JP5593400B2 - 優れた構造的安定性を持つバッテリーパック - Google Patents

Description

本発明は、優れた構造的安定性を持つバッテリーパックに関するものであり、より具体的には、横方向に二列以上に配列された複数のバッテリーモジュールを有するバッテリーモジュールアレイと、ベースプレートであって、該ベースプレート上に前記複数のバッテリーモジュールが垂直に直立した状態で重ね合わせられている、前記ベースプレートと、前記バッテリーモジュールアレイの前部及び後部に設けられた一対の本体部材と、前記バッテリーモジュールアレイの前部及び後部に密接するように配置された一対の端板と、前記端板の上部分の間又は側部分の間に繋げられた複数の支持バーと、を備えるバッテリーパックにおいて、該バッテリーパックが上下方向に振動したときの該バッテリーパックの変形が最小限に抑えられるように、前記端板の各々が、前記バッテリーモジュールアレイの前部又は後部に対応する大きさの単体の形で形成されている、バッテリーパックに関する。

例えばガソリン及びディーゼル油等の化石燃料を使用する自動車によって引き起こされる最も大きい課題の１つに大気汚染の発生がある。上記課題を解決する方法の１つとして、充電及び放電が可能な二次電池を自動車の動力源として使用する技術が多くの注目を集めている。その結果、バッテリーだけを使用して動かす電気自動車（ＥＶ）と、バッテリーと従来のエンジンとを一緒に使用するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）と、が開発されている。いくつかの電気自動車及びハイブリッド電気自動車は、現在、商業的に使用されている。電気自動車（ＥＶ）及びハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）のための動力源としては、主に、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）二次電池が使用されている。
近年では、リチウムイオン二次電池の使用が試みられている。

電気自動車（ＥＶ）及びハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）のための動力源として使用されているこのような二次電池には、高電力及び大容量が必要である。そのため、バッテリーモジュール及びバッテリーパックを形成するために、複数の小型二次電池（ユニットセル）が互いに直列に接続される。場合によっては、バッテリーモジュール及びバッテリーパックを形成するために、複数の小型二次電池（ユニットセル）が互いに直列及び並列に接続される。

通常、このようなバッテリーパックは、複数のバッテリーモジュールを保護するための構造を有しており、各バッテリーモジュールは、その構造の中に取り付けられた複数の二次電池を有している。バッテリーモジュールの構造は、自動車の種類、又は自動車におけるバッテリーパックの設置箇所の種類に基づいて変化させることができる。大容量の複数のバッテリーモジュールを効果的に固定する構造の１つは、支持バー及び端板に基づいている。この構造には、支持バーの方に荷重が作用される場合であっても複数のバッテリーモジュールの動きが最小限に抑えられるという効果がある。しかしながら、そのためには、支持バー及び端板の剛性が十分に確保されている必要がある。

この事例に関連して、図１は、単一のバッテリーモジュールを備える従来のバッテリーパックの実例を示す斜視図である。

図１を参照すると、バッテリーパック１００は、複数のユニットモジュール１０であって各ユニットモジュールがその中に複数の二次電池を有する複数のユニットモジュール１０と、ベースプレート２０と、一対の端板３０と、複数の支持バー４０と、を備えている。

複数のユニットモジュール１０は、ユニットモジュール１０が垂直に直立した状態で、ベースプレート２０の上面で重ね合わせられている。端板３０は、各端板３０の下端部がベースプレート２０に固定された状態で、最も外側にあるユニットモジュール１０の外面に密接させて配置されている。

支持バー４０は、端板３０を相互に連結して支持するために、端板３０の上部分の間に繋げられている。

しかしながら、上記した構成を有するバッテリーパックは、単一のバッテリーモジュールを使用しているだけであり、その結果、バッテリーパックの容量が小さい。したがって、上記した構成を有するバッテリーパックでは、高電力及び大容量が必要である、例えば電気自動車等の外部装置に適用させることが困難である。

その一方で、ハイブリッド電気自動車のためのバッテリーパックは、バッテリーセルアレイを安定して保護するために、自動車の種類、又は、自動車におけるバッテリーパックの設置箇所の種類に基づいて形成するように、様々に構成されている。このようなバッテリーパックの中には、バケット構造を有するバッテリーパックがあり、バッテリーパックが、自動車のトランクの下部に、又は、自動車の後部座席の下端とトランクとの間に形成された陥凹空間に設置される。

この場合、バッテリーパックは、バッテリーパックが自動車のシャーシに固定される位置の下方に位置する。そのため、バッテリーパックが前後方向に変形させられるのを防止するために、バッテリーパックが本体部材、ベースプレート及び端板によって支持されると共に、支持バーがバッテリーパックの前部及び後部に位置する構造を設ける必要がある。この構造では、本体部材がバケットのような形で曲げられており、そのため、全体的なバッテリーパックの構造的安定性が、本体部材の剛性次第で決定される。

本体部材の剛性は、フランジの奥行きや各本体部材の厚さを十分に増大させることによって改善される可能性がある。しかしながら、自動車における限られた設置空間に起因して、フランジの奥行きを十分に増大させることはできない。また、各本体部材の厚さを増大させると、バッテリーパックの荷重が増大する。その結果、バッテリーパックの構造的安定性を改善することができない。

したがって、バッテリーパックが自動車のシャーシに固定される位置の下方にバッテリーパックが位置すると共に、バッテリーパックの荷重を支持する本体部材がバケット形状となっており、さらに、バッテリーモジュールがベースプレートの上に二列に配置されている構造となるように構成されたバッテリーパックであって、フランジの奥行き及び各本体部材の厚さが維持されながらバッテリーパックの構造的安定性が改善される、バッテリーパックの必要性が高い。

したがって、本発明は、上記した課題、及びまだ解決する必要がある技術的な課題を解決するために創作されたものである。

特に、本発明の過大は、横方向に二列以上に配列された複数のバッテリーモジュールを有するバッテリーモジュールアレイと、ベースプレートと、本体部材と、端板と、支持バーと、を備えるバッテリーパックにおいて、バッテリーパックが上下方向に振動したときの該バッテリーパックの変形が最小限に抑えられるように、前記端板の各々が前記バッテリーモジュールアレイの前部又は後部に対応する大きさの単体の形で形成されている、バッテリーパックを提供することである。

本発明の別の課題は、バッテリーパックを自動車に安定して設置させることができると共に、自動車においてバッテリーパックが占有する容積を最小限に抑えることができるように、バッテリーパックの一部分が自動車の一部分に使用されるように形成された構造となるように構成されたバッテリーパックを提供することである。

本発明の１つの態様に従って、上記した又は他の目的は、バッテリーパックによって達成されることができ、該バッテリーパックは、複数のバッテリーモジュールを有するバッテリーモジュールアレイであって、前記複数のバッテリーモジュールが横方向に二列以上に配列され、各バッテリーモジュールが、複数のバッテリーセル又は２つ以上のバッテリーセルがそれぞれ取り付けられた複数のユニットモジュールが前記バッテリーセル又は前記ユニットモジュールが垂直に直立した状態で重ね合わせられた構造となるように構成されている、前記バッテリーモジュールアレイと、ベースプレートであって、該ベースプレート上に前記複数のバッテリーモジュールが垂直に直立した状態で重ね合わせられている、前記ベースプレートと、前記バッテリーモジュールアレイの前部及び後部に設けられて前記複数のバッテリーモジュールの荷重を支持する一対の本体部材であって、該本体部材の各々の両端部が外部装置に固定される、前記一対の本体部材と、一対の端板であって、該端板の各々の下端部が前記ベースプレートに固定された状態で前記バッテリーモジュールアレイの前部及び後部に密接するように配置された前記一対の端板と、前記端板同士を相互に連結させると共に支持するために、前記端板の上部分の間又は側部分の間に繋げられた複数の支持バーと、を備えるバッテリーパックにおいて、 該バッテリーパックが上下方向に振動したときの該バッテリーパックの変形が最小限に抑えられるように、前記端板の各々が、前記バッテリーモジュールアレイの前部又は後部に対応する大きさの単体の形で形成されている。

これにより、本発明に係るバッテリーパックにおいて、端板の各々が、バッテリーモジュールアレイの前部又は後部に対応する大きさの単体の形で形成されているので、本体部材の曲げ剛性が十分に増大されると共に、縦振動に対するバッテリーパックの全体的な構造的安定性が十分に改善される。

また、本体部材の各々の両端部が外部装置に固定されている。したがって、バッテリーパックが外部装置に固定される位置の下方にバッテリーパックが位置するときであっても、バッテリーパックを外部装置に容易に取り付けることができる。

また、複数のユニットモジュールが垂直に直立した状態で複数のユニットモジュールが重ね合わせられているバッテリーモジュールが、横方向に二列以上に配列されている。その結果、本発明に係るバッテリーパックでは、単一のバッテリーモジュールを備える従来のバッテリーパックよりも高電力及び大容量を提供することができる。

本発明では、前記ユニットモジュールの各々が、二次電池であってもよく、或いは、小型モジュールであって該小型モジュール内に取り付けられた２つ以上の二次電池を有する小型モジュールであってもよい。ユニットモジュールであって該ユニットモジュール内に取り付けられた２つ以上の二次電池を有するユニットモジュールの例が、韓国特許出願番号第２００６‐１２３０３号に記載されており、この出願は、本願の出願人の名において出願されている。この特許出願の記載では、ユニットモジュールは、２つの二次電池が、該二次電池同士が互いに密接した状態で、入出力端子を有する枠部材に取り付けられる構造となるように構成されている。

ユニットモジュールの別の例が、韓国特許出願番号第２００６‐２０７７２号及び韓国特許出願番号第２００６‐４５４４４号に記載されており、これらの出願もまた、本願の出願人の名において出願されている。これらの各特許出願の記載では、ユニットモジュールは、２つの二次電池の外側が、該二次電池同士が互いに密接した状態で、高強度セルで覆われている構造となるように構成されている。

上記した特許出願の記載は、参照することにより本願に組み込まれる。しかしながら、勿論、本発明に係るバッテリーモジュールの各ユニットモジュールの構造は、上記した特許出願に記載されたユニットモジュールの上記した例に限定されない。

好ましくは、前記バッテリーセルの各々が板状のバッテリーセルであり、該バッテリーセルは、限られた空間において高い重ね合わせ率（a high stack rate）を提供する。例えば、前記バッテリーセルの各々が、積層シートで形成されたバッテリーケース内に電極集合体が取り付けられた構造となるように構成されてもよい。

具体的には、各バッテリーセルは、カソード／セパレータ／アノード構造の電極集合体が電解質と共にバッテリーケースの中に密封された状態で配置されている袋形の二次電池である。例えば、各バッテリーセルは、幅に対する厚さの比率が小さい略六面体構造に構成された板状のバッテリーセルであってもよい。通常、袋形の二次電池は、袋形のバッテリーケースを備えている。バッテリーケースは、高耐久性を示すポリマー樹脂で形成された外側コーティング層と、上記又は空気を防ぐ金属材料で形成されたバリア層と、熱溶接されることができるポリマー樹脂で形成された内側シーラント層と、が順次積層された積層シート構造となるように構成されている。

本体部材の構造は、各本体部材がバッテリーモジュールの荷重を容易に支持することができる限り、特に限定されない。好ましくは、前記本体部材の各々が、前記バッテリーモジュールアレイの両側部及び底部を囲む略Ｕ字形の枠構造となるように構成されている。

それ故に、各本体部材の両側部は２枚の端板のうちの対応する端板に接続されており、その結果、Ｕ字形の枠構造の内部が詰まった状態となり、そのため、縦振動に対する各本体部材の曲げ剛性が著しく改善される。

上述した構造の望ましい例では、前記バッテリーパックを外部装置に容易に取り付けることができるように、前記本体部材の各々の上端部が外方に向かって屈曲されていると共に、前記本体部材の各々の屈曲部分に固定孔が設けられていてもよい。その結果として、本体部材と外部装置との間の結合が確実に達成される。

各端板は、バッテリーモジュール及び支持バーからの圧力（曲げ荷重）を分散させるように構成されていてもよい。好ましくは、 前記端板の各々が、前記バッテリーモジュールアレイに接触するように配設された本体部と、上端壁部と、下端壁部と、一対の側壁部と、を備えており、前記上端壁部、前記下端壁部、及び前記側壁部が前記本体部の縁部から外方に向かって突出している。ここで、「外方」とは、圧力に対して反対の方向、すなわち、バッテリーモジュール及び支持バーが各端板の本体部辺りに位置する方向の逆側の方向を意味している。

したがって、本発明に係るバッテリーパックにおいて、ベースプレートの上で重ね合わせられた複数のバッテリーモジュールは端板によって互いに密接させられ、そして、２枚の端板は支持バーによって固定される。その結果として、各バッテリーモジュールを構成する複数のユニットモジュールが、ユニットモジュールの厚さ方向に移動及び膨張することを防ぐことができ、それにより、バッテリーモジュールの安全性が改善されると共に、バッテリーモジュールの能力の劣化が効果的に防止される。

上述した構造の望ましい例では、前記端板の各々の前記下端壁部が、前記ベースプレートの下端部及び前記本体部材の各々の下端部に溶接又はボルト締めによって結合されていてもよい。

前記端板の各々の前記下端壁部が前記ベースプレートの下端部及び前記本体部材の各々の下端部に溶接又はボルト締めによって結合されている場合において、前記溶接又は前記ボルト締めが４箇所以上のスポットで行われることが好ましく、それにより、それらの間の確実な結合が達成される。

別の例では、前記端板の各々の前記側壁部の各々が、前記本体部材の各々の各側部に溶接又はボルト締めによって結合されていてもよい。

前記端板の各々の前記側壁部の各々が、前記本体部材の各々の各側部に溶接又はボルト締めによって結合されている場合において、前記溶接又は前記ボルト締めが１箇所以上のスポットで行われてもよい。特に、本体部材が変形するモードを考慮すれば、溶接又はボルト締めが３つのスポットで行われると、端板と本体部材との間の結合が改善される。

その一方で、支持バーは、端板の上部分又は側部分に相互に連結されていてもよい。

前記支持バーが前記端板の前記上部分同士を繋いでいる構造において、前記支持バーを前記端板に容易に取り付けることができるように、前記端板の各々の前記上端壁部が、前記バッテリーモジュールアレイの上端から上方に向かって突出している。この構造において、支持バーは、支持バーがバッテリーモジュールの上に位置した状態で、端板に結合されてもよい。

前記上方への突出高さが、前記バッテリーモジュールアレイの高さの２〜２０％に相当してもよい。仮に、上端壁部の上方への突出高さが、バッテリーモジュールアレイの高さの２％未満であると、支持バーを端板に取り付けるのが困難となる。或いは、対応する大きさの支持バーが使用されてもよい。しかしながら、この場合、バッテリーパックの全体的な剛性が低下する。一方で、仮に、上端壁部の上方への突出高さが、バッテリーモジュールアレイの高さの２０％よりも大きいと、バッテリーパックの容積が過大に増大され、これは望ましくない。

端板の下端壁部はベースプレートに固定して結合されているので、端板に外部衝撃が作用したときに端板がベースプレートから分離されることが防止される。

例えば、一対の固定孔は、各端板の下端壁部の一部分に形成されていてもよく、そして、端板をベースプレートに固定させることができるように、ボルトが固定孔に通して挿入されてもよい。或いは、溶接によって、端板とベースプレートとの間の結合を実現してもよい。

その一方で、各端板の大きさは、各端板がバッテリーモジュールアレイの前部又は後部に対応する大きさである限り、特に限定されない。例えば、前記端板の各々が、矩形の平面形状に形成されてもよい。

好ましくは、前記端板の各々は、該端板の上部分に複数の貫通孔が設けられ、該複数の貫通孔に前記支持バーが取り付けられている。支持バーは貫通孔に通して挿入され、それにより、端板と支持バーとの間の結合が容易に達成される。

本発明の別の態様に従って、上記の構成の前記バッテリーパックが動力源として使用し、限られた設置スペースを有し、且つ、高頻度の振動及び強い衝撃（frequent vibration and strong impact）にさらされる電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車が提供される。

勿論、電気自動車の動力源として使用されたバッテリーパックは、所望の電力及び容量に基づいて組み合わせて製造してもよい。

この場合において、前記自動車は、前記バッテリーパックが、前記自動車のトランクの下端部、又は前記自動車の後部座席と前記トランクとの間に設置されている、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車であってもよい。

その動力源としてバッテリーパックを使用する電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車は、本発明に関連する分野において周知であり、そのため、その詳細な説明については省略する。

本発明の上記及び他の目的、特徴及び他の効果は、添付図面と共に説明される下記の詳細な説明からより明らかになるであろう。

図１は従来のバッテリーパックを示す斜視図である。 図２は本発明の実施形態に係るバッテリーパックを示す斜視図である。 図３は本発明の別の実施形態に係るバッテリーパックを示す斜視図である。 図４は各バッテリーモジュールに端板が取り付けられた比較のバッテリーパックの構造を示す斜視図であり、このバッテリーパックは、図２に示す本発明に係るバッテリーパックの構造と比較される。 図５は図２に示すバッテリーパックに外力が左右方向に作用したときの変化を示す斜視図である。 図６は図４に示すバッテリーパックに外力が左右方向に作用したときの変化を示す斜視図である。 図７は図２に示すバッテリーパックに外力が前後方向に作用したときの変化を示す斜視図である。 図８は図４に示すバッテリーパックに外力が前後方向に作用したときの変化を示す斜視図である。 図９は図２に示すバッテリーパックに外力が上下方向に作用したときの変化を示す斜視図である。 図１０は図４に示すバッテリーパックに外力が上下方向に作用したときの変化を示す斜視図である。

以下、本発明の例示的な実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に記載する。しかしながら、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定されないことに留意すべきである。

図２は、本発明の実施形態に係るバッテリーパックを典型的に示す斜視図である。

図２を参照すると、バッテリーパック２００は、横方向に二列に配列されたバッテリーモジュール１１０、１２０を備えるバッテリーモジュールアレイ１２２と、ベースプレート１３０と、一対の本体部材１４０と、一対の端板１５０と、複数の支持バー１６０と、を備えている。

バッテリーモジュール１１０、１２０は、バッテリーモジュール１１０、１２０が垂直に直立した状態でベースプレート１３０の上面に重ね合せられている。端板１５０は、端板１５０の下端部がベースプレート１３０に固定された状態でバッテリーモジュールアレイ１２２の前部及び後部に密接させて配置されている。

本体部材１４０は、バッテリーモジュールアレイ１２２の前部及び後部に設けられており、バッテリーモジュール１１０、１２０の荷重を支持する。各本体部材１４０の互いに反対側の両端部には、外部装置（図示しない）が固定される。

また、各本体部材１４０は、バッテリーモジュールアレイ１２２の両側部及び底部を囲むＵ字形状の枠構造となるように構成されている。各本体部材１４０の上端は、外方に向かって屈曲されている。各本体部材１４０の屈曲部分には固定孔１４２が設けられており、この固定孔１４２を介してバッテリーパック２００を外部装置に容易に取り付けることができる。

支持バー１６０は、端板１５０同士を相互に連結させて支持するために、端板１５０の上部分の間に繋げられている。

各端板１５０は、バッテリーモジュールアレイ１２２の前部に対応する大きさの矩形の平面形状に形成されており、それにより、バッテリーパック２００が上下方向に振動したときのバッテリーパック２００の変形が最小限に抑えられる。

また、各端板１５０は、バッテリーモジュールアレイ１２２に接触するように配設された本体部１５２と、上端壁部１５４と、下端壁部１５６と、一対の側壁部１５８と、を備えている。上端壁部１５４、下端壁部１５６及び側壁部１５８は、本体部１５２の縁部から外方に向かって突出している。

各端板１５０の下端壁部１５６は、ベースプレート１３０の下端部及び各本体部材１４０の下端部にスポット溶接によって４つのスポット１５１で結合されている。各端板１５０の各側壁部１５８は、各本体部材１４０の各側部にスポット溶接によって３つのスポット１５３で結合されている。

場合によっては、各端板１５０の下端壁部１５６は、ベースプレート１３０の下端部及び各本体部材１４０の下端部にボルト締め（図示しない）によって結合されてもよい。同様に、各端板１５０の各側壁部１５８は、各本体部材１４０の各側部にボルト締め（図示しない）によって結合されてもよい。

また、各端板１５０の上端壁部１５４は、各端板１５０の上端壁部１５４がバッテリーモジュールアレイ１２２の高さＨよりも１０％高くなるように、バッテリーモジュールアレイ１２２の上端から上方向に突出している。それにより、支持バー１６０を端板１５０の上部分１５５に容易に取り付けることが可能となる。

バッテリーモジュール１１０は、板状の複数のバッテリーセルをそれぞれ備える複数のユニットモジュールが、ユニットモジュールが垂直に直立した状態で重ね合わせられ、前記バッテリーセルのそれぞれが、積層シートからなるバッテリーケース内に取り付けられている、構造となるように構成されている。

図３は、本発明の別の実施形態に係るバッテリーパックを示す斜視図である。

図３を参照すると、図３のバッテリーパック２００ａは、各端板１５０の上部分に複数の貫通孔１５７が設けられ、その複数の貫通孔１５７に複数の支持バー１６０が取り付けられること以外は図２のバッテリーパック２００と構造が全く同じであるので、その詳細な説明は省略する。

図４は、比較のバッテリーパックの構造を典型的に示す斜視図であり、当該バッテリーパックにおいて複数の端板が各バッテリーモジュールに取り付けられており、このバッテリーパックは図２に示す本発明に係るバッテリーパックの構造と比較される。

図４のバッテリーパック２００ｂは、端板１５０ｂ、１５１ｂがバッテリーモジュール１１０ｂ、１２０ｂの前部及び後部に対応する大きさとなるように形成されていると共に端板１５０ｂ、１５１ｂの側壁部が本体部材１４０ｂの側部に溶接されていないこと以外は図２のバッテリーパック２００と構造が全く同じである。

図５及び図６は、図２及び図４に示すバッテリーパックに外力が左右方向に作用したときの変化を典型的に示す斜視図であり、図５及び図６に示す構造、並びに下述される図７から図１０に示す構造は、外力がバッテリーパックに作用したときのシミュレーション変化によって得られる。

これらの図面を参照すると、図２のバッテリーパック２００に外力が左右方向（矢印によって示された方向）に作用したとき、本体部材１４０の変形は小さい。一方、図４のバッテリーパック２００ｂに外力が作用したとき、本体部材１４０が、バッテリーパックに作用する外力の方向に大きく変形し、その結果、本体部材１４０が端板１５１の側壁部１５８ｂから左右方向に大きく分離される。

図７及び図８は、図２及び図４に示すバッテリーパックに外力が前後方向に作用したときの変化を典型的に示す斜視図である。

これらの図面を参照すると、図２のバッテリーパック２００に外力が前後方向（矢印によって示された方向）に作用したとき、本体部材１４０の変形は小さい。一方、図４のバッテリーパック２００ｂに外力が作用したとき、本体部材１４０が、バッテリーパックに作用する外力の方向に大きく変形し、その結果、本体部材１４０が端板１５１の側壁部１５８ｂから前後方向に大きく分離される。

図９及び図１０は、図２及び図４に示すバッテリーパックに外力が上下方向に作用したときの変化を示す斜視図である。

これらの図面を参照すると、図２のバッテリーパック２００に外力が上下方向（矢印によって示された方向）に作用したとき、本体部材１４０の変形は小さい。一方、図４のバッテリーパック２００ｂに外力が作用したとき、本体部材１４０が、バッテリーパックに作用する外力の方向に大きく変形し、その結果、本体部材１４０が、本体部材１４０の中間部分１４２回りに下向きに大きく屈曲される。

また、共振点の検出及び分析（resonance point detection and analysis）は、図２に示すバッテリーパック構造の変化特性及び図４に示すバッテリーパック構造の変化特性を理解するために、バッテリーパックに外力が左右方向、前後方向及び上下方向に作用したときの変形モードで行われる。共振点の検出及び分析の結果が下記の表１に示されている。

上記表１から分かるように、図２のバッテリーパックは、各端板が単体（a single body）であると共に端板の側壁部が本体部材の側部に溶接されている構造となるように構成されているので、各変形モードにおいて、バッテリーパックが大きく振動したときの図２のバッテリーパックの構造的安定性が、図４のバッテリーパックの構造的安定性よりも高い。

その結果、単に各端板を単体で構成することにより、本体部材の変化を最小限に抑えることができ、これは予期せぬ結果である。

特に、本発明に係るバッテリーパックでは、各端板が、バッテリーモジュールアレイの前部又は後部に対応する大きさの単体である。バッテリーパックの重量が３０ｋｇ以上の場合、及び、バッテリーパックが上下方向に振動したときにバッテリーパックの本体部材が構造的に弱い場合に、したがって、本発明は、縦振動を十分に抑えることができない自動車に適用されることができる。

本発明の例示的な実施形態は説明の目的として記載されているが、添付の特許請求の範囲に記載されたような発明の範囲及び精神から逸脱しない様々な変更、追加及び置換が可能であることを当業者が十分に認識するであろう。

上記の記載から明らかなように、本発明に係るバッテリーパックは、バッテリーモジュールが横方向に二列以上に配列された構造となるように構成されている。その結果、本発明に係るバッテリーパックでは、単一のバッテリーモジュールを備える従来のバッテリーパックよりも高電力及び大容量を提供することができる。また、各端板が、バッテリーモジュールアレイの前部及び後部に対応する大きさの単体である。その結果、バッテリーパックが上下方向に振動したときのバッテリーパックの変形を最小限に抑えることができる。

また、バッテリーパックの一部分が自動車の一部に使用されるように構成されている。 その結果、自動車のバッテリーパックを安定して設置することができると共に、自動車においてバッテリーパックが占有する容積を最小限に抑えることができる。

１１０、１２０・・・バッテリーモジュール
１２２・・・バッテリーモジュールアレイ
１３０・・・ベースプレート
１４０・・・本体部材
１４２・・・固定孔
１５０・・・端板
１５２・・・本体部
１５４・・・上端壁部
１５６・・・下端壁部
１５８・・・側壁部
１６０・・・支持バー
２００・・・バッテリーパック

Claims (15)

1. 複数のバッテリーモジュールを有するバッテリーモジュールアレイであって、前記複数のバッテリーモジュールが横方向に二列以上に配列され、各バッテリーモジュールが、複数のバッテリーセル又は２つ以上のバッテリーセルがそれぞれ取り付けられた複数のユニットモジュールが前記バッテリーセル又は前記ユニットモジュールが垂直に直立した状態で重ね合わせられた構造となるように構成されている、前記バッテリーモジュールアレイと、
   ベースプレートであって、該ベースプレート上に前記複数のバッテリーモジュールが垂直に直立した状態で重ね合わせられている、前記ベースプレートと、
   前記バッテリーモジュールアレイの前部及び後部に設けられて前記複数のバッテリーモジュールの荷重を支持する一対の本体部材であって、該本体部材の各々の両端部が外部装置に固定される、前記一対の本体部材と、
   一対の端板であって、該端板の各々の下端部が前記ベースプレートに固定された状態で前記バッテリーモジュールアレイの前記前部及び前記後部に密接するように配置された前記一対の端板と、
   前記端板同士を相互に連結させると共に支持するために、前記端板の上部分の間又は側部分の間に繋げられた複数の支持バーと、
   を備えるバッテリーパックにおいて、
   該バッテリーパックが上下方向に振動したときの該バッテリーパックの変形が最小限に抑えられるように、前記端板の各々が前記バッテリーモジュールアレイの前記前部又は前記後部と同じ大きさの単体の形で形成されており、
   前記端板の各々が、前記バッテリーモジュールアレイに接触するように配設された本体部と、上端壁部と、下端壁部と、一対の側壁部と、を備えており、前記上端壁部、前記下端壁部、及び前記側壁部が前記本体部の縁部から外方に向かって突出しており、
   前記端板の各々の前記側壁部の各々が、前記本体部材の各々の各側部に結合されていることを特徴とするバッテリーパック。
2. 前記バッテリーセルの各々が、板状のバッテリーセルであることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
3. 前記バッテリーセルの各々が、積層シートで形成されたバッテリーケース内に電極集合体が取り付けられた構造となるように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載
   のバッテリーパック。
4. 前記本体部材の各々が、前記バッテリーモジュールアレイの両側部及び底部を囲むＵ字形の枠構造となるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
5. 前記バッテリーパックを外部装置に容易に取り付けることができるように、前記本体部
   材の各々の上端部が外方に向かって屈曲されていると共に、前記本体部材の各々の屈曲部分に固定孔が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーパック。
6. 前記端板の各々の前記下端壁部が、前記ベースプレートの下端部及び前記本体部材の各々の下端部に溶接又はボルト締めによって結合されていることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
7. 前記溶接又は前記ボルト締めが４箇所以上のスポットで行われていることを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーパック。
8. 前記端板の各々の前記側壁部の各々が、前記本体部材の各々の各側部に溶接又はボルト締めによって結合されていることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
9. 前記溶接又は前記ボルト締めが１箇所以上のスポットで行われていることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパック。
10. 前記支持バーを前記端板に容易に取り付けることができるように、前記端板の各々の前記上端壁部が、前記バッテリーモジュールアレイの上端から上方に向かって突出していることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
11. 前記上方への突出高さが、前記バッテリーモジュールアレイの高さの２〜２０％に相当することを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーパック。
12. 前記端板の各々が、矩形の平面形状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
13. 前記端板の各々は、該端板の上部分に複数の貫通孔が設けられ、該複数の貫通孔に前記支持バーが取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
14. 請求項１に記載の前記バッテリーパックを動力源として使用することを特徴とする電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車。
15. 前記バッテリーパックが、前記自動車のトランクの下端部、又は前記自動車の後部座席と前記トランクとの間に設置されることを特徴とする、請求項１４に記載された電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車。

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