JP2022544686A - Hvターミナルに対する気密性が確保された電池モジュールおよびそれを含む電池パック - Google Patents

Hvターミナルに対する気密性が確保された電池モジュールおよびそれを含む電池パック Download PDF

Info

Publication number
JP2022544686A
JP2022544686A JP2022509697A JP2022509697A JP2022544686A JP 2022544686 A JP2022544686 A JP 2022544686A JP 2022509697 A JP2022509697 A JP 2022509697A JP 2022509697 A JP2022509697 A JP 2022509697A JP 2022544686 A JP2022544686 A JP 2022544686A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery module
battery
fastening
terminal
sealing portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022509697A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7359943B2 (ja
Inventor
チャン・クン・ソン
サン・ヨン・ジョン
ヒョン・キ・ユン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2022544686A publication Critical patent/JP2022544686A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7359943B2 publication Critical patent/JP7359943B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/251Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for stationary devices, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/52Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/52Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5202Sealing means between parts of housing or between housing part and a wall, e.g. sealing rings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/621Bolt, set screw or screw clamp
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B23/00Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
    • F16B23/0069Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool with holes to be engaged with corresponding pins on the tool or protruding pins to be engaged with corresponding holes on the tool
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/10Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本発明は、電池モジュールおよび電池パックに関するものであり、HVターミナルに対する気密性、すなわちシーリング性能を付与することにより、外部の水分浸透を遮断して電池パックの耐久性を高めることができる。

Description

本出願は、2020年01月16日付の韓国特許出願第10-2020-0005730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本明細書の一部として含まれる。
本発明は、HV(High Voltage)ターミナルに対する気密性が確保された電池モジュールおよびそれを含む電池パックに関するものである。
一般的に、二次電池は、充電および放電が可能で、繰り返し使用し得る電池であって、1つの電池モジュールからなって、携帯電話、ノートパソコン、コンピューター、カメラ、キャムコーダーなどの携帯用の小型電子機器に使用されるか、あるいは多数の電池モジュールを含む電池パックからなっており、高出力のハイブリッド電気自動車(HEV)、電気自動車(EV)などのモーター駆動用の電源として使用されている。
特に、電気自動車などは、高出力の電気エネルギーを使用することになるので、車1台当たりに多数の電池モジュールを必要とする。多数の電池モジュールを含む電池パックを構成するためには、電池モジュール間の電気的連結が要求される。各電池モジュールには、接続端子の一種であるHVターミナルが形成され、電池モジュールの外部一側に形成されたHVターミナル間の接続を通じて電池モジュール間の電気的連結が行われる。
図1は、従来の電池モジュールのHVターミナルが装着された部分を図示した部分斜視図である。図1を参照すると、電池モジュール10はHVターミナル12を通じて他の電池モジュールと電気的に連結される。電池モジュール10間の電気的連結のためにはモジュールバスバーが使用される。従来の電池モジュール10において、HVターミナル12は、電池モジュールケース11の一側に形成され、かつ外部に露出された構造である。具体的に、HVターミナル12の中央には、ボルトを締結するためのホールが形成された構造であり、上記ホールを通じて外部の水分等が電池モジュール10の内部に浸透することになる。これにより、上記HVターミナル12を通じて電池モジュール10の内部に浸透された水分が、電池モジュール10の性能を低下させるという原因となる。
本発明は、上記のような問題点を解決するために創案されたものであって、HV(High Voltage)ターミナルに対する気密性が確保された電池モジュールおよびそれを含む電池パックを提供しようとする。
本発明は、HVターミナル(High Voltage Terminal)に対する気密性が確保された電池モジュールを提供する。一例において、上記電池モジュールは、複数個の電池セルを収容し、かつ一側にねじ山が形成された開口が形成された電池モジュールケースと、上記複数個の電池セルから引出された電極リードと電気的に接続された構造のHVターミナルと、上記電池モジュールケースの開口に挿入されるシーリング部と、を含み、上記シーリング部は、上記HVターミナルを外部と電気的に連結し、上記シーリング部の一側端部は上記HVターミナルに接触し、上記シーリング部の他側端部は上記電池モジュールケースの外側に露出されてモジュールバスバーと接触する構造である。
具体例において、上記シーリング部は、上記外部に露出される端部の直径が上記開口の直径より大きい構造である。
具体例において、上記HVターミナルには、挿入溝が形成されており、上記シーリング部の上記一側端部が上記挿入溝に挿入される。
このとき、上記シーリング部は、上記HVターミナルの上記挿入溝に挿入される部分の直径が上記開口の直径より小さい構造である。
一例において、上記モジュールバスバーは、上記シーリング部とモジュールバスバー締結用のボルトとの間に締結される構造であって、上記電池モジュールケースと上記シーリング部との間の締結、および上記シーリング部と上記モジュールバスバー締結用のボルトとの間の締結はそれぞれ、ねじ締結方式によって行われる。
具体的に、上記シーリング部の外部に露出された端部には、上記ボルトを締結するための溝が形成されており、上記溝にはモジュールバスバー締結用のボルトが挿入される。
具体例において、上記シーリング部の外側に露出された端部に形成された溝には、上記ボルトを挿入するためのねじ山が形成されている。
上記シーリング部と上記モジュールバスバー締結用のボルトとの間には、モジュールバスバーが締結される。
具体例において、上記電池モジュールケースと上記シーリング部との間の締結方向、および上記シーリング部と上記モジュールバスバー締結用のボルトとの間のねじ締結方向は同一である。
他の一例において、上記シーリング部の外側に露出された端部には、等間隔に配列された3個~5個の凹部が形成される。
一例において、上記電池モジュールは、上記電池モジュールケースと上記シーリング部の接触部位に位置するO-リングをさらに含む。
一具体例において、上記シーリング部は導電性金属素材である。
一例において、上記HVターミナルは、上記電池モジュールケース内に位置し、外部に露出されない構造である。
また、本発明は、上述した電池モジュールを含む電池パックを提供する。一例において、本発明に係る電池パックは電池パックトレイ、および上記電池パックトレイに収容された複数個の電池モジュールを含み、上記電池モジュールは上述した電池モジュールである。
一例において、本発明は、上述した電池パックを含むエネルギー貯蔵装置を提供する。
別の一例において、本発明は、上述した電池パックを含む自動車を提供する。
本発明に係る電池モジュール及び電池パックは、HVターミナル(High Voltage terminal)に対する気密性を付与することによって、外部の水分浸透を遮断し、電池パックの耐久性を高めることができる。
従来の電池モジュールのHVターミナルが装着された部分を図示した部分斜視図である。 一実施形態に係る電池モジュールにおいて、HVターミナルを覆うシーリング部を図示した部分斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおいて、HVターミナルを覆うシーリング部が形成された領域の部分断面図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおいて、電池モジュールケースにシーリング部を締結する過程を示した部分斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおいて、HVターミナルを覆うシーリング部にモジュールバスバーが締結された様子を図示した部分断面図である。
以下、本発明について詳細に説明する。その前に、本明細書および特許請求の範囲で使用された用語または単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は彼自身の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し得るという原則に立脚して、本発明の技術的思想に合致する意味と概念として解釈する必要がある。
本発明は電池モジュールを提供する。一実施形態において、複数個の電池セルを受容し、かつ一側にねじ山が形成された開口が形成された電池モジュールケースと、上記複数個の電池セルから引出された電極リードと電気的に接続された構造のHVターミナルと、上記電池モジュールケースの開口に挿入および締結されるシーリング部と、を含み、上記シーリング部は、HVターミナルを外部と電気的に連結し、一側端部がHVターミナルに接触し、他側端部が電池モジュールケースの外部に露出されてモジュールバスバーに接触する構造である。
上記HVターミナルは、電池セルから引出された電極リードが溶接されることによって、各電池セルを電気的に連結するセルバスバーである。従来の電池モジュールは、HVターミナルが電池モジュールの外部に露出された構造であり、これにより、上記HVターミナルを通じて外部の水分等が電池モジュールの内部に浸透することになる。これは、内部電池セルの腐食などの耐久性の問題を引き起こし、電池モジュールの性能低下および発火の原因となる。
本発明では、HVターミナルを電池モジュールケースの内部に受容し、HVターミナルの外部露出を遮断しながら上記HVターミナルを外部と電気的に連結するシーリング部を形成することになる。これにより、本発明に係る電池モジュールは、HVターミナルの形成による外部の水分浸透を経路遮断し、電池モジュールの性能を長時間一定に保つことができる。
具体的に、上記シーリング部は、上記外部に露出される端部の直径が開口の直径より大きい構造である。これにより、シーリング部の断面は、「凸」形状のように段差が形成される構造である。シーリング部から上記外部に露出される端部の直径を開口と接触する部分の直径よりも大きくすることによって、シーリング部が外力によってモジュール内部に深く挿入されすぎるのを防止し得る。また、モジュールケースとシーリング部の接触面積を増やして電池モジュールの気密性をさらに向上させることができる。
あわせて、上記電池モジュールケースに形成される開口の断面をシーリング部の断面形状に対応するように段差を形成することによって、シーリング部を電池モジュールケースに安定的に締結することができる。
また、上記HVターミナルには挿入溝が形成されており、上記シーリング部の一側端部が上記挿入溝に挿入される構造であってもよい。このとき、シーリング部で挿入溝に挿入される部分の直径を開口の直径より小さくすることができる。すなわち、シーリング部から外部に露出する端部、開口と接触する部分、および挿入溝に挿入される部分の直径が徐々に小さくなることにより、シーリング部には2個の段差が形成される。これは、シーリング部でHVターミナルと接触する端部を固定させて、シーリング部の流動を防止する役割をする。
一方、電池モジュールのHVターミナルには、電池モジュール間の電気的連結のためにモジュールバスバーが連結される必要がある。上記モジュールバスバーは、シーリング部とモジュールバスバー締結用のボルトとの間に締結される。これにより、電池モジュールケースの開口とシーリング部との間の締結、およびシーリング部とモジュールバスバー締結用のボルトとの間の締結はそれぞれ、ねじ締結によって行われる。本発明では、シーリング部とバスバー締結用のボルトとの間にモジュールバスバーを締結することによって、電池モジュール間の電気的連結を行う。本発明に係る電池モジュールは、HVターミナルを電池モジュール内部にシーリングすると同時に電池モジュールの電気的連結のためにシーリング部とモジュールバスバーが直接締結される構造である。
具体的に、上記シーリング部の外側に露出された端部にはボルト締結のための溝が形成されており、上記溝にはモジュールバスバー締結用のボルトが挿入される。具体的に、上記シーリング部の外部に露出された端部に形成された溝には、ボルトを挿入するためのねじ山が形成される。これにより、上記シーリング部とモジュールバスバー締結用のボルトとの間にモジュールバスバーが締結される。具体的には、シーリング部とバスバー締結用のボルトとの間にモジュールバスバーを位置させた状態で、上記バスバー締結用のボルトをシーリング部に締結することによって、モジュールバスバーが固定される。
具体実施例において、上記シーリング部の外側に露出された端部に形成された溝にはねじ山が形成されており、上記バスバー締結用のボルトは、シーリング部のねじ山に対応されるねじ山が形成された構造である。上記シーリング部とバスバー締結用のボルトとの間の締結方法は、多様に変形可能である。例えば、接着剤を介在するか、或いはヒンジ構造等を適用することも可能である。ただし、締結方式の堅固さや脱着の可否などを考えて、ねじ締結方式を適用することが有利である。例えば、上記シーリング部の外側に露出された端部に形成された溝には、雌ねじ山が形成され、上記モジュールバスバー締結用のボルトは、シーリング部の雌ねじ山に対応される雄ねじ山が形成された構造である。
一方、電池モジュールケースの開口とシーリング部との間の締結方向と、シーリング部とモジュールバスバー締結用のボルトとの間のねじ締結方向とは、同一である。これにより、シーリング部とモジュールバスバー締結用のボルトとの間にモジュールバスバーを位置させた状態で、上記モジュールバスバー締結用のボルトをシーリング部に締結する場合、電池モジュールケースとシーリング部との間の締結が緩むことを防止し得る。
別の一実施形態において、上記シーリング部の外部に露出された端部には、等間隔に配列された3個~5個の凹部が形成された構造である。上記シーリング部は、外部の水分などが電池モジュール内に流入されることを最大に防止するために、外部に露出された端部を最小化した構造である。上記シーリング部には、バスバー締結用のボルトを締結するための溝が形成され、上記溝の周りには等間隔に配列された3個~5個の凹部が形成された構造である。上記凹部は、電池モジュールケースにシーリング部を締結するとき、シーリング部の締結ツールが接触する位置である。上記シーリング部の締結ツールは、シーリング部の外部に露出された凹部に対応される凸部が形成された構造である。シーリング部の締結ツールの凸部をシーリング部の凹部に挿入させた状態で、上記シーリング部の締結ツールを回転させてシーリング部を電池モジュールケースに装着することができる。
一実施形態において、本発明に係る電池モジュールは、電池モジュールケースと、シーリング部の接触部位に位置するO-リングとを含む。上記O-リングは、圧力に応じて収縮および変形されて、気密性を発揮し得るゴム素材である。本発明に係る電池モジュールは、シーリング部を締結することによって、HVターミナルが電池モジュールの外部に露出されることを遮断する。しかし、電池モジュールケースとシーリング部との間の接触部位に沿って、外部の水分が浸透し得る。本発明では、電池モジュールケースとシーリング部との接触部位にO-リングを位置することによって、水分浸透の経路を遮断することになる。本発明では、O-リングの外にも、シリコンテープまたはPTFE(Polytetrafluoroethylene)テープなどを用いて、電池モジュールケースとシーリング部の接触部位に沿った水分の浸透を防止することができる。また、上記シーリング部に段差が形成される場合、上記段差によって突出された部分と電池モジュールケースとが接触する部分にO-リングが位置し得る。
一実施形態において、上記シーリング部は導電性金属素材であり得る。これは、モジュールバスバーとHVターミナル間の電気的連結のためのことである。具体的に、上記シーリング部を構成する導電性金属素材として、鉄、アルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、チタン、ステンレス鋼またはこれらの合金を含む群から選択される1種であってもよく、詳細には導電性の側面で、銅が最も好ましい。また、上記シーリング部は、HVターミナルと同種の素材を使用することができる。
一実施形態において、上記シーリング部は、一端端部がHVターミナルと接触し、他端端部が電池モジュールケースの外部に露出された構造である。また、上記HVターミナルは電池モジュールケース内に位置し、外部に露出されない構造である。これにより、本発明の電池モジュールは、HVターミナルが外部に露出されないように形成することができ、水分などが電池モジュールに浸透することを効果的に遮断することができる。
本発明は、上述した電池モジュールを含む電池パックを提供する。一実施形態において、本発明に係る電池パックは、電池パックケース、および上記電池パックケースに受容された複数個の電池モジュールを含む。
上記電池モジュールは、多数の二次電池と、それらを受容する電池モジュールケース及びモジュールの周辺に装着される電装品を含む。特に、上記電池セルは、パウチ型電池セルであってもよく、電極組立体、電解液及びパウチ外装材を備える構造である。このような電池セルの構成については、本願発明が属する技術分野の通常の技術者に自明な事項であるので、より詳細な説明を省略する。そして、本発明に係る電池パックには、本発明の出願時点に公知された多様な二次電池を採用され得る。また、上記電装品は、電池モジュールの作動をモニタリング及び制御する電池管理システム(BMS、Battery Management System)、電池モジュールの電気的連結を制御する電源遮断ユニット(BDU、Battery Disconnection Unit)、電池モジュールとBMSとの間に位置して過電流遮断機能を提供するヒューズなどを含む。
上記電池パックケースは、下部から電池モジュールを搭載するトレイ、および電池モジュールの側面及び上部を覆うパックカバーを含み、上記トレイとパックカバーはボルト締結方式で相互結合され得る。
また、本発明は、上記電池パックを含むエネルギー貯蔵装置を提供する。上記貯蔵装置は、例えば、大容量の電気エネルギーを貯蔵し得るエネルギー貯蔵装置(ESS、Energy Storage System)である。また、本発明は、上記電池パックを含む自動車を提供する。上記自動車は、ハイブリッド自動車、プラグイン自動車、または電気自動車などを含む。上記自動車は、上述した電池パックを主動力または補助動力として使用する多様な形態の自動車をすべて含む。
以下、図面等を通じて本発明をより詳細に説明する。しかし、本明細書に記載された図面に記載された構成は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替し得る多様な均等物と変形例があり得ることを理解する必要がある。
第1実施形態
図2は、一実施形態に係る電池モジュールにおいて、HVターミナルを覆うシーリング部を図示した部分斜視図である。図2を参照すると、本発明に係る電池モジュールは、HVターミナルが電池モジュールケース101の内部に収容され、電池モジュールケースに形成された開口113に上記HVターミナルを外部と電気的に連結するシーリング部110が挿入された構造である。上記開口にはねじ山が形成されているので、ねじ締結方式を通じてシーリング部が締結され得る。また、上記シーリング部110から外部に露出された端部の中央部位には、ボルト締結のための溝が形成され、上記溝を通じてモジュールバスバー締結用のボルト120が締結される。そのゆえ、シーリング部及びモジュールバスバー締結用のボルトもねじ締結方式によって締結される。
本発明に係る電池モジュールは、電池モジュールのHVターミナルが外部に露出されないようにするシーリング部110を形成し、上記シーリング部110とモジュールバスバー締結用のボルト120との間にモジュールバスバーを締結することになる。上記シーリング部110の外部に露出された端部に形成された溝には雌ねじ山が形成され、上記バスバー締結用のボルト120は、シーリング部110の雌ねじ山に対応される雄ねじ山が形成された構造である。本発明において、シーリング部110とモジュールバスバー締結用のボルト120との間の締結方式として、ねじ締結方式を取ることによって、締結が堅固で必要に応じた脱着が可能である。
また、上記シーリング部110には、モジュールバスバー締結用のボルト120を締結するための溝が形成され、上記溝の周りには等間隔に配列された3個の凹部112が形成される。上記凹部112は、電池モジュールケース101にシーリング部110を締結するとき、シーリング部の締結ツールが挿入される位置である。
図3は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおいて、HVターミナルを覆うシーリング部が形成された領域の部分断面図である。図3を参照すると、本発明に係る電池モジュール100は、多数の電池セル130が電池モジュールケース101内に収容された構造を含む。上記電池セル130の電極リード131は、HVターミナル102と電気的に連結された構造である。上記HVターミナル102は、電池モジュール100間の電気的連結などの目的で、他の電池モジュールと接続される。
上記HVターミナル102は、シーリング部110と電気的に連結された構造である。上記シーリング部110は、銅またはその合金、またはアルミニウムまたはその合金のような導電性金属素材で形成され、HVターミナル102のような素材で形成される。上記シーリング部110は、電池モジュールケース101にねじ締結を通じて固定された構造である。上記シーリング部110は、後述するシーリング部の締結ツールを通じて電池モジュールケース101に締結される。シーリング部110と電池モジュールケース101との間には、O-リング111が位置する。上記O-リング111を形成することによって、シーリング部110と電池モジュールケース101との間の締結部位に沿って外部の水分が浸透する経路を遮断することになる。
また、上記シーリング部110の外部に露出された端部には、ねじ山が形成された溝があり、上記溝にはモジュールバスバー締結用のボルト120がねじ締結を通じて締結される。上記シーリング部110とモジュールバスバー締結用のボルト120との間は、ねじ締結を通じて締結されるので、必要に応じて脱着が可能である。
一方、シーリング部110は、一側端部がHVターミナル102と接触し、他側端部が電池モジュールケースの外部に露出されてモジュールバスバーと接触することになる。上記HVターミナル102には挿入溝103が形成されており、シーリング部110の一側端部が挿入溝103に挿入された状態でHVターミナル102と接触することになる。このとき、シーリング部から外部に露出された部分の直径は開口113の直径より大きく、挿入溝103に挿入される部分の直径は開口113の直径より小さい。これにより、シーリング部110には2個の段差が形成される。
第2実施形態
図4は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおいて、電池モジュールケースにシーリング部を締結する過程を示した部分斜視図である。図4を参照すると、シーリング部110にはモジュールバスバー締結用のボルト120を締結するための溝が形成され、上記溝の周辺には等間隔に配列された3個の凹部が形成された構造である。上記凹部は、電池モジュールケース101にシーリング部110を締結するとき、シーリング部の締結ツール210に接触する位置である。上記シーリング部の締結ツール210は、ボディー部211から延長された3個の凸部212が形成された構造である。上記シーリング部の締結ツール210の凸部212は、シーリング部110の外部に露出された凹部に対応される形状である。シーリング部の締結ツール210の凸部212をシーリング部110の凹部に挿入した状態で、上記シーリング部の締結ツール210を回転させてシーリング部110を電池モジュールケース101に装着することになる。
また、上述したように、電池モジュールケース101とシーリング部110との間の締結、およびシーリング部110とモジュールバスバー締結用のボルト120との間の締結はそれぞれ、ねじ締結方式によって行われる。併せて、電池モジュールケース101の開口とシーリング部110との間の締結方向、及びシーリング部110とモジュールバスバー締結用のボルト120との間のねじ締結方向とは、同一である。したがって、モジュールバスバー締結用のボルト120を締め付け方向に回しても、電池モジュールケース101とシーリング部110との間の締結は緩まない。
第3実施形態
図5は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおいて、HVターミナルを覆うシーリング部にモジュールバスバーが締結された様子を図示した部分断面図である。図5を参照すると、HVターミナル102は電池モジュールケースの内部に収容された構造であり、かつシーリング部110と電気的に連結された構造である。上記シーリング部110は、電池モジュールケースにねじ締結を通じて固定された構造であり、シーリング部110と電池モジュールケース101との間の接触部位には、O-リング111が位置する。上記O-リング111を形成することによって、シーリング部110と電池モジュールケース101との間の締結部位に沿って外部の水分が浸透する経路を遮断することになる。
上記シーリング部110の外部に露出された端部には、ねじ山が形成された溝があり、上記溝にはモジュールバスバー締結用のボルト120がねじ締結を通じて締結される。したがって、上記モジュールバスバー締結用のボルト120は必要に応じて着脱が可能である。
また、シーリング部110とモジュールバスバー締結用のボルト120との間には、モジュールバスバー140が締結された状態である。上記モジュールバスバー140は、電池モジュール間の電気的連結を行い、例えば、銅またはその合金で形成される。上記モジュールバスバー140の端は、モジュールバスバー締結用のボルト120の側面を包むように凹部またはホールが形成された構造である。上記モジュールバスバー140の凹部をモジュールバスバー締結用のボルト120の側面と噛み合うように位置した状態で、モジュールバスバー締結用のボルト120を回転させてシーリング部110に固定することになる。
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で、多様な修正及び変形が可能であろう。したがって、本発明に開示された図面は、本発明の技術思想を限定するものではなく、説明するためのものであり、このような図面によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈される必要がある。
10、100:電池モジュール
11、101:電池モジュールケース
12、102:HVターミナル
103:挿入溝
110:シーリング部
111:O-リング(O-ring)
112:凹部
113:開口
120:モジュールバスバー締結用のボルト
130:電池セル
131:電極タブまたはリード
140:モジュールバスバー
210:シーリング部の締結ツール
211:ボディー部
212:凸部

Claims (15)

  1. 複数個の電池セルを収容し、かつ一側にねじ山が形成された開口が形成された電池モジュールケースと、
    前記複数個の電池セルから引出された電極リードと電気的に接続された構造のHVターミナルと、
    前記電池モジュールケースの開口に挿入および締結されるシーリング部と、
    を含み、
    前記シーリング部は、前記HVターミナルを外部と電気的に連結し、前記シーリング部の一側端部が前記HVターミナルと接触し、前記シーリング部の他側端部が前記電池モジュールケースの外部に露出されてモジュールバスバーと接触する構造である、電池モジュール。
  2. 前記シーリング部は、
    前記外部に露出される端部の直径が前記開口の直径より大きい構造である、請求項1に記載の電池モジュール。
  3. 前記HVターミナルには挿入溝が形成されており、前記シーリング部の前記一側端部が前記挿入溝に挿入される、請求項1に記載の電池モジュール。
  4. 前記シーリング部は、前記HVターミナルの前記挿入溝に挿入される部分の直径が前記開口の直径より小さい構造である、請求項3に記載の電池モジュール。
  5. 前記モジュールバスバーは、前記シーリング部とモジュールバスバー締結用のボルトとの間に締結される構造であり、
    前記電池モジュールケースと前記シーリング部との間の締結、および前記シーリング部と前記モジュールバスバー締結用のボルトとの間の締結はそれぞれ、ねじ締結方式によって行われる、請求項1に記載の電池モジュール。
  6. 前記シーリング部の外部に露出された端部には、前記ボルトを締結するための溝が形成されており、前記溝には前記モジュールバスバー締結用のボルトが挿入される、請求項5に記載の電池モジュール。
  7. 前記シーリング部の外側に露出された端部に形成された前記溝には、前記ボルトを挿入するためのねじ山が形成された、請求項6に記載の電池モジュール。
  8. 前記電池モジュールケースと前記シーリング部との間の締結方向、および前記シーリング部と前記モジュールバスバー締結用のボルトとの間のねじ締結方向は同一である、請求項5に記載の電池モジュール。
  9. 前記シーリング部の外部に露出された端部には、等間隔に配列された3個~5個の凹部が形成された構造である、請求項1に記載の電池モジュール。
  10. 前記電池モジュールケースと前記シーリング部の接触部位に位置するO-リングをさらに含む、請求項1に記載の電池モジュール。
  11. 前記シーリング部は導電性金属素材である、請求項1に記載の電池モジュール。
  12. 前記HVターミナルは前記電池モジュールケース内に位置し、外部に露出されない構造である、請求項1に記載の電池モジュール。
  13. 電池パックケースと、
    前記電池パックケースに収容された複数個の電池モジュールと、
    を含み、
    前記電池モジュールは、請求項1~12のうちのいずれか一項に記載の電池モジュールである、電池パック。
  14. 請求項13に記載の電池パックを含む、エネルギー貯蔵装置。
  15. 請求項13に記載の電池パックを含む、自動車。
JP2022509697A 2020-01-16 2020-12-15 Hvターミナルに対する気密性が確保された電池モジュールおよびそれを含む電池パック Active JP7359943B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200005730A KR20210092409A (ko) 2020-01-16 2020-01-16 Hv 터미널에 대한 기밀성이 확보된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR10-2020-0005730 2020-01-16
PCT/KR2020/018367 WO2021145574A1 (ko) 2020-01-16 2020-12-15 Hv 터미널에 대한 기밀성이 확보된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022544686A true JP2022544686A (ja) 2022-10-20
JP7359943B2 JP7359943B2 (ja) 2023-10-11

Family

ID=76864619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022509697A Active JP7359943B2 (ja) 2020-01-16 2020-12-15 Hvターミナルに対する気密性が確保された電池モジュールおよびそれを含む電池パック

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220294072A1 (ja)
EP (1) EP4002563A4 (ja)
JP (1) JP7359943B2 (ja)
KR (1) KR20210092409A (ja)
CN (1) CN114270611A (ja)
WO (1) WO2021145574A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024019511A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011154881A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2012109152A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Honda Motor Co Ltd 電池モジュールの接続構造、電池モジュールおよび電池モジュール端子の組付方法
JP2016062695A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 株式会社豊田自動織機 電池パック
CN206866628U (zh) * 2016-12-26 2018-01-12 深圳市博迪科技开发有限公司 一种带有镜面显示功能的电子烟电池及电子烟

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029119B1 (ko) * 2003-10-27 2011-04-13 한국항공우주산업 주식회사 블라인드 툴링 홀 부싱
JP5096075B2 (ja) * 2007-08-24 2012-12-12 プライムアースEvエナジー株式会社 電池パック
US8841022B2 (en) * 2011-04-28 2014-09-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Terminal of secondary battery and method of assembling the same
JP5741201B2 (ja) * 2011-05-11 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池と組電池および密閉型電池の製造方法
US20140079959A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Reginald Leonard Nicoson Battery for Motorized Vehicles
KR102140213B1 (ko) * 2014-02-21 2020-07-31 삼성에스디아이 주식회사 배터리팩
JP2016081725A (ja) * 2014-10-16 2016-05-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池モジュール
KR101799096B1 (ko) 2015-12-16 2017-11-17 한국단자공업 주식회사 배터리모듈용 직렬연결장치
WO2018204860A1 (en) 2017-05-05 2018-11-08 Honeywell International Inc. Heat transfer compositions, methods and systems
JP7094697B2 (ja) * 2017-12-25 2022-07-04 矢崎総業株式会社 電池パック

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011154881A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2012109152A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Honda Motor Co Ltd 電池モジュールの接続構造、電池モジュールおよび電池モジュール端子の組付方法
JP2016062695A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 株式会社豊田自動織機 電池パック
CN206866628U (zh) * 2016-12-26 2018-01-12 深圳市博迪科技开发有限公司 一种带有镜面显示功能的电子烟电池及电子烟

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210092409A (ko) 2021-07-26
EP4002563A4 (en) 2022-11-09
EP4002563A1 (en) 2022-05-25
JP7359943B2 (ja) 2023-10-11
US20220294072A1 (en) 2022-09-15
WO2021145574A1 (ko) 2021-07-22
CN114270611A (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4665277B2 (ja) バッテリ装置
US9825266B2 (en) Battery pack
US20170149225A1 (en) Busbar holding structure
JP4902204B2 (ja) ボルト式端子付き密閉型二次電池とこれを用いた組電池
CN111384355B (zh) 二次电池以及电池组
CN106935780B (zh) 电池模块和电池组
EP3490028B1 (en) Battery module
CN111433936B (zh) 电池组连接器和包括其的电池组
KR20170142048A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
US11621447B2 (en) Secondary battery pack including cell frame with coating prevention part
US9059456B2 (en) Rechargeable battery and battery module
JP2022544686A (ja) Hvターミナルに対する気密性が確保された電池モジュールおよびそれを含む電池パック
JP7174482B2 (ja) 電池モジュール
US9184433B2 (en) Battery, battery system and method for connecting a plurality of batteries
US10005374B2 (en) Prismatic accumulator cell and accumulator pack
WO2013008559A1 (ja) 電池配線モジュールのカバー、電池配線モジュール及び電池モジュール
KR20170123889A (ko) 케이블 조립체 및 이를 구비하는 배터리 모듈
KR20200055334A (ko) 터미널 커버 및 이를 구비하는 배터리 팩
CN110291658B (zh) 电池单元和电池模块
US20240136646A1 (en) Battery Module
JP2023542176A (ja) バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車
JP2023108793A (ja) 蓄電装置
KR100599806B1 (ko) 이차 전지 모듈
EP3358648A1 (en) Device for discharging a battery cell and battery cell
JP2023108752A (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230327

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230623

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230823

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230911

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230928

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7359943

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150