JP2022542930A - ベース絶縁部材を備えるバッテリーモジュール - Google Patents
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Abstract
本発明は、電解液の涙液時、電解液の外部への漏出を防止することができるバッテリーモジュールを開示する。このような目的を達成するための本発明によるバッテリーモジュールは、各々が電極リードを備え、一方向へ積層された複数の二次電池を備える少なくとも一つ以上のセルアセンブリーと、前記セルアセンブリーの下部に位置し、前記セルアセンブリーの下部を支持するように水平方向へ延びたベースプレートと、前記セルアセンブリーと前記ベースプレートとの間に介在され、前記セルアセンブリーの一部を収容するように下方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上のベース絶縁部材と、を含む。
Description
本発明は、ベース絶縁部材を備えるバッテリーモジュールに関し、より詳しくは、バッテリーモジュールの使用中における電解液の漏液時、電解液の外部への漏出を防止することができるバッテリーモジュールに関する。
本出願は、２０１９年９月２７日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１１９９１９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。
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り、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらず充放電が自由で、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材を各々正極活物質と負極活物質として用いる。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板が、セパレーターを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液とともに封止して収納する外装材、例えば、電池パウチ外装材を備える。
最近は、携帯型電子機器のような小型装置のみならず、自動車や電力貯蔵装置のような中・大型装置にも二次電池が広く用いられている。このような中・大型装置に用いられる場合、容量及び出力を高めるために複数の二次電池が電気的に接続される。特に、このような中・大型装置には、積層が容易であり、重量が軽いなどの長所から、パウチ型二次電池がよく用いられる。
一方、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、電気的に直列及び／または並列接続した複数の二次電池、このような二次電池を内部に収容したバッテリーモジュール及びバッテリー管理システム（ＢＭＳ）を備えたバッテリーパックに対する需要が増加しつつある。
なお、このようなバッテリーパックは、複数の二次電池を外部から保護するか、または収納保管するために、金属材質の外部ハウジングを備えることが通常であった。一方、最近、高容量のバッテリーパックの需要が高まりつつある。
ところで、従来技術のバッテリーラックは、複数のバッテリーモジュールを備えていた。各々のバッテリーモジュールには、複数の二次電池が備えられ得る。この際、複数の二次電池の充放電時、二次電池の体積の膨張と収縮が繰り返され、また、二次電池の異常挙動によって内部の電解液が外部へ漏出する場合が発生した。このように漏出した電解液が隣接する他の二次電池の電極端子に接触する場合、複数の二次電池に電気的短絡が発生し、バッテリーモジュールに熱暴走または火事を起こす恐れがあった。
さらに、電解液は人の健康に致命的な危険物質であって、電解液が前記バッテリーモジュールの外部へ流出する場合、人名被害が発生する恐れがある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーモジュールの使用中における電解液の漏液時、電解液の外部への漏出を防止することができるバッテリーモジュール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モジュールは、
各々が電極リードを備え、一方向へ積層された複数の二次電池を備える少なくとも一つ以上のセルアセンブリーと、
前記セルアセンブリーの下部に位置し、前記セルアセンブリーの下部を支持するように水平方向へ延びたベースプレートと、
前記セルアセンブリーと前記ベースプレートとの間に介在され、前記セルアセンブリーの一部を収容するように下方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上のベース絶縁部材と、を含む。
各々が電極リードを備え、一方向へ積層された複数の二次電池を備える少なくとも一つ以上のセルアセンブリーと、
前記セルアセンブリーの下部に位置し、前記セルアセンブリーの下部を支持するように水平方向へ延びたベースプレートと、
前記セルアセンブリーと前記ベースプレートとの間に介在され、前記セルアセンブリーの一部を収容するように下方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上のベース絶縁部材と、を含む。
また、前記セルアセンブリーの上部に搭載され、前記セルアセンブリーの上部を覆うように水平方向へ延びた上部プレートと、
前記セルアセンブリーと前記上部プレートとの間に介在され、前記セルアセンブリーの一部を収容するように上方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上の上部絶縁部材と、をさらに含み得る。
前記セルアセンブリーと前記上部プレートとの間に介在され、前記セルアセンブリーの一部を収容するように上方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上の上部絶縁部材と、をさらに含み得る。
さらに、前記ベースプレートには、前記セルアセンブリーの下端の左右方向の両外側に各々上方へ突出した仕切り部が備えられ得る。
そして、前記ベース絶縁部材は、前記収容部から左右方向へ延び、前記ベースプレートの仕切り部を囲むように少なくとも一回以上折り曲げれられて延びた固定部を備え得る。
さらに、前記ベースプレートの内側には、前記ベース絶縁部材の収容部の前方外側または後方外側の各々を内側方向へ支持するように突出して形成されたストッパが備えられ得る。
また、前記バッテリーモジュールは、前記セルアセンブリーの左側または右側に位置し、少なくとも一つ以上の電極リードが貫通して突出するように貫通孔が形成されたバスバーフレームと、前記バスバーフレームの左右方向の外側面に取り付けられ、前記複数の二次電池を電気的に接続するように導電性金属を含むバスバーと、を備えたバスバーアセンブリーをさらに含み得る。
前記ベース絶縁部材には、前記ベースプレートの前記仕切り部の上に位置し、前記バスバーフレームに接触するように突出して延びた防止壁が備えられ得る。
さらに、前記バッテリーモジュールには、二つ以上のセルアセンブリーが備えられ、前記ベース絶縁部材には、二つ以上のセルアセンブリーの間に介在されるように突出して形成された隔壁が備えられ得る。
さらに、前記バッテリーモジュールには、二つ以上のセルアセンブリーが備えられ、前記ベース絶縁部材には、二つ以上のセルアセンブリーの間に介在されるように突出して形成された隔壁が備えられ得る。
また、前記ベースプレートには、下方へ凹んだ収容溝が備えられ、前記ベース絶縁部材には、前記収容溝の内部に挿入されるように凹んだ内部溝が備えられ得る。
なお、上記の課題を達成するための本発明によるバッテリーラックは、少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール、及び前記バッテリーモジュールを収容するラックケースを含む。
そして、上記の課題を達成するための本発明による電力貯蔵装置は、バッテリーラックを少なくとも二つ以上含む。
本発明の一面によると、本発明は、セルアセンブリーの下部に位置したベースプレートと、セルアセンブリーとベースプレートとの間に介在され、セルアセンブリーの一部を収容するように下方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上のベース絶縁部材と、を含むことで、ベースプレートとセルアセンブリーとを効果的に電気的に絶縁させることができる。ベース絶縁部材に備えられた収容部は、バッテリーモジュールが充放電中に異常挙動して電解液の漏液が発生する場合、漏洩された電解液がバッテリーモジュールの外部へ漏出されることを防止することができる。これによって、バッテリーモジュールの使用安全性を大幅向上させることができる。
また、本発明の一実施例の一面によると、本発明は、セルアセンブリーと上部プレートとの間に介在され、セルアセンブリーの一部を収容するように上方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上の上部絶縁部材を含むことで、上部プレートとセルアセンブリーとを効果的に電気的に絶縁させることができる。さらに、ベース絶縁部材に備えられた収容部は、バッテリーモジュールが充放電中に異常挙動して電解液の漏液が発生する場合、漏洩された電解液がバッテリーモジュールの上部へ漏出して周辺へ広がることを防止することができる。これによって、バッテリーモジュールの使用安全性を大幅向上させることができる。
そして、本発明の一面によると、ベース絶縁部材は、収容部から左右方向へ延びてベースプレートの仕切り部を囲むように少なくとも一回以上折り曲げられて延びた固定部を備えることで、ベース絶縁部材をベースプレートの上に安定的に固定することができる。これによって、バッテリーモジュールの製造効率を高めると共に、ベース絶縁部材がベースプレートから離脱することを防止することができる。
さらに、本発明の他面によると、ベース絶縁部材にはベースプレートの仕切り部の上に位置し、バスバーフレームに接触するように突出して延びた防止壁が備えられることで、ベース絶縁部材に備えられた収容部に一次的にセルアセンブリーから漏洩された電解液が溜まり、収容部に収容された電解液が溢れるか、または外部衝撃によって外部へ漏出することを、防止壁によって阻むことができる。これによって、バッテリーモジュールの使用安全性を大幅向上させることができる。
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。
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ずる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モジュールを概略的に示す斜視図である。図２は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示す分解斜視図である。そして、図３は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成である二次電池を概略的に示す側面図である。
図１～図３を参照すると、本発明のバッテリーモジュール２００は、少なくとも一つ以上のセルアセンブリー１００、ベースプレート２１０及び少なくとも一つ以上のベース絶縁部材２３０を含み得る。
ここで、前記セルアセンブリー１００は、前後方向へ積層された複数の二次電池１１０を含み得る。ここで、二次電池１１０は、充放電が可能なリチウム二次電池の一つのセル単位を意味する。具体的には、前記二次電池１１０は、パウチ型二次電池１１０であり得る。例えば、図２に示したように、二つのセルアセンブリー１００の各々は、図１のＦ方向から見る場合、複数のパウチ型二次電池１１０が前後方向へ並んで相互積層される形態で構成され得る。
特に、このようなパウチ型二次電池１１０は、電極組立体（図示せず）、電解液（図示せず）及びパウチ１１６を備え得る。
前記各々の二次電池１１０は、Ｆ方向（図１に図示）から見るとき、二つの広い面が前後方向に各々位置し、上、下、左、右の方向にはシーリング部が位置するように地面にほぼ垂直（ｚ方向）に立てられる形態で配置され得る。言い換えれば、各二次電池１１０は、上下方向へ立てられて構成され得る。一方、本明細書では、特に説明しない限り、上、下、前、後、左、右の方向に対し、Ｆ方向から見た場合を基準にする。
ここで、前記パウチは、凹んだ形態の収容部１１５が形成されているパウチ１１６で構成され得る。また、前記収容部１１５には、電極組立体及び電解液が収納され得る。そして、各々のパウチは、外部絶縁層、金属層及び内部接着層を備え、パウチの周縁部には内部接着層が相互溶着することで、シーリング部が形成され得る。さらに、図１のＦ方向から見たとき、前記二次電池１１０の正極リード１１１Ａ及び負極リード１１１Ｂが形成された左右方向の端部に各々テラス部Ｓが形成され得る。
そして、前記電極組立体は、電極活物質が塗布された電極板と分離膜との組立体であって、一つ以上の正極板及び一つ以上の負極板が分離膜を挟んで配置された形態で構成され得る。また、前記電極組立体の正極板には、正極タブが備えられ、一つ以上の正極タブが正極リード１１１Ａと接続し得る。
ここで、前記正極リード１１１Ａは、一端が前記正極タブに接続し、他端がパウチの外部に露出し、このように露出した部分が二次電池１１０の電極端子、例えば、二次電池１１０の正極端子として機能できる。
また、前記電極組立体の負極板には負極タブが備えられ、一つ以上の負極タブが負極リード１１１Ｂと接続し得る。そして、前記負極リード１１１Ｂは、一端が前記負極タブに接続し、他端がパウチの外部に露出し、このように露出した部分が二次電池１１０の電極端子、例えば、二次電池１１０の負極端子として機能できる。
さらに、図３のように、図１のＦ方向から見るとき、前記正極リード１１１Ａ及び前記負極リード１１１Ｂは、二次電池１１０の中心を基準にして相互に反対方向（ｘ方向）の左右方向の端部に形成され得る。即ち、前記正極リード１１１Ａは、前記二次電池１１０の中心を基準で一端部（左端部）に備えられ得る。また、前記負極リード１１１Ｂは、二次電池１１０の中心を基準で他端部（右端部）に備えられ得る。
例えば、図２に示したように、セルアセンブリー１００の各々の二次電池１１０は、正極リード１１１Ａ及び負極リード１１１Ｂが左右方向へ突出するように構成され得る。
ここで、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方向から見たときを基準にして、前、後、右、左、上、下などの方向を区分して示す。
したがって、本発明のこのような構成によると、一つの二次電池１１０において、正極リード１１１Ａと負極リード１１１Ｂとの干渉がなくなり、電極リードの面積を広げることができる。
また、前記正極リード１１１Ａ及び前記負極リード１１１Ｂは、プレート状であり得る。特に、前記正極リード１１１Ａ及び前記負極リード１１１Ｂは、広い面が前後方向に向かうように立てられた状態で水平方向に突出し得る。
ここで、水平方向とは、バッテリーモジュール２００を地面においたとき、地面に平行な方向を意味し、上下方向に垂直する平面上の少なくとも一方向であるといえる。
しかし、本発明によるバッテリーモジュール２００には、前述したパウチ型二次電池１１０のみに限定されず、本願発明の出願時点における公知の多様な二次電池１１０が採用され得る。
また、前記少なくとも二つ以上のセルアセンブリー１００は、前後方向へ配列され得る。例えば、図２に示したように、二つのセルアセンブリー１００は、前後方向へ配列されており、二つのセルアセンブリー１００同士は、所定の離隔距離を有し得る。
具体的には、前記ベースプレート２１０は、前記セルアセンブリー１００の下部に位置し得る。即ち、前記ベースプレート２１０は、前記少なくとも二つ以上のセルアセンブリー１００を上部に搭載するように前記少なくとも一つ以上のセルアセンブリー１００の下面よりも大きい面積を有し得る。前記ベースプレート２１０は、水平方向へ延びたプレート状であり得る。
ここで、前記ベースプレート２１０は、機械的剛性が優秀な金属素材を含み得る。例えば、前記金属は、アルミニウム合金、ステンレススチールまたは鋼鉄などであり得る。
また、前記ベース絶縁部材２３０は、前記セルアセンブリー１００と前記ベースプレート２１０との間に介在され得る。前記ベース絶縁部材２３０は、電気絶縁性素材を含み得る。例えば、前記ベース絶縁部材２３０は、ポリカーボネートを含み得る。
また、前記ベース絶縁部材２３０は、前記セルアセンブリー１００の一部を収容するように下方へ凹んで形成された収容部２３２を備え得る。前記収容部２３２は、前記セルアセンブリー１００の下部を囲むように構成され得る。例えば、前記収容部２３２には、７個のセルアセンブリー１００が搭載され得る。前記収容部２３２には、前壁、後壁、左壁及び右壁が備えられ得る。前記ベース絶縁部材２３０は、真空金型を使用して製造され得る。前記真空金型による製造方法は、絶縁部材の材料に熱を加えた後、金型に被って金型に穿たれた穴へ空気を吸い込んで形状を作り、その後、冷却、脱型、余分をトリミングする工程を含み得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明は、前記セルアセンブリー１００の下部に位置したベースプレート２１０と、前記セルアセンブリー１００と前記ベースプレート２１０との間に介在され、前記セルアセンブリー１００の一部を収容するように下方へ凹んで形成された収容部２３２と、を備えた少なくとも一つ以上のベース絶縁部材２３０を含むことで、前記ベースプレート２１０と前記セルアセンブリー１００とを効果的に電気的に絶縁させることができる。さらに、前記ベース絶縁部材２３０に備えられた収容部２３２は、前記バッテリーモジュール２００が充放電中に異常挙動して電解液の漏液が発生する場合、漏洩された電解液がバッテリーモジュール２００の外部へ漏出することを防止することができる。これによって、バッテリーモジュール２００の使用安全性を大幅向上させることができる。
一方、図１及び図２をさらに参照すると、本発明のバッテリーモジュール２００は、上部プレート２２０及び上部絶縁部材２４０をさらに含み得る。前記上部プレート２２０は、前記セルアセンブリー１００の上部に搭載されるように構成され得る。即ち、前記上部プレート２２０は、前記セルアセンブリー１００の上部をカバーするように水平方向へ延びた形態を有し得る。
ここで、前記上部プレート２２０は、機械的剛性が優秀な金属素材を含み得る。例えば、前記金属はアルミニウム合金、ステンレススチールまたは鋼鉄などが挙げられる。
また、前記上部絶縁部材２４０は、電気絶縁性素材を含み得る。例えば、前記上部絶縁部材２４０は、ポリカーボネートを含み得る。
さらに、前記上部絶縁部材２４０は、前記セルアセンブリー１００と前記上部プレート２２０との間に介在され得る。前記上部絶縁部材２４０は、前記セルアセンブリー１００の上部の一部を収容するように上方へ凹んで形成された収容部２４２を備え得る。前記収容部２４２は、前壁、後壁、左壁及び右壁を備え得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明は、前記セルアセンブリー１００と前記上部プレート２２０との間に介在され、前記セルアセンブリー１００の一部を収容するように上方へ凹んで形成された収容部２４２を備えた少なくとも一つ以上の上部絶縁部材２４０を含むことで、前記上部プレート２２０と前記セルアセンブリー１００とを効果的に電気的に絶縁させることができる。さらに、前記ベース絶縁部材２３０に備えられた収容部２４２は、前記バッテリーモジュール２００が充放電中に異常挙動して電解液の漏液が発生する場合、漏洩された電解液がバッテリーモジュール２００の上部へ漏出して周辺へ広がることを防止することができる。これによって、バッテリーモジュール２００の使用安全性を大幅向上させることができる。
図４は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す拡大図である。
図１及び図２と共に図４をさらに参照すると、前記ベースプレート２１０には、前記セルアセンブリー１００の下端の左右方向の両外側に各々上方へ突出した仕切り部２１４が備えられ得る。前記仕切り部２１４は、前記ベースプレート２１０の前端から後端まで延びた形態であり得る。前記仕切り部２１４は、凹凸形状を有し得る。即ち、前記仕切り部２１４は、上部へ折り曲げられた内側壁２１４ａ、左右方向へ延びた上壁２１４ｂ及びさらに下方へ折り曲げられた外壁２１４ｃを備え得る。そして、前記ベースプレート２１０の左右方向の外周部には上方へ突出した外周壁２１６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ると、本発明は、前記ベースプレート２１０には、前記セルアセンブリー１００の下端の左右方向の両外側に各々上方へ突出した仕切り部２１４が備えられることで、前記ベースプレート２１０に搭載されるセルアセンブリー１００の左右方向の移動を制限できる。これによって、前記セルアセンブリー１００が動かず、前記ベースプレート２１０に安定的に搭載された状態を維持できる。これによって、前記バッテリーモジュール２００の製造効率及び安定性を高めることができる。
また、前記上部プレート２２０には、前記セルアセンブリー１００の上端の左右方向の両外側に各々下方へ突出した仕切り部２２４が備えられ得る。前記仕切り部２２４は、前記上部プレート２２０の前端から後端まで延びた形態であり得る。前記仕切り部２２４は、凹凸形状を有し得る。即ち、前記仕切り部２２４は、下部へ折り曲げられた内側壁、左右方向へ延びた下壁、及びさらに上方へ折り曲げられた外側壁を備え得る。そして、前記上部プレート２２０の左右方向の左側端及び右側端には各々、下方へ突出した外周壁２２６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ると、本発明の前記上部プレート２２０には、前記セルアセンブリー１００の上端の左右方向の両外側に各々下方へ突出した仕切り部２２４が備えられることで、前記上部プレート２２０がセルアセンブリー１００の上端部の左右方向の移動を制限できる。これによって、前記セルアセンブリー１００が動かない。これによって、前記バッテリーモジュール２００の安定性を高めることができる。
図２と共に図４をさらに参照すると、前記ベース絶縁部材２３０は、前記ベースプレート２１０に備えられた仕切り部２１４に固定されるように構成された固定部２３４を備え得る。前記固定部２３４は、前記収容部２３２から左右方向へ延びた形態を有し得る。言い換えれば、前記固定部２３４は、前記収容部２３２の左側部及び右側部に各々備えられ得る。前記固定部２３４は、前記ベースプレート２１０の仕切り部２１４を囲むように少なくとも一回以上折り曲げられて延び得る。
例えば、図４に示したように、前記ベース絶縁部材２３０の固定部２３４は、前記ベースプレート２１０の仕切り部２１４の内側壁２１４ａを囲むように収容部２３２の端部から上方へ折り曲げられた内側折曲構造２３４ａ、前記内側折曲構造２３４ａから前記仕切り部２１４の上壁２１４ｂを囲むように左方へ延びた延長構造２３４ｂ、さらに前記延長構造２３４ｂから下方へ折り曲げられた外側折曲構造２３４ｃ及び前記外側折曲構造２３４ｃから前記ベースプレート２１０の外面に沿って水平方向へ延びた末端構造２３４ｄを備え得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、前記ベース絶縁部材２３０は、前記収容部２３２から左右方向へ延び、前記ベースプレート２１０の仕切り部２１４を囲むように少なくとも一回以上折り曲げられて延びた固定部２３４を備えることで、前記ベース絶縁部材２３０を前記ベースプレート２１０の上に安定的に固定することができる。これによって、バッテリーモジュール２００の製造効率を高め、また、前記ベース絶縁部材２３０が前記ベースプレート２１０から離脱することを防止することができる。
図２をさらに参照すると、前記上部絶縁部材２４０は、前記上部プレート２２０に備えられた仕切り部２２４に固定されるように構成された固定部２４４を備え得る。前記固定部２４４は、前記収容部２３２から左右方向へ延びた形態を有し得る。前記固定部２４４は、前記上部プレート２２０の仕切り部２２４を囲むように少なくとも一回以上折り曲げられて延び得る。
例えば、前記上部絶縁部材２４０の固定部２４４は、前記上部プレート２２０の仕切り部２２４の内側壁を囲むように下方へ延びた内側折曲構造、前記仕切り部２２４の下壁を囲むように左方へ延びた延長構造、さらに前記延長構造から上方へ折り曲げられた外側折曲構造及び前記外側折曲構造から前記上部プレート２２０の外面に沿って水平方向へ延びた末端構造を備え得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、前記上部絶縁部材２４０は、前記収容部２３２から左右方向へ延び、前記上部プレート２２０の仕切り部２１４を囲むように少なくとも一回以上折り曲げられて延びた固定部２４４を備えることで、前記上部絶縁部材２４０を前記上部プレート２２０に安定的に固定できる。これによって、バッテリーモジュール２００の製造効率を高め、前記上部絶縁部材２４０が前記上部プレート２２０から離脱しないように防止することができる。
図２をさらに参照すると、前記ベースプレート２１０の内側には、前記ベース絶縁部材２３０の収容部２３２の前方外側または後方外側の各々を内側方向へ支持するように突出して形成されたストッパ２１７が備えられ得る。例えば、図２に示したように、前記ベースプレート２１０の前端及び後端に各々ストッパ２１７が備えられ得る。前記ストッパ２１７は、前記ベースプレート２１０から上方へ突出した形態を有し得る。即ち、前記ストッパ２１７は、立ち上がった形態のプレート状であり得る。
また、前記上部プレート２２０の内側には、前記上部絶縁部材２４０の収容部２４２の前方外側または後方外側の各々を内側方向へ支持するように突出して形成されたストッパ２２７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ると、前記ベースプレート２１０及び前記上部プレート２２０の内側には、突出して形成されたストッパ２１７が備えられることで、前記ベースプレート２１０に搭載されたセルアセンブリー１００が外部衝撃によって前方または後方へ移動することを阻むことができる。これによって、バッテリーモジュール２００の安全性を効果的に高めることができる。
一方、図２をさらに参照すると、前記バッテリーモジュール２００は、バスバーアセンブリー２８０をさらに含み得る。具体的には、前記バスバーアセンブリー２８０は、前記複数の二次電池１１０同士を電気的に接続するように構成された少なくとも一つ以上のバスバー２８２と、前記少なくとも一つ以上のバスバー２８２を外側に搭載するように構成された少なくとも二つ以上のバスバーフレーム２８６と、を備え得る。前記少なくとも二つ以上のバスバーフレーム２８６は、前記セルアセンブリー１００の左右方向の両側に各々備えられ得る。
前記バスバーフレーム２８６の上端部及び下端部には各々、左方向または右方向へ突出して延びたカバー部２８６ａが備えられ得る。
前記バスバー２８２は導電性金属を含み得、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルなどを含み得る。
また、前記バスバーフレーム２８６は、電気絶縁性材料を含み得る。例えば、前記バスバーフレーム２８６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。
図５は、本発明の他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す斜視図である。そして、図６は、本発明の他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示す正面図である。
図２と共に図５及び図６をさらに参照すると、本発明の他の一実施例によるベース絶縁部材２３０Ａは、図２のベース絶縁部材２３０に比べて、防止壁を２３６をさらに備え得る。その外の前記ベース絶縁部材２３０Ａの残りの構成は、図２のベース絶縁部材２３０と同一であり得る。
また、ベース絶縁部材２３０Ａには、前記ベースプレート２１０の前記仕切り部２１４の上に位置し、前記バスバーフレーム２８６に接触するように突出して延びた防止壁２３６が備えられ得る。例えば、図５に示したように、前記ベースプレート２１０の左右両側に備えられた二つの仕切り部２１４の各々と対向するベース絶縁部材２３０Ａの一部には、二つの防止壁２３６が備えられ得る。前記防止壁２３６は、前記バスバーフレーム２８６の下部と連結（接触）されるように上方へ突出して延びた形態を有し得る。より具体的には、前記防止壁２３６は、前記バスバーフレーム２８６の下部に位置したカバー部２８６ａの下面と連結されるように固定部２３４から上方へ突出して延びた形態を有し得る。前記防止壁２３６は、ベース絶縁部材２３０Ａの一部であって、内部が空いている。
したがって、本発明のこのような構成によると、前記ベース絶縁部材２３０Ａには、前記ベースプレート２１０の前記仕切り部２１４の上に位置し、前記バスバーフレーム２８６に接触するように突出して延びた防止壁２３６が備えられることで、前記ベース絶縁部材２３０Ａに備えられた収容部２３２に一次的に前記セルアセンブリー１００から漏洩された電解液が溜まり、前記収容部２３２に収容された電解液が溢れるか、または外部衝撃によって外部へ漏出されることを前記防止壁２３６によって防止できる。これによって、バッテリーモジュール２００の使用安全性を大幅向上させることができる。
図７は、本発明のさらに他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成であるベース絶縁部材を概略的に示す斜視図である。
図２と共に図７をさらに参照すると、前記バッテリーモジュール２００は、二つ以上のセルアセンブリー１００を備え得る。本発明のさらに他の一実施例によるベース絶縁部材２３０Ｂは、図２のベース絶縁部材２３０と比較して、二つ以上のセルアセンブリー１００の間に介在されるように突出して形成された隔壁２３８をさらに備え得る。その外のベース絶縁部材２３０Ｂの残りの構成は、図２のベース絶縁部材２３０と同一であり得る。
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、７個のセルアセンブリー１００が備えられ得る。図７に示したように、前記ベース絶縁部材２３０Ｂは、前記７個のセルアセンブリー１００の間に介在される６個の隔壁２３８を備え得る。この際、隔壁２３８は、両側に位置する前記固定部２３４の間を連結するように左右方向へ延びた形態を有し得る。前記隔壁２３８は、上方へ突出した大きさが前記固定部２３４と類似であるか、またはそれより小さくてもよい。
したがって、本発明のこのような構成によると、前記ベース絶縁部材２３０Ｂには、二つ以上のセルアセンブリー１００の間に介在されるように突出して形成された隔壁２３８が備えられることで、前記隔壁２３８を用いて複数のセルアセンブリー１００が搭載される位置をガイドできる。また、前記隔壁２３８は、前記セルアセンブリー１００から漏洩された電解液が前記収容部２３２で速く広がることを阻むことができる。これによって、バッテリーモジュール２００の外部へ電解液が漏出する速度を効果的に遅延させることができる。
図８は、本発明のさらに他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成であるベースプレートを概略的に示す斜視図である。そして、図９は、本発明のさらに他の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成であるベース絶縁部材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、本発明のさらに他の一実施例によるバッテリーモジュールのベースプレート２１０Ｃは、図２のベースプレート２１０と比較する場合、下方へ凹んだ収容溝２１８ｈをさらに備え得る。例えば、図８に示したように、前記ベースプレート２１０Ｃの前端部及び後端部には各々、下方へ凹んで左右方向へ線状で延びた二つの収容溝２１８ｈが備えられ得る。前記収容溝２１８ｈは、両側端部に形成された仕切り部２１４の間を連結するように左右方向へ延びた形態を有し得る。
また、図９に示したように、前記ベース絶縁部材２３０Ｃには、前記収容溝２１８ｈの内部に挿入されるように凹んだ内部溝２１１ｈが備えられ得る。例えば、図９に示したように、前記ベース絶縁部材２３０Ｃの前端部及び後端部には各々、左右方向へ線状で延びた内部溝２１１ｈ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ると、前記ベースプレート２１０Ｃには、下方へ凹んだ収容溝２１８ｈが備えられ、前記ベース絶縁部材２３０Ｃには、前記収容溝２１８ｈの内部に挿入されるように凹んだ内部溝２１１ｈが備えられることで、セルアセンブリー１００の充放電時に異常挙動によって漏洩された電解液を前記収容溝２１８ｈに収容できる。即ち、前記収容溝２１８ｈによってセルアセンブリー１００の電極端子またはバスバーが位置する左右側へ電解液が流れないように防止することができる。漏洩された電解液によってセルアセンブリー１００の短絡が発生することを効果的に防止することができる。これによって、さらなる事故の発生を防止することができ、バッテリーモジュール２００の安全性を向上させることができる。
図１０は、本発明の一実施例による電力貯蔵装置を概略的に示す正面図である。
図１０を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーラック５００は、少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００と、前記バッテリーモジュール２００を収容するラックケース５１０と、を含み得る。また、前記ラックケース５１０は、複数のバッテリーモジュール２００を上下方向へ積層された形態で収容するように構成され得る。前記ラックケース５１０の内部では、バッテリーモジュール２００の下面が水平面に平行な形態で搭載され得る。
ここで、水平方向とは、前記バッテリーモジュール２００を地面においたとき、地面に平行な方向を意味し、上下方向に垂直する平面上の少なくとも一方向であるといえる。
さらに、前記ラックケース５１０は、少なくとも一側が開放可能な形態で構成され、開放された側面を通じてバッテリーモジュール２００が内部空間に入れられ得る。但し、前記ラックケース５１０は、このように開放された側面を閉鎖可能に構成することもできる。
また、前記バッテリーラック５００は、ラックケース５１０の内部または外部にバッテリー管理装置３００（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）などの他の構成要素をさらに含み得る。
一方、本発明の一実施例による電力貯蔵装置６００は、前記バッテリーラック５００を少なくとも二つ以上含み得る。前記二つ以上のバッテリーラック５００は、一方向へ配列されるように配置され得る。例えば、図９に示したように、前記電力貯蔵装置６００は、三つのバッテリーラック５００が一方向へ配列されるように構成され得る。また、前記電力貯蔵装置６００は、三つのバッテリーラック５００の充放電を制御する中央制御部（図示せず）を備え得る。
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。
以上のように、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、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する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、バッテリーモジュールに関する。また、本発明は、前記バッテリーモジュールを含むバッテリーラックまたは大規模電力貯蔵装置関連産業に利用可能である。
１００ セルアセンブリー
１１０ 二次電池
２００ バッテリーモジュール
２１０ ベースプレート
２１１ｈ 内部溝
２１４ 仕切り部
２１７ ストッパ
２１８ｈ 収容溝
２２０ 上部プレート
２３０ ベース絶縁部材
２３２、２４２ 収容部
２３４ 固定部
２３６ 防止壁
２３８ 隔壁
２４０ 上部絶縁部材
２８０ バスバーアセンブリー
５００ バッテリーラック
５１０ ラックケース
６００ 電力貯蔵装置
１１０ 二次電池
２００ バッテリーモジュール
２１０ ベースプレート
２１１ｈ 内部溝
２１４ 仕切り部
２１７ ストッパ
２１８ｈ 収容溝
２２０ 上部プレート
２３０ ベース絶縁部材
２３２、２４２ 収容部
２３４ 固定部
２３６ 防止壁
２３８ 隔壁
２４０ 上部絶縁部材
２８０ バスバーアセンブリー
５００ バッテリーラック
５１０ ラックケース
６００ 電力貯蔵装置
Claims (10)
- 各々が電極リードを備え、一方向へ積層された複数の二次電池を備える少なくとも一つ以上のセルアセンブリーと、
前記セルアセンブリーの下部に位置し、前記セルアセンブリーの下部を支持するように水平方向へ延びたベースプレートと、
前記セルアセンブリーと前記ベースプレートとの間に介在され、前記セルアセンブリーの一部を収容するように下方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上のベース絶縁部材と、を含むことを特徴とする、バッテリーモジュール。 - 前記セルアセンブリーの上部に搭載され、前記セルアセンブリーの上部を覆うように水平方向へ延びた上部プレートと、
前記セルアセンブリーと前記上部プレートとの間に介在され、前記セルアセンブリーの一部を収容するように上方へ凹んで形成された収容部を備えた少なくとも一つ以上の上部絶縁部材と、をさらに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。 - 前記ベースプレートには、前記セルアセンブリーの下端の左右方向の両外側に各々上方へ突出した仕切り部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モジュール。
- 前記ベース絶縁部材は、前記収容部から左右方向へ延び、前記ベースプレートの仕切り部を囲むように少なくとも一回以上折り曲げれられて延びた固定部を備えることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
- 前記ベースプレートの内側には、前記ベース絶縁部材の収容部の前方外側または後方外側の各々を内側方向へ支持するように突出して形成されたストッパが備えられたことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーモジュール。
- 前記バッテリーモジュールは、前記セルアセンブリーの左側または右側に位置し、少なくとも一つ以上の電極リードが貫通して突出するように貫通孔が形成されたバスバーフレームと、前記バスバーフレームの左右方向の外側面に取り付けられ、前記複数の二次電池を電気的に接続するように導電性金属を含むバスバーと、を備えたバスバーアセンブリーをさらに含み、
前記ベース絶縁部材には、前記ベースプレートの前記仕切り部の上に位置し、前記バスバーフレームに接触するように突出して延びた防止壁が備えられたことを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。 - 前記バッテリーモジュールには、二つ以上のセルアセンブリーが備えられ、
前記ベース絶縁部材には、二つ以上のセルアセンブリーの間に介在されるように突出して形成された隔壁が備えられ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。 - 前記ベースプレートには、下方へ凹んだ収容溝が備えられ、
前記ベース絶縁部材には、前記収容溝の内部に挿入されるように凹んだ内部溝が備えられたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。 - 請求項１に記載の少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール、及び前記バッテリーモジュールを収容するラックケースを含むことを特徴とする、バッテリーラック。
- 請求項９に記載のバッテリーラックを少なくとも二つ以上含むことを特徴とする、電力貯蔵装置。
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