JP2024501307A - 電池パックおよびそれを含むデバイス - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態による電池パックは、第１サブ電池モジュールおよび前記第１サブ電池モジュールの両側にそれぞれ位置する一対の第２サブ電池モジュールを含む電池モジュール；前記電池モジュールが取り付けられるパックフレーム；および前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの上下部をそれぞれ貫通する一対の連結部を含み、前記一対の連結部の両側は前記パックフレームの側面部に固定されており、前記第１サブ電池モジュールは前記パックフレームの底面に固定されており、前記第２サブ電池モジュールは前記連結部の長手方向に沿って移動する。

Description

［関連出願との相互引用］
本出願は２０２１年８月１７日付韓国特許出願第１０－２０２１－０１０７９５５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すべての内容は本明細書の一部として含まれる。

本発明は電池パックおよびそれを含むデバイスに関し、より具体的には電池セルのスウェリング現象発生時のフレーム部材の過度な反りおよび電池セルの寿命劣化を防止する電池パックおよびそれを含むデバイスに関する。

製品群に応じた適用容易性が高く、高いエネルギ密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、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応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させ得るという一次的な長所だけでなく、エネルギの使用にともなう副産物が全く発生しないという点で環境に優しく、エネルギ効率性向上のための新たなエネルギ源として注目を浴びている。

現在、商用化されている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が、この中で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起こらず充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギ密度が高い長所から脚光を浴びている。

一般にリチウム二次電池は外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に内蔵されている円筒型または角型二次電池と、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内蔵されているパウチ型二次電池に分類することができる。

最近、二次電池のエネルギ貯蔵源としての活用をはじめとして大容量二次電池構造に対する必要性が高まるにつれ、多数の二次電池が直列または並列に連結された電池モジュールを集合させた中大型モジュール構造の電池パックに対する需要が増加している。このような電池モジュールは多数の電池セルが互いに直列または並列に連結されて電池セル積層体を形成することによって容量および出力が向上する。また、複数の電池モジュールはＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に取り付けられて電池パックを形成することができる。

図１は従来の電池パックに係る上面図である。図２はバッテリ寿命末期（ｅｎｄ－ｏｆ ｌｉｆｅ；ＥＯＬ）での図１の電池パックに係る上面図である。

図１を参照すると、従来の電池パック１０は電池モジュール１１をパックフレーム１５の間に取り付ける構造を含む。しかし、一般に電池モジュール１１に含まれた電池セル（１１ａ，図３）は充放電過程で膨張および収縮する過程を繰り返す。一例として、図２のように、バッテリ寿命末期での電池モジュール１１はパックフレーム１５に向かって膨張しているスウェリング部１１ｓが形成されている。このようなスウェリング部１１ｓによって、電池モジュール１１の剛性が弱くなり、電池モジュール１１に含まれた電池セル（１１ａ，図３）に加えられる圧力偏差による寿命劣化も問題になる。

図３は図１のａ－ａ’軸に沿って切断した電池モジュールの断面図である。

図３を参照すると、従来の電池モジュール１１は電池セル１１ａがモジュールフレーム１１ｂに接着または加圧固定されている。ここで、電池セル１１ａが積層された電池セル積層体の一側面に圧縮パッド１１ｐが位置し得る。

特に、最近の電池セル１１ａの容量が漸進的に増加する傾向につれて、電池セル１１ａのスウェリング量また、大きく増加することにより、モジュールフレーム１１ｂが吸収すべき変位量もまた、増加している。

しかし、圧縮パッド１１ｐの場合にも、電池セル１１ａの充放電に伴う膨張および収縮過程で、モジュールフレーム１１ｂに向かって加えられる変形を十分に吸収しにくいことから、図２のようにモジュールフレーム１１ｂが変形されたスウェリング部１１ｓが形成されやすい問題がある。

そのため、従来の電池パック１０および電池モジュール１１とは別に、電池セルの充放電に伴う膨張および収縮過程でのスウェリング部１１ｓの形成を防止してモジュールフレーム１１ｂの変形を最小化しながらも、電池セル１１ａの寿命劣化を防止する新規構造の電池パックおよび電池モジュールを開発する必要がある。

本発明が解決しようとする課題は、電池セルのスウェリング現象発生時のフレーム部材の過度な反りおよび電池セルの寿命劣化を防止する電池パックおよびそれを含むデバイスを提供することにある。

本発明が解決しようとする課題は、上述した課題に制限されるものではなく、言及されていない課題は本明細書および添付する図面から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明確に理解されるものである。

本発明の一実施形態による電池パックは、第１サブ電池モジュールおよび前記第１サブ電池モジュールの両側にそれぞれ位置する一対の第２サブ電池モジュールを含む電池モジュール；前記電池モジュールが取り付けられるパックフレーム；および前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの上下部をそれぞれ貫通する一対の連結部を含み、前記一対の連結部の両側は、前記パックフレームの側面部に固定されており、前記第１サブ電池モジュールは、前記パックフレームの底面に固定されており、前記第２サブ電池モジュールは、前記連結部の長手方向に沿って移動する。

前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの上部および下部に取り付けられるフレーム部材をさらに含み、前記フレーム部材は、前記一対の第２サブ電池モジュールの外側面のうち少なくとも一部を囲み得る。

前記フレーム部材の両側部は、前記第２サブ電池モジュールと共に前記連結部の長手方向に沿ってそれぞれ移動し、前記フレーム部材の中心部は、前記第２サブ電池モジュールと共に前記連結部の長手方向に沿って延伸され得る。

前記フレーム部材は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）および炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなる群より選ばれた１種以上の物質からなり得る。

前記フレーム部材は、第１フレーム部材および第２フレーム部材を含み、前記第１フレーム部材は、前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの上部に取り付けられ、前記第２フレーム部材は、前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの下部に取り付けられ得る。

前記第１フレーム部材の両端部は、前記一対の第２サブ電池モジュールの外側面に沿って延びており、前記第２フレーム部材の両端部は、前記一対の第２サブ電池モジュールの外側面に沿って延びており、前記第１フレーム部材の端部と前記第２フレーム部材の端部は、互いに離隔していてもよい。

前記フレーム部材と前記パックフレームの側面部の間に位置するエンドプレートをさらに含み得る。

前記エンドプレートは、前記一対の第２サブ電池モジュールの外側面に位置する前記フレーム部材の外面と接し得る。

前記一対の連結部は、前記エンドプレートの上下部をそれぞれ貫通していてもよい。

前記一対の連結部の両側は、前記パックフレームの側面部にボルト（ｖｏｌｔ）結合されており、前記第１サブ電池モジュールは、前記パックフレームの底面にボルト（ｖｏｌｔ）結合されていてもよい。

前記第１サブ電池モジュールは、複数の第１電池セルが積層されている第１電池セル積層体を含み、前記第２サブ電池モジュールは、複数の第２電池セルが積層されている第２電池セル積層体を含み得る。

前記第１サブ電池モジュールは、前記第１電池セル積層体の上下部にそれぞれ取り付けられている一対の第１モジュールフレームを含み、前記第２サブ電池モジュールは、前記第２電池セル積層体の上下部にそれぞれ取り付けられている一対の第２モジュールフレームを含み得る。

前記一対の連結部は、前記一対の第１モジュールフレームをそれぞれ貫通し、前記一対の第２モジュールフレームをそれぞれ貫通し得る。

前記第１電池セル積層体の両側面と前記第２電池セル積層体の両側面は、外部に向かって露出していてもよい。

前記第１モジュールフレームと前記第１電池セル積層体の間に第１固定部材が形成されており、前記第２モジュールフレームと前記第２電池セル積層体の間に第２固定部材が形成されていてもよい。

本発明の他の一実施形態によるデバイスは、前記で説明した電池パックを含む。

実施形態によれば、本発明は第１サブ電池モジュールがパックフレームの底面に固定されており、第２サブ電池モジュールが連結部の長手方向に沿って移動する電池パックおよびそれを含むデバイスであって、電池セルのスウェリング現象発生時のフレーム部材の過度な反りおよび電池セルの寿命劣化を防止することができる。

本発明の効果は、上述した効果に制限されるものではなくて、言及されていない効果は、本明細書および添付する図面から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明確に理解されるものである。

従来の電池パックに係る上面図である。 バッテリ寿命末期（ｅｎｄ－ｏｆ ｌｉｆｅ；ＥＯＬ）での図１の電池パックに係る上面図である。 図１のａ－ａ’軸に沿って切断した電池モジュールの断面図である。 本発明の一実施形態による電池パックを概略的に示す上面図である。 図４の電池パックを正面から見た断面図である。 図５の電池パックにおける第１サブ電池モジュールと連結部が結合されている構造を示す断面図である。 図６の断面で第２サブ電池モジュールが連結部に結合される構造を示す断面図である。 図６の断面で第２サブ電池モジュールが連結部に結合される構造を示す断面図である。 図７の断面で第１サブ電池モジュールおよび一対の第２サブ電池モジュールの上下部にフレーム部材が結合される構造を示す断面図である。 図７の断面で第１サブ電池モジュールおよび一対の第２サブ電池モジュールの上下部にフレーム部材が結合される構造を示す断面図である。

以下、添付する図面を参照して本発明の様々な実施形態について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が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は様々な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限られない。

本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素に対しては同じ参照符号を付ける。

また、図面に示す各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜上任意に示したので、本発明は必ずしも示されたところに限られない。図面で複数の層および領域を明確に表現するために厚さを誇張して示した。そして図面では、説明の便宜上、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反対の意味を示す記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。

また、明細書全体で、「平面上」というとき、これは対象部分を上から見たときを意味し、「断面上」というとき、これは対象部分を垂直に切断した断面を横から見たときを意味する。

以下では、本発明の実施形態による電池パックについて説明する。ただし、ここでは電池パックの一断面を基準として説明するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、電池パックの他の断面の場合にも同一または類似の内容を説明することができる。

図４は本発明の一実施形態による電池パックを概略的に示す上面図である。図５は図４の電池パックを正面から見た断面図である。

図４および図５を参照すると、本実施形態による電池パック１０００は、第１サブ電池モジュール１１０および第１サブ電池モジュール１１０の両側にそれぞれ位置する一対の第２サブ電池モジュール１２０を含む電池モジュール１００；電池モジュール１００が取り付けられるパックフレーム１５００；および第１サブ電池モジュール１１０および前記一対の第２サブ電池モジュール１２０の上下部をそれぞれ貫通する一対の連結部１３００を含む。

より具体的には、一対の連結部１３００は第１連結部および第２連結部を含む。ここで、前記第１連結部は第１サブ電池モジュール１１０および前記一対の第２サブ電池モジュール１２０の上部をそれぞれ貫通し、前記第２連結部は第１サブ電池モジュール１１０および前記一対の第２サブ電池モジュール１２０の下部をそれぞれ貫通する。

また、一対の連結部１３００は電池モジュール１００の前面および／または後面の上下部をそれぞれ貫通し得る。一例として、図４のように、一対の連結部１３００は電池モジュール１００の前面の上下部をそれぞれ貫通し、電池モジュール１００の後面の上下部をそれぞれ貫通し得る。他の一例として、一対の連結部１３００は電池モジュール１００の中心を基準として上下部をそれぞれ貫通し得る。他の一例として、一対の連結部１３００は電池モジュール１００の前面、後面、および中心を基準として上下部をそれぞれ貫通し得る。

一例として、一対の連結部１３００は鋼鉄（ｓｔｅｅｌ）材質の棒（ｒｏｄ）形状部材であり得る。ただし、一対の連結部１３００の材質および形状はこれに限定されるものではなく、電池モジュール１００の上下部をそれぞれ貫通しながらも、電池モジュール１００の上下部を十分に支持できる程度の剛性を有する材質および形状を有する部材であれば、本実施形態に含まれ得る。

また、パックフレーム１５００は側面部１５１０および底面１５５０を含む。ここで、電池モジュール１００は底面１５５０上に位置し、一対の側面部１５１０の間に電池モジュール１００が取り付けられる。より具体的には、側面部１５１０は底面１５５０と一体化しているか、溶接接合のような接合方式により底面１５５０に固定されていることができる。

ここで、一対の連結部１３００の両側はパックフレーム１５００の側面部１５１０に固定されている。より具体的には、前記第１連結部の両側はパックフレーム１５００の上側面に固定されており、前記第２連結部の両側はパックフレーム１５００の下側面に固定されていることができる。

一例として、一対の連結部１３００の両側はパックフレーム１５００の側面部１５１０にボルト（ｖｏｌｔ）結合されている。ただし、一対の連結部１３００の結合方式はこれに限定されたものでなく、一対の連結部１３００の両側とパックフレーム１５００の側面部１５１０の間を安定的に固定させ得る方式であれば、本実施形態に含まれ得る。

ここで、電池モジュール１００のうち第１サブ電池モジュール１１０はパックフレーム１５００の底面１５５０に固定されている。言葉を変えれば、一対の第２サブ電池モジュール１２０はパックフレーム１５００の底面１５５０に固定されていなくてもよい。すなわち、一対の第２サブ電池モジュール１２０は連結部１３００の長手方向に沿って移動することができる。より具体的には、一対の第２サブ電池モジュール１２０はパックフレーム１５００の側面部１５１０に向かって移動することができる。

一例として、第１サブ電池モジュール１１０はパックフレーム１５００の底面１５５０にボルト（ｖｏｌｔ）結合されている。ただし、第１サブ電池モジュール１１０と底面１５５０の間の結合方式はこれに限定されるものでなく、第１サブ電池モジュール１１０と底面１５５０の間を安定的に固定させ得る方式であれば、本実施形態に含まれ得る。

以上の構成によって、本実施形態による電池パック１０００は、電池モジュール１００に含まれた一部の電池セルでスウェリング現象が発生するとき、第１サブ電池モジュール１１０はパックフレーム１５００の底面１５５０に固定されているが、一対の第２サブ電池モジュール１２０は連結部１３００により連結部１３００の長手方向に沿って移動することができ、電池モジュール１００の内部で発生した圧力の増加を緩和させることができる。

すなわち、電池モジュール１００に含まれた電池セルのスウェリング現象発生時に電池セルの体積が一部膨張しても、一対の第２サブ電池モジュール１２０が連結部１３００によりパックフレーム１５００の側面部１５１０に向かって移動して、スウェリング現象による電池セル間に加えられる圧力の増加を緩和させることができる。

図６は図５の電池パックにおける第１サブ電池モジュールと連結部が結合されている構造を示す断面図である。図７および図８は図６の断面において第２サブ電池モジュールが連結部に結合される構造を示す断面図である。

図５および図６を参照すると、第１サブ電池モジュール１１０は、複数の第１電池セルが積層されている第１電池セル積層体１１１を含むことができる。また、第１サブ電池モジュール１１０は第１電池セル積層体１１１の上下部にそれぞれ取り付けられている一対の第１モジュールフレーム１１５を含むことができる。ここで、一対の第１モジュールフレーム１１５は互いに一体化しているか、互いに分離されていてもよい。また、図６のように、一対の連結部１３００は第１サブ電池モジュール１１０の上下部を貫通し得、特に、一対の第１モジュールフレーム１１５をそれぞれ貫通し得る。

図５および図７を参照すると、第２サブ電池モジュール１２０は、複数の第２電池セルが積層されている第２電池セル積層体１２１を含むことができる。また、第２サブ電池モジュール１２０は第２電池セル積層体１２１の上下部にそれぞれ取り付けられている一対の第２モジュールフレーム１２５を含むことができる。ここで、一対の第２モジュールフレーム１２５は互いに一体化しているか、互いに分離されていてもよい。

また、図７のように、一対の連結部１３００は第２サブ電池モジュール１２０の上下部を貫通し得、特に、一対の第２モジュールフレーム１２５をそれぞれ貫通し得る。一対の第２サブ電池モジュール１２０は連結部１３００の長手方向に沿って、第１サブ電池モジュール１１０の両側面に向かってそれぞれ挿入され得る。

そのため、本実施形態による電池パック１０００は、電池モジュール１００に含まれた電池セルに対する損傷を防止し、かつ電池モジュール１００が連結部１３００に安定的に固定されることができる。

また、図６ないし図８を参照すると、第１モジュールフレーム１１５と第１電池セル積層体１１１の間に第１固定部材１１７が形成されており、第２モジュールフレーム１２５と第２電池セル積層体１２１の間に第２固定部材１２７が形成されている。より具体的には、第１固定部材１１７および第２固定部材１２７は接着部材であり得る。より好ましくは、第１固定部材１１７および第２固定部材１２７は熱伝導性能を有する接着部材であり得る。

そのため、本実施形態による電池パック１０００は、第１電池セル積層体１１１および第２電池セル積層体１２１が第１モジュールフレーム１１５および第２モジュールフレーム１２５にそれぞれ安定的に固定されていることができる。

また、第１サブ電池モジュール１１０および第２サブ電池モジュール１２０で、第１電池セル積層体１１１の両側面と第２電池セル積層体１２１の両側面は外部に向かって露出している。言葉を変えれば、第１電池セル積層体１１１の両側面は一対の第１モジュールフレーム１１５によりカバーされなくてもよく、第２電池セル積層体１２１の両側面は一対の第２モジュールフレーム１２５によりカバーされなくてもよい。すなわち、図８のように、第１サブ電池モジュール１１０と第２サブ電池モジュール１２０が互いに接し得、第１電池セル積層体１１１の側面と第２電池セル積層体の側面が互いに接し得る。

そのため、本実施形態による電池パック１０００は、第１電池セル積層体１１１の側面と第２電池セル積層体の側面が互いに接し、空間効率性および電池容量が増大することができる。

図５ないし図８を参照すると、第１電池セル積層体１１１および第２電池セル積層体１２１に含まれた前記第１電池セルまたは前記第２電池セルはパウチ型電池セルであることが好ましい。一例として、前記第１電池セルまたは前記第２電池セルは電極組立体を樹脂層と金属層を含むラミネートシートのパウチケースに収納した後、前記パウチケースのシーリング部を熱融着して製造することができる。前記第１電池セルまたは前記第２電池セルは長方形のシート状構造で形成されることができる。前記第１電池セルまたは前記第２電池セルは複数で構成され、相互電気的に接続されている第１電池セル積層体１１１または第２電池セル積層体１２１を形成することができる。

ここで、第１電池セル積層体１１１または第２電池セル積層体１２１を構成する前記第１電池セルおよび前記第２電池セルの個数は場合によって調節されることができる。一例として、図５ないし図８のように、第１電池セル積層体１１１に含まれた前記第１電池セルの個数より第２電池セル積層体１２１に含まれた前記第２電池セルの個数が多くてもよい。

図９および図１０は図７の断面において第１サブ電池モジュールおよび一対の第２サブ電池モジュールの上下部にフレーム部材が結合される構造を示す断面図である。

図５、図９および図１０を参照すると、本実施形態による電池パック１０００は、第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０の上部および下部に取り付けられるフレーム部材１７００をさらに含むことができる。より具体的には、図９を参照すると、第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０の両側を加圧した後、図１０のようにフレーム部材１７００が第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０の上部および下部に取り付けられる。

図５および図１０を参照すると、フレーム部材１７００は一対の第２サブ電池モジュール１２０の外側面のうち少なくとも一部を囲むことができる。より具体的には、フレーム部材１７００の中心部は第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０の上部および下部に沿って延びている。また、フレーム部材１７００の端部は一対の第２サブ電池モジュール１２０の外側面のうち少なくとも一部を囲み得る。ここで、フレーム部材１７００の形状は第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュールの上部および下部の形状と同じ形状を有することができる。

また、フレーム部材１７００は第１フレーム部材および第２フレーム部材を含み、前記第１フレーム部材は第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０の上部に取り付けられ、前記第２フレーム部材は第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０の下部に取り付けられる。

ここで、前記第１フレーム部材の両端部は一対の第２サブ電池モジュール１２０の外側面に沿って延びており、前記第２フレーム部材の両端部は前記一対の第２サブ電池モジュール１２０の外側面に沿って延びており、前記第１フレーム部材の端部と前記第２フレーム部材の端部は互いに離隔していることができる。ただし、これに限定されるものではなく、前記第１フレーム部材の端部と前記第２フレーム部材の端部が互いに連結されている構造もまた、本実施形態に含まれ得る。

ここで、図１０のように、フレーム部材１７００の両側部は第２サブ電池モジュール１２０と共に連結部１３００の長手方向に沿ってそれぞれ移動し、フレーム部材１７００の中心部は第２サブ電池モジュール１２０と共に連結部１３００の長手方向に沿って延伸され得る。言葉を変えれば、フレーム部材１７００の両側部が第２サブ電池モジュール１２０の外側面に固定された状態で、第２サブ電池モジュール１２０が連結部１３００の長手方向に沿って移動するに伴ってフレーム部材１７００の中心部もまた、連結部１３００の長手方向に沿って延伸され得る。

ここで、フレーム部材１７００は高弾性および高剛性の素材からなる。一例として、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）および炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなる群より選ばれた１種以上の物質からなる。他の一例として、フレーム部材１７００は延伸が容易なばね形状を有することができる。ただし、フレーム部材１７００の素材および形状はこれに限定されるものではなく、第２サブ電池モジュール１２０の移動によって容易に延伸される素材および形状であれば、本実施形態に含まれ得る。

以上の構成によって、本実施形態による電池パック１０００は、第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０がフレーム部材１７００内で安定的に固定されている状態で、フレーム部材１７００が第２サブ電池モジュール１２０の移動と共に延伸されることができ、電池モジュール１００の剛性を十分に確保しながらもフレーム部材１７００の過度な変形を防止することができる。

すなわち、電池モジュール１００に含まれた電池セルのスウェリング現象発生時に電池セルの体積が一部膨張しても、フレーム部材１７００が第２サブ電池モジュール１２０と共にパックフレーム１５００の側面部１５１０に向かって延伸して、フレーム部材１７００が吸収できる変位量およびセル反力が増加し得、スウェリング現象による電池セル間に加えられる圧力偏差も減少することができ、電池セルの寿命劣化を防止することができる。

また、図５および図１０を参照すると、本実施形態による電池パック１０００は、フレーム部材１７００とパックフレーム１５００の側面部１５１０の間に位置するエンドプレート１８００をさらに含むことができる。

より具体的には、エンドプレート１８００は一対の第２サブ電池モジュール１２０の外側面に位置するフレーム部材１７００の外面と接することができる。すなわち、フレーム部材１７００内に第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０が取り付けられている状態で、エンドプレート１８００は一対の第２サブ電池モジュール１２０の外側面に位置するフレーム部材１７００の外面に接し得る。

ここで、一対の連結部１３００はエンドプレート１８００の上下部をそれぞれ貫通している。また、エンドプレート１８００は一対の第２サブ電池モジュール１２０の外側面に位置するフレーム部材１７００の外面に溶接接合または別途の接着層によって接合されている。

以上の構成によって、本実施形態による電池パック１０００は、一対の第２サブ電池モジュール１２０の外側面に位置するフレーム部材１７００の外面にエンドプレート１８００が接合されており、第１サブ電池モジュール１１０および一対の第２サブ電池モジュール１２０はフレーム部材１７００内でより安定的に固定されている。

これと共に、フレーム部材１７００が第２サブ電池モジュール１２０の移動と共に延伸される時にも、エンドプレート１８００がフレーム部材１７００と第２サブ電池モジュール１２０の外側面と分離されることを防止することができる。すなわち、フレーム部材１７００が吸収できる変位量およびセル反力がより増加し得、スウェリング現象による電池セル間に加えられる圧力偏差もより減少することができ、電池セルの寿命劣化をより防止することができる。

本発明の他の一実施形態によるデバイスは、前述した電池パックが適用されることができる。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段に適用できるが、本発明はこれに制限されず、電池モジュールおよびそれを含む電池パックを使用できる多様なデバイスに適用することが可能であり、これもまた本発明の権利範囲に属する。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

１００ 電池モジュール
１１０ 第１サブ電池モジュール
１２０ 第２サブ電池モジュール
１０００ 電池パック
１３００ 連結部
１５００ パックフレーム
１７００ フレーム部材
１８００ エンドプレート

Claims (16)

1. 第１サブ電池モジュールおよび前記第１サブ電池モジュールの両側にそれぞれ位置する一対の第２サブ電池モジュールを含む電池モジュール；
   前記電池モジュールが取り付けられるパックフレーム；および
   前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの上下部をそれぞれ貫通する一対の連結部を含み、
   前記一対の連結部の両側は、前記パックフレームの側面部に固定されており、
   前記第１サブ電池モジュールは、前記パックフレームの底面に固定されており、
   前記第２サブ電池モジュールは、前記連結部の長手方向に沿って移動する、電池パック。
2. 前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの上部および下部に取り付けられるフレーム部材をさらに含み、
   前記フレーム部材は、前記一対の第２サブ電池モジュールの外側面のうち少なくとも一部を囲む、請求項１に記載の電池パック。
3. 前記フレーム部材の両側部は、前記第２サブ電池モジュールと共に前記連結部の長手方向に沿ってそれぞれ移動し、
   前記フレーム部材の中心部は、前記第２サブ電池モジュールと共に前記連結部の長手方向に沿って延伸される、請求項２に記載の電池パック。
4. 前記フレーム部材は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）および炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなる群より選ばれた１種以上の物質からなる、請求項３に記載の電池パック。
5. 前記フレーム部材は、第１フレーム部材および第２フレーム部材を含み、
   前記第１フレーム部材は、前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの上部に取り付けられ、
   前記第２フレーム部材は、前記第１サブ電池モジュールおよび前記一対の第２サブ電池モジュールの下部に取り付けられる、請求項２～４のいずれか一項に記載の電池パック。
6. 前記第１フレーム部材の両端部は、前記一対の第２サブ電池モジュールの外側面に沿って延びており、
   前記第２フレーム部材の両端部は、前記一対の第２サブ電池モジュールの外側面に沿って延びており、
   前記第１フレーム部材の端部と前記第２フレーム部材の端部は、互いに離隔している、請求項５に記載の電池パック。
7. 前記フレーム部材と前記パックフレームの側面部の間に位置するエンドプレートをさらに含む、請求項２～４のいずれか一項に記載の電池パック。
8. 前記エンドプレートは、前記一対の第２サブ電池モジュールの外側面に位置する前記フレーム部材の外面と接する、請求項７に記載の電池パック。
9. 前記一対の連結部は、前記エンドプレートの上下部をそれぞれ貫通している、請求項８に記載の電池パック。
10. 前記一対の連結部の両側は、前記パックフレームの側面部にボルト（ｖｏｌｔ）結合されており、
    前記第１サブ電池モジュールは、前記パックフレームの底面にボルト（ｖｏｌｔ）結合されている、請求項１に記載の電池パック。
11. 前記第１サブ電池モジュールは、複数の第１電池セルが積層されている第１電池セル積層体を含み、
    前記第２サブ電池モジュールは、複数の第２電池セルが積層されている第２電池セル積層体を含む、請求項１に記載の電池パック。
12. 前記第１サブ電池モジュールは、前記第１電池セル積層体の上下部にそれぞれ取り付けられている一対の第１モジュールフレームを含み、
    前記第２サブ電池モジュールは、前記第２電池セル積層体の上下部にそれぞれ取り付けられている一対の第２モジュールフレームを含む、請求項１１に記載の電池パック。
13. 前記一対の連結部は、前記一対の第１モジュールフレームをそれぞれ貫通し、
    前記一対の第２モジュールフレームをそれぞれ貫通する、請求項１２に記載の電池パック。
14. 前記第１電池セル積層体の両側面と前記第２電池セル積層体の両側面は、外部に向かって露出している、請求項１２に記載の電池パック。
15. 前記第１モジュールフレームと前記第１電池セル積層体の間に第１固定部材が形成されており、
    前記第２モジュールフレームと前記第２電池セル積層体の間に第２固定部材が形成されている、請求項１２に記載の電池パック。
16. 請求項１に記載の電池パックを含む、デバイス。

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