JP2020514984A - バッテリーパック及びそれを含む自動車 - Google Patents

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Abstract

本発明の一実施例によるバッテリーパックは、少なくとも１つのバッテリーセルを含むバッテリーモジュール；バッテリーモジュールを収容するケース本体、及びケース本体と溶接結合されてバッテリーモジュールをパッケージングするケースカバーを含むパックケース；並びにパックケースのケース本体に設けられ、溶接結合の正確度を確認するための少なくても１つの溶接性確認ガイダを含むことを特徴とする。

Description

本発明は、バッテリーパック及びそれを含む自動車に関する。
本出願は、２０１７年８月２２日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−０１０６０４９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、すべて本出願に組み込まれる。
製品群毎の適用性が高く、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、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に用いられている。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という一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。
現在、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の二次電池が広く使用されている。このような単位二次電池セル、すなわち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ〜４．２Ｖである。したがって、これより高い出力電圧が求められる場合、多数のバッテリーセルを直列で連結してバッテリーパックを構成することがある。また、バッテリーパックに求められる充放電容量に応じて多数のバッテリーセルを並列で連結してバッテリーパックを構成することもある。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、求められる出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定され得る。
一方、多数のバッテリーセルを直列／並列で連結してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも１つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールをまず構成し、このような少なくとも１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付け加え、バッテリーパックを構成する方法が一般的である。ここで、バッテリーモジュールやバッテリーパックを構成するバッテリーセルは、一般に容易に相互積層可能なパウチ型二次電池であり得る。
従来のバッテリーパックは、少なくとも１つのバッテリーセルを含むバッテリーモジュール及び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を含んで構成され、パックケースはバッテリーモジュールを収容するケース本体及びケース本体と溶接結合されてバッテリーモジュールをパッケージングするケースカバーを含んで構成される。
従来のバッテリーパックにおいて、このような溶接結合による溶接性はパックケースの密封力に繋がるため、溶接工程の際、ケース本体とケースカバーとの間の溶接性の確認は工程の重要な要素である。
従来、溶接性の確認は、ケース本体とケースカバーとの間の溶接面が溶け込んだ高さの確認を通じて行われるが、このような高さの確認は別途のセンサーなどの装備を用いて行われる。
しかし、このような別途のセンサーなどの装備を用いた溶接性の確認は、溶接結合作業の後、別途の工程で行われるため、工程設備構成が付け加えられてコストが増加し、工程時間が増える問題がある。
さらに、従来のバッテリーパックで溶接性を確認する場合、すべての溶接面が一様に溶け込まないため、センサーなどを用いた作業者の定性的判断だけでは正確に寸法を判断し難い問題がある。
本発明は、パックケースの溶接結合時の溶接性をより簡便に確認することができるバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することを目的とする。
また、本発明は、パックケースの溶接結合時の溶接性に対する定量的判断を行うことができるバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することを他の目的とする。
上記の目的を解決するため、本発明は、少なくとも１つのバッテリーセルを含むバッテリーモジュール；前記バッテリーモジュールを収容するケース本体、及び前記ケース本体と溶接結合されて前記バッテリーモジュールをパッケージングするケースカバーを含むパックケース；並びに前記パックケースの前記ケース本体に設けられ、前記溶接結合の正確度を確認するための少なくても１つの溶接性確認ガイダ；を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
前記ケースカバーは、前記溶接結合を通じて前記ケース本体の上部周縁と結合され、前記少なくとも１つの溶接性確認ガイダは、前記ケース本体の上部周縁に形成され得る。
前記ケースカバーは、前記溶接結合によって前記ケース本体の下側に沿って高さ及び傾きの少なくとも１つが変化し、前記少なくとも１つの溶接性確認ガイダは、前記ケースカバーの変化した高さ及び傾きをユーザの目視で確認できるようにガイドし得る。
前記少なくとも１つの溶接性確認ガイダは、前記ケース本体の水平方向に沿って所定長さで形成される複数の寸法刻印部を備え得る。
前記複数の寸法刻印部は、前記ケース本体の上下方向に沿って所定距離離隔して配置され得る。
前記複数の寸法刻印部は、相異なる少なくとも２つの長さを有するように形成され得る。
相異なる長さを有する寸法刻印部は、相互交互に配置され得る。
前記複数の寸法刻印部は、前記ケース本体に所定深さを有するように形成される複数の寸法刻印溝を備え得る。
前記溶接性確認ガイダは、複数個備えられ、前記複数個の溶接性確認ガイダは、前記ケース本体の上部周縁に沿って所定距離離隔して配置され得る。
また、本発明は、上述した実施例によるバッテリーパックを少なくとも１つ含むことを特徴とする自動車を提供する。
本発明の多様な実施例によれば、パックケースの溶接結合時の溶接性をより簡便に確認可能なバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することができる。
さらに、本発明の多様な実施例によれば、パックケースの溶接結合時の溶接性に対する定量的判断が可能なバッテリーパック及びそれ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パックを説明するための図である。 図１のバッテリーパックのパックケースのケース本体の斜視図である。 図２のケース本体の側面図である。 図３のケース本体のＡ部分の拡大図である。 図１のバッテリーパックのパックケースの溶接結合を説明するための図である。 図５の溶接結合時の溶接性確認ガイダを用いた溶接品質確認を説明するための図である。 図５の溶接結合時の溶接性確認ガイダを用いた溶接品質確認を説明するための図である。 図５の溶接結合時の溶接性確認ガイダを用いた溶接品質確認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とで本発明をより明確にする。後述する実施例は発明の理解を助けるため例示的に示されるものであり、本発明が後述する実施例から多様に変形されて実施できることを理解せねばならない。また、発明の理解を助けるため、添付された図面は、実際の縮尺ではなく、一部構成要素の寸法が誇張して示され得る。
図１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り、図２は図１のバッテリーパックのパックケースのケース本体の斜視図であり、図３は図２のケース本体の側面図であり、図４は図３のケース本体のＡ部分の拡大図である。
図１〜図４を参照すれば、バッテリーパック１０は、エネルギー源であって、電気自動車、ハイブリッド自動車などの自動車に備えられるが、ここに限定されず、家庭用または産業用エネルギー源としても用いられ得る。
このような前記バッテリーパック１０は、バッテリーモジュール１００、パックケース２００及び溶接性確認ガイダ３００を含むことができる。
前記バッテリーモジュール１００は、少なくとも１つまたは複数のバッテリーセルを含むことができる。前記バッテリーセルは二次電池であって、パウチ型二次電池であり得るが、ここに限定されず、円筒型二次電池または角形二次電池も用いられ得る。
前記パックケース２００は、前記バッテリーモジュール１００をパッケージングするものであって、ケース本体２１０及びケースカバー２３０を含むことができる。
前記ケース本体２１０には、前記バッテリーモジュール１００を収容可能な収容空間が設けられる。前記ケース本体２１０は、後述するケースカバー２３０と溶接結合されて前記バッテリーモジュール１００をパッケージングすることができる。
前記溶接結合は、前記ケース本体２１０の上側、具体的に、前記ケース本体２１０の上部周縁２１５で行われ得る。前記溶接結合を通じて前記パックケース２００の内部を密封させることができる。
前記ケースカバー２３０は、前記ケース本体２１０の上側を覆い、前記ケース本体２１０と前記溶接結合を通じて連結されて、前記ケース本体２１０とともに前記バッテリーモジュール１００をパッケージングすることができる。具体的に、前記ケースカバー２３０は前記ケース本体２１０の上部周縁２１５と溶接結合され得る。
前記溶接性確認ガイダ３００は、前記溶接結合の溶接性などの前記溶接結合の正確度を確認するためのものであって、前記パックケース２００の前記ケース本体２１０に設けられる。具体的に、前記溶接性確認ガイダ３００は前記ケース本体２１０の上部周縁２１５に形成され得る。
前記溶接性確認ガイダ３００は、作業者などのユーザの目視確認を通じて前記溶接性などの溶接結合の正確度を確認できるようにガイドすることができる。具体的に、前記溶接性確認ガイダ３００は、前記ケース本体２１０と前記ケースカバー２３０との溶接の際、前記ケース本体２１０の溶接部の溶け込みによる前記ケースカバー２３０の変化した高さ及び傾きなどをユーザの目視で確認できるようにガイドすることができる。
前記溶接性確認ガイダ３００は、複数個設けられ得、前記複数個の溶接性確認ガイダ３００は、前記ケース本体２１０の前記上部周縁２１５に沿って所定距離離隔して配置され得る。
前記複数の溶接性確認ガイダ３００は、それぞれ、複数の寸法刻印部３１０、３３０を備える。
前記複数の寸法刻印部３１０、３３０は、前記ケース本体２１０の水平方向に沿って所定長さで形成され、前記ケース本体２１０の上下方向に沿って所定距離離隔して配置され得る。
前記複数の寸法刻印部３１０、３３０は、前記ケース本体２１０から所定深さを有するように形成される複数の寸法刻印溝を備えるが、ここに限定されず、ユーザの目視で容易に確認可能な突出した形状を備えても良い。
前記複数の寸法刻印部３１０、３３０は、前記ケース本体２１０の上下方向による総幅Ｗが溶接結合時の溶接結合の正確度を保障する指標になり得る位置に形成され得る。これによって、前記ユーザなどは、溶接結合時の溶接によって下側に下がった前記ケースカバー２３０の下端部位置が前記複数の寸法刻印部３１０、３３０の上下方向による総幅の間に位置する場合、前記密封力を保障する溶接が行われたと判断することができる。
前記複数の寸法刻印部３１０、３３０は、前記ケース本体２１０の水平方向で相異なる少なくとも２つの長さを有するように形成され得る。さらに、前記相異なる長さを有する寸法刻印部３１０、３３０は、前記ケース本体２１０の上下方向で相互交互に配置され得る。これは、前記ユーザの目視確認の際、ユーザの視認力をより増大させるためである。
以下、前記複数の寸法刻印部３１０、３３０を備える前記溶接性確認ガイダ３００を用いた溶接性の確認メカニズムについて具体的に説明する。
図５は図１のバッテリーパックのパックケースを溶接結合を説明するための図であり、図６〜図８は図５の溶接結合時の溶接性確認ガイダを用いた溶接品質確認を説明するための図である。
図５〜図８を参照すれば、前記バッテリーパック１０において、前記パックケース２００の前記ケース本体２１０と前記ケースカバー２３０とを溶接結合するとき、前記ケースカバー２３０は溶接の進行によって前記ケース本体２１０の下側に向かって高さ及び傾きの少なくとも１つが変化しながら下がり得る。
ここで、作業者などの前記ユーザは、前記溶接性確認ガイダ３００を通じて前記ケースカバー２３０の変化した位置をより簡便に確認することができる。本実施例では、前記ケースカバー２３０の変化した位置を前記溶接性確認ガイダ３００を通じてユーザの目視で確認することで溶接性の正確度をより簡便に確認することができる。
例えば、図６に示されたように、作業者などの前記ユーザは、前記ケースカバー２３０の下がった高さｈが前記溶接性確認ガイダ３００の総幅Ｗ（図４を参照）の間に位置し、水平線上で前記ケースカバー２３０が前記溶接性確認ガイダ３００の前記寸法刻印部３１０、３３０の水平長さと平行になれば、前記溶接結合が正しく行われたと確認することができる。
前記溶接結合が不良であるケースは以下のようである。図７に示されたように、前記ケースカバー２３０の下がった高さｈ１が前記溶接性確認ガイダ３００の前記寸法刻印部３１０、３３０の最上端より上側に位置すれば、ユーザはこれを目視で確認して前記溶接結合が不良であると判断することができる。
また、図８に示されたように、前記ケースカバー２３０が前記溶接性確認ガイダ３００の前記寸法刻印部３１０、３３０に対して所定の傾きθを有するように配置される場合、ユーザはこれを目視で確認して前記溶接結合が不良であると判断することができる。
このように、本実施例においては、このような前記溶接性確認ガイダ３００を通じて作業者などのユーザの目視確認だけでも前記パックケース２００の溶接結合の正確度を確認することができる。
さらに、本実施例では、ユーザの目視で前記溶接性確認ガイダ３００の上下方向の幅範囲内に前記ケースカバー２３０の下端部が位置するか否か及び前記溶接性確認ガイダ３００に対する前記ケースカバー２３０の下端部の傾きなどを確認することで前記溶接結合の正確度を明確に確認できるため、前記溶接性確認ガイダ３００を用いて前記溶接結合の正確度に対する定量的判断も可能になる。
このように、本実施例では、前記パックケース２００の前記ケース本体２１０に設けられる前記溶接性確認ガイダ３００を通じて、溶接結合工程の際、作業者などのユーザの目視で前記パックケース２００の溶接性を直ちに確認できるため、溶接性確認のための別途のセンサーなどの装備を用いた後続確認工程を必要としない。したがって、本実施例によれば、別途の溶接性確認工程のための設備構成追加によるコスト及び全体工程時間を著しく減らすことができる。
以上のような多様な実施例によって、パックケース２００の溶接結合時の溶接性をより簡便に確認可能なバッテリーパック１０及びそれを含む自動車を提供することができる。
さらに、以上のような多様な実施例によって、パックケース２００の溶接結合時の溶接性に対して定量的に判断可能なバッテリーパック１０及びそれを含む自動車を提供することができる。
以上、本発明の望ましい実施例を図示し説明したが、本発明が上述した特定の実施例に限定されることはなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱することなく発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって多様な変形実施が可能であり、このような変形実施は本発明の技術的思想や見込みから個別的に理解されてはならない。
１０ バッテリーパック
１００ バッテリーモジュール
２００ パックケース
２１０ ケース本体
２３０ ケースカバー
３００ 溶接性確認ガイダ

Claims (10)

  1. 少なくとも１つのバッテリーセルを含むバッテリーモジュールと、
    前記バッテリーモジュールを収容するケース本体、及び前記ケース本体と溶接結合されて前記バッテリーモジュールをパッケージングするケースカバーを含むパックケースと、
    前記パックケースの前記ケース本体に設けられ、前記溶接結合の正確度を確認するための少なくても１つの溶接性確認ガイダと、
    を含むことを特徴とするバッテリーパック。
  2. 前記ケースカバーは、前記溶接結合を通じて前記ケース本体の上部周縁と結合され、前記少なくとも１つの溶接性確認ガイダは、前記ケース本体の上部周縁に形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記ケースカバーは、前記溶接結合によって前記ケース本体の下側に沿って高さ及び傾きの少なくとも１つが変化し、前記少なくとも１つの溶接性確認ガイダは、前記ケースカバーの変化した高さ及び傾きをユーザの目視で確認可能にガイドすることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
  4. 前記少なくとも１つの溶接性確認ガイダは、前記ケース本体の水平方向に沿って所定長さで形成される複数の寸法刻印部を備えることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
  5. 前記複数の寸法刻印部は、前記ケース本体の上下方向に沿って所定距離離隔して配置されることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
  6. 前記複数の寸法刻印部は、相異なる少なくとも２つの長さを有するように形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載のバッテリーパック。
  7. 相異なる長さを有する寸法刻印部が相互交互に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のバッテリーパック。
  8. 前記複数の寸法刻印部は、前記ケース本体に所定深さを有するように形成される複数の寸法刻印溝を備えることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  9. 前記溶接性確認ガイダは、複数個備えられ、前記複数個の溶接性確認ガイダは、前記ケース本体の上部周縁に沿って所定距離離隔して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パック。
  10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも１つ含むことを特徴とする自動車。
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