JP2024531424A - バッテリーパック - Google Patents

Abstract

開示される発明はパックケースに関するものであって、一つの例において、ベースプレートと、上記ベースプレートの縁に沿って結合し、その内部に収容空間を形成するサイドプレートと、上記ベースプレート内側の収容空間を横に区画するように上記ベースプレートに結合する下部クロスビームと、上記下部クロスビームに結合する上部クロスビームと、を含む。

Description

本発明はバッテリーパックに関するものであって、より詳しくは、セル積層体やバッテリーモジュールを溶接ビードの干渉なしに隔壁に密着設置し得る構造のバッテリーパックに関するものである。特に、本発明は、セル積層体を直接バッテリーパックに設置するセルツーパック（ＣＴＰ、Ｃｅｌｌ ｔｏ Ｐａｃｋ）構造に適したバッテリーパックを提供する。

本出願は、２０２２年８月４日付の韓国特許出願第１０－２０２２－００９７５５６号、および２０２３年３月１７日付の韓国特許出願第１０－２０２３－００３５４３１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。

従来は、複数のセル積層体をモジュールハウジングに収容した複数個のバッテリーモジュールをパックケースに収容する構造としてバッテリーパックを製造した。

しかしながら、このような従来のバッテリーパックは、サーマルレジン（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｒｅｓｉｎ）がセル積層体とモジュールハウジングとの間、そしてモジュールハウジングとパックケースとの間に２回も塗布されることにより製造コストが上昇する一方、冷却性能は低下した。そして、バッテリーモジュールを構成するためのモジュール部品およびパックケースの装着に要求される追加的な部品が必要となり、部品コストが増加した。また、バッテリーモジュールを区画する隔壁をパックケースに溶接することにおいて、隔壁に発生した溶接ビードによりモジュールハウジングを隔壁に密着設置し得なくなり、そのため、パックケースの空間活用率が低下し、バッテリーパックのエネルギー密度が減少した。

セルツーパック構造のバッテリーパックを具現するためにモジュールハウジングを除去し、セル積層体を直接パックケースに装着する簡素化された構造においても、隔壁の溶接ビードによってセル積層体が干渉されるという問題は依然として残る。

また、モジュールハウジングなしでセル積層体を隔壁間に設置する場合は、複数のセル積層体を一度につかんで隔壁内に入れるローディングジグを用いることが生産性の側面から非常に有利であるが、高重量のセル積層体集団を安定的に移送するために、セル積層体深く把持したローディングジグと隔壁間の干渉により、多数のセル積層体をパックケースに一度に設置することが困難であった。

したがって、バッテリーパックの構造を簡素化し得、溶接ビードの干渉を排除して空間活用率とエネルギー密度を向上させ得、セル積層体のパックケースの設置が容易な技術の開発が要望される。

韓国公開特許第１０－２０２２－０１０２４８４号（２０２２年７月２０日公開）

本発明は、クロスビームをベースプレートに結合する溶接作業を容易に行い得、複数のセル積層体に均一な面圧を加えることができ、多数のセル積層体を一体に取り扱うローディングジグがクロスビームの干渉なしに安定的に作業を行い得るパックケースを提供することに１つの目的がある。

また、本発明は、クロスビームをベースプレートに溶接するときに不可避に発生する溶接ビードによってセル積層体が干渉されるという問題を解決し得るパックケースを提供することにもう１つの目的がある。

ただし、本発明が解決しようとする技術的課題は上述した課題に制限されず、言及されない別の課題は、下記に記載された発明の説明から通常の技術者に明確に理解され得る。

本発明はパックケースに関するものであって、一つの例において、ベースプレートと、上記ベースプレートの縁に沿って結合し、その内部に収容空間を形成するサイドプレートと、上記ベースプレートの内側の収容空間を横に区画するように上記ベースプレートに結合する下部クロスビームと、上記下部クロスビームに結合する上部クロスビームと、を含む。

上記下部クロスビームに対して上記上部クロスビームが上方に結合して１つのクロスビームを形成する。

一実施形態において、上記ベースプレート内側の収容空間を縦に区画するように上記ベースプレートに結合するセンタービームを含み、上記下部クロスビームおよび上部クロスビームは、上記センタービームによって分割された各収容空間を横に区画し得る。

そして、上記下部クロスビームは、上記上部クロスビームの結合方向に対して凹部と突出部が繰り返された第１凹凸構造を備え、上記上部クロスビームは、上記第１凹凸構造に相補する形態の第２凹凸構造を備え得る。

上記下部クロスビームは、上記ベースプレートに対して溶接で結合し、上記上部クロスビームは、上記下部クロスビームに対してボルトで結合し得る。

一実施形態において、上記下部クロスビームと上部クロスビームは互いに異種材質からなり、上記上部クロスビームは、上記下部クロスビームより軽量の材質からなり得る。

一方、上記下部クロスビームは、上記ベースプレートとの境界上に少なくとも１つ以上の凹状溶接溝を備え得る。

例えば、上記溶接溝は、上記下部クロスビームの両側に備えられ得る。

上記下部クロスビームの両側に備えられる各溶接溝は、互いに対面する方向に沿って少なくとも一部分が重ならないように分散配置され得る。

そして、上記下部クロスビームは、上記溶接溝を介して上記ベースプレートに対して溶接され、上記溶接溝内に形成された溶接ビードは、上記下部クロスビームの外部に突出しないことがあり得る。

一方、本発明は、上記構成を備えたパックケースと、上記パックケースの分割された収容空間に装着される複数のセル積層体と、を含むバッテリーパックを提供し得る。

上記下部クロスビームおよび上部クロスビームと上記セル積層体との接触面の間には、絶縁シートまたは圧縮パッドが介在され得る。

このようなバッテリーパックは、ベースプレートと、上記ベースプレートの縁に沿って結合し、その内部に収容空間を形成するサイドプレートと、上記ベースプレート内側の収容空間を区画するように上記ベースプレートに結合する下部クロスビームとを備えるパックケースを用意する第１段階と、上記下部クロスビームで区画された収容空間内に複数のセル積層体を安着させる第２段階と、上記複数のセル積層体が安着された上記下部クロスビームに対して上部クロスビームを結合する第３段階と、上記第２段階および第３段階を繰り返し、すべての収容空間内に複数のセル積層体を装着する第４段階と、を含む方法によって製造され得る。

ここで、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの製造方法は、上記第１段階は、上記下部クロスビームが上記上部クロスビームの結合方向に対して凹部と突出部が繰り返された第１凹凸構造を備えるパックケースを用意する段階であり、上記第２段階は、複数のセル積層体を一体として把持するグリッパーを備えるローディングジグを用いて、複数のセル積層体を上記下部クロスビームで区画された収容空間内に安着させる段階であって、上記グリッパーは、上記第１凹凸構造の凹部内に進入して把持した複数のセル積層体を上記ベースプレート上に安着させる製造方法であり得る。

そして、上記第２段階は、上記ローディングジグのグリッパーが上記複数のセル積層体を一体に把持した状態で上記ベースプレート上に安着させ、上記グリッパーの把持を解除した後に、上記下部クロスビームの上方にそのまま離脱する段階であり得る。

上記のように、本発明のパックケースは、１つのクロスビームがベースプレートに結合する下部クロスビームと、下部クロスビームに対して上方に結合する上部クロスビームとの二層構造からなっている。クロスビームが二層結合構造からなることにより、溶接ツールチップの接近性が改善され、ベースプレートに対する下部クロスビームの溶接作業が容易になり、上部クロスビームを組み立てる前に複数のセル積層体をパックケース内に安着させることにより、ローディングジグの作業性が向上する。

また、クロスビームを二層構造に構成することにより、ベースプレートに対する溶接作業を伴わない上部クロスビームを軽量の異種材料、例えば、エンジニアリングプラスチックなどで構成することにより、バッテリーパックの軽量化に寄与し得る。

また、本発明の一実施形態により下部クロスビームが第１凹凸構造を備えることにより、ローディングジグのグリッパーは、下部クロスビームに干渉を起こさずに堅固にセル積層体を把持して進入し得るようになり、また、セル積層体を衝撃なく安定的にベースプレート上に載せることができるようになる。

ただし、本発明によって得ることができる技術的効果は上述した効果に制限されず、言及されない別の効果は、下記に記載された発明の説明から通常の技術者に明確に理解され得る。

本明細書に添付される下記の図面は、本発明の好ましい実施形態を例示するものであり、後述される発明の詳細な説明と共に本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ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係るパックケースの斜視図である。 図１のパックケースにおいて上部クロスビームを分離した状態を図示した斜視図である。 下部クロスビームおよび上部クロスビームの結合構造を図示した図面である。 図３の「Ａ－Ａ」線に沿って切開した断面図である。 ベースプレートに対する下部クロスビームの溶接構造を図示した斜視図である。 ベースプレートに対する下部クロスビームの溶接地点を図示した平面図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの斜視図である。 図７の「Ｂ－Ｂ」線に沿って切開した断面図である。 複数のセル積層体を把持したローディングジグのグリッパーが下部クロスビームに進入する一実施形態を図示した斜視図である。 図９のローディングジグが下部クロスビームに進入した状態を図示した断面図である。 複数のセル積層体を安着させた後のローディングジグの離脱過程を図示した断面図である。 ローディングジグの離脱後に上部クロスビームを締結した状態を図示した断面図である。

本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有し得るので、特定の実施形態を以下に詳細に説明する。

しかしながら、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むものとして理解される。

本発明において、「含む」や「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものとして理解される。

また、本発明において、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あると記載された場合、これは他の部分の「真上に」ある場合のみならず、その中間に別の部分がある場合も含む。逆に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あると記載された場合、それは他の部分の「真下に」ある場合のみならず、その中間に別の部分がある場合も含む。また、本出願において「上に」配置されるということは、上部のみならず下部に配置される場合も含むものであり得る。

本発明はパックケースに関するものであって、一つの例において、ベースプレートと、上記ベースプレートの縁に沿って結合し、その内部に収容空間を形成するサイドプレートと、上記ベースプレートの内側の収容空間を横に区画するように上記ベースプレートに結合する下部クロスビームと、上記下部クロスビームに結合する上部クロスビームと、を含む。

そして、上記下部クロスビームに対して上記上部クロスビームが上方に結合して１つのクロスビームを形成する。

このように、本発明のパックケースは、１つのクロスビームがベースプレートに結合する下部クロスビームと、下部クロスビームに対して上方に結合する上部クロスビームとの二層構造からなっている。クロスビームが二層結合構造からなることにより、溶接ツールチップの接近性が改善され、ベースプレートに対する下部クロスビームの溶接作業が容易になり、上部クロスビームを組み立てる前に複数のセル積層体をパックケース内に安着させることにより、ローディングジグの作業性が向上する。

また、クロスビームを二層構造に構成することにより、ベースプレートに対する溶接作業を伴わない上部クロスビームを軽量の異種材料、例えば、エンジニアリングプラスチックなどで構成することにより、バッテリーパックの軽量化に寄与し得る。

以下、添付された図面を参照して、本発明に係るパックケース１００、およびそれを含むバッテリーパック２００の具体的な実施形態を詳細に説明する。参考として、以下の説明で使用される相対的な位置を指定する前後や上下左右の方向は発明の理解を助けるためのものであり、特に定義がない限り図面に図示された方向を基準とする。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るパックケース１００の斜視図、そして図２は、図１のパックケース１００において上部クロスビーム１３６を分離した状態を図示した斜視図である。図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係るパックケース１００の全体的な構成について説明する。

本発明は、多数のセル積層体２１０を均等に分割収容するパックケース１００に関するものである。セル積層体２１０は、二次電池としての充放電が可能な１つの完成した電池セルであって、本明細書では、パウチ型電池や角型電池などの外形的区別に関わらず包括的な意味として使用される。また、複数のセル積層体２１０が１つのハウジングに収納されたバッテリーモジュールを構成してパックケース１００に装着されることを排除するものではないが、特に本発明のパックケース１００は、モジュールハウジングなどの各種モジュール部品を使用しないセルツーパック構造に適したものであることを考慮して、図面上では、多数のセル積層体２１０がパウチ型電池の単純な集合として図示されている。

図示されたパックケース１００は、ベースプレート１１０と、ベースプレート１１０の縁に沿って結合し、その内部に収容空間を形成するサイドプレート１２０とを含んでいる。そして、ベースプレート１１０の内側の収容空間を区画する隔壁部材として、図面を基準として横方向にベースプレート１１０に結合するクロスビーム１３０を備えている。ここで、本発明のパックケース１００は、ベースプレート１１０の内側の収容空間を縦に区画するようにベースプレート１１０に結合するセンタービーム１４０を含み得るが、この場合、クロスビーム１３０は、センタービーム１４０により分割された各収容空間を横に区画することになる。

図２を参照すると、クロスビーム１３０は、ベースプレート１１０の内側の収容空間を横に区画するようにベースプレート１１０に直接結合する下部クロスビーム１３２と、下部クロスビーム１３２に結合する上部クロスビーム１３６との２つで構成されている。下部クロスビーム１３２に対して上部クロスビーム１３６が上方に結合、言い換えれば、下部クロスビーム１３２の上から上部クロスビーム１３６が重なるように整列された状態で相互結合することにより、１つのクロスビーム１３０を形成する二層構造からなっている。

このように、１つのクロスビーム１３０が下部クロスビーム１３２および上部クロスビーム１３６に分割された二層構造をなすことにより、本発明のパックケース１００は多くの利点を有するようになる。例えば、ベースプレート１１０には下部クロスビーム１３２のみを接合すればよいので、クロスビーム１３０の高さが低くなるほど溶接ツールチップの接近性が改善され、下部クロスビーム１３２に対する溶接作業が容易になる。そして、上部クロスビーム１３６を組み立てる前に複数のセル積層体２１０をパックケース１００内に搭載し得、クロスビーム１３０に対する干渉の問題が解決されるので、複数のセル積層体２１０を一度に取り扱うローディングジグ３００の作業性が向上する。

また、クロスビーム１３０を二層構造に構成することにより、ベースプレート１１０に対する溶接作業を伴わない上部クロスビーム１３６を軽量の異種材質、例えば、下部クロスビーム１３２は、溶接可能なステンレススチールなどの金属材質としながら、上部クロスビーム１３６は、それより軽量なエンジニアリングプラスチックなどで構成することにより、バッテリーパック２００の軽量化に寄与し得る。

図３は、下部クロスビーム１３２および上部クロスビーム１３６の結合構造の一実施形態を図示した図面であり、図４は、図３の「Ａ－Ａ」線に沿って切開した断面図である。図示された実施形態によると、下部クロスビーム１３２は、上部クロスビーム１３６の上方結合方向に対して凹部１３３－１と突出部１３３－２が繰り返された第１凹凸構造１３３を備え、それに対応して上部クロスビーム１３６は、第１凹凸構造１３３に相補する形態の第２凹凸構造１３７を備えている。

ここで、第１凹凸構造１３３と第２凹凸構造１３７が相補する形態を有するとは、第１凹凸構造１３３の凹部１３３－１と第２凹凸構造１３７の突出部１３７－２、そして、第１凹凸構造１３３の突出部１３３－２と第２凹凸構造１３７の凹部１３７－１が互いに対向する一種の歯み合い構造をなしていることを意味する。相補する凹凸構造１３３、１３７により、下部クロスビーム１３２に対する上部クロスビーム１３６の結合位置が１つに定められることにより、下部クロスビーム１３２および上部クロスビーム１３６の整列が正確になされる。これにより、下部クロスビーム１３２および上部クロスビーム１３６の仮組立状態でボルト１３８で締結する作業が容易になる。また、後述するように、下部クロスビーム１３２の第１凹凸構造１３３は、ローディングジグ３００との干渉を回避することにも有利に活用される。

上述したように、下部クロスビーム１３２はベースプレート１１０に対して溶接で結合し、上部クロスビーム１３６は下部クロスビーム１３２に対してボルト１３８で結合し得る。このような分離された二層結合構造により、上部クロスビーム１３６を軽量の異種材質で作ることが可能となる。図３を参照すると、ボルト１３８の有効なねじ締結の深さを考慮するときに、上部クロスビーム１３６から下部クロスビーム１３２へのアクセス経路が短いことが有利であるので、第２凹凸構造１３７の凹部１３７－１が第１凹凸構造１３３の凸部に結束する領域でボルト１３８締結がなされるようになっている。

そして、図４を見ると、下部クロスビーム１３２および上部クロスビーム１３６は基本的に中空構造をなしており、剛性補強のために両側壁を連結するリブ構造を備えている。下部クロスビーム１３２および上部クロスビーム１３６の中空構造により軽量化をなし得、また、パックケース１００内のいずれかのセル積層体２１０で発生した熱が伝導の形態としてクロスビーム１３０を間に置いた他のセル積層体２１０に移動することを抑制することにより、熱暴走による熱伝播を遅らせることにも有利に作用する。

（第２実施形態）
図５は、ベースプレート１１０に対する下部クロスビーム１３２の溶接構造を図示した斜視図であり、図６は、ベースプレート１１０に対する下部クロスビーム１３２の溶接地点を図示した平面図である。

クロスビーム１３０は、パックケース１００の横方向剛性を補強する重要な部材であって、ベースプレート１１０に対して溶接やボルト締結などで結合する。締結強度と生産性、軽量化などを考慮して溶接が多く使用されるが、この場合、クロスビーム１３０とベースプレート１１０の溶接面に形成される溶接ビード１３５がバッテリーパック２００の安全と容量に問題を引き起こす。

すなわち、クロスビーム１３０内側に複数のセル積層体２１０が搭載されるが、特にモジュールハウジングがないかまたは簡素化されたセルツーパック構造では、セル積層体２１０が溶接ビード１３５に干渉され、振動や衝撃などが長時間作用する環境で溶接ビード１３５に干渉されたセル積層体２１０は損傷、破損しやすく、これは火災などの深刻な安全問題を引き起こし得る。また、溶接ビード１３５の干渉を回避する設計は、デッドスペースを作ることによりバッテリーパック２００のエネルギー密度を低下させることになる。

図５および図６の下部クロスビーム１３２の溶接構造は、そのような溶接ビード１３５の問題を解決し得る。図面を参照すると、下部クロスビーム１３２は、ベースプレート１１０との境界上に少なくとも１つ以上の凹状溶接溝１３４を備えている。下部クロスビーム１３２は、溶接溝１３４を介してベースプレート１１０に対して溶接され、これにより溶接溝１３４内の凹状空間に溶接ビード１３５が形成され、溶接溝１３４内に形成された溶接ビード１３５は下部クロスビーム１３２の外部に突出しない。これにより、溶接ビード１３５によるセル積層体２１０の干渉および／または回避設計によるデッドスペースの発生を防止し得る。

溶接溝１３４のサイズは、溶接方式による溶接ツールチップのサイズおよび溶接ビード１３５のサイズを考慮して設計され得る。例えば、ワイヤレーザ溶接はチップのサイズが小さく、溶接ビード１３５のサイズも２～３ｍｍ程度であるので、溶接溝１３４のサイズもそれに対応して数ミリメートル程度の高さと深さに作ることができる。

本発明の一実施形態において、溶接溝１３４は下部クロスビーム１３２の両側に備えられ得る。このとき、図６に図示されたように、下部クロスビーム１３２の両側に備えられる各溶接溝１３４は、互いに対面する方向に沿って少なくとも一部分が重ならないように、言い換えれば、互いが交互するように分散配置され得る。溶接溝１３４が下部クロスビーム１３２の両側に均等に分散されることにより、溶接熱による変形の危険を低減しながら安定的な溶接強度を確保し得る。

（第３実施形態）
図７は、本発明の一実施形態に係るバッテリーパック２００の斜視図である。第１実施形態および第２実施形態で説明した本発明のパックケース１００に対して、クロスビーム１３０、またはクロスビーム１３０およびセンタービーム１４０（図面に図示された実施形態）に分割された複数の収容空間にそれぞれ複数のセル積層体２１０が装着されることにより、バッテリーパック２００が完成する。参考として、図示された実施形態は、別途のモジュールハウジングなしで電気連結のためのバスバーフレームアセンブリ（ＢＦＡ）の間に複数のセル積層体２１０が集められたセルツーパック構造のバッテリーパック２００であり、内部構造の図示のために上面を閉鎖するリードが省略されている。

図８は、図７の「Ｂ－Ｂ」線に沿って切開した断面図であり、下部クロスビーム１３２および上部クロスビーム１３６とセル積層体２１０との接触面の間には絶縁シートまたは圧縮パッド２２０が介在されている。絶縁シートと圧縮パッドとは、便宜上厚さが薄い部材を絶縁シートと、相対的に弾力感がある厚い部材を圧縮パッドと区別して指すものであり、両者とも電気絶縁とセル積層体２１０に対する耐衝撃性・耐摩耗性などを補強するための保護部材であって、クロスビーム１３０に対してセル積層体２１０を保護する役割を果たす。

一方、図９～図１２は、上述した本発明のパックケース１００を用いてバッテリーパック２００を製造する一連の過程を示す。バッテリーパック２００の製造方法は、本発明のパックケース１００、言い換えればベースプレート１１０と、ベースプレート１１０の縁に沿って結合し、その内部に収容空間を形成するサイドプレート１２０と、ベースプレート１１０の内側の収容空間を区画するようにベースプレート１１０に結合する下部クロスビーム１３２とを備えるパックケース１００を用意する第１段階から始まる。

特に、第１段階では、全体クロスビーム１３０のうち下部クロスビーム１３２のみがパックケース１００に用意されており、この状態でセル積層体２１０の搭載が行われる。すなわち、第２段階は、下部クロスビーム１３２で区画された収容空間内に複数のセル積層体２１０を安着させる段階であり、特に生産性のために多数のセル積層体２１０を一度に取り扱うローディングジグ３００を使用し得る。

図９は、複数のセル積層体２１０を把持したローディングジグ３００のグリッパー３１０が下部クロスビーム１３２に進入する一実施形態を図示した斜視図であり、図１０は、図９のローディングジグ３００が下部クロスビーム１３２に進入した状態を図示した断面図である。ローディングジグ３００の円滑な作業のために、第１段階で用意するパックケース１００は、下部クロスビーム１３２が上部クロスビーム１３６の結合方向に対して凹部１３３－１と突出部１３３－２が繰り返された第１凹凸構造１３３を備えることが好ましい。

図９および図１０に図示されたように、ローディングジグ３００は、複数のセル積層体２１０を一体として把持するグリッパー３１０を備えている。ローディングジグ３００のグリッパー３１０は、下部クロスビーム１３２と平行なセル積層体２１０の両側面を把持する一対として備えられ、その他にもセル積層体２１０の他面を把持するグリッパー３１０を追加で備えることもできる。特に、下部クロスビーム１３２と対向するセル積層体２１０の両側面を把持するグリッパー３１０は、下部クロスビーム１３２に形成された第１凹凸構造１３３の凹部１３３－１位置（または位置および個数）に対応する複数の脚を含み得る。これにより、ローディングジグ３００のグリッパー３１０は、第１凹凸構造１３３の凹部１３３－１内に進入して把持した複数のセル積層体２１０をベースプレート１１０上に安着させる。

概して、第１凹凸構造１３３の凹部１３３－１の深さは、セル積層体２１０の全体高さの半分以上に深く入っている。したがって、ローディングジグ３００のグリッパー３１０は、少なくともセル積層体２１０の全体高さの半分以上のグリップ面積を確保し得るようになる。言い換えれば、下部クロスビーム１３２が第１凹凸構造１３３を備えることにより、ローディングジグ３００のグリッパー３１０は、下部クロスビーム１３２に干渉を起こさずに堅固にセル積層体２１０を把持して進入し得るようになり、また、セル積層体２１０を衝撃なく安定的にベースプレート１１０上に載せることができるようになる。

参考として、説明されない図面符号２３０はサーマルレジンであって、ベースプレート１１０とセル積層体２１０との間の伝導熱伝達を促進することにより、バッテリーパック２００の放熱性能を向上させる役割を果たす。もちろん、セル積層体２１０をパックケース１００内に搭載する前に、ベースプレート１１０上に好適な厚さに均等にサーマルレジン２３０が塗布される。

図１１は、複数のセル積層体２１０を安着させた後のローディングジグ３００の離脱過程を図示した断面図である。下部クロスビーム１３２の厚さに比べてグリッパー３１０の厚さがより薄いため、ローディングジグ３００のグリッパー３１０が複数のセル積層体２１０を一体に把持した状態でベースプレート１１０の上に安着させると、グリッパー３１０は後退して把持状態を解除した後に、下部クロスビーム１３２の上方にそのまま離脱し得る。

このような一連の段階を経て複数のセル積層体２１０を一体に１つの収容空間内に装着すると、次に、図１２に図示されたように、複数のセル積層体２１０が安着された下部クロスビーム１３２に対して上部クロスビーム１３６を結合する第３段階を行う。下部クロスビーム１３２に対して上部クロスビーム１３６を結束することにより、セル積層体２１０の全体高さに対して十分な面圧を形成し得る。セル積層体２１０に加えられる面圧により、セル積層体２１０が充放電を繰り返しながら現れるスウェリング現象が効果的に抑制され得る。また、ローディングジグ３００に把持された複数個のセル積層体２１０のグリップ面には、上述した絶縁シートまたは圧縮パッド２２０が付着され得るが、このような絶縁シートまたは圧縮パッド２２０もスウェルリング現象を抑制するのに役立つ。

そして、上述した第２段階および第３段階、すなわち、下部クロスビーム１３２で区画された収容空間内に複数のセル積層体２１０を安着させる第２段階と、複数のセル積層体２１０が安着された下部クロスビーム１３２に対して上部クロスビーム１３６を結合する第３段階を繰り返し、すべての収容空間内に複数のセル積層体２１０を装着する第４段階が行われ、これにより、本発明のパックケース１００に漏れなくセル積層体２１０が搭載されたバッテリーパック２００が完成する。

以上、図面と実施形態などにより本発明をより詳細に説明した。しかしながら、本明細書に記載された図面または実施形態など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すべ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。

１００：パックケース
１１０：ベースプレート
１２０：サイドプレート
１３０：クロスビーム
１３２：下部クロスビーム
１３３：第１凹凸構造
１３３－１：凹部
１３３－２：突出部
１３４：溶接溝
１３５：溶接ビード
１３６：上部クロスビーム
１３７：第２凹凸構造
１３７－１：凹部
１３７－２：突出部
１３８：ボルト
１４０：センタービーム
２００：バッテリーパック
２１０：セル積層体
２２０：絶縁シートまたは圧縮パッド
２３０：サーマルレジン
３００：ローディングジグ
３１０：グリッパー

Claims (15)

1. ベースプレートと、
   前記ベースプレートの縁に沿って結合し、その内部に収容空間を形成するサイドプレートと、
   前記ベースプレートの内側の収容空間を横に区画するように前記ベースプレートに結合する下部クロスビームと、
   前記下部クロスビームに結合する上部クロスビームと、
   を含む、パックケース。
2. 前記下部クロスビームに対して前記上部クロスビームが上方に結合して１つのクロスビームを形成する、請求項１に記載のパックケース。
3. 前記ベースプレートの内側の収容空間を縦に区画するように前記ベースプレートに結合するセンタービームを含み、
   前記下部クロスビームおよび前記上部クロスビームは、前記センタービームによって分割された各収容空間を横に区画する、請求項１に記載のパックケース。
4. 前記下部クロスビームは、前記上部クロスビームの結合方向に対して凹部と突出部が繰り返された第１凹凸構造を備え、
   前記上部クロスビームは、前記第１凹凸構造に相補する形態の第２凹凸構造を備える、請求項１に記載のパックケース。
5. 前記下部クロスビームは、前記ベースプレートに対して溶接で結合し、
   前記上部クロスビームは、前記下部クロスビームに対してボルトで結合する、請求項４に記載のパックケース。
6. 前記下部クロスビームと前記上部クロスビームは互いに異種材質からなり、
   前記上部クロスビームは、前記下部クロスビームより軽量の材質からなる、請求項５に記載のパックケース。
7. 前記下部クロスビームは、
   前記ベースプレートとの境界上に少なくとも１つ以上の凹状の溶接溝を備える、請求項１に記載のパックケース。
8. 前記溶接溝は、
   前記下部クロスビームの両側に備えられる、請求項７に記載のパックケース。
9. 前記下部クロスビームの両側に備えられる各溶接溝は、
   互いに対面する方向に沿って少なくとも一部分が重ならないように分散配置される、請求項８に記載のパックケース。
10. 前記下部クロスビームは、前記溶接溝を介して前記ベースプレートに対して溶接され、
    前記溶接溝内に形成された溶接ビードは、前記下部クロスビームの外部に突出しない、請求項７に記載のパックケース。
11. 請求項１～１０のうちいずれか一項に記載のパックケースと、
    前記パックケースの分割された収容空間に装着される複数のセル積層体と、
    を含む、バッテリーパック。
12. 前記下部クロスビームおよび前記上部クロスビームと前記セル積層体との接触面の間には、絶縁シートまたは圧縮パッドが介在される、請求項１１に記載のバッテリーパック。
13. ベースプレートと、前記ベースプレートの縁に沿って結合し、その内部に収容空間を形成するサイドプレートと、前記ベースプレートの内側の収容空間を区画するように前記ベースプレートに結合する下部クロスビームとを備えるパックケースを用意する第１段階と、
    前記下部クロスビームで区画された収容空間内に複数のセル積層体を安着させる第２段階と、
    前記複数のセル積層体が安着された前記下部クロスビームに対して上部クロスビームを結合する第３段階と、
    前記第２段階および前記第３段階を繰り返し、すべての収容空間内に複数のセル積層体を装着する第４段階と、
    を含む、バッテリーパックの製造方法。
14. 前記第１段階は、
    前記下部クロスビームが前記上部クロスビームの結合方向に対して凹部と突出部が繰り返された第１凹凸構造を備えるパックケースを用意する段階であり、
    前記第２段階は、
    複数のセル積層体を一体として把持するグリッパーを備えるローディングジグを用いて、複数のセル積層体を前記下部クロスビームで区画された収容空間内に安着させる段階であって、前記グリッパーは、前記第１凹凸構造の凹部内に進入して把持した複数のセル積層体を前記ベースプレート上に安着させる、請求項１３に記載のバッテリーパックの製造方法。
15. 前記第２段階は、
    前記ローディングジグのグリッパーが前記複数のセル積層体を一体に把持した状態で前記ベースプレート上に安着させ、前記グリッパーの把持を解除した後に、前記下部クロスビームの上方にそのまま離脱する、請求項１４に記載のバッテリーパックの製造方法。

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