JP6066386B2 - 自動車用バッテリーパックケース - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーパックケースに関し、より詳しくは、防水及び排水構造を有する自動車用バッテリーパックケースに関する。

本出願は、２０１３年４月２９日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−００４７４７５号及び２０１３年５月３１日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−００６３０９２号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

二次電池は、製品群に応じた適用性が高く、且つ、高いエネルギー密度などの電気的特性を有するため、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（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに適用されつつある。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギー使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率を向上できるため、新しいエネルギー源として注目を集めている。

現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セルの作動電圧は約２．５Ｖ〜４．２Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数の二次電池セルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量によって複数の二次電池セルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、前記バッテリーパックに含まれる二次電池セルの数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定し得る。

なお、複数の二次電池セルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、バッテリーパックに含まれた二次電池セルは、電気的かつ機械的に堅固に接続される必要がある。したがって、このように二次電池セルの接続が堅固になされるようにする安定的かつ経済的なバッテリーパックケースのデザインが要求される。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、自動車用バッテリーパックに含まれるパックケースを提供することを目的とする。

上記の課題を達成するため、本発明によるバッテリーパックケースは、複数の円筒型二次電池セル(以下、「セル」とする)を有する４つのバッテリーモジュールが電気的に直列接続されたバッテリーモジュール集合体を収容するバッテリーパックケースであって、前記バッテリーモジュール集合体に電気的に接続された電極ポストが外部に露出するように、孔が開いている上部パックケースと、下部フレーム及び側面フレームを有する下部パックケースと、前記外部に露出した電極ポストを囲む電極ターミナルと、前記下部パックケースと前記上部パックケースとの間に介され、外部から流体が流入することを防止するケース封止部と、前記電極ターミナルと前記上部パックケースとの間に介され、外部から流体が流入することを防止するターミナル封止部と、を含み、前記下部フレームには、前記側面フレームに隣接した領域に流路が形成されており、前記下部フレームから予め設定された高さの段差を有するバッテリーモジュール集合体支持部 (以下、「支持部」とする)が形成されている。

本発明の一実施例によれば、前記支持部には、前記支持部の中心を通り、前記向い合う流路を連結する排水路が形成されている。

本発明の一実施例によれば、前記支持部には、前記支持部の中心を通り、前記向い合う流路を連結する二つの排水路が形成されており、前記二つの排水路は、垂直に交差する。

望ましくは、前記排水路は、前記支持部の中心に近いほど高くなる傾斜を有する。

本発明の一実施例によれば、前記上部パックケース及び前記下部パックケースは、高分子物質からなる。前記高分子物質は、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ ｒｅｓｉｎ）またはハロゲン族元素が含まれていないポリカーボネート（ＰＣ）とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）との混合物であり得る。

本発明の一実施例によれば、前記電極ターミナルは、黄銅である。

本発明の一実施例によれば、前記ケース封止部及びターミナル封止部は、シリコーン材質からなる。この際、前記ケース封止部及びターミナル封止部は、振動融着により前記上部パックケース及び下部パックケースに結合され得る。

本発明の一面によれば、複数の二次電池セルを収容する安定的かつ経済的なパックケースを提供することができる。

本発明の他面によれば、複数の二次電池セルを、外部より流入される流体から保護することができる。

本発明の更なる他面によれば、内部に存在する流体を排水路に導き、バッテリーパックに含まれたバッテリーモジュール集合体から空間的に分離することができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

本発明の一実施例によるバッテリーパックケースを含むバッテリーパックを示す斜視図である。 本発明の一実施例によるパックケースを含むバッテリーパックの分解斜視図である。 本発明の一実施例による下部パックケースの内部に、バッテリーモジュール集合体及び内部ケースが装着された様子を示した斜視図である。 本発明の一実施例による下部パックケースの上に上部パックケースが覆われた様子を示した斜視図である。 図１に示したバッテリーパックをＡ−Ａ’切断線に沿って見た断面の拡大図である。 図１に示したバッテリーパックをＡ−Ａ’切断線に沿って見た下部フレームの断面図である。 本発明の一実施例による下部ケースの平面図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックケース(１０、７０、以下 「パックケース」とする)を含むバッテリーパック１を示す斜視図である。

図１に示したバッテリーパック１は、自動車、ハイブリッド自動車、電気車などに設けられ得る自動車用バッテリーパックである。

望ましくは、前記バッテリーパック１の大きさは、自動車用標準バッテリーの規格に準ずる。したがって、前記バッテリーパック１は、全体的に六面体の形状を有し得る。

また望ましくは、前記パックケース１０、７０も、自動車用標準バッテリーの規格に準ずる大きさを有し得る。しかし、前記バッテリーパック１及びパックケース１０、７０の大きさは、前記例に制限されず、実施例によって横、縦、高さの長さは多様に変更し得る。

図２は、本発明の一実施例によるパックケース１０、７０を含むバッテリーパック１の分解斜視図である。

本発明の一実施例によるバッテリーパック１は、自動車用として１２Ｖの作動電圧を有し得る。そして、本発明の一実施例による二次電池セル６２は、３Ｖの作動電圧を有し得る。したがって、４つのバッテリーモジュール６０は、直列接続されてバッテリーモジュール集合体５０を構成し得る。

そして、前記バッテリーモジュール集合体５０及び内部ケース３０が、上部パックケース１０と下部パックケース７０との間に設けられ、バッテリーパック１を構成する。

以下、前記バッテリーパック１に含まれるパックケース１０、７０について説明する。

図２を参照すれば、本発明の一実施例によるパックケース１０、７０は、上部パックケース１０及び下部パックケース７０を含む。

前記上部パックケース１０には、前記バッテリーモジュール集合体に電気的に接続された電極ポスト３３が外部に露出するように孔１１が開いている。前記外部に露出した電極ポスト３３は、電極ターミナル１２によって囲まれる。本発明の一実施例によれば、前記電極ターミナル１２の材質は黄銅である。

前記下部パックケース７０は、下部フレーム７１及び側面フレーム７２を有する。

本発明の一実施例による前記下部パックケース７０と前記上部パックケース１０との間には、ケース封止部７３が介される。

図３は、本発明の一実施例による下部パックケース７０の内部に、バッテリーモジュール集合体５０及び内部ケース３０が装着された様子を示した斜視図である。

本発明の一実施例による前記電極ターミナル３３と前記上部パックケース１０との間には、ターミナル封止部１３が介される。

図４は、本発明の一実施例による下部パックケース７０の上に上部パックケース１０が覆われた様子を示した斜視図である。

図４を参照すれば、前記上部パックケース１０に電極ポスト３３が外部に露出するように開けられた孔１１の周りにターミナル封止部１３が介されたことを確認することができる。

図５は、図１に示されたバッテリーパック１をＡ−Ａ’切断線に沿って見た断面の拡大図である。

図５を参照すれば、本発明の一実施例による上部パックケース１０と下部パックケース７０とが接した部分を中心に示した断面を確認することができる。

ここで、前記ケース封止部７３は、外部から流体がバッテリーパック１の内部へ流入することを防止する役割を行う。そして、前記ターミナル封止部１３は、外部から流体が前記孔１１を通じてバッテリーパック１の内部へ流入することを防止する役割を行う。

本発明の一実施例によれば、前記ケース封止部７３及びターミナル封止部１３の材質はシリコーンである。しかし、前記ケース封止部７３及びターミナル封止部１３は、このようなシリコーン材質に限定されず、外部から流体または湿気が流入することを防止可能な公知の多様な材質に代替できることはいうまでもない。

本発明の一実施例によれば、前記ケース封止部３３及びターミナル封止部１３は、振動融着によって前記上部パックケース１０及び下部パックケース７０に結合される。しかし、本発明が前記結合方式によって制限されることではない。

図６は、図１に示したバッテリーパック１をＡ−Ａ’の切断線に沿って見た下部フレーム７０の断面図である。

図６を参照すれば、本発明の一実施例による前記下部フレーム７１には、前記側面フレーム７２に隣接した領域に流路７４が形成されている。そして、前記下部フレーム７１には、前記下部フレーム７１から予め設定された高さの段差を有するバッテリーモジュール集合体支持部(７５、以下「支持部」とする)が形成されている。

本発明の一実施例によるパックケースは、外部から流体や湿気が侵透することを防止するが、少ない量が入り込む可能性がある。また、二次電池セルに含まれた電解液が流出する可能性もある。したがって、内部に存在する湿気または流体を一方に溜めて、前記バッテリーモジュール集合体５０に影響を及ぼさないようにする必要がある。

前記支持部７５は、予め設定された高さの段差を有するため、流体や湿気が下方に溜まるように導くことができる。したがって、バッテリーパック１の内部に存在する流体は、前記流路７４に溜まるようになる。前記流路７４の幅は、多様に設計可能であり、前記支持部７５の高さも多様に設計することができる。

図７は、本発明の一実施例による下部ケース７０の平面図である。

図７を参照すれば、前記下部ケース７０の平面図であることから、前記下部ケース７０の内部、すなわち、前記下部フレーム７１の上端面が示されている。

本発明の一実施例によれば、前記支持部７５には、前記支持部７５の中心を通り、前記向い合う流路７４を連結する排水路７６が形成される。

望ましくは、前記支持部７５には、前記支持部７５の中心を通り、前記向い合う流路７４を連結する二つの排水路７６が形成され得、前記二つの排水路７６は垂直に交差し得る。

前記バッテリーモジュール集合体５０から流出した電解液などの流体は、必ず前記バッテリーモジュール集合体５０の外部面に沿って流れるという保障がない。一例で、前記バッテリーモジュール集合体５０の内部から電解液などの流体が流出し得る。したがって、前記支持部７５の中心を通る排水路７６を形成し、前記流路７４側に流れるように導くことができる。このために、前記排水路７６は、前記支持部７５の中心に近いほど高くなる傾斜を有し得る。

本発明の一実施例によれば、前記上部パックケース１０及び前記下部パックケース７０は、高分子物質からなる。前記高分子物質は、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、またはハロゲン族元素の含まれていないポリカーボネートとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂との混合物からなり得る。

本発明によれば、複数の二次電池セルを含む安定的かつ経済的なパックケースを提供することができる。また、複数の二次電池セルを外部より流入する流体から保護することができる。さらに、内部に存在する流体を排水路へ導いてバッテリーパックに含まれたバッテリーモジュール集合体から空間的に分離することができる。

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

１ バッテリーパック
１０、７０ バッテリーパックケース
１１ 孔
１２ 電極ターミナル
１３ ターミナル封止部
３０ 内部ケース
３３ 電極ポスト
５０ バッテリーモジュール集合体
６２ 二次電池
７０ 下部ケース
７１ 下部フレーム
７２ 側面フレーム
７３ ケース封止部
７４ 流路
７５ 支持部
７６ 排水路

Claims (11)

1. 複数の二次電池セル(以下、「セル」とする)を有する複数のバッテリーモジュールが電気的に接続されたバッテリーモジュール集合体を収容するバッテリーパックケースであって、
   前記バッテリーモジュール集合体に電気的に接続された電極ポストが外部に露出するように、孔が開いている上部パックケースと、
   下部フレーム及び側面フレームを有する下部パックケースと、
   前記外部に露出した電極ポストを囲む電極ターミナルと、
   前記下部パックケースと前記上部パックケースとの間に介され、外部から流体が流入することを防止するケース封止部と、
   前記電極ターミナルと前記上部パックケースとの間に介され、外部から流体が流入することを防止するターミナル封止部と、を含み、
   前記下部フレームには、前記側面フレームに隣接した領域に、バッテリーパックケースの内部に存在する流体を溜めることができる流路が形成されており、前記下部フレームから予め設定された高さの段差を有するバッテリーモジュール集合体支持部(以下、「支持部」とする)が形成されていることを特徴とするバッテリーパックケース。
2. 前記支持部には、前記支持部の中心を通り、向い合う前記流路を連結する排水路が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ケース。
3. 前記支持部には、前記支持部の中心を通り、向い合う前記流路を連結する二つの排水路が形成されており、
   前記二つの排水路は、垂直に交差す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ケース。
4. 前記排水路は、前記支持部の中心に近いほど高くなる傾斜を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のバッテリーパックケース。
5. 前記上部パックケース及び前記下部パックケースは、高分子物質からな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ケース。
6. 前記高分子物質は、ポリカーボネートであることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーパックケース。
7. 前記高分子物質は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂であることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーパックケース。
8. 前記高分子物質は、ハロゲン族元素が含まれていないポリカーボネートとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂との混合物であることを特徴とする請求項５に記載のバッテリーパックケース。
9. 前記電極ターミナルは、黄銅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ケース。
10. 前記ケース封止部及びターミナル封止部は、シリコーン材質からな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ケース。
11. 前記ケース封止部及びターミナル封止部は、振動融着により前記上部パックケース及び下部パックケースに結合され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ケース。

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