JP2023501488A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本発明は、モジュールケースの機械的剛性を補強する補強部材を備えたバッテリーモジュールを開示する。上記の目的を達成するため、本発明によるバッテリーモジュールは、少なくとも一方向に配列された複数の二次電池と、内部空間を形成するように構成されたカバー部、底部及び側部を備え、内部空間に複数の二次電池を収納するモジュールケースと、モジュールケースの内部に位置し、カバー部の下面及び底部の上面に固定された補強部材と、を含む。

Description

本発明は、バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック、及び自動車に関し、より詳しくは、モジュールケースの機械的剛性を補強する補強部材を備えたバッテリーモジュールに関する。
本出願は、2020年5月19日付け出願の韓国特許出願第10-2020-0059726号に基づく優先権を主張し、当該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。
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化されるにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。
現在、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の二次電池が商用化しているが、中でも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殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くて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それぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。また、このようなリチウム二次電池は、正極活物質が塗布された正極板と負極活物質が塗布された負極板とがセパレータを介在して配置された電極組立体、及び該電極組立体を電解液とともに封止収納する外装材、例えば電池ケースを備える。
そして、リチウム二次電池は、外装材の形状に応じて、電極組立体が金属缶に収納されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに収納されているパウチ型二次電池とに分類され得る。
そのうち缶型二次電池は、電極組立体が収納される金属缶を円筒型で製作し得る。このような缶型二次電池は、複数の二次電池を収容するモジュールケース、及び複数の二次電池を電気的に接続するように構成されたバスバーを備えたバッテリーモジュールの構成に適用され得る。
このような複数の二次電池は、モジュールケースの内部に収納され得る。このとき、バッテリーモジュールでは、モジュールケースが電気絶縁性のプラスチックから構成される場合、振動や外部衝撃によってモジュールケースの中心部分が上下に動くか、又は、モジュールケースの中心部分が上方または下方に反る変形(浮き)が頻繁に発生する。このようなモジュールケースの振動や反り現象が繰り返される場合、モジュールケースの中心部分に損傷やクラックが発生して、バッテリーモジュールの耐久性が低下する問題がある。
特に、バッテリーモジュールに多数の二次電池が収納される場合、多数の二次電池の荷重によってモジュールケースの中心部分がさらに大きく変形し、問題を悪化させることがある。
さらに、バッテリーモジュールにおいて、モジュールケースの最外郭付近がボルトで固定される場合、相対的にモジュールケースの中心部分は固定されず、中心部分の変形がより大きく発生してバッテリーモジュール変形の問題がさらに悪化するおそれがある。
本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、モジュールケースの機械的剛性を補強する補強部材を備えた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、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態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。
上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーモジュールは、
少なくとも一方向に配列された複数の二次電池と、
内部空間を形成するように構成されたカバー部、底部及び側部を備え、内部空間に複数の二次電池を収納するモジュールケースと、
モジュールケースの内部に位置し、カバー部の下面及び底部の上面に固定された補強部材と、
を含む。
また、バッテリーモジュールは、補強部材をモジュールケースのカバー部の下面、底部の上面、及び側部の内面のうち少なくとも一つに固定するように構成された接着部材をさらに含み得る。
さらに、複数の二次電池は、所定の間隔で離隔して配列され、
補強部材は、複数の二次電池の側部に沿って水平方向に延びたプレート状であり、少なくとも一部分が複数の二次電池同士の離隔した空間に向かって突出した屈曲形状を有し得る。
そして、接着部材は、複数の二次電池同士が離隔した空間に満たされた突出部を備え得る。
また、補強部材は、
一方向に延びた本体部と、
本体部の両端部のそれぞれからモジュールケースの内面と対面するように折り曲げられ、接着部材によってモジュールケースの内面に接合された折曲部と、
を備え得る。
さらに、補強部材は、
接着部材が内部に満たされるように本体部の一部分が内側に凹んだ収容溝と、
接着部材が収容されるように折曲部の一部分が打ち抜かれた結合孔と、
を備え得る。
そして、補強部材は、一方向に延びて互いに所定の距離で離隔して内部空間を形成する一対のプレートを備え、
一対のプレート同士の間には、接着部材が充填され得る。
また、一対のプレートのそれぞれには、一対のプレート同士の間の内部空間と外部とが連通するように構成された開口が形成され得る。
そして、上記の目的を達成するため、本発明の他の一態様によるバッテリーパックは、上述したバッテリーモジュールを少なくとも一つ含む。
また、上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の一態様による自動車は、上述したバッテリーパックを含む。
本発明の一態様によれば、モジュールケースの内部に位置し、カバー部の下面及び底部の上面に固定された補強部材を含むことで、振動や外部衝撃によるモジュールケースの変形を効果的に防止することができる。すなわち、補強部材がモジュールケースのカバー部の下面及び底部の上面を固定できるため、モジュールケースのカバー部及び底部の上下方向の変形を防止することができる。これにより、モジュールケースの頻繁な変形による損傷を低減できるだけではなく、モジュールケースの内部に収納された複数の二次電池または内部構成の振動や外部衝撃による損傷を防止することができる。
さらに、本発明は、モジュールケースの中心部分が機械的に弱くないため、多数の二次電池が備えられた大容量バッテリーモジュールを具現し易い。これにより、バッテリーモジュールのエネルギー密度を高め、部品数の節減によって製造コストを低減することができる。
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形態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ものであるため、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。
本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した分解斜視図である。 図1のC-C’線に沿った概略的な横断面図である。 本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した平面図である。 本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュールの補強部材を概略的に示した部分斜視図である。 本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの補強部材を概略的に示した斜視図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求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形態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形態に過ぎず、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は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを概略的に示した斜視図であり、図2は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した分解斜視図である。
図1及び図2を参照すると、本発明のバッテリーモジュール200は、複数の二次電池100、モジュールケース210、及び補強部材220を含む。
具体的には、複数の二次電池100は、円筒型電池セルであり得る。ここで、円筒型電池セルは、電池缶116を含み、電池缶116の本体に負極端子112が形成され、電池缶116の上部に結合された電池キャップに正極端子111が形成され得る。また、円筒型電池セルは、電池缶116の内部に収容された電極組立体(図示せず)を含み得る。このような円筒型電池セルの構成は、本発明の出願時点で当業者に周知されているため、本明細書では詳細な説明を省略する。
さらに、複数の二次電池100は、所定の間隔で離隔して配列され得る。例えば、図1のF方向から眺める場合、複数の二次電池100は前後方向と左右方向に配列され得る。
一方、本明細書において、前、後、左、右、上、下のような方向を示す用語は、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。ただし、本明細書では、説明の便宜上、F方向から眺めたときを基準にして、前、後、左、右、上、下などの方向を区分して示すことにする。
さらに、複数の二次電池100は、例えば、3mmの間隔で離隔して配置され得る。また、一つの行に位置した複数の二次電池100と他の一つの行に位置した複数の二次電池100とは、前後方向の位置が互いにずれるように配置され得る。そして、一つの列に位置した複数の二次電池100と他の一つの列に位置した複数の二次電池100とは、左右方向の位置が互いにずれるように配置され得る。すなわち、複数の二次電池100は、全体的に前方、後方、左方、右方でジグザグに配置された形態であると言える。
そして、複数の二次電池100は、伝導性金属を含むバスバー(図示せず)によって電気的に直列または並列で接続され得る。バスバーは、例えば、銅、ニッケル及びアルミニウムのうち少なくとも一つを含み得る。例えば、バスバーはワイヤ状であり得る。バスバーは、二次電池100の上部に位置した正極端子111同士及び/または電池缶に形成された負極端子112同士の間に電気的に接続され得る。
図3は、図1のC-C’線に沿った概略的な横断面図である。
図1~図3を参照すると、モジュールケース210は、複数の二次電池100を内部に挿入して収容可能な内部空間(図示せず)を備え得る。具体的には、モジュールケース210は、内部空間を形成するように構成されたカバー部212、底部214及び側部216を備え得る。カバー部212はモジュールケース210の上部壁であり得る。底部214はモジュールケース210の下部壁であり得る。側部216はモジュールケース210の水平方向の側壁であり得る。底部214の上面214aには、複数の二次電池100が載置され得る。
さらに、モジュールケース210は、電気絶縁性のプラスチック材質を含み得る。例えば、モジュールケース210は、ポリ塩化ビニルを含み得る。
さらに、モジュールケース210は、上部ケース217及び下部ケース218を備え得る。上部ケース217と下部ケース218とは、複数のボルトT1で互いに結合され得る。場合によっては、モジュールケース210がブッシング(図示せず)及びナット(図示せず)をさらに備えてもよい。例えば、図1に示されたように、8個のボルトT1を左側及び右側に挿入することで、モジュールケース210の上部ケース217と下部ケース218とを互いに結合するように構成され得る。このとき、モジュールケース210には、ボルトの雄ネジと結合される雌ネジが形成された締結孔H2が形成され得る。
また、補強部材220は、モジュールケース210の内部に位置し得る。補強部材220の外面は、モジュールケース210の内面に固定され得る。ここで、補強部材220をモジュールケース210に固定する方法は、多様であり得るが、例えば、溶接、接着などであり得る。補強部材220は、機械的剛性に優れた金属であり得る。例えば、補強部材220は、ステンレス鋼、鋼鉄、またはアルミニウム合金などであり得る。
特に、補強部材220は、カバー部212の下面及び底部214の上面にそれぞれ固定され得る。例えば、図2に示されたように、補強部材220は、モジュールケース210の内部を横切るように延びた形態であり得る。補強部材220の上部は、カバー部212の複数の二次電池100が収容された内部空間の天井下面212aに固定され、補強部材220の下部は底部214の上面214aに固定され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、モジュールケース210の内部に位置し、カバー部212の内部空間の天井下面212a及び底部214の上面に固定された補強部材220を含むことで、振動や外部衝撃によるモジュールケース210の変形を効果的に防止することができる。すなわち、補強部材220がモジュールケース210のカバー部212の内部空間の天井下面212a及び底部214の上面214aを固定できるため、カバー部212及び底部214の変形を防止することができる。
これにより、モジュールケース210の頻繁な変形による損傷を低減できるだけではなく、モジュールケース210の内部に収納された複数の二次電池100または内部構成の振動や外部衝撃による損傷を防止することができる。
さらに、本発明は、モジュールケース210の中心部分が機械的に弱くないため、多数の二次電池が備えられた大容量のバッテリーモジュールを具現し易い。これにより、バッテリーモジュール200のエネルギー密度を高め、部品数の節減によって製造コストを低減することができる。
図4は、本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した平面図である。
図2~図4を参照すると、図4のバッテリーモジュール200は、モジュールケース210の内部に付加された接着部材230をさらに含み得る。
具体的には、接着部材230は、補強部材220をモジュールケース210のカバー部212の下面212a、底部214の上面214a、及び側部216の内面216aのうち少なくとも一つに固定するように構成され得る。
例えば、接着部材230は、補強部材220がモジュールケース210のカバー部212の内部空間の天井下面212a、及び底部214の上面214aにそれぞれ接合されるように構成され得る。または、接着部材230は、補強部材220がモジュールケース210のカバー部212の下面212a、底部214の上面214a、及び側部216の内面216aのすべてに接合されるように構成され得る。
具体的には、接着部材230は、固化した接着剤であり得る。接着剤は電気絶縁性を有し得る。接着剤は、グルー(glue)またはホットメルト樹脂(hot-melt resin)であり得る。例えば、接着剤は、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、及びアクリル系樹脂のうち少なくとも一つを含み得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、補強部材220をモジュールケース210のカバー部212の下面212a、底部214の上面214a、及び側部216の内面216aのうち少なくとも一つに固定するように構成された接着部材230をさらに含むことで、補強部材220をモジュールケース210の内面に固定する製造過程を容易に行うことができる。
図2及び図3をさらに参照すると、補強部材220は、複数の二次電池100の側部216に沿って水平方向に延びたプレート状であり得る。例えば、図2に示されたように、補強部材220の一部分は、前後方向の面積よりも左右方向の面積が広いプレート状を有し得る。すなわち、補強部材220の一部分は上下に立てられた形態であり得る。補強部材220は左右方向に延びた形態を有し得る。補強部材220の高さは二次電池100の高さと同一であるか、または、それよりも大きくなり得る。すなわち、補強部材220は、補強部材220の上部がカバー部212の下面212aに接触し、補強部材220の下部が底部214の上面214aに接触可能な大きさを有し得る。
複数の二次電池100同士の間には、離隔した空間S1が形成され得る。補強部材220は、少なくとも一部分が複数の二次電池100同士の離隔した空間S1に向かって突出した屈曲形状B1を有し得る。例えば、図2及び図3に示されたように、補強部材220の一部分は、複数の二次電池100同士が前後方向に離隔した空間S1に向かって、前後方向で交互に突出した屈曲形状B1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、本発明の補強部材220は、複数の二次電池100の側部216に沿って水平方向に延びたプレート状であって、少なくとも一部分が複数の二次電池100同士の離隔した空間S1に向かって突出した屈曲形状B1を有することで、補強部材220が占める体積によって生じるデッドスペースを効果的に減らすことができる。すなわち、補強部材220は、複数の二次電池100の配置を考慮して、空間を最大限に活用可能な形状を有し得る。
図3とともに図4をさらに参照すると、接着部材230は、複数の二次電池100同士が離隔した空間S1に満たされた突出部232を備え得る。突出部232は、補強部材220とモジュールケース210の底部214の上面214a及びカバー部212の下面212aとの接合力をより高めるため、複数の二次電池100同士の離隔した空間S1に接着部材230が充填されて形成され得る。すなわち、突出部232は、補強部材220の外面に塗布された接着部材230から、複数の二次電池100同士が前後方向に離隔した空間に向かって突出した形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、接着部材230が複数の二次電池100同士の離隔した空間に満たされた突出部232を備えることで、補強部材220をより高い接合力でモジュールケース210の内面に固定することができる。これにより、振動や外部衝撃によるモジュールケース210の頻繁な変形を効果的に防止することができる。これにより、バッテリーモジュール200の耐久性を効果的に増大させることができる。
図2とともに図3をさらに参照すると、補強部材220は、一方向に延びた本体部221、及び本体部221の両端部のそれぞれに備えられた折曲部223を備え得る。折曲部223は、モジュールケース210の内面と対面するように折り曲げられ得る。例えば、図3に示されたように、補強部材220の本体部221の左側端に備えられた折曲部223は、前方に向かって折り曲げられ得る。本体部221の右側端に備えられた折曲部223は、後方に向かって折り曲げられ得る。このような補強部材220は、モジュールケース210の変形を抑制することができる。
図2とともに図4をさらに参照すると、他の一実施形態による補強部材220は、折曲部223が接着部材230によってモジュールケース210の内面に接合され得る。例えば、図4に示されたように、モジュールケース210の側部216の内面216aと対面している折曲部223の外面には接着部材230が付け加えられ得る。これにより、折曲部223の外面とモジュールケース210の側部216の内面216aとが接合できる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本体部221の両端部のそれぞれにモジュールケース210の内面と対面するように折り曲げられ、接着部材230によってモジュールケース210の内面に接合された折曲部223を備えることで、補強部材220とモジュールケース210の側部216の内面216aとの接触面積を効果的に増加させることができる。これにより、補強部材220の固定力を効果的に高めることができる。したがって、本発明は、よる強い固定力で外部衝撃によるモジュールケース210の変形を防止することができる。
図5は、本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュールの補強部材を概略的に示した部分斜視図である。
図5を参照すると、他の一実施形態によるバッテリーモジュール200の補強部材220Aには、収容溝G1及び結合孔G2が形成され得る。具体的には、収容溝G1は、接着部材230が内部に満たされるように本体部221の一部分が内側に凹んだ形態であり得る。例えば、複数の収容溝G1が本体部221の上部及び下部のそれぞれに所定の間隔で互いに離隔して形成され得る。
また、結合孔G2は、折曲部223の外面に形成され得る。結合孔G2は、接着部材230が一部収容されるように、折曲部223の一部分が打ち抜かれて形成され得る。例えば、図5に示されたように、折曲部223の外面には3個の結合孔G2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、補強部材220Aが、接着部材230が内部に満たされるように本体部221の一部分が内側に凹んだ収容溝G1、及び接着部材230が収容されるように折曲部223の一部分が打ち抜かれた結合孔G2を備えることで、補強部材220Aの収容溝G1及び結合孔G2に適正量の接着部材230を収容することができ、モジュールケース210のカバー部212の下面212aと底部214の上面214aと側部216の内面216aとの結合力を高めることができる。これにより、バッテリーモジュール200の耐久性を効果的に高めることができる。
図6は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの補強部材を概略的に示した斜視図である。
図6を参照すると、さらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの補強部材220Bは、一方向に延びて互いに所定の距離で離隔して内部空間を形成する一対のプレート225a、225bを備え得る。一対のプレート225a、225bの間には接着部材230が充填され得る。例えば、図6に示されたように、補強部材220Bは、左右方向に延びた一対のプレート225a、225bを備え得る。一対のプレート225a、225bは、所定の間隔で離隔しており、その離隔した空間には接着部材230が充填され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、補強部材220Bが一対のプレート225a、225bを備えることで、十分な量の接着部材230を一対のプレート225a、225bの間に充填できて補強部材220Bの剛性をさらに高めることができるだけでなく、十分な量の接着部材230を内部に収容した補強部材220Bによって、モジュールケース210のカバー部212の下面212a及び底部214の上面214aの結合力をそれぞれ一層高めることができる。
また、一対のプレート225a、225bのそれぞれには、一対のプレート225a、225b同士の間の内部空間と外部とが連通するように構成された開口P1が形成され得る。開口P1は、複数の二次電池100同士の離隔した空間に接着部材230を満たせるように形成され得る。すなわち、開口P1は、複数の二次電池100の前後方向の離隔した空間と対応する位置に形成され得る。これにより、一対のプレート225a、225bの間に充填された接着部材230の一部が、開口P1を通って複数の二次電池100の離隔した空間へと流れ得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本体部221に、一対のプレート225a、225b同士の間の内部空間と外部とが連通するように構成された開口P1が形成されることで、補強部材220Bの外面に適正量の接着部材230を塗布することができ、一対のプレート225a、225bの間に満たされた接着部材230が一対のプレート225a、225bの外部に流れて連結された形態を維持することができる。これにより、補強部材220Bは、モジュールケース210の内面との結合面積を効果的に増加させることができる。結果的に、補強部材220Bは、より高い固定力でモジュールケース210の内面と結合できるため、バッテリーモジュール200の耐久性を効果的に高めることができる。
一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパック(図示せず)は、上述したバッテリーモジュール200を少なくとも一つ含み得る。そして、バッテリーパックは、バッテリーモジュール200の充放電を制御するための各種の装置(図示せず)、例えばBMS(Battery Management System:バッテリー管理システム)、電流センサ、ヒューズなどをさらに含み得る。
一方、本発明の一実施形態による電子デバイス(図示せず)は、上述したバッテリーモジュール200を少なくとも一つ含む。電子デバイスは、バッテリーモジュール200を収納するための収納空間が備えられたデバイスハウジング(図示せず)、及びユーザがバッテリーモジュール200の充電状態を確認できる表示部をさらに含み得る。
また、本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に含まれ得る。すなわち、本発明の一実施形態による自動車は、車体内に上述した本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール200を少なくとも一つ含むバッテリーパックが搭載され得る。
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形態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。
200:バッテリーモジュール
220:補強部材
221、223:本体部、折曲部
100:二次電池
210:モジュールケース
212、214、216:カバー部、底部、側部
230:接着部材
232:突出部
B1:屈曲形状
G1、G2:収容溝、結合孔
S1:離隔空間
225a、225b:プレート
P1:開口

Claims (10)

  1. 少なくとも一方向に配列された複数の二次電池と、
    内部空間を形成するように構成されたカバー部、底部及び側部を備え、前記内部空間に前記複数の二次電池を収納するモジュールケースと、
    前記モジュールケースの内部に位置し、前記カバー部の下面及び前記底部の上面に固定された補強部材と、
    を含む、バッテリーモジュール。
  2. 前記補強部材を前記モジュールケースの前記カバー部の前記下面、前記底部の前記上面、及び前記側部の内面のうち少なくとも一つに固定するように構成された接着部材をさらに含む、請求項1に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記複数の二次電池は、所定の間隔で離隔して配列され、
    前記補強部材は、前記複数の二次電池の側部に沿って水平方向に延びたプレート状であり、少なくとも一部分が前記複数の二次電池同士の離隔した空間に向かって突出した屈曲形状を有する、請求項2に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記接着部材は、前記複数の二次電池同士が離隔した空間に満たされた突出部を備える、請求項3に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記補強部材は、
    一方向に延びた本体部と、
    前記本体部の両端部のそれぞれから前記モジュールケースの内面と対面するように折り曲げられ、前記接着部材によって前記モジュールケースの内面に接合された折曲部と、
    を備える、請求項2に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記補強部材は、
    前記接着部材が内部に満たされるように前記本体部の一部分が内側に凹んだ収容溝と、
    前記接着部材が収容されるように前記折曲部の一部分が打ち抜かれた結合孔と、
    を備える、請求項5に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記補強部材は、一方向に延びて互いに所定の距離で離隔して内部空間を形成する一対のプレートを備え、
    前記一対のプレート同士の間には、前記接着部材が充填される、請求項5に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記一対のプレートのそれぞれには、前記一対のプレート同士の間の内部空間と外部とが連通するように構成された開口が形成される、請求項7に記載のバッテリーモジュール。
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを少なくとも一つ含む、バッテリーパック。
  10. 請求項9に記載のバッテリーパックを含む、自動車。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008123846A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Toyota Motor Corp 蓄電装置ユニット
JP2009059681A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Samsung Sdi Co Ltd 電池パック及び電池ケース
CN206893662U (zh) * 2017-06-07 2018-01-16 观致汽车有限公司 电池下箱体及包含其的车辆
CN107878172A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 长城汽车股份有限公司 用于车辆的减振装置
JP2018190660A (ja) * 2017-05-10 2018-11-29 株式会社デンソー 制御モジュール
JP2019519883A (ja) * 2016-05-09 2019-07-11 ニコラ・コーポレーションNikola Corporation 電気バッテリー組立体

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09306447A (ja) * 1996-05-13 1997-11-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池パック
KR101256063B1 (ko) * 2006-06-08 2013-04-18 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP4283833B2 (ja) * 2006-09-06 2009-06-24 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池モジュール
KR101016596B1 (ko) * 2009-01-29 2011-02-22 강정욱 셀 상호간 복합연결망으로 구성된 셀 카트리지
JP5204797B2 (ja) * 2010-02-25 2013-06-05 株式会社日立製作所 二次電池モジュールおよび二次電池モジュール装置
DE102011015622B4 (de) 2011-03-31 2017-01-05 Audi Ag Batterie für ein Kraftfahrzeug
US10381614B2 (en) * 2013-04-17 2019-08-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
JP2015022849A (ja) * 2013-07-17 2015-02-02 三井造船株式会社 ラミネートセルユニット、電池モジュール、ラミネートセルユニットの製造方法及び電池モジュールの製造方法
DE102016110330A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 Thyssenkrupp Ag Gehäuse für eine Fahrzeugbatterie sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses
DE102018112475B4 (de) 2018-05-24 2024-01-18 Lisa Dräxlmaier GmbH Batterieanordnung und herstellverfahren
KR102167077B1 (ko) 2018-11-21 2020-10-16 광운대학교 산학협력단 불소 흡착제 및 이의 제조방법
CN210142675U (zh) * 2019-08-07 2020-03-13 孚能科技(赣州)股份有限公司 电池模组和具有该电池模组的电池系统和电动车辆

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008123846A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Toyota Motor Corp 蓄電装置ユニット
JP2009059681A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Samsung Sdi Co Ltd 電池パック及び電池ケース
JP2019519883A (ja) * 2016-05-09 2019-07-11 ニコラ・コーポレーションNikola Corporation 電気バッテリー組立体
CN107878172A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 长城汽车股份有限公司 用于车辆的减振装置
JP2018190660A (ja) * 2017-05-10 2018-11-29 株式会社デンソー 制御モジュール
CN206893662U (zh) * 2017-06-07 2018-01-16 观致汽车有限公司 电池下箱体及包含其的车辆

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