JP7297376B2 - 電池モジュールおよびそれを含む電池パック - Google Patents

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Description

[関連出願との相互引用]
本出願は2020年4月29日付韓国特許出願第10-2020-0052266号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は電池モジュールおよびそれを含む電池パックに関し、より具体的には構造的安全性を高めた電池モジュールおよびそれを含む電池パックに関する。
現代社会では携帯電話、ノートブック、カムコーダ、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常化されるにつれ、前記のようなモバイル機器と関連する分野の技術に対する開発が活発になっている。また、充放電が可能な二次電池は化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などを解決するための方案として、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(P-HEV)などの動力源として用いられるため、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。
現在、商用化されている二次電池としては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があるが、その中でリチウム二次電池はニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起きないため充放電が自由で、自己放電率が非常に低く、エネルギ密度が高い長所を有するため脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを間に置いて配置された電極組立体および電極組立体を電解液と共に密封収納する電池ケースを備える。
一般的にリチウム二次電池は外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に内蔵されている缶型二次電池と電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに内蔵されているパウチ型二次電池に分類することができる。
小型機器に用いられる二次電池の場合、2-3個の電池セルが配置されるか、自動車などのように中大型デバイスに用いられる二次電池の場合は、多数の電池セルを電気的に連結した電池モジュール(Battery module)が用いられる。このような電池モジュールは多数の電池セルが互いに直列または並列に連結されて電池セル積層体を形成することによって容量および出力が向上する。また、一つ以上の電池モジュールはBMS(Battery Management System)、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に取り付けられて電池パックを形成することができる。
二次電池は、適正温度より高くなる場合は二次電池の性能が低下し得、酷い場合は爆発や発火の危険性もある。特に、多数の二次電池、すなわち電池セルを備えた電池モジュールや電池パックは狭い空間で多数の電池セルから出る熱が加えられて温度上昇がさらに速くかつ激しくなる。言い換えれば、多数の電池セルが積層された電池モジュールとこのような電池モジュールが取り付けられた電池パックの場合、高い出力を得ることができるが、充電および放電時に電池セルで発生する熱を除去することが容易でない。電池セルの放熱が正しく行われない場合は電池セルの劣化がはやくなることにより寿命が短くなり、爆発や発火の可能性が大きくなる。
さらに、車両用電池パックに含まれる電池モジュールの場合、直射光線に頻繁に露出し、夏や砂漠地域のような高温条件に置かれられ得る。
したがって、電池モジュールや電池パックを構成する場合、安定的でかつ効果的な冷却性能を確保するのは大変重要であると言える。
図1は従来の電池モジュールに対する斜視図であり、図2は図1の切断線A-A’を沿って切断した断面図である。特に図2は電池モジュールの下に位置した熱伝達部材およびヒートシンクをさらに示した。
図1および図2を参照すると、従来の電池モジュール10は複数の電池セル11が積層されて電池セル積層体20を形成し、電池セル積層体20はモジュールフレーム30に収納される。
先立って説明した通り、複数の電池セル11を含むので電池モジュール10は充放電過程で多量の熱を発生させる。冷却手段として、電池モジュール10は電池セル積層体20とモジュールフレーム30の底部31の間に位置した熱伝導性樹脂層40を含み得る。また、電池モジュール10がパックフレームに取り付けられて電池パックを形成するとき、電池モジュール10の下に熱伝達部材50およびヒートシンク60が順に位置する。熱伝達部材50は放熱パッドであり得、ヒートシンク60は内部に冷媒流路が形成される。
電池セル11から発生した熱が、熱伝導性樹脂層40、モジュールフレーム30の底部31、熱伝達部材50およびヒートシンク60を順に経て電池モジュール10の外部に伝達される。
しかし、従来の電池モジュール10の場合、上記のように熱伝達経路が複雑で、電池セル11から発生した熱が効果的に伝達され難い。モジュールフレーム30自体が熱伝導特性を低下させ得、モジュールフレーム30、熱伝達部材50およびヒートシンク60それぞれの間に形成されるエアギャップ(Air gap)などの微細な空気層も熱伝導特性を低下させる要因になる。
電池モジュールについては小型化や容量増大のような他の要求が続いているので、冷却性能は高めながらもこのような多様な要求事項を共に満足できる電池モジュールを開発することが実質的に必要であると言える。
本発明が解決しようとする課題は、構造的安全性を高めた電池モジュールおよびそれを含む電池パックを提供することにある。
しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、上述した課題に限定されず、本発明に含まれた技術的思想の範囲で多様に拡張することができる。
本発明の一実施形態による電池モジュールは、複数の電池セルが積層された電池セル積層体と、前記電池セル積層体を収納するモジュールフレームと、前記電池セル積層体の前面及び後面にそれぞれ位置するエンドプレートと、前記モジュールフレームの底部の下に位置するヒートシンクとを含む。前記底部は前記ヒートシンクの上部プレートを構成する。前記モジュールフレームは、前記底部の一部が突出して形成された第1モジュールフレーム突出部および第2モジュールフレーム突出部を含み、前記第1モジュールフレーム突出部と前記第2モジュールフレーム突出部は互いに離隔して位置する。前記エンドプレートと前記モジュールフレームが溶接結合された溶接部が前記第1モジュールフレーム突出部と前記第2モジュールフレーム突出部との間に位置する。
前記溶接部は前記エンドプレートの下側角部と前記底部が接するところに形成され得る。
前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクの一辺から、前記第1モジュールフレーム突出部が位置する部分に突出した第1ヒートシンク突出部と、前記ヒートシンクの一辺から、前記第2モジュールフレーム突出部が位置する部分に突出した第2ヒートシンク突出部とを含み得る。
前記第1モジュールフレーム突出部及び前記第2モジュールフレーム突出部にモジュールフレームマウンティングホールが形成され得る。
前記第1ヒートシンク突出部及び前記第2ヒートシンク突出部にヒートシンクマウンティングホールが形成され得る。
前記モジュールフレームマウンティングホールと前記ヒートシンクマウンティングホールは互いに対応するように位置し得る。
前記ヒートシンクと前記底部が冷媒の流路を形成し得、前記底部は前記冷媒と接触し得る。
前記ヒートシンクは、冷媒の流入のための流入口および前記冷媒の排出のための排出口を含み得る。
前記ヒートシンクは、前記底部と接合する下部プレートおよび下側に陥没形成された陥没部を含み得る。
本発明の実施形態によれば、モジュールフレームとヒートシンクの一体化した構造により冷却性能が向上した電池モジュールを提供することができる。
また、不要な冷却構造を除去して原価節減が可能であり、空間活用度を高めることができるため電池モジュールの容量や出力を増大させることができる。
また、面積が増加した大面積モジュールにおいて、構造的に脆弱な部分に溶接構造を形成することができ、構造的剛性を増大させることができる。
本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されていないまた他の効果は特許請求範囲の記載から当業者に明確に理解されることができる。
従来の電池モジュールに対する斜視図である。 図1の切断線A-A’を沿って切断した断面図である。 本発明の一実施形態による電池モジュールに対する斜視図である。 図3の電池モジュールに対する分解斜視図である。 図3の電池モジュールに対して角度を異にして見た部分斜視図である。 図4の電池モジュールに含まれたU字型フレームとヒートシンクを示す斜視図である。 図3の電池モジュールをxy平面でz軸方向に見た平面図である。 図7の切断線B-B’を沿って切断した断面図である。
以下、添付する図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は様々な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素に対しては同じ参照符号を付ける。
また、図面に示す各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜上任意に示したので、本発明は必ずしも示されたところに限定されない。図面で複数の層および領域を明確に表現するために厚さを誇張して示した。そして図面で、説明の便宜上、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」または「の上に」あるというとき、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆にある部分が他の部分の「すぐ上に」あるというときには中間に他の部分が存在しないことを意味する。また、基準になる部分「上に」または「の上に」あるというのは基準になる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の逆方向に向かって「上に」または「の上に」位置することを意味するものではない。
また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反対の意味を示す記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
また、明細書全体で、「平面上」というとき、これは対象部分を上から見た場合を意味し、「断面上」というとき、これは対象部分を垂直に切断した断面を横から見た場合を意味する。
図3は本発明の一実施形態による電池モジュールに対する斜視図である。図4は図3の電池モジュールに対する分解斜視図である。図5は図3の電池モジュールに対して角度を異にして見た部分斜視図である。
図3ないし図5を参照すると、本発明の一実施形態による電池モジュール100は、複数の電池セル110が積層された電池セル積層体120、電池セル積層体120を収納するモジュールフレーム200、電池セル積層体120の前面と後面にそれぞれ位置するエンドプレート400およびモジュールフレーム200の底部210aの下に位置するヒートシンク300を含む。
電池セル110はパウチ型電池セルであり得る。このようなパウチ型電池セルは、樹脂層と金属層を含む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後、前記パウチケースの外周部を熱融着して形成される。この時、電池セル110は長方形のシート型構造で形成される。
このような電池セル110は複数で構成されることができ、複数の電池セル110は相互電気的に連結されるように積層されて電池セル積層体120を形成する。特に、図4に示すようにx軸と平行な方向に沿って複数の電池セル110が積層される。
本実施形態による電池セル積層体120は電池セル110の個数が従来より多くなる大面積モジュールであり得る。具体的には、電池モジュール100当たり32個~48個の電池セル110が含まれ得る。このような大面積モジュールの場合、電池モジュールの水平方向の長さが長くなる。ここで、水平方向の長さとは、電池セル110が積層された方向、すなわちx軸と平行な方向への長さを意味する。
電池セル積層体120を収納するモジュールフレーム200は上部カバー220およびU字型フレーム210を含み得る。
U字型フレーム210は底部210aおよび底部210aの両端部で上向きに延びた2個の側面部210bを含み得る。底部210aは電池セル積層体120の下面(z軸逆方向)をカバーし、側面部210bは電池セル積層体120の両側面(x軸方向とその逆方向)をカバーする。
上部カバー220はU字型フレーム210により囲まれる上記下面および前記両側面を除いた残りの上面(z軸方向)を囲む一つの板状構造で形成される。上部カバー220とU字型フレーム210は互いに対応する角部位が接触した状態で、溶接などによって結合されることによって、電池セル積層体120を上下左右でカバーする構造を形成することができる。上部カバー220とU字型フレーム210により電池セル積層体120を物理的に保護することができる。これのために上部カバー220とU字型フレーム210は所定の強度を有する金属材質を含み得る。
一方、具体的に示していないが、変形例によるモジュールフレーム200は上面、下面および両側面が一体化した金属板材形態のモノフレームであり得る。すなわち、U字型フレーム210と上部カバー220が相互結合される構造でなく、押出成形により製造されて上面、下面および両側面が一体化した構造であり得る。
エンドプレート400は電池セル積層体120の前面(y軸方向)と後面(y軸逆方向)に位置して電池セル積層体120をカバーするように形成される。このようなエンドプレート400は外部の衝撃から電池セル積層体120およびその他電装品を物理的に保護することができる。また、エンドプレート400はマウンティング部410を含み得る。マウンティング部410はエンドプレート400の一面で突出した構造であり得、貫通口が形成される。マウンティング部410により電池モジュール100がパックフレームに取り付けおよび固定されて電池パックを形成することができる。
一方、具体的に示していないが、電池セル積層体120とエンドプレート400の間にはバスバーが取り付けられるバスバーフレームおよび電気的絶縁のための絶縁カバーなどの位置し得る。
以下では、図6および図7などを参照して、ヒートシンクの構造について具体的に説明する。
図6は図4の電池モジュールに含まれたU字型フレームとヒートシンクを示す斜視図であり、図7は図3の電池モジュールをxy平面でz軸方向に見た平面図である。すなわち、図7は図3の電池モジュールを下から見た平面図である。
図4、図6および図7を参照すると、底部210aはヒートシンク300の上部プレートを構成し、ヒートシンク300とモジュールフレーム200の底部210aが冷媒の流路を形成することができる。
具体的には、ヒートシンク300は、ヒートシンク300の骨格を形成し、モジュールフレーム200の底部210aと溶接などにより接合する下部プレート310および冷媒が流動する経路である陥没部340を含み得る。
ヒートシンク300の陥没部340は、下部プレート310が下側に陥没形成された部分に該当する。陥没部340は冷媒流路が伸びる方向を基準として垂直にxz平面に切断した断面がU字型管であり得、前記U字型管の開放された上側に底部210aが位置する。ヒートシンク300が底部210aと接することにより、陥没部340と底部210aの間の空間が冷媒が流動する領域、すなわち冷媒の流路となる。そのため、モジュールフレーム200の底部210aが前記冷媒と接触することができる。
ヒートシンク300の陥没部340の製造方法に格別な制限はないが、板状のヒートシンク300に対して陥没形成された構造を設けることによって、上側が開放されたU字型の陥没部340を形成することができる。
一方、図示していないが、図4のモジュールフレーム200の底部210aと電池セル積層体120の間に熱伝導性樹脂(Thermal resin)を含む熱伝導性樹脂層が位置し得る。前記熱伝導性樹脂層は熱伝導性樹脂(Thermal resin)を底部210aに塗布し、塗布された熱伝導性樹脂が硬化して形成される。
前記熱伝導性樹脂は熱伝導性接着物質を含み得、具体的にはシリコーン(Silicone)素材、ウレタン(Urethan)素材およびアクリル(Acrylic)素材のうち少なくとも一つを含み得る。前記熱伝導性樹脂は、塗布時には液状であるが塗布後に硬化して電池セル積層体120を構成する一つ以上の電池セル110を固定する役割を遂行することができる。また、熱伝導特性に優れて電池セル110で発生した熱を迅速に電池モジュールの下側に伝達することができる。
図2に示す従来の電池モジュール10は電池セル11で発生した熱が熱伝導性樹脂層40、モジュールフレーム30の底部31、熱伝達部材50およびヒートシンク60の冷媒を順に経て電池モジュール10の外部に伝達される。また、ヒートシンク60の冷媒の流路はヒートシンク60の内部に位置する。
反面、本実施形態による電池モジュール100は、モジュールフレーム200とヒートシンク300の冷却一体型構造を実現し、冷却性能をより向上させることができる。モジュールフレーム200の底部210aがヒートシンク300の上部プレートに対応する役割をすることによって冷却一体型構造を実現することができる。直接冷却による冷却効率が上昇し、ヒートシンク300がモジュールフレーム200の底部210aと一体化した構造により電池モジュール100および電池モジュール100が取り付けられた電池パック1000上の空間活用率をより向上させることができる。
具体的には、電池セル110で発生した熱が電池セル積層体120と底部210aの間に位置する熱伝導性樹脂層(図示せず)、モジュールフレーム200の底部210a、冷媒を経て電池モジュール100の外部に伝達される。従来の不要な冷却構造を除去することによって、熱伝達経路が単純化され、各層の間のエアギャップを減らすことができるため冷却効率や性能が増大する。特に、底部210aがヒートシンク300の上部プレートで構成され、底部210aが直接に冷媒と接するので冷媒によるより直接的な冷却が可能な長所がある。従来には図2に示すように底部31と冷媒の間に熱伝達部材50およびヒートシンク60の上部構成が位置して冷却効率が落ちることと比較される。
また、不要な冷却構造の除去により電池モジュール100の高さが減少して原価節減が可能であり、空間活用度を高めることができる。さらに、電池モジュール100をコンパクトに配置できるので、電池モジュール100を多数含む電池パック1000の容量や出力を増大させることができる。
一方、モジュールフレーム200の底部210aはヒートシンク300のうち陥没部340が形成されない下部プレート310部分と溶接により接合される。本実施形態は、モジュールフレーム200の底部210aとヒートシンク300の冷却一体型構造により、上述した冷却性能の向上だけでなく、モジュールフレーム200に収容された電池セル積層体120の荷重を支持して電池モジュール100の剛性を補強する効果を有することができる。のみならず、下部プレート310とモジュールフレーム200の底部210aは溶接結合などにより密封されることによって、下部プレート310の内側に形成された陥没部340で冷媒が漏洩することなく流動することができる。
効果的な冷却のために、図6および図7に示すように、モジュールフレーム200の底部210aに対応する全領域にかけて陥没部340が形成されることが好ましい。これのために、陥没部340は少なくとも一度は曲がって一側から他側につながる。特に、モジュールフレーム200の底部210aに対応する全領域にかけて陥没部340が形成されるために陥没部340は数回曲がることが好ましい。モジュールフレーム200の底部210aに対応する全領域にかけて形成された冷媒流路の開始点から終了点まで冷媒が移動することにより、電池セル積層体120の全領域に対する効率的な冷却が行われる。
一方、前記冷媒は冷却のための媒介物であって、格別な制限はないが、冷却水であり得る。
一方、本実施形態によるヒートシンク300は、冷媒の流入のための流入口320および冷媒の排出のための排出口330を含み得る。具体的には、ヒートシンク300の陥没部340が一側から他側につながるとき、陥没部340の一側下段部に流入口320が設けられ、陥没部340の他側下段部に排出口330が設けられる。後述するパック冷媒供給管から流入口320を介して冷媒が底部210aと陥没部340の間に初めて流入し、流入した冷媒が陥没部340に沿って移動した後、排出口330を介してパック冷媒排出管に排出される。底部210a全領域にかけて形成された陥没部340の一側から他側に冷媒が移動することにより、電池セル積層体120の全領域に対する効率的な冷却が行われる。
一方、図4を再び参照すると、本実施形態によるヒートシンク300の陥没部340には隔壁350が形成される。具体的には、隔壁350は陥没部340が陥没方向と逆方向に突出形成された構造であり、陥没部340に沿ってつながる。本実施形態による電池セル積層体120のように積層される電池セルの個数が従来に比べて大幅に増える大面積電池モジュールの場合、冷媒流路の幅がさらに広く形成されることができ、温度偏差がより大きい。大面積電池モジュールでは、従来の一つの電池モジュール内に概ね12個~24個の電池セルが積層された場合に比べて概ね32個~48個の電池セル110が一つの電池モジュール内に積層されている場合を含み得る。このような場合、本実施形態による隔壁350は冷却流路の幅を縮小させる効果を発生させて圧力降下を最小化して同時に冷媒流路幅間の温度偏差を減らすことができる。したがって、均一な冷却効果を実現することができる。
以下では、図8などを参照して、溶接部構造およびヒートシンクのマウンティング構造について具体的に説明する。
図8は図7の切断線B-B’を沿って切断した断面図である。ただし、説明の便宜上図8は電池モジュールの下に位置したパック冷媒供給管およびパックフレームをさらに図示した。
図4、図5、図6および図8を参照すると、本実施形態によるモジュールフレーム200は、モジュールフレーム200の底部210aが一部突出してエンドプレート400を通過するように形成された第1モジュールフレーム突出部211aおよび第2モジュールフレーム突出部211bを含み、第1モジュールフレーム突出部211aと第2モジュールフレーム突出部211bは互いに離隔して位置する。より詳細には第1モジュールフレーム突出部211aと第2モジュールフレーム突出部211bが底部210aの一角の両端にそれぞれ位置することができる。
ヒートシンク300は、ヒートシンク300の一辺から第1モジュールフレーム突出部211aと第2モジュールフレーム突出部211bが位置した部分にそれぞれ突出した第1ヒートシンク突出部311aと第2ヒートシンク突出部311bを含み得る。
この時、本実施形態による電池モジュール100は図5に示すように、エンドプレート400とモジュールフレーム200が溶接結合された溶接部500を含み、このような溶接部500は第1モジュールフレーム突出部211aと第2モジュールフレーム突出部211bの間に位置する。より詳細には、第1モジュールフレーム突出部211aと第2モジュールフレーム突出部211bの間に2個のマウンティング部410が位置し得、前記2個のマウンティング部410の間に溶接部が位置し得る。また、溶接部500はエンドプレート400の下側角部と前記モジュールフレーム200の底部210aが接するところに形成される。
上述したように、本実施形態による電池モジュール100は水平方向の長さが長くなった大面積モジュールであり得るが、長さが長くなることにより、その水平方向の長さの中央部分は振動や外部衝撃などに対して構造的に脆弱である。
そこで本実施形態によれば、第1モジュールフレーム突出部211aと第2モジュールフレーム突出部211bを構造的に脆弱な部分に配置せず、このような構造的に脆弱な部分に溶接部500を設けることによって、電池モジュール100の剛性を確保して構造的安全性を増大させることができる。
一方、第1モジュールフレーム突出部211aと第2モジュールフレーム突出部211bにモジュールフレームマウンティングホール211Hが形成され、第1ヒートシンク突出部311aと第2ヒートシンク突出部311bにヒートシンクマウンティングホール311Hが形成される。
モジュールフレームマウンティングホール211Hとヒートシンクマウンティングホール311Hの個数には特に制限はないが、モジュールフレームマウンティングホール211Hの個数とヒートシンクマウンティングホール311Hの個数は互いに同一であることが好ましく、モジュールフレームマウンティングホール211Hとヒートシンクマウンティングホール311Hが互いに対応するように位置することがさらに好ましい。一例として、図5には4個のモジュールフレームマウンティングホール211Hと4個のヒートシンクマウンティングホール311Hが互いに対応するように位置することが示されている。
図8を参照すると、電池モジュール100がパックフレーム1100に取り付けられて電池パックを形成する。この時、電池モジュール100とパックフレーム1100の間にパック冷媒供給管1200が位置する。
パック冷媒供給管1200は電池モジュールに冷媒を供給するための構成であり、冷媒供給用開口1210が形成される。先立って説明したヒートシンク300の流入口320が冷媒供給用開口1210と対応するように位置して互いに連結され得る。そのため、パック冷媒供給管1200に沿って移動する冷媒が冷媒供給用開口1210と流入口320を介してヒートシンク300と底部210aの間に流入することができる。
また、具体的に示していないが、電池モジュール100とパックフレーム1100の間に冷媒排出用開口(図示せず)が形成されたパック冷媒排出管(図示せず)が位置することができる。先立って説明したヒートシンク300の排出口330が前記冷媒排出用開口と対応するように位置して互いに連結され得る。陥没部340に沿って移動した冷媒は排出口330および前記冷媒排出用開口を介して前記パック冷媒排出管に排出される。
一方、パックフレーム1100にはモジュールフレームマウンティングホール211Hおよびヒートシンクマウンティングホール311Hと対応する締結ホール1110が形成され、マウンティングボルト1120がモジュールフレームマウンティングホール211Hおよびヒートシンクマウンティングホール311Hを通過して締結ホール1110に結合される。この時、パック冷媒供給管1200はパックフレーム1100上でマウンティングボルト1120を回避して通るように設計することができる。
マウンティングボルト1120によりモジュールフレーム200とヒートシンク300をパックフレーム1100に固定させる。また、マウンティングボルト1120の締結力によって、底部210a、ヒートシンク300およびパック冷媒供給管1200が互いに強く密着するので密封性が向上してその間での冷媒漏洩の可能性を減らすことができる。特に、流入口320と排出口330がそれぞれ第1ヒートシンク突出部311aと第2ヒートシンク突出部311bに隣接して位置し得るので、流入口320と排出口330からの冷媒の漏洩を効果的に遮断することができる。
一方、流入口320および排出口330の少なくとも一つはその外周を囲むシーリング部材321を含み得る。シーリング部材321はヒートシンク300の下に位置し、より詳細にはヒートシンク300とパック冷媒供給管1200の間に位置する。このようなシーリング部材321により冷媒の流入および排出時、冷媒の漏洩を防止することができる。本実施形態によるシーリング部材321の構造の制限はないが示されたところのようなガスケット(Gasket)形態の部材や弁口(Valve port)の部材が適用される。
本実施形態で前、後、左、右、上、下のような方向を示す用語が使われたが、このような用語は説明の便宜のためのものであり、対象になる事物の位置や観測者の位置などによって変わる。
前述した本実施形態による一つまたはそれ以上の電池モジュールは、BMS(Battery Management System)、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に取り付けられて電池パックを形成することができる。
前記電池モジュールや電池パックは多様なデバイスに適用することができる。具体的には、電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段に適用できるが、これに制限されず二次電池を使用できる多様なデバイスへの適用が可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
100 電池モジュール
200 モジュールフレーム
210a 底部
211a 第1モジュールフレーム突出部
211b 第2モジュールフレーム突出部
300 ヒートシンク
311a 第1ヒートシンク突出部
311b 第2ヒートシンク突出部
500 溶接部

Claims (10)

  1. 複数の電池セルが積層された電池セル積層体と、
    前記電池セル積層体を収納するモジュールフレームと、
    前記電池セル積層体の前面及び後面にそれぞれ位置するエンドプレートと、
    前記モジュールフレームの底部の下に位置するヒートシンクと
    を含み、
    前記底部は前記ヒートシンクの上部プレートを構成し、
    前記モジュールフレームは、前記底部の一部が突出して形成された第1モジュールフレーム突出部および第2モジュールフレーム突出部を含み、
    前記第1モジュールフレーム突出部と前記第2モジュールフレーム突出部は互いに離隔して位置し、
    前記エンドプレートと前記モジュールフレームが溶接結合された溶接部が前記第1モジュールフレーム突出部と前記第2モジュールフレーム突出部との間に位置する、電池モジュール。
  2. 前記溶接部は前記エンドプレートの下側角部と前記底部が接するところに形成される、請求項1に記載の電池モジュール。
  3. 前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクの一辺から、前記第1モジュールフレーム突出部が位置する部分に突出した第1ヒートシンク突出部と、前記ヒートシンクの一辺から、前記第2モジュールフレーム突出部が位置する部分に突出した第2ヒートシンク突出部とを含む、請求項1又は2に記載の電池モジュール。
  4. 前記第1モジュールフレーム突出部及び前記第2モジュールフレーム突出部にモジュールフレームマウンティングホールが形成される、請求項3に記載の電池モジュール。
  5. 前記第1ヒートシンク突出部及び前記第2ヒートシンク突出部にヒートシンクマウンティングホールが形成される、請求項4に記載の電池モジュール。
  6. 前記モジュールフレームマウンティングホールと前記ヒートシンクマウンティングホールは互いに対応するように位置する、請求項5に記載の電池モジュール。
  7. 前記ヒートシンクと前記底部が冷媒の流路を形成し、
    前記底部は前記冷媒と接触する、請求項1又は2に記載の電池モジュール。
  8. 前記ヒートシンクは、冷媒の流入のための流入口および前記冷媒の排出のための排出口を含む、請求項1又は2に記載の電池モジュール。
  9. 前記ヒートシンクは、前記底部と接合する下部プレートおよび下側に陥没形成された陥没部を含む、請求項1又は2に記載の電池モジュール。
  10. 請求項1又は2による電池モジュールを含む、電池パック。
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