JP6730431B2 - バッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、自動車 - Google Patents

バッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、自動車 Download PDF

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Description

本発明は、バッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、そして自動車に関し、より具体的には、バッテリーセルの損傷を防止し、バッテリーモジュールのエネルギー密度を増加できるバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、そして自動車に関する。
本出願は、２０１６年５月３１日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−００６７７６６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。
製品群毎の適用性が高く、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、携帯用電子機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車またはハイブリッド自動車、電力貯蔵装置などに適用されている。
電気自動車などに適用されるバッテリーパックは、高出力を得るため、複数のバッテリーセルを含む多数のバッテリーモジュールを連結した構造を有している。そして、それぞれのバッテリーセルは、電極組立体であって、正極及び負極集電体、セパレータ、活物質、電解液などを含み、構成要素同士の電気化学的反応によって充放電を繰り返すことができる。
一方、近年、エネルギー貯蔵源としての活用を含めて大容量構造に対する必要性が高まるにつれて、多数の二次電池が直列または並列で連結された多数のバッテリーモジュールを集合させたマルチモジュール構造のバッテリーパックに対する需要が伸びている。
一方、バッテリーモジュールのバッテリーセルの場合、充放電が繰り返されれば、バッテリーセルが膨れ上がる膨れ（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）現象が起きる。このような膨れ現象を考慮して、従来のバッテリーモジュールでは、バッテリーセルを積層し配置するとき、バッテリーセル同士を一定間隔離隔して位置させるか、又は、膨れ時にバッテリーセルを支持するための圧縮パッドをバッテリーセルの間に配置した。
しかし、上述したように、圧縮パッドを設けるか、または、バッテリーセル同士の間に間隔を設ければ、バッテリーモジュールにおいてセルが占められる体積が減ることになる。バッテリーモジュールでセルが占める体積が減れば、バッテリーセルのエネルギー密度の減少につながる。また、バッテリーセル同士の間に圧縮パッドを使用する場合は、バッテリーモジュールの製造工程が複雑になり、バッテリーモジュールの製造コストを上げるという問題がある。
また、圧縮パッドを使用せず、一定間隔を空けて配置する場合は、バッテリーセルの膨れまたは外部の衝撃からバッテリーセルを固定することができず、バッテリーセルを損傷させるという問題がある。
本発明は、上述した問題点を解決するため、バッテリーセルを保護し、バッテリーモジュールのエネルギー密度を向上できるバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、そして自動車を提供することを目的とする。
また、本発明は、バッテリーモジュールの製造工程を単純化することができるバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、そして自動車を提供することを他の目的とする。
本発明は、上記の目的に制限されず、言及されていない他の目的は下記する記載によって当業者に明確に理解できるであろう。
本発明は、複数のバッテリーセルを有するバッテリーモジュールを提供する。
本発明の一実施例によれば、前記バッテリーモジュールは、相互対面して少なくとも第１方向に並んで配置される複数のバッテリーセル；複数の前記バッテリーセルを収容し、少なくとも一面が開放された形状で提供されるモジュールカバー；及び複数の前記バッテリーセルのうち前記第１方向の最外側に位置するバッテリーセルの一面と前記モジュールカバーの側面との間に位置し、少なくとも一部分が前記バッテリーセル及び前記モジュールカバーの側面にそれぞれ接触する一対の緩衝部材を含み、前記緩衝部材は少なくとも１つの折曲部を有する板バネであり得る。
一実施例によれば、前記モジュールカバーの下部板には、前記モジュールカバーと前記バッテリーセルとが摺動方式で結合できるように複数のガイド溝を形成することができる。
一実施例によれば、前記モジュールカバーの下部板には、前記モジュールカバーと前記緩衝部材とが摺動方式で結合できるように一対の結合溝を形成することができる。
一実施例によれば、前記緩衝部材は、前記バッテリーセルのうち最外側に位置する前記バッテリーセルと接触する本体部；前記本体部の一端部と連結され折り曲げられた形状を有し、前記モジュールカバーの側面と少なくとも一部分が接触する第１折曲部；及び前記本体部の他端部と連結され折り曲げられた形状を有し、前記モジュールカバーの側面と少なくとも一部分が接触し、前記第１折曲部と離隔して位置する第２折曲部を含むことができる。
一実施例によれば、前記第１折曲部及び前記第２折曲部は、前記モジュールカバーに向かう方向に突出して形成され得る。
一実施例によれば、前記第１折曲部及び前記第２折曲部は、それぞれ前記本体部の両側面に連結され、前記本体部の両側面の端部領域と重畳するように位置することができる。
一実施例によれば、前記第１折曲部及び前記第２折曲部は、それぞれ前記本体部の上端及び下端で連結され、前記本体部の上部領域及び下部領域と重畳するように位置することができる。
一実施例によれば、前記第１折曲部及び前記第２折曲部の終端は、前記本体部と離隔して位置することができる。
一実施例によれば、前記緩衝部材は複数の折曲部を有し、前記折曲部は前記モジュールカバーに向かう方向に突出して形成され得る。
一実施例によれば、複数の前記折曲部は、前記緩衝部材の上部領域及び下部領域に形成され得る。
一実施例によれば、複数の前記折曲部は、前記緩衝部材の中央領域に形成され得る。
一実施例によれば、前記緩衝部材は、前記バッテリーセルが配置される方向に位置する面と同一または大きい面積を有し得る。
一実施例によれば、前記ガイド溝及び前記結合溝は、それぞれ上部から見たとき、前記第１方向に垂直な第２方向に沿って形成され得る。
一実施例によれば、前記ガイド溝には前記バッテリーセルのシーリング部を挿入することができる。
本発明は、上述したバッテリーモジュールを含むバッテリーパックを提供することができる。
本発明は、上述したバッテリーパックを含む自動車を提供することができる。
本発明の一実施例によれば、複数のバッテリーセルの最外側とモジュールカバーとの間に緩衝部材を提供し、外部の衝撃またはバッテリーセルの膨れからバッテリーモジュールを保護することができる。
また、本発明の一実施例によれば、バッテリーセルの最外側のみに緩衝部材を提供し、バッテリーモジュールの内部でバッテリーセルが占める体積を最大にして、バッテリーセルのエネルギー密度を向上させることができる。
また、本発明の一実施例によれば、バッテリーセル及び緩衝部材をモジュールカバーに形成された複数の溝に摺動方式で結合することで、バッテリーモジュールの製造工程を単純化することができる。
本発明の効果は、上記の効果に限定されず、言及されていない効果は本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者に明確に理解できるであろう。
本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの分解斜視図である。 図１の緩衝部材がバッテリーセルに結合された状態を示した分解斜視図である。 図１のバッテリーモジュールの結合斜視図である。 図１のバッテリーセルを示した分解斜視図である。 図１のバッテリーセルを示した結合斜視図である。 図１のバッテリーモジュールの正面図である。 図１のバッテリーモジュールの他の実施例を示した正面図である。 図１の緩衝部材を示した正面図である。 図８の緩衝部材の他の実施例を示した斜視図である。 図９の緩衝部材を示した平面図である。 図８の緩衝部材のさらに他の実施例を示した正面図である。 図１１の緩衝部材が結合されたバッテリーモジュールを示した正面図である。 図８の緩衝部材のさらに他の実施例を示した正面図である。 図１３の緩衝部材が結合されたバッテリーモジュールを示した正面図である。 図８の緩衝部材のさらに他の実施例を示した正面図である。 図１５の緩衝部材が結合されたバッテリーモジュールを示した正面図である。
以下、本発明の実施例を添付された図面を参照してより詳細に説明する。本発明の実施例は様々な形態に変形でき、本発明の範囲が後述される実施例に限定されると解釈されてはならない。本実施例は当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状は、より明確な説明を強調するため、誇張して示され得る。また、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。
図１は本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの分解斜視図であり、図２は図１の緩衝部材がバッテリーセルに結合された状態を示した分解斜視図であり、図３は図１のバッテリーモジュールの結合斜視図である。
図１〜図３を参照すれば、バッテリーモジュール１０は複数のバッテリーセル１００を有する。バッテリーセル１００は二次電池であり得る。一例として、バッテリーセル１００はパウチ型二次電池であり得る。以下、本発明のバッテリーセル１００がパウチ型二次電池であるとして説明する。
バッテリーモジュール１０は、バッテリーセル１００、モジュールカバー２００及び緩衝部材３００を含む。
バッテリーセル１００は複数個が提供される。複数のバッテリーセル１００は、それぞれ対面して位置することができる。複数のバッテリーセル１００は、それぞれの面が対面する方向に並んで配置される。以下、複数のバッテリーセル１００が並んで配置される方向を第１方向１２とする。上部から見たとき、第１方向１２に垂直な方向を第２方向１４とする。第１方向１２及び第２方向１４の両方に垂直な方向を第３方向１６とする。
図４は図１のバッテリーセルを示した分解斜視図であり、図５は図１のバッテリーセルを示した結合斜視図である。
図４及び図５を参照すれば、バッテリーセル１００は、パウチケース１１０、電極組立体１２０、電極タブ１３０及び電極リード１４０を含む。
パウチケース１１０は内部空間１０１を有する。パウチケース１１０の内部には後述する電極組立体１２０及び電解液が位置する。パウチケース１１０の中央領域は上下方に突出して提供される。パウチケース１１０は上部ケース１１１及び下部ケース１１２を含む。
上部ケース１１１と下部ケース１１２とは相互結合されて内部空間１０１を形成する。上部ケース１１１の中央領域は上方に突出した凹状を有する。下部ケース１１２は上部ケース１１１の下部に位置する。下部ケース１１２の中央領域は下方に突出した凹状を有する。パウチケース１１０の内部空間１０１は上部ケース１１１または下部ケース１１２のいずれか一方のみに形成されても良い。
上部ケース１１１及び下部ケース１１２はそれぞれシーリング部１６０を有する。上部ケース１１１のシーリング部１６０と下部ケース１１２のシーリング部１６０とは相互対面する形態で提供され得る。上部ケース１１１のシーリング部１６０と下部ケース１１２のシーリング部１６０とは、内側に位置した内部接着層が熱融着などによって相互接着され得る。シーリング部１６０の接着によって内部空間１０１を密閉することができる。
パウチケース１１０の内部空間１０１には電解液及び電極組立体１２０が収納される。パウチケース１１０は外部絶縁層、金属層及び内部接着層を有し得る。外部絶縁層は外部の水分、ガスなどが内部に浸透することを防止でき、金属層はパウチケース１１０の機械的強度を向上させることができる。金属層はアルミニウムからなり得るが、これに限定されず、鉄、炭素、クロム、マンガンの合金、鉄及びニッケルの合金、アルミニウムまたはその等価物から選択されたいずれか１つからなり得る。金属層として鉄が含有された材質を使用する場合、機械的強度を向上でき、金属層がアルミニウム材質からなる場合は軟性を改善することができる。望ましい実施例としては、アルミニウムからなる金属層が挙げられる。外部絶縁層及び内部接着層はポリマー材質からなり得る。
電極組立体１２０は、正極板、負極板及び分離膜を含む。電極組立体１２０は、１つ以上の正極板と１つ以上の負極板とが分離膜を介在して配置された形態であり得るが、多数の正極板と多数の負極板とが相互交互に積層された形態であっても良く、１つの正極板と負極板とが巻き取られた形態であっても良い。
電極組立体１２０の電極板は、集電体及び集電体の一面または両面に塗布された活物質スラリーを含む。活物質スラリーは、粒状の活物質、補助導体、バインダー及び可塑剤などの溶媒を添加した状態で撹拌して形成することができる。それぞれの電極板は、活物質スラリーが塗布されていない領域に該当する無地部を有し得る。無地部にはそれぞれの電極板に対応する電極タブ１３０を形成することができる。
電極タブ１３０は、電極組立体１２０から突出した形態で延設される。電極タブ１３０は正極タブ１３１及び負極タブ１３２を含む。正極タブ１３１は正極板の無地部から延長され、負極タブ１３２は負極板の無地部から延長される。
正極タブ１３１及び負極タブ１３２は、バッテリーセル１００にそれぞれ１つずつ備えられるが、複数個ずつ備えられても良い。一例として、バッテリーセル１００の電極組立体１２０に正極板と負極板がそれぞれ１つのみ含まれた場合、正極タブ１３１と負極タブ１３２はそれぞれ１つずつ含まれ得る。一方、正極タブ１３１と負極タブ１３２はそれぞれ多数個含まれ得る。電極組立体１２０に正極板と負極板がそれぞれ多数含まれた場合、正極タブ１３１と負極タブ１３２も多数個含まれ得、電極板１枚毎にそれぞれ電極タブ１３０が備えられ得る。
電極リード１４０は、バッテリーセル１００を外部の他の装置と電気的に連結することができる。電極リード１４０は正極リード１４１及び負極リード１４２を含む。電極リード１４０は、パウチケース１１０の内側から外側まで延びる形態で提供され、一部領域がシーリング部１６０の間に介在し得る。電極リード１４０は電極タブ１３０と連結される。本発明の電極リード１４０は、パウチケース１１０の一側に正極リード１４１と負極リード１４２が共に設けられるが、パウチケース１１０の一側に正極リード１４１が設けられ、他側に負極リード１４２が設けられても良い。
バッテリーセル１００は、収納部１５０及びシーリング部１６０を有する。ここで、収納部１５０はバッテリーセル１００で電極組立体１２０が収納される部分である。シーリング部１６０はパウチケース１１０のうち収納部１５０を囲む４つの側面がシーリングされる部分である。
図６は、図１のバッテリーモジュールの正面図である。図１〜図３、及び図６を参照すれば、モジュールカバー２００は複数のバッテリーセル１００を保護することができる。モジュールカバー２００は内部に空いている空間を有する。モジュールカバー２００の内部空間には複数のバッテリーセル１００を収容することができる。モジュールカバー２００は少なくとも一面が開放された形態であり得る。モジュールカバー２００は全体的に直方体状で提供され得る。一例として、モジュールカバー２００の面のうち第２方向１４に沿って対向する両側が開放された形態で提供され得る。
モジュールカバー２００は、上部板２１０、側面２３０、２５０、及び下部板２７０を含む。上部板２１０は、第３方向１６から見たとき、四角形状であり得る。
上部板２１０には、一対の側面２３０、２５０が結合される。一対の側面２３０、２５０は、第１方向１２に沿って離隔して位置することができる。一対の側面２３０、２５０同士は第１方向１２で対面し、同じ形状及び大きさを有し得る。
下部板２７０は、上部板２１０の第３方向１６の下方に位置する。下部板２７０は上部板２１０と略同じ形状であり得る。下部板２７０は上部板２１０より大きい面積を有し得る。
下部板２７０が上部板２１０より大きい面積を有することで、その間の空間はバッテリーモジュール１０にセンシング部材などの部品を結合するための空間になり得る。また、下部板２７０に結合されたバッテリーセル１００を安定的に支持することができる。
下部板２７０にはガイド溝２７１及び結合溝２７３を形成することができる。
ガイド溝２７１にはバッテリーセル１００が挿入される。ガイド溝２７１は第３方向１６の下方に凹んだ形状を有し得る。ガイド溝２７１は第３方向１６の下方に行くほど第１方向１２の幅が減少する形状で提供され得る。ガイド溝２７１とバッテリーセル１００とは摺動方式で結合され得る。すなわち、ガイド溝２７１にバッテリーセル１００の一部が挿入されて結合され、一例として、バッテリーセル１００のシーリング部１６０が挿入され得る。ガイド溝２７１は複数個が提供される。ガイド溝２７１はバッテリーセル１００と対応する個数で提供される。ガイド溝２７１は第２方向１４を長さ方向にして延設される。複数のガイド溝２７１は第１方向１２に沿って一定距離離隔して位置し得る。
上述したように、下部板２７０に形成されたガイド溝２７１を通じて複数のバッテリーセル１００を摺動方式で結合することができる。このようなガイド溝２７１は、バッテリーモジュール１０の製造時に組立工程を単純化できるため、製造時間を短縮することができる。また、ガイド溝２７１にバッテリーセル１００のシーリング部１６０を挿入することで、バッテリーセル１００を安定的に支持することができる。
結合溝２７３には緩衝部材３００が挿入される。結合溝２７３は第３方向１６の下方に凹んだ形状を有し得る。結合溝２７３は第３方向１６の下方に行くほど第１方向１２の幅が減少する形状で提供され得る。結合溝２７３と緩衝部材３００とは摺動方式で結合され得る。すなわち、結合溝２７３に緩衝部材３００の一部が挿入されて結合され、一例として、後述する緩衝部材３００のうち第２折曲部３５０が挿入され得る。結合溝２７３は一対で提供される。一対の結合溝２７３は第１方向１２に沿って離隔して位置し得る。一対の結合溝２７３の間には複数のガイド溝２７１が位置し得る。一対の結合溝２７３はガイド溝２７１と第１方向１２に沿って離隔して位置し得る。結合溝２７３は第２方向１４を長さ方向にして延設される。上述した例では下部板２７０に一対の結合溝２７３が提供されることを挙げて説明したが、結合溝２７３は、図７のように、提供されなくても良い。
上述したように、下部板２７０に形成された結合溝２７３を通じて一対の緩衝部材３００を摺動方式で結合することができる。このような結合溝２７３は、バッテリーモジュール１０の製造時に組立工程を単純化できるため、製造時間を短縮することができる。また、結合溝２７３に緩衝部材３００の一部を挿入することで、緩衝部材３００を安定的に支持することができる。
図８は、図１の緩衝部材を示した正面図である。図１〜図３、図６及び図８を参照すれば、緩衝部材３００はバッテリーセル１００に膨れが生じたとき、バッテリーセル１００を支持し、その衝撃を緩衝することができる。また、緩衝部材３００は、外部の衝撃からバッテリーセル１００を保護することができる。緩衝部材３００は、複数のバッテリーセル１００のうち最外側に位置するバッテリーセル１００の一面とモジュールカバー２００の側面２３０、２５０との間に位置し得る。緩衝部材３００は一対で提供される。一対の緩衝部材３００は第１方向１２に沿って一定距離離隔して位置し得る。緩衝部材３００は少なくとも１つの折曲部を有する板バネであり得るが、これに限定されず、弾性力を有する材質からなり得る。
緩衝部材３００は、本体部３１０、第１折曲部３３０及び第２折曲部３５０を含むことができる。
本体部３１０は、複数のバッテリーセル１００のうち最外側に位置するバッテリーセル１００と接触する。本体部３１０は、接触するバッテリーセル１００と同一であるか又は大きい面積を有し得る。本体部３１０の面積が接触するバッテリーセル１００の面積と同一であるか又は大きく提供されることで、バッテリーセル１００に膨れが生じたとき、バッテリーセル１００の全体面を支持することができる。本体部３１０は、第１方向１２から見たとき、四角形状であり得る。
第１折曲部３３０は、本体部３１０の一端部と連結される。第１折曲部３３０の折曲方向は、モジュールカバー２００に向かう方向に突出して形成され、一例として、第１方向１２のうちモジュールカバー２００に向かう方向に形成され得る。一例として、第１折曲部３３０は本体部３１０の上端と連結され得る。第１折曲部３３０の終端は本体部３１０と一定距離離隔して位置し得る。
具体的に、第１折曲部３３０の第３方向１６の下方の終端が本体部３１０と一定距離離隔して位置し得る。バッテリーセル１００に膨れが生じるとき、本体部３１０もバッテリーセル１００によってモジュールカバー２００に向って膨れ上がることがある。第１折曲部３３０の終端は、普段は本体部３１０と離隔して位置するが、本体部３１０が膨れ上がれば、本体部３１０と接触して本体部３１０を支持し、膨れ時の衝撃を吸収することができる。また、外部から衝撃が与えられたときにも、第１折曲部３３０の終端が本体部３１０と接触して外部の衝撃を吸収し、バッテリーセル１００を保護することができる。
第１折曲部３３０は、モジュールカバー２００の側面２３０、２５０と接触する。第１方向１２から緩衝部材３００を見たとき、第１折曲部３３０が形成された領域は本体部３１０の上部領域３０１と重畳するように位置し得る。ここで、本体部３１０の上部領域３０１とは、図１及び図８のように本体部３１０を第１方向１２から見たとき、第３方向１６の上部領域３０１を言う。下部領域３０２とは、図１及び図８のように本体部３１０を第１方向１２から見たとき、第３方向１６の下部領域３０２を言う。
第２折曲部３５０は、本体部３１０の他端部と連結される。第２折曲部３５０の折曲方向は、モジュールカバー２００に向かう方向に突出して形成され、一例として、第１方向１２のうちモジュールカバー２００に向かう方向に形成され得る。一例として、第２折曲部３５０は本体部３１０の下端と連結され得る。第２折曲部３５０は、第１折曲部３３０の第３方向１６の下部に位置し得る。第２折曲部３５０の終端は本体部３１０と一定距離離隔して位置し得る。
具体的に、第２折曲部３５０の第３方向１６の上方の終端が本体部３１０と一定距離離隔して位置し得る。バッテリーセル１００に膨れが生じたとき、本体部３１０もバッテリーセル１００によってモジュールカバー２００に向って膨れ上がることがある。第２折曲部３５０の終端は、普段は本体部３１０と離隔して位置するが、本体部３１０が膨れ上がれば、本体部３１０と接触して本体部３１０を支持し、膨れ時の衝撃を吸収することができる。また、外部から衝撃が与えられたときにも、第２折曲部３５０の終端が本体部３１０と接触して外部の衝撃を吸収し、バッテリーセル１００を保護することができる。
第２折曲部３５０の第３方向１６の下端部は結合溝２７３に挿入される。第２折曲部３５０が結合溝２７３に摺動方式で結合することで、緩衝部材３００の組立工程を単純化でき、結合力を向上させることができる。一方、図７のように下部板２７０に結合溝２７３が設けられない場合、バッテリーセル１００とモジュールカバー２００の側面２３０、２５０との間の空間に緩衝部材３００が挿入され得る。この場合、緩衝部材３００は、弾性力によってバッテリーセル１００の一面とモジュールカバー２００の側面２３０、２５０との間で保持できる。
第２折曲部３５０は第１折曲部３３０と略同じ大きさを有し得る。第２折曲部３５０は、モジュールカバー２００の側面２３０、２５０と接触する。第１方向１２から緩衝部材３００を見たとき、第２折曲部３５０が形成された領域は、図１及び図８のように、本体部３１０の下部領域３０２と重畳するように位置し得る。
緩衝部材３００は、本体部３１０がバッテリーセル１００の一面に接触し、第１折曲部３３０及び第２折曲部３５０がモジュールカバー２００の側面２３０、２５０に接触して、外部から衝撃が与えられたとき、緩衝部材３００が衝撃を吸収することができる。また、バッテリーセル１００に膨れが生じ、第１方向１２の両側にバッテリーセル１００の体積膨張が起きる場合も、緩衝部材３００がモジュールカバー２００とバッテリーセル１００との間に位置することで、バッテリーセル１００の膨れによる衝撃を吸収すると共に、バッテリーセル１００を保護することができる。また、バッテリーセル１００に膨れが生じたとき、バッテリーセル１００の中央部がより多く膨れ上がることで、緩衝部材３００の両側端領域に力が集中されることを補強するため、緩衝部材３００に第１折曲部３３０及び第２折曲部３５０を設け、バッテリーセル１００の膨れ時にバッテリーセル１００を安定的に支持し、保護することができる。
図９は図８の緩衝部材の他の実施例を示した斜視図であり、図１０は図９の緩衝部材を示した平面図である。図９及び図１０を参照すれば、緩衝部材３００ａは、本体部３１０ａ、第１折曲部３３０ａ及び第２折曲部３５０ａを含む。
緩衝部材３００ａの本体部３１０ａは、図８の緩衝部材３００の本体部３１０と略同様に提供される。
第１折曲部３３０ａ及び第２折曲部３５０ａは、本体部３１０ａの第２方向１４の両側面２３０、２５０に結合される。第１折曲部３３０ａ及び第２折曲部３５０ａは、それぞれモジュールカバー２００に向かう方向に折り曲げられ得る。第１折曲部３３０ａと第２折曲部３５０ａとは第２方向１４に沿って一定距離離隔して位置し得る。第１折曲部３３０ａ及び第２折曲部３５０ａは、第１方向１２から見たとき、本体部３１０ａの第２方向１４の両側面２３０、２５０の端部領域３０３、３０４と重畳するように位置し得る。
一方、図示されていないが、緩衝部材３００を本体部３１０の両側面２３０、２５０及び上下端全てに折曲部を有する形状にしても良い。
上述した実施例の場合、バッテリーセル１００に膨れが生じたとき、バッテリーセル１００の面のうち中央がより多く膨れ上がり、緩衝部材３００もその中央部位に力が集中され得る。この場合、緩衝部材３００は中央が一層多く外側に向かい、それにより緩衝部材３００の端部領域に力が集中される恐れがある。そこで、本発明の実施例では、緩衝部材３００の端部領域に第１折曲部３３０及び第２折曲部３５０を設けて弾性力を補強し、バッテリーセル１００を安定的に支持することができる。また、第１折曲部３３０及び第２折曲部３５０を通じて外部の衝撃からバッテリーセル１００を一層安定的に保護することができる。
図１１は図８の緩衝部材のさらに他の実施例を示した正面図であり、図１２は図１１の緩衝部材が結合されたバッテリーモジュールを示した正面図である。
図１１及び図１２を参照すれば、緩衝部材３００ｂは本体部３１０ｂ及び折曲部３２０ｂを含む。
図１１の本体部３１０は、図８の本体部３１０と略同様に提供される。ただし、図８と違って、第３方向１６の長さが短く提供される。
折曲部３２０ｂは本体部３１０と連結されて形成される。折曲部３２０ｂは複数個が提供され、一例として、本体部３１０の第３方向１６の上部及び下部にそれぞれ形成され得る。折曲部３２０ｂの折曲方向はモジュールカバー２００に向かう方向になり得る。折曲部３２０ｂのうち突出した部分はモジュールカバー２００の側面２３０、２５０と接触して位置し得る。折曲部３２０ｂは、モジュールカバー２００の側面２３０、２５０のうち第３方向１６の端部領域とそれぞれ接触して位置し得る。
図１３は図８の緩衝部材の他の実施例を示した正面図であり、図１４は図１３の緩衝部材が結合されたバッテリーモジュールを示した正面図である。
図１３及び図１４を参照すれば、図１３の本体部３１０ｃは図８の本体部３１０と略同様に提供される。ただし、図８と違って、第３方向１６の長さが短く提供される。また、後述する折曲部３２０ｃは緩衝部材３００ｃのうち第３方向１６の中央部に形成され、本体部３１０ｃは第３方向１６の上部及び下部に形成され得る。折曲部３２０ｃはモジュールカバー２００の側面２３０、２５０のうち第３方向１６の中央領域とそれぞれ接触して位置し得る。
折曲部３２０ｃは本体部３１０ｃと連結されて形成される。折曲部３２０ｃは複数個が提供され、一例として、本体部３１０ｃの第３方向１６の中央部にそれぞれ形成され得る。折曲部３２０ｃの折曲方向はモジュールカバー２００に向かう方向になり得る。折曲部３２０ｃのうち突出した部分はモジュールカバー２００の側面２３０、２５０と接触して位置し得る。
図１５は図８の緩衝部材のさらに他の実施例を示した正面図であり、図１６は図１５の緩衝部材が結合されたバッテリーモジュールを示した正面図である。
図１５の緩衝部材３００ｄは全体的に１つの折曲部３２０ｄを有する形態で提供される。折曲部３２０ｄの突出方向はモジュールカバー２００に向かう方向になり得る。折曲部３２０ｄのうち突出した部分はモジュールカバー２００の側面２３０、２５０と接触して位置し得る。
本発明の緩衝部材は、上述した緩衝部材の実施例によって限定されず、複数の折曲部を有する多様な形態で提供され得る。
本発明によるバッテリーパックは、上述したバッテリーモジュール１０を１つ以上含むことができる。バッテリーパックには、バッテリーモジュール１０の外に、このようなバッテリーモジュール１０を収納するためのケース、バッテリーモジュール１０の充放電を制御するための各種装置がさらに含まれ得る。一例として、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサ、ヒューズなどがさらに含まれ得る。
本発明によるバッテリーモジュール１０は、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に適用することができる。本発明による自動車は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール１０を含むバッテリーパックを１つ以上含むことができる。
上述したように、本発明は緩衝部材３００を提供することで、充放電時にバッテリーセル１００に膨れが生じたとき、バッテリーセル１００を支持することができ、内部の衝撃を吸収してバッテリーセル１００を保護することができる。また、バッテリーセル１００とモジュールカバー２００との間に緩衝部材３００を提供して、外部の衝撃からバッテリーセル１００を保護することができる。特に、緩衝部材３００は多様な折曲部を有する形状で提供され、バッテリーモジュール１０を保護することができる。
また、本発明の一実施例によれば、従来のバッテリーセル１００同士の間に提供される圧縮パッドを除去して、バッテリーモジュール１０の内部空間でバッテリーセル１００が占める体積を最大限にすることができる。それにより、バッテリーモジュール１０でバッテリーセル１００が占める体積を増加させ、バッテリーモジュール１０のエネルギー密度を向上させることができる。
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、上述した内容は本発明の望ましい実施形態を説明するものであり、本発明は多様な他の組合せ、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、開示内容と均等な範囲及び／または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。上述した実施例は、本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明するものであり、本発明の具体的な適用分野及び用途から求められる多様な変更も可能である。したがって、上述した発明の詳細な説明は開示された実施状態によって本発明が制限されることを意味するものではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むと解釈されねばならない。
１ 電極板
１０ バッテリーモジュール
１２ 第１方向
１４ 第２方向
１６ 第３方向
１００ バッテリーセル
１０１ 内部空間
１１０ パウチケース
１１１ 上部ケース
１１２ 下部ケース
１２０ 電極組立体
１３０ 電極タブ
１３１ 正極タブ
１３２ 負極タブ
１４０ 電極リード
１４１ 正極リード
１４２ 負極リード
１５０ 収納部
１６０ シーリング部
２００ モジュールカバー
２１０ 上部板
２３０ 側面
２５０ 側面
２７０ 下部板
２７１ ガイド溝
２７３ 結合溝
３００ 緩衝部材
３００ａ 緩衝部材
３００ｂ 緩衝部材
３００ｃ 緩衝部材
３００ｄ 緩衝部材
３０１ 上部領域
３０２ 下部領域
３０３ 端部領域
３０４ 端部領域
３１０ 本体部
３１０ａ 本体部
３１０ｂ 本体部
３１０ｃ 本体部
３２０ｂ 折曲部
３２０ｃ 折曲部
３２０ｄ 折曲部
３３０ 第１折曲部
３３０ａ 第１折曲部
３５０ 第２折曲部
３５０ａ 第２折曲部

Claims (7)

  1. 相互対面して少なくとも第１方向に並んで配置される複数のバッテリーセルと、
    複数の前記バッテリーセルを収容し、少なくとも一面が開放された形状で提供されるモジュールカバーと、
    複数の前記バッテリーセルのうち前記第１方向の最外側に位置するバッテリーセルの一面と前記モジュールカバーの側面との間に位置し、少なくとも一部分が前記バッテリーセル及び前記モジュールカバーの側面にそれぞれ接触する一対の緩衝部材とを含み、
    前記緩衝部材が、少なくとも１つの折曲部を有する板バネであり、
    前記緩衝部材は、
    前記バッテリーセルのうち最外側に位置する前記バッテリーセルと接触する平坦な本体部と、
    前記本体部の一端部と連結され、前記モジュールカバーに向かう方向に突出して湾曲された形状を有し、前記モジュールカバーの側面と該湾曲された形状の少なくとも一部分が接触する第１折曲部と、
    前記本体部の他端部と連結され、前記モジュールカバーに向かう方向に突出して湾曲された形状を有し、前記モジュールカバーの側面と該湾曲された形状の少なくとも一部分が接触し、前記第１折曲部と離隔して位置する第２折曲部とを含み、
    前記緩衝部材の前記本体部は、該緩衝部材の前記本体部が配置される前記バッテリーセルの面と同一又は大きい面積を有し、
    前記第１折曲部及び前記第２折曲部はそれぞれ、前記本体部の前記一端部を含む端部領域及び前記本体部の前記他端部を含む端部領域と重畳するバッテリーモジュール。
  2. 前記モジュールカバーの下部板には、前記モジュールカバーと前記バッテリーセルとが摺動方式で結合できるように複数のガイド溝が形成される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記モジュールカバーの下部板には、前記モジュールカバーと前記緩衝部材とが摺動方式で結合できるように一対の結合溝が形成される、請求項２に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記第１折曲部及び前記第２折曲部の終端は、前記本体部と離隔して位置する、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記ガイド溝及び前記結合溝は、それぞれ上部から見たとき、前記第１方向に垂直な第２方向に沿って形成される、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
  6. 請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含むバッテリーパック。
  7. 請求項６に記載のバッテリーパックを含む自動車。
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