００を含み得る。
【００２９】
前記バッテリーセル１００は、二次電池であって、パウチ型二次電池として備えられ得る。このような前記バッテリーセル１００は、複数個が備えられ得、前記複数個のバッテリーセル１００は、相互電気的に接続可能に積層され得る。
【００３０】
前記モジュールケース２００は、前記複数個のバッテリーセル１００を収容するためのものであって、第１ケース２１０、第２ケース２３０、成形部２５０及びビード２７０を含み得る。
【００３１】
前記第１ケース２１０は、略Ｌ字形のプレート形状からなり得る。このような前記第１ケース２１０は、後述の第２ケース２３０と相互フック結合して前記複数個のバッテリーセル１００を収容し得る。
【００３２】
前記第１ケース２１０は、放熱効率を高めるよう高い熱伝導度を有する材質から設けられ得る。例えば、前記第１ケース２１０は、アルミニウム材質であり得る。
【００３３】
このような前記第１ケース２１０は、水平部２１２及び垂直部２１６を含み得る。
【００３４】
前記水平部２１２は、所定の面積を有する略プレート形状を有し得る。前記垂直部２１６は、前記水平部２１２から垂直に折り曲げられ得る。このような前記水平部２１２及び前記垂直部２１６によって前記第１ケース２１０は、前記Ｌ字形のプレート形状を形成し得る。
【００３５】
前記第２ケース２３０は、前記第１ケース２１０と対応する形状を有し得、前記第１ケース２１０と相互フック結合して前記バッテリーセル１００を収容し得る。
【００３６】
また、このような前記第２ケース２３０も、水平部２３２及び垂直部２３６を含み得る。
【００３７】
また、前記水平部２３２も、前記第１ケース２１０の前記水平部２１２のように、所定の面積を有する略プレート形状を有し得る。また、前記垂直部２３６も、前記第１ケース２１０の前記垂直部２１６のように、前記水平部２３２から垂直に折り曲げられ得る。このような前記水平部２３２及び前記垂直部２３６によって前記第２ケース２３０も、前記第１ケース２１０に対応するＬ字形のプレート形状を形成し得る。
【００３８】
前記フック結合に係わり、より具体的に説明すれば、前記第１ケース２１０の水平部２１２は、前記第２ケース２３０の垂直部２３６と相互フック結合し、前記第１ケース２１０の垂直部２１６は、前記第２ケース２３０の水平部２３２と相互フック結合し得る。
【００３９】
このようなフック結合のために、各端部にはフックが設けられ得る。例えば、図３に示したように、前記第１ケース２１０の前記水平部２１２の端部２１３には、フック結合のためのフックが形成され、前記第２ケース２３０の前記垂直部２３６の端部２３７には、前記水平部２１２の端部２１３とフック結合するためのフックが形成され得る。
【００４０】
本実施例においては、このようなフック結合のみで前記モジュールケース２００を構成する第１及び第２ケース２１０、２３０を相互結合することができるので、前記モジュールケース２００の組立工程の効率が向上する。
【００４１】
前記成形部２５０は、前記バッテリーセル１００をより安定的に支持するためのものであって、前記第１及び第２ケース２１０、２３０に所定の深さを有する溝の形態として備えられ得る。このような前記成形部２５０は、少なくとも２段として成形され得、複数個が備えられ得る。
【００４２】
前記複数個の成形部２５０は、前記第１及び第２ケース２１０、２３０の水平部２１２、２３２に各々形成され、相互所定の距離に離隔して配置され得る。このような前記複数個の成形部２５０は、各々、第１成形溝２５２及び第２成形溝２５６を含み得る。
【００４３】
前記第１成形溝２５２は、前記バッテリーセル１００のエッジ部分に噛み合い、前記第１及び第２ケース２１０、２３０の長手方向に沿って形成され得る。このような前記第１成形溝２５２は複数個が備えられ、前記バッテリーセル１００の積層方向に沿って相互離隔して配置され得る。
【００４４】
前記複数個の第１成形溝２５２は、前記バッテリーセル１００の積層方向において前記バッテリーセル１００のエッジ部分に密着するため、前記バッテリーセル１００をより安定的に固定しながら前記バッテリーセル１００の動きを効果的に防止することができる。
【００４５】
前記複数個の第１成形溝２５２は、前記バッテリーセル１００のエッジ部分に対応する形状を有するように形成され得る。これによって、前記バッテリーセル１００が前記モジュールケース２００の前記第１及び第２ケース２１０、２３０に載置されるに際し、前記バッテリーセル１００の組立位置のポジショニングがより容易になり得る。
【００４６】
前記第２成形溝２５６は、前記第１成形溝２５２の両端に前記第１成形溝２５２と段差をなすように形成され得る。このような前記第２成形溝２５６は、複数個が備えられ、前記複数個の第２成形溝２５６は、前記複数個の第１成形溝２５２の両端に形成され得る。
【００４７】
前記複数個の第２成形溝２５６は、前記バッテリーセル１００の左右方向の両側で発生し得る前記バッテリーセル１００の動きを制限するストッパーの役割を果たすことができる。
【００４８】
前記ビード２７０は、前記モジュールケース２００の熱放出効率をさらに向上させるためのものであって、前記第１及び第２ケース２１０、２３０の前記垂直部２１６、２３６に形成され得る。
【００４９】
一方、このような前記ビード２７０は、複数個のバッテリーモジュール１０の組立時、対向するモジュールケース２００のビード２７０と交互に配置されるように形成され得る。このような配置によって、複数個の前記バッテリーモジュール１０を連結するとき、前記ビード２７０間の干渉発生を防止できると共に、前記モジュールケース２００の内部における前記バッテリーセル１００へ不均一な圧縮力を提供することを防止することができる。
【００５０】
図７及び図８は、図１のバッテリーモジュールの組立過程を説明するための図である。
【００５１】
図７及び図８を参照すれば、前記バッテリーセル１００と前記モジュールケース２００の組立時、例えば、前記バッテリーセル１００は、前記第２ケース２３０の前記成形部２５０に各々密着するように挟まれて固定され得る。前記第２ケース２３０に前記バッテリーセル１００の装着が完了すれば、前記第１  ケース２１０は、前記第２ケース２３０とフック結合し得、この際、前記第１ケース２１０の前記成形部２５０に前記バッテリーセル１００のエッジ部分が密着するように挟まれ得る。
【００５２】
ここで、前記フック結合が完了すれば、前記第１ケース２１０及び前記第２ケース２３０内で前記バッテリーセル１００を安定的に固定することができる。これによって、本実施例による前記バッテリーモジュール１０は、より簡単な構造で前記バッテリーセル１００を固定及び収容することができ、スリム化及びエネルギー密度面で有利な、よりコンパクトな構造を具現することができる。
【００５３】
また、前記第１及び第２ケース２１０、２３０の成形部２５０が前記バッテリーセル１００のエッジ部分に密着して配置されるため、前記バッテリーセル１００の発熱時、前記モジュールケース２００側へより速く伝達可能となる。これによって、本実施例による前記バッテリーモジュール１０は、前記バッテリーセル１００で発生する熱を効果的に放出することができる。
【００５４】
図９及び図１０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る。
【００５５】
図９及び図１０を参照すれば、バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車などの自動車、家庭用または産業用に用いられる電力貯蔵装置に備えられ得る。このような前記バッテリーパック１は、複数個のバッテリーモジュール１０の組立体として設けられ得る。ここで、対向するバッテリーモジュール１０の前記モジュールケース２００の前記ビード２７０は、交互に配置されることから、積層時、相互干渉を起こさない。
【００５６】
ここで、対向するバッテリーモジュール１０において交互に配置された前記ビード２７０、本実施例の場合、相互上下に並んで配置されたビード２７０は、相互干渉なく前記バッテリーセル側への不均一な圧縮を起こさない。
【００５７】
以上のような多様な実施例によって、バッテリーセル１００で発生する熱をより効果的に放出できるバッテリーモジュール１０、これを含むバッテリーパック１及び電力貯蔵装置を提供することができる。
【００５８】
また、本発明の多様な実施例によって、モジュールケース２００内でバッテリーセル１００をより安定的に固定できるバッテリーモジュール１０、これを含むバッテリーパック１及び電力貯蔵装置を提供することができる。
【００５９】
また、本発明の多様な実施例によって、高いエネルギー密度及び工程効率性を有する、よりコンパクトな構造のバッテリーモジュール１０、これを含むバッテリーパック１及び電力貯蔵装置を提供することができる。
【００６０】
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】
【００６１】
１  バッテリーパック
１０  バッテリーモジュール
１００  バッテリーセル
２００  モジュールケース
２１０  第１ケース
２１２  水平部
２１３  端部
２１６  垂直部
２３０  第２ケース
２３２  水平部
２３６  垂直部
２３７  端部
２５０  成形部
２５２  第１成形溝
２５６  第２成形溝
２７０  ビード
【図１】
0006782841.tif 000002
【図２】
0006782841.tif 000003
【図３】
0006782841.tif 000004
【図４】
0006782841.tif 000005
【図５】
0006782841.tif 000006
【図６】
0006782841.tif 000007
【図７】
0006782841.tif 000008
【図８】
0006782841.tif 000009
【図９】
0006782841.tif 000010
【図１０】
0006782841.tif 000011