JP2018527705A - 単位モジュールに対する安定した固定手段を備えている電池モジュールアセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年1月12日付の韓国特許出願第10−2016−0003627号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、単位モジュールに対する安定した固定手段を備えている電池モジュールアセンブリに関するものである。
単位モジュール当たりの複数の電池セルを含む二つ以上の単位モジュールを含んでおり、側面が相互密着した状態で、単位モジュールが配列されているモジュール配列体;および
複数のプレート部材が相互結合して設定された第1空間、および前記プレート部材のいずれか一つに固定用ブラケットがさらに結合しながら第1空間内に設定された第2空間を含んでいる結合型のモジュールハウジング;を含んでおり、
前記プレート部材によって単位モジュールが支持されるように、モジュールハウジングの第1空間にモジュール配列体が装着されており、モジュール配列体の一部が第2空間内に挿入された状態でモジュールハウジングに固定されていることを特徴とする。
モジュール配列体の両側面に密着した状態で、モジュール配列体を支持する一対のエンドプレート;
前記モジュール配列体の下面に密着した状態で、モジュール配列体を支持する下部プレート;および
前記下部プレートの下面に配置されており、エンドプレートと下部プレートに機械的に結合して前記第1空間を形成するベースプレート;を含み、
前記単位モジュールそれぞれは、第2空間内に挿入されるように構成されている突出部を含み、
前記固定用ブラケットは、第1空間内に配列されている単位モジュールの突出部を一体に取り囲む形態でベースプレートに結合されて、第2空間でモジュール配列体の配列状態を固定させることができる。
前記下部プレートに密着する下面と、前記下面の対向面である上面;および
前記エンドプレートに対して同一方向に形成されている一対の側面;を含むことができる。
また、前記単位モジュールそれぞれは、二つ以上の電池セルが直列または並列に連結された状態でセルカートリッジに装着されている単位セルを含んでおり、前記単位セルが積層された状態でセルカートリッジが複数のケース部材と結合して単位セルの積層構造が固定された構造からなっており;
前記セルカートリッジには両端部から外向き突出している一対の締結具が形成されており、単位セルの積層時、カートリッジの締結具が平行に位置しながら単位モジュールの突出部を形成することができる。
前記下向き加圧部の端部から垂直に延長されており、突出部の側部に密着しながらこれを取り囲んでいる折り曲げ部;および
前記ベースプレートに対して平行となるように折り曲げ部から垂直に延長されている結合部;を含み、前記結合部はベースプレートに密着した状態で、機械的締結および/または溶接によって結合される。
ここで、前記突出部は、固定用ブラケットによって加圧される一面が傾斜構造からなっており、前記下向き加圧部の内面一部は突出部の傾斜に対応するように折り曲げられている。前記突出部の傾斜は、突出部の突出方向に形成されており、
前記固定用ブラケットが突出部を固定する時、ベースプレートに対する結合方向に突出部を加圧しながら、前記下向き加圧部の折り曲げ部位が前記傾斜に対して突出部を垂直方向にさらに加圧することができる。
前記貫通口と締結溝が平行に位置した状態で、ボルトまたはねじが貫通口と締結溝に連続的に結合され、前記ベースプレートと下部プレート界面や境界面には溶接やソルダリングがさらに行われて結合された状態でありうる。
前記締結部とベースプレートは機械的締結および/または溶接によって結合され、詳しくは、機械的締結で結合される。
前記電池モジュールアセンブリの下部プレートに液状冷媒を供給して電池モジュールアセンブリを冷却させる冷却システム;を含むことができる。
本発明はまた、前記電池パックを含むデバイスを提供し、前記デバイスは電気自動車、ハイブリッド電気自動車、またはプラグインハイブリッド電気自動車からなる群より選択されるいずれか一つでありうる。
110 モジュール配列体
110a、110b、110c 単位モジュール
200 モジュールハウジング
210、220、230a、230b プレート部材
250a、250b 固定用ブラケット
301 第1空間
302 第2空間
Claims (27)
- 電池モジュールアセンブリであって、
単位モジュール当たりの複数の電池セルを含む二つ以上の単位モジュールを含んでおり、側面が相互密着した状態で、単位モジュールが配列されているモジュール配列体;および
複数のプレート部材が相互結合しながら設定された第1空間、および前記プレート部材のいずれか一つに固定用ブラケットがさらに結合しながら第1空間内に設定された第2空間を含んでいる結合型のモジュールハウジング;
を含んでおり、
前記プレート部材によって単位モジュールが支持されるように、モジュールハウジングの第1空間にモジュール配列体が装着されており、モジュール配列体の一部が第2空間内に挿入された状態でモジュールハウジングに固定されていることを特徴とする電池モジュールアセンブリ。 - 前記複数のプレート部材は、
モジュール配列体の両側面に密着した状態で、モジュール配列体を支持する一対のエンドプレート;
前記モジュール配列体の下面に密着した状態で、モジュール配列体を支持する下部プレート;および
前記下部プレートの下面に配置されており、エンドプレートと下部プレートに機械的に結合されて前記第1空間を形成するベースプレート;
を含み、
前記単位モジュールそれぞれは第2空間内に挿入されるように構成されている突出部を含み、
前記固定用ブラケットは、第1空間内に配列されている単位モジュールの突出部を一体に取り囲む形態でベースプレートに結合されて、第2空間でモジュール配列体の配列状態を固定させ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。 - 前記単位モジュールそれぞれは、
外部入出力端子が形成されており、前記突出部が形成されている前面と前記前面の対向面であり、前記突出部が形成されている後面;
前記下部プレートに密着する下面と前記下面の対向面である上面;および
前記エンドプレートに対して同一方向に形成されている一対の側面;
を含んでい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。 - 前記突出部は、下面と垂直をなすように前面および後面から単位モジュールの側面に対して外向き突出した構造からなっており、前記固定用ブラケットは、単位モジュールの前面および後面方向においてベースプレートにそれぞれ結合するように一対で構成されて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アセンブリ。
- 一対の固定用ブラケットは、前面および後面に配列された突出部に密着した状態で、突出部をベースプレート方向に加圧しながらベースプレートに機械的に結合されてい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。
- 前記固定用ブラケットは、
突出部の上部に密着してベースプレートに結合されながら突出部を下向きに加圧する下向き加圧部;
前記下向き加圧部の端部から垂直に延長されており、突出部の側部に密着しながらこれを取り囲んでいる折り曲げ部;および
前記ベースプレートに対して平行となるように折り曲げ部から垂直に延長されている結合部;
を含み、前記結合部は、ベースプレートに隣接した状態で機械的締結または溶接によって結合されてい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。 - 前記突出部は、固定用ブラケットによって加圧される一面が傾斜構造からなっており;
下向き加圧部の内面の一部は突出部の傾斜に対応するように折り曲げられており;
前記固定用ブラケットが突出部を固定する時、ベースプレートに対する結合方向に突出部を加圧しながら、前記下向き加圧部の折り曲げ部位が前記傾斜に対して突出部を垂直方向にさらに加圧す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。 - 前記単位モジュールそれぞれは、二つ以上の電池セルが直列または並列に連結された状態でセルカートリッジに装着されている単位セルを含んでおり、前記単位セルが積層された状態でセルカートリッジが複数のケース部材と結合して単位セルの積層構造が固定された構造からなっており;
前記セルカートリッジには両端部から外向き突出している一対の締結具が形成されており、単位セルの積層時、カートリッジの締結具が平行に位置しながら単位モジュールの突出部を形成す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。 - 前記下部プレートの外周部位には複数の貫通口が形成されており、前記ベースプレートには前記貫通口に対応する位置に締結溝が形成されており;
前記貫通口と締結溝が平行に位置した状態でボルトまたはねじが貫通口と締結溝に連続的に結合されてい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。 - 前記エンドプレートはベースプレートに垂直に結合するように、エンドプレートの両側端部からベースプレートに対して平行に折り曲げられている締結部を含み、
前記締結部とベースプレートは機械的締結または溶接によって結合されてい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。 - 前記下部プレートは内部を通して液状冷媒が流動できるように、内部が中空構造からなる熱伝導性金属プレート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。
- 前記下部プレートは、モジュール配列体の下面と密着する表面に熱伝導を促進するための熱伝導媒体が付加していることを特徴とする請求項11に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記熱伝導媒体は、放熱グリース(thermally conductive grease)、放熱エポキシ系接着剤(thermally conductive epoxy-based bond)、放熱シリコーンパッド(thermally conductive silicone pad)、放熱接着テープ(thermally conductive adhesive tape)および黒鉛シート(graphite sheet)からなる群より選択される一つ以上であることを特徴とする請求項12に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記下部プレートは、エンドプレートと対応する一側端部または両側端部に第1空間外側方向に突出した構造の冷媒流入口および冷媒排出口を含むことを特徴とする請求項11に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記電池モジュールアセンブリは、各単位モジュールから発生した熱気が下部プレートに伝導された状態で、下部プレートの内部で流動する冷媒が下部プレートの熱を受け取って、下部プレートの外部に排出しながら単位モジュールの放熱が達成されることを特徴とする請求項11に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記エンドプレートには、モジュール配列体の放熱が促進されるように、モジュール配列体の側面と対面する内面に熱伝導性パッドが付加しており、前記エンドプレートは、熱伝導性パッドがモジュール配列体の側面に密着した状態で前記側面を支持す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。
- 前記エンドプレートには、モジュール配列体の放熱が促進されるように、一つ以上の開口が形成されてい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。
- 前記電池モジュールアセンブリは、モジュールハウジングに装着された状態でモジュール配列体の上面を取り囲むカバー部材をさらに含む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。
- 前記カバー部材は、モジュールハウジングのエンドプレートの外面の一部に密着するように、エンドプレートと対応する両側端部が垂直に折り曲げられていることを特徴とする請求項18に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記カバー部材は、折り曲げられた部位がエンドプレートの外面に密着した状態でエンドプレートに機械的に結合されることを特徴とする請求項19に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記カバー部材は、モジュール配列体の上面を取り囲む面を基準にその対向面に、デバイスあるいはまた他の電池モジュールアセンブリと電気的に連結するための入出力端子が形成されていることを特徴とする請求項19に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記固定用ブラケットの結合部は、前記エンドプレートの締結部と重なった状態で、前記締結部と一緒にベースプレートに結合されることを特徴とする請求項6または10に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記結合部は、締結部上に位置した状態でベースプレートに結合されることを特徴とする請求項22に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記締結部は、結合部上に位置した状態でベースプレートに結合されることを特徴とする請求項22に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 前記結合は、締結部、結合部およびベースプレートのうち、少なくとも二つに穿孔されている開口が、相互連通するように位置した状態で、前記開口にねじまたはリベットが挿入されて結合される構造であることを特徴とする請求項22に記載の電池モジュールアセンブリ。
- 請求項1に記載の電池モジュールアセンブリを一つ以上含む電池パックであって、
前記電池モジュールアセンブリが装着できるように、内側に湾入された形状の安着部が形成されているパックハウジング;および
前記電池モジュールアセンブリの下部プレートに液状冷媒を供給して電池モジュールアセンブリを冷却させる冷却システム;
を含むことを特徴とする電池パック。 - 請求項26に記載の電池パックを含むデバイス。
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