JP6768968B2 - ガイド結合構造を有す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 - Google Patents

ガイド結合構造を有す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 Download PDF

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Description

本発明は、2つ以上の円筒型電池セルを収容するバッテリーモジュールに関し、より詳しくは、複数のバッテリーモジュールの連結拡張の効率性が向上した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に関する。
本出願は、2017年9月20日出願の韓国特許出願第10−2017−0121278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、すべて本出願に組み込まれる。
現在、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、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であり、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、正極/セパレータ/負極の電極組立体を収納する電池ケースの形状によって大きく円筒型電池、角形電池及びパウチ型電池に分けられるが、デバイスの小型化傾向に伴ってそれに適した角形電池とパウチ型電池の需要が大きく増加している。
一般に、角形電池は、ゼリーロール型または積層型の正極/セパレータ/負極の電極組立体を金属素材の角形電池ケースに収納し、開放上端をトップキャップで覆って、トップキャップ上の電解液注入口から電解液を注入した後、密封する過程で製作される。
また、パウチ型電池は、ラミネートシートのパウチケースに電極組立体を収納した状態で、外周面を熱融着し密封した構造で製造される。
一方、上記のような電池が適用されるデバイスの多様化に伴って、電池も直方体状から多様な形状に変化している。
近年、従来の新材生エネルギーの不安定な電力生産を解消する方案として、エネルギー貯蔵装置に対する関心が高まっている。このようなエネルギー貯蔵装置は、気候変化のため電力生産量が不安定であっても、余剰電力を貯蔵できることから全体的な電力量の不足を防止することができる。
このようなエネルギー貯蔵装置は、電気を貯蔵する複数のバッテリーモジュール、及びこのようなバッテリーモジュールに貯蔵された電気エネルギーを効率的に管理する関連装置を含む。
また、このようなエネルギー貯蔵装置を構成するためには複数のバッテリーモジュールを互いに連結し拡張して、配列する作業が必要である。しかし、従来の技術では、複数のバッテリーモジュールを電気的に連結し、これらを均一に配列するためには、多くの部品が必要であり、取り付けも複雑であるため作業に多くの時間を要した。特に、大規模のエネルギー貯蔵装置を構成することになれば、複数のバッテリーモジュールの取り付けにより多くの費用と時間が必要となり、問題がさらに深刻になる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数のバッテリーモジュールを連結拡張するための取り付け作業の効率性が向上した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を提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の課題を達成するため、本発明によるバッテリーモジュールは、2つ以上に電気的連結を拡張可能なバッテリーモジュールに関し、電極端子が上部及び下部にそれぞれ形成された複数の円筒型電池セルと、前記円筒型電池セルを挿入収容するように複数の中空構造を有する収容部が備えられたモジュールハウジングと、一面が前記複数の円筒型電池セルのうち2つ以上の円筒型電池セルの電極端子と接触して電気的に連結されたバスバーと、一面の少なくとも一部が前記バスバーの他面と接触して前記円筒型電池セルと電気的に連結され、他面の少なくとも一部が他の1つの集電プレートと接触して他の1つのバッテリーモジュールの円筒型電池セルと電気的に連結された集電プレートと、を含む。
ここで、前記モジュールハウジングは、内部空間を形成する外側壁を備え、前記モジュールハウジングの外側壁の外面には他の1つのバッテリーモジュールの配置位置をガイドするための結合突起及びガイド溝が備えられたガイド結合構造が形成される。
また、前記結合突起は、前記外側壁の外面から突出した構造であり、前記ガイド溝は、他の1つのバッテリーモジュールの結合突起が挿入されるように、前記外側壁の外面から内側に凹んで形成される。
さらに、前記モジュールハウジングは、前記円筒型電池セルの上部の外側面を囲むように中空構造で形成された第1収容部が備えられた上部ケースと、及び前記上部ケースと締結されて、前記円筒型電池セルの下部の外側面を囲むように中空構造で形成された第2収容部が備えられた下部ケースと、を含むことができる。
そして、前記上部ケースは、左右方向に形成された前記外側壁の外面から一側に突出し、締結ボルトが挿入されるように貫通孔が形成された第1突出締結部を備えることができる。
また、前記下部ケースは、左右方向に形成された前記外側壁の外面から他側に突出し、締結ボルトが挿入されるように貫通孔が形成された第2突出締結部を備え、前記第2突出締結部の貫通孔は、締結ボルトが連続的に挿入されるように、他のバッテリーモジュールの上部ケースの第1突出締結部の貫通孔と連通できる。
さらに、前記上部ケースの第1収容部は、前記円筒型電池セルと対面する内面に前記円筒型電池セルを加圧固定するために内側に突出した凸部を備えることができる。
そして、前記上部ケースの第1収容部は、1つの中空構造の上端から下方に所定地点まで切り取られた形態の切取部を備えることができる。
また、前記切取部の内側面には前記凸部を形成することができる。
さらに、前記切取部は、前記第1収容部の他の中空構造の切取部と互いに対応して位置し、前記切取部は、他の中空構造の切取部と所定距離離隔することができる。
そして、前記バスバーは、前記円筒型電池セルの配列方向に延びた本体プレートと、及び前記円筒型電池セルの電極端子と接触するように前記本体プレートの一側から突出した端子接続部と、を含むことができる。
一方、前記円筒型電池セルの電極端子は、上端に形成された第1電極端子及び下端に形成された第2電極端子を含むことができる。
また、前記集電プレートは、前記モジュールハウジングの上部に取り付けられて前記円筒型電池セルの第1電極端子と電気的に連結されるように形成された第1集電プレートと、及び前記モジュールハウジングの下部に取り付けられて前記円筒型電池セルの第2電極端子と電気的に連結されるように形成された第2集電プレートと、を含むことができる。
さらに、前記第1集電プレートは、前記円筒型電池セルの第1電極端子と接触連結されたバスバーの上面と接触するように形成された第1集電部と、前記第1集電部の一側から前方に延びて、下方の段差が形成された接触収容部と、を備えることができる。
そして、前記第2集電プレートは、前記円筒型電池セルの第2電極端子と接触連結されたバスバーの下面と接触するように形成された第2集電部と、前記第2集電部の一端から上方に垂直に折り曲げられて延びた垂直延長部と、前記第1集電プレートの接触収容部に載置されて前記第1集電プレートと電気的に連結されるように、前記垂直延長部の上端から後方に折り曲げられて延びた接触連結部と、を含むことができる。
また、前記接触連結部の下面には下方に突出した突起が少なくとも1つ形成され、前記接触収容部には前記接触連結部の突起と対応する形状の収容溝が少なくとも1つが形成される。
さらに、前記垂直延長部には、前記ガイド結合構造の結合突起が貫通されるように、前記結合突起及び前記ガイド溝と対応する位置に貫通口を形成することができる。
また、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は、本発明によるバッテリーモジュールを2つ以上含む。
また、上記の課題を達成するため、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパックを含む。
さらに、上記の課題を達成するため、本発明によるバッテリーモジュールは、2つ以上に電気的連結を拡張可能なバッテリーモジュールに関し、電極端子が上部及び下部にそれぞれ形成された複数の円筒型電池セルと、前記円筒型電池セルを挿入収容するように複数の中空構造を有する収容部が備えられたモジュールハウジングと、一面が前記複数の円筒型電池セルのうち2つ以上の円筒型電池セルの電極端子と接触して電気的に連結されたバスバーと、一面の少なくとも一部が前記バスバーの他面と接触して前記円筒型電池セルと電気的に連結され、他面の少なくとも一部が他の1つの集電プレートと接触して他の1つのバッテリーモジュールの円筒型電池セルと電気的に連結された集電プレートと、前記モジュールハウジングの外側壁の一側外面と接するように形成された絶縁プレートと、前記絶縁プレートの内部に挿入され、前記絶縁プレートの外周から上下方向に突出した支持棒と、前記支持棒とともに、前記集電プレートを締結するように構成された締結部材と、を含むことができる。
また、前記モジュールハウジングは、内部空間を形成する外側壁を備え、前記モジュールハウジングの外側壁の外面には他の1つのバッテリーモジュールの配置位置をガイドするための結合突起及びガイド溝が備えられたガイド結合構造が形成される。
また、前記モジュールハウジングの外側壁の一側外面には、内側に凹んで上下方向に延びる湾入溝が形成され、前記湾入溝には、前記支持棒を挿入収納することができる。
本発明の一態様によれば、バッテリーモジュールは、別途の追加的な部材がなくても、モジュールハウジングのガイド結合構造を通じて1つのバッテリーモジュールに他のバッテリーモジュールを容易に定位置に配置することができる。これによって、本発明のバッテリーモジュールを複数連結して拡張するときに必要となるコスト及び時間を効果的に節減することができる。
また、本発明のこのような態様によれば、モジュールハウジングの収容部に形成されたストッパー構造によって、収容された円筒型電池セルが外部に離脱することを効果的に防止でき、円筒型電池セルの上方への動きが拘束されて円筒型電池セルとバスバーとの間の電気的連結が切断されることを予め防止することができる。
さらに、本発明の一態様によれば、円筒型電池セルの電極端子と電気的に接触連結されるバスバーの端子接続部を二股に分岐した構造で形成することで、端子接続部と電極端子との間の溶接工程で、分岐した構造の隙間を通じて溶接加熱のための熱伝導率を効果的に高め、溶接時間を短縮して溶接信頼性を高めることができる。
そして、本発明の一態様によれば、第2集電プレートの接触連結部の突起と第1集電プレートの接触収容部の収容溝との結合構造を通じて、前記第1集電プレートの接触連結部の前記第2集電プレートの接触収容部への載置を誘導し易く、接触面積を増やして電気抵抗を効果的に減らし、電気的連結信頼性を高めることができる。
さらに、本発明の一態様によれば、円筒型電池セルの外側面を加圧するように形成された第1収容部の凸部は、外部衝撃による振動又は動きによる円筒型電池セルとバスバーとの間の接続不良を減らし、円筒型電池セルの損傷を効果的に減少させることができる。
また、本発明の一態様によれば、複数のバッテリーモジュール上に他の複数のバッテリーモジュールを積層するなどの多様な積層構造でバッテリーパックを構成できるため、バッテリーパックの設計変更による追加的な製造コストを節減することができる。
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モジュールの構成を分解して示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを前方から斜めに眺めた斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを後方から斜めに眺めた斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を上方から眺めた平面図及び構成の一部を拡大した一部拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図及び構成の一部を拡大した一部拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュール同士を連結した構造を概略的に示した斜視図である。 図9のC´領域のバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した垂直断面図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を分解して示した分解斜視図である。 図11のバッテリーモジュールの一部構成が結合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バッテリーパックの一形態を概略的に示した斜視図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーパックの他の形態を概略的に示した斜視図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーパックのさらに他の形態を概略的に示した斜視図である。
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モジュールの構成を分解して示した分解斜視図である。図2は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを前方から斜めに眺めた斜視図である。そして、図3は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを後方から斜めに眺めた斜視図である。
図1〜図3を参照すれば、本発明のバッテリーモジュール200は、円筒型電池セル100、モジュールハウジング210、バスバー250及び集電プレート230、240を含むことができる。
ここで、円筒型電池セル100は、円筒型電池缶120、及び円筒型電池缶120の内部に収容された電極組立体(図示せず)を含むことができる。
ここで、円筒型電池缶120は、電気伝導性の高い材質を含み、例えば、円筒型電池缶はアルミニウムまたは銅素材を含むことができる。円筒型電池缶120の上部及び下部それぞれに電極端子111、112が形成される。具体的に、円筒型電池缶120の上端の扁平な円形の上面には第1電極端子111が形成され、円筒型電池缶120の下端の扁平な円形の下面には第2電極端子112が形成され得る。
また、電極組立体(図示せず)は、正極と負極との間に分離膜が介在された状態でゼリーロール型に巻き取られた構造で形成され得る。前記正極(図示せず)には正極タブが取り付けられ、円筒型電池缶120上端の第1電極端子111に接続され得る。また、前記負極(図示せず)には負極タブが取り付けられ、円筒型電池缶120下端の第2電極端子112に接続され得る。しかし、これは一例示に過ぎず、このような構成に限定されることはない。例えば、前記正極(図示せず)に正極タブが取り付けられて円筒型電池缶120下端の第2電極端子112に接続され、前記負極(図示せず)に負極タブが取り付けられて円筒型電池缶120上端の第1電極端子111に接続されても良い。
さらに、前記第2電極端子112の外周には、底面を支持するためのリング状の支持部115が形成される。したがって、本発明のこのような構成によれば、円筒型電池セル100は、別途の部材がなくても支持部115を用いて底面から直立した状態を安定的に維持することができる。
一方、前記モジュールハウジング210は、前記円筒型電池セル100を内部に挿入し収容する収容部212A、212Bを備えることができる。具体的に、前記収容部212A、212Bは、前記円筒型電池セル100の外側面を囲むように形成された複数の中空構造であり得る。このとき、モジュールハウジング210の収容部212A、212Bは、電気絶縁性素材を備えることができる。例えば、前記電気絶縁性素材は、高分子プラスチックであり得る。より具体的に、前記電気絶縁性素材は、PVC(Polyvinyl chloride)であり得る。
また、前記モジュールハウジング210は、内部空間を形成し、前、後、左、右に形成された第1外側壁215、第2外側壁216、第3外側壁217及び第4外側壁218を備えることができる。
そして、前記モジュールハウジング210の第1外側壁215、第2外側壁216、第3外側壁217及び第4外側壁218のうち少なくとも1つには、他の1つのバッテリーモジュール200の配置位置をガイドするための結合突起261、262及びガイド溝266、267が備えられたガイド結合構造260を形成することができる。
図4は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を上方から眺めた平面図及び構成の一部を拡大した一部拡大図である。
図2及び図3とともに図4を参照すれば、モジュールハウジング210の結合突起262は、第2外側壁216Bの外面から突出した構造であり得る。具体的に、前記結合突起262の突出方向の上端部は、前記第2外側壁216Bの外面に隣接した結合突起262の下端部の厚さより相対的に厚く形成され得る。
また、前記結合突起262の突出方向の上端部は、第2外側壁216Bが位置する下方に連続的に厚くなるテーパー構造T1を有し得る。
さらに、前記結合突起262には、中心軸に沿って左右方向に分けられるように隙間Hが形成される。
前記隙間Hは、前記結合突起262の上端から外側壁215、216、217、218が位置した方向に所定の深さほど凹んで形成される。ここで、前記隙間の深さは第2外側壁216Bの外面まで延び得る。
また、図2のモジュールハウジング210の結合突起261も、上述した図4の結合突起262の構成と同様に構成できるため、結合突起261の構成の説明は省略する。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のモジュールハウジング210の結合突起261、262がガイド溝266、267に挿入されて締結固定されるため、1つのバッテリーモジュール200に連結された他のバッテリーモジュール(図9の201)を容易に配置でき、互いに分離されないように固定することができる。
図2及び図3を再度参照すれば、前記ガイド溝266は、他の1つのバッテリーモジュール200の結合突起262が挿入されるように、第1外側壁215の外面から内側に凹んだ形態で構成される。
また、前記ガイド溝267は、他の1つのバッテリーモジュール200の結合突起261が挿入されるように、第2外側壁216の外面から内側に凹んだ形態で構成される。
さらに、前記ガイド溝266、267の内部には、前記結合突起261、262の上端部が挿入された後、取り出される方向への移動を阻止できるように、係止段(図示せず)が形成され得る。
図5は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図及び構成の一部を拡大した一部拡大図である。
図2〜図4とともに図5を参照すれば、前記モジュールハウジング210は、上部ケース210A及び下部ケース210Bを含むことができる。
具体的に、前記上部ケース210Aは、第1外側壁215A、第2外側壁216A、第3外側壁217A及び第4外側壁218Aを含むことができる。また、前記下部ケース(図4の210B)は、第1外側壁215B、第2外側壁216B、第3外側壁217B及び第4外側壁218Bを含むことができる。
例えば、図5及び図2に示されたように、前記上部ケース210Aは、前記第1外側壁215Aの外面に他の1つのモジュールハウジング210に形成された2つのガイド溝267それぞれに挿入されるように2つの結合突起261が形成される。また、前記下部ケース210Bは、第1外側壁215Bの外面に他の1つのモジュールハウジング210に形成された2つの結合突起262が挿入されるように2つのガイド溝266が形成される。
さらに、図3及び図5に示されたように、前記上部ケース210Aは、第2外側壁216Aの外面に他の1つのモジュールハウジング210に形成された結合突起261が挿入結合されるように2つのガイド溝267が形成される。そして、前記下部ケース210Bは、第2外側壁216Bの外面に他の1つのモジュールハウジング210に形成された2つのガイド溝266それぞれに挿入されるように2つの結合突起262が形成される。
図4及び図5を参照すれば、前記上部ケース210Aは、前記円筒型電池セル100の上部の外側面を囲むように中空構造で形成された第1収容部212Aを備えることができる。
さらに、前記下部ケース210Bは、前記上部ケース210Aと締結され、前記円筒型電池セル100の下部の外側面を囲むように中空構造で形成された第2収容部212Bを備えることができる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記モジュールハウジング210は、第1収容部212A及び第2収容部212Bを用いて円筒型電池セル100の上下部の外側面を全て囲みながら収容し、外部の衝撃から収容された円筒型電池セル100を安定的に保護することができる。
そして、前記第1収容部212Aの上端には、円筒型電池セル100の上端が前記第1収容部212Aの上部を越えて移動することを阻止するためのストッパー219が形成される。
具体的に、前記ストッパー219は、前記円筒型電池セル100の上部の直径より小さい直径の円弧状構造であり得、前記第1収容部212Aの中空構造の上端から中心軸方向に突出して形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、モジュールハウジング210の内部に収容された円筒型電池セル100が外部に離脱することをストッパー219によって効果的に防止でき、上方への動きが拘束されて移動が防止されるため、バスバー250との電気的連結が切断されるなどの損傷を予め防止することができる。
図6は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。
図6を参照すれば、前記バスバー250は、一面が前記複数の円筒型電池セル100のうち2つ以上の円筒型電池セル100の電極端子111、112と接触して電気的に連結された構造を含むことができる。
具体的に、前記バスバー250は、電気導電性素材を含み、例えば、ニッケル素材を含むことができる。
また、前記バスバー250は、本体プレート251及び端子接続部256を含むことができる。
ここで、本体プレート251は、前記円筒型電池セル100の配列方向Gに延びた構造であり、前記端子接続部256は、前記円筒型電池セル100の電極端子111、112と接触するように前記本体プレート251の一側から突出した構造である。
より具体的に、前記端子接続部256は、F方向から眺めたとき、本体プレート251から後方に突出した構造であり得る。
また、前記端子接続部256には、本体プレート251から下方に段差257が形成され得る。したがって、本発明のこのような構成によれば、前記バスバー250の端子接続部256が円筒型電池セル100の電極端子111、112と接触面を形成し易くなり、電気的連結の信頼性を高めることができる。
ここで、前、後、左、右、上、下のような方向を表す用語は、観測者の位置や対象が置かれた形態によって変わり得る。ただし、本明細書では、説明の便宜上、F方向から眺めたときを基準にして、前、後、左、右、上、下などの方向を区分して示すことにする。
例えば、図1及び図6に示されたように、30個の円筒型電池セル100の第1電極端子111を電気的に一方向Gに並列連結している5個のバスバー250が構成され得る。同様に、30個の円筒型電池セル100の第2電極端子112を電気的に一方向Gに並列連結している5個のバスバー250が構成され得る。
また、前記端子接続部256は、二股に分岐した構造を含むことができる。したがって、本発明のこのような構成によれば、溶接の際、溶融結合が必要な前記端子接続部256の中央部位に左右方向に二股に分岐した構造が形成されることで、分離された隙間を通じて溶接加熱のための熱伝導率を効果的に高め、溶接時間を短縮して溶接信頼性を高めることができる。
図7及び図8は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。
図1とともに図7及び図8を参照すれば、本発明の集電プレートは、第1集電プレート230及び第2集電プレート240を含むことができる。
具体的に、前記第1集電プレート230は、電気伝導性素材を含み、例えば、前記電気伝導性素材は銅またはアルミニウムなどであり得る。
また、前記第1集電プレート230は、一面の少なくとも一部が円筒型電池セル100の第1電極端子と電気的に連結されたバスバー250の他面と接触して円筒型電池セル100と電気的に連結される。換言すれば、前記第1集電プレート230は、前記モジュールハウジング210の上部に取り付けられて前記円筒型電池セル100の第1電極端子111と電気的に連結された構造であり得る。このとき、前記第1集電プレート230の一面と前記バスバー250の他面とはレーザー溶接で結合された構造であり得る。
さらに、前記第2集電プレート240は、電気伝導性素材を含み、例えば、前記電気伝導性素材は銅またはアルミニウムなどであり得る。
そして、前記第2集電プレート240は、一面の少なくとも一部が円筒型電池セル100の第2電極端子112と電気的に連結されたバスバー250の他面と接触して円筒型電池セル100と電気的に連結される。換言すれば、前記第2集電プレート240は、前記モジュールハウジング210の下部に取り付けられて前記円筒型電池セル100の第2電極端子112と電気的に連結された構造であり得る。このとき、前記第2集電プレート240の一面と前記バスバー250の他面とはレーザー溶接で結合された構造であり得る。
より具体的に、前記第1集電プレート230は、第1集電部231及び接触収容部233を含むことができる。
ここで、前記第1集電部231は、前記円筒型電池セル100の第1電極端子111と接触連結されたバスバー250の上面(本体プレート251)と接触するように構成される。また、前記第1集電部231には、前記バスバー250の端子接続部256が外部に露出できるように溶接口234が形成される。
さらに、前記接触収容部233には、前記第1集電部231の一端の少なくとも一部が前方に延びて下方に形成された段差構造232が備えられる。電気的抵抗をさらに減少できるように、例えば、図7に示されたように、前記接触収容部233は、前記第1集電部231の一側全体が前方に延びて形成され得る。
より具体的に、前記第2集電プレート240は、第2集電部241、垂直延長部243及び接触連結部245を含むことができる。
ここで、第2集電部241は、前記円筒型電池セル100の第2電極端子112と接触連結されたバスバー250の下面(本体プレート)と接触するように形成される。より具体的に、前記第2集電部241には、バスバー250の端子接続部256が外部に露出できるように溶接口244が形成される。
また、前記垂直延長部243は、前記第2集電部241の一端から上方に垂直に折り曲げられて延びた構造である。さらに、前記垂直延長部243には、前記ガイド結合構造260の結合突起(図2及び図3の結合突起261、262)が貫通されるように、前記結合突起261、262と対応する位置に貫通口247、248が形成される。例えば、図8に示されたように、垂直延長部243には4つの貫通口247、248が形成され得る。
そして、前記接触連結部245は、前記第1集電プレート230の接触収容部233に載置されて前記第1集電プレート230と電気的に連結されるように、前記垂直延長部243の上端から後方に折り曲げられて延びた構造である。
さらに、前記第2集電部241、垂直延長部243及び接触連結部245は、1つの素材からなる一体化された構造であり得る。すなわち、前記第2集電プレート240の製造過程で、1つの導電性プレートの一部が第2集電部241を形成し、残りの部位が上方に垂直に折り曲げられて垂直延長部243を形成し、前記垂直延長部243の一端が後方の水平方向に折り曲げられて接触連結部245を形成し得る。
図9は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール同士を連結した構造を概略的に示した斜視図である。そして、図10は、図9のC´領域のバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した垂直断面図である。
まず、図7〜図9とともに図10を参照すれば、第2集電プレート240の接触連結部245の下面には、下方に突出した突起246が少なくとも1つ形成され、前記接触収容部233には、接触連結部245の突起246と対応する形状の、収容溝235が、少なくとも1つ形成される。
これによって、前記第2集電プレート240の接触連結部245の突起246が前記第1集電プレート230の接触収容部233の収容溝235に挿入されて固定され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、接触連結部245の突起246と接触収容部233の収容溝235とを互いに結合しながら、前記接触連結部245を前記接触収容部233に載置し易く、さらに接触面積を効果的に増やして電気抵抗を減らし、電気的連結信頼性を高めることができる。
さらに、前記第1集電プレート230の接触収容部233には、第2集電プレート240の接触連結部245との溶接便宜性を高めるため、溶接線が形成されても良い。
図2、図3及び図9を再び参照すれば、前記上部ケース210Aは第1突出締結部271を備え、前記下部ケース210Bは第2突出締結部276を備えることができる。
ここで、第1突出締結部271は、前記上部ケース210Aの第3外側壁217A及び前記第4外側壁218Aの外面から前方または後方に突出して形成され、締結ボルト279が挿入されるように貫通孔272が形成される。例えば、図3に示されたように、2つの第1突出締結部271は、前記上部ケース210Aの第3外側壁217A及び前記第4外側壁218Aの外面から後方に突出して形成され得る。
そして、図2に示されたように、前記第2突出締結部276は、前記第3外側壁217B及び前記第4外側壁218Bの外面から前方または後方に突出して形成され、締結ボルト279が挿入されるように貫通孔277が形成される。例えば、図2に示されたように、2つの第2突出締結部276は、前記下部ケース210Bの第3外側壁(図4の第3外側壁217B)及び前記第4外側壁218Bの外面から後方に突出して形成され得る。
ここで、前記第2突出締結部276の貫通孔277は、締結ボルト279が連続的に挿入されるように、他のバッテリーモジュール200の上部ケース210Aの第1突出締結部271の貫通孔272と連通される。これによって、前記締結ボルト279は第1突出締結部271及び第2突出締結部276全てに挿入されて締結可能である。
したがって、本発明のこのような構成によれば、上部ケース210Aの第1突出締結部271が他のバッテリーモジュール200の下部ケース210Bの第2突出締結部276とボルト締結結合することで、バッテリーモジュール200の配置構造が崩れることを防止し、特に、前記第1集電プレート230と前記第2集電プレート240との間の電気的連結が切断されることを防止することができる。さらに、従来技術では複数のバッテリーモジュールを連結結合するには、結合構造の体積のため複数のバッテリーモジュールを所定距離離隔させる必要があった。しかし、本発明のバッテリーモジュールでは、上下の高さが異なる位置で互いに上下方向で対向するように延びた第1突出締結部271と第2突出締結部276とにより、結合構造の体積を最小化しながら、容易に複数のバッテリーモジュールを結合連結することができる。これによって、バッテリーモジュールのエネルギー密度を高め、取り付け時間を短縮することができる。
図5を再度参照すれば、前記上部ケース210Aの第1収容部212Aは、前記円筒型電池セル100の側面と対面する内面に前記円筒型電池セル100の側面を加圧固定するための固定構造が形成される。
ここで、前記固定構造は、前記円筒型電池セル100の外側面を加圧するように、前記第1収容部212Aの内面から円筒型電池セル100が位置した水平方向(内側)に突出した凸部213であり得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記固定構造が効果的に外部衝撃による振動又は動きによる円筒型電池セル100とバスバー250との間の接続不良を減らすことができ、円筒型電池セル100の損傷を効果的に低減させることができる。
また、前記上部ケース210Aの第1収容部212Aは、1つの中空構造の上端から下方に所定地点まで切り取られた形態の切取部214を備える。すなわち、前記切取部214の両側には第1収容部212Aの中空構造から開いた隙間Sが形成され得る。このとき、前記切取部214の内側面の中央に前記凸部213が形成され得る。
さらに、前記切取部214は、前記第1収容部212Aの他の中空構造の切取部214と互いに対応して位置され得る。そして、前記切取部214は、他の中空構造の切取部214と所定距離離隔し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記切取部214により凸部213が円筒型電池セル100の一側を弾力的に加圧できるため、前記円筒型電池セル100を第1収容部212Aに挿入し易く、一定な加圧力で凸部が円筒型電池セル100の一側面を加圧することができる。
図11は、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールの一部構成を分解して示した分解斜視図である。そして、図12は、図11のバッテリーモジュールの一部構成が結合された様子を示した斜視図である。
図11及び図12を参照すれば、他の実施例によるバッテリーモジュール200Cは、絶縁プレート295、支持棒297及び締結部材299を含むことができる。
具体的に、前記絶縁プレート295は、モジュールハウジング210Cの外側壁218Cの外面と接するように形成され得る。
また、前記支持棒297は、前記絶縁プレート295の内部に挿入され、前記絶縁プレート295の外周から上下方向に突出した形態であり得る。
さらに、前記締結部材299は、前記支持棒297と一緒に、モジュールハウジング210Cの外側壁218Cに締結されるように構成され得る。
そして、モジュールハウジング210Cの外側壁218Cの一側外面に内側に凹んで上下方向に延びる湾入溝Dが形成され得る。さらに、前記絶縁プレート295に挿入された支持棒297は前記湾入溝Dに挿入固定され得る。
図13は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一形態を概略的に示した斜視図である。
図13を参照すれば、本発明によるバッテリーパック1000は、前記バッテリーモジュール200を2つ以上含むことができる。具体的に、前記2つ以上のバッテリーモジュール200、201、202、203は、一方向に整列配置された構造である。例えば、図13に示されたように、4つのバッテリーモジュール200、201、202、203が前後方向に整列配置され、4つのバッテリーモジュールが200、201、202、203は互いに電気的に直列で連結され得る。
また、バッテリーモジュール202は、第3集電プレート236を含み、前記第3集電プレート236には、外部入出力端子280と電気的に接触連結されるように、下方に折り曲げられた外部端子接触部237が形成され得る。
さらに、前記外部端子接触部237には、一端から内側に凹んで形成された接続溝238が形成され得る。そして、前記接続溝238にはボルト状の外部入出力端子280が挿入され得る。例えば、図13に示されたように、第3集電プレート236の外部端子接触部237には3つの接続溝238が形成され、前記3つの接続溝238には3つの外部入出力端子280が挿入固定され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、第3集電プレート236は接続溝238を通じて外部入出力端子280と接触して電気的に連結されることで、組み立て工程の時間を短縮させることができる。
図14は、本発明の他の実施例によるバッテリーパックの他の形態を概略的に示した斜視図である。
図14を参照すれば、バッテリーパック1001は、一方向に整列配置された第1段の2つ以上のバッテリーモジュール200、201、202、203と、前記第1段の2つ以上のバッテリーモジュール200、201、202、203の上部に一方向に整列積層された第2段の2つ以上の他のバッテリーモジュール204、205、206、207を含むことができる。
このとき、前記第1段の2つ以上のバッテリーモジュール200、201、202、203と前記第2段の2つ以上の他のバッテリーモジュール204、205、206、207との間には、電気伝導性の低い絶縁性素材を含む絶縁板290が介在される。例えば、前記絶縁素材は、プラスチックまたはゴム素材であり得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記絶縁板290は、前記第1段のバッテリーモジュール200、201、202、203と前記第2段の他のバッテリーモジュール204、205、206、207との間に短絡が発生することを予め防止することができる。
図15は、本発明の他の実施例によるバッテリーパックのさらに他の形態を概略的に示した斜視図である。
図15を参照すれば、さらに他の形態によるバッテリーパック1002は、図14のバッテリーパック1001と比べて、第2段のバッテリーモジュール204、205、206、207の第1電極端子111が下部に位置し、第2電極端子112が上部に位置するように上下が逆さまになって、前記第1段のバッテリーモジュール200、201、202、203の上部に積層される。
したがって、本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュールを多様な積層構造にしてバッテリーパック1000を構成することができ、新たな金型の製造などの設計変更による追加的な製造コストを節減することができる。
図13を再度参照すれば、本発明によるバッテリーパック1000は、このようなバッテリーモジュール200の外に、バッテリーモジュール200の充放電を制御するための各種の装置、例えばBMS(図示せず、Battery Management System)、電流センサ、ヒューズなどをさらに含むことができる。
また、本発明によるバッテリーパック1000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できる。すなわち、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパック1000を含むことができる。
さらに、本発明によるバッテリーパック1000は、非常電源として使用するエネルギー貯蔵システムに適用できる。すなわち、本発明によるエネルギー貯蔵システムは、本発明によるバッテリーパック1000を含むことができる。
一方、本明細書において、上、下、左、右、前、後のように方向を表す用語が使われたが、このような用語は説明の便宜上使用されたものであって、対象になる物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは本発明の当業者にとって自明である。
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。
本発明はバッテリーモジュール及びそれを複数個含むバッテリーパックに関する。また、本発明のバッテリーモジュール及びバッテリーパックはエネルギー貯蔵システムまたは自動車関連産業に利用可能である。
1000、1001、1002:バッテリーパック
250:バスバー
200、201、203、204、205、206、207:バッテリーモジュール
251:本体プレート
100:円筒型電池セル
256:端子接続部
111、112:電極端子
260:ガイド結合構造
210:モジュールハウジング
261、262:結合突起
210A:上部ケース
266、267:ガイド溝
210B:下部ケース
295:絶縁プレート
230:第1集電プレート
297:支持棒
240:第2集電プレート
299:締結部材

Claims (16)

  1. 2つ以上に電気的連結を拡張可能なバッテリーモジュールであって、
    電極端子が上部及び下部にそれぞれ形成された複数の円筒型電池セルと、
    前記複数の円筒型電池セルを挿入収容するように複数の中空構造を有する収容部が備えられたモジュールハウジングと、
    一面が前記複数の円筒型電池セルのうち2つ以上の円筒型電池セルの電極端子と接触して電気的に連結されたバスバーと、
    一面の少なくとも一部が前記バスバーの他面と接触して前記円筒型電池セルと電気的に連結され、他面の少なくとも一部が他の1つの集電プレートと接触して他の1つのバッテリーモジュールの円筒型電池セルと電気的に連結された集電プレートと、
    を含み、
    前記モジュールハウジングは、内部空間を形成する外側壁を備え、前記モジュールハウジングの外側壁の外面には他の1つのバッテリーモジュールの配置位置をガイドするための結合突起及びガイド溝が備えられたガイド結合構造が形成されたことを特徴とするバッテリーモジュール。
  2. 前記結合突起は、前記外側壁の外面から突出した構造であり、
    前記ガイド溝は、他の1つのバッテリーモジュールの結合突起が挿入されるように、前記外側壁の外面から内側に凹んで形成されたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記モジュールハウジングは、
    前記円筒型電池セルの上部の外側面を囲むように中空構造で形成された第1収容部が備えられた上部ケースと、
    前記上部ケースと締結されて、前記円筒型電池セルの下部の外側面を囲むように中空構造で形成された第2収容部が備えられた下部ケースと、
    を含むことを特徴とする請求項2に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記上部ケースは、左右方向に形成された前記外側壁の外面から一側に突出し、締結ボルトが挿入されるように貫通孔が形成された第1突出締結部を備え、
    前記下部ケースは、左右方向に形成された前記外側壁の外面から他側に突出し、締結ボルトが挿入されるように貫通孔が形成された第2突出締結部を備え、
    前記第2突出締結部の貫通孔は、締結ボルトが連続的に挿入されるように、他のバッテリーモジュールの上部ケースの第1突出締結部の貫通孔と連通されたことを特徴とする請求項3に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記上部ケースの第1収容部は、前記円筒型電池セルと対面する内面に前記円筒型電池セルを加圧固定するために内側に突出した凸部を備えることを特徴とする請求項3に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記上部ケースの第1収容部は、1つの中空構造の上端から下方に所定地点まで切り取られた形態の切取部を備え、前記切取部の内側面には前記凸部が形成されたことを特徴とする請求項5に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記切取部は、前記第1収容部の他の中空構造の切取部と互いに対応して位置し、前記切取部は、他の中空構造の切取部と所定距離離隔することを特徴とする請求項6に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記バスバーは、前記円筒型電池セルの配列方向に延びた本体プレートと、
    前記円筒型電池セルの電極端子と接触するように前記本体プレートの一側から突出した端子接続部と、
    を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  9. 前記円筒型電池セルの電極端子は、上端に形成された第1電極端子及び下端に形成された第2電極端子を含み、
    前記集電プレートは、前記モジュールハウジングの上部に取り付けられて前記円筒型電池セルの第1電極端子と電気的に連結されるように形成された第1集電プレートと、
    前記モジュールハウジングの下部に取り付けられて前記円筒型電池セルの第2電極端子と電気的に連結されるように形成された第2集電プレートと、
    を含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  10. 前記第1集電プレートは、前記円筒型電池セルの第1電極端子と接触連結されたバスバーの上面と接触するように形成された第1集電部、及び前記第1集電部の一側から前方に延びて、下方の段差が形成された接触収容部を備え、
    前記第2集電プレートは、前記円筒型電池セルの第2電極端子と接触連結されたバスバーの下面と接触するように形成された第2集電部、前記第2集電部の一端から上方に垂直に折り曲げられて延びた垂直延長部、及び前記第1集電プレートの接触収容部に載置されて前記第1集電プレートと電気的に連結されるように、前記垂直延長部の上端から後方に折り曲げられて延びた接触連結部を含むことを特徴とする請求項9に記載のバッテリーモジュール。
  11. 前記接触連結部の下面には下方に突出した突起が少なくとも1つが形成され、前記接触収容部には前記接触連結部の突起と対応する形状の収容溝が少なくとも1つが形成されたことを特徴とする請求項10に記載のバッテリーモジュール。
  12. 前記垂直延長部には、前記ガイド結合構造の結合突起が貫通されるように、前記結合突起及び前記ガイド溝と対応する位置に貫通口が形成されたことを特徴とする請求項10に記載のバッテリーモジュール。
  13. 一方向に配列された請求項1〜12のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを2つ以上含むことを特徴とするバッテリーパック。
  14. 請求項13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。
  15. 2つ以上に電気的連結を拡張可能なバッテリーモジュールであって、
    電極端子が上部及び下部にそれぞれ形成された複数の円筒型電池セルと、
    前記複数の円筒型電池セルを挿入収容するように複数の中空構造を有する収容部が備えられたモジュールハウジングと、
    一面が前記複数の円筒型電池セルのうち2つ以上の円筒型電池セルの電極端子と接触して電気的に連結されたバスバーと、
    一面の少なくとも一部が前記バスバーの他面と接触して前記円筒型電池セルと電気的に連結され、他面の少なくとも一部が他の1つの集電プレートと接触して他の1つのバッテリーモジュールの円筒型電池セルと電気的に連結された集電プレートと、
    前記モジュールハウジングの外側壁の一側外面と接するように形成された絶縁プレートと、
    前記絶縁プレートの内部に挿入され、前記絶縁プレートの外周から上下方向に突出した支持棒と、
    前記支持棒とともに、前記集電プレートを締結するように構成された締結部材と、
    を含み、
    前記モジュールハウジングは、内部空間を形成する外側壁を備え、前記モジュールハウジングの外側壁の外面には他の1つのバッテリーモジュールの配置位置をガイドするための結合突起及びガイド溝が備えられたガイド結合構造が形成されたことを特徴とするバッテリーモジュール。
  16. 前記モジュールハウジングの外側壁の一側外面には、内側に凹んで上下方向に延びる湾入溝が形成され、前記湾入溝には、前記支持棒が挿入収納されたことを特徴とする請求項15に記載のバッテリーモジュール。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102556107B1 (ko) * 2023-03-08 2023-07-18 주식회사 루나볼트 소화필름을 구비한 배터리모듈
KR102556108B1 (ko) * 2023-03-08 2023-07-18 주식회사 루나볼트 소화필름을 구비한 방수 방폭용 하드케이스 배터리모듈 시스템

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP1609254S (ja) * 2017-04-03 2018-07-17
USD911285S1 (en) * 2017-05-23 2021-02-23 Jaguar Land Rover Limited Battery cell housing honeycomb
KR102223809B1 (ko) 2017-11-09 2021-03-04 주식회사 엘지화학 2차 전지 셀 모듈 및 그 조립 방법
KR102378374B1 (ko) * 2018-06-18 2022-03-25 주식회사 엘지에너지솔루션 버스바를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩
KR102564496B1 (ko) * 2019-07-02 2023-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 접속 플레이트를 구비한 배터리 팩 및 전자 디바이스 및 자동차
KR20210026947A (ko) * 2019-09-02 2021-03-10 주식회사 엘지화학 커넥터
KR102120933B1 (ko) * 2019-09-06 2020-06-09 주식회사 알멕 전기자동차용 배터리 모듈 케이스
CN110854322A (zh) * 2019-09-20 2020-02-28 杭州乾代科技有限公司 模块化锂电池模组
CN110649198B (zh) * 2019-09-27 2022-09-23 联动天翼新能源有限公司 一种锂电池包通用模组及电池包
KR20210042656A (ko) * 2019-10-10 2021-04-20 주식회사 엘지화학 배터리 팩
CN114128033A (zh) * 2019-10-11 2022-03-01 株式会社Lg新能源 包括汇流条板的电池模块、包括电池模块的电池组及电子装置
JP7369002B2 (ja) * 2019-10-11 2023-10-25 カワサキモータース株式会社 電池パック
GB2588588B (en) * 2019-10-18 2022-07-27 Dyson Technology Ltd Battery module and battery cell carrier
USD932052S1 (en) * 2019-10-24 2021-09-28 Life Technologies Corporation Reagent tray
TWM592124U (zh) * 2019-12-13 2020-03-11 康訊科技股份有限公司 追蹤器
KR20210078139A (ko) * 2019-12-18 2021-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 복수의 단위 모듈과 bms 어셈블리를 포함하는 서브 팩 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20210080256A (ko) * 2019-12-20 2021-06-30 주식회사 엘지에너지솔루션 복수의 단위 모듈과 bms 어셈블리를 포함하는 서브 팩 및 이를 포함하는 배터리 팩
US11621461B2 (en) 2020-01-29 2023-04-04 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Bar module terminal assemblies having pairs of elongated terminal plates
KR20210108127A (ko) * 2020-02-25 2021-09-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩
US11588199B2 (en) * 2020-03-10 2023-02-21 Karma Automotive Llc Vehicle battery system
KR20210151471A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩
KR20210151470A (ko) 2020-06-05 2021-12-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩
EP4142028A1 (en) * 2020-07-14 2023-03-01 LG Energy Solution, Ltd. Battery module, battery pack comprising same, and vehicle
US20230155241A1 (en) * 2020-09-21 2023-05-18 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module, battery pack, and vehicle including same
DE102020124747A1 (de) * 2020-09-23 2022-03-24 Lisa Dräxlmaier GmbH Batteriemodulgehäuse und verfahren zum positionieren und fixieren einer batteriezelle innerhalb eines batteriemodulgehäuses
US11967724B2 (en) 2020-10-06 2024-04-23 Rivian Ip Holdings, Llc Battery module support beam
KR20220052183A (ko) * 2020-10-20 2022-04-27 현대자동차주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
EP4241327A1 (en) * 2020-11-03 2023-09-13 Exicom Tele-Systems Limited Cell retainer assembly and method thereof
KR102302450B1 (ko) * 2021-05-18 2021-09-16 김도형 배터리팩
GB2612088A (en) * 2021-10-21 2023-04-26 Jaguar Land Rover Ltd Battery module
CN113937400B (zh) * 2021-12-14 2022-03-15 深圳市德兰明海科技有限公司 架体、支架、电池模组以及储能电源
EP4333174A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-06 Volvo Truck Corporation Battery pack system, chassis arrangement, electrified heavy-duty vehicle and method
DE102022123533A1 (de) * 2022-09-14 2024-03-14 Elringklinger Ag Batteriemodulträger und Batteriespeichervorrichtung
USD1006253S1 (en) * 2022-09-29 2023-11-28 Schott Pharma Schweiz Ag Tray for filling of vials, syringes, and cartridges for fill and finish machines
CN116936951A (zh) * 2023-09-14 2023-10-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池及用电装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3848565B2 (ja) * 2001-11-27 2006-11-22 松下電器産業株式会社 電池間接続構造および電池モジュール並びに電池パック
JP4868889B2 (ja) 2006-02-28 2012-02-01 三洋電機株式会社 組電池
US20110293986A1 (en) 2009-11-25 2011-12-01 Katsumi Kozu Battery module
CN104078630B (zh) * 2009-12-24 2017-02-08 三洋电机株式会社 电池组
JP5663962B2 (ja) * 2010-05-31 2015-02-04 ソニー株式会社 電池ユニット
EP2482362A4 (en) * 2010-09-17 2012-08-01 Panasonic Corp BATTERY PACK AND BATTERY MODULE
JP2014197452A (ja) 2011-08-03 2014-10-16 パナソニック株式会社 電池モジュール
KR101359710B1 (ko) * 2012-07-10 2014-02-24 인셀(주) 전지 장착용 케이스 및 이를 구비한 전지 어셈블리
KR101297261B1 (ko) * 2012-09-13 2013-08-16 삼성에스디아이 주식회사 리드 플레이트, 이를 구비하는 배터리 팩 및 배터리 팩의 제조방법
KR101382297B1 (ko) 2012-11-07 2014-04-08 기아자동차(주) 배터리 모듈
US20150325824A1 (en) 2013-01-29 2015-11-12 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery block, battery module, and battery block holder
KR20150019705A (ko) 2013-08-14 2015-02-25 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 장치
CN105474434B (zh) * 2013-10-31 2018-12-21 松下知识产权经营株式会社 电池模块及其制造方法
KR101653307B1 (ko) * 2014-01-13 2016-09-01 주식회사 엘지화학 단위모듈들을 포함하는 전지모듈 어셈블리
KR20160020645A (ko) * 2014-08-13 2016-02-24 주식회사 이랜텍 멀티셀 홀더를 포함하는 배터리팩 모듈
US10347886B2 (en) * 2014-08-27 2019-07-09 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery module and battery pack
JP6070672B2 (ja) 2014-10-21 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 蓄電モジュール
CN107405713B (zh) 2015-03-12 2019-11-05 杰富意钢铁株式会社 焊接构造体
KR101839402B1 (ko) * 2015-04-13 2018-04-26 주식회사 엘지화학 텐션 댐핑부가 형성되어 있는 셀 수납부를 포함하는 전지팩용 팩 케이스
CN105226211B (zh) * 2015-08-25 2017-08-25 东南大学 一种拼装式电池模块及其电池组
KR101795718B1 (ko) * 2015-10-08 2017-11-10 주식회사 피플웍스 확장형 배터리 셀 모듈 조립체
CN106129287A (zh) * 2016-06-24 2016-11-16 江苏楚汉新能源科技有限公司 一种电动汽车用多功能轻质电池模组

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102556107B1 (ko) * 2023-03-08 2023-07-18 주식회사 루나볼트 소화필름을 구비한 배터리모듈
KR102556108B1 (ko) * 2023-03-08 2023-07-18 주식회사 루나볼트 소화필름을 구비한 방수 방폭용 하드케이스 배터리모듈 시스템

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