JP6713052B2 - バッテリーパック及びこれを含む自動車 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーパック及びこれを含む自動車に関する。

本出願は、２０１６年９月１９日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−００１１９２９０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。

多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用器機のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＥＶ）またはハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＨＥＶ）などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が一切発生しないという点で環境に優しく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。

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、即ち、単位バッテリー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、バッテリーモ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、上記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの個数は、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することができる。

一方、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、少なくとも一つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックを構成する方法が一般的である。

従来のバッテリーパックは、通常、バッテリーモジュール及びバッテリーモジュールをパッケージングできるようにバッテリーモジュールを収容するパックケースを含んで構成される。ここで、バッテリーモジュールは、振動及び衝撃を防止するためにパックケース内に固定可能に装着される。このような固定のために、従来のバッテリーパックにおいては、付加的な別途のボルト及びナットなどの締結構造によってバッテリーモジュールがパックケース内に固定されていた。

しかし、このようなボルト及びナットなどによる締結構造には、必然的にパックケース内に付加的な締結空間が求められるため、パックケース内でこれによる空間的な制約が発生する余地が大きく、締結空間を確保してもバッテリーモジュールとパックケースとの連結のための空間の確保が難しいという問題がある。

このような空間確保のためには、大きいサイズのパックケースが必要となり、パックケースサイズの増加は、最近のさらなるスリム化のトレンドに逆行するという問題がある。

そこで、最近のスリム化トレンドに伴うさらなるスリムな構造を具現し、バッテリーモジュールをパックケース内に安定的に固定できるバッテリーパック及びこれを含む自動車を提供する方案の模索が求められる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、最近のスリム化トレンドに従ってさらなるスリム構造を具現するとともに、バッテリーモジュールをパックケース内に安定的に固定することができるバッテリーパック及びこれを含む自動車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、本発明は、バッテリーパックであって、少なくとも一つのバッテリーセルを含み、底部に少なくとも一つの挿入孔を備えるバッテリーモジュールと、前記バッテリーモジュールを収容するための収容空間が設けられ、前記少なくとも一つの挿入孔に締まりばめされる少なくとも一つの固定突起を備えるパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。

前記少なくとも一つの固定突起は、前記収容空間の底部に備えられ、前記少なくとも一つの挿入孔に挿入されるとき、少なくとも一部が部分的に永久変形できる。

前記少なくとも一つの固定突起は、前記パックケースの内壁から上側へ突出するメインリブと、前記メインリブの外側に備えられ、前記挿入孔に挿入されるときに永久変形される変形リブと、を含み得る。

前記変形リブは、複数個が備えられ、前記複数個の変形リブは、前記メインリブの円周方向に沿って所定距離に離隔して配置され得る。

前記複数個の変形リブは、前記メインリブの円周方向に沿って十字形に配置され得る。

前記メインリブの外径は、前記挿入孔の内径よりも小さくてもよい。

前記変形リブは、前記固定突起が前記挿入孔に挿入されるとき、前記バッテリーモジュールの水平方向及び垂直方向の少なくとも一方に変形されながら前記メインリブと前記挿入孔との間隙を満たし得る。

前記変形リブは、前記メインリブの長手方向に沿って長く形成され得る。

前記メインリブは、円形または楕円形の断面を有し得る。

前記挿入孔は、複数個が備えられ、前記固定突起は、前記複数個の挿入孔の個数に対応するように備えられ得る。

なお、本発明は、自動車であって、前述の実施例によるバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車を提供する。

以上のような多様な実施例によって、最近のスリム化トレンドに従ってさらなるスリム構造を具現し、バッテリーモジュールをパックケース内に安定的に固定することができるバッテリーパック及びこれを含む自動車を提供することができる。

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を説明するための図である。 図１におけるバッテリーパックの分解斜視図である。 図１におけるバッテリーパックの分解斜視図である 図３におけるバッテリーモジュールの底面図である。 図２におけるバッテリーパックのパックケースの平面図である。 図５におけるパックケースの固定突起を説明するための図である。

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。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。

図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。

図１を参照すれば、バッテリーパック１０は、自動車の燃料源として備えられ得る。例えば、前記バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車及びその他の前記バッテリーパック１０を燃料源として用い得るその他の方式の多様な自動車に備えられ得る。

また、前記バッテリーパック１０は、前記自動車の外にも二次電池としてバッテリーセルを用いる電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）など、その他の装置や器具及び設備などにも具備可能であることは勿論である。

以下、本実施例による前記バッテリーパック１０について具体的に説明する。

図２及び図３は、図１のバッテリーパックの分解斜視図であり、図４は、図３のバッテリーモジュールの底面図であり、図５は、図２のバッテリーパックのパックケースの平面図であり、図６は、図５のパックケースの固定突起を説明するための図である。

図２〜図６を参照すれば、前記バッテリーパック１０は、バッテリーモジュール１００及びパックケース２００を含み得る。

前記バッテリーモジュール１００は、バッテリーセル１１０及びモジュールケース１５０を含み得る。

前記バッテリーセル１１０は、少なくとも一つ以上が備えられ得、複数個が備えられる場合、相互電気的に接続可能に積層され得る。以下、本実施例において、前記バッテリーセル１１０は、複数個が備えられたものを例に限定して説明する。

前記複数個のバッテリーセル１１０は、二次電池として備えられ得る。以下、本実施例においては、二次電池としてパウチ型二次電池が備えられたことにして説明する。前記パウチ型二次電池についてはよく知られているので、以下、詳しい説明を略する。

前記モジュールケース１５０は、前記複数個のバッテリーセル１１０を収容するためのものであって、前記複数個のバッテリーセル１１０を収容して安定的に固定することができる。

このような前記モジュールケース１５０には、挿入孔１５５が形成され得る。

前記挿入孔１５５は、前記モジュールケース１５０の底部に設けられ得る。このような前記挿入孔１５５は、複数個が備えられ得る。前記複数個の挿入孔１５５は、前記モジュールケース１５０の底部中央の近所に配置され、具体的に、前記モジュールケース１５０の底部中央を基準にして相互対称的に配置され得る。

前記パックケース２００は、前記バッテリーモジュール１００をパッケージングするためのものであって、このために前記パックケース２００には、前記バッテリーモジュール１００を収容するための収容空間が設けられ得る。

このような前記パックケース２００には、固定突起２５０が備えられ得る。

前記固定突起２５０は、前記バッテリーモジュール１００を前記パックケース２００内に安定的に固定するためのものであって、前記パックケース２００の内側における前記収容空間の底部に備えられ得る。

このような前記固定突起２５０は、前記複数個の挿入孔１５５に挿入され、前記複数個の挿入孔１５５の個数に対応する個数として設けられ得る。即ち、本実施例において、前記固定突起２５０は、前記複数個の挿入孔１５５の個数に対応して複数個が備えられ得る。

前記複数個の固定突起２５０は、各々、前記複数個の挿入孔１５５に締まりばめによって挿入できる。ここで、前記複数個の固定突起２５０は、前記複数個の挿入孔１５５に挿入されるとき、少なくとも一部が部分的に永久変形できる。

このような部分的な永久変形によって、前記挿入孔１５５への前記固定突起２５０の挿入時に発生し得る組立公差や両者間の間隙を満たすことができる。これによって、前記複数個の固定突起２５０は、前記挿入孔１５５内で動かないように完全に固定される。

このような前記複数個の固定突起２５０は、各々メインリブ２５２及び変形リブ２５６を含み得る。

前記メインリブ２５２は、前記パックケース２００の底部の内壁から上側へ突出し得る。このような前記メインリブ２５２は、より円滑な挿入のために円形または楕円形の断面を有し得、前記挿入孔１５５の内径よりも小さく形成され得る。

前記変形リブ２５６は、前記挿入孔１５５に挟まれるとき、永久変形できる。即ち、前述の前記複数個の固定突起２５０の部分的な永久変形は、前記変形リブ２５６の永久変形を意味し得る。

具体的に、前記変形リブ２５６は、前記固定突起２５０が前記挿入孔１５５に挿入されるとき、前記バッテリーモジュール１００の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方に永久変形されながら前記メインリブ２５２と前記挿入孔１５５との間隙や組立公差を満たすことができる。

このような前記変形リブ２５６は、前記メインリブ２５２の外側に備えられ、前記メインリブ２５２の長手方向に沿って長く形成され得る。しかし、これに限定されることではなく、前記変形リブ２５６は、前記メインリブ２５２と前記挿入孔１５５との間隙や組立公差を満たすことができれば、その他の形状や配置として備えられても差し替えない。

前記変形リブ２５６は、複数個が備えられ得、前記複数個の変形リブ２５６は、前記メインリブ２５２の円周方向に沿って相互所定距離に離隔して配置され得る。具体的に、前記複数個の変形リブ２５６は、前記メインリブ２５２の円周方向に沿って前記メインリブ２５２を中心にして十字形に配置され得る。このような配置によって、前記複数個の変形リブ２５６は、前記永久変形時、前記挿入孔１５５内において十字配置を有する四つの箇所で永久変形されるので、前記挿入孔１５５内で前記固定突起２５０のより堅固な固定を図ることができる。

このように、本実施例による前記バッテリーパック１０は、前記挿入孔１５５及び前記固定突起２５０の締まりばめによる結合構造によって前記バッテリーモジュール１００を前記パックケース２００内に安定的に固定することができる。

これによって、本実施例による前記バッテリーパック１０においては、振動や衝撃などの発生時、前記パックケース２００内で発生し得る前記バッテリーモジュール１００が動いてしまうことを防止することができる。

また、本実施例による前記バッテリーパック１０においては、前記パックケース２００内で前記バッテリーモジュール１００を固定するための従来のようなボルト及びナットなどの付加的な締結構造が要求されないため、よりスリムな構造を具現することができるとともに、付加的な締結構造を省略することで製造コスト及び製造効率が大幅増大する。

したがって、本実施例による前記バッテリーパック１０は、最近のスリム化トレンドに従ってさらなるスリムな構造を具現するとともに、前記バッテリーモジュール１００を前記パックケース２００内に安定的に固定することができる。

以上、上記実施の形態を参照して詳細に説明され図示されたが、本発明はこれに限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者であれば、だれでも多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は請求範囲内に含まれる。

１０ バッテリーパック
１００ バッテリーモジュール
１１０ バッテリーセル
１５０ モジュールケース
１５５ 挿入孔
２００ パックケース
２５０ 固定突起
２５２ メインリブ
２５６ 変形リブ

Claims (9)

1. 少なくとも一つのバッテリーセルを含み、底部に少なくとも一つの挿入孔を備えるバッテリーモジュールと、
   前記バッテリーモジュールを収容するための収容空間が設けられ、前記少なくとも一つの挿入孔に締まりばめされる少なくとも一つの固定突起を備えるパックケースと、を含み、
   前記少なくとも一つの固定突起は、
   前記収容空間の底部に備えられ、前記少なくとも一つの挿入孔に挿入されるとき、少なくとも一部が部分的に永久変形され、
   前記少なくとも一つの固定突起が、
   前記パックケースの内壁から上側へ突出するメインリブと、
   前記メインリブの外側に備えられ、前記挿入孔に挿入されるときに永久変形される変形リブと、を含むことを特徴とするバッテリーパック。
2. 前記変形リブは、
   複数個が備えられ、
   前記複数個の変形リブは、
   前記メインリブの円周方向に沿って所定距離に離隔して配置され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. 前記複数個の変形リブが、
   前記メインリブの円周方向に沿って十字形に配置されることを特徴とする請求項２に記載バッテリーパック。
4. 前記メインリブの外径が、
   前記挿入孔の内径よりも小さい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. 前記変形リブは、
   前記固定突起が前記挿入孔に挿入されるとき、前記バッテリーモジュールの水平方向及び垂直方向の少なくとも一方に変形されながら前記メインリブと前記挿入孔との間隙を満たす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. 前記変形リブは、
   前記メインリブの長手方向に沿って長く形成され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. 前記メインリブは、
   円形または楕円形の断面を有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。
8. 前記挿入孔は、
   複数個が備えられ、
   前記固定突起は、
   前記複数個の挿入孔の個数に対応するように備えられ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. 請求項１に記載のバッテリーパックを含むことを特徴とする、自動車。

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