JP2019522320A - バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車 - Google Patents

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Abstract

本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、相互積層される複数のバッテリーセルと、複数のバッテリーセルを収容するセルハウジングと、セルハウジングの上側を全て覆い、層状構造の電極接続層を介して複数のバッテリーセルの電極と電気的に接続するカバーバスバーと、を含むことを特徴とする。

Description

本発明は、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車に関する。
本出願は、２０１７年３月２１日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００３５３９９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用器機のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＥＶ）またはハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＨＥＶ）などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が一切発生しないという点で環境に優しく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ〜４．６Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数の二次電池セルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーモパックに要求される充放電容量によって複数の二次電池セルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、前記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの個数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定することができる。
一方、複数の二次電池セルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックを構成する方法が通常である。
マルチモジュール構造のバッテリーパックは、複数の二次電池が狭い空間に密集する形態に製造されるため、各二次電池で発生する熱を容易に放出させることが重要となる。二次電池バッテリーの充電または放電の過程は、電気化学的反応によって行われるため、充放電過程で発生したバッテリーモジュールの熱が効果的に除去されなければ、熱蓄積が起こり、結果としてバッテリーモジュールの劣化が促進してしまい、場合によっては発火または爆発に繋がり得る。
そこで、高出力・大容量のバッテリーモジュール及びそれが取り付けられたバッテリーパックには、これに収納されているバッテリーセルを冷却する冷却装置が必須である。
従来のバッテリーモジュールは、通常、このような冷却のためにバッテリーセルとヒートシンクとの間に熱伝導物質（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ；ＴＩＭ）を接触して熱を放出する冷却構造を適用していた。
しかし、このような従来の冷却構造においては、低い冷却性能によってバッテリーモジュール及びバッテリーパック、延いては、これらのバッテリーモジュールやバッテリーパックを備える電気自動車などの性能を高めにくいという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、冷却性能を極大化できるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することを目的とする。
上記の課題を達成するため、本発明は、バッテリーモジュールであって、
相互積層される複数のバッテリーセルと、前記複数のバッテリーセルを収容するセルハウジングと、前記セルハウジングの上側を全て覆い、層状構造の電極接続層を介して前記複数のバッテリーセルの電極と電気的に接続するカバーバスバーと、を含むことを特徴とするバッテリーモジュールを提供する。
前記カバーバスバーは、前記電極接続層及び前記電極接続層の絶縁のための絶縁層の層状構造からなり得る。
前記電極接続層は、前記絶縁層の間に配置され得る。
前記カバーバスバーは、前記カバーバスバーの下側をなし、前記複数のバッテリーセルに対向する第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上側に配置され、前記複数のバッテリーセルの正極及び負極のいずれか一つの電極と電気的に接続する第１電極接続層と、前記第１電極接続層の上側に配置される第２絶縁層と、前記第２絶縁層の上側に配置され、前記複数のバッテリーセルの正極及び負極のうち他の一つの電極と電気的に接続する第２電極接続層と、前記第２電極接続層の上側に配置され、前記カバーバスバーの上側をなす第３絶縁層と、を含み得る。
前記第１電極接続層及び前記第２電極接続層は、フレキシブル印刷回路基板として備えられ得る。
前記第１電極接続層及び前記第２電極接続層の少なくとも一つの縁部には、絶縁パターンが設けられ得る。
前記カバーバスバーの縁部は、前記セルハウジングの縁部とシーミング接合され得る。
前記バッテリーモジュールは、前記セルハウジング内に前記複数のバッテリーセルが部分的に浸るように満たされ、前記複数のバッテリーセルの冷却をガイドするための相変化物質を含み得る。
前記バッテリーモジュールは、前記セルハウジング及び前記カバーバスバーの少なくとも一つに装着され、前記複数のバッテリーセルを冷却するためのヒートシンクを含み得る。
前記相変化物質は、前記複数のバッテリーセルの温度上昇時に気化して前記カバーバスバー側へ移動し、前記ヒートシンクによって液化して前記セルハウジングの下側へ移動し得る。
前記セルハウジングの内壁の上側には、前記液化した前記相変化物質の前記セルハウジングの下側への移動をガイドするガイドリブが備えられ得る。
前記複数のバッテリーセルは、円筒状の二次電池であり得る。
そして、本発明は、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーモジュールと、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
さらに、本発明は、自動車として、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車を提供する。
以上のような多様な実施例によって、冷却性能を極大化できるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを説明するための図である。 図１におけるバッテリーモジュールの分解斜視図である。 図１におけるバッテリーモジュールの断面図である。 図２におけるバッテリーモジュールのカバーバスバーの分解斜視図である。 図４におけるカバーバスバーの平面図である。 図５におけるカバーバスバーとバッテリーセルの電極との接続を説明するための図である。 図５におけるカバーバスバーとバッテリーセルの電極との接続を説明するための図である。 図５におけるカバーバスバーとバッテリーセルの電極との接続を説明するための図である。 図５におけるカバーバスバーとバッテリーセルの電極との接続を説明するための図である。 図１におけるバッテリーモジュールの冷却原理を説明するための図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを説明するための図であり、図２は、図１におけるバッテリーモジュールの分解斜視図であり、図３は、図１におけるバッテリーモジュールの断面図である。
図１〜図３を参照すれば、バッテリーモジュール１０は、バッテリーセル１００、セルハウジング２００、少なくとも一つのセル固定部材３００、４００、ヒートシンク５００、相変化物質６００及びカバーバスバー７００を含み得る。
前記バッテリーセル１００は、複数が備えられ得、前記複数のバッテリーセル１００は、円筒状の二次電池として備えられ得る。前記複数のバッテリーセル１００は、相互積層されて電気的に接続し得る。
前記複数のバッテリーセル１００の上部中央には、正極１１０が備えられ、前記複数のバッテリーセル１００の縁部を含む外側面及び底面には、負極１３０が備えられ得る。
前記セルハウジング２００は、前記複数のバッテリーセル１００を収容し得る。このために、前記セルハウジング２００には、前記複数のバッテリーセル１００を収容できる収容空間が設けられ得る。
前記セルハウジング２００の内部には、ガイドリブ２２０が設けられ得る。
前記ガイドリブ２２０は、前記セルハウジング２００の内壁の上側に備えられ、後述する相変化物質６００の液化（Ｌ）時における前記相変化物質６００の下側への移動をガイドし得る。具体的に、前記ガイドリブ２２０は、後述の液化（Ｌ）する相変化物質６００の後述する下部プレート８００側へのより速い移動をガイドすることができる。
前記少なくとも一つのセル固定部材３００、４００は、前記セルハウジング２００内で前記複数のバッテリーセル１００の動きを防止できるよう、前記複数のバッテリーセル１００を固定し得る。
このような前記セル固定部材３００、４００は、一対として備えられ得る。前記一対のセル固定部材３００、４００は、上側セル固定部材３００及び下側セル固定部材４００からなり得る。
前記上側セル固定部材３００は、前記複数のバッテリーセル１００の上部が挿入され、前記セルハウジング２００の内部の上側に固定され得る。このために、前記上側セル固定部材３００には、前記複数のバッテリーセル１００の上部が挿入される複数のセル挿入孔３５０が形成され得る。
前記下側セル固定部材４００は、前記複数のバッテリーセル１００の下部が挿入され、前記セルハウジング２００の内部の下側に固定され得る。このために、前記下側セル固定部材４００には、前記複数のバッテリーセル１００の下部が挿入される複数のセル挿入孔４５０が形成され得る。
前記ヒートシンク５００は、前記複数のバッテリーセル１００を冷却するためのものであって、前記セルハウジング２００の両側面に装着され得る。しかし、これに限定されず、前記ヒートシンク５００は、後述のカバーバスバー７００の上側に装着され得る。即ち、前記ヒートシンク５００は、前記セルハウジング２００及び後述のカバーバスバー７００の少なくとも一つに装着され得る。
前記相変化物質６００は、前記複数のバッテリーセル１００の冷却をガイドするためのものであって、前記セルハウジング２００内に部分的に満たされ得る。これによって、前記複数のバッテリーセル１００は、前記セルハウジング２００内で前記相変化物質６００に部分的に浸り得る。
前記相変化物質６００は、前記複数のバッテリーセル１００の温度上昇時に気化（Ｖ）し、後述のカバーバスバー７００側へ移動し、前記ヒートシンク５００によって液化（Ｌ）し、前記セルハウジング２００の底部側へ移動し得る。このような気化（Ｖ）及び液化（Ｌ）は、繰り返して循環され得、これによって、前記バッテリーセル１００の冷却がより効果的に行われる。
前記相変化物質６００は、より効果的な循環のために、フッ素系の低い沸点を有する物質であり得る。例えば、前記相変化物質６００は、３５℃〜５０℃の沸点を有する物質であり得る。また、前記相変化物質６００は、消火機能を有する物質を含み得る。これによって、前記バッテリーモジュール１０内における火事発生時、前記相変化物質６００によって迅速に火事を鎮圧することができる。
前記カバーバスバー７００は、前記セルハウジング２００の上側を全て覆い得る。ここで、前記カバーバスバー７００は、前記セルハウジング２００とシーミング構造によって結合し得る。これは、前記セルハウジング２００の機密構造を極大化するためのことであって、前記セルハウジング２００内の前記相変化物質６００の蒸発を防止するためである。前記シーミング構造は、前記カバーバスバー７００の縁部及び前記セルハウジング２００の上側縁部で行われ得る。即ち、前記カバーバスバー７００の縁部は、前記セルハウジング２００の上側縁部とシーミング接合され得る。
このような前記カバーバスバー７００は、後述する層状構造の電極接続層７１０、７３０を介して前記複数のバッテリーセル１００の電極１１０、１３０と電気的に接続し得る。
即ち、本実施例において、前記カバーバスバー７００は、前記セルハウジング２００の機密構造の具現のためのカバーとして働くとともに、前記バッテリーセル１００の電極１１０、１３０の電気的接続のためのバスバーとしても働き得る。
以下、前記カバーバスバー７００の電極接続構造について下記図４〜図９を参照してより詳しく説明する。
図４は、図２におけるバッテリーモジュールのカバーバスバーの分解斜視図であり、図５は、図４におけるカバーバスバーの平面図である。
図４及び図５を参照すれば、前記カバーバスバー７００は、電極接続層７１０、７３０及び前記電極接続層７１０、７３０の絶縁のための絶縁層７５０、７７０、７９０の層状構造からなり得る。
前記電極接続層７１０、７３０は、前記絶縁層７５０、７７０、７９０の間に配置され、第１電極接続層７１０及び第２電極接続層７３０を含み得る。
前記第１電極接続層７１０は、後述する第１絶縁層７５０の上側に配置され、前記複数のバッテリーセル１００の正極１１０及び負極１３０のいずれか一つの電極１１０と電気的に接続し得る。以下、本実施例において、前記第１電極接続層７１０は、前記複数のバッテリーセル１００の正極１１０と電気的に接続することに限定して説明する。
このような前記第１電極接続層７１０は、フレキシブル印刷回路基板として備えられ得、前記複数のバッテリーセル１００の正極１１０と溶接結合によって電気的に接続し得る。
また、前記第１電極接続層７１０は、前記バッテリーモジュール１０の外部電源などとの接続のために、外部正極の大電流端子Ｔ１と電気的に接続し得る。このような具体的な電気的接続構造については、下記の図６及び図７においてより詳しく説明する。
前記第１電極接続層７１０は、電極透過孔７１２及び絶縁パターン７１５を含み得る。
前記電極透過孔７１２は、前記バッテリーセル１００の負極１３０（図９参照）と前記第２電極接続層７３０とを溶接できるよう、前記バッテリーセル１００の負極１３０に対応する形状であり得る。
ここで、前記電極透過孔７１２は、前記第１電極接続層７１０と前記第２電極接続層７３０との接触危険をより確実に防止できるよう、後述する絶縁層７５０、７７０、７９０の第２電極透過孔７５６、７７４、７９４よりも大きく形成され得る。
前記絶縁パターン７１５は、前記第１電極接続層７１０の縁部に沿って形成され、前記セルハウジング２００と前記カバーバスバー７００とのシーミング接合時、前記第１電極接続層７１０の縁部の内側部分と前記セルハウジング２００との間を絶縁し得る。
前記第２電極接続層７３０は、後述する第２絶縁層７７０の上側に配置され、前記複数のバッテリーセル１００の正極１１０及び負極１３０のうち他の一つの電極１３０と電気的に接続し得る。以下、本実施例において、前記第２電極接続層７３０は、前記複数のバッテリーセル１００の負極１３０と電気的に接続することに限定して説明する。
このような前記第２電極接続層７３０は、前記第１電極接続層７１０のように、フレキシブル印刷回路基板として備えられ得、前記複数のバッテリーセル１００の負極１３０と溶接結合によって電気的に接続し得る。
また、前記第２電極接続層７３０は、前記バッテリーモジュール１０の外部電源などとの接続のために、外部負極の大電流端子Ｔ２と電気的に接続し得る。 このような具体的な電気的接続構造については、下記の図８及び図９においてより詳しく説明する。
前記第２電極接続層７３０は、電極透過孔７３２及び第１端子透過溝７３６を含み得る。
前記電極透過孔７３２は、前記バッテリーセル１００の正極１１０（図７参照）と前記第１電極接続層７１０とを溶接できるよう、前記バッテリーセル１００の正極１１０に対応する形状であり得る。
ここで、前記電極透過孔７３２は、前記第１電極接続層７１０と前記第２電極接続層７３０との接触危険をより確実に防止できるよう、後述する絶縁層７５０、７７０、７９０の第１電極透過孔７５２、７７２、７９２よりも大きく形成され得る。
前記第１端子透過溝７３６は、前記外部正極の大電流端子Ｔ１を通過させるためのものであって、所定の大きさを有する溝の形状であり得る。ここで、前記第１端子透過溝７３６は、前記外部正極の大電流端子Ｔ１の前記第２電極接続層７３０との接触危険をより確実に防止できるよう、後述する第２及び第３絶縁層７７０、７９０の第１端子透過溝７７６、７９６よりも大きく形成され得る。
前記絶縁層７５０、７７０、７９０は、第１絶縁層７５０、第２絶縁層７７０及び第３絶縁層７９０を含み得る。
前記第１絶縁層７５０は、前記カバーバスバー７００の下側をなし、前記カバーバスバー７００の前記セルハウジング２００の結合時、前記複数のバッテリーセル１００の上側に対向して配置され得る。
このような第１絶縁層７５０は、第１電極透過孔７５２及び第２電極透過孔７５４を含み得る。
前記第１電極透過孔７５２は、前記バッテリーセル１００の正極１１０（図７参照）と前記第１電極接続層７１０とを溶接できるよう、前記バッテリーセル１００の正極１１０に対応する形状であり得る。
前記第２電極透過孔７５４は、前記バッテリーセル１００の負極１３０(図９参照）と前記第２電極接続層７３０とを溶接できるよう、前記バッテリーセル１００の負極１３０に対応する形状であり得る。
前記第２絶縁層７７０は、前記第１電極接続層７１０の上側に配置され、第１電極透過孔７７２、第２電極透過孔７７４及び第１端子透過溝７７６を含み得る。
前記第１電極透過孔７７２は、前記バッテリーセル１００の正極１１０（図 ７参照）と前記第１電極接続層７１０とを溶接できるよう、前記バッテリーセル１００の正極１１０に対応する形状であり得る。
前記第２電極透過孔７７４は、前記バッテリーセル１００の負極１３０（図９参照）と前記第２電極接続層７３０とを溶接できるよう、前記バッテリーセル１００の負極１３０に対応する形状であり得る。
前記第１端子透過溝７７６は、前記外部正極の大電流端子Ｔ１と前記第１電極接続層７１０との接続のために前記外部正極の大電流端子Ｔ１を通すためのものであって、所定の大きさを有する溝形状でり得る。
前記第３絶縁層７９０は、前記第２電極接続層７３０の上側に配置され、前記カバーバスバー７００の上側をなし得る。このような前記第３絶縁層７９０は、第１電極透過孔７９２、第２電極透過孔７９４、第１端子透過溝７９６及び第２端子透過溝７９８を含み得る。
前記第１電極透過孔７９２は、前記バッテリーセル１００の正極１１０(図７参照）と前記第１電極接続層７１０とを溶接できるよう、前記バッテリーセル１００の正極１１０に対応する形状であり得る。
前記第２電極透過孔７９４は、前記バッテリーセル１００の負極１３０（図９参照）と前記第２電極接続層７３０とを溶接できるよう、前記バッテリーセル１００の負極１３０に対応する形状でり得る。
前記第１端子透過溝７９６は、前記外部正極の大電流端子Ｔ１と前記第１電極接続層７１０との接続のために、前記外部正極の大電流端子Ｔ１を通すためのものであって、所定の大きさを有する溝形状であり得る。
前記第２端子透過溝７９８は、前記外部負極の大電流端子Ｔ２と前記第２電極接続層７３０との接続のために、前記外部負極の大電流端子Ｔ２を通すためのものであって、所定の大きさを有する溝形状であり得る。
以下では、前記カバーバスバー７００と前記バッテリーセル１００の電極との接続についてより具体的に説明する。
図６〜図９は、図５のカバーバスバーとバッテリーセルの電極との接続を説明するための図である。
先ず、前記カバーバスバー７００と前記バッテリーセル１００の正極１１０及び前記外部正極の大電流端子Ｔ１の接続を見れば、下記のようである。
図６及び図７を参照すれば、前記カバーバスバー７００の前記第１電極接続層７１０は、前記バッテリーセル１００の正極１１０と溶接ユニットＳによって溶接接続し得る。例えば、前記第１電極接続層７１０の溶接接続部分のうち一箇所Ｓ１を挙げて前記溶接接続についてより詳しく説明する。
前記バッテリーセル１００の前記正極１１０は、前記第１絶縁層７５０の前記第１電極透過孔７５２を通過して前記第１電極接続層７１０の底部に接触できる。そして、前記カバーバスバー７００の上側に備えられる溶接ユニットＳは、前記第３絶縁層７９０の前記第１電極透過孔７９２、前記第２電極接続層７３０の前記電極透過孔７３２、前記第２絶縁層７７０の前記第１電極透過孔７７２を通過した後、前記第１電極接続層７１０と前記バッテリーセル１００の前記正極１１０とを前記一箇所Ｓ１で溶接接続できる。
次に、前記第１電極接続層７１０と、前記外部正極の大電流端子Ｔ１の接続を見れば、前記外部正極の大電流端子Ｔ１は、前記第３絶縁層７９０の前記第１端子透過溝７９６、前記第２電極接続層７３０の前記第１端子透過溝７３６及び前記第２絶縁層７７０の前記第１端子透過溝７７６を通過した後、前記第１電極接続層７１０と電気的に接続できる。
そして、前記カバーバスバー７００と前記バッテリーセル１００の負極１３０及び前記外部負極の大電流端子Ｔ２の接続を見れば、下記のようである。
図８び図９を参照すれば、前記カバーバスバー７００の前記第２電極接続層７３０は、前記バッテリーセル１００の負極１３０と溶接ユニットＳによって溶接接続し得る。例えば、前記第２電極接続層７３０の溶接接続部分のうち一箇所Ｓ２を挙げてこのような前記溶接接続についてより詳しく説明する。
前記バッテリーセル１００の前記負極１３０は、前記第１絶縁層７５０の前記第２電極透過孔７５４、前記第１電極接続層７１０の前記電極透過孔７１２及び前記第２絶縁層７７０の前記第２電極透過孔７７４を通過して前記第２電極接続層７３０の底部に接触できる。
そして、前記カバーバスバー７００の上側に備えられる溶接ユニットＳは、前記第３絶縁層７９０の前記第２電極透過孔７９４を通過した後、前記第２電極接続層７３０と前記バッテリーセル１００の前記負極１３０とを前記一箇所Ｓ２で溶接接続できる。
次に、前記第２電極接続層７３０と前記外部負極の大電流端子Ｔ２との接続を見れば、前記外部負極の大電流端子Ｔ２は、前記第３絶縁層７９０の前記第２端子透過溝７９８を通過した後、前記第２電極接続層７３０と電気的に接続できる。
このように、本実施例による前記バッテリーモジュール１０においては、前記層状構造のフレキシブル印刷回路基板として設けられる前記カバーバスバー７００の前記第１及び第２電極接続層７１０、７３０を介して前記バッテリーセル１００の電極１１０、１３０及び外部電源などのための端子接続を全て具現できる。
以下では、本実施例による前記バッテリーモジュール１０の冷却についてより詳しく説明する。
図１０は、図１におけるバッテリーモジュールの冷却原理を説明するための図である。
図１０を参照すれば、前記バッテリーモジュール１０において、前記バッテリーセル１００の温度が上昇する場合、前記相変化物質６００は、気化（Ｖ）して前記カバーバスバー７００側へ移動しながら前記バッテリーセル１００の温度を低め得る。その後、前記相変化物質６００は、前記ヒートシンク５００によって液化（Ｌ）し、さらにセルハウジング２００の下側へ移動され得る。
前述のように、このような気化（Ｖ）及び液化（Ｌ）は、繰り返して循環され得、これによって、前記バッテリーセル１００の冷却がより効果的に行われる。
このように、本実施例による前記バッテリーモジュール１０は、前記相変化物質６００によって前記バッテリーモジュール１０の冷却性能を極大化することができる。
また、本実施例によるバッテリーモジュール１０においては、前記カバーバスバー７００が前記セルハウジング２００の密封とともに、前記バッテリーセル１００の電気的接続のためのバスバーの機能を具現するため、従来のバスバー構造物及びカバー構造物からなる構造に比べて製造コストが低減すると共に、製造効率が向上する。
また、本実施例による前記バッテリーモジュール１０は、エネルギー密度面からも、省略または減少した構造物の体積分だけ、前記バッテリーセル１００の容積を相対的にさらに確保することができる。
図１１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
図１１を参照すれば、バッテリーパック１は、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーモジュール１０及び前記少なくとも一つのバッテリーモジュール１０をパッケージングするパックケース５０を含み得る。
このような前記バッテリーパック１は、自動車の燃料源として、自動車に具備できる。例えば、前記バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車及びその他のバッテリーパック１を燃料源として利用可能なその他の方式で自動車に備えられ得る。また、前記バッテリーパック１は、前記自動車のみならず、二次電池を用いる電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などのその他の装置や器具及び設備などにも備えられ得る。
このように、本実施例による前記バッテリーパック１と前記自動車のような前記バッテリーパック１を備える装置や器具及び設備は、前述の前記バッテリーモジュール１０を含むことから、前述のバッテリーモジュール１０による長所を全て有するバッテリーパック１及びこのバッテリーパック１を備える自動車などの装置や器具及び設備などを具現することができる。
以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけない。
１ バッテリーパック
１０ バッテリーモジュール
５０ パックケース
１００ バッテリーセル
１１０ 電極（正極）
１３０ 電極（負極）
２００ セルハウジング
２２０ ガイドリブ
３００ セル固定部材（上側セル固定部材）
３５０ セル挿入孔
４００ セル固定部材（下側セル固定部材）
４５０ セル挿入孔
５００ ヒートシンク
６００ 相変化物質
７００ カバーバスバー
７１０ 電極接続層（第１電極接続層）
７１２ 電極透過孔
７１５ 絶縁パターン
７３０ 電極接続層（第２電極接続層）
７３２ 電極透過孔
７３６ 第１端子透過溝
７５０ 絶縁層（第１絶縁層）
７５２ 第１電極透過孔
７５４ 第２電極透過孔
７５６ 第２電極透過孔
７７０ 絶縁層（第２絶縁層）
７７２ 第１電極透過孔
７７４ 第２電極透過孔
７７６ 第１端子透過溝
７９０ 絶縁層（第３絶縁層）
７９２ 第１電極透過孔
７９４ 第２電極透過孔
７９６ 第１端子透過溝
７９８ 第２端子透過溝
８００ 下部プレート
Ｓ 溶接ユニット
Ｔ１ 大電流端子
Ｔ２ 大電流端子

Claims (14)

  1. バッテリーモジュールであって、
    相互積層される複数のバッテリーセルと、
    前記複数のバッテリーセルを収容するセルハウジングと、
    前記セルハウジングの上側を全て覆い、層状構造の電極接続層を介して前記複数のバッテリーセルの電極と電気的に接続するカバーバスバーと、を含むことを特徴とするバッテリーモジュール。
  2. 前記カバーバスバーが、前記電極接続層及び前記電極接続層の絶縁のための絶縁層の層状構造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。
  3. 前記電極接続層が、前記絶縁層の間に配置されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記カバーバスバーが、
    前記カバーバスバーの下側をなし、前記複数のバッテリーセルに対向する第１絶縁層と、
    前記第１絶縁層の上側に配置され、前記複数のバッテリーセルの正極及び負極のいずれか一つの電極と電気的に接続する第１電極接続層と、
    前記第１電極接続層の上側に配置される第２絶縁層と、
    前記第２絶縁層の上側に配置され、前記複数のバッテリーセルの正極及び負極のうち他の一つの電極と電気的に接続する第２電極接続層と、
    前記第２電極接続層の上側に配置され、前記カバーバスバーの上側をなす第３絶縁層と、を含む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。
  5. 前記第１電極接続層及び前記第２電極接続層が、フレキシブル印刷回路基板として備えられることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記第１電極接続層及び前記第２電極接続層の少なくとも一つの縁部には、絶縁パターンが設けられることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記カバーバスバーの縁部が、前記セルハウジングの縁部とシーミング接合されることを特徴とする請求項６に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記セルハウジング内に前記複数のバッテリーセルが部分的に浸るように満たされ、前記複数のバッテリーセルの冷却をガイドするための相変化物質を含む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。
  9. 前記セルハウジング及び前記カバーバスバーの少なくとも一つに装着され、前記複数のバッテリーセルを冷却するためのヒートシンクを含む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。
  10. 前記相変化物質が、前記複数のバッテリーセルの温度上昇時に気化して前記カバーバスバー側へ移動し、前記ヒートシンクによって液化して前記セルハウジングの下側へ移動することを特徴とする請求項９に記載のバッテリーモジュール。
  11. 前記セルハウジングの内壁の上側には、前記液化した前記相変化物質の前記セルハウジングの下側への移動をガイドするガイドリブが備えられることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリーモジュール。
  12. 前記複数のバッテリーセルが、円筒状の二次電池であ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。
  13. 少なくとも一つの、請求項１に記載のバッテリーモジュールと、
    前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパック。
  14. 少なくとも一つの、請求項１３に記載のバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車。
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