JP5336547B2 - 電池モジュール - Google Patents

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本発明は、電池モジュールに関し、より詳細には、２次電池を固定する構造を改善した電池モジュールに関する。
２次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電が可能な電池である。低容量の２次電池は、携帯電話機やノートパソコンおよびキャムコーダーのように携帯が可能な小型電子機器に使用され、大容量電池は、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として幅広く使用されている。
近年、高エネルギー密度の非水電解液を利用した高出力２次電池が開発されており、前記高出力２次電池は、大電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に使用され得るように、複数の２次電池を直列に連結した大容量の２次電池で構成される。
また、一つの大容量２次電池は、通常、直列に連結される複数の２次電池で構成され、２次電池は、円筒型や角型などの形状を有している。
２次電池は、ハウジング内に設置され、エンドプレートとエンドプレートを固定する連結部材とにより支持されるため、２次電池が安定的に固定されなければ、外部の衝撃により２次電池が破損することがある。また、２次電池は連結部材により電気的に連結されるため、２次電池が安定的に固定されなければ、２次電池の電気的な連結が維持されない。すなわち、安定的に固定されていない２次電池では、２次電池が揺れることで、連結部材と２次電池の端子との間で接触抵抗が増加して出力が低下したり、電気的な連結が切れたりする問題が発生する。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、２次電池を安定的に固定することが可能な電池モジュールを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、互いに積層された複数の電池；前記複数の電池のうち、隣接した電池の間に位置するプレート本体と、前記プレート本体の周縁から突出する連結タブとを含むプレート；および前記複数の電池に渡って設けられ、前記連結タブと係合する結合部を有する第１連結部材；を含む、電池モジュールが提供される。
前記第１連結部材と連結される一対のエンドプレートをさらに含み、前記一対のエンドプレートのそれぞれは、前記互いに積層された複数の電池の各端部に位置してもよい。
前記複数の電池に渡って設けられる第２連結部材をさらに含み、前記第２連結部材は、前記第１連結部材が設けられた面に対して垂直方向の面上に形成されてもよい。
前記第２連結部材は、前記一対のエンドプレートと結合されてもよい。
前記第２連結部材は、冷却媒体が通過するように構成された複数の開口部を有してもよい。
前記プレートは、前記プレート本体の周縁から突出する支持タブをさらに含み、前記支持タブは、前記プレート本体の面に対して垂直方向に突出してもよい。
前記支持タブは、前記プレートに隣接した電池のうちの一つの周縁に接触してもよい。
前記支持タブと前記第２連結部材とは互いに接触するように形成されてもよい。
前記第２連結部材は、前記複数の電池のそれぞれに接触する補強部を含んでもよい。
前記補強部はアーク形状で構成されてもよい。
前記プレートは、前記第２連結部材に形成された開口部を通して突出する支持タブをさらに含んでもよい。
前記プレートは、前記プレートの周縁から前記プレート本体の面に対して垂直方向に突出する固定タブをさらに含んでもよい。
前記固定タブは、前記プレートの複数の周縁から突出する複数の固定タブを含んでもよい。
前記連結タブは、前記第１連結部材と接触する切欠を有してもよい。
前記プレートは、熱伝導性接着層により前記複数の電池のそれぞれに締結されてもよい。
前記結合部は開口で形成されてもよい。
前記プレート本体は、前記複数の電池のうちの一つから前記プレートを離隔させるように突起を有してもよい。
前記第１連結部材は補強部を含んでもよい。
以上説明したように本発明によれば、連結部材とプレートとを通じて、２次電池を安定的に固定することが可能となる。
本発明の第１実施形態による電池モジュールを示した斜視図である。 本発明の第１実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による上部連結部材を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態による下部連結部材を示した斜視図である。 本発明の第２実施形態による電池モジュールを示した斜視図である。 本発明の第２実施形態による電池モジュールを示した断面図である。 本発明の第３実施形態による電池モジュールを示した部分分解斜視図である。 本発明の第３実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した分解断面図である。 本発明の第３実施形態による電池モジュールを示した断面図である。 本発明の第４実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図である。 本発明の第４実施形態による電池モジュールの縦断面図である。 本発明の第５実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図である。 本発明の第５実施形態による電池モジュールの縦断面図である。 本発明の第６実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図である。 本発明の第６実施形態による電池モジュールの縦断面図である。 本発明の第７実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図である。 本発明の第８実施形態による電池モジュールの縦断面図である。 本発明の第８実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図である。 本発明の第８実施形態による電池モジュールの縦断面図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図１は、本発明の第１実施形態による電池モジュールを示した斜視図であり、図２は、本発明の第１実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図である。
図１および図２を参照して説明すれば、本第１実施形態による電池モジュール１０１は、複数の２次電池２０と、隣接した２次電池２０の間に配置されたプレート３２、２次電池２０の積層体の端部に配置されたエンドプレート３４、およびエンドプレート３４を連結固定する連結部材４０、５０を含む。
２次電池２０は、リチウムイオン２次電池であって角型であるものを例として説明する。ただし、２次電池２０は、これに制限されるのではなく、リチウムポリマー電池または円筒型電池など多様な形態の電池に適用され得る。
２次電池２０は、電極アセンブリー（図示せず）が内蔵されるケース２８と、ケース２８の外側に突出した正極端子２１と、負極端子２２とを含む。また、２次電池２０は、設定された圧力で開放されてガスを排出することができるように切欠２５ａが形成されたベント部材２５と電解液注入口を密封する密封キャップ２３とをさらに含む。
ケース２８は、ほぼ直六面体形状の角型（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ）タイプで形成され、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属で形成される。２次電池２０の上部には、電極アセンブリーの正極（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と電気的に連結された正極端子２１と、電極アセンブリーの負極（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と電気的に連結された負極端子２２とが突出設置されている。
複数の２次電池２０は積層配列され、２次電池２０の広い前面が互いに対向するように平行に側方向（図１のｘ軸方向）に積層配列される。
平行に配列された２次電池２０は、バスバー（ｂｕｓ-ｂａｒ）２９により直列に連結されるが、隣接した２次電池２０の正極端子２１と負極端子２２が交差するように配置された状態で、一側２次電池２０の正極端子２１とこれに隣接した２次電池２０の負極端子２２とにバスバー２９が設置される。バスバー２９は板形態で構成され、ナットにより正極端子２１と負極端子２２とに固定されている。
プレート３２は、冷却プレート本体３２ａと、冷却プレート本体３２ａの周縁で突出した連結タブ３２ｂ、３２ｃ、および冷却プレート本体３２ａの周縁で折り曲げ形成された支持タブ３２ｄ、３２ｅを含む。冷却プレート本体３２ａは、四角板形態で構成され、冷却プレート本体３２ａには隣接した２次電池２０を前記プレート３２から離隔させて冷却媒体流路を形成する複数の離隔突起３２ｆが形成されている。
離隔突起３２ｆは、円筒形状で構成され、一定の間隔で互いに離隔して冷却プレート本体３２ａの広い前面上に形成されている。これによって、プレート３２と２次電池２０との間の冷却媒体流路に空気などの冷却媒体を供給して２次電池２０を容易に冷却することができる。
連結タブ３２ｂ、３２ｃは、冷却プレート本体３２ａの上端で突出形成された上部連結タブ３２ｂと、冷却プレート本体３２ａの下端で突出形成された下部連結タブ３２ｃとを含む。連結タブ３２ｂ、３２ｃは、ほぼ四角形状で構成され、２次電池２０のケース２８よりも外側に突出している。
支持タブ３２ｄ、３２ｅは、冷却プレート本体３２ａの両側端で折り曲げ形成され、２次電池２０の側面と当接する。支持タブ３２ｄ、３２ｅは、冷却プレート本体３２ａと密着した２次電池２０に向かって直角に折り曲げられ、２次電池２０の側面に密着して２次電池２０が左右に揺れることを防止する。これによって、プレート３２は２次電池２０と共に側方向に動くようになる。
積層配列された２次電池２０の最外側にはエンドプレート３４が配置され、二つのエンドプレート３４が２次電池２０を内側に加圧している。エンドプレート３４は、２次電池２０を内側に加圧して支持する固定板３４ａと固定板３４ａの上端と下端で外側に折り曲げられた締結板３４ｂ、３４ｃとを含む。締結板３４ｂ、３４ｃには、ボルト３７が挿入され得るように開口が形成される。
エンドプレート３４には二つのエンドプレート３４を支持する連結部材４０、５０が設置され、連結部材４０、５０は２次電池２０の積層方向（図１でｘ軸方向）に伸びて形成され、両側端部がそれぞれエンドプレート３４に固定される。連結部材４０、５０は電池モジュール１０１の上端に設置された上部連結部材４０と電池モジュール１０１の下端に設置された下部連結部材５０とを含む。
図３に示されているように、上部連結部材４０は、支持板４１と支持板４１の両側端で折り曲げ形成された補強板４２、４３とを含み、支持板４１には締結ホール４７が形成され、この締結ホール４７を通じてエンドプレート３４の上部に形成された締結板３４ｂにボルト３７とナットを介して固定される。
支持板４１には、連結タブ３２ｂが挿入される結合部４５と、２次電池２０のベント部材２５が開放される時にガスが排出する通路を提供する排気ホール４６とが形成される。支持板４１には、複数の結合部４５と排気ホール４６が支持板４１の長さ方向に沿って離隔配置される。結合部４５はホール形態で構成されても良く、溝形態で構成されても良い。結合部４５には各プレート３２の連結タブ３２ｂが挿入されてプレート３２が左右に動くことを防止する。
排気ホール４６はそれぞれ２次電池２０のベント部材２５と対応する位置に形成され、これによって、ベント部材２５が開放される時、２次電池２０内部のガスが補強板４２、４３の間の空間を通じて外部に迅速に排出され得る。
図４に示されているように、下部連結部材５０は、支持板５１と、支持板５１の両側端で折り曲げ形成された補強板５２、５３とを含み、支持板５１には締結ホール５７が形成され、この締結ホール５７を通じてエンドプレート３４の下部に形成された締結板３４ｃにボルト３７とナットを介して固定される。
支持板５１には連結タブ３２ｃが挿入される複数の結合部５５が形成され、結合部５５はホール形態で構成され、支持板５１の長さ方向に沿って離隔配置される。結合部５５には各プレート３２の連結タブ３２ｃが挿入されてプレート３２が左右に動くことを防止する。
一方、プレート３２に形成された支持タブ３２ｄ、３２ｅが２次電池２０の側端を固定しているため、２次電池２０はプレート３２と連結部材４０、５０により側方向に支持され得る。また、上部連結部材４０と下部連結部材５０の底がプレート３２と２次電池２０の上端と当接してプレート３２と２次電池２０が上下に動くことを防止することができる。
図５は、本発明の第２実施形態による電池モジュールを示した斜視図であり、図６は、本発明の第２実施形態による電池モジュールの縦断面図である。
図５および図６を参照して説明すれば、本第２実施形態による電池モジュール１０２は、複数の２次電池２０と、２次電池２０の間に配置されたプレート３２、２次電池２０の外側に配置されたエンドプレート３５、およびエンドプレート３５を連結固定する連結部材４０、５０、６０を含む。
複数の２次電池２０は積層配列され、２次電池２０の広い前面が互いに対向するように平行に積層配列される。本実施形態による２次電池２０は、前記第１実施形態による２次電池と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
プレート３２は、冷却プレート本体３２ａと、冷却プレート本体３２ａの周縁で突出した連結タブ３２ｂ、３２ｃ、および冷却プレート本体３２ａの周縁で折り曲げ形成された支持タブ３２ｄ、３２ｅを含む。冷却プレート本体３２ａは四角板形態で構成され、冷却プレート本体３２ａには隣接した２次電池２０を離隔させて冷却媒体流路を形成する複数の離隔突起３２ｆが形成されている。
離隔突起３２ｆは円筒形状で構成され、一定の間隔で互いに離隔され、冷却プレート本体３２ａの広い前面上に形成されている。これによって、プレート３２と２次電池２０との間の冷却媒体流路に空気などの冷却媒体を供給して２次電池２０を容易に冷却することができる。
連結タブ３２ｂ、３２ｃは、冷却プレート本体３２ａの上端で突出形成された上部連結タブ３２ｂと、冷却プレート本体３２ａの下端で突出形成された下部連結タブ３２ｃとを含む。連結タブ３２ｂ、３２ｃは、ほぼ四角形状で構成され、２次電池２０よりも外側に突出している。
支持タブ３２ｄ、３２ｅは、冷却プレート本体３２ａの両側端で折り曲げ形成されて２次電池２０の側面と当接する。支持タブ３２ｄ、３２ｅは、冷却プレート本体３２ａと密着した２次電池２０に向かって直角に折り曲げられ、２次電池２０の側面に密着して２次電池２０が左右に揺れることを防止する。これによって、プレート３２は２次電池２０と共に側方向に動くようになる。
積層配列された２次電池２０の最外側には二つのエンドプレート３５が配置される。エンドプレート３５には、二つのエンドプレート３５を支持する連結部材４０、５０、６０が設置され、連結部材４０、５０、６０は２次電池２０の積層方向（ｘ軸方向）に伸びて形成され、両側端部がそれぞれエンドプレート３５に固定される。連結部材４０、５０、６０は電池モジュール１０２の上端に設置された上部連結部材４０と、電池モジュール１０２の下端に設置された下部連結部材５０、および電池モジュール１０２の両側端に設置された側面連結部材６０を含む。
エンドプレート３５は、２次電池２０を内側に加圧して支持する固定板３５ａと、固定板３５ａの上端と下端で外側に折り曲げられた締結板３５ｂ、３５ｃと、両側端で折り曲げられた締結板３５ｄとを含む。締結板３５ｂ、３５ｃにはボルト３７が挿入されるように開口が形成される。
上部連結部材４０と下部連結部材５０、および側面連結部材６０は、エンドプレート３５にボルト３７とナット３６により固定され、上部連結部材４０と下部連結部材５０は固定板の上端と下端に折り曲げられた締結板３５ｂ、３５ｃにそれぞれ固定され、側面連結部材６０も側端で折り曲げられた締結板３５ｄに固定される。
上部連結部材４０および下部連結部材５０は、前記第１実施形態による上部連結部材４０および下部連結部材５０とそれぞれ同一な構造で構成される。しかしながら、上部連結部材４０と下部連結部材５０の長さ方向に沿って伸び、電池モジュールから離れる方向に形成される補強部は、前記上部および下部連結部材に含まれても良い。なお、第１実施形態に係る補強板も補強部の一例である。
側面連結部材６０には、プレート３２が位置する空間と対応する部分に開口部６１が形成され、プレート３２により形成された冷却媒体流路に冷却媒体が容易に流入され得る。また、側面連結部材６０の上端と下端には、側面連結部材６０の長さ方向に伸びて電池モジュールの外側に屈曲した補強部６３が形成される。補強部はアーク形状であってもよい。
本実施形態によれば、上部連結部材４０、下部連結部材５０、および側面連結部材６０がエンドプレート３５に固定設置されるため、２次電池２０をより安定的に固定することができる。
図７は、本発明の第３実施形態による電池モジュールを示した部分分解斜視図であり、図８は、本発明の第３実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図であり、図９は、本発明の第３実施形態による電池モジュールの縦断面図である。
図７乃至図９を参照して説明すれば、本実施形態による電池モジュール１０３は、複数の２次電池２０と、２次電池２０の間に配置されたプレート３８、２次電池２０の外側に配置されたエンドプレート３９、およびエンドプレート３９を連結固定する側面連結部材６０を含む。
複数の２次電池２０は積層配列され、２次電池２０の広い前面が互いに対向するように平行に側方向に積層配列される。本実施形態による２次電池２０は、前記第１実施形態による２次電池と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
プレート３８は、四角板形状の冷却プレート本体３８ａと、隣接した２次電池２０を離隔させて冷却媒体流路を形成する複数の離隔突起３８ｂと、冷却プレート本体３８ａの両側端で突出した連結タブ３８ｃ、３８ｄとを含む。
離隔突起３８ｂは、円筒形状で構成され、一定の間隔で冷却プレート本体３８ａの広い前面上に形成されている。これによって、プレート３８と２次電池２０との間の冷却媒体流路に空気などの冷却媒体を供給して２次電池２０を容易に冷却することができる。
連結タブ３８ｃ、３８ｄは、冷却プレート本体３２ａの両側端で外側に向かって突出し、ほぼ四角形状で構成される。連結タブ３８ｃ、３８ｄは、ケース２８よりも外側に突出している。
積層配列された２次電池２０の最外側には、二つのエンドプレート３９が配置される。エンドプレート３９には、二つのエンドプレート３９を支持する側面連結部材６０が設置され、側面連結部材６０は２次電池２０の積層方向（ｘ軸方向）に伸びて形成され、両側端部がそれぞれエンドプレート３９に固定される。側面連結部材６０は電池モジュール１０３の両側端に固定設置される。
エンドプレート３９は、２次電池２０を内側に加圧して支持する固定板３９ａと、固定板３９ａの両側端で折り曲げられた締結板３９ｂとを含む。締結板３９ｂには、ボルト３７が挿入され得るようにホール３９ｃが形成される。
側面連結部材６０はエンドプレート３９にボルト３７とナット３６により固定されるため、側面連結部材６０は締結板３９ｂに固定される。
側面連結部材６０には、プレート３８が位置する空間と対応する部分に開口部６１が形成され、この開口部６１には連結タブ３８ｃ、３８ｄが挿入される。一方、プレート３８は熱伝導性接着層３８ｅを介して２次電池に付着されるため、冷却プレート本体３８ａに熱伝導性接着層３８ｅが形成される。
熱伝導性接着層３８ｅは、銀（Ａｇ）エポキシなどを含む熱伝導性接着剤、熱伝導性テープなどから構成されても良い。
このように本実施形態によれば、２次電池２０に固定されたプレート３８が側面連結部材により支持されるため、２次電池２０を安定的に固定することができる。
図１０は、本発明の第４実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図であり、図１１は、本発明の第４実施形態による電池モジュールの縦断面図である。
図１０および図１１を参照して説明すれば、本実施形態による電池モジュール１０４は、複数の２次電池２０と、２次電池２０の間に配置されたプレート８２、２次電池２０の外側に配置されたエンドプレート、およびエンドプレートを連結固定する連結部材４０、５０、６０を含む。
複数の２次電池２０は積層配列され、２次電池２０の広い前面が互いに対向するように平行に側方向に積層配列される。本実施形態による２次電池２０は、前記第１実施形態による２次電池と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
プレート８２は、四角板形状の冷却プレート本体８２ａと、隣接した２次電池２０を離隔させて冷却媒体流路を形成する複数の離隔突起８２ｂと、冷却プレート本体８２ａの両側端で突出した側部支持タブ８２ｃ、８２ｄと、冷却プレート本体３８ａの上端で突出した上部連結タブ８２ｅと、冷却プレート本体８２ａの下端で突出した下部連結タブ８２ｆとを含む。冷却プレート本体８２ａは熱伝導性接着層８２ｇを介して２次電池２０に固定される。
連結部材４０、５０、６０は、２次電池２０の積層方向（ｘ軸方向）に伸びて形成され、両側端部がそれぞれエンドプレートに固定される。連結部材４０、５０、６０は、電池モジュール１０４の上端に設置された上部連結部材４０と、電池モジュール１０４の下端に設置された下部連結部材５０、および電池モジュール１０４の両側端に設置された側面連結部材６０を含む。
エンドプレートと上部連結部材４０、下部連結部材５０、および側面連結部材６０は、前記第２実施形態による電池モジュールのエンドプレートと上部連結部材、下部連結部材、および側面連結部材と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
上部連結タブ８２ｅは上部連結部材４０に形成された結合部４５に挿入され、下部連結タブ８２ｆは下部連結部材５０に形成された結合部５５に挿入され、側部支持タブ８２ｃ、８２ｄは側面連結部材６０に形成された開口部６１に挿入される。
これによって、連結部材４０、５０、６０がプレート８２を安定的に支持することができ、プレート８２と固定された２次電池２０も安定的に固定される。
図１２は、本発明の第５実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図であり、図１３は、本発明の第５実施形態による電池モジュールの縦断面図である。
図１２および図１３を参照して説明すれば、本実施形態による電池モジュール１０５は、複数の２次電池２０と、２次電池２０の間に配置されたプレート８３、２次電池２０の外側に配置されたエンドプレート、およびエンドプレートを連結固定する連結部材４０、５０、６０を含む。
複数の２次電池２０は積層配列され、２次電池２０の広い前面が互いに対向するように平行に側方向に積層配列される。本実施形態による２次電池２０は、前記第１実施形態による２次電池と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
プレート８３は、四角板形状の冷却プレート本体８３ａと、隣接した２次電池２０を離隔させて冷却媒体流路を形成する複数の離隔突起８３ｂと、冷却プレート本体８３ａの両側端で突出した側部支持タブ８３ｃ、８３ｄと、冷却プレート本体８３ａの上端で突出した上部連結タブ８３ｅと、冷却プレート本体８３ａの下端で突出した下部連結タブ８３ｆを含む。冷却プレート本体８３ａは、熱伝導性接着層８３ｇを介して２次電池２０に固定される。
上部連結タブ８２ｅと下部連結タブ８３ｆおよび側部支持タブ８３ｃ、８３ｄには側方向に突出した切欠８１が形成される。切欠８１は連結タブの端部に行くほど高さが減少するように形成されて傾斜または楔形状で形成される。
連結部材４０、５０、６０は、２次電池２０の積層方向（ｘ軸方向）に伸びて形成され、両側端部がそれぞれエンドプレートに固定される。連結部材４０、５０、６０は、電池モジュール１０５の上端に設置された上部連結部材４０と、電池モジュール１０５の下端に設置された下部連結部材５０、および電池モジュール１０５の両側端に設置された側面連結部材６０を含む。
エンドプレートと上部連結部材４０、下部連結部材５０、および側面連結部材６０は、前記第２実施形態による電池モジュールのエンドプレートと上部連結部材、下部連結部材、および側面連結部材と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
上部連結タブ８３ｅは上部連結部材４０に形成された結合部４５に挿入され、下部連結タブ８３ｆは下部連結部材５０に形成された結合部５５に挿入され、また側部支持タブ８３ｃ、８３ｄは側面連結部材６０に形成された開口部６１に挿入される。
この時、上部連結部材４０は冷却プレート本体８３ａと切欠８１との間に位置して固定され、下部連結部材５０は冷却プレート本体８３ａと切欠８１との間に位置して固定され、側部連結部材６０も冷却プレート本体８３ａと切欠８１との間に位置して固定される。これによって、連結部材４０、５０、６０とプレート８３がより安定的に結合してプレート８３と固定された２次電池２０も安定的に固定される。
図１４は、本発明の第６実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図であり、図１５は、本発明の第６実施形態による電池モジュールの縦断面図である。
図１４および図１５を参照して説明すれば、本実施形態による電池モジュール１０６は、複数の２次電池２０と、２次電池２０の間に配置されたプレート８４、２次電池２０の外側に配置されたエンドプレート、およびエンドプレートを連結固定する連結部材４０、５０、６０を含む。
複数の２次電池２０は積層配列され、２次電池２０の広い前面が互いに対向するように平行に側方向に積層配列される。本実施形態による２次電池２０は、前記第１実施形態による２次電池と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
プレート８４は、四角板形状の冷却プレート本体８４ａと、隣接した２次電池２０を離隔させて冷却媒体流路を形成する複数の離隔突起８４ｂと、冷却プレート本体８４ａの両側端で突出した側部支持タブ８４ｃ、８４ｄと、冷却プレート本体８４ａの上端で突出した上部連結タブ８４ｅと、冷却プレート本体８４ａの下端で突出した下部連結タブ８４ｆと、冷却プレート本体８４ａの側端で折り曲げられた固定タブ８４ｇとを含む。
支持タブ８４ｃ、８４ｄおよび連結タブ８４ｅ、８４ｆは、ほぼ四角形状で構成され、２次電池２０のケース２８よりも外側に突出している。
固定タブ８４ｇは冷却プレート本体８４ａの両側端で折り曲げ形成されて２次電池２０の側面と当接する。側部支持タブ８４ｃ、８４ｄの下と上に固定タブ８４ｇがそれぞれ形成されている。
固定タブ８４ｇは、冷却プレート本体８４ａと密着した２次電池２０に向かって直角に折り曲げられ、２次電池２０の側面に密着して２次電池２０が左右に揺れることを防止する。これによって、プレート８４は２次電池２０と共に側方向に動くようになる。
連結部材４０、５０、６０は、２次電池２０の積層方向に伸びて形成され、両側端部がそれぞれエンドプレートに固定される。連結部材４０、５０、６０は、電池モジュール１０６の上端に設置された上部連結部材４０と、電池モジュール１０６の下端に設置された下部連結部材５０、および電池モジュール１０６の両側端に設置された側面連結部材６０を含む。
エンドプレートと上部連結部材４０、下部連結部材５０、および側面連結部材６０は、前記第２実施形態による電池モジュールのエンドプレートと上部連結部材、下部連結部材、および側面連結部材と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
上部連結タブ８４ｅは上部連結部材４０に形成された結合部４５に挿入され、下部連結タブ８４ｆは下部連結部材５０に形成された結合部５５に挿入される。また、側部支持タブ８４ｃ、８４ｄは側面連結部材６０に形成された開口部６１に挿入される。
このように本実施形態によれば、支持タブ８４ｃ、８４ｄおよび連結タブ８４ｅ、８４ｆによりプレート８４が連結部材４０、５０、６０に固定され、固定タブ８４ｇにより２次電池がプレート８４に固定されると、２次電池２０を安定的に固定して支持することができる。
図１６は、本発明の第７実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した部分分解斜視図であり、図１７は、本発明の第８実施形態による電池モジュールの縦断面図である。
図１６および図１７を参照して説明すれば、本実施形態による電池モジュール１０７は、複数の２次電池２０と、２次電池２０の間に配置されたプレート８５、２次電池２０の外側に配置されたエンドプレート、およびエンドプレートを連結固定する連結部材４０、５０、６０を含む。
複数の２次電池２０は積層配列され、２次電池２０の広い前面が互いに対向するように平行に側方向に積層配列される。本実施形態による２次電池２０は、前記第１実施形態による２次電池と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
プレート８５は、四角板形状の冷却プレート本体８５ａと、隣接した２次電池２０を離隔させて冷却媒体流路を形成する複数の離隔突起８５ｂと、冷却プレート本体８５ａの両側端で突出した側部支持タブ８５ｃ、８５ｄと、冷却プレート本体８５ａの上端で突出した上部連結タブ８５ｅと、冷却プレート本体８５ａの下端で突出した下部連結タブ８５ｆ、と、冷却プレート本体８５ａの上端と下端で折り曲げられた固定タブ８５ｇとを含む。
支持タブ８５ｃ、８５ｄおよび連結タブ８４ｅ、８５ｆは、ほぼ四角形状で構成され、２次電池２０のケース２８よりも外側に突出している。
固定タブ８５ｇは、冷却プレート本体８５ａの上端と下端で折り曲げ形成されて２次電池２０の側面と当接する。上部連結タブ８５ｅの両側にそれぞれ固定タブ８５ｇが形成されており、下部連結タブ８５ｆの両側にそれぞれ固定タブ８５ｇが形成されている。固定タブ８５ｇは、冷却プレート本体８５ａと密着した２次電池２０に向かって直角に折り曲げられ、２次電池２０の上面と下面に密着して２次電池２０が上下左右に揺れることを防止する。これによって、プレート８５は２次電池２０と共に上下に動くようになる。
連結部材４０、５０、６０は、２次電池２０の積層方向に伸びて形成され、両側端部がそれぞれエンドプレートに固定される。連結部材４０、５０、６０は、電池モジュール１０７の上端に設置された上部連結部材４０と、電池モジュール１０７の下端に設置された下部連結部材５０、および電池モジュール１０７の両側端に設置された側面連結部材６０を含む。
エンドプレートと上部連結部材４０、下部連結部材５０、および側面連結部材６０は、前記第２実施形態による電池モジュールのエンドプレートと上部連結部材、下部連結部材、および側面連結部材と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
上部連結タブ８５ｅは上部連結部材４０に形成された結合部４５に挿入され、下部連結タブ８５ｆは下部連結部材５０に形成された結合部５５に挿入される。また、側部支持タブ８５ｃ、８５ｄは側面連結部材６０に形成された開口部６１に挿入される。
このように本実施形態によれば、支持タブ８５ｃ、８５ｄおよび連結タブ８５ｅ、８５ｆによりプレート８５が連結部材４０、５０、６０に固定され、固定タブ８５ｇにより２次電池２０がプレート８５に固定されると、２次電池２０を安定的に固定して支持することができる。
図１８は、本発明の第８実施形態による電池モジュールを構成する２次電池とプレートを示した分解斜視図であり、図１９は、本発明の第８実施形態による電池モジュールの縦断面図である。
図１８および図１９を参照して説明すれば、本実施形態による電池モジュール１０８は、複数の２次電池２０と、２次電池２０の間に配置されたプレート８６、２次電池２０の外側に配置されたエンドプレート、およびエンドプレートを連結固定する連結部材４０、５０、６０を含む。
複数の２次電池２０は積層配列され、２次電池２０の広い前面が互いに対向するように平行に側方向に積層配列される。本実施形態による２次電池２０は、前記第１実施形態による２次電池と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
プレート８６は、四角板形状の冷却プレート本体８６ａと、隣接した２次電池２０を離隔させて冷却媒体流路を形成する複数の離隔突起８６ｂと、冷却プレート本体８６ａの両側端で突出した側部支持タブ８６ｃ、８６ｄと、冷却プレート本体８６ａの上端で突出した上部連結タブ８６ｅと、冷却プレート本体８６ａの下端で突出した下部連結タブ８６ｆと、冷却プレート本体８６ａの上端と下端で折り曲げられた固定タブ８６ｇと、冷却プレート本体８６ａの側端で折り曲げられた固定タブ８６ｈとを含む。
支持タブ８６ｃ、８６ｄおよび連結タブ８６ｅ、８６ｆは、ほぼ四角形状で構成され、２次電池２０のケース２８よりも外側に突出している。
固定タブ８６ｇ、８６ｈは、冷却プレート本体８６ａの上端、下端、および両側端で折り曲げ形成されて２次電池２０の上面、下面、側面と当接する。上部連結タブ８６ｅと下部連結タブ８６ｆの両側に固定タブ８６ｇが形成され、側部支持タブ８６ｃ、８６ｄの下と上にそれぞれ固定タブ８６ｈがそれぞれ形成されている。
固定タブ８６ｇ、８６ｈは、冷却プレート本体８６ａと密着した２次電池２０に向かって直角に折り曲げられ、２次電池２０の側面に密着して２次電池２０が上下左右に揺れることを防止する。これによって、プレート８６は２次電池２０と共に上下方向および側方向に動くようになる。
連結部材４０、５０、６０は、２次電池２０の積層方向に伸びて形成され、両側端部がそれぞれエンドプレートに固定される。連結部材４０、５０、６０は、電池モジュール１０５の上端に設置された上部連結部材４０と、電池モジュール１０８の下端に設置された下部連結部材５０、および電池モジュール１０８の両側端に設置された側面連結部材６０を含む。
エンドプレートと上部連結部材４０、下部連結部材５０、および側面連結部材６０は、前記第２実施形態による電池モジュールのエンドプレートと上部連結部材、下部連結部材、および側面連結部材と同一な構造で構成されるので、これについての重複説明は省略する。
上部連結タブ８６ｅは上部連結部材４０に形成された結合部４５に挿入され、下部連結タブ８６ｆは下部連結部材５０に形成された結合部５５に挿入される。また、側部支持タブ８６ｃ、８６ｄは側面連結部材６０に形成された開口部６１に挿入される。
このように本実施形態によれば、支持タブ８６ｃ、８６ｄおよび連結タブ８６ｅ、８６ｆによりプレート８６が連結部材４０、５０、６０に固定され、固定タブ８６ｇ、８６ｈにより２次電池２０がプレート８６に固定されると、２次電池２０を安定的に固定して支持することができる。
なお、上記実施形態で説明した上部連結部材及び下部連結部材は、複数の電池に渡って設けられ、前記連結タブと係合する結合部を有する第１連結部材の一例である。また、上記実施形態で説明した側面連結部材は、前記第１連結部材が設けられた面に対して垂直方向の面上に形成された第２連結部材の一例である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８ 電池モジュール
２０ ２次電池
２１ 正極端子
２２ 負極端子
２３ 密封キャップ
２５ ベント部材
２５ａ 切欠
２８ ケース
２９ バスバー
３２、３８、８２、８３、８４、８５、８６ プレート
３２ａ、３８ａ、８２ａ、８３ａ、８４ａ、８５ａ、８６ａ 冷却プレート本体
３２ｂ、３２ｃ 連結タブ
３２ｄ、３２ｅ 固定タブ
３２ｆ、３８ｂ、８２ｂ、８３ｂ、８４ｂ、８５ｂ、８６ｂ 離隔突起
３８ｃ、３８ｄ 側部支持タブ
３８ｅ 上部連結タブ
３８ｆ 下部連結タブ
３４、３５、３９ エンドプレート
３４ａ、３５ａ、３９ａ 固定板
３４ｂ、３４ｃ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３９ｂ 締結板
３６ ナット
３７ ボルト
３８ｇ、８２ｇ、８３ｇ 熱伝導性接着層
３９ｃ ホール
４０ 上部連結部材
４１、５１ 支持板
４２、４３、５２、５３ 補強板
４５、５５ 結合部
４６ 排気ホール
４７、５７ 締結ホール
５０ 下部連結部材
６０ 側面連結部材
６１ 開口部
６３ 補強部
８１ 切欠

Claims (15)

  1. 互いに積層された複数の電池；
    前記複数の電池のうち、隣接した電池の間に位置するプレート本体と、前記プレート本体の周縁から突出する連結タブとを含むプレート；
    前記複数の電池に渡って設けられ、前記連結タブと係合する結合部を有する第１連結部材；
    前記第１連結部材と連結される一対のエンドプレート；および
    前記複数の電池に渡って設けられる第２連結部材；
    を含み、
    前記一対のエンドプレートのそれぞれは、前記互いに積層された複数の電池の各端部に位置し、
    前記第２連結部材は、前記第１連結部材が設けられた面に対して垂直方向の面上に形成され、
    前記第２連結部材は、冷却媒体が通過するように構成された複数の開口部を有する、電池モジュール。
  2. 前記第２連結部材は、前記一対のエンドプレートと結合される、請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 前記プレートは、前記プレート本体の周縁から突出する支持タブをさらに含み、
    前記支持タブは、前記プレート本体の面に対して垂直方向に突出する、請求項１に記載の電池モジュール。
  4. 前記支持タブは、前記プレートに隣接した電池のうちの一つの周縁に接触する、請求項３に記載の電池モジュール。
  5. 前記支持タブと前記第２連結部材とは互いに接触するように形成される、請求項４に記載の電池モジュール。
  6. 前記第２連結部材は、前記複数の電池のそれぞれに接触する補強部を含む、請求項５に記載の電池モジュール。
  7. 前記補強部はアーク形状で構成される、請求項６に記載の電池モジュール。
  8. 前記プレートは、前記第２連結部材に形成された開口部を通して突出する支持タブをさらに含む、請求項１に記載の電池モジュール。
  9. 前記プレートは、前記プレートの周縁から前記プレート本体の面に対して垂直方向に突出する固定タブをさらに含む、請求項８に記載の電池モジュール。
  10. 前記固定タブは、前記プレートの複数の周縁から突出する複数の固定タブを含む、請求項９に記載の電池モジュール。
  11. 前記連結タブは、前記第１連結部材と接触する切欠を有する、請求項１に記載の電池モジュール。
  12. 前記プレートは、熱伝導性接着層により前記複数の電池のそれぞれに締結される、請求項１に記載の電池モジュール。
  13. 前記結合部は開口で形成される、請求項１に記載の電池モジュール。
  14. 前記プレート本体は、前記複数の電池のうちの一つから前記プレートを離隔させるように突起を有する、請求項１に記載の電池モジュール。
  15. 前記第１連結部材は補強部を含む、請求項１に記載の電池モジュール。
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