JP7047214B2 - バッテリーモジュールを含むバッテリーパック - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリーモジュールを含むバッテリーパックに関し、より詳しくは、製造効率が向上し、エネルギー密度が高く、製品の安定性を向上させたバッテリーパックに関する。
本出願は、２０１８年１１月２９日出願の韓国特許出願第１０－２０１８－０１５１２７４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。
二次電池は、多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度を有する電気的特性を有している。このような二次電池は、携帯用機器のみならず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。
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のみならず、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、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を浴びている。
電気車両などに適用されるバッテリーパックは、高出力を得るために複数のバッテリーセルを含む複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、個々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、セパレーター、活物質、電解液などを含み、構成要素間の電気化学的反応によって反復的な充放電が可能である。
一方、近来、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、複数の二次電池が直列及び／または並列に接続した複数のバッテリーモジュールが集積した構造のバッテリーパックに対する需要が増加しつつある。この際、バッテリーパックは、限定された空間に多くのバッテリーモジュールを収納できるように、複数のバッテリーモジュールを前後方向へ密着配置して構成することができる。
そして、従来技術のバッテリーパックは、自動車、自転車など移動手段に載置される場合、事故による外部衝撃に対し、載置されたバッテリーパックの損傷、爆発、火事などが発生することを防止する必要があった。
このために、従来技術のバッテリーパックは、モジュールケースをより機械的剛性が高い材質で具現するか、または外部衝撃から複数の円筒型電池セルを保護するための保護部材などを備えるような試みがあった。しかし、材質の変更や保護部材などの追加は、バッテリーパックの重量を増加させるか、または製造コストを上昇させるなどの問題があった。さらに、このような試みは、バッテリーパックのエネルギー密度を低下させるという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製造効率が向上し、エネルギー密度が高く、さらに、製品の安定性を高めた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の本発明によるバッテリーパックは、
横たえた形態のプレートを有する本体部及び前記プレート上に内部空間が形成されるように前記本体部の両端が上方へ折り曲げられて延びた側壁部が備えられた第１フレーム、及び前記第１フレームの下部に結合して横たえた形態のプレートを有する本体部及び前記プレートの下に内部空間が形成されるように前記本体部の両端が下方へ折り曲げられて延びた側壁部が備えられた第２フレーム、を備えた載置構造物と、
前記第１フレーム及び前記第２フレームの各々の内部空間に収容され、複数の円筒型電池セル、及び上下方向へ立てられた前記複数の円筒型電池セルが挿入される複数の中空管及び前記複数の中空管同士を相互に連結するように構成された連結部が備えられたモジュールケース、を備えた少なくとも二つ以上のバッテリーモジュールと、を含み得る。
また、前記複数の円筒型電池セルは、複数の列及び行に配置され、前記複数の円筒型電池セルは、隣接した他の行に位置した円筒型電池セルとジグザグ形態で配置され得る。
さらに、前記連結部は、一つの中空管と他の行に位置した他の中空管とを連結するように斜線方向へ延び得る。
そして、前記連結部は、一端部が一つの中空管と連結され、他端部が他の中空管と連結された板状であり得る。
さらに、前記連結部には、前記バッテリーモジュールに外部からの衝撃が加えられたときに破裂または変形されるように脆弱部位が形成され得る。
また、前記モジュールケースは、前記立てられた複数の円筒型電池セルの上部を収容するように複数の上部中空管が備えられた上部ケースと、前記上部ケースから下方へ離隔して位置し、前記立てられた複数の円筒型電池セルの下部を収容するように複数の下部中空管が備えられた下部ケースと、を備え得る。
さらに、前記上部ケースの上端部には、前記少なくとも一つ以上の円筒型電池セルを下方へ押さえるように構成された複数の上部ストッパが形成され、
前記下部ケースの下端部には、前記少なくとも一つ以上の円筒型電池セルを上方へ押さえるように構成された複数の下部ストッパが形成され得る。
そして、前記モジュールケースには、上下方向へ開放されており、前記複数の中空管のうち外側に位置した中空管と連結され、前記複数の円筒型電池セルを水平方向へ囲む外壁が備えられ得る。
また、前記複数の上部ストッパ及び下部ストッパのいずれか一つ以上が、一側に位置した外壁から他側に位置した外壁まで延びて連結され得る。
さらに、前記上部ストッパまたは前記下部ストッパの延びた方向に位置した外壁が、前記第１フレームまたは前記第２フレームの側壁部と対向するように位置し得る。
そして、前記第１フレーム及び前記第２フレームの各々の前記側壁部及び前記本体部には、内側方向または外側方向へ隆起したビーディング構造（beading structure）が形成され得る。
さらに、前記モジュールケースの上端面及び下端面のいずれか一つ以上には、内側方向へ凹んだ固定溝が備えられ得る。
また、前記第１フレーム及び前記第２フレームの各々の本体部には、前記固定溝に挿入されるように外側方向へ突出して延びた挿入部が形成され得る。
さらに、前記バッテリーパックは、
前記第１フレームの上部を覆うように位置した上部プレートと、
前記第２フレームの下部を上方へ支持するように位置した下部プレートと、
上端部が前記上部プレートと結合し、下端部が前記下部プレートと結合し、上下方向へ開放された形態のパックハウジングと、をさらに含み得る。
そして、前記上部プレート及び前記下部プレートには、前記モジュールケースに形成された固定溝に挿入されるように内側方向へ突出して延びた固定部が形成され得る。
さらに、上記の課題を達成するための本発明による電子デバイスは、本発明によるバッテリーパックを含む。
また、上記の課題を達成するための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。
本発明の一面によれば、本発明のバッテリーパックは、バッテリーモジュールを収容できる内部空間を形成する第１フレーム及び第２フレームが備えられた載置構造物を含むことで、載置されたバッテリーモジュールが外部衝撃によって、損傷、作動不能、寿命短縮、火事などが発生することを防止することができる。
また、本発明のこのような面によれば、本発明は、モジュールケースの連結部を一つの中空管と他の行に位置した他の中空管とを連結するように斜線方向へ延びるように構成することで、バッテリーモジュールに外部からの衝撃が発生したとき、連結部に衝撃が集中して連結部が先に変形ないし破裂するように構成されるため、モジュールケースの内部に収容された複数の円筒型電池セルへの衝撃を最小化することができる。
さらに、本発明の一面によれば、モジュールケースの連結部に脆弱部位を形成することで、バッテリーモジュールに加えられる外部からの衝撃が円筒型電池セルに集中せず、モジュールケースの連結部が先に破壊されることで衝撃を吸収できるため、外部からの衝撃による電池セルの損傷、寿命低下及び発火などの問題を防止することができる。
そして、本発明の一面によれば、モジュールケースは、複数の円筒型電池セルの外側面を全て囲むように中空管を形成する代りに、複数の円筒型電池セルの上側面及び下側面のみを囲むように上部ケース及び下部ケースを備えることで、複数の円筒型電池セルで発生した熱が外部へ効果的に放出されるという長所を有する。
さらに、本発明の一面によれば、上部ケース及び下部ケースの各々に上部ストッパ及び下部ストッパが形成されることで、モジュールケースの内部に収容された複数の円筒型電池セルが外部衝撃によってモジュールケースの外へ離脱するか、動くことを効果的に防止することができる。これによって、複数の円筒型電池セルの電極端子と電気的に接続した接続プレート同士の接触不良や損傷を防止することができる。
また、本発明の一面によれば、複数の上部ストッパ及び下部ストッパのうちいずれか一つ以上は、一側に位置した外壁から他側に位置した外壁まで延びて連結された形態を有することで、モジュールケースは、左右方向または前後方向に加えられる外部衝撃に耐える機械的剛性を有するのに有利な構造を有することができる。
そして、本発明の一面によれば、第１フレーム及び第２フレームの側壁部及び本体部にビーディング構造を形成することで、載置構造物の機械的剛性を直接的に向上させることができる。さらに、第１フレーム及び第２フレームの側壁部に内側方向へ隆起して形成されたビーディング構造は、内部空間に収容されたバッテリーモジュールが動いて側壁部と衝突を起こす場合、衝突による衝撃を緩衝し、バッテリーモジュールの損傷を効果的に防止することができる。
さらに、本発明の一面によれば、バッテリーパックの内部に熱伝導性物質を充填することで、バッテリーパックの内部に蓄積された熱を吸収してパックハウジングに伝達することができ、バッテリーパックの冷却効率を効果的に向上させることができる。
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概略的に示した斜視図である。 図１のバッテリーパックの構成を分解して概略的に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パックの一部構成であるバッテリーモジュールを概略的に示した分解斜視図である。 図３のバッテリーモジュールを概略的に示した平面図である。 図３のバッテリーモジュールの一部構成であるモジュールケースを概略的に示した底面斜視図である。 図５のモジュールケースのＡ領域を拡大して概略的に示した一部底面斜視図である。 図３のバッテリーモジュールのモジュールケースの下部ケースを概略的に示した底面図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図である。 図８のバッテリーパックの一部構成のみを概略的に示した斜視図である。 図８のバッテリーパックの一部構成であるバッテリーモジュールを概略的に示した平面図である。 図８のバッテリーパックの一部構成であるバッテリーモジュールを概略的に示した底面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに対する衝突試験過程を簡略に示した模式図である。 本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに対する衝突試験前、後の様子を撮影した写真である。
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、本明細書及び特許請求の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を概略的に示した斜視図である。そして、図２は、図１のバッテリーパックの構成を分離して概略的に示した分離斜視図である。
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーパック１０００は、載置構造物３００及び二つ以上のバッテリーモジュール２００、２０１を備え得る。
ここで、前記載置構造物３００は、第１フレーム３１０及び前記第１フレーム３１０の下部に結合する第２フレーム３２０を備え得る。また、前記第１フレーム３１０は、本体部３１１及び側壁部３１３を備え得る。具体的に、前記本体部３１１は、二つの表面を上下方向に向けるように横たえた形態のプレートを有し得る。さらに、Ｆ方向から見た場合、前記側壁部３１３は、前記プレートの上に内部空間が形成されるように前記本体部３１１の左右方向の両端が上方へ折り曲げられて延びて形成され得る。
ここで、前、後、左、右、上、下のような方向を示す用語は、観測者の位置や対象の置かれた形態によって変わり得る。但し、本明細書においては、説明の便宜のために、Ｆ方向から見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。
そして、前記第２フレーム３２０も、本体部３２１及び側壁部３２３を備え得る。具体的に、前記本体部３２１は、二つの表面を上下方向に向けるように横たえた形態のプレートを有し得る。さらに、Ｆ方向から見たとき、前記側壁部３２３は、前記プレートの下に内部空間が形成されるように前記本体部３２１の左右方向の両端が下方へ折り曲げられて延びて形成され得る。
例えば、図２に示したように、前記バッテリーパック１０００は、第１フレーム３１０及び第２フレーム３２０を備え得る。そして、前記第１フレーム３１０には、横たえた形態のプレートを有する本体部３１１及び前記本体部３１１の左右方向の両端が折り曲げられて延びた側壁部３１３が形成され得る。さらに、前記第２フレーム３２０には、横たえた形態のプレートを有する本体部３２１及び前記本体部３２１の左右方向の両端が折り曲げられて延びた側壁部３１３が形成され得る。
また、図２に示したように、前記第１フレーム３１０の前記本体部３１１のプレートの下面と前記第２フレーム３２０の本体部３２１のプレートの上面とは、相互に結合し得る。この際、溶接による接合で前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０を相互に結合し得る。そして、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０の各々は、一つのバッテリーモジュール２００を収容できる内部空間を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のバッテリーパック１０００は、前記バッテリーモジュール２００を収容できる内部空間を形成する第１フレーム３１０及び第２フレーム３２０が備えられた載置構造物３００を含むことで、載置されたバッテリーモジュール２００の外部衝撃による損傷、作動不能、寿命短縮、火事などの発生を防止することができる。
さらに、前記載置構造物３００は、別の構成である第１フレーム３１０及び第２フレーム３２０が相互に結合する方式で構成されることで、一体型で構成された「Ｈ」字状の構造物と異なり、製造が簡単であり、小規模の製造施設において載置構造物３００を製造することができるので、製造コストを大幅に削減することができる。
図３は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成であるバッテリーモジュールを概略的に示した分離斜視図である。
図３を参照すれば、前記バッテリーモジュール２００は、複数の円筒型電池セル１００、前記複数の円筒型電池セル１００の少なくとも一部を挿入収容するように構成されたモジュールケース２１０及び接続プレート２２０、２２１を備え得る。
具体的に、前記円筒型電池セル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）を含み得る。ここで、前記電極組立体は、電極活物質が塗布された正極、負極及び前記正極と負極との間に介在される分離膜を含み得る。
また、前記円筒型電池セル１００は、円筒型電池缶１２０が上下方向へ立てられた形態で構成され得る。さらに、円筒型電池缶１２０は、導電性の高い材質を含んでおり、例えば、円筒型電池缶１２０は、アルミニウムまたは銅素材を含み得る。
そして、円筒型電池缶１２０の上部及び下部の各々に電極端子１１１が形成され得る。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１１１ａが形成され得、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１１１ｂが形成され得る。
例えば、図３に示したように、一つのバッテリーモジュール２００には、２５個の円筒型電池セル１００が備えられ得る。また、２５個の円筒型電池セル１００のうち、１０個の円筒型電池セル１００は、上端部に正極端子１１１ａが形成され、下端部に負極端子１１１ｂが形成され得る。残りの１５個の円筒型電池セル１００は、上端部に負極端子１１１ｂが形成され得、下端部に正極端子１１１ａが形成され得る。
また、円筒型電池缶１２０の側部には、電気的絶縁部材が被覆され得る。即ち、円筒型電池缶１２０は、内部に電極組立体の電極と電気的に接続しているため、意図しない導電性物体が円筒型電池缶１２０に接触して漏電が発生しないように円筒型電池缶１２０の側部を囲む絶縁フィルム（図示せず）または電気絶縁性の接着剤が被覆され得る。
また、電極組立体（図示せず）は、正極と負極との間に分離膜を介在した状態でゼリーロール型に巻き取った構造で形成され得る。さらに、前記正極（図示せず）には、正極タブが付着され、円筒型電池缶１２０の上端の第１電極端子１１１ａに接続し得る。そして、前記負極（図示せず）には、負極タブが付着され、円筒型電池缶１２０の下端の第２電極端子１１１ｂに接続され得る。
さらに、前記複数の円筒型電池セル１００は、Ｆ方向から見たとき、モジュールケース２１０内で上下方向へ立てられて水平方向に配置され得る。また、前記複数の円筒型電池セル１００は、複数の列及び行に配置され得る。ここで、図１において、Ｆ方向から見た場合、前記一つの列に配置された複数の円筒型電池セルは、前後方向Ｌに配列され得、前記一つの行に配置された複数の円筒型電池セルは、左右方向Ｗに配置され得る。
そして、前記複数の円筒型電池セル１００は、隣接した他の行に位置した円筒型電池セル１００とジグザグ形態で配置され得る。より具体的に、複数の円筒型電池セル１００のうち、一つの行及び列に位置した円筒型電池セル１００は、隣接した他の行に位置した円筒型電池セル１００と左右方向へ相互に離隔して位置し得る。
例えば、図３に示したように、一つのバッテリーモジュール２００には、２５個の円筒型電池セル１００を備えている。そして、前記２５個の円筒型電池セル１００は、上下方向へ立てられた形態で、水平方向へ相互に隣接するように配置され得る。さらに、一つの列に配置された複数の円筒型電池セル１００は、正極端子１１１ａが上端部に位置し、負極端子１１１ｂは、下端部に形成され得る。また、他の行に配置された複数の円筒型電池セル１００は、正極端子１１１ａが下端部に位置し、負極端子１１１ｂは、上端部に形成され得る。さらに、一つの列に配置された複数の円筒型電池セル１００は、隣接した他の行に位置した円筒型電池セル１００とジグザグ形態で配置され得る。即ち、一つの列に配置された複数の円筒型電池セル１００は、他の行に位置した円筒型電池セル１００と円筒の中心を基準にして行方向へ一定の距離で離隔して配置され得る。
一方、前記接続プレート２２０は、連結バー２２５及び接続部２２７を備え得る。具体的に、前記連結バー２２５は、前記複数の円筒型電池セル１００の上部または下部に位置し得る。即ち、前記連結バー２２５は、前記モジュールケース２１０の上部または下部に取り付けられ得る。
例えば、図３に示したように、前記バッテリーモジュール２００のモジュールケース２１０の上部には、３個の接続プレート２２０の各々が前記複数の円筒型電池セル１００の電極端子１１１と接続するように位置し得る。また、前記バッテリーモジュール２００のモジュールケース２１０の下部には、３個の接続プレート２２０の各々が前記複数の円筒型電池セル１００の電極端子１１１と接続するように位置し得る。さらに、前記６個の接続プレート２２０の各々は、連結バー２２５を備え得る。そして、６個の接続プレート２２０のうち二つの接続プレート２２０には、外部入出力端子の役割を果たすように一端部に開口Ｈ２が形成され得る。
さらに、前記連結バー２２５は、一部に、前記複数の円筒型電池セル１００の電極端子１１１と電気的に接続する接続部２２７を複数個備え得る。また、前記接続プレート２２０の接続部２２７は、前記複数の円筒型電池セル１００に形成された電極端子１１１と電気的に接続するように水平方向へ延びて突出して形成され得る。さらに、前記接続部２２７の突出した端部は、連結バー２２５の突出延長方向を基準にして両側に分かれた分枝構造を有し得る。
例えば、図３に示したように、６個の接続プレート２２０の連結バー２２５の各々には、５個の接続部２２７が形成され得る。また、前記接続部２２７は、突出延長方向を基準にして両側に分かれた分枝構造を有し得る。
さらに、前記接続プレート２２０は、導電性素材を含み得る。例えば、前記導電性素材は、銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀などが主材料として構成された金属合金であり得る。
なお、前記バッテリーパック１０００は、複数のバッテリーモジュール２００、２０１を相互に電気的に直列または並列接続するためのバスバー（図示せず）を備え得る。具体的に、前記バスバーは、前記バッテリーモジュール２００、２０１の各々に備えられた接続プレートと電気的に接続するように構成され得る。例えば、前記バスバーは、アルミニウム、銅などの素材を含み得る。
図４は、図３のバッテリーモジュールを概略的に示した平面図である。そして、図５は、図３のバッテリーモジュールの一部構成であるモジュールケースを概略的に示した底面斜視図である。ここで、図４に示したバッテリーモジュール２００は、内部構成の説明の便宜のために接続プレートの構成を省略して示した。
図３と共に、図４及び図５を参照すれば、前記モジュールケース２１０は、複数の中空管２１３及び連結部２１５を備え得る。具体的に、前記複数の中空管２１３は、上下方向へ立てられた前記複数の円筒型電池セル１００の少なくとも一部が挿入されるように形成され得る。そして、前記中空管２１３は、前記円筒型電池セル１００の円筒型電池缶１２０の水平方向の上側面、下側面、または上下側面を共に囲むように構成され得る。
例えば、図５に示したように、前記モジュールケース２１０には、２５個の中空管２１３が形成され得る。また、前記２５個の中空管２１３は、前記円筒型電池セル１００の円筒型電池缶１２０の水平方向の上側面を囲むように構成され得る。
さらに、前記連結部２１５は、前記複数の中空管２１３同士を相互に連結するように構成され得る。例えば、前記モジュールケース２１０には、前記２５個の中空管２１３同士を相互に連結するように構成された複数の連結部２１５が形成され得る。
そして、前記複数の円筒型電池セル１００は、隣接した他の行に位置した円筒型電池セル１００とジグザグ形態で配置される場合、前記連結部２１５は、一つの中空管２１３と他の行に位置した他の中空管２１３とを連結するように構成され得る。
例えば、前記連結部２１５は、一つの中空管２１３から他の行に位置した他の中空管２１３に斜線方向へ延び得る。ここで、斜線方向とは、垂直である方向ではない方向を意味し、例えば、前記前後方向（図３のＬ）を基準で左右方向（図３のＷ）へ角度が１°以上ずれた方向を意味する。
また、前記連結部２１５は、前記一つの中空管２１３の中心点と他の一つの中空管２１３の中心点を継ぐ線分上に位置し得る。さらに、前記連結部２１５は、一つの中空管２１３の同じ行に位置して隣接した中空管２１３と相互に連結されるように構成され得る。
例えば、図５に示したように、前記モジュールケース２１０の連結部２１５ｃは、一つの中空管２１３と他の行に位置した他の中空管２１３とを連結するように左斜線方向または右斜線方向へ延びた形態を有し得る。そして、他の連結部２１５は、一つの中空管２１３の同じ行に位置した隣接した中空管２１３と相互に連結されるように左右方向Ｗへ延びて形成され得る。
ここで、前記複数の円筒型電池セル１００が、隣接した他の行に位置した円筒型電池セル１００とジグザグ形態で配置された場合、前記バッテリーモジュール２００に前後方向Ｌへの外部衝撃が発生したとき、前記複数の円筒型電池セル１００には、斜線方向へ移動する力が発生するようになる。これによって、前記モジュールケース２１０の前記複数の中空管２１３を連結する連結部２１５ｃは、斜線方向へ延びた構造を有することで、前記複数の円筒型電池セル１００は、斜線方向へ移動する力を阻止するか、または力を吸収することが容易になる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記連結部２１５ｃを一つの中空管２１３と他の行に位置した他の中空管２１３とを連結するように斜線方向へ延びるように構成することで、前記バッテリーモジュール２００に外部からの衝撃が加えられたとき、前記連結部２１５に衝撃が集中して連結部２１５が先に変形ないし破裂するように構成したことから、前記モジュールケース２１０の内部に収容された複数の円筒型電池セル１００への衝撃を最小化する効果を奏する。
また、前記連結部２１５は、板状であり得る。具体的に、前記板状は、一端部が一つの中空管２１３と連結され、他端部が他の中空管２１３と連結された構成であり得る。さらに、前記連結部２１５の一端部及び他端部は、前記中空管２１３の下端部から上端部まで延びた形態であり得る。即ち、前記連結部２１５は、前記中空管２１３の上下方向の長さと対応する上下方向の長さを有し得る。
図６は、図５のモジュールケースのＡ領域を拡大して概略的に示した一部底面斜視図である。
図１と共に図６を参照すれば、前記連結部２１５の一部には、前記バッテリーモジュール２００に外部から衝撃が加えられたときに破裂または変形されるように脆弱部位が形成され得る。例えば、前記脆弱部位は、一部が内側方向へ凹んだ切欠きであり得る。例えば、図６に示したように、前記連結部２１５の一端部（上端部）及び他端部（下端部）の各々には、切欠きが形成され得る。勿論、前記脆弱部位はこのような切欠きのみに限定されず、衝撃吸収に有利な構造であれば、如何なる形態であっても適用可能である。ここで、「内側方向」とは、連結部本体の中央に向けた方向を意味する。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記連結部２１５に脆弱部位を形成することで、バッテリーモジュール２００に加えられる外部からの衝撃が前記円筒型電池セル１００に集中せず、前記モジュールケース２１０が先に破壊されて衝撃を吸収できるので、外部衝撃による電池セルの損傷、寿命低下及び発火などの問題を防止することができる。
また、図３を参照すれば、前記モジュールケース２１０は、上部ケース２１０ａ及び下部ケース２１０ｂを備え得る。具体的に、前記上部ケース２１０ａは、前記立てられた複数の円筒型電池セル１００の上部を収容するように複数の上部中空管２１３を備え得る。また、前記下部ケース２１０ｂは、前記上部ケース２１０ａから一定の距離で離隔するように位置し得る。また、前記下部ケース２１０ｂは、前記立てられた複数の円筒型電池セル１００の下部を収容するように複数の下部中空管２１３ｂを備え得る。
即ち、前記上部ケース２１０ａ及び前記下部ケース２１０ｂからなるモジュールケース２１０は、前記複数の円筒型電池セル１００の上面及び下面の各々を囲むように位置し得る。言い換えれば、前記モジュールケース２１０は、前記複数の円筒型電池セル１００の水平方向の外側面の中央部位が外部に露出するように形成され得る。
例えば、図１に示したように、前記バッテリーモジュール２００に備えられた前記モジュールケース２１０は、上部ケース２１０ａ及び下部ケース２１０ｂを備え得る。そして、前記上部ケース２１０ａの上部中空管２１３ａと前記下部ケース２１０ｂの下部中空管２１３ｂとは、相互に一定の距離で離隔した形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記モジュールケース２１０は、前記複数の円筒型電池セル１００の外側面を全て囲むように中空管を形成する代りに、前記複数の円筒型電池セル１００の上面及び下面のみを囲むように上部ケース２１０ａ及び下部ケース２１０ｂの各々の上部中空管２１３ａ及び下部中空管２１３ｂを備えることで、前記複数の円筒型電池セル１００で発生した熱が外部へ効果的に放出できる長所がある。
また、図３をさらに参照すれば、前記モジュールケース２１０に形成された複数の連結部２１５のうちの一部は、円形管ｂ１を含み得る。具体的に、前記上部ケース２１０ａは、前記複数の上部中空管２１３を相互に連結するように延びた上部連結部２１５を複数個備え得る。そして、前記複数の上部連結部２１５のうちの一部は、内側方向へ突出して延びた円形管ｂ１を含み得る。
さらに、前記下部ケース２１０ｂは、前記複数の下部中空管２１３ｂを相互に連結するように延びた下部連結部２１５を複数個備え得る。また、前記複数の下部連結部２１５のうちの一部は、内側方向へ突出して延びた円形管ｂ２を含み得る。
さらに、前記上部連結部２１５の円形管ｂ１と前記下部連結部２１５の円形管ｂ２とは、相互に結合するように構成され得る。具体的に、前記上部連結部２１５の円形管ｂ１と前記下部連結部２１５の円形管ｂ２とは互いに雄雌結合構造を有し得る。そして、前記上部連結部２１５の円形管ｂ１と前記下部連結部２１５の円形管ｂ２とは、ボルト（図示せず）が挿入されて相互に結合し得る。この際、前記ボルトは、前記上部連結部２１５及び前記下部連結部２１５の円形管ｂ１、ｂ２の各々に挿入固定されるように前記ボルトと結合するナットをさらに含み得る。
図７は、図３のバッテリーモジュールのモジュールケースの下部ケースを概略的に示した底面図である。ここで、図７に示したバッテリーモジュール２００は、内部構成の説明の便宜のために接続プレートの構成を省略して図示した。
先ず、図４をさらに参照すれば、前記上部ケース２１０ａの上端部には、複数の上部ストッパ２１６ａが形成され得る。また、前記上部ストッパ２１６ａは、前記少なくとも一つ以上の円筒型電池セル１００を下方へ押さえるように構成され得る。即ち、前記上部ストッパ２１６ａは、前記上部ケース２１０ａに収容された複数の円筒型電池セル１００が上方へ移動することを阻止するように上下面が扁平なプレート形状を有し得る。これによって、前記円筒型電池セル１００は、前記上部ケース２１０ａの内部に収容固定できる。
さらに、図７を参照すれば、前記下部ケース２１０ｂの下端部には、複数の下部ストッパ２１６ａ２が形成され得る。そして、前記下部ストッパ２１６ａ２は、前記少なくとも一つ以上の円筒型電池セル１００を上方へ押さえるように構成され得る。即ち、前記下部ストッパ２１６ａ２は、前記下部ケース２１０ｂに収容された複数の円筒型電池セル１００が下方へ移動することを阻止するように上下面が扁平なプレート形状を有し得る。一部の下部ストッパ２１６ａは、下部ケース２１０ｂの外壁から延びた形態を有し得る。これによって、前記円筒型電池セル１００は、前記下部ケース２１０ｂの内部に収容固定できる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記上部ケース２１０ａ及び前記下部ケース２１０ｂの各々に上部ストッパ２１６ａ及び下部ストッパ２１６ａ２が形成されることで、前記モジュールケース２１０の内部に収容された複数の円筒型電池セル１００が外部衝撃によってモジュールケース２１０の外へ離脱するか、動くことを効果的に防止することができる。これによって、前記複数の円筒型電池セル１００の電極端子１１１と電気的に接続した接続プレート２２０同士の接触不良や損傷を防止することができる。
また、図３及び図４をさらに参照すれば、前記モジュールケース２１０は、中空管２１３は、上部中空管２１３ａ及び下部中空管２１３ｂを備え得る。前記モジュールケース２１０は、前記複数の中空管２１３を四方で囲むように形成された外壁２１１を備え得る。具体的に、前記外壁２１１は、上下方向に開放された四角フレーム形態であり得る。さらに、前記外壁２１１は、前記中空管２１３のうち外側に位置した中空管２１３と連結され、前記複数の円筒型電池セル１００が水平方向の周りに位置した形態であり得る。
例えば、図４に示したように、前記上部ケース２１０ａの外壁２１１は、平面視で四角形であり得る。さらに、前記上部ケース２１０ａの外壁２１１は、前、後、左、右方向に位置した第１外壁２１１ａ、第２外壁２１１ｂ、第３外壁２１１ｃ及び第４外壁２１１ｄを含み得る。また、図７に示したように、前記下部ケース２１０ｂの外壁２１１は、平面視で四角形であり得る。さらに、前記下部ケース２１０ｂの外壁２１１は、前、後、左、右方向に位置した第１外壁２１１ａ、第２外壁２１１ｂ、第３外壁２１１ｃ及び第４外壁２１１ｄを含み得る。
さらに、前記複数の上部ストッパ２１６ａ及び下部ストッパ２１６ａ２のうちいずれか一つ以上は、一側に位置した外壁２１１ｃから他側に位置した外壁２１１ｄまで延びて連結された形態を有し得る。例えば、図４に示したように、上部ストッパ２１６のうち、二つのストッパ２１６ｂは、左右方向の一端部が第３外壁２１１ｃと連結され、他端部が第４外壁２１１ｄと連結された形態を有し得る。また、図７に示したように、下部ストッパ２１６のうち、二つのストッパ２１６ｂ２は、左右方向の一端部が第３外壁２１１ｃと連結され、他端部が第４外壁２１１ｄと連結された形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記複数の上部ストッパ２１６ａ及び下部ストッパ２１６ａ２のうちいずれか一つ以上は、一側に位置した外壁２１１から他側に位置した外壁２１１まで延びて連結された形態を有することで、前記モジュールケース２１０は、左右方向または前後方向に加えられる外部衝撃に耐える機械的剛性を有するのに有利な構造を有することができる。
また、図２及び図３をさらに参照すれば、図１のＦ方向から見た場合、前記モジュールケース２１０の左右方向に位置した外壁２１１は、前記第１フレーム３１０の側壁部３１３または前記第２フレーム３２０の側壁部３２３と対向するように位置し得る。例えば、図２に示したように、前記モジュールケース２１０の第３外壁２１１ｃは、前記第１フレーム３１０の中心を基準で左側壁部３１３と対向するように位置し、前記第４外壁２１１ｄは、前記第１フレーム３１０の右側壁部３１３と対向するように位置し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記上部ストッパ２１６ｂまたは前記下部ストッパ２１６ｂ２の延長方向に位置した外壁２１１は、前記第１フレーム３１０の側壁部３１３または前記第２フレーム３２０の側壁部３２３と対向するように位置する場合、前記バッテリーパック１０００の左右方向に加えられた外部衝撃に耐える機械的剛性をさらに補強することができ、バッテリーパック１０００の耐久性及び安定性を向上させることができる。
一方、図２をさらに参照すれば、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０には、機械的剛性を高めることができるビーディング構造（beading structure）３１０ｂが形成され得る。具体的に、前記ビーディング構造３１０ｂは、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０の前記側壁部３１３、３２３及び前記本体部３１１、３２１に形成され得る。前記ビーディング構造３１０ｂは、内側方向または外側方向へ隆起した形態を有し得る。ここで、「内側方向」とは、第１フレーム３１０または第２フレーム３２０を基準で第１フレーム３１０または第２フレーム３２０に載置されたバッテリーモジュール２００が位置した方向であり得る。そして、「外側方向」とは、前記内側方向の反対方向を意味する。
例えば、図２に示したように、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０の各々の側壁部３１３、３２３には、内側方向へ隆起したビーディング構造３１０ｂが形成され得る。また、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０の本体部３１１、３２１にも、上下方向へ隆起したビーディング構造３１１ｂが複数個形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０の側壁部３１３、３２３及び本体部３１１、３２１にビーディング構造３１０ｂ、３２０ｂ、３１１ｂを形成することで、前記載置構造物３００の機械的剛性を直接的に向上させることができる。さらに、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０の側壁部３１３、３２３に内側方向へ隆起して形成されたビーディング構造３１０ｂ、３２０ｂは、内部空間に収容されたバッテリーモジュール２００が動いて側壁部３１３、３２３と衝突を起こす場合、衝突による衝撃を緩衝でき、バッテリーモジュール２００の損傷を効果的に防止することができる。
一方、図１をさらに参照すれば、前記バッテリーパック１０００には、バッテリーモジュール２００、２０１と電気的に接続した幾つかの電気的部品（図示せず）が含まれ得る。この際、電気的接続のために別のモジュールバスバーまたはケーブルを用い得る。そして、このような電気的部品を電装品（electrical equipment）ともいう。さらに、前記バッテリーパック１０００に含まれる電装品の代表的な例には、リレーや電流センサー、ヒューズ、バッテリー管理システム（ＢＭＳ：Battery Management System）などが挙げられる。このような電装品は、バッテリーパック１０００に含まれた円筒型電池セル１００の充放電を管理し、安全性を確保するための構成要素であって、多くのバッテリーパック１０００に必須に含まれる構成要素である。
具体的に、前記電装品は、前記第１フレーム３１０の側壁部３１３及び前記第２フレーム３２０の側壁部３２３の外側に備えられ得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０の側壁部３１３、３２３の外側には、電気的部品を取り付けることで、前記載置構造物３００に載置された複数のバッテリーモジュール２００から発生した電磁波または磁場の影響を避けることができ、誤作動ないし信号ノイズの発生を防止することができる。即ち、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０が電磁波や磁場を遮断することができる金属から構成されることで、このような効果を発揮することができる。
図８は、本発明の他の実施例によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図である。図９は、図８のバッテリーパックの一部構成のみを概略的に示した斜視図である。図１０は、図８のバッテリーパックの一部構成であるバッテリーモジュールを概略的に示した平面図である。そして、図１１は、図８のバッテリーパックの一部構成であるバッテリーモジュールを概略的に示した底面図である。ここで、図９においては、図面説明の便宜のために上部プレートを透明に示しており、第１フレーム３１０の本体部３１１に形成された挿入部３２５を隠れ線で示した。
先ず、図１０及び図１１を参照すれば、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール２００Ｂは、前記モジュールケース２１０の上端面及び下端面のいずれか一つ以上に内側方向へ凹んだ固定溝Ｈ１が備えられ得る。具体的に、前記モジュールケース２１０の上部ケース２１０ａの上端面には、一方向へ並んだ複数の固定溝Ｈ１が形成され得る。また、前記モジュールケース２１０の下部ケース２１０ｂの下端面にも、一方向へ並んだ複数の固定溝Ｈ１が形成され得る。
例えば、図１０に示したように、前記モジュールケース２１０の上部ケース２１０ａの上端面には、一方向へ並んで下方へ凹んだ円形の複数の固定溝Ｈ１が形成され得る。また、例えば、図１１に示したように、前記モジュールケース２１０の下部ケース２１０ｂの下端面には、一方向へ並んで上方へ凹んだ円形の複数の固定溝Ｈ１が形成され得る。
さらに、前記第１フレーム３１０の本体部３１１及び前記第２フレーム３２０の本体部３２１には、前記固定溝Ｈ１に挿入されるように外側方向へ突出して延びた挿入部３１５、３２５が形成され得る。具体的に、前記第１フレーム３１０の本体部３１１の上面には、上方へ突出して延びた形態（錐体形態）の複数の挿入部３１５が形成され得る。そして、前記第２フレーム３２０の本体部３２１の下面には、下方へ突出して延びた形態（角形態）の複数の挿入部３２５が形成され得る。さらに、前記挿入部３１５、３２５は、前記上部ケース２１０ａ及び前記下部ケース２１０ｂの各々に形成された前記固定溝Ｈ１に挿入されるように形成され得る。
また、前記挿入部３１５は、前記本体部３１１に穿孔された固定開口に挿入された押込ナット、及び前記押込ナットに結合した角形状のボルトを備え得る。
例えば、図９に示したように、前記第１フレーム３１０の本体部３１１には、６個の挿入部３１５が形成され得る。そして、前記挿入部３１５は、前記第１フレーム３１０の本体部３１１から上方へ延びた円筒状の本体、及び上端部が上方へ進むほど直径が小さくなる錐体の形態を有し得る。さらに、前記第２フレーム３２０の本体部３２１には、６個の挿入部３２５が形成され得る。そして、前記挿入部３２５は、前記第２フレーム３２０の本体部３２１から下方へ延びた円筒状の本体、及び下端部が下方へ進むほど直径が小さくなる錐体の形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記モジュールケース２１０には、固定溝Ｈ１を備え、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０に、前記固定溝Ｈ１に挿入される挿入部３１５、３２５を形成することで、前記載置構造物３００に収容された前記バッテリーモジュール２００が動かないように固定することができる。
図８～図１１を参照すれば、本発明の他の実施例によるバッテリーパック１０００Ｂは、上部プレート３４０、下部プレート３５０及びパックハウジング３６０をさらに含み得る。具体的に、前記上部プレート３４０は、前記第１フレーム３１０の上部を覆う大きさで形成され得る。また、前記上部プレート３４０は、前記第１フレーム３１０の上部に接触するように位置し得る。さらに、前記下部プレート３５０は、前記第２フレーム３２０の下部を上方へ支持するように前記第２フレーム３２０の平面の大きさよりも大きく形成され得る。そして、前記下部プレート３５０は、前記第２フレーム３２０の下部に位置し得る。
さらに、前記上部プレート３４０には、前記第１フレーム３１０の側壁部３１３の上端部が挿入固定されるための挿入溝（図示せず）が形成され得る。また、前記下部プレート３５０には、前記第２フレーム３２０の側壁部３２３の下端部が挿入固定されるための挿入溝Ｈ３が形成され得る。
例えば、図１０に示したように、前記バッテリーパック１０００は、前記第１フレーム３１０及び前記第２フレーム３２０を備えた載置構造物３００と、前記上部プレート３４０及び前記下部プレート３５０をさらに含み得る。ここで、前記上部プレート３４０は、前記第１フレーム３１０の側壁部３１３の上端部に結合して位置し得る。そして、前記下部プレート３５０は、前記第２フレーム３２０の側壁部３２３（図２）の下端部に結合して位置し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記バッテリーパック１０００が上部プレート３４０及び下部プレート３５０をさらに含むことで、前記バッテリーパック１０００の上部及び下部に加えられる衝撃から、内部構成である複数の円筒型電池セル１００の損傷を防止することができ、パック安定性をさらに高めることができる。
一方、図８及び図９をさらに参照すれば、前記パックハウジング３６０は、上端部が前記上部プレート３４０と結合し、下端部が前記下部プレート３５０と結合した形態であり得る。また、前記パックハウジング３６０は、上下方向へ開放された筒形態であり得る。さらに、前記パックハウジング３６０の側壁には、格子形状のリブ３６１が形成され得る。例えば、図８に示したように、前記パックハウジング３６０の側壁には、上下方向へ延びた線状のリブ３６１ａと水平方向へ延びた線状のリブ３６１ｂとが相互に交差した格子形状のリブ３６１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、前記パックハウジング３６０を格子形状のリブ３６１で形成することで、前記パックハウジング３６０を軽量化すると共に、機械的剛性を補うことができ、パックハウジング３６０の製造コスト及び適用性を高めることができる。
また、図９、図１０及び図１１を参照すれば、前記上部プレート３４０及び前記下部プレート３５０には、前記モジュールケース２１０の下部ケース２１０ｂに形成された固定溝Ｈ１に挿入されるように構成された固定部３５３が形成され得る。具体的に、前記固定部３５３は、内側方向へ突出して延びた形態であり得る。
例えば、図９に示したように、前記上部プレート３４０に形成された固定部（図示せず）は、プレートの下面から下方へ延びた円筒状の本体、及び下端部が下方へ進むほど直径が小さくなる錐体の形態を有し得る。さらに、前記下部プレート３５０に形成された固定部３５３は、プレートの上面から上方へ延びた円筒状の本体、及び上端部が上方へ進むほど直径が小さくなる錐体の形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記上部プレート３４０及び前記下部プレート３５０の各々に、前記モジュールケース２１０に形成された固定溝Ｈ１に挿入されるように構成された固定部３５３を備えることで、前記載置構造物３００に載置されたバッテリーモジュール２００が動かないようにより堅固に固定することができる利点がある。
そして、前記バッテリーパック１０００Ｂのパックハウジング３６０の内部には、熱伝導性物質（図示せず）が充填され得る。具体的に、前記熱伝導性物質は、熱伝導性の高い高分子樹脂またはシリコーン系樹脂及びフィラーを含み得る。例えば、前記高分子樹脂は、ポリシロキシサン樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂またはエポキシ樹脂であり得る。そして、前記熱伝導性物質は、付加された接着物質が固化した形態であり得る。例えば、前記接着物質は、アクリル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ゴム系などの物質であり得る。
また、図８に示したように、前記バッテリーパック１０００Ｂのパックハウジング３６０の内部には、熱伝導性物質が充填され得る。そして、前記バッテリーパック１０００Ｂの内部のバッテリーモジュール２００の外面を被覆するように熱伝導性物質が充填され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記バッテリーパック１０００Ｂの内部に熱伝導性物質を充填することで、バッテリーパック１０００Ｂの内部に蓄積された熱を吸収してパックハウジング３６０に伝達でき、バッテリーパック１０００Ｂの冷却効率を向上させることができる。
一方、本発明による電子デバイスは、前記バッテリーパック１０００を含み得る。さらに、前記電子デバイス（図示せず）は、前記バッテリーパック１０００を内部に収容するケース（図示せず）を備え得る。
さらに、本発明による自動車（図示せず）は、前記バッテリーパック１０００を含み得る。さらに、前記自動車は、例えば、前記バッテリーパック１０００を電源にする電気モーター（図示せず）を備えた電気自動車であり得る。
図１２は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに対する衝突試験過程を簡単に示した模式図である。そして、図１３は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールに対する衝突試験前、後の様子を撮影した写真である。
図１２を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール２００は、一方向の長さが１２５ｍｍである。前記バッテリーモジュール２００の一側を１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で３７．５ｍｍの距離までクラッシュバーＢを用いて加圧した後、載置された２５個の円筒型電池セルの状態を評価する安全性（耐久性）試験を行う過程を示した。
具体的に、本試験で使用されたバッテリーモジュール２００は、図１に示したバッテリーモジュール２００において５列５行にジグザグで配列された２５個の円筒型電池セル、前記接続プレート、前記モジュールケースと同じ構成を用いた。このうち、モジュールケース２１０の材質は、ポリカーボネート及びＡＢＳ樹脂が組み合わせられたエンジニアリングプラスチックであるＬＧ化学製のＬＵＰＯＹ ＧＮ５００１ＲＦ（製品名）を使用した。
試験結果、クラッシュバーＢとバッテリーモジュール２００とを衝突させた後、本発明の一実施例によるバッテリーパックに備えられた５列５行に配置された２５個の円筒型電池セルの各々の電圧を測定し、配列された順序の円筒型電池セルの電圧値を下記の表に示した。この際、衝突前、２５個の円筒型電池セルの平均電圧値は、約４．１８７Ｖであった。
Figure 0007047214000001
前記表１の電圧値から分かるように、衝突試験以後にも本発明のバッテリーモジュールに収容された２５個の円筒型電池セルは、大体、正常電圧値を維持していた。これは、円筒型電池セルが隣接した他の行に位置した円筒型電池セルとジグザグ形態で配置された場合、バッテリーモジュール２００に前後方向の外部衝撃が発生したとき、円筒型電池セルは斜線方向へ移動する力が発生するようになる。これによって、本発明のバッテリーモジュールのモジュールケースは、中空管を斜線方向に連結する連結部を備えることで、衝撃によって発生した円筒型電池セルが斜線方向へ移動する力を阻止するか、衝撃を吸収することができ、円筒型電池セルの損傷を効果的に防止することができたことが分かる。
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事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、当業者にとって自明である。
以上、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ず、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、複数のバッテリーモジュールを含むバッテリーパックに関する。また、本発明は、このようなバッテリーパックが備えられた電子デバイス及び自動車関連産業に利用可能である。
１００ 円筒型電池セル
２００、２０１ バッテリーモジュール
１１１ 電極端子
１１１ａ 第１電極端子
１１１ｂ 第２電極端子
２１０ モジュールケース
２１０ａ 上部ケース
２１０ｂ 下部ケース
２１１ 外壁
２１１ａ 第１外壁
２１１ｂ 第２外壁
２１１ｃ 第３外壁
２１１ｄ 第４外壁
２１３ 中空管
２１５、２１５ａ、２１５ｃ 連結部
２１６ａ 上部ストッパ
２１６ｂ 下部ストッパ
２２０、２２１ 接続プレート
２２５ 連結バー
２２７ 接続部
３００ 載置構造物
３１０ 第１フレーム
３１０ｂ、３２０ｂ ビーディング構造
３１１、３２１ 本体部
３１３、３２３ 側壁部
３１５、３２５ 挿入部
３２０ 第２フレーム
３４０ 上部プレート
３５０ 下部プレート
３５３ 固定部
３６０ パックハウジング
１０００ バッテリーパック
Ｈ１ 固定溝

Claims (13)

  1. 横たえた形態のプレートを有する本体部及び前記プレート上に内部空間が形成されるように前記本体部の両端が上方へ折り曲げられて延びた側壁部が備えられた第１フレーム、及び前記第１フレームの下部に結合して横たえた形態のプレートを有する本体部及び前記プレートの下に内部空間が形成されるように前記本体部の両端が下方へ折り曲げられて延びた側壁部が備えられた第２フレーム、を備えた載置構造物と、
    前記第１フレーム及び前記第２フレームの各々の内部空間に収容され、複数の円筒型電池セル、及び上下方向へ立てられた前記複数の円筒型電池セルが挿入される複数の中空管及び前記複数の中空管同士を相互に連結するように構成された連結部が備えられたモジュールケース、を備えた少なくとも二つ以上のバッテリーモジュールと、
    を含むことを特徴とするバッテリーパック。
  2. 前記複数の円筒型電池セルは、複数の列及び行に配置され、
    前記複数の円筒型電池セルは、隣接した他の行に位置した円筒型電池セルとジグザグ形態で配置され、
    前記連結部は、一つの中空管と他の行に位置した他の中空管とを連結するように斜線方向へ延びた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. 前記連結部は、一端部が一つの中空管と連結され、他端部が他の中空管と連結された板状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。
  4. 前記連結部には、前記バッテリーモジュールに外部からの衝撃が加えられたときに破裂または変形されるように脆弱部位が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記モジュールケースは、前記立てられた複数の円筒型電池セルの上部を収容するように複数の上部中空管が備えられた上部ケースと、
    前記上部ケースから下方へ離隔して位置し、前記立てられた複数の円筒型電池セルの下部を収容するように複数の下部中空管が備えられた下部ケースと、
    を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  6. 前記上部ケースの上端部には、前記少なくとも一つ以上の円筒型電池セルを下方へ押さえるように構成された複数の上部ストッパが形成され、
    前記下部ケースの下端部には、前記少なくとも一つ以上の円筒型電池セルを上方へ押さえるように構成された複数の下部ストッパ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パック。
  7. 前記モジュールケースには、上下方向へ開放されており、前記複数の中空管のうち外側に位置した中空管と連結され、前記複数の円筒型電池セルを水平方向へ囲む外壁が備えられ、
    前記複数の上部ストッパ及び下部ストッパのいずれか一つ以上が、一側に位置した外壁から他側に位置した外壁まで延びて連結された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. 前記上部ストッパまたは前記下部ストッパの延びた方向に位置した外壁が、前記第１フレームまたは前記第２フレームの側壁部と対向するように位置することを特徴とする請求項７に記載のバッテリーパック。
  9. 前記第１フレーム及び前記第２フレームの各々の前記側壁部及び前記本体部には、内側方向または外側方向へ隆起したビーディング構造が形成された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. 前記モジュールケースの上端面及び下端面のいずれか一つ以上には、内側方向へ凹んだ固定溝が備えられ、
    前記第１フレーム及び前記第２フレームの各々の本体部には、前記固定溝に挿入されるように外側方向へ突出して延びた挿入部が形成されたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  11. 前記バッテリーパックは、
    前記第１フレームの上部を覆うように位置した上部プレートと、
    前記第２フレームの下部を上方へ支持するように位置した下部プレートと、
    上端部が前記上部プレートと結合し、下端部が前記下部プレートと結合し、上下方向へ開放された形態のパックハウジングと、
    をさらに含み、
    前記上部プレート及び前記下部プレートには、前記モジュールケースに形成された固定溝に挿入されるように内側方向へ突出して延びた固定部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パック。
  12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、電子デバイス。
  13. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、自動車。
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