JP2022537790A - 隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュール - Google Patents
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Abstract
本発明は隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールに関し、より詳しくはモジュールケース（１００）及び単位モジュール（２００）を含む電池モジュールであって、前記モジュールケース（１００）は絶縁性素材からなり、内部には２個以上の単位モジュール（２００）を収納し、前記２個以上の単位モジュール（２００）は所定の間隔で離隔して位置し、各単位モジュール（２００）は１個以上の電池セル（２３０）が垂直方向に積層されていることを特徴とする隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールに関する。
Description
本出願は２０１９年１２月１２日付の韓国特許出願第２０１９－０１６５８３６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この明細書の一部として含まれる。
本発明は隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールに関し、より詳しくは複数のモジュールが互いに分離されており、かつカバーに多数のホールが形成されているので、発生したガスを外部に容易に放出することができる隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールに関する。
携帯電話、ノートブック型ＰＣ、カムコーダー、デジタルカメラなどのモバイル機器に対する技術開発及び需要が増加するのに伴って充放電の可能な二次電池に対する技術が活発に開発されている。また、二次電池は大気汚染物質を発生させる化石燃料の代替エネルギー源であり、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）などに適用されているので、二次電池に対する開発の必要性がますます高くなっている状況である。
現在商用化した二次電池としては、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、リチウム二次電池などがある。このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんどなくて充放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高い利点によって脚光を浴びている。
一方、このような二次電池が電気自動車などのように大容量及び高電圧を必要とするデバイスに使われるときには、多数の電池セルが配列された構造の電池モジュール乃至電池パックなどの形態として使われる。
しかし、短絡、熱衝撃、絶縁などによって特定の電池セルに熱暴走現象が発生すれば、電池セルの内部では高温のガスが発生し、これは隣接した単位セルまたは電池モジュールの変形及び破壊を引き起こす。
これに関連して、韓国公開特許第２０１３－００８６６７７号には、電池セルがセルカバーで包まれている構造の一つ以上の単位モジュールが垂直に立てられて積層された状態でモジュールケースに装着された一つ以上の電池モジュールから構成された電池モジュール配列体と、電池モジュール配列体が搭載されるベースプレートと、下端がベースプレートに固定された状態で前記電池モジュール配列体の両側面を支持する一対のエンドプレートと、前記電池モジュール配列体とエンドプレートとの間に介在され、電池モジュール配列体と対面する面には外力に対する緩衝作用と冷媒流路の形成のための一つ以上のリブが形成されている絶縁部材とを含むことを特徴とする電池パックが開示されている。
前記韓国公開特許第２０１３－００８６６７７号は、エンドプレートを用いて緩衝作用を果たし、冷媒流路を形成して安全性を補完したが、依然として電池セルが密着しているから、短絡、熱衝撃、絶縁などの内部の問題が発生するとき、電池セルに高温のガスが蓄積し、その影響が密着した隣接電池セルに及んで熱暴走が発生する危険が存在する問題点が残っている。
本発明は前記のような問題点を解決するために、熱暴走の発生の際に熱気またはガスが隣接電池モジュールに及ぼす影響を最小化することができる構造を有する隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールを提供することを目的とする。
また、本発明は、組立てが簡単であり、締結部材を最小化することができる構造を有する隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールを提供することを目的とする。
前記のような問題点を解決するための本発明による隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールは、モジュールケース（１００）及び単位モジュール（２００）を含む電池モジュールであって、前記モジュールケース（１００）は絶縁性素材からなり、内部には２個以上の単位モジュール（２００）を収納し、前記２個以上の単位モジュール（２００）は所定の間隔で離隔して位置し、各単位モジュール（２００）は１個以上の電池セル（２３０）が垂直方向に積層されることを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記モジュールケース（１００）は、上部ハウジング（１１０）、下部ハウジング（１２０）、前面カバー（１３０）、及び後面カバー（１４０）を含むことを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記後面カバー（１４０）は外部に突出する折曲部（１４１）を備え、前記折曲部（１４１）には複数のホール（１４２）が形成されることを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記単位モジュール（２００）は、上部カバー（２１０）、下部カバー（２２０）、前記上部カバー（２１０）及び前記下部カバー（２２０）によって形成される空間部に収納される複数の電池セル（２３０）、前面バスバーアセンブリー（２４０）、後面バスバーアセンブリー（２５０）、一側面が前記上部カバー（２１０）及び前記下部カバー（２２０）と密着する一対のエンドプレート（２６０）、及び前記電池セル（２３０）の下部及び上部にそれぞれ位置する一対のクーリングフィン（２７０）を含むことを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記上部カバー（２１０）は、水平に位置する第１水平部（２１１）、前記第１水平部（２１１）の両側端から下方に延びた一対の第１垂直部（２１２）、所定の距離で離隔したままで前記第１垂直部（２１２）のそれぞれに形成された一対の第１収容溝（２１３）、及び前記第１垂直部（２１２）の一側端に所定の形状に切開されている第１切開部（２１４）を含み、前記下部カバー（２２０）は、水平に位置する第２水平部（２２１）、前記第２水平部（２２１）の両側端から上方に延びた一対の第２垂直部（２２２）、所定の距離で離隔したままで前記第２垂直部（２２２）のそれぞれに形成された一対の第２収容溝（２２３）、及び前記第２垂直部（２２２）の一側端に所定の形状に切開されている第２切開部（２２４）を含むことを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記上部カバー（２１０）及び前記下部カバー（２２０）は鋼板からなることを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記前面バスバーアセンブリー（２４０）は、複数のスリットが形成された六面体状の第１フレーム（２４１）、前記第１収容溝（２１３）及び前記第２収容溝（２２３）にそれぞれ結合される前記第１フレーム（２４１）の外側面に形成された複数の第３突起（２４２）、及び所定の間隔で離隔したままで所定の長さに内側に延びた複数の第１間隔維持部（２４４）を含み、前記後面バスバーアセンブリー（２５０）は、複数のスリットが形成された六面体状の第２フレーム（２５１）、前記第１収容溝（２１３）及び前記第２収容溝（２２３）にそれぞれ結合される前記第２フレーム（２５１）の外側面に形成された複数の第４突起（２５２）、及び所定の間隔で離隔したままで所定の長さに内側に延びた複数の第２間隔維持部（２５４）を含むことを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記２個以上の単位モジュール（２００）はインターバスバー（３００）を介して電気的に連結され、前記２個以上の単位モジュール（２００）は第３間隔維持部（４００）によって所定の距離で離隔した状態を維持することを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記インターバスバー（３００）は、所定の長さを有する第３水平部（３１０）、前記第３水平部（３１０）の縁部から所定の角度に折り曲げられた一対の第３垂直部（３２０）、及び前記一対の第３垂直部（３２０）間の第５切開部（３３０）を含むことを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記第３間隔維持部（４００）は、隣接した前記単位モジュール（２００）の第１切開部（２１４）に装着される第４水平部（４１０）、前記第４水平部（４１０）の両側端から垂直方向に所定の長さに延びて隣接した前記単位モジュール（２００）のカバーの内側面に位置する一対の第４垂直部（４２０）、及び前記第４垂直部（４２０）の下端に連結され、隣接した前記単位モジュール（２００）の第２切開部（２２４）に装着される第５水平部（４３０）を含むことを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記第５水平部（４３０）は、前記インターバスバー（３００）の前記第３水平部（３１０）を収納するように‘コ’字形を有することを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記２個以上の単位モジュール（２００）は２０ｍｍ～３０ｍｍの間隔で離隔していることを特徴とする。
また、本発明の電池モジュールにおいて、前記下部ハウジング（１２０）の内側面には前記単位モジュール（２００）を所定の距離で離隔した状態で維持するための支持部（１２３）が設けられることを特徴とする。
また、本発明による電池パックは前述した電池モジュールを含むことを特徴とする。
また、本発明によるデバイスは前述した電池パックを備えることを特徴とする。
本発明による隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールは、複数の単位モジュールが所定の間隔で離隔するように位置しているので、特定の単位モジュールで熱暴走などのイベントが発生しても隣接単位モジュールへの伝達を最小化することができるという利点がある。
また、本発明による隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールは、複数の単位モジュールを連結する間隔維持部を備えているので、堅固に固定及び締結することができるという利点がある。
さらに、本発明による隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールは、単位モジュールのカバーまたは単位モジュールを取り囲むハウジングが絶縁素材または耐熱性素材からなっているので、安全性を向上させることができるという利点がある。
本出願で、“含む”、“有する”または“備える”などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、構成要素、部分品またはこれらの組合せが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組合せなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その間にさらに他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというとは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、本発明による隣接モジュールへのガス移動を防止することができる電池モジュールを実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の好適な実施例による電池モジュールを前面及び後面から見た斜視図、図２は本発明の好適な実施例による電池モジュールを前面から見た分解斜視図である。
これらの図１及び図２を参照して本発明による電池モジュールを説明すると、電池モジュールは、モジュールケース１００、複数の単位モジュール２００、インターバスバー３００、及び第３間隔維持部４００を含む。
まず、モジュールケース１００について詳細に説明すると、複数の単位モジュール２００を取り囲むモジュールケース１００は、上部ハウジング１１０、下部ハウジング１２０、前面カバー１３０、及び後面カバー１４０を含む。
上部ハウジング１１０は単位モジュール２００の側面の一部と上面をカバーするように‘コ’字形を有し、外部からの衝撃を緩和させることができるように凹凸構造を有することが好ましい。
特に、側面を成す第１側部１１１の凹凸部には下方に所定の長さに突出した第１突起１１２が設けられ、第１突起１１２が設けられた凹凸部には後述する第２突起１２２が収容される。
下部ハウジング１２０は上部ハウジング１１０と類似して外形を有する。すなわち、単位モジュール２００の側面の一部と下面をカバーするように‘コ’字形を有し、外部からの衝撃を緩和させることができるように凹凸構造を有する。
そして、水平内側面には、一対の単位モジュール２００が収納されたとき、これらの間隔を維持するとともに、ハウジング内での遊動を防止するように所定の間隔で離隔した一対の支持部１２３が形成されている。
もちろん、図面には下部ハウジング１２０のみに設けられているものとして示されているが、上部ハウジング１１０にも設けられることができるというのは言うまでもない。
下部ハウジング１２０の第２側部１２１も凹凸構造を有し、凹凸部には上方に向かっている第２突起１２２が設けられる。
上部ハウジング１１０と下部ハウジング１２０が結合されるときの締結構造について簡単に説明すると、第１突起１１２と第２突起１２２は互いに会わないほどにずれるように形成さる。よって、第１突起１１２は第２突起１２２が形成された凹凸部に挿入され、かつ第２突起１２２は第１突起１１２が形成された凹凸部に挿入されて締結される構造であるので、複雑な締結手段なしもハウジングの結合及び固定が容易である。
一方、上部ハウジング１１０と下部ハウジング１２０は絶縁素材からなることが好ましい。
次に、電池モジュールの前面に位置する前面カバー１３０は前面ＩＣＢ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）などを含み、外部からの物理的衝撃などからＩＣＢ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）及び単位モジュールを保護する。
後面カバー１４０は電池モジュールの後面に位置し、電池モジュールの幅方向（Ｚ方向）に沿って外部に突出した折曲部１４１が形成され、また折曲部１４１にはガス排出または冷却用空気が通過することができる複数のホール１４２が形成されている。
すなわち、短絡、熱衝撃または絶縁破壊などによって特定の電池セル２３０で熱暴走が発生するとき、発生したガスは複数のホール１４２を通して速かに外部に排出されることができ、また普段には外部空気が容易に流入するので、電池モジュールが適正温度で作動することを助ける。
さらに、折曲部１４１は後述する上部カバー２１０の第１突出部２１５と下部カバー２２０の第２突出部２２５とを上下から取り囲むので、上部カバー２１０と下部カバー２２０をより確かに固定することができるという利点がある。
一方、上下部ハウジング内に収納される複数の単位モジュール２００は所定の距離で離隔するように位置することにより、電池モジュール内でガスが移動することができる流路が形成され、よって熱暴走などのイベントが発生するとき、隣接単位モジュール２００へのガス移動や熱伝逹を最小化することができ、安全性が向上する利点がある。
複数の単位セルを含む単位モジュール２００、単位モジュール２００を電気的に連結するインターバスバー３００及び単位モジュール２００を離隔した状態で維持するための第３間隔維持部４００についての詳細な説明は後述する。
図３は本発明の好適な実施例による単位モジュールから上下部ハウジングを分離した状態で後面から見た斜視図及び側面図、図４は本発明の好適な実施例による単位モジュールの分解斜視図である。
図３及び図４を参照して単位モジュール２００について具体的に説明すると、単位モジュール２００は、上部カバー２１０、下部カバー２２０、電池セル２３０、前面バスバーアセンブリー２４０、後面バスバーアセンブリー２５０、エンドプレート２６０、及びクーリングフィン２７０を含む。
まず、上部カバー２１０について詳細に説明すると、水平に位置する第１水平部２１１と、第１水平部２１１の両側端から下方に延びた一対の第１垂直部２１２とを含む。
そして、第１垂直部２１２には所定の形状を有する一対の第１収容溝２１３が所定の距離で離隔して形成され、第１垂直部２１２の一側縁端には所定の形状の第１切開部２１４が形成されている。
ここで、一対の第１収容溝２１３は後述する前面バスバーアセンブリー２４０の第３突起２４２及び後面バスバーアセンブリー２５０の第４突起２５２とそれぞれ締結される。
そして、第１切開部２１４には後述する第３間隔維持部４００の第４水平部４１０が装着される。
一方、第１垂直部２１２の第１切開部２１４の下側には外側に所定の長さに突出した第１突出部２１５が形成され、これは前述したように後面カバー１４０の折曲部１４１に装着される。
次に、下部カバー２２０について説明すると、前述した上部カバー２１０と互いに対応する形状を有する。
すなわち、水平に位置する第２水平部２２１と、第２水平部２２１の両側縁端から上方に延びた一対の第２垂直部２２２とを含んでなり、同様に所定の距離で離隔している一対の第２収容溝２２３及び第２切開部２２４が形成されている。
一対の第２収容溝２２３は前面バスバーアセンブリー２４０の第３突起２４２と後面バスバーアセンブリー２５０の第４突起２５２とそれぞれ締結され、第２切開部２２４には第３間隔維持部４００の第５水平部４３０が装着される。
また、後面カバー１４０の折曲部１４１に装着されるように、第２垂直部２２２の第２切開部２２４の下側にも外側に所定の長さに突出した第２突出部２２５が形成されている。
ここで、これらの上部カバー２１０及び下部カバー２２０は不燃性素材でありながらも高融点の鋼板からなることが好ましい。これは、内部でガスが発生して圧力が上昇しても体積膨張を抑制し、さらに熱暴走に耐えることができるようにするためである。
図７は本発明の好適な実施例による電池セルの斜視図である。図７を参照しながら電池セル２３０について説明すると、電池セル２３０はセル組立体を含んでいる。セル組立体は、長いシート状の正極と負極との間に分離膜が介在されてから巻き取られる構造を有するゼリーロール型セル組立体、または長方形の正極及び負極が分離膜を挟む状態で積層される構造の単位セルからなるスタック型セル組立体、単位セルが長い分離フィルムによって巻き取られるスタックフォルディング型セル組立体、または単位セルが分離膜を挟む状態で積層されて互いに付着されるラミネーションスタック型セル組立体などからなることができるが、これに限定されない。
前記のようなセル組立体はセルケース２３１に内蔵され、セルケース２３１は通常的に内部層／金属層／外部層のラミネートシート構造を有する。内部層はセル組立体と直接的に接触するので絶縁性及び耐電解液性を有しなければならなく、また外部からの密閉のためにシーリング性、すなわち内部層同士熱接着されたシーリング部位は優れた熱接着強度を有しなければならない。このような内部層の材料としては、耐化学性に優れながらもシーリング性が良いポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンアクリル酸、ポリブチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂及びポリイミド樹脂から選択されることができるが、これらに限定されず、引張強度、剛性、表面硬度、耐衝撃強度などの機械的物性及び耐化学性が優れたポリプロピレンが一番好ましい。
内部層と接している金属層は外部から水分や各種のガスが電池の内部に浸透することを防止するバリア層に相当し、このような金属層の好ましい材料としては、軽いながらも成形性に優れたアルミニウム薄膜を使うことができる。
そして、金属層の他側面には外部層が設けられる。このような外部層は、電極組立体を保護しながら耐熱性及び耐化学性を確保するように、引張強度、透湿防止性及び空気透過防止性に優れた耐熱性ポリマーを使うことができる。一例として、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレートを使うことができるが、これに限定されない。
一方、正極リード２３２及び負極リード２３３からなるリードは、セル組立体の正極タブと負極タブがそれぞれ電気的に連結されてからケースの外部に露出される構造を有し、前記のような電池セルは一般的に知られている構成に相当するので、より詳細な説明は省略する。
また、図４を参照して複数の電池セル２３０を電気的に連結する前面バスバーアセンブリー２４０について説明すると、前面バスバーアセンブリー２４０は、第１フレーム２４１、第３突起２４２、第３切開部２４３、及び第１間隔維持部２４４を含む。
第１フレーム２４１は電極リードが貫通するように複数のスリットが形成され、六面体状を有し、第３突起２４２は第１フレーム２４１の外側面に複数個が形成されている。このような第３突起２４２は前述した上部カバー２１０の第１収容溝２１３及び下部カバー２２０の第２収容溝２２３と締結される。
第３切開部２４３は前面バスバーアセンブリー２４０の縁部の下部に位置し、内部の連結部材が通過する通路である。
そして、第１間隔維持部２４４は電池セル２３０に平行な方向に所定の長さに突出した板状を有し、電池セル２３０が互いに所定の距離で離隔した状態を維持するようにする。
次に、後面バスバーアセンブリー２５０は、第２フレーム２５１、第４突起２５２、第４切開部２５３、及び第２間隔維持部２５４を含む。
第２フレーム２５１は、電極リードが貫通するように、複数のスリットが形成され、六面体状を有し、第４突起２５２は第２フレーム２５１の外側面に複数個が形成されている。このような第４突起２５２は前述した上部カバー２１０の第１収容溝２１３及び下部カバー２２０の第２収容溝２２３と締結される。
第２間隔維持部２５４は、第１間隔維持部２４４と同様に、電池セル２３０が互いに所定の距離で離隔した状態を維持するように助ける。
次に、最外郭に位置する電池セル２３０の一側面、具体的には上部カバー２１０及び下部カバー２２０に一番近接して位置する一対の電池セル２３０の側面には一対のエンドプレート２６０が位置する。
このようなエンドプレート２６０はクッション素材からなることができ、これは外部衝撃から電池セル２３０を保護するためである。
垂直に並んで配置された電池セル２３０の上面と下面にそれぞれ位置するクーリングフィン２７０は、充放電の際に必ず発生する熱を吸収することによって電気的性能を維持させる。
図５は本発明の好適な実施例による単位モジュールを連結する第３間隔維持部が装着される部分の拡大斜視図、図６は本発明の好適な実施例による単位モジュールを連結するインターバスバーの装着部分を説明するための分解斜視図である。
図５及び図６を参照してインターバスバー３００及び第３間隔維持部４００について具体的に説明すると、インターバスバー３００は、所定の長さを有する第３水平部３１０、第３水平部３１０の縁端から所定の角度に折り曲げられた一対の第３垂直部３２０、及び一対の第３垂直部３２０の間に所定の形状に切開された第５切開部３３０を含む。
第３水平部３１０は、隣接して位置する一対の単位モジュール２００を電気的に連結するように、 下部カバー２２０の第２切開部２２４に装着され、一対の第３垂直部３２０は各単位モジュール２００の端子と連結される。
第３間隔維持部４００は、第４水平部４１０、一対の第４垂直部４２０、及び第５水平部４３０を含む。
第４水平部４１０は隣接した単位モジュール２００の第１切開部２１４に装着されて単位モジュール２００間のガス移動を最大限遮断し、一対の第４垂直部４２０は第４水平部４１０の両側縁端から垂直方向に所定の長さに延びたままで隣接単位モジュール２００のカバーの内側に位置する。また、第５水平部４３０は第４垂直部４２０の下端に連結され、隣接した単位モジュール２００の第２切開部２２４に装着される。
ここで、第５水平部４３０は内部が空いている‘コ’字形を有することが好ましい。これは、後面カバー１４０、上部カバー２１０及び下部カバー２２０の間を絶縁させることとともに、インターバスバー３００の第３水平部３１０の外側面を取り囲み、外部から流入する各種の異物から保護するためのである。
以上のような構成を有するインターバスバー３００及び第３間隔維持部４００が後面バスバーアセンブリー２５０の第４切開部２５３に挿入及び装着されることにより、隣接した単位モジュール２００を電気的に連結しながらも外部に突出しなくて体積が増加することを抑制することができ、さらに単位モジュール２００間の離隔距離を一定に維持することができるだけではなく、上下左右方向への動きを制御することができるという利点がある。
図８は本発明の好適な実施例による単位モジュールの水平断面図である。
図８を参照して間隔維持部によって形成される空気層について説明すると、前述したように、電池セル２３０の前面及び後面にはそれぞれ第１間隔維持部２４４が設けられた前面バスバーアセンブリー２４０と、第２間隔維持部２５４が設けられた後面バスバーアセンブリー２５０とが位置する。したがって、これらの第１間隔維持部２４４及び第２間隔維持部２５４によって電池セル２３０の間には所定の長さ（Ｘ軸）の空気層２８０が形成される。
このような空気層２８０は、特定の電池セル２３０で発生した熱が隣接電池セル２３０に移動することを防止することができ、単位モジュール２００の熱暴走現象を緩和させることができ、さらに電池セル２３０のスウェリングの際に緩衝の役割を同時に果たすことができる。
図９は本発明の好適な実施例による単位モジュールを組み立てる手順を説明するための図である。
図９を参照して説明すると、下部カバー２２０の内側面に水平方向にクーリングフィン２７０を位置させ、前面バスバーアセンブリー２４０の第３突起２４２を下部カバー２２０の第２収容溝２２３に締結する第１段階、前面バスバーアセンブリー２４０の第１間隔維持部２４４に合わせて複数の電池セル２３０及びエンドプレート２６０を装着させる第２段階、複数の電池セル２３０の上部にクーリングフィン２７０を装着させ、後面バスバーアセンブリー２５０の第４突起２５２を下部カバー２２０の第２収容溝２２３に締結する第３段階、及び上部カバー２１０の第１収容溝２１３に前面バスバーアセンブリー２４０の第３突起２４２及び後面バスバーアセンブリー２５０の第４突起２５２を締結する第４段階を含む。
一方、第１段階では、前面バスバーアセンブリー２４０の締結とクーリングフィン２７０の装着を同時に遂行することができるなど、これらの組立て手順は変更可能である。
また、第１段階で、前面バスバーアセンブリー２４０の代わりに後面バスバーアセンブリー２５０を先に組み立てることができる。この場合、第３段階では後面バスバーアセンブリー２５０の代わりに前面バスバーアセンブリー２４０が装着されなければならないというのは言うまでもない。
本発明による複数の電池モジュールが集まって電池パックになることができ、この電池パックはデバイスに搭載されることができる。具体的なデバイスの例としては、自動車、携帯電話、及びノートブック型ＰＣであることができるが、ノートブック型ＰＣのように相対的に少容量及び低電圧のデバイスがより好ましい。
以上で本発明の内容の特定部分を詳細に記述したが、当該分野の通常の知識を有する者にこのような具体的技術はただ好適な実施様態であるだけであり、これによって本発明の範囲が制限されるものではなく、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で多様な変更及び修正が可能であるというのは当業者に明らかであり、このような変形及び修正が添付の特許請求の範囲に属するというのは言うまでもない。
１００ モジュールケース
１１０ 上部ハウジング
１１１ 第１側部
１１２ 第１突起
１２０ 下部ハウジング
１２１ 第２側部
１２２ 第２突起
１２３ 支持部
１３０ 前面カバー
１４０ 後面カバー
１４１ 折曲部
１４２ ホール
２００ 単位モジュール
２１０ 上部カバー
２１１ 第１水平部
２１２ 第１垂直部
２１３ 第１収容溝
２１４ 第１切開部
２１５ 第１突出部
２２０ 下部カバー
２２１ 第２水平部
２２２ 第２垂直部
２２３ 第２収容溝
２２４ 第２切開部
２２５ 第２突出部
２３０ 電池セル
２３１ セルケース
２３２ 正極リード
２３３ 負極リード
２４０ 前面バスバーアセンブリー
２４１ 第１フレーム
２４２ 第３突起
２４３ 第３切開部
２４４ 第１間隔維持部
２５０ 後面バスバーアセンブリー
２５１ 第２フレーム
２５２ 第４突起
２５３ 第４切開部
２５４ 第２間隔維持部
２６０ エンドプレート
２７０ クーリングフィン
２８０ 空気層
３００ インターバスバー
３１０ 第３水平部
３２０ 第３垂直部
３３０ 第５切開部
４００ 第３間隔維持部
４１０ 第４水平部
４２０ 第４垂直部
４３０ 第５水平部
１１０ 上部ハウジング
１１１ 第１側部
１１２ 第１突起
１２０ 下部ハウジング
１２１ 第２側部
１２２ 第２突起
１２３ 支持部
１３０ 前面カバー
１４０ 後面カバー
１４１ 折曲部
１４２ ホール
２００ 単位モジュール
２１０ 上部カバー
２１１ 第１水平部
２１２ 第１垂直部
２１３ 第１収容溝
２１４ 第１切開部
２１５ 第１突出部
２２０ 下部カバー
２２１ 第２水平部
２２２ 第２垂直部
２２３ 第２収容溝
２２４ 第２切開部
２２５ 第２突出部
２３０ 電池セル
２３１ セルケース
２３２ 正極リード
２３３ 負極リード
２４０ 前面バスバーアセンブリー
２４１ 第１フレーム
２４２ 第３突起
２４３ 第３切開部
２４４ 第１間隔維持部
２５０ 後面バスバーアセンブリー
２５１ 第２フレーム
２５２ 第４突起
２５３ 第４切開部
２５４ 第２間隔維持部
２６０ エンドプレート
２７０ クーリングフィン
２８０ 空気層
３００ インターバスバー
３１０ 第３水平部
３２０ 第３垂直部
３３０ 第５切開部
４００ 第３間隔維持部
４１０ 第４水平部
４２０ 第４垂直部
４３０ 第５水平部
Claims (15)
- モジュールケース（１００）及び単位モジュール（２００）を含む電池モジュールであって、
前記モジュールケース（１００）は絶縁性素材からなり、内部には２個以上の単位モジュール（２００）を収納し、
前記２個以上の単位モジュール（２００）は所定の間隔で離隔して位置し、各単位モジュール（２００）は１個以上の電池セル（２３０）が垂直方向に積層されている、電池モジュール。 - 前記モジュールケース（１００）は、上部ハウジング（１１０）、下部ハウジング（１２０）、前面カバー（１３０）、及び後面カバー（１４０）を含む、請求項１に記載の電池モジュール。
- 前記後面カバー（１４０）は外部に突出する折曲部（１４１）を備え、前記折曲部（１４１）には複数のホール（１４２）が形成されている、請求項２に記載の電池モジュール。
- 前記単位モジュール（２００）は、上部カバー（２１０）、下部カバー（２２０）、前記上部カバー（２１０）及び前記下部カバー（２２０）によって形成される空間部に収納される複数の電池セル（２３０）、前面バスバーアセンブリー（２４０）、後面バスバーアセンブリー（２５０）、一側面が前記上部カバー（２１０）及び前記下部カバー（２２０）と密着する一対のエンドプレート（２６０）、及び前記電池セル（２３０）の下部及び上部にそれぞれ位置する一対のクーリングフィン（２７０）を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
- 前記上部カバー（２１０）は、水平に位置する第１水平部（２１１）、前記第１水平部（２１１）の両側端から下方に延びた一対の第１垂直部（２１２）、所定の距離で離隔したままで前記第１垂直部（２１２）のそれぞれに形成された一対の第１収容溝（２１３）、及び前記第１垂直部（２１２）の一側端に所定の形状に切開されている第１切開部（２１４）を含み、
前記下部カバー（２２０）は、水平に位置する第２水平部（２２１）、前記第２水平部（２２１）の両側端から上方に延びた一対の第２垂直部（２２２）、所定の距離で離隔したままで前記第２垂直部（２２２）のそれぞれに形成された一対の第２収容溝（２２３）、及び前記第２垂直部（２２２）の一側端に所定の形状に切開されている第２切開部（２２４）を含む、請求項４に記載の電池モジュール。 - 前記上部カバー（２１０）及び前記下部カバー（２２０）は鋼板からなる、請求項５に記載の電池モジュール。
- 前記前面バスバーアセンブリー（２４０）は、複数のスリットが形成された六面体状の第１フレーム（２４１）、前記第１収容溝（２１３）及び前記第２収容溝（２２３）にそれぞれ結合される前記第１フレーム（２４１）の外側面に形成された複数の第３突起（２４２）、及び所定の間隔で離隔したままで所定の長さに内側に延びた複数の第１間隔維持部（２４４）を含み、
前記後面バスバーアセンブリー（２５０）は、複数のスリットが形成された六面体状の第２フレーム（２５１）、前記第１収容溝（２１３）及び前記第２収容溝（２２３）にそれぞれ結合される前記第２フレーム（２５１）の外側面に形成された複数の第４突起（２５２）、及び所定の間隔で離隔したままで所定の長さに内側に延びた複数の第２間隔維持部（２５４）を含む、請求項５または６に記載の電池モジュール。 - 前記２個以上の単位モジュール（２００）はインターバスバー（３００）を介して電気的に連結され、前記２個以上の単位モジュール（２００）は第３間隔維持部（４００）によって所定の距離で離隔した状態を維持する、請求項７に記載の電池モジュール。
- 前記インターバスバー（３００）は、所定の長さを有する第３水平部（３１０）、前記第３水平部（３１０）の縁部から所定の角度に折り曲げられた一対の第３垂直部（３２０）、及び前記一対の第３垂直部（３２０）間の第５切開部（３３０）を含む、請求項８に記載の電池モジュール。
- 前記第３間隔維持部（４００）は、隣接した前記単位モジュール（２００）の第１切開部（２１４）に装着される第４水平部（４１０）、前記第４水平部（４１０）の両側端から垂直方向に所定の長さに延びて隣接した前記単位モジュール（２００）のカバーの内側面に位置する一対の第４垂直部（４２０）、及び前記第４垂直部（４２０）の下端に連結され、隣接した前記単位モジュール（２００）の第２切開部（２２４）に装着される第５水平部（４３０）を含む、請求項９に記載の電池モジュール。
- 前記第５水平部（４３０）は、前記インターバスバー（３００）の前記第３水平部（３１０）を収納するように‘コ’字形を有する、請求項１０に記載の電池モジュール。
- 前記２個以上の単位モジュール（２００）は２０ｍｍ～３０ｍｍの間隔で離隔している、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電池モジュール。
- 前記下部ハウジング（１２０）の内側面には前記単位モジュール（２００）を所定の距離で離隔した状態で維持するための支持部（１２３）が設けられる、請求項２または３に記載の電池モジュール。
- 請求項１から１３のいずれか一項に記載の電池モジュールを含む、電池パック。
- 請求項１４に記載の電池パックを備えた、デバイス。
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