JP2021509757A - バッテリーモジュール - Google Patents

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Abstract

本発明の実施例によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルが積層されてなるバッテリーセル組立体、バッテリーセル組立体の一端に隣接して配置されるエンドプレート、及びバッテリーセル組立体の一端とエンドプレートとの間に介在される緩衝部材を含み、緩衝部材は複数の纎維からなる織物又は不織布であり得る。

Description

本出願は２０１８年１１月１９日付の韓国特許出願第２０１８−０１４２７５８号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示された全ての内容はこの明細書の一部として含まれる。
本発明はバッテリーモジュールに関するものである。
最近、ノートブック型コンピュータ、スマートフォン、タブレット型コンピュータのような携帯用電子機器の需要が増大するにつれて繰り返し充放電の可能な高性能二次電池に対する研究が活発に進んでいる。
また、携帯用電子機器のような小型装置だけではなく、自動車、ロボット、衛星のような中型・大型装置にも二次電池が広く用いられている。特に、化石燃料の枯渇及び環境汚染に対する関心が高まるにつれて、ハイブリッド自動車と電気自動車に対する研究が活発に進んでいる。このようなハイブリッド自動車や電気自動車における最も核心的な部品は、モーターに電力を供給するバッテリーパックである。
ハイブリッド自動車や電気自動車の場合、バッテリーパックから駆動力を得ることができるから、内燃機関のみ使用する自動車に比べて燃費に優れ、公害物質を排出しないか減少させることができるという利点を有する。ハイブリッド自動車や電気自動車に使われるバッテリーパックは複数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールを含み、複数のバッテリーセルが互いに直列及び／又は並列で連結されることにより、バッテリーモジュールの容量及び出力が増大する。
バッテリーモジュールの内部には複数のバッテリーセルが密接に備えられるので、外部衝撃に対する安全性を確保する必要がある。バッテリーモジュールの落下のような多様な原因によってバッテリーセルに物理的な衝撃が加わる場合、バッテリーセルが損傷しながらバッテリーセル内部の電解液が外部に漏出するおそれがある。また、物理的な衝撃によって複数のバッテリーセルが損傷しながら複数のバッテリーセルの間で外部短絡が発生してバッテリーモジュールの発火又は爆発をもたらすおそれがある。
したがって、バッテリーモジュールに衝撃が加わる場合にも、複数のバッテリーセル間の外部短絡を防止することができる構成が必要とされる。
本発明は従来技術の問題を解決するためのものであり、本発明の目的は、バッテリーモジュールに物理的な衝撃が加わる場合にも複数のバッテリーセル間の外部短絡を防止するように構成されるバッテリーモジュールを提供することである。
前述した目的を達成するための本発明の実施例によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルが積層されてなるバッテリーセル組立体、バッテリーセル組立体の一端に隣接して配置されるエンドプレート、及びバッテリーセル組立体の一端とエンドプレートとの間に介在される緩衝部材を含むことができ、緩衝部材は複数の纎維からなる織物又は不織布であり得る。
纎維はアラミド系電気絶縁性纎維であり得る。
緩衝部材は、複数のバッテリーセルの間に向かって突出する突出部を備えることができる。
突出部は、複数のバッテリーセルの間に向かってその幅が徐々に減少するように形成されることができる。
突出部は、複数のバッテリーセルの間に向かって鋭角を有する先端を有することができる。
緩衝部材に対向するエンドプレートの表面には、複数のバッテリーセルの間に向かって突出する突起が備えられることができる。
突起は、複数のバッテリーセルの間に向かってその幅が徐々に減少するように形成されることができる。
本発明の実施例によるバッテリーモジュールは、バッテリーセル組立体を包むように収容するフレームをさらに含むことができ、エンドプレートはフレームに固定されることができる。
本発明の第１実施例によるバッテリーモジュールを概略的に示す分解斜視図である。 本発明の第１実施例によるバッテリーモジュールの一部を概略的に示す断面図である。 本発明の第２実施例によるバッテリーモジュールの一部を概略的に示す断面図である。 本発明の第３実施例によるバッテリーモジュールを概略的に示す分解斜視図である。 本発明の第３実施例によるバッテリーモジュールの一部を概略的に示す断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例によるバッテリーモジュールについて説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施例によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセル１１０が積層されてなるバッテリーセル組立体１００と、バッテリーセル組立体１００を包むように収容するフレーム２００と、バッテリーセル組立体１００の両端に隣接して配置されるエンドプレート３００と、バッテリーセル組立体１００の両端とエンドプレート３００との間に介在される緩衝部材４００とを含むことができる。
例えば、バッテリーセル１１０はパウチ型バッテリーセルであり得る。この場合、バッテリーセル１１０は、電極組立体及び電極組立体を収容するパウチを備えることができる。電極組立体は、複数の電極板（陽極板及び陰極板）と複数の分離膜が組み立てられて構成されることができる。電極組立体の各電極板には電極タブが設けられ、複数の電極タブが電極リード１１１と連結されることができる。電極リード１１１はパウチから外部に露出され、電極リード１１１の露出された部分はバッテリーセル１１０の電極端子として機能することができる。
電極リード１１１は、陽極リード及び陰極リードを含むことができる。複数のバッテリーセル１１０の電極リード１１１は溶接によって互いに並列又は直列で連結されることができる。これにより、複数のバッテリーセル１１０が互いに電気的に連結されることができる。
例えば、複数の陽極リードはバッテリーセル組立体１００の前方に突出することができ、複数の陰極リードはバッテリーセル組立体１００の後方に突出することができる。このような場合、陽極リードと陰極リードとの間に干渉がない。他の例として、陽極リード及び陰極リードが一緒にバッテリーセル組立体１００の前方又は後方に突出することができる。
フレーム２００は複数のバッテリーセル１１０を内部空間に収容する。フレーム２００は複数のバッテリーセル１１０の外縁部を外部から保護する役割をする。フレーム２００は複数のバッテリーセル１１０を遊動なしに支持するように構成される。フレーム２００の両側には開口が形成され、バッテリーセル組立体１００の両端がフレーム２００の開口を通して外部に露出されることができる。
エンドプレート３００はフレーム２００にボルティング、溶接、リベッティングなどの多様な方法によって結合されることができる。エンドプレート３００はフレーム２００の開口を閉鎖するようにフレーム２００に結合されることができる。エンドプレート３００は、バッテリーセル組立体１００の両端を支持し、バッテリーセル組立体１００の膨張によるバッテリーモジュールの外形変化を防止する役割を果たすことができる。エンドプレート３００は高剛性の金属からなることができる。
緩衝部材４００は、バッテリーモジュールに物理的な衝撃が加わってエンドプレート３００が変形する場合、エンドプレート３００の変形を一部吸収する役割を果たす。また、緩衝部材４００は、エンドプレート３００が変形するとき、複数のバッテリーセル１１０の間に侵透して複数のバッテリーセル１１０を互いに絶縁させる役割を果たす。よって、バッテリーモジュールに物理的な衝撃が加わってエンドプレート３００が変形しても、複数のバッテリーセル１１０の間に外部短絡が発生することを防止することができる。
緩衝部材４００は複数の纎維からなる織物又は不織布であり得る。よって、エンドプレート３００が変形するとき、緩衝部材４００の複数の纎維が複数のバッテリーセル１１０の間に侵透することができる。緩衝部材４００が複数の纎維から構成されるので、緩衝部材４００は所定の柔軟性を有することができる。よって、複数のバッテリーセル１１０の間に容易に侵透することができる。
ここで、緩衝部材４００を構成する纎維はアラミド系電気絶縁性纎維（防弾素材）であることが好ましい。緩衝部材４００を構成する纎維が電気絶縁性纎維からなることにより、エンドプレート３００が変形するとき、緩衝部材４００の複数の纎維が複数のバッテリーセル１１０の間に侵透して複数のバッテリーセル１１０を互いに絶縁することができる。また、複数のバッテリーセル１１０と外部導体との外部短絡も防止することができる。また、緩衝部材４００を構成する纎維はアラミド系纎維からなるので、複数のバッテリーセル１１０の変形を最小化することができる。
本発明の第１実施例によるバッテリーモジュールによれば、バッテリーセル組立体１００とエンドプレート３００との間に複数の纎維からなる緩衝部材４００が挿入される。よって、バッテリーモジュールの落下などによって、エンドプレート３００に外力が加わってエンドプレート３００が変形する場合、緩衝部材４００を成す複数の纎維が複数のバッテリーセル１１０の間に侵透する。よって、エンドプレート３００が外部衝撃によって変形する場合にも、複数のバッテリーセル１１０間の外部短絡及びバッテリーセル１１０と周辺導体間の外部短絡を防止することができ、複数のバッテリーセル１１０の変形を最小化することができる。
以下、図３を参照して本発明の第２実施例によるバッテリーモジュールについて説明する。本発明の第１実施例の構成要素と同一の構成要素に対しては同じ符号を付与し、これについての詳細な説明は省略する。
図３に示すように、本発明の第２実施例によるバッテリーモジュールにおいて、緩衝部材４００は、複数のバッテリーセル１１０の間に向かって突出する突出部４１０を備えることができる。突出部４１０は、複数のバッテリーセル１１０の間に向かってその幅が徐々に減少する楔形の形状を有することができる。突出部４１０は鋭角を有する鋭い先端を有することができる。
本発明の第２実施例によるバッテリーモジュールによれば、緩衝部材４００は複数のバッテリーセル１１０の間に向かって突出する突出部４１０を備える。よって、エンドプレート３００が外力によって変形する場合、緩衝部材４００の楔形の形状の突出部４１０が複数のバッテリーセル１１０の間に侵透することにより、緩衝部材４００を成す複数の纎維が複数のバッテリーセル１１０の間により容易に侵透することができる。
以下、図４及び図５を参照して本発明の第３実施例によるバッテリーモジュールについて説明する。本発明の第１及び第２実施例の構成要素と同一の構成要素に対しては同じ符号を付与し、これについての詳細な説明は省略する。
図４及び図５に示すように、本発明の第３実施例によるバッテリーモジュールにおいて、緩衝部材４００に対向するエンドプレート３００の表面には複数のバッテリーセル１１０の間に向かって突出する突起３１０を備えることができる。突起３１０は複数のバッテリーセル１１０の間に向かってその幅が徐々に減少する楔形の形状を有することができる。
本発明の第３実施例によるバッテリーモジュールによれば、緩衝部材４００に対向するエンドプレート３００の表面には、複数のバッテリーセル１１０の間に向かって突出する突起３１０が備えられる。よって、エンドプレート３００が外力によって変形する場合、緩衝部材４００が突起３１０によって押圧され、複数のバッテリーセル１１０の間により容易に侵透することができる。
本発明の好適な実施例を例示的に説明したが、本発明の範囲はこのような特定の実施例に限定されず、請求範囲に記載した範疇内で適切に変更可能である。
本発明の実施例によるバッテリーモジュールによれば、バッテリーセル組立体とエンドプレートとの間に複数の纎維からなる緩衝部材が挿入される。よって、バッテリーモジュールの落下などによって、エンドプレートに外力が加わってエンドプレートが変形する場合、緩衝部材を成す複数の纎維が複数のバッテリーセルの間に侵透する。よって、エンドプレートが外部衝撃によって変形する場合にも、複数のバッテリーセル間の外部短絡及びバッテリーセルと周辺導体との間の外部短絡を防止することができ、複数のバッテリーセルの変形を最小化することができる。
１００ バッテリーセル組立体
１１０ バッテリーセル
２００ フレーム
３００ エンドプレート
３１０ 突起
４００ 緩衝部材
４１０ 突出部

Claims (9)

  1. 複数のバッテリーセルが積層されてなるバッテリーセル組立体と、
    前記バッテリーセル組立体の一端に隣接して配置されるエンドプレートと、
    前記バッテリーセル組立体の一端と前記エンドプレートとの間に介在される緩衝部材とを含み、
    前記緩衝部材は複数の纎維からなる織物又は不織布であることを特徴とする、バッテリーモジュール。
  2. 前記纎維はアラミド系電気絶縁性纎維である、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記緩衝部材は、前記複数のバッテリーセルの間に向かって突出する突出部を備える、請求項１または請求項２に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記突出部は、前記複数のバッテリーセルの間に向かってその幅が徐々に減少するように形成されている、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記突出部は、前記複数のバッテリーセルの間に向かって鋭角を有する先端を有する、請求項３または請求項４に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記緩衝部材に対向する前記エンドプレートの表面には、前記複数のバッテリーセルの間に向かって突出する突起が備えられる、請求項１または請求項２に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記突起は、前記複数のバッテリーセルの間に向かってその幅が徐々に減少するように形成されている、請求項６に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記バッテリーセル組立体を包むように収容するフレームをさらに含み、
    前記エンドプレートは前記フレームに固定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む、バッテリーパック。
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