JP2024508504A

JP2024508504A - 電池パックおよびそれを含むデバイス

Info

Publication number: JP2024508504A
Application number: JP2023552558A
Authority: JP
Inventors: ジュファン・シン; スン・チャン・ホン; ヒョンソク・ユ; ヘジン・キム
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2024-02-27
Also published as: KR20230010501A; CN116998050A; EP4290653A1; EP4290653A4; WO2023287125A1; US20240170755A1

Abstract

本発明の一実施形態による電池パックは、電池モジュール；前記電池モジュールを収納し、一面に貫通口が形成されたパックフレーム；前記貫通口に挿入される冷却ポート；前記パックフレームの内部に位置し、前記冷却ポートと連結される冷却コネクタ；前記冷却ポートと結合され、開口部が形成されたカバー部材；および前記冷却コネクタと連結されるパック冷媒管を含む。前記冷却ポートは、板状のベース部および前記ベース部から第１方向に突出して前記貫通口を通過する第１管を含む。前記ベース部は、前記ベース部の前記第１方向の一面に形成されたベース突出部を含む。前記カバー部材の前記開口部と前記ベース突出部の間にシーリング部材が位置する。

Description

［関連出願との相互参照］
本出願は２０２１年７月１２日付韓国特許出願第１０－２０２１－００９１１３４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、より具体的には水冷式冷却構造を有する電池パックおよびそれを含むデバイスに関する。

現代社会では携帯電話、ノートパソコン、カムコーダ、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常化するにつれて、前記のようなモバイル機器と関連する分野の技術に関する開発が活発に進められている。また、充放電が可能な二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などを解決するための方案として、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）などの動力源として用いられるため、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。

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、その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、エネルギ密度が高い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。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を間に置いて配置された電極組立体および電極組立体を電解液と共に密封収納する電池ケースを備える。

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。

小型機器に用いられる二次電池の場合、２、３個の電池セルが配置されるが、自動車などのような中大型デバイスに用いられる二次電池の場合は、多数の電池セルを電気的に連結した電池モジュール（Ｂａｔｔｅｒｙｍｏｄｕｌｅ）が用いられる。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、一つ以上の電池モジュールはＢＭＳ（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）、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。

二次電池は、適正温度より高まる場合、二次電池の性能が低下し得、ひどい場合は爆発や発火の危険性もある。特に、多数の二次電池、すなわち電池セルを備えた電池モジュールや電池パックは狭い空間で多数の電池セルから出る熱が合算されて温度がより急激に上昇し得る。言い換えれば、多数の電池セルを含む電池モジュールとこのような電池モジュールが取り付けられた電池パックの場合、高い出力を得ることができるが、充電および放電時に電池セルで発生する熱を除去することが容易でない。電池セルの放熱がきちんと行われない場合、電池セルの劣化が早くなることにより寿命が短くなり、爆発や発火の可能性が大きくなる。

さらに、車両用電池パックに含まれる電池モジュールの場合、直射日光に頻繁に露出され、夏季や砂漠地域のような高温条件に置かれることがある。

したがって、電池モジュールや電池パックを構成する場合、安定的でかつ効果的な冷却性能を確保するのは大変重要であると言える。特に、今日では電池モジュールや電池パックの容量が増えるにつれて発熱量が増加し、増加した発熱量を制御するために空冷式よりは水冷式の冷却構造が求められる。水冷式の冷却構造の場合、冷却性能に優れるが、冷媒が電池パックの内部に流出しないようにするシーリング構造が必須として求められる。

電池パックの容量増大と放熱性能の改善に対する要求が続くにつれ、安定したシーリング構造の冷却システムを備えた電池パックを開発することが実質的に必要であると言える。

本発明が解決しようとする課題は、水冷式の冷却構造において、冷媒の漏出防止のための密閉性と冷却構造の実現過程における組立性が改善された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。

しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、上述した課題に限定されず、本発明に含まれた技術的思想の範囲で多様に拡張することができる。

前記第１管が前記貫通口を通過した状態で、前記冷却コネクタが前記第１管に結合され得る。

前記第１管の外周面に外周方向に突出した外周突出部が形成され得る。

前記冷却コネクタは前記外周突出部に係止結合され得る。

前記開口部の内周面と前記ベース突出部の外周面の間に前記シーリング部材が位置し得る。

前記開口部の内径は前記ベース突出部の直径より大きく構成され、前記開口部と前記ベース突出部の間に前記シーリング部材が安着する空間が形成され得る。

前記カバー部材は、前記第１管と前記ベース突出部が前記開口部を通過するように、前記ベース部の前記第１方向の前記一面に結合され得る。

前記パックフレームの外面と前記ベース部の間に前記カバー部材が位置し得る。

前記カバー部材は、前記ベース部にフック結合により取り付けられ得る。

前記冷却ポートは、前記ベース部から前記第１方向と反対になる第２方向に突出する第２管を含み得る。

前記第１管の内部と前記第２管の内部が互いに連結され、前記第１管の内部と前記第２管の内部に冷媒が流れ得る。

本発明の実施形態によれば、冷却ポートとカバー部材の結合によってシーリング部材が位置する空間を自然に形成できるため、冷媒循環構造の密閉性を上げると同時に構造的な簡素化が可能である。

本発明の効果は、以上で言及した効果に限定されず、言及されていないまた他の効果は特許請求の範囲の記載から当業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を示す分解斜視図である。図１の電池パックに含まれた電池モジュールのうち一つを示す斜視図である。図２の電池モジュールに対してモジュールフレームを除去した状態を示す分解斜視図である。図３の電池モジュールに含まれた電池セルの一つを示す斜視図である。本発明の一実施形態による冷却ポート、カバー部材および冷却コネクタの結合関係を示す部分斜視図である。本発明の一実施形態による冷却ポート、カバー部材および冷却コネクタの結合関係を示す部分斜視図である。本発明の一実施形態による冷却ポートを示す斜視図である。本発明の一実施形態による冷却ポートとカバー部材が結合されている状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態による冷却ポートとカバー部材をそれぞれ示す斜視図である。本発明の一実施形態による冷却ポート、カバー部材およびシーリング部材が結合されている状態を示す斜視図である。パックフレームの内部で冷却ポートの第１管と冷却コネクタが結合される前の状態を示す部分斜視図である。図１１の切断線Ａ－Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。本発明の比較例による冷却ポートを示す斜視図である。本発明の他の比較例による冷却ポート、結合ブラケットおよびシーリング部材を示す部分斜視図である。

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、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」または「の上に」あるという時、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆にある部分が他の部分の「すぐ上に」あるという時には中間に他の部分が存在しないことを意味する。また、基準になる部分「上に」または「の上に」あるというのは基準になる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の逆方向に向かって「上に」または「の上に」位置することを意味するものではない。

また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を「含む」という時、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。

図１は本発明の一実施形態による電池パックを示す分解斜視図である。図２は図１の電池パックに含まれた電池モジュールのうち一つを示す斜視図である。図３は図２の電池モジュールのモジュールフレームを除去した状態を示す分解斜視図である。図４は図３の電池モジュールに含まれた電池セルの一つを示す斜視図である。

図１ないし図４を参照すると、本実施形態による電池パック１０００は、電池モジュール１００と、電池モジュール１００を収納するパックフレーム２００とを含む。パックフレーム２００内に収納される電池モジュール１００の個数に特に限定はなく、一つまたは複数の電池モジュール１００を収納することができる。

まず、本実施形態による電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０と、電池セル１１０が収納されたモジュールフレーム１２０とを含むことができる。

本実施形態による電池セル１１０はパウチ型電池セルであり得る。このようなパウチ型電池セルは、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電極組立体を収納した後、前記パウチケースの外周部を融着して形成される。このような電池セル１１０は長方形シート構造で形成されることができる。

具体的には、図４を参照すると、本実施形態による電池セル１１０は、二つの電極リード１１１，１１２が互いに対向して電池本体１１３の一端部１１４ａと他の一端部１１４ｂからそれぞれ突出している構造を有することができる。電池セル１１０は、電池ケース１１４に電極組立体（図示せず）を収納した状態で電池ケース１１４の両端部１１４ａ，１１４ｂとこれらを連結する一側部１１４ｃを接着することにより製造されることができる。換言すれば、本発明の一実施形態による電池セル１１０は、合計３ケ所のシーリング部１１４ｓａ，１１４ｓｂ，１１４ｓｃを有し、シーリング部１１４ｓａ，１１４ｓｂ，１１４ｓｃは融着などの方法でシーリングされる構造であり、残りの他の一側部は連結部１１５からなる。電池ケース１１４の両端部１１４ａ，１１４ｂの間を電池セル１１０の長手方向と定義し、電池ケース１１４の両端部１１４ａ，１１４ｂを連結する一側部１１４ｃと連結部１１５の間を電池セル１１０の幅方向と定義する。

ただし、上で説明した電池セル１１０は例示的な構造であり、２個の電極リードが同じ方向に突出した単方向電池セルも可能であるのはもちろんである。

電池セル１１０は複数で構成することができ、複数の電池セル１１０は相互電気的に連結されるように積層することができる。例えば、図３に示すようにｙ軸と平行な方向に沿って複数の電池セル１１０を積層することができる。電池ケース１１４は一般に樹脂層／金属箔膜層／樹脂層のラミネート構造で形成されている。例えば、電池ケース表面がＯ（二軸延伸（ｏｒｉｅｎｔｅｄ））－ナイロン層で形成されている場合には、中大型電池モジュールを形成するために多数の電池セル１１０を積層する時、外部衝撃によって容易に滑る傾向がある。したがって、これを防止して電池セルの安定した積層構造を維持するために、電池ケースの表面に両面テープなどの粘着式接着剤または接着時の化学反応によって結合される化学接着剤などの接着部材を付着して電池セル１１０を積層することができる。

モジュールフレーム１２０は、複数の電池セル１１０を収納するための構造物であって、上面、下面および両側面が一体化した金属板材形態のモノフレームであり得る。ただし、これは一つの例示的な構造であり、上部が開放されたＵ字型フレームに上部カバーが接合された形態やＵ字型フレームと逆Ｕ字型フレームが相互結合された形態などの両方が可能である。

一方、図３を参照すると、本実施形態による電池モジュール１００は、バスバーフレーム１３０と、バスバーフレーム１３０に取り付けられたバスバー１４０とをさらに含むことができる。具体的には、バスバーフレーム１３０が電池セル１１０の一側（ｘ軸方向）および他側（－ｘ軸方向）にそれぞれ位置し得る。一側（ｘ軸方向）および他側（－ｘ軸方向）は、電池セル１１０の電極リード１１１，１１２が突出する方向に該当する。バスバーフレーム１３０にはリードスリットが形成され、電池セル１１０の電極リード１１１，１１２が前記リードスリットを通過した後に曲がってバスバー１４０に接合され得る。物理的、電気的な連結が可能であれば、接合の方式に特に限定はなく、一例として溶接接合が行われる。すなわち、電池セル１１０はバスバー１４０を媒介に互いに電気的に接続されることができる。

一方、図１および図２を再び参照すると、本実施形態による電池パック１０００は、電池モジュール１００の一側に位置したヒートシンク１００Ｓをさらに含むことができる。一例として、それぞれの電池モジュール１００の下にヒートシンク１００Ｓが位置し得る。ヒートシンク１００Ｓは内部に冷媒が流れる構成物であって、熱が発生する電池モジュール１００に対する冷却能を担当する。また、本実施形態による電池パック１０００はパックフレーム２００に収納されるパック冷媒管７００を含む。パック冷媒管７００はヒートシンク１００Ｓと連結され得、ヒートシンク１００Ｓの内部に冷媒を供給するかヒートシンク１００Ｓから冷媒を排出することができる。すなわち、ヒートシンク１００Ｓの冷媒循環構造のためにパック冷媒管７００が設けられる。

一方、パックフレーム２００の上部にはパックカバー９００が位置し得る。上述した、電池モジュール１００、ヒートシンク１００Ｓ、パック冷媒管７００をはじめとするその他の電装品をパックフレーム２００とパックカバー９００の間に収納することができる。

以下では、図５および図６などを参照して、本実施形態による冷却ポート、カバー部材および冷却コネクタについて説明する。

図５および図６は本発明の一実施形態による冷却ポート、カバー部材および冷却コネクタの結合関係を示す部分斜視図である。図６では図５のパック冷媒管７００と冷却コネクタ６００の図示を省略した。

図１、図５および図６を参照すると、パックフレーム２００の一面に貫通口２００Ｈが形成される。本実施形態による電池パック１０００は、貫通口２００Ｈに挿入される冷却ポート３００と、パックフレーム２００の内部に位置して冷却ポート３００と連結される冷却コネクタ６００と、冷却ポート３００と結合されて開口部が形成されたカバー部材４００とを含む。この時、パック冷媒管７００は冷却コネクタ６００と連結される。すなわち、パック冷媒管７００はヒートシンク１００Ｓと冷却コネクタ６００とを連結することができる。

パックフレーム２００の内部では、電池モジュール１００のヒートシンク１００Ｓ、パック冷媒管７００、および冷却コネクタ６００の順に連結される。一方、具体的に図示していないが、パックフレーム２００の外側で冷却ポート３００が冷媒供給／排出システムと連結され得る。後述するが、冷却ポート３００と冷却コネクタ６００はパックフレーム２００に形成された貫通口２００Ｈにより互いに連結される。すなわち、冷却ポート３００、冷却コネクタ６００、パック冷媒管７００およびヒートシンク１００Ｓが順に連結され、電池パック１０００の内部で電池モジュール１００の冷却のための冷媒循環構造を形成することができる。

以下では、図７ないし図１０などを参照して、本実施形態による冷却ポート、カバー部材および冷却コネクタの構造について詳しく説明する。

図７は本発明の一実施形態による冷却ポートを示す斜視図である。図８は本発明の一実施形態による冷却ポートとカバー部材が結合されている状態を示す斜視図である。図９は本発明の一実施形態による冷却ポートとカバー部材をそれぞれ示す斜視図である。図１０は本発明の一実施形態による冷却ポート、カバー部材およびシーリング部材が結合されている状態を示す斜視図である。図８と図１０では、説明の便宜上カバー部材４００を陰影で表した。

まず、図５ないし図９を共に参照すると、本発明の一実施形態による冷却ポート３００は、板状のベース部３３０と、ベース部３３０から第１方向ｄ１に突出してパックフレーム２００の貫通口２００Ｈを通過する第１管３１０とを含む。ここで、第１方向ｄ１は貫通口２００Ｈでパックフレーム２００の内部に向かう方向であり得る。また、冷却ポート３００はベース部３３０から第１方向ｄ１とは反対になる第２方向ｄ２に突出する第２管３２０をさらに含むことができる。ここで第２方向は、貫通口２００Ｈでパックフレーム２００の外部に向かう方向であり得る。第１管３１０の内部と第２管３２０の内部とが互いに連結され、第１管３１０の内部と第２管３２０の内部に冷媒が流れ得る。ベース部３３０は、ベース部３３０の第１方向ｄ１の一面に形成されたベース突出部３３０Ｐを含む。ベース部３３０は角が丸い形状の板状部材で示しているが、板状であればその形状に特に限定はない。

図７ないし図１０を参照すると、上述したように、開口部４１０Ｈが形成されたカバー部材４００が冷却ポート３００と結合する。この時、カバー部材４００の開口部４１０Ｈとベース突出部３３０Ｐの間にシーリング部材５００が位置する。シーリング部材５００はＯリング（Ｏ－ｒｉｎｇ）形態の部材であって、冷却ポート３００と貫通口２００Ｈの間で冷媒の漏出が起こることを防止する。

具体的には、カバー部材４００は、第１管３１０とベース突出部３３０Ｐが開口部４１０Ｈを通過するように、ベース部３３０の第１方向ｄ１の一面に結合され得る。そのため、図６に示すように、パックフレーム２００の外面と冷却ポート３００のベース部３３０の間にカバー部材４００が位置し得る。

この時、開口部４１０Ｈは円形の孔形態であり得、ベース突出部３３０Ｐもこれと対応するように円柱形態の突出部であり得る。開口部４１０Ｈの内径ｄｍ１はベース突出部３３０Ｐの直径ｄｍ２よりも大きく構成され、開口部４１０Ｈとベース突出部３３０Ｐの間にシーリング部材５００が安着する空間が形成される。すなわち、本実施形態によるシーリング部材５００は、開口部４１０Ｈの内周面とベース突出部３３０Ｐの外周面の間に位置し得る。より詳細には、シーリング部材５００が開口部４１０Ｈの内周面とベース突出部３３０Ｐの外周面の間に固定され、冷却ポート３００とパックフレーム２００の外面の間での冷媒の流出を遮断することができる。

一方、本明細書における冷媒は冷却のための媒介物であって、特に限定はないが、一例として冷却水であり得る。すなわち、本実施形態による電池パック１０００は水冷式の冷却構造を有することができる。

一方、本実施形態によるカバー部材４００とベース部３３０は物理的方法により締結することができる。例えば、本実施形態によるカバー部材４００は、ベース部３３０にフック結合により取り付けられる。具体的には、ベース部３３０の各辺にはフック突出部３３０ＨＰが形成され、このようなフック突出部３３０ＨＰと対応するようにカバー部材４００には、フック溝４２０Ｈを形成することができる。フック突出部３３０ＨＰがフック溝４２０Ｈに挿入される方式で、カバー部材４００とベース部３３０をフック結合することができる。ただし、これは一つの例示に該当し、他の実施形態で、カバー部材にフック突出部を形成し、ベース部にフック溝を形成することができる。フック突出部とフック溝の個数に特に限定はない。

以下では、図１１および図１２を参照して、本実施形態による冷却ポートの第１管と冷却コネクタの連結関係について詳しく説明する。

図１１はパックフレームの内部で冷却ポートの第１管と冷却コネクタが結合される前の状態を示す部分斜視図である。図１２は、図１１の切断線Ａ－Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。特に図１２は図１１で冷却コネクタ６００と冷却ポート３００の第１管３１０が互いに結合されている状態であることを仮定して示す断面図である。

図１０ないし図１２を参照すると、本実施形態による冷却ポート３００の第１管３１０がパックフレーム２００の貫通口２００Ｈを通過した状態で、冷却コネクタ６００が第１管３１０に結合され得る。また、上述したように、冷却コネクタ６００はパック冷媒管７００と連結され得る。一方、パックフレーム２００の外側で、シーリング部材５００が開口部４１０Ｈの内周面とベース突出部３３０Ｐの外周面の間に位置した状態が示されている。

第１管３１０の外周面には外周方向に突出した外周突出部３１０Ｐが形成され、冷却コネクタ６００の内周面には内周突出部６００Ｐが形成される。図１２に示すように、第１管３１０が冷却コネクタ６００に挿入される時、冷却コネクタ６００の内周突出部６００Ｐが第１管３１０の外周突出部３１０Ｐに係止結合され得る。このような方式で、パックフレーム２００の内部で第１管３１０と冷却コネクタ６００とが互いに結合され得る。

一方、図６、図７、図９、および図１２を共に参照すると、本実施形態によるベース部３３０にはベース孔３３０Ｈが形成され、パックフレーム２００の外面にはボルト部８００が位置する。ボルト部８００がベース孔３３０Ｈを通過した後にナット部８００Ｎと結合され得る。すなわち、ボルト／ナット結合方式により、ベース部３３０がパックフレーム２００に固定され得る。三角形形状のベース部３３０を図示したが、パックフレーム２００に固定されるように板状を有するものであればその形状に特に限定はない。ベース孔３３０Ｈの個数にも特に限定はない。

本実施形態による第２管３２０は、上述したように、貫通口２００Ｈでパックフレーム２００の外部に向かう第２方向ｄ２に突出し、電池パック１０００外部の冷媒供給／排出システムと連結され得る。一例として、外部の冷却管や冷却モータなどと連結され得る。

以下では、本実施形態による冷却ポート、カバー部材およびシーリング部材が有する長所を比較例との比較により説明する。

図１３は本発明の比較例による冷却ポートを示す斜視図である。

図１３を参照すると、本発明の比較例による冷却ポート３０ａは、第１管３１ａ、第２管３２ａ、およびベース部３３ａを含むことができる。第１管３１ａは第１方向ｄ１に突出し、第２管３２ａは第１方向ｄ１とは反対になる第２方向ｄ２に突出する。第１管３１ａの内部と第２管３２ａの内部が互いに連結され、第１管３１ａの内部と第２管３２ａの内部に冷媒が流れ得る。

第１管３１ａには冷却コネクタとの結合のために外周方向に突出した外周突出部３１ａＰが形成される。この時、ベース部３３ａにはＯリング（Ｏ－ｒｉｎｇ）形態のシーリング部材（図示せず）が取り付けられるように湾入した湾入溝３３Ｇが形成される。

冷却ポート３０ａを製造することにおいて、射出成形方式が用いられるが、射出成形方式で、第１管３１ａと湾入溝３３Ｇを形成するためには第１方向ｄ１または第２方向ｄ２に金型を取り出すしかない。この場合、第１方向ｄ１および第２方向ｄ２と垂直な方向に突出した形状の外周突出部３１ａＰが引っ掛かる。結局、図１３に図示の冷却ポート３０ａを射出成形方式で製造すると、外周突出部３１ａＰの部分にアンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ）が発生する問題がある。すなわち、射出成形方式で外周突出部３１ａＰと湾入した形状の湾入溝３３Ｇを同時に製作することは不可能である。

図１４は本発明の他の比較例による冷却ポート、結合ブラケットおよびシーリング部材を示す部分斜視図である。

図１４を参照すると、本発明の他の比較例による冷却ポート３０ｂは、第１管３１ｂ、第２管３２ｂ、およびベース部３３ｂを含むことができる。第１管３１ｂは第１方向ｄ１に突出し、第２管３２ｂは第１方向ｄ１とは反対になる第２方向ｄ２に突出する。第１管３１ｂの内部と第２管３２ｂの内部が互いに連結され、第１管３１ｂの内部と第２管３２ｂの内部に冷媒が流れ得る。第１管３１ｂは、パックフレーム２０の貫通口２０Ｈを通過する。第１管３１ｂには冷却コネクタとの結合のために外周方向に突出した外周突出部３１ｂｐが形成される。

図１３に示す冷却ポート３０ａが有する前記問題を解決するために、冷却ポート３０ｂのベース部３３ｂに湾入溝を形成する代わりに、別途の結合ブラケット４０ｂを追加した。

結合ブラケット４０ｂはパックフレーム２０の外面とベース部３３ｂの間に位置する。結合ブラケット４０ｂには開口孔４０Ｈが形成され、第１管３１ｂがこのような開口孔４０Ｈを通過し得る。

結合ブラケット４０ｂとベース部３３ｂの間および結合ブラケット４０ｂとパックフレーム２０の外面の間それぞれのすべてにＯリング（Ｏ－ｒｉｎｇ）形態のシーリング部材５０ｂ１，５０ｂ２が位置し得る。結合ブラケット４０ｂの両面それぞれにはシーリング部材５０ｂ１，５０ｂ２が安着できるように湾入したブラケット湾入溝４０Ｇが形成される。

すなわち、本比較例では、アンダーカット発生を防止するためにベース部３３ｂ自体に湾入溝を形成せず、ブラケット湾入溝４０Ｇが形成された別途の結合ブラケット４０ｂを追加した。ただし、結合ブラケット４０ｂが介在する形態であるため冷媒の流出防止のためにシーリング部材が追加されなければならない領域が、結合ブラケット４０ｂとベース部３３ｂの間および結合ブラケット４０ｂとパックフレーム２０の外面の間の２ヶ所に増える。アンダーカットが発生しないが、シーリング部材５０ｂ１，５０ｂ２が２個求められて不要な部品が増える短所がある。また、各部品間の結合過程で、２個のシーリング部材５０ｂ１，５０ｂ２、結合ブラケット４０ｂ、ベース部３３ｂの間の組み立て位置を細密に設定しなければならないので、製造工程が複雑になる。また、シーリング部材５０ｂ１，５０ｂ２が必要な領域が増えることは言い換えれば冷媒の流出が発生し得る部分が増えることを意味する。すなわち、冷媒の漏出防止のための密閉性が低下すると見ることができる。

反面、本実施形態による冷却ポート３００は、カバー部材４００との結合によってシーリング部材５００が位置する空間を自然に設けることができる。したがって、製造過程でアンダーカットなどの不良が発生せず、また、シーリング部材が追加で介在する必要がない。これは必要な構成と資材が減って原価節減が可能であるという長所につながる。また、ベース部３３０とカバー部材４００の間の機械的結合により容易に製造できるので、構造が簡素化されて製造工程も簡単である。また、図１４の冷却ポート３０ｂに比べてシーリング部材が必要な領域が減るので、冷媒流出の危険性が少ないという長所を有する。

本実施形態で前、後、左、右、上、下のような方向を示す用語が使用されるが、このような用語は説明の便宜のためのものであり、対象に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。

前述した本実施形態による一つまたはそれ以上の電池モジュールは、ＢＭＳ（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）、ＢＤＵ（ＢａｔｔｅｒｙＤｉｓｃｏｎｎｅｃｔＵｎｉｔ）、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。

前記電池パックは多様なデバイスに適用することができる。具体的には、電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段やＥＳＳ（ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍ）に適用できるが、これに限定されず、二次電池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。

１０００電池パック
１００電池モジュール
３００冷却ポート
４００カバー部材
５００シーリング部材
６００冷却コネクタ
７００パック冷媒管

Claims

電池モジュールと、
前記電池モジュールを収納し、一面に貫通口が形成されたパックフレームと、
前記貫通口に挿入される冷却ポートと、
前記パックフレームの内部に位置し、前記冷却ポートと連結される冷却コネクタと、
前記冷却ポートと結合され、開口部が形成されたカバー部材と、
前記冷却コネクタと連結されるパック冷媒管と、
を含み、
前記冷却ポートは、板状のベース部および前記ベース部から第１方向に突出して前記貫通口を通過する第１管を含み、
前記ベース部は、前記ベース部の前記第１方向の一面に形成されたベース突出部を含み、
前記カバー部材の前記開口部と前記ベース突出部との間にシーリング部材が位置する、電池パック。
前記第１管が前記貫通口を通過した状態で、前記冷却コネクタが前記第１管に結合されている、請求項１に記載の電池パック。
前記第１管の外周面に外周方向に突出した外周突出部が形成されている、請求項２に記載の電池パック。
前記冷却コネクタは前記外周突出部に係止結合されている、請求項３に記載の電池パック。
前記開口部の内周面と前記ベース突出部の外周面との間に前記シーリング部材が位置する、請求項１に記載の電池パック。
前記開口部の内径は前記ベース突出部の直径よりも大きく構成されており、前記開口部と前記ベース突出部との間に前記シーリング部材が安着する空間が形成されている、請求項１に記載の電池パック。
前記カバー部材は、前記第１管と前記ベース突出部とが前記開口部を通過するように、前記ベース部の前記第１方向の前記一面に結合されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池パック。
前記パックフレームの外面と前記ベース部との間に前記カバー部材が位置する、請求項１に記載の電池パック。
前記カバー部材は、前記ベース部にフック結合により取り付けられている、請求項１に記載の電池パック。
前記冷却ポートは、前記ベース部から前記第１方向と反対になる第２方向に突出する第２管を含む、請求項１に記載の電池パック。
前記第１管の内部と前記第２管の内部とが互いに連結され、
前記第１管の内部と前記第２管の内部とに冷媒が流れる、請求項１０に記載の電池パック。
請求項１に記載の電池パックを含む、デバイス。