(57)【要約】  本発明は、単位セルがバスバーによって電気的に接続された状態でカートリッジに搭載されている単位モジュールを含んでいる電池モジュールアセンブリであって、地面から垂直方向に積層された２つ以上の単位モジュールを含んでおり、側面方向に配列されている２つ以上のサブモジュール（ｓｕｂ−ｍｏｄｕｌｅｓ）、前記サブモジュールが搭載されるベースプレート（ｂａｓｅ  ｐｌａｔｅ）、前記サブモジュールの側部に装着される側部カバープレート（ｓｉｄｅ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅｓ）、前記サブモジュールの上面に搭載され、サブモジュール及び側部カバープレートと締結結合される上部カバープレート（ｕｐｐｅｒ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅ）、前記サブモジュールの外部入出力端子が位置する電池モジュールアセンブリの前面に装着され、サブモジュール、ベースプレート及び側部カバープレートに締結結合される前面カバープレート（ｆｒｏｎｔ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅ）、前記サブモジュールの前面端部を互いに固定し、サブモジュールの外部入出力端子を接続するメインバスバー（ｍａｉｎ  ｂｕｓ  ｂａｒ）、及び前記サブモジュールの後面端部を互いに固定するブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）を含むことを特徴とする電池モジュールアセンブリを提供する。
2016523431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位セルがバスバーによって電気的に接続された状態でカートリッジに搭載されている単位モジュールを含んでいる電池モジュールアセンブリであって、
地面から垂直方向に積層された２つ以上の単位モジュールを含んでおり、側面方向に配列されている２つ以上のサブモジュール（ｓｕｂ−ｍｏｄｕｌｅｓ）と、
前記サブモジュールが搭載されるベースプレート（ｂａｓｅ  ｐｌａｔｅ）と、
前記サブモジュールの側部に装着される側部カバープレート（ｓｉｄｅ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅｓ）と、
前記サブモジュールの上面に搭載され、サブモジュール及び側部カバープレートと締結結合される上部カバープレート（ｕｐｐｅｒ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅ）と、
前記サブモジュールの外部入出力端子が位置する電池モジュールアセンブリの前面に装着され、サブモジュール、ベースプレート及び側部カバープレートに締結結合される前面カバープレート（ｆｒｏｎｔ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅ）と、
前記サブモジュールの前面端部を互いに固定し、サブモジュールの外部入出力端子を接続するメインバスバー（ｍａｉｎ  ｂｕｓ  ｂａｒ）と、
前記サブモジュールの後面端部を互いに固定するブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）と、
を含むことを特徴とする、電池モジュールアセンブリ。
【請求項２】
前記単位セルは、板状型の電池セルであるか、または電極端子が露出した状態で２つ以上の板状型の電池セルがセルカバーに装着されている電池セルアセンブリであることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項３】
前記電池セルは、角形二次電池またはパウチ型二次電池であることを特徴とする、請求項２に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項４】
前記パウチ型二次電池は、樹脂層と金属層を含むラミネートシートに電極組立体が密封されている構造からなることを特徴とする、請求項３に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項５】
前記板状型の電池セルはリチウム二次電池であることを特徴とする、請求項４に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項６】
前記セルカバーは、電極端子部位を除いて電池セルの外面を包むように互いに結合される一対の外装部材であることを特徴とする、請求項２に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項７】
前記単位モジュールにおける単位セルは並列接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項８】
前記単位セルは、電極端子が対面するようにカートリッジ上に装着されており、前記カートリッジに装着されているバスバーによって電極端子が並列に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項９】
前記単位セルの電極端子接続部の間には、前記電極端子接続部をカートリッジに定位置固定するための固定部材が装着されていることを特徴とする、請求項８に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１０】
前記固定部材は、電極端子接続部間の形状に対応する外面形状を有し、中央に貫通溝が形成されており、カートリッジ上に装着される電気絶縁性の突出部、及び前記貫通溝に挿入されて突出部をカートリッジに結合する締結部を含んでいることを特徴とする、請求項９に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１１】
前記カートリッジの両側面には、締結孔を備えた突出部が形成されており、前記締結孔を貫通する締結部材によってカートリッジが互いに結合されてサブモジュールを形成していることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１２】
前記サブモジュールにおける単位モジュールは、積層界面に冷媒流路が形成されるように積層されており、前記サブモジュールは、冷媒流路を提供し得るように互いに離隔した状態で配列されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１３】
前記サブモジュールにおける単位モジュールは直列接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１４】
前記バスバーは、電極端子が結合されている面の一側端部が上向き又は下向きに折れ曲がっており、前記折れ曲がった一側端部と接続部材が結合されて、隣接する単位モジュールと接続をなしていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１５】
前記側部カバープレートには、冷媒が流入できる１つ以上の冷媒流入口が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１６】
前記側部カバープレートは、
前記サブモジュールの側部を包む本体部と、
前記本体部の両端に、サブモジュールを包む形態で折れ曲がって延びた構造で形成されており、サブモジュールと締結固定される固定部と、
前記本体部の一側端部に形成された取っ手と、
を含んでおり、前記本体部に冷媒流入口が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１７】
前記メインバスバーは、
板状型の本体部、固定部、及び前記本体部の中央に貫通されて形成されている開口部を含んでおり、
前記固定部には、サブモジュールの外部入出力端子と締結固定され得る締結孔が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１８】
前記ブラケットには、冷媒流路に連通する冷媒排出口が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項１９】
前記ブラケットは、
板状型の本体部、固定部、及び前記本体部の中央に貫通されて形成されている冷媒排出口を含んでおり、
前記本体部は、サブモジュールの後面の凹凸構造と対応する形状の凹凸部が両端に形成されており、
前記固定部には、サブモジュールの後面に締結固定され得る締結孔が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項２０】
前記上部カバープレート及びベースプレートは、弾性を有する金属板材からなることを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項２１】
前記上部カバープレート及びベースプレートには、凹凸構造の補強ビード（ｂｅａｄ）が形成されていることを特徴とする、請求項２０に記載の電池モジュールアセンブリ。
【請求項２２】
請求項１に記載の電池モジュールアセンブリを電源として含むことを特徴とする、デバイス。
【請求項２３】
前記デバイスは、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、電力貯蔵装置、非常用電源装置、電算室電源装置、携帯用電源装置、医療設備電源装置、消火設備電源装置、警報設備電源装置、または避難設備電源装置であることを特徴とする、請求項２２に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールアセンブリに関するものであり、より詳細には、単位セルがバスバーによって電気的に接続された状態でカートリッジに搭載されている単位モジュールを含んでいる電池モジュールアセンブリであって、地面から垂直方向に積層された２つ以上の単位モジュールを含んでおり、側面方向に配列されている２つ以上のサブモジュール（ｓｕｂ−ｍｏｄｕｌｅｓ）、前記サブモジュールが搭載されるベースプレート（ｂａｓｅ  ｐｌａｔｅ）、前記サブモジュールの側部に装着される側部カバープレート（ｓｉｄｅ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅｓ）、前記サブモジュールの上面に搭載され、サブモジュール及び側部カバープレートと締結結合される上部カバープレート（ｕｐｐｅｒ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅ）、前記サブモジュールの外部入出力端子が位置する電池モジュールアセンブリの前面に装着され、サブモジュール、ベースプレート及び側部カバープレートに締結結合される前面カバープレート（ｆｒｏｎｔ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅ）、前記サブモジュールの前面端部を互いに固定し、サブモジュールの外部入出力端子を接続するメインバスバー（ｍａｉｎ  ｂｕｓ  ｂａｒ）、及び前記サブモジュールの後面端部を互いに固定するブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）を含むことを特徴とする電池モジュールアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車両、ディーゼル車両などの大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源としても注目されている。また、電力貯蔵装置の主要構成要素としての使用も始まっている。したがって、二次電池を使用するアプリケーションの種類は、二次電池の利点によって非常に多様化しており、今後は、今よりは多くの分野及び製品に二次電池が適用されると予想される。
【０００３】
このように、二次電池の適用分野及び製品が多様化するにつれて、電池の種類も、それに適した出力と容量を提供できるように多様化されている。なお、当該分野及び製品に適用される電池は、小型軽量化が強く要求されている。
【０００４】
例えば、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ノートパソコンなどのような小型モバイル機器は、当該製品の小型軽薄化の傾向によって、それに相応するようにデバイス１台当たり１つ、または２乃至４つの小型軽量の電池セルが使用されている。一方、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電力貯蔵装置などのような中大型デバイスは、高出力大容量の必要性により、多数の電池セルを電気的に接続した中大型電池モジュールまたは電池パックが使用されている。電池モジュールの大きさ及び重量は、当該中大型デバイスなどの収容空間及び出力などに直接的な関連性があるので、製造メーカーは可能な限り小型かつ軽量の電池モジュールを製造するために努力している。
【０００５】
一方、従来の中大型電池モジュールは、複数の単位体を積層し、上下に固定用プレートを重ね当てて単位体間の固定を完了した後、これをフレームの内部に別途に再び固定する方式で作製されており、このような方式は、電池モジュールの全体の体積を増加させる原因となっている。また、個別単位体の固定のために個別プレートとして構成する場合、電池モジュールの全体の剛性が低下し、これにより追加的な補強部材が必要となる。さらに、電池モジュールの冷却のために別途の冷却流路又は冷却部材などを追加的に搭載する場合、部品の増加及び狭い空間内での効率的な作業が難しくなるという欠点を招くことになる。
【０００６】
したがって、このような問題点を根本的に解決できる技術に対する必要性が高い実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
【０００８】
本出願の発明者らは、鋭意研究と様々な実験を重ねた結果、特定の構造の側部カバープレートと、メインバスバー及びブラケットなどでサブモジュールを固定する構造で電池モジュールアセンブリを構成することによって、電池モジュールアセンブリの体積増加を抑制すると同時に、自体剛性を増大させ、これに加えて、電池モジュールアセンブリの均一な冷却効果を達成できる電池モジュールアセンブリを開発しようとした。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、電池モジュールアセンブリをコンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ）な構造で組み立てることができ、電池モジュールの安定性の向上及び冷却効率性の向上のための追加的な部品の構成を必要としないようにして、前記コンパクトな構造に加えて、生産工程の効率性の増大効果を共に達成することができる、安定性が向上した構造の電池モジュールアセンブリを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するための本発明に係る電池モジュールアセンブリは、
単位セルがバスバーによって電気的に接続された状態でカートリッジに搭載されている単位モジュールを含んでいる電池モジュールアセンブリであって、
地面から垂直方向に積層された２つ以上の単位モジュールを含んでおり、側面方向に配列されている２つ以上のサブモジュール（ｓｕｂ−ｍｏｄｕｌｅｓ）；
前記サブモジュールが搭載されるベースプレート（ｂａｓｅ  ｐｌａｔｅ）；
前記サブモジュールの側部に装着される側部カバープレート（ｓｉｄｅ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅｓ）；
前記サブモジュールの上面に搭載され、サブモジュール及び側部カバープレートと締結結合される上部カバープレート（ｕｐｐｅｒ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅ）；
前記サブモジュールの外部入出力端子が位置する電池モジュールアセンブリの前面に装着され、サブモジュール、ベースプレート及び側部カバープレートに締結結合される前面カバープレート（ｆｒｏｎｔ  ｃｏｖｅｒ  ｐｌａｔｅ）；
前記サブモジュールの前面端部を互いに固定し、サブモジュールの外部入出力端子を接続するメインバスバー（ｍａｉｎ  ｂｕｓ  ｂａｒ）；及び
前記サブモジュールの後面端部を互いに固定するブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）；
を含む構造となっている。
【００１１】
したがって、本発明に係る電池モジュールアセンブリは、特定の構造の側部カバープレートと、メインバスバー及びブラケットでサブモジュールを固定する構造で電池モジュールアセンブリを構成することによって、電池モジュールアセンブリの体積増加を抑制すると同時に、自体剛性を増大させ、これに加えて、電池モジュールアセンブリの均一な冷却効果を達成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電池モジュールアセンブリは、電池モジュールアセンブリの組立工程において、電池モジュールの安定性の向上及び冷却効率性の向上のための追加的な部品の構成を必要としないので、前記コンパクトな構造に加えて、生産工程の効率性の増大効果を達成することができる。
【００１３】
一具体例において、前記単位セルは、板状型電池セルであるか、または電極端子が露出した状態で２つ以上の板状型電池セルがセルカバーに装着されている構造であってもよく、前記セルカバーの具体的な例として、電極端子部位を除いて電池セルの外面を包むように互いに結合される一対の外装部材であってもよい。
【００１４】
また、前記電池セルは、角形二次電池又はパウチ型二次電池であってもよい。
【００１５】
前記角形二次電池は、角形の金属ケースに電極組立体が密封されている構造であってもよく、前記パウチ型二次電池は、具体的に、樹脂層と金属層を含むラミネートシートに電極組立体が密封されている構造であってもよい。
【００１６】
具体的に、前記二次電池は、高いエネルギー密度、放電電圧、及び出力安定性のリチウム二次電池であってもよい。このようなリチウム二次電池のその他の構成要素について、以下で詳細に説明する。
【００１７】
一般に、リチウム二次電池は、正極、負極、分離膜、リチウム塩含有非水電解液などで構成されている。
【００１８】
正極は、例えば、正極集電体上に正極活物質、導電材及びバインダーの混合物を塗布した後、乾燥して製造され、必要に応じて、充填剤をさらに添加することもある。負極はまた、負極集電体上に負極活物質とバインダーの混合物を塗布、乾燥して作製され、必要に応じて、上述したような成分がさらに含まれてもよい。
【００１９】
前記分離膜は、負極と正極との間に介在し、高いイオン透過度及び機械的強度を有する絶縁性の薄い薄膜が使用される。
【００２０】
リチウム塩含有非水系電解液は、非水電解液とリチウム塩からなっており、非水電解液としては、液状非水電解液、有機固体電解質、無機固体電解質などが使用される。
【００２１】
前記集電体、電極活物質、導電材、バインダー、充填剤、分離膜、電解液、リチウム塩などは当業界に公知となっているので、それについての詳細な説明は本明細書で省略する。
【００２２】
このようなリチウム二次電池は、当業界に公知となっている通常の方法により製造することができる。すなわち、正極と負極との間に多孔性分離膜を介在し、電解液を注入して製造することができる。
【００２３】
正極は、例えば、上述したリチウム遷移金属酸化物活物質と導電材及び結合剤を含有したスラリーを集電体上に塗布した後、乾燥して製造することができる。同様に、負極は、例えば、上述した炭素活物質と導電材及び結合剤を含有したスラリーを薄い集電体上に塗布した後、乾燥して製造することができる。
【００２４】
前記単位セルの例の一つである電池セルアセンブリにおいて、セルカバーは、電極端子部位を除いて電池セルの外面を包むように互いに結合される一対の外装部材で構成されてもよい。このようなセルカバーには、例えば、２つの電池セルが装着されてもよく、前記２つの電池セルは、同じ極性の電極端子が互いに接しながら並列接続されるように積層された構造で電池セルアセンブリを形成してもよい。
【００２５】
一具体例において、前記単位モジュールにおける単位セルは、互いに並列接続されている構造であってもよい。
【００２６】
具体的に、前記単位セルは、電極端子が対面するようにカートリッジ上に装着されており、前記カートリッジに装着されている電池セル接続用バスバーによって電極端子が並列に接続されている構造であってもよい。
【００２７】
このようなカートリッジは、所定の剛性を有する電気絶縁性の部材であって、外部の衝撃から単位セルを保護し、単位セルの安定した装着を保障する。また、カートリッジによって、前記単位セルは電極端子が対面するように配列されることによって、バスバーによる電気的並列接続をより容易に行うことができる。
【００２８】
前記単位セルの電極端子接続部間には、前記電極端子接続部をカートリッジに定位置固定するための固定部材が追加的に装着されてもよい。一具体例において、前記固定部材は、電極端子接続部間の形状に対応する外面形状を有し、中央に貫通溝が形成されており、カートリッジ上に装着される電気絶縁性の突出部、及び前記貫通溝に挿入されて突出部をカートリッジに結合する締結部を含んでいる構造であってもよい。
【００２９】
したがって、外部衝撃の印加時にも、単位セルがカートリッジに安定的に固定装着され得る。
【００３０】
また、前記カートリッジの両側面には、締結孔を備えた突出部が形成されており、前記締結孔を貫通する締結部材によってカートリッジが互いに結合されてサブモジュールを形成している構造であってもよい。したがって、前記単位セルは、カートリッジによって固定されると同時に、カートリッジが前記締結孔によって互いに結合されて締結され得るので、さらに堅固かつ安定した固定効果を達成することができる。前記締結孔を通じて達成されるカートリッジの締結は、例えば、締結孔を貫通するボルト又はリベットによる締結であってもよいが、これらに限定されないことは勿論である。
【００３１】
一具体例において、単位モジュール接続用バスバーは、電極端子が結合されている面の一側端部が上向き又は下向きに折れ曲がっており、前記折れ曲がった一側端部と接続部材が結合されて、隣接する単位モジュールと電気的接続をなす構造であってもよい。
【００３２】
また、前記サブモジュールにおける単位モジュールは、直列接続又は並列接続される構造であってもよく、例えば、前記接続部材の装着位置を同一にし、単位モジュールの積層構造を異ならせて並列接続構造を達成することができる。
【００３３】
一具体例において、前記側部カバープレートには、冷媒が流入できる１つ以上の冷媒流入口が形成されていてもよい。
【００３４】
また、前記サブモジュールにおける単位モジュールは、積層界面に冷媒流路が形成されるように積層されており、前記サブモジュールは、冷媒流路を提供できるように互いに離隔した状態で配列されている構造であってもよい。
【００３５】
一具体例において、前記側部カバープレートは、サブモジュールの前記ベースプレート及び上部カバープレートに装着固定できるようにサブモジュールの側部に装着される部材であって、前記サブモジュールの側部を包む本体部、前記本体部の両端にサブモジュールを包む形態で折れ曲がって延びた構造で形成されており、サブモジュールと締結固定される固定部、及び前記本体部の一側端部に形成された取っ手を含んでおり、前記本体部に冷媒流入口が形成されている構造であってもよい。
【００３６】
また、前記メインバスバーは、例えば、サブモジュールに形成された外部入出力端子を互いに接続すると同時に、サブモジュール間に所定の離隔空間が維持され得るように互いに固定できる部材であって、板状型本体部、固定部、及び前記本体部の中央に貫通されて形成されている開口部を含んでおり、前記固定部には、サブモジュールの外部入出力端子と締結固定できる締結孔が形成されている構造であってもよい。
【００３７】
前記ブラケットには、前記冷媒流路に連通する冷媒排出口が形成されていてもよく、冷媒排出口の位置に送風機（ｆａｎ）又は排出ダクト（ｄｕｃｔ）が装着されてもよい。
【００３８】
一具体例において、前記ブラケットは、前記メインバスバーのようにサブモジュール間に所定の離隔空間が維持され得るように互いに固定できる部材であって、板状型本体部、固定部、及び前記本体部の中央に貫通されて形成されている冷媒排出口を含んでおり、前記本体部は、サブモジュールの後面の凹凸構造と対応する形状の凹凸部が両端に形成されており、前記固定部には、サブモジュールの後面に締結固定できる締結孔が形成されている構造となっている。
【００３９】
以上で説明したような構造の電池モジュールアセンブリは、単位モジュールの積層界面に冷媒流路が形成されており、このような冷媒流路に冷媒を供給する冷媒流入口が側部カバープレートに形成されており、単位モジュールを冷却させた冷媒の排出口が、サブモジュールの後面に位置するブラケットに形成されているので、電池モジュールアセンブリを構成している単位モジュールの冷却を均一に行うことができる。したがって、向上した効率性で電池モジュールアセンブリの全体的な冷却効果を達成することができる。
【００４０】
前記上部カバープレート及びベースプレートは、例えば、所定の剛性及び弾性を有する板材で作製されてもよく、サブモジュールを一つに一体化させると共に、外部からの衝撃から保護する効果を達成することができる。
【００４１】
前記上部カバープレート及びベースプレートは、機械加工により作製されるものであれば特に制限されるものではないが、具体例として、プレス成形法により作製されてもよい。
【００４２】
また、前記上部カバープレート及びベースプレートの自体剛性を向上させ得るように、外部表面には凹凸構造の補強ビード（ｂｅａｄ）が形成されてもよい。
【００４３】
場合によっては、前記上部カバープレート及びベースプレートは、サブモジュールと締結結合されるための締結孔をさらに含むことができる。
【００４４】
したがって、前記サブモジュールは、前記上部カバープレート及びベースプレートと締結されると同時に固定され得るので、さらに堅固かつ安定した固定効果を達成することができる。また、前記締結孔を通じて達成されるサブモジュールと上部カバープレート及びベースプレートとの締結は、好ましくは、ボルト又はリベットによる締結であってもよいが、これらのみに限定されないことは勿論である。
【００４５】
本発明はまた、前記電池モジュールアセンブリを電源として含むデバイスを提供し、前記デバイスは、具体的に、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、電力貯蔵装置、非常用電源装置、電算室電源装置、携帯用電源装置、医療設備電源装置、消火設備電源装置、警報設備電源装置、または避難設備電源装置であってもよいが、これらのみに限定されるものではない。
【００４６】
このようなデバイスの構造及び作製方法は当業界で公知となっているので、本明細書では、それについての詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るパウチ型電池セルの斜視図である。
【図２】図１の電池セルがセルカバーに装着された構造の単位セルに対する斜視図である。
【図３】図２の単位セルがカートリッジに装着されて一つの単位モジュールを構成する形状を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る単位モジュールの平面図である。
【図５】本発明に係る単位モジュールの側面図である。
【図６】本発明に係る単位モジュールが積層される形状を示す斜視図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【図８】本発明に係るサブモジュールに直列接続部材及び外部入出力端子用バスバーが装着された形状を示す斜視図である。
【図９】図８のサブモジュールに外部入出力端子保護部材及び直列接続部保護部材が装着された形状を示す斜視図である。
【図１０】図９の側面図である。
【図１１】図９のサブモジュールに側部カバープレートが装着される形状を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る２つのサブモジュールを側部カバープレート及びブラケットで固定する形状を示す斜視図である。
【図１３】図１２の平面図である。
【図１４】本発明に係る２つのサブモジュールをメインバスバーで互いに電気的に接続すると同時に固定し、ベースプレート、上部カバープレート及び前面カバープレートが装着される形状を示す斜視図である。
【図１５】本発明に係る電池モジュールアセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明するが、本発明の範疇がそれに限定されるものではない。
【００４９】
図１には、本発明に係るパウチ型電池セルの斜視図が示されている。
【００５０】
図１を参照すると、電池セル２０は、電極端子（正極端子２１、負極端子２２）が一側端部に形成されている板状型電池セル２０である。具体的に、板状型電池セル２０は、金属層（図示せず）と樹脂層（図示せず）を含むラミネートシートのパウチ型ケース２３に電極組立体（図示せず）を内蔵し、例えば、熱融着によりシーリング部２４を形成した構造であり、一般的にこれを、‘パウチ型電池セル’と通称することもある。
【００５１】
図２には、図１の電池セルがセルカバーに装着された構造の単位セルに対する斜視図が示されている。
【００５２】
図２を図１と共に参照すると、２つの電池セル２０が、上部セルカバー１１１及び下部セルカバー１１２で構成されたセルカバー１１１，１１２に収納及び固定されている。また、２つの電池セル２０の電極端子２１，２２は、それぞれ電気的に並列接続されて２つの電極端子１１０ａ，１１０ｂを形成できるように、セルカバーから一側方向に露出している。
【００５３】
図３には、図２の単位セルがカートリッジに装着されて一つの単位モジュールを構成する形状を示した斜視図が示されており、図４及び図５には、本発明に係る単位モジュールの平面図及び側面図が示されている。
【００５４】
これら図面を参照すると、２つの単位セル１１０は、カートリッジ１２０に装着されて一つの単位モジュール１００を構成する。このとき、２つの単位セル１１０は、それぞれの正極端子１１０ａと負極端子１１０ｂが互いに対向するように配列されている。また、これら電極端子１１０ａ，１１０ｂは、それぞれバスバー１３０によって電気的に並列接続されている。
【００５５】
具体的に、バスバー１３０は、電極端子１１０ａ，１１０ｂと電気的に結合されており、バスバー１３０の一側端部には、下向きに折れ曲がった折曲部１３１が形成されており、折曲部には締結孔１３２が形成されている。このような締結孔１３２は、単位モジュール１００が多数個積層されるとき、単位モジュール１００の相互間の電気的接続のための締結孔１３２として使用される（図６及び図７参照）。
【００５６】
また、カートリッジ１２０の両側面には、締結孔１２２を備えた突出部１２１が形成されている。このような突出部１２１は、締結孔１２２を貫通する締結部材（図６の１２３）によって、単位モジュール１００が互いに結合することができる。
【００５７】
突出部１２１の高さは、カートリッジ１２０の高さよりも１１０〜１５０％大きく形成されている。したがって、単位モジュール１００が積層されるとき、単位モジュール１００の積層界面に所定の間隙（図１０の１７０）が生じ、このような間隙（図１０の１７０）は、冷媒が流動できる冷媒流路として活用することができる。
【００５８】
図６には、本発明に係る単位モジュールが積層される形状を示した斜視図が示されている。
【００５９】
図６を参照すると、単位モジュール１００は、地面から垂直積層されて一つのサブモジュール２００を構成している。具体的に、各単位モジュール１００は、垂直積層された後、両側面に形成された突出部に締結部材１２３が挿入されて互いに結合される。
【００６０】
図７には、図６の部分拡大図が示されており、図８には、本発明に係るサブモジュール２００に接続部材１４０及び外部入出力端子用バスバー１５１，１５２が装着された形状を示した斜視図が示されている。
【００６１】
これら図面を参照すると、単位モジュール１００は、接続部材１４０によって電気的に直列接続されている。また、直列接続された単位モジュール１００を外部入出力端子１６１，１６２と電気的に接続できるように外部入出力端子用バスバー１５１，１５２が装着されている。
【００６２】
図９には、図８のサブモジュールに外部入出力端子保護部材及び直列接続部保護部材が装着された形状を示した斜視図が示されている。
【００６３】
図９を図８と共に参照すると、サブモジュール２００の外部入出力端子１６１は、外部入出力端子保護部材１６５が装着されることによって外部から保護されている。また、単位モジュール１００が電気的に直列接続されている直列接続部も、直列接続部保護部材１４５が装着されることによって外部から保護されている。
【００６４】
図１０には、図９の側面図が示されている。
【００６５】
図１０を図５と共に参照すると、サブモジュール２００を構成している単位モジュール１００の積層界面には所定の間隙１７０が形成されている。このような間隙１７０は、冷媒が流動できる冷媒流路として活用することができる。
【００６６】
図１１には、図９のサブモジュールに側部カバープレートが装着される形状を示した斜視図が示されている。
【００６７】
図１１を参照すると、側部カバープレート３００は、サブモジュール２００の側部を包む本体部３１０を含んでおり、本体部３１０には、冷媒が外部から流入できる流入口３１１が穿孔されている。また、本体部３１０の両端には、サブモジュール２００を包む形態で折れ曲がって延びた構造の折曲部３２０が形成されている。
【００６８】
また、側部カバープレート３００の本体部３１０及び折曲部３２０には、サブモジュール２００と締結固定される固定部３１２，３２１が形成されており、本体部３１０の一側端部には取っ手３３０が形成されている。
【００６９】
図１２には、２つのサブモジュールを側部カバープレート及びブラケットで固定する形状を示した斜視図が示されている。
【００７０】
図１２を参照すると、２つのサブモジュール２００は、後面にブラケット５００が装着されて互いに結合されている。
【００７１】
ブラケット５００の具体的な形状を説明すると、ブラケット５００は、板状型本体部５１０、固定部５２０、及び本体部５１０の中央に貫通されて形成されている冷媒排出口５３０を含んでいる。
【００７２】
また、本体部５１０には、サブモジュール２００の後面の凹凸構造と対応する形状の凹凸部５１１が両端に形成されており、固定部５２０には、サブモジュール２００の後面に締結固定できる締結孔が形成されている。
【００７３】
図１３には、図１２の平面図が示されている。
【００７４】
図１３を参照すると、サブモジュール２００は、後面に装着されたブラケット５００及び前面に装着されたメインバスバー（図１４の４００）によって、中央部に冷媒（図示せず）が流動し得る冷媒流路（矢印参照）が形成されている。したがって、冷媒は、側部カバープレート３００から流入してサブモジュール２００に内蔵された電池セル（図示せず）を冷却させた後、中央冷媒流路に沿って、ブラケット５００に形成された冷媒排出口５３０に吐出され得る。
【００７５】
場合によっては、冷媒排出口５３０の位置に送風機（ｆａｎ）（図示せず）又は排出ダクト（ｄｕｃｔ）（図示せず）を装着して、冷却効率をさらに向上させることができる。
【００７６】
図１４には、２つのサブモジュールをメインバスバーで互いに電気的に接続すると同時に固定し、ベースプレート、上部カバープレート及び前面カバープレートが装着される形状を示した斜視図が示されている。
【００７７】
図１４を参照すると、２つのサブモジュール２００の各外部入出力端子１６２，１６１は、メインバスバー４００によって電気的に直列接続されている。また、２つのサブモジュール２００は、メインバスバー４００によって所定の距離だけ離隔し得るように固定されている。
【００７８】
また、２つのサブモジュール２００は、ベースプレート６００上に搭載された後、上部面は上部カバープレート７００によって保護され、前面は前面カバープレート８００によって保護される。
【００７９】
図１５には、本発明に係る電池モジュールアセンブリの斜視図が示されている。
【００８０】
図１５を図１４と共に参照すると、上部カバープレート７００及びベースプレート６００には、外部表面に自体剛性の向上のための凹凸構造の補強ビード（ｂｅａｄ）７５０，６５０が形成されている。
【００８１】
以上、本発明の実施例に係る図面を参照して説明したが、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上で説明したように、本発明に係る電池モジュールアセンブリは、特定の構造の側部カバープレートと、メインバスバー、ブラケットなどでサブモジュールを固定する構造で電池モジュールアセンブリを構成することによって、電池モジュールアセンブリの体積増加を抑制すると同時に自体剛性を増大させ、これに加えて、電池モジュールアセンブリの均一な冷却効果を達成することができる。また、電池モジュールアセンブリをコンパクトな構造で組み立てることができ、電池モジュールの安定性の向上及び冷却効率性の向上のための追加的な部品の構成を必要としないようにして、前記コンパクトな構造に加えて、生産工程の効率性の増大効果を共に達成することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  デバイス
２０  板状型電池セル（電池セル）
２１  電極端子
２２  電極端子
２３  パウチ型ケース
２４  シーリング部
１００  単位モジュール
１１０  単位セル
１１０ａ  正極端子（電極端子）
１１０ｂ  負極端子（電極端子）
１１１  上部セルカバー（セルカバー）
１１２  下部セルカバー（セルカバー）
１２０  カートリッジ
１２１  突出部
１２２  締結孔
１２３  締結部材
１３０  バスバー
１３１  折曲部
１３２  締結孔
１４０  接続部材
１４５  直列接続部保護部材
１５１  外部入出力端子用バスバー
１５２  外部入出力端子用バスバー
１６１  外部入出力端子
１６２  外部入出力端子
１６５  外部入出力端子保護部材
１７０  間隙
２００  サブモジュール
３００  側部カバープレート
３１０  本体部
３１１  流入口
３１２  固定部
３２０  折曲部
３２１  固定部
３３０  手
４００  メインバスバー
５００  ブラケット
５１０  板状型本体部（本体部）
５１１  凹凸部
５２０  固定部
５３０  冷媒排出口
６００  ベースプレート
６５０  補強ビード
７００  上部カバープレート
８００  前面カバープレート
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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