JP2022508487A - 接続プレートを備えるバッテリーパック及び電子デバイス並びに自動車 - Google Patents

接続プレートを備えるバッテリーパック及び電子デバイス並びに自動車 Download PDF

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Abstract

本発明によるバッテリーパックは、前後方向へ配列された複数のバッテリーモジュールを含み、前記複数のバッテリーモジュールの各々は、複数の電池セルと、モジュールハウジングと、一部位に前記複数の電池セルの上部または下部に位置し、前記複数の電池セルのいずれか一つに形成された電極端子と電気的に接続する接続端子が複数個形成された接続部、及び前記接続部の一端部から上方、下方、前方及び後方の少なくとも一つ以上の方向へ少なくとも１回以上折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部が、前記モジュールハウジングの左方または右方の外側壁に位置し、他のバッテリーモジュールの接続プレートの一部と接触するように構成された連結部を備えた接続プレートと、を備える。

Description

本発明は、接続プレートを備えるバッテリーパック及び電子デバイス並びに自動車に関し、より詳しくは、エネルギー密度を高め、長い寿命ないし安定性を確保したバッテリーパック及びそれを含む電子デバイス並びに自動車に関する。
本出願は、２０１９年７月２日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－００７９６０３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。
二次電池は、製品群に応じた適用性が高く、且つ、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する。このような二次電池は、携帯用機器のみならず、電気的駆動源によって駆動する電気自動車またはハイブリッド自動車、電力貯蔵装置などに普遍的に適用されている。
二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギー使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。
電気車両などに適用されるバッテリーパックは、高出力を得るために複数のバッテリーセルを含む複数のバッテリーモジュールを連結した構造を有している。そして、個々のバッテリーセルは、電極組立体として、正極及び負極集電体、セパレーター、活物質、電解液などを含み、構成要素間の電気化学的反応によって反復的に充放電が可能である。
最近、エネルギー貯蔵源としての活用を含めて大容量構造に対する必要性が高くなるにつれ、複数の二次電池が直列および／または並列に接続した複数のバッテリーモジュールを集合したマルチモジュール構造のバッテリーパックに対する需要が増加しつつある。この際、バッテリーパックは、限定された空間に多数の二次電池を収納できるようにバッテリーモジュールを密着配置して構成し得た。
そして、従来技術のバッテリーパックは、複数のバッテリーモジュールを相互に電気的に接続すると同時に、各々のバッテリーモジュールに備えられた複数の円筒型電池セルを電気的に接続するための構成としてメタルプレートを備えていた。
しかし、一つのバッテリーモジュールに搭載されたメタルプレートを他の一つのメタルプレートと連結するために、バッテリーモジュールのモジュールハウジング内にメタルプレートの連結溶接のための別の空間を設ける必要があった。
このような連結溶接のための空間によって、従来技術のバッテリーモジュールは、モジュールハウジングの死空間が形成され、より多くの円筒型電池セルを備えるのに限界があり、これによって、バッテリーパックのエネルギー密度が大きく低下するという問題があった。
さらに、最近、高率および大容量のバッテリーパックに対する要求が増加するにつれ、複数のバッテリーモジュールが高率で電力を伝達しながらも発熱が少ないメタルプレートに対する必要性が高まりつつある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エネルギー密度を高め、長い寿命ないし安定性を確保したバッテリーパックを提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の課題を達成するための本発明によるバッテリーパックは、
前後方向へ配列された複数のバッテリーモジュールを含み、
前記複数のバッテリーモジュールの各々は、
各々の上部及び下部に電極端子が形成され、水平方向へ配置された複数の電池セルと、
前記電池セルを挿入して収容するように内部に空間が形成されたモジュールハウジングと、
前記複数の電池セルの上部または下部に位置し、一部位に前記複数の電池セルのいずれか一つに形成された電極端子と電気的に接続する接続端子が複数個形成された接続部、及び前記接続部の一端部から上方、下方、前方、及び後方の少なくとも一つ以上の方向へ少なくとも１回以上折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部が、前記モジュールハウジングの左方または右方の外側壁に位置し、他のバッテリーモジュールの接続プレートの一部と接触するように構成された連結部を備えた接続プレートと、を備える。
さらに、前記接続プレートは、
プレート状であって前記複数の電池セルの上部に位置し、前記接続端子が前記電池セルの上部に形成された電極端子と電気的に接続する第１接続部、及び前記第１接続部の前方または後方の端部から下方へ折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部の左方または右方の端部から前方または後方へ折り曲げられて延びた第１連結部を備えた第１接続プレートと、
プレート状であって前記複数の電池セルの下部に位置し、前記接続端子が前記電池セルの下部に形成された電極端子と電気的に接続する第２接続部、及び前記第２接続部の左方または右方の端部から上方へ折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部が前記第１接続プレートの第１連結部の一部と接続する第２連結部を備えた第２接続プレートと、を備え得る。
そして、前記モジュールハウジングは、左方または右方の外側壁に平面を有するように形成され、前記連結部が重ねられた状態で配設されるように構成された保護部を備え得る。
また、前記保護部の内側には、外部に開放された通気孔が形成され得る。
さらに、前記モジュールハウジングの左右方向の外側壁には、水平方向へ突出して線状で連続的に延びた形態のリブが備えられ得る。
また、前記モジュールハウジングは、左方または右方の外側壁から外側方向へ突出したガイド突起を備え得る。
また、前記ガイド突起の一部は、前記第１接続プレートの第１連結部または前記第２接続プレートの第２連結部と対向するように構成され得る。
さらに、前記モジュールハウジングのガイド突起には、前記第１接続プレートの第１連結部または前記第２接続プレートの第２連結部が前記モジュールハウジングの外側壁に固定されるように前記第１連結部または前記第２連結部の一部を加圧するフック構造が形成され得る。
そして、前記モジュールハウジングは、前部の外側壁から前方へ突出した結合突起、及び後部の外側壁の外面から内側方向へ凹んだガイド溝を備え得る。
さらに、前記モジュールハウジングは、
左右方向の外側に上下方向へ貫通した固定孔と、
上下方向へ延びて前記固定孔に挿入されるように構成された固定管と、を備え得る。
また、前記第１連結部及び第２連結部の一部が、前記固定管の左右方向の外側と対向するように位置し得る。
さらに、前記バッテリーパックは、
前記複数のバッテリーモジュールを上部に搭載するプレート状の本体部、前記本体部の前端に備えられ、前記複数のバッテリーモジュールの最前方を覆うように構成された前方カバー部、及び前記本体部の後端部に備えられ、前記複数のバッテリーモジュールの最後方を覆うように構成された後方カバー部を備えるトレイと、
前記複数のバッテリーモジュールの上部を覆うように構成された上部カバーと、
前記複数のバッテリーモジュールの充放電電流を制御するように構成された電装品と、 をさらに含み得る。
そして、前記電装品は、前記前方カバー部または前記後方カバー部の外側に取り付けられ得る。
さらに、前記トレイの本体部及び上部カバーの各々には、一部分が前記本体部に固定され、残りの部分が前記バッテリーモジュールの位置する方向へ突出した固定部材が備えられ得る。
また、前記固定部材の残りの部分が前記固定管に挿入されて固定されるように構成され得る。
なお、上記の課題を達成するための本発明による電子デバイスは、本発明によるバッテリーパックを含む。
また、上記の課題を達成するための本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパックを含む。
本発明の一態様によれば、本発明のバッテリーパックは、連結部の結合がモジュールハウジングの左右側面で行われるように構成された接続プレートを備えることで、モジュールハウジング内で接続プレート同士の接続のための前後方向における空間を設けなくてもよい。これによって、バッテリーパックのエネルギー密度を大幅向上させることができる。
さらに、本発明の一態様によれば、本発明は、保護部の内側に通気孔を形成することで、保護部に配設された連結部を他の接続プレートの連結部と接合溶接する過程で発生した熱を通気孔から排出できる。これによって、接続プレートの接合溶接によってモジュールハウジングまたは内部に収容された複数の円筒型電池セルが損傷することを防止することができる。即ち、バッテリーパックの不良率を効果的に減少させることができる。
そして、本発明の一態様によれば、第１連結部及び第２連結部の一部は、固定管の左右方向の外側と対向するように位置することで、第１連結部及び第２連結部からモジュールハウジングの収納された複数の円筒型電池セルが所定の距離で離れて位置するように構成することができる。これによって、第１連結部及び第２連結部の溶接接合過程で発生した熱が複数の円筒型電池セルに及ぶ影響を減らすことができる。
また、本発明の一態様によれば、本発明のバッテリーパックがトレイの前方カバー部または後方カバー部の外側に取り付けられる少なくとも一つ以上の電装品を備えることで、複数のバッテリーモジュールで発生した電磁波や磁場がトレイによって遮断されるため、電装品の誤作動ないし電流や温度の検測誤謬を避けることができる。
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概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を分解して概略的に示す分解斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールを概略的に示す前方斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールを概略的に示した後方斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す側面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す部分平面図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す部分斜視図である。 本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックを概略的に示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示す斜視図である。
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。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応じた意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを概略的に示す斜視図である。そして、図２は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を分解して概略的に示す分解斜視図である。
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーパック１０００は、Ｆ方向から見た場合を基準に前後方向へ配列された複数のバッテリーモジュール２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６を含み得る。
ここで、複数のバッテリーモジュール２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６の各々は、複数の電池セル１００、モジュールハウジング２３０、及び接続プレート２１０を備え得る。
具体的に、前記電池セル１００は、円筒型電池セル１００であり得る。前記円筒型電池セル１００は、円筒型の電池缶１２０及び前記電池缶１２０の内部に収容された電極組立体（図示せず）を含み得る。
また、前記円筒型電池セル１００は、前記電池缶１２０が上下方向に立てられるように配置され得る。さらに、前記電池缶１２０は、電気伝導性の高い材質を含んでおり、例えば、前記電池缶１２０は、アルミニウム合金または銅合金を含み得る。
そして、前記電池缶１２０の上部及び下部には、二つの電極端子１１１が形成され得る。具体的に、前記電池缶１２０の上端の扁平な円形の上面には正極端子１１１ａが形成され、前記電池缶１２０の下端の扁平な円形の下面には負極端子１１１ｂが形成され得る。
また、前記電池缶１２０の側部には、電気的絶縁材が被覆され得る。
即ち、前記電池缶１２０は、内部に電極組立体の電極（図示せず）と電気的に接続しているため、意図しない導電性物体が前記電池缶１２０に接触して漏洩電流が発生しないように前記電池缶１２０の側部を囲む絶縁フィルム（図示せず）または電気絶縁性の接着剤が被覆され得る。
また、電極組立体（図示せず）は、正極活物質がコーティングされた正極板を備えた正極と負極活物質がコーティングされた負極板を備えた負極との間に分離膜を介在した状態で、ゼリーロール型で巻き取った構造で形成され得る。さらに、前記正極（図示せず）は正極タブが付着されて、電池缶１２０の上端の正極端子１１１ａに電気的に接続し得る。そして、前記負極（図示せず）には負極タブが付着されて、電池缶１２０の下端の負極端子１１１ｂに電気的に接続し得る。
さらに、前記複数の円筒型電池セル１００は、Ｆ方向から見たとき、モジュールハウジング２３０内で上下方向に立てられて水平方向へ配置され得る。
ここで、水平方向とは、円筒型電池セル１００を地面においたとき、地面に平行な方向を意味し、上下方向に垂直な平面上の少なくとも一方向ともいえる。
例えば、図２に示したように、前記バッテリーモジュール２００には、１６１個の円筒型電池セル１００が備えられている。そして、前記１６１個の円筒型電池セル１００は、モジュールハウジング２３０内で上下方向に立てられ、水平方向へ相互に隣接するように配置され得る。
ここで、本明細書で記載された、前、後、左、右、上、下のように方向を示す用語は、観測者の位置や対象が置かれた形態によって変わり得る。但し、本明細書においては、説明の便宜のために、Ｆ方向から見ることを基準にして、前、後、左、右、上、下などの方向に区分して示す。
図３は、本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールを概略的に示す前方斜視図である。そして、図４は、本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールを概略的に示す後方斜視図である。
図２と共に、図３及び図４を参照すると、前記モジュールハウジング２３０には、前記複数の円筒型電池セル１００を挿入して収容するように内部空間が形成され得る。前記モジュールハウジング２３０は、電気絶縁性材料を含み得る。例えば、前記モジュールハウジング２３０は、プラスチック材料を含み得る。より詳しくは、前記プラスチック材料は、ポリ塩化ビニルであり得る。
具体的に、前記モジュールハウジング２３０には、前記円筒型電池セル１００の外側面を囲むように複数の中空Ｈ１が形成され得る。さらに、前記モジュールハウジング２３０は、左右方向の外側壁２３２ｃ、２３２ｄ及び前後方向の外側壁２３２ａ、２３２ｂを備え得る。
また、前記モジュールハウジング２３０は、上部ケース２３１及び下部ケース２３３を含み得る。
ここで、前記上部ケース２３１には、前記円筒型電池セル１００の上部の外側面を囲むように中空Ｈ１が形成され得る。さらに、前記下部ケース２３３は、前記上部ケース２３１の下部に締結され、前記円筒型電池セル１００の下部の外側面を囲むように中空Ｈ１が形成され得る。
そして、前記モジュールハウジング２３０の前部の外側壁２３２ａの一部位Ｈ４には、前記外側壁２３２ａの外面から前方へ突出して延びた結合突起２３７が形成され得る。また、前記モジュールハウジング２３０の後方の外側壁２３２ｂには、前記結合突起２３７が挿入されるように前記外側壁２３２ｂの外面から電池セル１００が位置する内側方向へ凹んだガイド溝２３８が備えられ得る。
例えば、図３に示したように、前記モジュールハウジング２３０の前方の外側壁２３２ａには、４個の結合突起２３７が形成され得る。そして、図４に示したように、前記モジュールハウジング２３０の後部の外側壁２３２ｂには、２個のガイド溝２３８が形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のモジュールハウジング２３０の結合突起２３７は、他のバッテリーモジュール２０１のガイド溝２３８に挿入される方式で、複数のバッテリーモジュール２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６の配置をガイドできるため、複数のバッテリーモジュール２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６を容易に配置できるだけでなく、互いに容易に分離しないように固定できる。
また、前記接続プレート２１０は、接続部２１３及び連結部２１５を備え得る。具体的に、前記接続部２１３は、前記複数の電池セル１００の上部または下部に位置し得る。即ち、前記接続部２１３は、前記複数の電池セル１００の上部または下部に形成された電極端子１１１と対向するように位置し得る。さらに、前記接続部２１３の一部位には、前記複数の電池セル１００のいずれかに形成された電極端子１１１と電気的に接続する接続端子Ｃ１が複数個形成され得る。
さらに、前記接続プレート２１０は、電気伝導性素材からなり得る。例えば、前記電気伝導性素材は、銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀などを主材料として構成された金属合金であり得る。
より具体的に、前記接続部２１３には、上下方向へ穿孔された少なくとも一つ以上の接続開口Ｈ３が形成され得る。また、前記接続プレート２１０の接続端子Ｃ１は、前記複数の円筒型電池セル１００に形成された電極端子１１１と電気的に接続するように前記接続開口Ｈ３の内周縁から水平方向へ延長突出して形成され得る。そして、前記接続端子Ｃ１の延長突出した端部は、突出延長方向を基準で両側へ分かれた分枝構造を有し得る。
例えば、図２に示したように、一つの接続プレート２１１には、１２個の接続開口Ｈ３が形成され得る。また、他の一つの接続プレート２１２には、２３個の接続開口Ｈ３が形成され得る。そして、前記接続開口Ｈ３には、内周縁から、または前記接続プレート２１０の接続部２１３の前後方向の端部から水平方向へ延長突出して形成された接続端子Ｃ１が形成され得る。さらに、前記接続端子Ｃ１は、突出延長方向を基準に両側へ分かれた分枝構造を有し得る。
また、前記連結部２１５は、前記接続部２１３の一端部から、上方、下方、前方、及び後方のうちの少なくとも一つ以上の方向へ少なくとも１回以上折り曲げられて延びた構造を有し得る。例えば、図２に示したように、複数の電池セル１００の上部に位置する接続プレート２１１の連結部２１５ａは、前記接続部２１３の前端部から下方へ１回折り曲げられて延びた構造２１５ａ１を有し得る。そして、前記連結部２１５ａは、前記折り曲げられて延びた構造２１５ａ１の左右方向の両端部からさらに前方へ１回折り曲げられて延びた構造２１５ａ２を有し得る。即ち、前記連結部２１５は、合計で２回折り曲げられて延びた構造を有する。また、複数の電池セル１００の下部に位置する接続プレート２１２の連結部２１５ｂは、接続部２１３ｂの左右方向の両端部から上方へ１回折り曲げられて延びた構造を有し得る。
さらに、前記連結部２１５の折り曲げられて延びた一部は、前記モジュールハウジング２３０の左方または右方の外側壁２３２に位置し得る。また、前記連結部２１５は、左方または右方の外側壁２３２で、隣接する他のバッテリーモジュール２００の接続プレート２１０の一部と接触するように構成され得る。例えば、前記複数のバッテリーモジュール２００は、前記接続プレート２１０によって電気的に直列接続し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記バッテリーパック１０００は、連結部２１５の結合がモジュールハウジング２３０の左右側面で行われるように構成された接続プレート２１０を備えることで、モジュールハウジング２３０内で接続プレート２１１、２１２同士の接続のための前後方向における空間をさらに設けなくてもよい。これによって、バッテリーパック１０００のエネルギー密度を大幅に高めることができる。
より具体的には、前記接続プレート２１０は、二つの形態の第１接続プレート２１１及び第２接続プレート２１２を有し得る。
ここで、前記第１接続プレート２１１は、第１接続部２１３ａ及び第１連結部２１５ａを備え得る。前記第１接続部２１３ａは、プレート状であり得る。ここで、プレート状とは、上下面が左右側面よりも広く構成された扁平な平板状であることを意味する。そして、前記第１接続部２１３ａは、前記複数の電池セル１００の電極端子１１１が位置する上部に位置し、前記接続端子Ｃ１が前記電池セル１００の上部に形成された電極端子１１１と電気的に接続するように構成され得る。
さらに、前記第１連結部２１５ａは、前記第１接続部２１３ａの前方または後方の端部から下方へ折り曲げられて延びた構造２１５ａ１を有し、さらに前記折り曲げられて延びた構造２１５ａ１の一部の左方または右方の端部から前方または後方へ折り曲げられて延びた構造２１５ａ２を有し得る。
例えば、図２に示したように、前記第１接続プレート２１１の第１接続部２１３ａはプレート状であり、前記複数の電池セル１００の上部に位置し得る。前記接続部２１３ａは、複数の接続端子Ｃ１が前記電池セル１００の上部に形成された電極端子１１１と電気的に接続するように構成され得る。
また、前記第１接続プレート２１１は、前記第１接続部２１３ａの前方の端部から下方へ折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部の左方及び右方の両端部の各々から前方または後方へ折り曲げられて延びた第１連結部２１５ａが二つ備えられ得る。
ここで、前記第２接続プレート２１２は、第２接続部２１３ｂ及び第２連結部２１５ｂを備え得る。前記第２接続部２１３ｂは、プレート状であり得る。ここで、プレート状とは、上下面が左右側面よりも広く構成された扁平な平板状であることを意味する。そして、前記第２接続部２１３ｂは、前記複数の電池セル１００の電極端子１１１が位置する下部に位置し得る。前記第２接続部２１３ｂは、複数の接続端子Ｃ１が前記電池セル１００の下部に形成された電極端子１１１と電気的に接続するように構成され得る。
さらに、前記第２連結部２１５ｂは、前記第２接続部２１３ｂの左方または右方の端部から上方へ折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部が前記第１接続プレート２１１の第１連結部２１５ａの一部と接続するように構成され得る。
例えば、図２に示したように、前記第２接続プレート２１２の第２接続部２１３ｂはプレート状であり、前記複数の電池セル１００の下部に位置し得る。前記第２接続部２１３ｂは、複数の接続端子Ｃ１が前記電池セル１００の下部に形成された電極端子１１１と電気的に接続し得る。
また、前記第２接続プレート２１２は、前記第２接続部２１３ｂの左方及び右方の両端部から上方へ折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部が前記第１接続プレート２１１の第１連結部２１５ａの一部と接続する二つの第２連結部２１５ｂを備え得る。
図５は、本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す側面図である。
図３及び図４と共に図５をさらに参照すると、前記モジュールハウジング２３０は、保護部３３５を備え得る。前記保護部３３５は、前記連結部２１５と対応する左側の外側壁２３２ｃまたは右側の外側壁２３２ｄに平面を有するように構成され得る。前記保護部３３５は、前記連結部２１５が重ねられた状態で配設されるように構成され得る。さらに、前記保護部３３５は、左右方向における所定の厚さを有し得る。
例えば、図５のように、前記モジュールハウジング２３０の右側の外側壁２３２には、保護部３３５が備えられ得る。図５には示されないが、前記モジュールハウジング２３０の左側の外側壁２３２にも保護部３３５が備えられ得る。
さらに、前記モジュールハウジング２３０の左右方向の外側壁２３２には、水平方向へ突出して線状で連続的に延びた形態のリブＲ１が備えられ得る。例えば、図５に示したように、前記モジュールハウジング２３０の右側の外側壁２３２ｂには、保護部３３５を除いた部分において前後方向及び上下方向へ延びた格子形態のリブＲ１が備えられ得る。図示していないが、前記モジュールハウジング２３０の左側の外側壁２３２にも、保護部３３５を除いた部分において前後方向及び上下方向へ延びた格子形態のリブＲ１が備えられ得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記モジュールハウジング２３０の左右方向の外側壁２３２にリブＲ１を備えることで、バッテリーモジュール２００の重量を減少させることができるだけでなく、モジュールハウジング２３０の機械的剛性も効果的に確保することができる。
図６は、本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す部分平面図である。
図３及び図５と共に図６を参照すると、前記保護部３３５の内側には、上下方向へ穿孔された形態であるか、または上方から下方へ凹んだ形態の通気孔３３５ｈが形成され得る。前記通気孔３３５ｈは、上方が開放された形態であり得る。
前記通気孔３３５ｈは、保護部３３５の内側に形成され、接続プレート２１０の連結部２１５の溶接工程で発生した熱を空気に伝導する方式で外部へ排出するように構成され得る。例えば、図６に示したように、前記保護部３３５は、一定の厚さを有するように構成され、前記保護部３３５の前記円筒型電池セル１００が位置する内側には、通気孔３３５ｈが形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明の前記保護部３３５の内側に通気孔３３５ｈを形成することで、前記保護部３３５に配設された連結部２１５ｂを他の接続プレート２１１の連結部２１５ａと接合溶接する過程で発生した熱を前記通気孔３３５ｈによって排出することができる。これによって、接続プレート２１０の接合溶接によってモジュールハウジング２３０または内部に収容された複数の円筒型電池セル１００が損傷することを防止することができる。即ち、バッテリーパック１０００の不良率を効果的に減少させることができる。
図２と共に図５をさらに参照すると、前記モジュールハウジング２３０には、左方または右方の外側壁２３２から外側方向へ突出したガイド突起３３７が備えられ得る。例えば、図５に示したように、前記モジュールハウジング２３０の右側の外側壁２３２ｂには、ガイド突起３３７が右方へ突出するように構成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ガイド突起３３７は、前記モジュールハウジング２３０の外側を囲むように構成された構成、例えば、パックハウジング（図示せず）を支持することで、前記モジュールハウジング２３０と前記パックハウジングとの離隔距離を設定する役割を果たし得る。即ち、前記ガイド突起３３７は、前記パックハウジングの内面と前記接続プレート２１０の連結部２１５とが接触する場合、接続プレート２１０の損傷や断線または短絡が発生することを防止することができる。
また、前記ガイド突起３３７の一部は、前記第１接続プレート２１１の第１連結部２１５ａまたは前記第２接続プレート２１２の第２連結部２１５ｂと対向するように構成され得る。例えば、図５に示したように、前記ガイド突起３３７は、前記第２接続プレート２１２の一側と対向して支持するように構成され得る。
図７は、本発明の他の実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す部分斜視図である。
図７を参照すると、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール１００Ａのモジュールハウジング２３０のガイド突起３３７Ａには、図５のガイド突起３３７と比較する場合、フック構造３３７ｈがさらに形成され得る。前記ガイド突起３３７Ａのフック構造３３７ｈは、前記第１接続プレート２１１の第１連結部２１５ａまたは前記第２接続プレート２１２の第２連結部２１５ｂが前記モジュールハウジング２３０の外側壁２３２ｄに固定されるように前記第１連結部２１５ａまたは前記第２連結部２１５ｂの一部を加圧するように構成され得る。
例えば、図７に示したように、前記モジュールハウジング２３０の右側の外側壁２３２ｄには、ガイド突起３３７Ａが備えられており、前記ガイド突起３３７Ａには、前記第２接続プレート２１２の第２連結部２１５ｂを加圧固定するように構成されたフック構造３３７ｈが形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記モジュールハウジング２３０に備えられたガイド突起３３７Ａに接続プレート２１０の連結部２１５を加圧固定するように構成されたフック構造３３７ｈを形成することで、前記接続プレート２１１、２１２の連結部２１５ａ、２１５ｂ同士の溶接を容易にし、バッテリーパック１０００に振動が発生しても前記フック構造によって安定的に前記接続プレート２１０の連結部２１５が固定される。
図２をさらに参照すると、前記モジュールハウジング２３０は、固定孔２３０ｈ及び固定管２４０を備え得る。具体的に、前記固定孔２３０ｈは、前記モジュールハウジング２３０の本体の中央を中心にして左右方向の外側に位置し得る。前記固定孔２３０ｈは、前記モジュールハウジング２３０の本体の一部が上下方向へ貫通した形態であり得る。例えば、図２に示したように、前記モジュールハウジング２３０の本体において左右方向における両外側の各々には、固定孔２３０ｈが形成され得る。
また、前記固定管２４０は、上下方向へ延びた管状であり得る。前記固定管２４０は、前記固定孔２３０ｈに挿入されるように構成され得る。
さらに、前記固定管２４０は、特定の設置場所に前記バッテリーモジュール２００を底面や天井に固定するための固定ボルト（図示せず）などを挿入するための用途で使用可能である。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記モジュールハウジング２３０に固定管２４０を備えることで、前記複数のバッテリーモジュール２００を備えたバッテリーパック１０００を設置場所に安定的に固定できるように固定部材（図示せず）を容易に挿入して固定することができる。
図２をさらに参照すると、前記第１連結部２１５ａ及び前記第２連結部２１５ｂが互いに接触している部分は、前記固定管２４０の左右方向の外側と対向するように位置し得る。例えば、図２に示したように、前記第１接続プレート２１１に備えられた二つの第１連結部２１５ａ及び前記第２接続プレート２１２の左右両側に備えられた二つの第２連結部２１５ｂは、互いに接合し得る。この際、レーザー溶接方式で接合を行い得る。そして、前記第１連結部２１５ａ及び第２連結部２１５ｂの接合部位は、前記固定管２４０の左右方向の外側と対向するように位置し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記第１連結部２１５ａ及び前記第２連結部２１５ｂの一部は、前記固定管２４０の左右方向の外側と対向するように位置することで、前記第１連結部２１５ａ及び前記第２連結部２１５ｂから前記モジュールハウジング２３０の収納された複数の円筒型電池セル１００が所定の距離で離れて位置するように構成できる。これによって、第１連結部２１５ａ及び第２連結部２１５ｂの溶接接合過程で発生した熱が複数の円筒型電池セル１００に及ぼす影響を減らすことができる。
図８は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックを概略的に示す斜視図である。図９は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示す斜視図である。
図８及び図９を参照すると、前記バッテリーパック１０００は、トレイ２５０、上部カバー２５７、及び少なくとも一つ以上の電装品（図示せず）を備え得る。
具体的に、前記トレイ２５０は、本体部２５１、前方カバー部２５３、及び後方カバー部２５５を備え得る。前記トレイ２５０は、例えば、機械的剛性に優れた鋼鉄、またはステンレススチールなどの金属材料からなり得る。
より具体的には、前記本体部２５１は、前記複数のバッテリーモジュール２００を上部に載置するようにプレート状であり得る。前記本体部２５１は、前記複数のバッテリーモジュール２００の全体面積よりも大きい上面を有し得る。
前記前方カバー部２５３は、前記本体部２５１の前端に備えられ、前記複数のバッテリーモジュール２００の最前方をカバーするように構成され得る。前記前方カバー部２５３は、前記本体部２５１の前端から上方へ折り曲げられて延びた形態を有し得る。そして、前記後方カバー部２５５は、前記本体部２５１の後端部に備えられ、前記複数のバッテリーモジュール２００の最後方をカバーするように構成され得る。前記後方カバー部２５５は、前記本体部２５１の後端から上方へ折り曲げられて延びた形態を有し得る。
例えば、図８に示したように、他の実施例によるバッテリーパック１０００Ｂは、複数のバッテリーモジュール２００を内部に収容しているトレイ２５０を備え得る。ここで、トレイ２５０は、鋼鉄またはステンレススチールなどの素材からなり得る。
具体的に、前記トレイ２５０は、前記複数のバッテリーモジュール２００を上部に載置する本体部２５１、前記複数のバッテリーモジュール２００の最前方をカバーする前方カバー部２５３、及び前記複数のバッテリーモジュール２００の最後方をカバーする後方カバー部２５５を含み得る。
さらに、前記バッテリーパック１０００は、前記複数のバッテリーモジュール２００の上部をカバーするように構成された上部カバー２５７を備え得る。前記上部カバー２５７の前端及び後端は、前記トレイ２５０の前方カバー部２５３及び後方カバー部２５５と連結または結合し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記バッテリーパック１０００は、トレイ２５０及び上部カバー２５７を備えることで、外部衝撃から内蔵された複数のバッテリーモジュール２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６を保護できる。
また、前記バッテリーパック１０００は、前記複数のバッテリーモジュールの充放電電流を制御するように構成された電装品（図示せず）をさらに含み得る。
前記少なくとも一つ以上の電装品は、前記前方カバー部２５３または前記後方カバー部２５５の外側に取り付けられ得る。例えば、図８に示したように、前記トレイ２５０の前方カバー部２５３の前方外側には、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）３００をカバーするＢＭＳハウジングの内部に複数の電装品（図示せず）が内蔵されたバッテリー管理システム３００が備えられ得る。
ここで、バッテリーパック１０００に含まれる電装品の代表的な例としては、リレー、電流センサー、ヒューズなどが挙げられる。このような電装品は、バッテリーパック１０００に含まれた円筒型電池セル１００の充放電を管理し、安全性を確保するための構成要素であって、多くのバッテリーパック１０００に必須に含まれる構成要素であるといえる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のバッテリーパック１０００が前記トレイ２５０の前方カバー部２５３または前記後方カバー部２５５の外側に取り付けられる少なくとも一つ以上の電装品を備えることで、複数のバッテリーモジュール２００で発生した電磁波や磁場が前記トレイ２５０によって遮断され、電装品の誤作動ないし電流や温度検測の誤謬を避けることができる。
図８及び図９をさらに参照すると、前記トレイ２５０の本体部２５１及び上部カバー２５７の各々には、固定部材２７０が備えられ得る。前記固定部材２７０は、一部が前記本体部２５１に固定され、残りの部分が前記バッテリーモジュール２００の位置する方向へ突出した形態を有し得る。
また、前記トレイ２５０の本体部２５１及び上部カバー２５７の各々には、固定部材２７０の一部が挿入されて固定される挿入ホール２５７ｈが備えられ得る。さらに、前記挿入ホール２５７ｈは、上下方向へ穿孔された形態であり得る。例えば、前記固定部材２７０は、押入れナット（ペムナット）を備え得る。前記押入れナットは、前記挿入ホール２５７ｈに挿入されて固定されるように構成され得る。
さらに、前記固定部材２７０は、上部カバー２５７の下面に複数個が備えられ得る。前記固定部材２７０は、下方へ突出した構造を有し得る。即ち、前記挿入ホール２５７ｈに挿入された固定部材２７０は、下方へ尖った錐の形態を有し得る。
そして、前記トレイ２５０の本体部２５１には、複数の固定部材２７０が備えられ得る。前記固定部材２７０は、上方へ突出した構造を有し得る。即ち、前記挿入ホール２５７ｈに挿入された固定部材２７０は、上方へ尖った錐の形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記トレイ２５０の本体部２５１及び前記上部カバー２５７の各々にバッテリーモジュール２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６を固定するように構成された固定部材２７０を備えることで、バッテリーモジュール２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６を上部カバー２５７及び前記トレイ２５０の本体部２５１に搭載した状態で動かないように固定できる。
また、本発明による電子デバイスは、前記バッテリーパック１０００を含み得る。さらに、前記電子デバイス（図示せず）は、前記バッテリーパック１０００を内部に収容するケース（図示せず）を備え得る。
さらに、本発明による自動車（図示せず）は、前記バッテリーパック１０００を含み得る。さらに、前記自動車は、例えば、前記バッテリーパック１０００を電源にする電気モーター（図示せず）を備えた電気自動車であり得る。
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
本発明は、接続プレートを含むバッテリーパックに関する。また、本発明は、前記バッテリーパックを含む電子デバイス及び前記バッテリーパックを含む自動車関連産業に利用可能である。
１００ 円筒型電池セル（電池セル）
１１１ 電極端子
１１１ａ 正極端子
１１１ｂ 負極端子
２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６ バッテリーモジュール
２１０ 接続プレート
２１１ 第１接続プレート
２１２ 第２接続プレート
２１３ 接続部
２１３ａ 第１接続部
２１３ｂ 第２接続部
２１５ 連結部
２１５ａ 第１連結部
２１５ｂ 第２連結部
２３０ モジュールハウジング
２３０ｈ 固定孔
２３１ 上部ケース
２３２，２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄ 外側壁
２３３ 下部ケース
３３５ 保護部
３３７ ガイド突起
３３７ｈ フック構造
２４０ 固定管
２５０ トレイ
２５１ 本体部
２５３ 前方カバー部
２５５ 後方カバー部
２５７ 上部カバー
２７０ 固定部材
３００ ＢＭＳ（電装品）
１０００ バッテリーパック
Ｈ１ 中空
さらに、前記モジュールハウジング２３０の左右方向の外側壁２３２には、水平方向へ突出して線状で連続的に延びた形態のリブＲ１が備えられ得る。例えば、図５に示したように、前記モジュールハウジング２３０の右側の外側壁２３２ｄには、保護部３３５を除いた部分において前後方向及び上下方向へ延びた格子形態のリブＲ１が備えられ得る。図示していないが、前記モジュールハウジング２３０の左側の外側壁２３２にも、保護部３３５を除いた部分において前後方向及び上下方向へ延びた格子形態のリブＲ１が備えられ得る。

Claims (15)

  1. 前後方向へ配列された複数のバッテリーモジュールを含み、
    前記複数のバッテリーモジュールの各々は、
    各々の上部及び下部に電極端子が形成され、水平方向へ配置された複数の電池セルと、
    前記電池セルを挿入して収容するように内部に空間が形成されたモジュールハウジングと、
    前記複数の電池セルの上部または下部に位置し、一部位に前記複数の電池セルのいずれか一つに形成された電極端子と電気的に接続する接続端子が複数個形成された接続部、及び前記接続部の一端部から上方、下方、前方、及び後方のうちの少なくとも一つ以上の方向へ少なくとも１回以上折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部が、前記モジュールハウジングの左方または右方の外側壁に位置し、他のバッテリーモジュールの接続プレートの一部と接触するように構成された連結部を備えた接続プレートと、
    を備えることを特徴とする、バッテリーパック。
  2. 前記接続プレートは、
    プレート状であって前記複数の電池セルの上部に位置し、前記接続端子が前記電池セルの上部に形成された電極端子と電気的に接続する第１接続部、及び前記第１接続部の前方または後方の端部から下方へ折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部の左方または右方の端部から前方または後方へ折り曲げられて延びた第１連結部を備えた第１接続プレートと、
    プレート状であって前記複数の電池セルの下部に位置し、前記接続端子が前記電池セルの下部に形成された電極端子と電気的に接続する第２接続部、及び前記第２接続部の左方または右方の端部から上方へ折り曲げられて延び、前記折り曲げられて延びた一部が前記第１接続プレートの第１連結部の一部と接続する第２連結部を備えた第２接続プレートと、
    を備え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. 前記モジュールハウジングは、左方または右方の外側壁に平面を有するように形成され、前記連結部が重ねられた状態で配設されるように構成された保護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。
  4. 前記保護部の内側には、外部に開放された通気孔が形成されたことを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記モジュールハウジングの左右方向の外側壁には、水平方向へ突出して線状で連続的に延びた形態のリブが備えられたことを特徴とする、請求項３または４に記載のバッテリーパック。
  6. 前記モジュールハウジングは、左方または右方の外側壁から外側方向へ突出したガイド突起を備え、
    前記ガイド突起の一部は、前記第１接続プレートの第１連結部または前記第２接続プレートの第２連結部と対向するように構成されたことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーパック。
  7. 前記モジュールハウジングのガイド突起には、前記第１接続プレートの第１連結部または前記第２接続プレートの第２連結部が前記モジュールハウジングの外側壁に固定されるように前記第１連結部または前記第２連結部の一部を加圧するフック構造が形成されたことを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーパック。
  8. 前記モジュールハウジングには、前部の外側壁から前方へ突出した結合突起、及び後部の外側壁の外面から内側方向へ凹んだガイド溝が備えられたことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーパック。
  9. 前記モジュールハウジングは、
    左右方向の外側に上下方向へ貫通した固定孔と、
    上下方向へ延びて前記固定孔に挿入されるように構成された固定管と、
    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。
  10. 前記第１連結部及び第２連結部の一部が、前記固定管の左右方向の外側と対向するように位置することを特徴とする、請求項９に記載のバッテリーパック。
  11. 前記バッテリーパックは、
    前記複数のバッテリーモジュールを上部に搭載するプレート状の本体部、前記本体部の前端に備えられ、前記複数のバッテリーモジュールの最前方を覆うように構成された前方カバー部、及び前記本体部の後端部に備えられ、前記複数のバッテリーモジュールの最後方を覆うように構成された後方カバー部を備えるトレイと、
    前記複数のバッテリーモジュールの上部を覆うように構成された上部カバーと、
    前記複数のバッテリーモジュールの充放電電流を制御するように構成された電装品と、 をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載のバッテリーパック。
  12. 前記電装品は、前記前方カバー部または前記後方カバー部の外側に取り付けられることを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーパック。
  13. 前記トレイの本体部及び上部カバーの各々には、一部分が前記本体部に固定され、残りの部分が前記バッテリーモジュールの位置する方向へ突出した固定部材が備えられ、
    前記固定部材の残りの部分が前記固定管に挿入されて固定されるように構成されることを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーパック。
  14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、電子デバイス。
  15. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、自動車。
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