JP2017517841A - 電池モジュール及び電池モジュールの組立方法 - Google Patents

電池モジュール及び電池モジュールの組立方法 Download PDF

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Abstract

第１及び第２電池セルを含む電池モジュールが提供される。前記電池モジュールは、実質的に矩形リング状の外側プラスチックフレーム及び第１熱交換器を備えた第１フレーム部材を含んでいる。第１熱交換器は、互いに連結されており、貫通延長された第１流路部を形成する第１及び第２熱伝導性プレートを含んでいる。第１電池セルは、第１熱伝導性プレートの第１側に対向して位置している。第２電池セルは、第１熱伝導性プレートの第１側に対向して位置している。また、第２電池セルは第１電池セルに隣接して位置している。

Description

本発明は、電池モジュール及び電池モジュールの組立方法に関する。
電池パックは、内部の電池モジュールを冷却するために、空気を内部に向けるための別途のマニホールドが必要であるため、構造が複雑になり、軽量化及び小型化するのに困難がある。
本出願の発明者らは、別途のマニホールドを必要としない改善された電池モジュール及び前記電池モジュールの組立方法の必要性を確認した。
実施例に係る電池モジュールが提供される。前記電池モジュールは第１及び第２電池セルを含んでいる。前記電池モジュールは、実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレーム及び第１熱交換器（ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を備えた第１フレーム部材をさらに含んでいる。前記第１熱交換器は、互いに連結されており、貫通延長された第１流路部（ｆｌｏｗ ｐａｔｈ ｐｏｒｔｉｏｎ）を形成する第１及び第２熱伝導性プレートを含んでいる。前記第１流路部は、少なくとも前記第１及び第２熱伝導性プレートをそれぞれ貫通して延びた第１及び第２下位流路部（ｆｌｏｗ ｐａｔｈ ｓｕｂｐｏｒｔｉｏｎｓ）を含んでいる。前記実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレームは、前記第１及び第２熱伝導性プレートの外周領域（ｏｕｔｅｒ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｒｅｇｉｏｎ）の周囲に連結されている。前記実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレームは第１、第２、第３及び第４側壁を含んでいる。前記第１及び第２側壁は、実質的に互いに平行に延びている。前記第３及び第４側壁は、第１側壁と第２側壁との間に連結されており、実質的に互いに平行に延びており、第１及び第２側壁に垂直である。前記第１側壁は、それぞれ第１及び第２下位流路部と連通するように貫通延長された第１及び第２溝（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）を含んでいる。前記第２側壁は、それぞれ第１及び第２下位流路部と連通するように貫通延長された第３及び第４溝をそれぞれ含んでいる。前記第１電池セルは、第１熱伝導性プレートの第１側（ｓｉｄｅ）に対向して位置している。前記第２電池セルは、第１熱伝導性プレートに対向して位置している。前記第２電池セルは、第１電池セルに隣接して位置している。
他の実施例に係る電池モジュールの組立方法が提供される。前記方法は、第１及び第２電池セルを準備する過程を含んでいる。前記方法は、実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレーム及び第１熱交換器を備えた第１フレーム部材を準備する過程をさらに含んでいる。前記第１熱交換器は、互いに連結されており、貫通延長された第１流路部を形成する第１及び第２熱伝導性プレートを含んでいる。前記第１流路部は、少なくとも前記第１及び第２熱伝導性プレートをそれぞれ貫通して延びた第１及び第２下位流路部を含んでいる。前記実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレームは、前記第１及び第２熱伝導性プレートの外周領域の周囲に連結されている。前記実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレームは第１、第２、第３及び第４側壁を含んでいる。前記第１及び第２側壁は、実質的に互いに平行に延びている。前記第３及び第４側壁は、第１側壁と第２側壁との間に連結されており、実質的に互いに平行に延びており、第１及び第２側壁に垂直である。前記第１側壁は、それぞれ第１及び第２下位流路部と連通するように貫通延長された第１及び第２溝（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）を含んでいる。前記第２側壁は、それぞれ第１及び第２下位流路部と連通するように貫通延長された第３及び第４溝をそれぞれ含んでいる。前記方法は、第１電池セルを第１熱伝導性プレートの第１側に対向して位置させる過程をさらに含んでいる。前記方法は、第２電池セルを第１電池セルに隣接して、第１熱伝導性プレートの第１側に対向するように位置させる過程をさらに含んでいる。前記第２電池セルは、第１電池セルに隣接して位置している。
本発明の一実施例に係る電池パックの模式図である。 図１の電池パックの他の模式図である。 部分的に透明な図１の電池パックの平面図である。 部分的に透明な図１の電池パックの底面図である。 図１の電池パックに使用された電池パックハウジングのベース部（ｂａｓｅ ｐｏｒｔｉｏｎ）の断面図である。 図１の電池パックの断面図である。 図１の電池パックに使用された電池モジュールの模式図である。 図７の電池モジュールの他の模式図である。 図７の９−９線に沿う電池モジュールの断面図である。 図７の１０−１０線に沿う電池モジュールの断面図である。 図７の電池モジュールの部分分解図である。 第１、第２、及び第３熱交換器の端部を示した図７の電池モジュールの第１側の模式図である。 第１、第２、及び第３熱交換器の端部を示した図７の電池モジュールの第２側の模式図である。 図７の電池モジュールに使用されたフレーム部材の模式図である。 図１４のフレーム部材の他の模式図である。 図１５のフレーム部材の更に他の模式図である。 熱交換器を示した図１５のフレーム部材の側面図である。 図１５のフレーム部材の第１側の模式図である。 図１５のフレーム部材の第２側の模式図である。 図１５のフレーム部材内の熱交換器に使用された第１熱伝導性プレートの第１側の模式図である。 図２０の第１熱伝導性プレートの第１側の模式図である。 図１５のフレーム部材の熱交換器に使用された第２熱伝導性プレートの第１側の模式図である。 図１の電池パックに使用された熱伝導性ハウジングの模式図である。 図２３の熱伝導性ハウジングの他の模式図である。 図２３の熱伝導性ハウジングの底面（ｂｏｔｔｏｍ ｓｉｄｅ）の模式図である。 図２３の熱伝導性ハウジングの更に他の模式図である。 本発明の他の実施例に係る電池モジュールの組立方法のフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る電池パックの組立方法のフローチャートである。
図１乃至図６を参照すると、本発明の一実施例に係る電池パック１０が提供される。電池パック１０は、電池パックハウジング３０、電池モジュール３４、熱伝導性ハウジング３８、ＤＣ／ＤＣ電圧コンバータ４２、及び電気ファン（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆａｎ）４６を含んでいる。電池パック１０の利点は、前記電池パック１０が、電池セルに接触している熱交換器の内部に空気が向かうように内部電池セルを通って延びたエンドプレート２３０，２３２と共に電池モジュール３４を含んでいるという点である。したがって、電池パック１０は、電池セルに接触している熱交換器の内部に空気が向かうようにするための別途の空気マニホールドを必要としない。また、電池モジュール３４の利点は、前記電池モジュール３４が、それぞれの側面に２つの電池セルを固定する少なくとも１つのフレーム部材を使用し、電池セル冷却用統合冷却マニホールドを含むという点である。
図１、図２及び図５を参照すると、電池パックハウジング３０は、内部に電池パック１０の残りの構成要素を固定するように形成されている。電池パックハウジング３０は、内部領域７４を形成するベース部７０及び上端カバー７２を含んでいる。内部領域７４は、内部空間７６及び内部空間７８を含んでいる。
図５を参照すると、ベース部７０は下部壁９０及び側壁９２，９４，９６，９８を含んでいる。側壁９２，９４，９６，９８は、下部壁９０に連結されており、前記下部壁９０に対して実質的に垂直であり、上部方向に延びている。側壁９２，９４は、互いに実質的に平行に延びている。また、側壁９６，９８は、互いに実質的に平行であり、側壁９２，９４に対して垂直に延びている。側壁９２は、貫通延長された流入口１１２を含んでおり、側壁９４は、貫通延長された排出口１１４を含んでいる。一実施例において、ベース部７０は鉄又はアルミニウムからなっている。他の実施例において、ベース部７０はプラスチックからなっている。
上端カバー７２は、内部領域７４を取り囲むように、側壁９２，９４，９６，９８に除去可能に連結されている。一実施例において、上端カバー７２は鉄又はアルミニウムからなっている。他の実施例において、上端カバー７２はプラスチックからなっている。
図５乃至図１１を参照すると、電池モジュール３４は、流入口１１２に隣接して、電池パックハウジング３０の内部領域７４の内部空間７６内に位置している。電池モジュール３４は、フレーム部材１２０，１２４，１２８、絶縁層１４０、電池セル１５０，１５４，１５８，１６２，１６６，１７０，１８０，１８４，１８８，１９２，１９６，２００、電池セル相互接続アセンブリ２２０，２２２、及びエンドプレート２３０，２３２を含んでいる。
図７、図９、及び図１０を参照すると、フレーム部材１２０，１２４，１２８は、電池セル１５０〜２００を内部に固定するように形成されている。フレーム部材１２４は、フレーム部材１２０，１２８の間に連結されている。それぞれのフレーム部材１２０，１２４，１２８の構造は互いに同一である。したがって、フレーム部材１２０の構造のみを以下で詳細に説明する。
図１４乃至図２１を参照すると、フレーム部材１２０は、実質的に矩形リング状の外側プラスチックフレーム２６０、中央プラスチック壁２６２，２６３、及び熱交換器２６４を含んでいる。熱交換器２６４は、互いに連結されており、貫通延長された流路部５４０を形成する第１及び第２熱伝導性プレート３６０，３６２を含んでいる。図１７を参照すると、流路部５４０は、第１及び第２熱伝導性プレート３６０，３６２をそれぞれ貫通して延びた下位流路部５５０，５５２，５５４，５５６，５５８，５６０を含んでいる。
図１４乃至図１６を参照すると、実質的に矩形リング状の外側プラスチックフレーム２６０は、第１及び第２熱伝導性プレート３６０，３６２の外周領域の周囲に連結されている。実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレーム３６０は、第１、第２、第３、及び第４側壁２８０，２８２，２８４，２８６を含んでいる。第１及び第２側壁２８０，２８２は、実質的に互いに平行に延びている。第３及び第４側壁２８４，２８６は、第１側壁２８０と第２側壁２８２との間に連結され、第１及び第２側壁２８０，２８２に垂直になるように実質的に互いに平行に延びている。
中央プラスチック壁２６２は、第１及び第２側壁２８０，２８２に実質的に平行に第３側壁２８４と第４側壁２８６との間に延びている。中央プラスチック壁２６２は、熱交換器２６４の熱伝導性プレート３６０の第１側３８０（図２０参照）の部位上に位置している。
中央プラスチック壁２６３は、第１及び第２側壁２８０，２８２に実質的に平行に第３側壁２８４と第４側壁２８６との間に延びている。中央プラスチック壁２６３は、熱交換器２６４の熱伝導性プレート３６２の第１側４８０（図２２参照）の部位上に位置している。
第１、第３、及び第４側壁２８０，２８４，２８６及び中央プラスチック壁２６２は、内部に電池セルを収容する領域を形成する。第２、第３、及び第４側壁２８２，２８４，２８６は、内部に他の電池セルを収容する領域を形成する。
第１側壁２８０は、貫通延長された溝３００，３０２，３０４を含んでいる。溝３００は下位流路部５５０，５５２と流体連通する。また、溝３０２は下位流路部５５４，５５６と流体連通する。また、溝３０４は下位流路部５５８，５６０と流体連通する。
図１７を参照すると、第２側壁２８２は、貫通延長された溝３１０，３１２，３１４を含んでいる。溝３１０は下位流路部５５０，５５２と流体連通する。また、溝３１２は下位流路部５５４，５５６と流体連通する。また、溝３１４は下位流路部５５８，５６０と流体連通する。
図１４及び図１５を参照すると、第３側壁２８４は、内部に延びたグルーブ３２０，３２２，３２４，３２６を含んでいる。第４側壁２８６は、内部に延びたグルーブ３３０，３３２，３３４，３３６を含んでいる。グルーブ３２０，３３０は、それを貫通する電池セルの第１及び第２電極端子を収容するように構成されている。また、グルーブ３２４，３３４は、それを貫通する他の電池セルの第１及び第２電極端子を収容するように構成されている。また、グルーブ３２２，３３２は、それを貫通するさらに他の電池セルの第１及び第２電極端子を収容するように構成されている。最後に、グルーブ３２６，３３６は、それを貫通するさらに他の電池セルの第１及び第２電極端子を収容するように構成されている。
図２０乃至図２２を参照すると、熱交換器２６４は、互いに連結されている第１及び第２熱伝導性プレート３６０，３６２を含んでおり、前記プレート３６０，３６２を完全に貫通して延びる流路部５４０を形成している。
第１熱伝導性プレート３６０は、第１側３８０及び第２側３８２を備えたシート部３７０を含んでいる。シート部３７０は、長く伸びた湾入部３９０，３９２，３９４，３９６，３９８，４００，４０２，４０４，４０６，４０８、及び湾入端部４１０，４１２を含んでいる。一実施例において、シート部３７０はアルミニウムからなっており、実質的に矩形状である。
第２熱伝導性プレート３６２は、第１側４８０及び第２側４８２を備えたシート部４７０を含んでいる。シート部４７０は、長く伸びた湾入部４９０，４９２，４９４，４９６，４９８，５００，５０２，５０４，５０６，５０８、及び湾入端部５１０，５１２を含んでいる。一実施例において、シート部４７０はアルミニウムからなっており、実質的に矩形状である。
第１熱伝導性プレート３６０は、長く伸びた湾入部３９０，３９２，３９４，３９６，３９８，４００，４０２，４０４，４０６，４０８が長く伸びた湾入部４９０，４９２，４９４，４９６，４９８，５００，５０２，５０４，５０６，５０８にそれぞれ接触及び連結され、湾入端部４１０，４１２が湾入端部５１０，５１２に接触及び連結されるように第２熱伝導性プレート３６２に連結されている。前記プレート３６０，３６２は、前記プレート３６０，３６２の縦の長さに沿って完全に延びた下位流路部５５０，５５２，５５４，５５６，５５８，５６０を備えた流路部５４０を形成する。
図７を参照すると、フレーム部材１２４は、上述したフレーム部材１２０と同一の構造を含んでいる。フレーム部材１２４は、実質的に矩形リング状の外側プラスチックフレーム５７０、第１及び第２中央プラスチック壁（図示せず）、及び熱交換器５７２を含んでいる。
フレーム部材１２８は、上述したフレーム部材１２０と同一の構造を含んでいる。フレーム部材１２８は、実質的に矩形リング状の外側プラスチックフレーム５８０、第１及び第２中央プラスチック壁（図示せず）、及び熱交換器５８２を含んでいる。
図６、図９、及び図１０を参照すると、フレーム部材１２０とエンドプレート２３２は、内部に電池セル１５０，１８０を固定するように構成されている。また、フレーム部材１２０の熱交換器２６４は、電池セル１５０，１５４の間に位置して接触している。また、熱交換器２６４は、電池セル１８０，１８４の間に位置して接触している。
フレーム部材１２０，１２４は、内部に電池セル１５４，１５８を固定するように構成されている。また、フレーム部材１２０，１２４は、内部に電池セル１８４，１８８を固定するように構成されている。フレーム部材１２４の熱交換器５７２は、電池セル１５８，１６２の間に位置して接触している。また、熱交換器５７２は、電池セル１８８，１９２の間に位置して接触している。
フレーム部材１２４，１２８は、内部に電池セル１６２，１６６を固定するように構成されている。また、フレーム部材１２４，１２８は、内部に電池セル１９２，１９６を固定するように構成されている。フレーム部材１２８の熱交換器５８２は、電池セル１６６，１７０の間に位置して接触している。また、熱交換器５８２は、電池セル１９６，２００の間に位置して接触している。
フレーム部材１２８と絶縁層１４０（図９参照）は、内部に電池セル１７０，２００を固定するように構成されている。フレーム部材１２８の熱交換器５８２は、電池セル１７０，２００に対向して位置している。エンドプレート２３０は、絶縁層１４０がフレーム部材１２８と電池セル１７０，２００との間に位置するように、フレーム部材１２８に連結されている。
電池セル１５０，１５４，１５８，１６２，１６６，１７０，１８０，１８４，１８８，１９２，１９６，２００は、それぞれ作動電圧を発生させるように構成されている。一実施例において、電池セル１５０〜２００は、実質的に矩形のボディー部及び一対の電極端子を含んでいるパウチ型リチウムイオン電池セルである。一実施例において、電池セル１５０〜２００は、電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０，２２２上の相互接続部材を用いて互いに電気的に直列接続されている。また、一実施例において、電池セル１５０〜２００の電極端子は、超音波溶接機を用いて前記電池セル１５０〜２００の電極端子を対応する相互接続部材に超音波溶接することによって、対応する相互接続部材に接続される。
図９を参照すると、電池セル１５０は、矩形状のハウジング６４０、及び前記ハウジング６４０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子６４２，６４４を含んでいる。電極端子６４２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子６４４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１５４は、矩形状のハウジング６５０、及び前記ハウジング６５０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子６５２，６５４を含んでいる。電極端子６５２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子６５４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１５８は、矩形状のハウジング６６０、及び前記ハウジング６６０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子６６２，６６４を含んでいる。電極端子６６２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子６６４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１６２は、矩形状のハウジング６７０、及び前記ハウジング６７０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子６７２，６７４を含んでいる。電極端子６７２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子６７４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１６６は、矩形状のハウジング６８０、及び前記ハウジング６８０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子６８２，６８４を含んでいる。電極端子６８２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子６８４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１７０は、矩形状のハウジング６９０、及び前記ハウジング６９０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子６９２，６９４を含んでいる。電極端子６９２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子６９４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１５０〜１７０の直列結合体は、長く伸びた相互接続部材を用いて電池セル１８０〜２００の直列結合体と電気的に直列接続されている。
図１０を参照すると、電池セル１８０は、矩形状のハウジング７００、及び前記ハウジング７００の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子７０２，７０４を含んでいる。電極端子７０２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子７０４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１８４は、矩形状のハウジング７１０、及び前記ハウジング７１０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子７１２，７１４を含んでいる。電極端子７１２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子７１４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１８８は、矩形状のハウジング７２０、及び前記ハウジング７２０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子７２２，７２４を含んでいる。電極端子７２２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子７２４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１９２は、矩形状のハウジング７３０、及び前記ハウジング７３０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子７３２，７３４を含んでいる。電極端子７３２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子７３４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル１９６は、矩形状のハウジング７４０、及び前記ハウジング７４０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子７４２，７４４を含んでいる。電極端子７４２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子７４４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
電池セル２００は、矩形状のハウジング７５０、及び前記ハウジング７５０の第１及び第２端部からそれぞれ延びた電極端子７５２，７５４を含んでいる。電極端子７５２は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２０に接続されている。電極端子７５４は、電気的及び物理的に電池セル相互接続及び電圧センシングアセンブリ２２２に接続されている。
図６を参照すると、エンドプレート２３０，２３２は、フレーム部材１２０，１２４，１２８の流路部５４０，５７４，５８４を介して冷却空気をそれぞれ案内するように形成されている。エンドプレート２３０，２３２は、フレーム部材１２０〜１２８、及び内部に位置した電池セル１５０〜２００を含んでいる。
エンドプレート２３０は、電池モジュール３４の縦軸（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ａｘｉｓ）７６８に実質的に平行に延びている。エンドプレート２３０は、第１エンド部（ｅｎｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）７７０及び第２エンド部７７２を含んでいる。第１エンド部７７０は、それぞれの電池セル１５０〜１７０の第１エンドを通って流入口１１２に向かって縦に延びている。第２エンド部７７２は、それぞれの電池セル１８０〜２００の第２エンドを通って縦に延びている。
エンドプレート２３２は、電池モジュール３４の縦軸７６８に実質的に平行に延びている。エンドプレート２３２は、第１エンド部７８０及び第２エンド部７８２を含んでいる。第１エンド部７８０は、それぞれの電池セル１５０〜１７０の第１エンドを通って流入口１１２に向かって縦に延びている。第２エンド部７８２は、それぞれの電池セル１８０〜２００の第２エンドを通って縦に延びている。
図５、図６及び図２３乃至図２６を参照すると、熱伝導性ハウジング３８は、電池モジュール３４の電池セルに電気的に接続されたＤＣ／ＤＣ電圧コンバータ４２を内部に固定するように形成されている。熱伝導性ハウジング３８は、ＤＣ／ＤＣ電圧コンバータ４２から熱伝導性ハウジングを通って流れる空気に熱を伝達する。熱伝導性ハウジング３８は、電池モジュール３４と電池パックハウジング３０の排出口１１４との間で電池パックハウジング３０の内部領域７４の内部空間７８内に位置する。熱伝導性ハウジング３８は、熱伝導性ハウジング３８と電池パックハウジング３０との間に流路部８０４を形成する。流路部８０４は、電池モジュール３４の流路部５４０，５７４，５８４及び排出口１１４と流体連通している。
熱伝導性ハウジング３８は、ハウジング部８００及びフレーム部材８０２を含んでいる。ハウジング部８００は、下部壁８１０、及び前記下部壁８１０から第１方向に外側に延びた冷却フィン８２０，８２２，８２４，８２６，８４０，８４２，８４４，８４６，８４８を含んでいる。冷却フィン８２０〜８４８は、流路部８０４が前記冷却フィン８２０〜８４８の間に形成されるように互いに離隔している。冷却フィン８２０〜８４８は、ベース部７０の下部壁９０（図５参照）上に位置している。一実施例において、熱伝導性ハウジング３８はアルミニウムからなっている。勿論、他の実施例において、熱伝導性ハウジング３８は、例えば、鉄又は他の金属合金のような他の材料からなってもよい。
図６及び図２３を参照すると、フレーム部材８０２は、熱伝導性ハウジング３８の外部に連結されており、空気をファン４６及び電池パックハウジング３０の排出口１１４に案内する排出部８７０を含んでいる。
図５及び図６を参照すると、電気ファン４６は、電池パックハウジング３０の排出口１１４に隣接して、電池パックハウジング３０の内部領域７４内に位置している。電気ファン４６は、空気が流入口１１２、電池モジュールの流路部５４０，５７４，５８４、流路部８０４、電気ファン４６部位及び電池パックハウジング３０の排出口１１４に沿って流れるように構成されている。他の実施例において、電気ファン４６は、流入口１１２に隣接して位置している。
図６、図１４、図１６、図１７及び図２７を参照すると、本発明の他の実施例に係る電池モジュール部位の組立方法のフローチャートが提供される。
ステップ９００において、使用者は電池セル１５４，１８４を準備する。ステップ９００の後に、方法はステップ９０２に進む。
ステップ９０２において、使用者は、実質的に矩形リング状の外側プラスチックフレーム２６０及び熱交換器２６４を備えたフレーム部材を準備する。熱交換器２６４は、互いに連結されており、貫通延長された流路部５４０（図１７参照）を形成する第１及び第２熱伝導性プレートを含んでいる。流路部５４０は、少なくとも第１及び第２熱伝導性プレート３６０，３６２をそれぞれ貫通して延びた下位流路部５５４，５５８を含んでいる。実質的に矩形リング状の外側プラスチックフレーム２６０は、前記第１及び第２熱伝導性プレート３６０，３６２の外周領域の周囲に連結されている。実質的に矩形リング状の外側プラスチックフレーム２６０は第１、第２、第３及び第４側壁２８０，２８２，２８４，２８６を含んでいる。第１及び第２側壁２８０，２８２は、実質的に互いに平行に延びている。第３及び第４側壁２８４，２８６は、前記第１側壁２８０と第２側壁２８２との間に連結されて、第１及び第２側壁２８０，２８２に垂直になるように実質的に互いに平行に延びている。第１側壁２８０は、下位流路部５５４，５５８と連通するように貫通延長された溝３０２，３０４（図１４参照）をそれぞれ含んでいる。第２側壁２８２は、下位流路部５５４，５５８と連通するように貫通延長された溝３１２，３１４（図１７参照）をそれぞれ含んでいる。ステップ９０２の後に、方法はステップ９０４に進む。
ステップ９０４において、使用者は、熱交換器２６４の第１熱伝導性プレート３６０の第１側に対向して電池セル１５４を位置させる。ステップ９０４の後に、方法はステップ９０６に進む。
ステップ９０６において、使用者は、熱交換器２６４の第１熱伝導性プレート３６０の第１側に対向して電池セル１８４を位置させる。電池セル１８４は、電池セル１５４に隣接して位置する。ステップ９０６の後に、方法はステップ９０８に進む。
ステップ９０８において、使用者は、電池セル１５８，１８８と熱交換器５７２を備えたフレーム部材１２４を準備する。ステップ９０８の後に、方法はステップ９１０に進む。
ステップ９１０において、使用者は、電池セル１５４に対向して電池セル１５８を位置させる。ステップ９１０の後に、方法はステップ９１２に進む。
ステップ９１２において、使用者は、電池セル１８４に対向して電池セル１８８を位置させる。ステップ９１２の後に、方法はステップ９１４に進む。
ステップ９１４において、使用者は、電池セル１５８，１８８上に熱交換器５７２を位置させる。
図２、図６及び図２８を参照すると、本発明の更に他の実施例に係る電池パック１０の組立方法のフローチャートが提供される。
ステップ９３０において、使用者は、電池パックハウジング３０、電池モジュール３４、熱伝導性ハウジング３８、及び電気ファン４６を準備する。電池パックハウジング３０は内部領域７４を形成する。電池パックハウジング３０は、前記内部領域７４と連通する流入口１１２及び排出口１１４をさらに含んでいる。電池モジュール３４は、電池セル１５４、熱交換器２６４、及びエンドプレート２３０，２３２を含んでいる。電池セル１５４及び熱交換器２６４は、互いに対向して位置しており、エンドプレート２３０，２３２の間に位置している。熱交換器２６４は貫通状流路部５４０を形成している。電池セル１５４は第１エンド及び第２エンドを含んでいる。エンドプレート２３０は、電池モジュール３４の縦軸７６８に実質的に平行に延びている。エンドプレート２３０は第１エンド部７７０及び第２エンド部７７２を含んでいる。エンドプレート２３０の第１エンド部７７０は、電池セル１５４の第１エンドを通って縦に延びている。エンドプレート２３０の第２エンド部７７２は、電池セル１５４の第２エンドを通って縦に延びている。エンドプレート２３２は、電池モジュール３４の縦軸７６８に実質的に平行に延びている。エンドプレート２３２は第１エンド部７８０及び第２エンド部７８２を含んでいる。エンドプレート２３２の第１エンド部７８０は、電池セル１５４の第１エンドを通って縦に延びている。エンドプレート２３２の第２エンド部７８２は、電池セル１５４の第２エンドを通って縦に延びている。ステップ９３０の後に、方法はステップ９３２に進む。
ステップ９３２において、使用者は、流入口１１２に隣接して電池パックハウジング３０の内部領域７４内に電池モジュール３４を位置させる。ステップ９３２の後に、方法はステップ９３４に進む。
ステップ９３４において、使用者は、電池モジュール３４と電池パックハウジング３０の排出口１１４との間で電池パックハウジング３０の内部領域７４内に熱伝導性ハウジング３８を位置させる。熱伝導性ハウジング３８は、熱伝導性ハウジング３８と電池パックハウジング３０との間に流路部８０４を形成している。流路部８０４は流路部５４０と流体連通する。ステップ９３４の後に、方法はステップ９３６に進む。
ステップ９３６において、使用者は、電池パックハウジング３０の排出口１１４に隣接して、電池パックハウジング３０の内部領域７４内に電気ファン４６を位置させる。電気ファン４６は、空気が流入口１１４、流路部５４０，８０４、電気ファン４６部位及び電池パックハウジング３０の排出口１１４に沿って流れるように構成されている。
電池モジュール及び電池モジュールの組立方法は、他の電池モジュール及び方法に比べて実質的な利点を提供する。具体的に、前記電池モジュールは、それぞれの側面に２つの電池セルを固定する少なくとも１つのフレーム部材を使用し、電池セル冷却用統合冷却マニホールドを含む。
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のみに限定されるものではない点を認識しなければならない。また、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可能である。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。
以上で説明したように、本発明に係る電池モジュール及び電池モジュールの組立方法は、他の電池モジュール及び方法に比べて実質的な利点を提供する。具体的に、前記電池モジュールは、それぞれの側面に２つの電池セルを固定する少なくとも１つのフレーム部材を使用し、電池セル冷却用統合冷却マニホールドを含む。
３４ 電池モジュール
１２０、１２４、１２８ フレーム部材
２６４、５７２、５８２ 熱交換器
３６０ 第１熱伝導性プレート
３６２ 第２熱伝導性プレート
５７０、５８０ 外側プラスチックフレーム

Claims (11)

  1. 第１及び第２電池セルと、
    実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレーム及び第１熱交換器（ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を備えた第１フレーム部材と、を含み、
    前記第１熱交換器は、互いに連結されており、貫通延長された第１流路部（ｆｌｏｗ ｐａｔｈ ｐｏｒｔｉｏｎ）を形成する第１及び第２熱伝導性プレートを含み、前記第１流路部は、少なくとも前記第１及び第２熱伝導性プレートをそれぞれ貫通して延びた第１及び第２下位流路部（ｆｌｏｗ ｐａｔｈ ｓｕｂｐｏｒｔｉｏｎｓ）を含み、
    前記実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレームは、前記第１及び第２熱伝導性プレートの外周領域（ｏｕｔｅｒ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｒｅｇｉｏｎ）の周囲に連結されており、前記実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレームは第１、第２、第３及び第４側壁を含んでおり、前記第１及び第２側壁は、実質的に互いに平行に延びており、前記第３及び第４側壁は、第１側壁と第２側壁との間に連結されており、実質的に互いに平行に延びており、第１及び第２側壁に垂直であり、前記第１側壁は、それぞれ第１及び第２下位流路部と連通するように貫通延長された第１及び第２溝（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）を含んでおり、前記第２側壁は、それぞれ第１及び第２下位流路部と連通するように貫通延長された第３及び第４溝をそれぞれ含んでおり、
    前記第１電池セルは、第１熱伝導性プレートの第１側（ｓｉｄｅ）に対向して位置しており、
    前記第２電池セルは、第１熱伝導性プレートの第１側に対向して位置しており、また、第１電池セルに隣接して位置していることを特徴とする、電池モジュール。
  2. 前記第１フレーム部材は、第１及び第２側壁に実質的に平行に第３側壁と第４側壁との間に延びている中央プラスチック壁をさらに含んでおり、前記中央プラスチック壁は、第１熱伝導性プレートの第１側の一部に位置しており、
    前記第１電池セルは、第１、第３及び第４側壁、及び中央プラスチック壁によって設定された第１区域（ｒｅｇｉｏｎ）内で第１熱伝導性プレートの第１側に対向して位置しており、
    前記第２電池セルは、第２、第３及び第４側壁、及び中央プラスチック壁によって設定された第２区域内で、第１電池セルに隣接した第１熱伝導性プレートの第１側に対向して位置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。
  3. 前記第１電池セルは、実質的に矩形状の本体（ｂｏｄｙ）、及び前記実質的に矩形状の本体から外側に延びた第１及び第２電極端子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池モジュール。
  4. 前記第３側壁は、それを貫通する第１電極端子を収容するように構成されたグルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）を含んでおり、第４側壁は、それを貫通する第２電極端子を収容するように構成されたグルーブを含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の電池モジュール。
  5. 前記第１及び第２熱伝導性プレートは、それぞれアルミニウム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。
  6. 前記電池モジュールは、第１及び第２エンドプレート（ｅｎｄ ｐｌａｔｅｓ）をさらに含んでおり、前記第１及び第２電池セルと第１フレーム部材は、第１エンドプレートと第２エンドプレートとの間に位置しており、第１電池セルは第１及び第２エンド（ｅｎｄｓ）を含んでおり、第２電池セルは第１及び第２エンドを含んでおり、
    前記第１エンドプレートは、電池モジュールの縦軸（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ａｘｉｓ）に実質的に平行に延びており、第１エンドプレートは第１エンド部（ｅｎｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）及び第２エンド部を含んでおり、第１エンドプレートの第１エンド部は、第１電池セルの第１エンドと第２電池セルの第１エンドを通って縦に延びており、第１エンドプレートの第２エンド部は、第１電池セルの第２エンドと第２電池セルの第２エンドを通って縦に延びており、
    前記第２エンドプレートは、電池モジュールの縦軸に実質的に平行に延びており、第２エンドプレートは第１エンド部及び第２エンド部を含んでおり、第２エンドプレートの第１エンド部は、第１電池セルの第１エンドと第２電池セルの第１エンドを通って縦に延びており、第２エンドプレートの第２エンド部は、第１電池セルの第２エンドと第２電池セルの第２エンドを通って縦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。
  7. 前記第１及び第２エンドプレートは、それぞれプラスチックからなることを特徴とする、請求項６に記載の電池モジュール。
  8. 前記電池モジュールは、第３及び第４電池セルをさらに含んでおり、前記第３電池セルは、第１電池セルに対向して位置しており、前記第４電池セルは、第２電池セルに対向して位置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。
  9. 前記電池モジュールは、第３及び第４電池セルに対向して位置した第２熱交換器を備えている第２フレーム部材をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の電池モジュール。
  10. 電池モジュールの組立方法であって、
    第１及び第２電池セルを準備する過程と、
    実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレーム及び第１熱交換器を備えた第１フレーム部材であって、前記第１熱交換器は、互いに連結されており、貫通延長された第１流路部を形成する第１及び第２熱伝導性プレートを含み、前記第１流路部は、少なくとも前記第１及び第２熱伝導性プレートをそれぞれ貫通して延びた第１及び第２下位流路部を含み、前記実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレームは、前記第１及び第２熱伝導性プレートの外周領域の周囲に連結されており、前記実質的に矩形リング状の第１外側プラスチックフレームは第１、第２、第３及び第４側壁を含んでおり、前記第１及び第２側壁は、実質的に互いに平行に延びており、第３及び第４側壁は、前記第１側壁と第２側壁との間に連結されて、第１及び第２側壁に垂直になるように実質的に互いに平行に延びており、前記第１側壁は、第１及び第２下位流路部と連通するように貫通延長された第１及び第２溝をそれぞれ含んでおり、前記第２側壁は、第１及び第２下位流路部と連通するように貫通延長された第３及び第４溝をそれぞれ含んでいる、第１フレーム部材を準備する過程と、
    前記第１電池セルを第１熱伝導性プレートの第１側に対向して位置させる過程と、
    前記第２電池セルを第１電池セルに隣接して、第１熱伝導性プレートに対向するように位置させる過程と、
    を含むことを特徴とする、電池モジュールの組立方法。
  11. 前記方法は、
    第３及び第４電池セルと第２フレーム部材を準備する過程であって、前記第２フレーム部材は、実質的に矩形リング状の第２外側プラスチックフレーム及び第２熱交換器を備えている、過程と、
    前記第３電池セルを第１電池セルに対向して位置させる過程と、
    前記第４電池セルを第２電池セルに対向して位置させる過程と、
    前記第２熱交換器を第３及び第４電池セル上に位置させる過程と、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電池モジュールの組立方法。
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