(57)【要約】  本発明は、バッテリーモジュールに係り、さらに詳しくは、別途のさらなる制御なしに温度に応じてスウェリングが生じたときに生成されるスウェリング圧力が打ち消されるようにバッテリーセルを支持する構造に変形されるか、あるいは、バッテリーセルが効率よく冷却される構造に変形される充填部を有するバッテリーモジュールに関する。
2020530181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリーセルと、
前記複数のバッテリーセルが収納されるモジュールケースと、
前記モジュールケースと前記バッテリーセルとの間、及び前記複数のバッテリーセル間に配設される充填部と、
を備えてなるバッテリーモジュールにおいて、
前記充填部は、
前記バッテリーモジュール内の温度が所定の温度値未満である場合に、前記バッテリーセルが膨らむことを防ぐために各バッテリーセルが支持されるように前記充填部の体積が増える形状に構造が変形され、
前記バッテリーモジュール内の温度が所定の温度値以上である場合に、前記モジュールケースと前記バッテリーセルとの間、及び前記複数のセルの間において冷却流路が確保されるように前記充填部の体積が減る形状に構造が変形されることを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項２】
前記充填部は、温度に応じて形状が変化する形状変形素材からな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３】
前記充填部は、
板状の上胴体と下胴体とが個別的に形成された充填部胴体と、
前記充填部胴体の両側の終端に位置して前記充填部胴体が固定されるように前記モジュールケースの内側に取り付けられる一対の充填部固定部と、
を備えてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記充填部胴体は、
前記バッテリーモジュール内の温度が所定の範囲の温度値未満である場合に、前記上胴体と前記下胴体とが前記バッテリーセルの配置された方向にそれぞれ曲げられる第１の形状と、
前記バッテリーモジュール内の温度が所定の範囲の温度値以上である場合に、前記上胴体と前記下胴体とがそれぞれ平行になるように伸びる第２の形状と、
を形成する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】
前記充填部固定部は、弾性部材からなることを特徴とする請求項３又は４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
前記冷却流路は、前記充填部と前記バッテリーセルとの間の隙間に形成される空気通路であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
複数のバッテリーセルと、
前記複数のバッテリーセルが収納されるモジュールケースと、
前記モジュールケースと前記バッテリーセルとの間、及び前記複数のバッテリーセルの間に配設される充填部と、
を備えてなるバッテリーモジュールにおいて、
前記充填部は、
前記バッテリーセルが膨らむことを防ぐために各バッテリーセルが支持されるように経時的に前記充填部の体積が増える形状に構造が変形されることを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項８】
前記充填部は、
前記充填部の外面を形成する充填部カバーと、
前記充填部カバー内に配設されて内側に流入する溶液により体積が増える圧縮性膨張部材と、
前記圧縮性膨張部材と連結されて前記圧縮性膨張部材に供給される溶液が貯留された貯液部と、
を備えてなることを特徴とする請求項７に記載のバッテリーモジュール。
【請求項９】
前記充填部は、
前記圧縮性膨張部材及び前記貯液部の内側に単一の形状に配設されて前記貯液部からの溶液を前記圧縮性膨張部材へと伝える伝液部材をさらに備えてなることを特徴とする請求項８に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１０】
前記バッテリーセルは、パウチ型バッテリーセルであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを単位モジュールとして備えている大容量のバッテリーパック。
【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に係り、さらに詳しくは、別途のさらなる制御なしに温度に応じてスウェリングが生じたときに生成されるスウェリング圧力が打ち消されるようにバッテリーセルを支持する構造に変形されたり、バッテリーセルが効率よく冷却される構造に変形されたりする充填部を有するバッテリーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の化石燃料の使用の急増には目を見張るものがあり、これに伴い、代替エネルギーや清浄エネルギーの使用へのニーズが高まりつつあり、その一環として最も盛んに取り組みが行われている分野が電気化学を用いた発電、蓄電分野である。
【０００３】
現在、このような電気化学的なエネルギーを用いる電気化学素子の代表例として、バッテリーが挙げられ、その使用領域が次第に広がりつつあるのが現状である。
【０００４】
最近には、持ち運び用パソコン、携帯電話、カメラなどの携帯用の機器への取り組みが盛んに行われ、且つ、それらへのニーズが高まりつつあり、これに伴い、エネルギー源としてのバッテリーへのニーズが急増することから、サイクル寿命が長く、且つ、自己放電率が低いリチウムバッテリーが商用化して広く用いられ、これに関する研究が盛んに行われている。
【０００５】
特に、パウチ型バッテリーは、顧客のニーズに合わせて種々に構造が変更可能であることから、製品応用力に優れており、金属缶状のバッテリーケースを用いたバッテリーに比べて多品種少量生産に有利である。
【０００６】
一方、前記バッテリーセルは、長時間に亘って高温下で保存されるか、あるいは、充電器や前方制御回路などの故障による過充電、過放電又は内部短絡などの異常状況が生じる場合に、電解質の分解又は副反応に起因するスウェリング現象により膨らんでしまう。
【０００７】
このようなスウェリング現象は、パウチ外装材の体積を増やし、且つ、パウチ外装材のシール領域の接着力を弱化させて、パウチ外装材のシール領域を介して電解液を漏らしたり、電解質の副反応の加速化を引き起こしたりして、パウチ外装材の内部を高温及び高圧の環境にすることにより、バッテリーセルを発火又は爆発させる。
【０００８】
また、バッテリーを高温下で放置する場合に、前記電解質の分解又は副反応が高温下で促されてスウェリング現象が促進される。
【０００９】
より具体的に述べると、バッテリー内の温度が昇温すれば、電解液がさらに盛んに分解されたり、さらなる副反応が起きたりして、二酸化炭素や一酸化炭素などのガスが多量に生成されて低温下でさらに速やかにバッテリーセルの厚さが増加するためである。
【００１０】
このようなスウェリング現象を低減させるために、従来のバッテリーモジュールは、図１及び図２に示すような代案を備えていた。
【００１１】
図１は、従来のバッテリーモジュールの構造図であり、図２は、従来の他のバッテリーモジュールの構造図である。
【００１２】
図１に示す従来のバッテリーモジュールは、バッテリーセルの間に冷媒を循環させる構造であり、高温下で加速化されるスウェリング現象を抑えるために、バッテリーセルの温度を降温させる方法を採用している。
【００１３】
図１の冷媒循環構造は、冷媒を収容している冷媒収容部が冷媒を送ると、バッテリーセルの外側に形成された冷媒管を介して冷媒が通過する。
【００１４】
その後、前記冷媒管を通過した冷媒は冷媒ポンプに溜まって冷媒収容部に送られることにより、冷媒収容部に再び収容される。
【００１５】
前述したような方法は、冷媒を介して直接的にバッテリーセルの温度を降温させることにより、速やかにバッテリーセルの温度が下がるというメリットがあるが、低温下でスウェリング現象が生じる場合には対応することができないという不具合がある。
【００１６】
一方、図２に示す従来のバッテリーモジュールは、バッテリーセルの間に隔壁が形成されてバッテリーセルがケース内に嵌合する構造であり、スウェリング現象が生じたときにバッテリーセル内の増加する圧力を隔壁が打ち消してスウェリング現象を遅らせる方法を採用している。
【００１７】
しかしながら、前述したような構造は、ケース内に嵌合したバッテリーセルの広い面は外部に露出されないため、高温の際にそれぞれのバッテリーセルを冷却させる冷却流路を形成することが困難であるという不具合が生じる。
【００１８】
この理由から、バッテリーセルの温度によるスウェリング現象を抑える方法だけではなく、さらに効率よくスウェリング現象を抑制又は低減させる代案が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１３４０３６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、バッテリーセルの温度を降温させやすく、スウェリング現象により生じるスウェリング圧力を打ち消す構成を有するバッテリーモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の実施の形態に係るバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルと、前記複数のバッテリーセルが収納されるモジュールケースと、前記モジュールケースと前記バッテリーセルとの間、及び前記複数のバッテリーセル間に配設される充填部と、を備えてなるバッテリーモジュールにおいて、前記充填部は、前記バッテリーモジュール内の温度が所定の温度値未満である場合に、前記バッテリーセルが膨らむことを防ぐために各バッテリーセルが支持されるように前記充填部の体積が増える形状に構造が変形され、前記バッテリーモジュール内の温度が所定の温度値以上である場合に、前記モジュールケースと前記バッテリーセルとの間、及び前記複数のセルの間において冷却流路が確保されるように前記充填部の体積が減る形状に構造が変形される。
【００２２】
前記充填部は、温度に応じて形状が変化する形状変形素材からなる。
【００２３】
前記充填部は、板状の上胴体と下胴体とが個別的に形成された充填部胴体と、前記充填部胴体の両側の終端に位置して前記充填部胴体が固定されるように前記モジュールケースの内側に取り付けられる一対の充填部固定部と、を備えてなる。
【００２４】
前記充填部胴体は、前記バッテリーモジュール内の温度が所定の範囲の温度値未満である場合に、前記上胴体と前記下胴体とが前記バッテリーセルの配置された方向にそれぞれ曲げられる第１の形状と、前記バッテリーモジュール内の温度が所定の範囲の温度値以上である場合に、前記上胴体と前記下胴体とがそれぞれ平行になるように伸びる第２の形状と、を形成する。
【００２５】
前記充填部固定部は、弾性部材からなる。
【００２６】
前記冷却流路は、前記充填部と前記バッテリーセルとの間の隙間に形成される空気通路である。
【００２７】
本発明の他の実施の形態に係るバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルと、前記複数のバッテリーセルが収納されるモジュールケースと、前記モジュールケースとバッテリーセルとの間、及び前記複数のバッテリーセルの間に配設される充填部と、を備えてなるバッテリーモジュールにおいて、前記充填部は、前記バッテリーセルが膨らむことを防ぐために各バッテリーセルが支持されるように経時的に充填部の体積が増える形状に構造が変形される。
【００２８】
前記充填部は、前記充填部の外面を形成する充填部カバーと、前記充填部カバー内に配設されて内側に流入する溶液により体積が増える圧縮性膨張部材と、前記圧縮性膨張部材と連結されて圧縮性膨張部材に供給される溶液が貯留された貯液部と、を備えてなる。
【００２９】
前記充填部は、前記圧縮性膨張部材及び前記貯液部の内側に単一の形状に配設されて前記貯液部からの溶液を前記圧縮性膨張部材へと伝える伝液部材をさらに備えてなる。
【００３０】
前記バッテリーセルは、パウチ型バッテリーセルである。
【００３１】
本発明の実施の形態に係るバッテリーモジュールを単位モジュールとして備えている大容量のバッテリーパックを形成し、様々なデバイスに適用可能である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の実施の形態に係るバッテリーモジュールは、高温の際にバッテリーセルを冷却させ易く、低温の際にバッテリーセルを支持してスウェリング現象が抑制又は低減できるようにすることで、効率よく且つ安全にモジュールを駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のバッテリーパックの構造図。
【図２】従来の他のバッテリーパックの構造図。
【図３】本発明の実施の形態に係る、高温の状態で体積が減った充填部を備えてなるバッテリーモジュールの側面構造図。
【図４】本発明の実施の形態に係る、低温の状態で体積が増えた充填部を備えてなるバッテリーモジュールの側面構造図。
【図５】本発明の実施の形態に係る、低温の状態で体積が増えた充填部の詳細側面図。
【図６】本発明の他の実施の形態に係るバッテリーモジュールの斜視図。
【図７】本発明の他の実施の形態に係るバッテリーモジュール内の充填部の詳細斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下では、添付図面に記載の内容に基づいて、本発明の実施の形態について詳しく説明する。但し、本発明が実施の形態により制限されたり限定されたりすることはない。単にこれらの実施の形態は本発明の開示を完全たるものにし、本発明の技術分野において通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。
【００３５】
「第１の」、「第２の」などのように序数を含む言い回しは、様々な構成要素を説明するうえで使用可能であるが、前記構成要素は、前記言い回しによって何等限定されない。前記言い回しは、ある構成要素を他の構成要素から区別する目的でしか使えない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない範囲内において第１の構成要素は第２の構成要素と命名されてもよく、同様に、第２の構成要素もまた第１の構成要素と命名されてもよい。本出願において用いた用語は、単に特定の実施の形態を説明するために用いられたものであり、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈からみて明らかに他の意味を有さない限り、複数の言い回しを含む。
【００３６】
本発明において用いられる用語としては、本発明における機能を考慮しつつ、できる限り現在汎広く用いられている一般的な用語を選択したが、これは、当分野に携わっている技術者の意図又は判例、新たな技術の出現などによって異なる。なお、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合に、当該する発明の説明の部分の欄において詳しくその意味を記載する。よって、本発明において用いられる用語は、単なる用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般に亘っての内容を踏まえて定義されるべきである。
【００３７】
＜実施の形態１＞
次いで、本発明の実施の形態に係るバッテリーモジュールについて説明する。
【００３８】
本発明の実施の形態に係るバッテリーモジュールは、高温下で加速化されるスウェリング現象を抑制又は低減させるために、バッテリーセルの間に配置される充填部の形状が温度に応じて自ら変形される構造に形成されて、別途の制御なしにもバッテリーセルが保護可能であることから、安全に且つ効率よくバッテリーモジュールを駆動することができる。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態に係る、高温の状態で体積が減った充填部を備えてなるバッテリーモジュールの側面構造図である。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態に係る、低温の状態で体積が増えた充填部を備えてなるバッテリーモジュールの側面構造図である。
【００４１】
図３及び図４を参照すると、本発明の実施の形態に係るバッテリーモジュール１００は、複数のバッテリーセル１１０と、複数のバッテリーセル１１０が実装されるモジュールケース１２０と、モジュールケース１２０とバッテリーセル１１０との間、及び複数のバッテリーセル１１０の間に配設される充填部１３０と、充填部とバッテリーセルとの間に形成される冷却流路１４０と、を備えてなる。
【００４２】
以下、このようなバッテリーモジュール１００の構成についてさらに詳しく説明する。
【００４３】
前記モジュールケース１２０は、前記複数のバッテリーセルを収納する構成要素であり、前記充填部１３０もまた内側に収納できるようにする。
【００４４】
また、前記モジュールケース１２０は、前記バッテリーモジュール１００を装着するデバイス又はバッテリーパックの構成に応じて、様々な素材から、且つ、様々な形状に製造されてもよい。
【００４５】
さらに、前記バッテリーセル１１０は、パウチ状に複数形成された構成要素であり、一般に、多数の正極電極（アルミニウム箔）と負極電極（銅箔）とがセパレーターをその間に挟んで積層されるか、あるいは、正極電極と負極電極との間にセパレーターを介在させて巻き取った後、正極電極には正極タブを溶接し、負極電極には負極タブを溶接し、アルミニウムパウチで包み込んで封止した形状の構造を有する。
【００４６】
一方、前記バッテリーセル１１０は、長時間に亘って高温下で保存されるか、あるいは、充電器や前方制御回路などの故障による過充電、過放電又は内部短絡などの異常状況が生じる場合に、電解質の分解又は副反応に起因するスウェリング現象により膨らんでしまう。
【００４７】
前記スウェリング現象は、電解液の分解又は副反応が起きたときに二酸化炭素や一酸化炭素などのガスが発生してバッテリーセルの厚さが増加することにより、発火及び爆発を生じさせる虞がある。
【００４８】
また、前記スウェリング現象は、高温下で促されるが、このような電解質の分解及び／又は副反応を抑制又は低減させる方法として、バッテリーセルの温度を降温させることが挙げられる。
【００４９】
このように、バッテリーセルの温度を降温させるためには、バッテリーセルの表面に空気が流動できるようにバッテリーセルが空気の中に露出されなければならない。
【００５０】
さらに、スウェリング現象が既に生じた場合に、これを遅らせるためにはバッテリーセル内において外側に膨張しようとするスウェリング圧力を打ち消すことも必要である。
【００５１】
このように、スウェリング圧力を打ち消すためには、バッテリーセルが外部構造を介して支持されなければならない。
【００５２】
このような問題は、前記充填部１３０を用いて簡単に解決可能であり、充填部１３０については以下においてさらに詳しく説明する。
【００５３】
さらにまた、前記充填部１３０は、前記複数のバッテリーセル１１０の温度が所定の温度値未満である場合に、バッテリーセルが膨らむことを防ぐために各バッテリーセルが支持されるように充填部１３０の体積が増える形状に変形され、前記複数のバッテリーセル１１０の温度が所定の温度値以上である場合に、前記モジュールケースとバッテリーセルとの間、及び複数のセルの間において冷却流路１４０が確保されるように充填部１３０の体積が減る形状に変形される。
【００５４】
ここで、所定の温度値は単なる一実施の形態に過ぎず、３０℃に設定して適正な駆動温度である４５℃以下に保たれるようにするが、これに限定されない。
【００５５】
さらにまた、前記充填部１３０は、温度に応じて形状が変化する形状変形素材からなるが、この形状変形素材としては、バイメタル、形状記憶合金、形状記憶樹脂又は感温用の樹脂のうちのいずれか一種を使用することができる。
【００５６】
ここで、充填部１３０は、単なる一実施の形態に過ぎず、形状記憶合金から形成されるが、これに限定されない。
【００５７】
前記形状記憶合金（ｓｈａｐｅ  ｍｅｍｏｒｙ  ａｌｌｏｙ）とは、所定の形状を記憶して、たとえ外力により変形したとしても、所定の温度に達すれば元の形状に戻る強磁性合金のことをいい、前記形状記憶合金は、ＴｉＮｉ、ＮｉＡｌ、ＣｕＺｎ、ＦｅＮｉＴｉＣｏ、ＴｉＮｂ、ＭｎＣｕ及びＦｅＣｒＮｉよりなる群から選ばれ、好ましくは、ＴｉＮｉを使用する。
【００５８】
また、前記形状記憶合金は、一方向の記憶形状特徴を有する一方向の形状記憶合金と、二方向の記憶形状特徴を有する二方向の形状記憶合金と、から構成されるが、本発明においては、所定の温度値以上において収縮され、所定の温度値未満において膨張するという２種類の形状に変形されなければならないため、二方向の形状記憶合金を使用することが好ましい。
【００５９】
このような充填部の構成については、図５に基づいてさらに詳しく説明する。
【００６０】
図５は、本発明の実施の形態に係る、低温の状態で体積が増えた充填部の詳細側面図である。
【００６１】
図５を参照すると、前記充填部１３０は、板状の上胴体と下胴体とが個別的に形成された充填部胴体１３１、及び充填部胴体の両側の終端に位置して充填部胴体が固定されるようにモジュールケースの内側に取り付けられる一対の充填部固定部１３２を備えてなる。
【００６２】
また、充填部固定部１３２は弾性部材からなっており、前記充填部胴体１３１における形状が手軽に変形されるようにする。
【００６３】
すなわち、前記充填部胴体１３１の体積が増えると、充填部固定部１３２の長さが所定の範囲だけ延び、充填部胴体１３１の体積が減ると、充填部固定部１３２の長さは元の長さに戻る。
【００６４】
ここで、弾性部材は、単なる一実施の形態に過ぎず、バネからなるが、これに限定されない。
【００６５】
さらに、前記充填部胴体１３１は、二方向の形状記憶合金により２種類の形状に形成されてもよいが、前記図３から図５に基づいてさらに詳しく説明する。
【００６６】
前記充填部胴体１３１の形状の一つは、前記図４におけるバッテリーモジュール内の充填部の体積が増えた第１の形状であり、第１の形状は、バッテリーモジュール内の温度が所定の範囲の温度値未満である場合に、充填部胴体１３１中の上胴体と下胴体とがバッテリーセルの配置された方向にそれぞれ曲げられる形状に形成される。
【００６７】
前記充填部胴体１３１の曲げられる形状は、前記図５のように、尾根をなしながら形成されるが、前記バッテリーセルの広い面と充填部胴体１３１の尾根とが接触されることにより充填部胴体１３１が押圧される形状に形成される。
【００６８】
さらにまた、前記充填部胴体１３１とバッテリーセル１１０との接触は、スウェリングが生じたときにバッテリーセルの内側において生じるスウェリング圧力が打ち消されるようにする。
【００６９】
さらにまた、前記充填部胴体１３１の形状変形素材には、一実施の形態に従って、バッテリーモジュール内の温度が２９℃である場合に曲げられる形状に変形される値が設定されている。
【００７０】
他の形状は、前記図３におけるバッテリーモジュール内の充填部の体積が減った第２の形状であり、バッテリーモジュール内の温度が所定の範囲の温度値以上である場合に、前記上胴体と下胴体とがそれぞれ平行になるように伸びる形状に形成される。
【００７１】
これは、バッテリーモジュール内の温度が高温であることにより加速化されるスウェリング現象を抑えるべく、各バッテリーセルの温度が下がるようにする。
【００７２】
より具体的に、バッテリーセルの温度を降温させるためには、バッテリーセルの広い面を空気中に露出させてバッテリーセルの周りの空気に熱が伝わるようにする。
【００７３】
しかしながら、前記図４における第１の形状を通じては、充填部胴体１３１と当接するバッテリーセルの広い面が空気中に露出され難いため、前記図３における第２の形状に変形されてバッテリーセル１１０と充填部１３０との間に所定の隙間が形成されるようにする。
【００７４】
このような所定の隙間は、冷却流路１４０を形成してバッテリーセルを冷却させる。
【００７５】
さらにまた、前記充填部胴体１３１の形状変形素材には、一実施の形態に従って、バッテリーモジュール内の温度が３０℃である場合に平行になるように伸びる形状に変形される値が設定されている。
【００７６】
さらにまた、前記冷却流路１４０についてさらに詳しく説明すれば、冷却流路１４０は、前記充填部１３０とバッテリーセル１１０との間に形成される構成要素であり、充填部１３０とバッテリーセル１１０との間に形成された隙間に流れる空気の通路を意味する。
【００７７】
すなわち、バッテリーモジュールの温度が低い場合に、前記充填部１３０の体積が膨張して冷却流路１４０の空間が狭くなったり、前記バッテリーセル１１０と充填部１３０とが接したりする場合には冷却流路１４０が形成されない。
【００７８】
しかしながら、バッテリーモジュールの温度が高い場合に、前記充填部１３０の体積が減って減った充填部１３０の体積に見合う分の空間が形成されて空気が流動可能な冷却流路１４０が形成されてもよい。
【００７９】
＜実施の形態２＞
次いで、本発明の他の実施の形態に係るバッテリーモジュールについて説明する。
【００８０】
本発明の他の実施の形態に係るバッテリーモジュールは、バッテリーモジュールの駆動時間が経つにつれて高くなるスウェリングの発生確率に合わせてバッテリーセルを支持する構造に形成されてバッテリーモジュールの駆動当初の非効率的なスウェリングの抑制構造の代わりに、冷却流路を形成することにより、安全に且つ効率よくバッテリーモジュールが駆動されるようにする。
【００８１】
図６は、本発明の他の実施の形態に係るバッテリーモジュールの斜視図である。
【００８２】
図６を参照すると、本発明の他の実施の形態に係るバッテリーモジュール２００は、複数のバッテリーセル２１０、複数のバッテリーセルが収納されるモジュールケース２２０、及び、モジュールケース２２０とバッテリーセル２１０との間、及び前記複数のバッテリーセル２１０の間に配設される充填部２３０を備えてなる。
【００８３】
以下、このようなバッテリーモジュール２００に構成についてさらに詳しく説明する。
【００８４】
前記モジュールケース２２０は、前記複数のバッテリーセルを収納する構成要素であり、前記充填部２３０もまた内側に収納できるようにする。
【００８５】
また、前記モジュールケース２２０は、前記バッテリーモジュール２００を装着するデバイス又はバッテリーパックの構成に応じて様々な素材から、且つ、様々な形状に製造されてもよい。
【００８６】
さらに、前記バッテリーセル２１０は、パウチ状に複数形成された構成要素であり、一般に、多数の正極電極（アルミニウム箔）と負極電極（銅箔）とがセパレーターをその間に挟んで積層されるか、あるいは、正極電極と負極電極との間にセパレーターを介在させて巻き取った後、正極電極には正極タブを溶接し、負極電極には負極タブを溶接し、アルミニウムパウチで包み込んで封止した形状の構造を有する。
【００８７】
一方、前記バッテリーセル２１０は、長時間に亘って高温下で保存されるか、あるいは、充電器や前方制御回路などの故障による過充電、過放電又は内部短絡などの異常状況が生じる場合に、電解質の分解又は副反応に起因するスウェリング現象により膨らんでしまう。
【００８８】
前記スウェリング現象は、電解液の分解又は副反応が起きたときに二酸化炭素や一酸化炭素などのガスが発生してバッテリーセルの厚さが増加することにより、発火及び爆発を生じさせる虞がある。
【００８９】
このようなスウェリング現象が生じる場合に、これを遅らせるためには、バッテリーセル内において外側に膨張しようとするスウェリング圧力を打ち消すことも必要である。
【００９０】
上記のスウェリング圧力を打ち消すためには、バッテリーセルが別途の構造を介して外側から支持されなければならない。
【００９１】
一方、一般に、スウェリング現象は、バッテリーモジュールの駆動回数に応じて発生の確率が高くなるため、これにより、バッテリーモジュールの駆動の当初には上記のスウェリング圧力を打ち消す別途の構造が活用されないという不具合が生じる。
【００９２】
これらの不具合は、前記充填部２３０を用いて簡単に解消可能であり、充填部２３０については、図７に基づいてさらに詳しく説明する。
【００９３】
図７は、本発明の他の実施の形態に係るバッテリーモジュール内の充填部の詳細斜視図である。
【００９４】
図７を参照すると、前記充填部２３０は、バッテリーセルが膨らむことを防ぐために、各バッテリーセルが支持されるように経時的に充填部の体積が増える形状に変形される。
【００９５】
また、前記充填部２３０は、充填部の外面を形成する充填部カバー２３１、充填部カバー２３１内に配設されて内側に流入する溶液により体積が増える圧縮性膨張部材２３２、及び圧縮性膨張部材２３２と連結されて内側に溶液を供給する貯液部２３３を備えてなる。
【００９６】
さらに、前記充填部２３０は、前記圧縮性膨張部材２３２及び前記貯液部２３３の内側に単一の形状に配設されて、貯液部からの溶液を圧縮性膨張部材に伝える伝液部材２３４をさらに備えてなる。
【００９７】
より具体的に述べると、前記充填部カバー２３１は、収縮された状態で形成されて前記圧縮性膨張部材２３２が膨張することにより体積が増えるようにする。
【００９８】
また、前記充填部カバー２３１は、比較的に硬い合成樹脂又は熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などからなって体積が膨張した場合に、前記バッテリーセル２１０を支持できるようにする。
【００９９】
さらにまた、充填部カバー２３１は、絶縁素材から形成されており、充填部の外面が前記複数のバッテリーセルと絶縁された状態で形成されて、バッテリーモジュールの駆動が安全に行われるようにする。
【０１００】
さらにまた、前記圧縮性膨張部材２３２は、前記充填部カバー２３１内に配設されて溶液が伝えられることにより徐々に体積が膨張する構成要素であり、一実施の形態によれば、１００％の純粋な天然レーヨン（ｒａｙｏｎ）を使用するが、これに限定されず、完全に乾燥された状態で形成される。
【０１０１】
さらにまた、充填部２３０の支持力は、圧縮性膨張部材２３２の量に応じて調節されるため、バッテリーセルのスウェリング圧力に応じて適正量が含まれるようにする。
【０１０２】
さらにまた、前記貯液部２３３は、圧縮性膨張部材２３２と連結されて圧縮性膨張部材に供給される溶液が貯留された構成要素であり、一実施の形態によれば、パウチ状に形成されるが、これに限定されない。
【０１０３】
さらにまた、前記貯液部２３３は、多種多様な溶液を使用することができるが、一実施の形態によれば、酸化に対して安定性を有する絶縁油を用いて、漏液が生じた場合に被害が最小化できるようにする。
【０１０４】
さらにまた、前記貯液部２３３は、それぞれの圧縮性膨張部材２３２に溶液がそれぞれ個別的に供給されるように圧縮性膨張部材２３２の数に合わせてそれぞれの領域が形成されて各領域に一つの伝液部材が個別的に連結されてもよく、一つの領域に複数の伝達部材が一緒に連結される形態に形成されてもよい。
【０１０５】
さらにまた、前記伝液部材２３４は、前記圧縮性膨張部材２３２及び前記貯液部２３３の内側に単一の形状に配設されて、貯液部２３３から溶液を圧縮性膨張部材に伝える構成要素であり、一実施の形態によれば、外側は絶縁素材が包み込む形状に形成され、内側はアクリル素材の柔らかなファイバーを用いて、様々な形状に形成できるようにする。
【０１０６】
さらにまた、伝液部材２３４は、ファイバーを介して溶液が吸収されて前記圧縮性膨張部材２３２に伝えられるため、伝液速度が遅いため圧縮性膨張部材２３２が徐々に膨張することがある。
【０１０７】
これらに加えて、伝液速度は、伝液部材２３４のファイバーの種類、数及び厚さに応じて調節されるため、これらを調節してバッテリーモジュールの寿命に応じた適切なファイバーの種類、数及び厚さを有するようにする。
【０１０８】
一方、本発明の技術的思想は、前記実施の形態に基づいて具体的に記述されたが、前記実施の形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものではないということに留意すべきである。なお、本発明の技術分野における当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において種々の実施の形態が実施可能であるということが理解できる筈である。
【符号の説明】
【０１０９】
１００  バッテリーモジュール
１１０  バッテリーセル
１２０  モジュールケース
１３０  充填部
１３１  充填部胴体
１３２  充填部固定部
１４０  冷却流路
２００  バッテリーモジュール
２１０  バッテリーセル
２２０  モジュールケース
２３０  充填部
２３１  充填部カバー
２３２  圧縮性膨張部材
２３３  貯液部
２３４  伝液部材
【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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【国際調査報告】
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