JP2015528995A - 電池モジュール - Google Patents

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Abstract

本発明は、第１電池セルと、第１及び第２側部、第１、第２、第３及び第４側壁、第１及び第２熱伝導性プレート部材を有するフレーム部材とを含む電池モジュールを提供する。多数の流動チャネルは、前記第１及び第２熱伝導性プレート部材によって形成されている。前記第３側壁は、第１電池セルの第１電極端子を収容するように構成されている第１排出口を有しており、前記第１排出口は、第１電池セルがガスを排出する場合、多数の流動チャネルを通して流動する空気からガスが分離されるように、第１電池セルからフレーム部材の外側にガスを送り出すように構成されている。

Description

本発明は、電池モジュールに係り、より詳細には、第１電池セルと、第１及び第２側部、第１、第２、第３及び第４側壁、第１及び第２熱伝導性プレート部材を有するフレーム部材とを含み、多数の流動チャネルは、前記第１及び第２熱伝導性プレート部材によって形成されており、前記第３側壁は、第１電池セルの第１電極端子を収容するように構成されている第１排出口を有しており、前記第１排出口は、第１電池セルがガスを排出する場合、多数の流動チャネルを通して流動する空気からガスが分離されるように、第１電池セルからフレーム部材の外側にガスを送り出すように構成されていることを特徴とする電池モジュールに関する。
本出願の発明者らは、電池モジュールの空気の冷却及び電池セルからのガスのための別途の流動チャネルを有する改善された電池モジュールの必要性を認識した。
本発明は、上記のような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。
具体的に、本発明は、電池モジュールの冷却のための流動チャネル及び電池セルから排出されるガスを分離することができる構造の電池モジュールを提供することを目的とする。
本発明の一実施例に係る電池モジュールを提供する。前記電池モジュールは、第１及び第２電極端子を有する第１電池セルを含む。前記電池モジュールはまた、第１及び第２側部（ｓｉｄｅｓ）、第１、第２、第３及び第４側壁（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｗａｌｌｓ）、及び第１及び第２熱伝導性プレート部材（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｌａｔｅ ｍｅｍｂｅｒｓ）を有するフレーム部材（ｆｒａｍｅ ｍｅｍｂｅｒ）を含んでいる。前記フレーム部材の第１側部は、第１電池セルに対向して配置されている。前記第１及び第２側壁は、全般的に互いに平行であり、前記第３及び第４側壁との間に配置されており、前記第３及び第４側壁に連結されている。第１、第２、第３及び第４側壁は、開放された内部領域（ｏｐｅｎ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｒｅｇｉｏｎ）を設定している。前記第１熱伝導性プレート部材は、フレーム部材の第１側部に隣接する開放された内部領域を囲むように第１、第２、第３及び第４側壁に連結されている。前記第１熱伝導性プレート部材は、第１電池セルに対向配置されている。多数の流動チャネル（ｆｌｏｗ ｃｈａｎｎｅｌｓ）が、第１及び第２熱伝導性プレート部材の間で第１及び第２熱伝導性プレート部材によって形成されるように、前記第２熱伝導性プレート部材は、フレーム部材の第２側部に隣接する開放された内部領域を囲むことができるように第１、第２、第３及び第４側壁に連結されている。前記第１側壁は、それに沿って延びており、多数の流動チャネルと流動的に（ｆｌｕｉｄｌｙ）連通している多数の開口（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）を含んでいる。空気が、第１及び第２熱伝導性プレート部材によって設定された多数の流動チャネルを通して流動するとき、第１熱伝導性プレート部材が第１電池セルから熱エネルギーを抽出するように、第２側壁は、多数の流動チャネルと流動的に連通しており、第２側壁に沿って延びている多数の開口を含んでいる。前記第３側壁は、第１電池セルの第１電極端子を収容するように構成されている第１排出口（ｏｕｔｌｅｔ）を有しており、前記第１排出口は、第１電池セルがガスを排出する場合、多数の流動チャネルを通して流動する空気からガスが分離されるように、第１電池セルからフレーム部材の外側にガスを送り出すように構成されている。
本発明に係る電池モジュールは、電池モジュールの冷却のための第１及び第２熱伝導性プレート部材を通して流動する空気の多数の流動経路から、前記電池セルから発生するガスの流動経路を隔離し、分離するように構成されているので、冷却のための空気と電池セルから排出されるガスとが混用されないという効果がある。
一実施例に係る電池モジュールの模式図である。 図１の電池モジュールの他の模式図である。 図１の電池モジュールを使用する電池システムのブロックダイアグラムである。 図１の電池モジュールの断面図である。 図１の電池モジュールの上端の形状を示す模式図である。 図１の電池モジュールの下端の形状を示す模式図である。 図１の電池モジュールの他の断面図である。 図１の電池モジュールの一部の拡大断面図である。 図１の電池モジュールの更に他の断面図である。 図１の電池モジュールの更に他の断面図である。 図１の電池モジュールの一部の他の拡大断面図である。 図１の電池モジュールの一部の更に他の拡大断面図である。 図１の電池モジュールから延びている電極端子を示す電池モジュールの一部の模式図である。 図１の電池モジュールに使用されるフレーム部材の模式図である。 図１４のフレーム部材の断面図である。 図１４のフレーム部材の一部の模式図である。 図１４のフレーム部材の一部の他の模式図である。 図１４のフレーム部材の一部の他の断面図である。 図１４のフレーム部材内に流動チャネルを形成するために使用される第１及び第２熱伝導性プレート部材の模式図である。 図１９の第１及び第２熱伝導性プレート部材の断面図である。 図１９の第１及び第２熱伝導性プレート部材の一部の拡大断面図である。 他の実施例に係る図１の電池モジュールの組立方法を示すフローチャートである。 他の実施例に係る図１の電池モジュールの組立方法を示すフローチャートである。 他の実施例に係る図１の電池モジュールの組立方法を示すフローチャートである。 電極端子を含む図１の電池モジュールの他の模式図である。 図１の電池モジュールに使用される電池セルの模式図である。
図１乃至図４を参照すると、電池モジュール２０、空気冷却システム３０、及び導管４０，４２を含む電池システム１０が示されている。空気冷却システム３０は、電池モジュール２０内の電池セルを冷却するために導管４０及び電池モジュール２０を通過した後、導管４２を通して空気が移動する。電池モジュール２０の長所は、電池モジュールの冷却及び電池セルのガスのための別途の流動チャネルを電池モジュールが有している点である。
図３乃至図１０を参照すると、電池モジュール２０は、エンドプレート（ｅｎｄ ｐｌａｔｅｓ）１００，１０２、電池セル１２０，１２２，１２４，１２６，１３０，１３２，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２，１４４，１４６，１４８，１５０、フレーム部材１８０，１８２，１８４，１８６，１８８，１９０，１９２，１９４、第１、第２、第３及び第４ショルダーボルト（ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｂｏｌｔｓ）２２０，２２２，２２４，２２６、ナット２４０，２４２，２４４，２４６、及びマニホールド（ｍａｎｉｆｏｌｄｓ）２６０，２６２を含んでいる。
図７及び図９を参照すると、エンドプレート１００，１０２は、それらの間に電池モジュール２０の残りの部品を収容するために提供される。一具体例において、エンドプレート１００，１０２は鋼鉄（ｓｔｅｅｌ）からなっている。エンドプレート１００は、開口を通してショルダーボルトの一部が収容されるように、エンドプレートを通して延びた開口３２０，３２２，３２４，３２６を含んでいる。エンドプレート１０２は、ショルダーボルトの一部が装着されるように、エンドプレートを通して延びた開口４２０，４２２，４２４，４２６を含んでいる。
図７、図１３、図２５、及び図２６を参照すると、電池セル１２０〜１５０は、実質的にほぼ同一の構造を有している。したがって、１つの電池セル１２０の構造のみを以下に詳細に述べる。一具体例において、電池セル１２０〜１５０は、互いに電気的に直列接続されている。一つのより具体的な例において、電池セル１２０〜１５０はリチウム−イオン電池セルである。勿論、電池セル１２０〜１５０は、当業者に知られている他の種類の電池セルであってもよい。電池セル１２０は、本体部５０２、及び本体部５０２の両端から延びている電極端子５０４，５０６を含んでいる。
図４乃至図６及び図１４を参照すると、フレーム部材１８０〜１９４は、それらの間に電池セルを収容しながら、電池セルを冷却するためにフレーム部材１８０〜１９４を通して空気が流動できるようにするために提供される。
フレーム部材１８０は、エンドプレート１００とフレーム部材１８２との間に位置している。電池セル１２０は、フレーム部材１８０とエンドプレート１００との間に配置されている。また、電池セル１２２，１２４はフレーム部材１８０，１８２の間に配置されており、電池セル１２２，１２４の本体部はフレーム部材１８０，１８２により囲まれている。
フレーム部材１８２は、フレーム部材１８０とフレーム部材１８４との間に位置している。電池セル１２６，１２８はフレーム部材１８２，１８４の間に配置され、電池セル１２６，１２８の本体部はフレーム部材１８２，１８４により囲まれている。
フレーム部材１８４は、フレーム部材１８２とフレーム部材１８６との間に位置している。電池セル１３０，１３２はフレーム部材１８４，１８６の間に配置され、電池セル１３０，１３２の本体部はフレーム部材１８４，１８６により囲まれている。
フレーム部材１８６は、フレーム部材１８４とフレーム部材１８８との間に位置している。電池セル１３４，１３６はフレーム部材１８６，１８８の間に配置され、電池セル１３４，１３６の本体部はフレーム部材１８６，１８８により囲まれている。
フレーム部材１８８は、フレーム部材１８６とフレーム部材１９０との間に位置している。電池セル１３８，１４０はフレーム部材１８８，１９０の間に配置され、電池セル１３８，１４０の本体部はフレーム部材１８８，１９０により囲まれている。
フレーム部材１９０は、フレーム部材１８８とフレーム部材１９２との間に位置している。電池セル１４２，１４４はフレーム部材１９０，１９２の間に配置され、電池セル１４２，１４４の本体部はフレーム部材１９０，１９２により囲まれている。
フレーム部材１９２は、フレーム部材１９０とフレーム部材１９４との間に位置している。電池セル１４６，１４８はフレーム部材１９２，１９４の間に配置され、電池セル１４６，１４８の本体部はフレーム部材１９２，１９４により囲まれている。
フレーム部材１９４は、エンドプレート１０２とフレーム部材１９２との間に位置している。電池セル１５０は、フレーム部材１９４とエンドプレート１０２との間に配置されており、電池セル１５０の本体部はフレーム部材１９４及びエンドプレート１０２に囲まれている。
フレーム部材１８０〜１９４は同じ構造を有し、フレーム部材１８０の構造についてのみ、以下でより詳細に述べる。図５、図６及び図１４乃至図１７を参照すると、フレーム部材１８０は、第１及び第２側部６００，６０５、第１、第２、第３及び第４側壁６１０，６２０，６３０，６４０、第１及び第２熱伝導性プレート部材６５０，６６０、及び第１及び第２弾性シーリング部材（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｓｅａｌｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒｓ）６７０，６８０を含む。一具体例において、第１、第２、第３及び第４側壁６１０，６２０，６３０，６４０は、実質的に長方形の環状フレーム（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｒｉｎｇ−ｓｈａｐｅｄ ｆｒａｍｅ）を設定し、側壁６１０，６２０，６３０，６４０を通して延びた面６４１に対して対称に中央に位置することになる。第１及び第２側壁６１０，６２０は、実質的に互いに平行であり、第３側壁６３０と第４側壁６４０との間に配置され、それらに連結されている。第３及び第４側壁６３０，６４０は、実質的に互いに平行であり、第１及び第２側壁に対して実質的に垂直をなす。第１、第２、第３及び第４側壁６１０，６２０，６３０，６４０は、それらの間に開放された内部領域（ｏｐｅｎ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｒｅｇｉｏｎ）６４２（図１６参照）を設定する。一具体例において、第１、第２、第３及び第４側壁６１０，６２０，６３０，６４０はプラスチックからなっている。
第１側壁６１０は、それを通して延びた多数の開口７１０を含む。多数の開口７１０は開口７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２，７２４を含んでいる。多数の開口７１０は、電池セルを冷却するためにそれを通して流動する空気を受け入れるように構成されている。
第２側壁６２０は、それを通して延びた多数の開口８１０を含む。多数の開口８１０は、開口８１２，８１４，８１６，８１８，８２０，８２２，８２４を含んでいる。多数の開口８１０は、電池セルを冷却するためにそれを通して流動する空気を受け入れるように構成されている。
第３側壁６３０は、第１側部６００内に延びた排出口８３０（例えば、グルーブ）、及び第２側部６０５内に延びた排出口８３２（例えば、グルーブ）を含む。場合によっては、排出口８３０，８３２は、第３側壁６３０を通して延びた開口であってもよい。排出口８３０，８３２は、電池セル１２０，１２２の電極端子５０４及び他の電極端子が、それを通してそれぞれ収容されるように構成されている。また、電池セル１２０，１２２がそれからガスを発生させる場合、排出口８３０，８３２は、電池セル１２０，１２２からのガスが関連電極端子を通過してフレーム部材１８０の外部に流れるように構成されている。第３側壁６３０は、それを通して延びた開口９２０，９２２をそれぞれ有する外郭コーナー部位（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏｒｎｅｒ ｒｅｇｉｏｎｓ）８４０，８４２をさらに含む。開口９２０，９２２は、それを通してショルダーボルト２２０，２２２の一部をそれぞれ収容するように構成されている。
第４側壁６４０は、第１側部６００内に延びた排出口１０３０（例えば、グルーブ）、及び第２側部６０５内に延びた排出口１０３２（例えば、グルーブ）を含む。場合によっては、排出口１０３０，１０３２は、第４側壁６４０を通して延びた開口であってもよい。排出口１０３０，１０３２は、電池セル１２０，１２２の電極端子５０６及び他の電極端子が、それを通してそれぞれ収容されるように構成されている。また、電池セル１２０，１２２がそれからガスを発生させる場合、排出口１０３０，１０３２は、電池セル１２０，１２２からのガスが関連電極端子を通過してフレーム部材１８０の外部に流れるように構成されている。第４側壁６４０は、それを通して延びた開口１０２０，１０２２をそれぞれ有する外郭コーナー部位１０４０，１０４２をさらに含む。開口１０２０，１０２２は、それを通してショルダーボルト２２４，２２６の一部をそれぞれ収容するように構成されている。
図４、及び図１８乃至図２１を参照すると、第１及び第２熱伝導性プレート部材６５０，６６０は、隣接する電池セルから放出された熱エネルギーをプレート６５０，６６０の間に流動する空気に伝導するように構成されている。一具体例において、第１及び第２熱伝導性プレート部材は鋼鉄からなっており、それらの間に多数の流動チャネルを設定する波状の横断面プロファイル（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｆｉｌｅｓ）を有する。勿論、当業者によく知られている他の熱伝導性素材が熱伝導性プレート部材６５０，６６０に用いられてもよい。第１及び第２熱伝導性プレート部材６５０，６６０は、溶接ジョイント（ｗｅｌｄ ｊｏｉｎｔｓ）を介して互いに固定的に連結されている。一具体例において、第１、第２、第３及び第４側壁６１０，６２０，６３０，６４０は、第１及び第２熱伝導性プレート部材６５０，６６０の外周面部分に射出成形される。
第１熱伝導性プレート部材６５０は、フレーム部材１８０の第１側部６００に近接した開放された内部領域６４２を取り囲むように第１、第２、第３及び第４側壁６１０，６２０，６３０，６４０に連結されている。第１熱伝導性プレート部材６５０は、電池セル１２０に対向して位置している。熱伝導性プレート部材６５０の一面の面積は、第１熱伝導性プレート部材６５０に隣接する電池セル１２０の本体部の一面の面積と実質的に同一である。第１熱伝導性プレート部材６５０は、トレッド部位（ｔｒｅａｄ ｐｏｒｔｉｏｎｓ）１０５０，１０５２，１０５４，１０５６，１０５８，１０６０，１０６２，１０６４及びリッジ部位（ｒｉｄｇｅ ｐｏｒｔｉｏｎｓ）１０７０，１０７２，１０７４，１０７６，１０７８，１０８０，１０８２，１０８４を含む。
第２熱伝導性プレート部材６６０は、フレーム部材１８０の第２側部６０５に近接した開放された内部領域６４２を取り囲むように第１、第２、第３及び第４側壁６１０，６２０，６３０，６４０に結合されている。第２熱伝導性プレート部材６６０は、電池セル１２２に対向して位置している。熱伝導性プレート部材６６０の一面の面積は、第２熱伝導性プレート部材６６０に隣接する電池セル１２２の本体部の一面の面積と実質的に同一である。第２熱伝導性プレート部材６６０は、トレッド部位１１５０，１１５２，１１５４，１１５６，１１５８，１１６０，１１６２，１１６４及びリッジ部位１１７０，１１７２，１１７４，１１７６，１１７８，１１８０，１１８２，１１８４を含む。第２熱伝導性プレート部材６６０のトレッド部位１１５０，１１５２，１１５４，１１５６，１１５８，１１６０，１１６２，１１６４は、第１熱伝導性プレート部材６５０のトレッド部位１０５０，１０５２，１０５４，１０５６，１０５８，１０６０，１０６２，１０６４にそれぞれ対向して位置している。
第２熱伝導性プレート部材６６０のリッジ部位１１７０，１１７２，１１７４，１１７６，１１７８，１１８０，１１８２，１１８４は、それらの間に流動チャネル１２７０，１２７２，１２７４，１２７６，１２７８，１２８０，１２８２をそれぞれ形成するように、第１熱伝導性プレート部材６５０のリッジ部位１０７０，１０７２，１０７４，１０７６，１０７８，１０８０，１０８２，１０８４に対向して位置している。多数の流動チャネル１２７０〜１２８２は、多数の流動チャネル１１９０を含む。
図５、図６、図１１、図１２及び図２０を参照すると、フレーム部材１８０の第１側壁６１０内の開口７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２，７２４は、流動チャネル１２７０，１２７２，１２７４，１２７６，１２７８，１２８０，１２８２の第１端部とそれぞれ流動的に連結されている。また、フレーム部材１８０の第２側壁６２０内の開口８１２，８１４，８１６，８１８，８２０，８２２，８２４は、流動チャネル１２７０，１２７２，１２７４，１２７６，１２７８，１２８０，１２８２の第２端部とそれぞれ流動的に連結されている。作動の間、空気は、開口７１２，７１４，７１６，７１８，７２０，７２２，７２４及び流動チャネル１２７０，１２７２，１２７４，１２７６，１２７８，１２８０，１２８２を通して流れ、第１及び第２熱伝導性プレート部材６５０，６６０に隣接する電池セル１２０，１２２からエネルギーを抽出するように、開口８１２，８１４，８１６，８１８，８２０，８２２，８２４を通して追加に流れる。
図４及び図１４を参照すると、フレーム部材１８０は、第１及び第２側壁６１０，６２０にそれぞれ位置した第１及び第２弾性シーリング部材６７０，６８０を含んでいる。第１及び第２弾性シーリング部材６７０，６８０は、排出口８３２，１０３２方向に向かうように、電池セル１２２，１２４により生成されたガスを導き、その後、ガスは、排出口８３２，１０３２からフレーム部材１８０及び電池モジュール２０の外部に排出される。したがって、電池セルで生成されたガスの流路は、第１及び第２熱伝導性プレート部材６５０，６６０を通じた多数の流路１１９０から隔離され分離される。
図２、図７及び図９を参照すると、第１、第２、第３及び第４ショルダーボルト２２０，２２２，２２４，２２６は、エンドプレート１００、フレーム部材１８０〜１９４、及びエンドプレート１０２を連結するために提供される。また、ショルダーボルトのそれぞれのシャフト部（ｓｈａｆｔ ｐｏｒｔｉｏｎ）の長さは、エンドプレート１００，１０２上の距離及びそれによってフレーム部材１８０〜１９４のそれぞれに印加される縦方向の力（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆｏｒｃｅ）を決定する。
第１ショルダーボルト２２０は、ヘッド部１４００、シャフト部１４１０、ショルダー部１４２０、及びねじ部（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）１４３０を含む。シャフト部１４１０は、第１端部１４１２及び第２端部１４１４を有する。第１端部１４１２はヘッド部１４００から延びている。ショルダー部１４２０は、シャフト部１４１０の第２端部１４１４に位置している。ねじ部１４３０は、シャフト部１４１０の第２端部１４１４から延びている。
第１ショルダーボルト２２０は、ヘッド部１４００が、第１エンドプレート１００に対向して配置されており、シャフト部１４１０が、第１エンドプレート１００の開口３２０、フレーム部材１８０の開口９２０及びフレーム部材１８２〜１９４内のそれぞれの隣接した開口を通して延びており、ショルダー部１４２０が、第２エンドプレート１０２に対向して配置されており、ねじ部１４３０が、第２エンドプレート１０２の開口４２０を通して延び、かつ第２エンドプレート１０２に対向配置されているナット２４０においてねじ結合で（ｔｈｒｅａｄａｂｌｙ）受け入れられるように、配置されている。
第２ショルダーボルト２２２は、ヘッド部１５００、シャフト部１５１０、ショルダー部１５２０、及びねじ部１５３０を含む。シャフト部１５１０は、第１端部１５１２及び第２端部１５１４を有する。第１端部１５１２はヘッド部１５００から延びている。ショルダー部１５２０は、シャフト部１５１０の第２端部１５１４に位置している。ねじ部１５３０は、シャフト部１５１０の第２端部１５１４から延びている。
第２ショルダーボルト２２２は、ヘッド部１５００が、第１エンドプレート１００に対向して配置されており、シャフト部１５１０が、第１エンドプレート１００の開口３２２、フレーム部材１８０の開口９２２及びフレーム部材１８２〜１９４内のそれぞれの隣接した開口を通して延びており、ショルダー部１５２０が、第２エンドプレート１０２に対向して配置されており、ねじ部１５３０が、第２エンドプレート１０２の開口４２２を通して延び、かつ第２エンドプレート１０２に対向配置されているナット２４２においてねじ結合で受け入れられるように、配置されている。
第３ショルダーボルト２２４は、ヘッド部１６００、シャフト部１６１０、ショルダー部１６２０、及びねじ部１６３０を含む。シャフト部１６１０は、第１端部１６１２及び第２端部１６１４を有する。第１端部１６１２はヘッド部１６００から延びている。ショルダー部１６２０は、シャフト部１６１０の第２端部１６１４に位置している。ねじ部１６３０は、シャフト部１６１０の第２端部１６１４から延びている。
第３ショルダーボルト２２４は、ヘッド部１６００が、第１エンドプレート１００に対向して配置されており、シャフト部１６１０が、第１エンドプレート１００の開口３２４、フレーム部材１８０の開口１０２０及びフレーム部材１８２〜１９４内のそれぞれの隣接した開口を通して延びており、ショルダー部１６２０が、第２エンドプレート１０２に対向して配置されており、ねじ部１６３０が、第２エンドプレート１０２の開口４２４を通して延び、かつ第２エンドプレート１０２に対向配置されているナット２４４においてねじ結合で受け入れられるように、配置されている。
第４ショルダーボルト２２６は、ヘッド部１７００、シャフト部１７１０、ショルダー部１７２０、及びねじ部１７３０を含む。シャフト部１７１０は、第１端部１７１２及び第２端部１７１４を有する。第１端部１７１２はヘッド部１７００から延びている。ショルダー部１７２０は、シャフト部１７１０の第２端部１７１４に位置している。ねじ部１７３０は、シャフト部１７１０の第２端部１７１４から延びている。
第４ショルダーボルト２２６は、ヘッド部１７００が、第１エンドプレート１００に対向して配置されており、シャフト部１７１０が、第１エンドプレート１００の開口３２６、フレーム部材１８０の開口１０２２及びフレーム部材１８２〜１９４内のそれぞれの隣接した開口を通して延びており、ショルダー部１７２０が、第２エンドプレート１０２に対向して配置されており、ねじ部１７３０が、第２エンドプレート１０２の開口４２６を通して延び、かつ第２エンドプレート１０２に対向配置されているナット２４６においてねじ結合で受け入れられるように、配置されている。
図３及び図４を参照すると、マニホールド２６０は、空気が導管からフレーム部材１８０〜１９４の第１側壁（例えば、上部壁）内の開口に流動するように構成され、空気は、多数の流動チャネルを通してフレーム部材１８０〜１９４の第２側壁（例えば、下部壁）内の開口に流動する。マニホールド２６２は、フレーム部材１８０〜１９４の第２側壁内の開口から空気を受け入れ、空気が導管４２内に流動するように構成されている。導管４２は、空気を空気冷却システム３０に流れるようにする。
図７、図９及び図２２乃至図２４を参照すると、他の実施例に係る電池モジュール２０の製造方法のフローチャートが提供される。簡素化の目的で、製造方法は、第１及び第２電池セル及び単一のフレーム部材を用いた組立工程のみを以下に述べる。勿論、当該方法は、多数のフレーム部材及び多数の追加電池セルを用いて実行できることを理解しなければならない。
過程１８００において、作業者は、エンドプレート１００として、それを通して延びている開口３２０，３２２，３２４，３２６を有するエンドプレート１００を提供する。
過程１８０２において、作業者は、フレーム部材１８０として、それを通して延びている開口９２０，９２２，１０２０，１０２２を有するフレーム部材１８０を提供する。
過程１８０４において、作業者は、電池セル１２０，１２２を提供する。
過程１８０６において、作業者は、エンドプレート１０２として、それを通して延びている開口４２０，４２２，４２４，４２６を含むエンドプレート１０２を提供する。
過程１８０８において、作業者は、ヘッド部１４００、シャフト部１４１０、ショルダー部１４２０、及びねじ部１４３０を含む第１ショルダーボルト２２０を提供する。シャフト部１４１０は、第１端部１４１２及び第２端部１４１４を有する。シャフト部１４１０の第１端部１４１２はヘッド部１４００から延びている。ショルダー部１４２０は、シャフト部１４１０の第２端部１４１４に位置している。ねじ部１４３０は、シャフト部１４１０の第２端部１４１４から延びている。
過程１８１０において、作業者は、ヘッド部１５００、シャフト部１５１０、ショルダー部１５２０、及びねじ部１５３０を含む第２ショルダーボルト２２２を提供する。シャフト部１５１０は、第１端部１５１２及び第２端部１５１４を有する。シャフト部１５１０の第１端部１５１２はヘッド部１５００から延びている。ショルダー部１５２０は、シャフト部１５１０の第２端部１５１４に位置している。ねじ部１５３０は、シャフト部１５１０の第２端部１５１４から延びている。
過程１８２０において、作業者は、ヘッド部１６００、シャフト部１６１０、ショルダー部１６２０、及びねじ部１６３０を含む第３ショルダーボルト２２４を提供する。シャフト部１６１０は、第１端部１６１２及び第２端部１６１４を有する。シャフト部１６１０の第１端部１６１２はヘッド部１６００から延びている。ショルダー部１６２０は、シャフト部１６１０の第２端部１６１４に位置している。ねじ部１６３０は、シャフト部１６１０の第２端部１６１４から延びている。
過程１８２２において、作業者は、ヘッド部１７００、シャフト部１７１０、ショルダー部１７２０、及びねじ部１７３０を含む第４ショルダーボルト２２６を提供する。シャフト部１７１０は、第１端部１７１２及び第２端部１７１４を有する。シャフト部１７１０の第１端部１７１２はヘッド部１７００から延びている。ショルダー部１７２０は、シャフト部１７１０の第２端部１７１４に位置している。ねじ部１７３０は、シャフト部１７１０の第２端部１７１４から延びている。
過程１８２４において、作業者は、電池セル１２０をエンドプレート１００とフレーム部材１８０との間に配置する。
過程１８２６において、作業者は、エンドプレート１０２とフレーム部材１８０との間に電池セル１２２を配置する。
過程１８２８において、作業者は、ヘッド部１４００が、エンドプレート１００に対向して配置されており、シャフト部１４１０が、エンドプレート１００の開口３２０及びフレーム部材１８０の開口９２０を通して延びており、ショルダー部１４２０が、第２エンドプレート１０２に対向して配置されており、ねじ部１４３０が、第２エンドプレート１０２の開口４２０を通して延び、かつ第２エンドプレート１０２に対向配置されているナット２４０においてねじ結合で受け入れられるように、第１ショルダーボルト２２０を位置させる。
過程１８４０において、作業者は、ヘッド部１５００が、エンドプレート１００に対向して配置されており、シャフト部１５１０が、エンドプレート１００の開口３２２及びフレーム部材１８０の開口９２２を通して延びており、ショルダー部１５２０が、第２エンドプレート１０２に対向して配置されており、ねじ部１５３０が、第２エンドプレート１０２の開口４２２を通して延び、かつ第２エンドプレート１０２に対向配置されているナット２４２においてねじ結合で受け入れられるように、第２ショルダーボルト２２２を位置させる。
過程１８４２において、作業者は、ヘッド部１６００が、エンドプレート１００に対向して配置されており、シャフト部１６１０が、エンドプレート１００の開口３２４及びフレーム部材１８０の開口１０２０を通して延びており、ショルダー部１６２０が、第２エンドプレート１０２に対向して配置されており、ねじ部１６３０が、第２エンドプレート１０２の開口４２４を通して延び、かつ第２エンドプレート１０２に対向配置されているナット２４４においてねじ結合で受け入れられるように、第３ショルダーボルト２２４を位置させる。
過程１８４４において、作業者は、ヘッド部１７００が、エンドプレート１００に対向して配置されており、シャフト部１７１０が、エンドプレート１００の開口３２６及びフレーム部材１８０の開口１０２２を通して延びており、ショルダー部１７２０が、第２エンドプレート１０２に対向して配置されており、ねじ部１７３０が、第２エンドプレート１０２の開口４２６を通して延び、かつ第２エンドプレート１０２に対向配置されているナット２４６においてねじ結合で受け入れられるように、第４ショルダーボルト２２６を位置させる。
電池モジュール２０は、他の電池モジュールに比べて相当な利点を提供する。特に、電池モジュール２０は、電池モジュール２０の冷却のための第１及び第２熱伝導性プレート部材を通して流動する空気の多数の流動経路から、電池セルによって発生したガスの流動経路を隔離し、分離するように構成されている。
たとえ、本発明は、単に制限された数の例示にのみ関連して具体的に記述されたが、本発明が、上記に表現された例示にのみ限定されるものではない点を認識しなければならない。より正確には、本発明は、変形、変更、置換、またはここに表現されたものだけでなく、本発明の意図と範疇に適するように、相応する組み合わせにいくらでも修正することができる。さらに、たとえ、本発明の様々な例示が表現されたが、本発明の様態は、単に表現された例示の一部のみを含むことができるという点を認識しなければならない。したがって、本発明は、上記の表現によって限定されるものではない。
２０ 電池モジュール
１００、１０２ エンドプレート
１２０，１２２，１２４，１２６，１３０，１３２，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２，１４４，１４６，１４８，１５０ 電池セル
１８０，１８２，１８４，１８６，１８８，１９０，１９２，１９４ フレーム部材
２２０，２２２，２２４，２２６ 第１、第２、第３及び第４ショルダーボルト
２４０，２４２，２４４，２４６ ナット
２６０，２６２ マニホールド

Claims (14)

  1. 第１及び第２電極端子を有する第１電池セルと、
    第１及び第２側部（ｓｉｄｅｓ）、第１、第２、第３及び第４側壁（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｗａｌｌｓ）、及び第１及び第２熱伝導性プレート部材（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｌａｔｅ ｍｅｍｂｅｒｓ）を含んでおり、前記第１側部が前記第１電池セルに対向配置されているフレーム部材（ｆｒａｍｅ ｍｅｍｂｅｒ）と、
    を含み、
    前記第１及び第２側壁は、全般的に互いに平行であり、第３及び第４側壁との間に配置され、第３及び第４側壁に連結されており、前記第１、第２、第３及び第４側壁は、それらの間に開放された内部領域（ｏｐｅｎ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｒｅｇｉｏｎ）を設定しており、
    前記第１熱伝導性プレート部材は、フレーム部材の第１側部に隣接する開放された内部領域を囲むように第１、第２、第３及び第４側壁に連結されており、第１電池セルに対向配置されており、
    多数の流動チャネル（ｆｌｏｗ ｃｈａｎｎｅｌｓ）が、第１及び第２熱伝導性プレート部材の間で第１及び第２熱伝導性プレート部材によって形成されるように、前記第２熱伝導性プレート部材は、フレーム部材の第２側部に隣接する開放された内部領域を囲むように第１、第２、第３及び第４側壁に連結されており、
    前記第１側壁は、それに沿って延びており、多数の流動チャネルと流動的に（ｆｌｕｉｄｌｙ）連通している多数の開口（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）を含んでおり、
    空気が、第１及び第２熱伝導性プレート部材によって設定された多数の流動チャネルを通して流動するとき、第１熱伝導性プレート部材が第１電池セルから熱エネルギーを抽出するように、前記第２側壁は、多数の流動チャネルと流動的に連通しており、第２側壁に沿って延びている多数の開口を含んでおり、
    前記第３側壁は、第１電池セルの第１電極端子を収容するように構成されている第１排出口（ｏｕｔｌｅｔ）を有しており、前記第１排出口は、第１電池セルがガスを排出する場合、多数の流動チャネルを通して流動する空気からガスが分離されるように、第１電池セルからフレーム部材の外側にガスを送り出すように構成されていることを特徴とする、電池モジュール。
  2. 前記第４側壁は、第１電池セルの第２電極端子を収容するように構成されている第２排出口を有しており、前記第２排出口は、第１電池セルがガスを排出する場合、多数の流動チャネルを通して流動する空気からガスが分離されるように、第１電池セルからフレーム部材の外側にガスを送り出すように構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。
  3. 前記フレーム部材は、第１、第２、第３及び第４側壁によって設定された実質的に長方形のリング状フレーム部材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。
  4. 前記第３及び第４側壁は、第１及び第２側壁に対して実質的に垂直に延び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。
  5. 前記第１、第２、第３及び第４側壁は、これらに沿って延びた面（ｐｌａｎｅ）に対して対称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。
  6. 前記第１熱伝導性プレート部材の一側の面積は、第１熱伝導性プレート部材と接触する第１電池セルの一側の面積と実質的に同一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。
  7. 前記第１、第２、第３及び第４側壁はプラスチックで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。
  8. 前記第１及び第２熱伝導性プレート部材は鋼鉄（ｓｔｅｅｌ）で形成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。
  9. 第１エンドプレート（ｅｎｄ ｐｌａｔｅ）をさらに含んでおり、前記第１エンドプレートは、第１電池セルが第１フレーム部材と第１エンドプレートとの間に配置されるように、第１電池セルに対向配置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。
  10. 前記フレーム部材は、第１エンドプレートに接触する第１及び第２側壁上に配置されている第１及び第２弾性シーリング部材（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｓｅａｌｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒｓ）をさらに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。
  11. 第１及び第２電極端子を有する第２電池セルをさらに含んでおり、前記第２電池セルは、空気が第１及び第２熱伝導性プレート部材によって設定された多数の流動チャネルを通して流れるとき、第２熱伝導性プレート部材が第１電池セルから熱エネルギーを抽出するように、第２熱伝導性プレート部材に対向配置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。
  12. 前記第１及び第２熱伝導性プレート部材は、これらの間に多数の流動チャネルを設定する波状の断面プロファイル（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｆｉｌｅ)を有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。
  13. 空気が、第１電池セルから発生したガスから分離されるように、第１側壁の多数の開口、第１及び第２熱伝導性プレート部材によって形成された多数の流動チャネル、及び第２側壁の多数の開口を通して空気が通過するように、フレーム部材に流動的に連結された第１マニホールド（ｍａｎｉｆｏｌｄ）をさらに含んで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。
  14. 空気が、第１電池セルから発生したガスから分離されるように、フレーム部材に流動的に連結されており、第２側壁の多数の開口から空気を受け入れる第２マニホールドをさらに含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載の電池モジュール。
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