JP7353503B2 - 電池パックおよびこれを含むデバイス - Google Patents

Description

（関連出願との相互引用）
本出願は、２０２０年４月９日付韓国特許出願第１０－２０２０－００４３６１７号に基づいた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全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。

本発明は、電池パックおよびこれを含むデバイスに関し、より具体的には冷却性能が改善された電池パックおよびこれを含むデバイスに関する。

現代社会では、携帯電話、ノートパソコン、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的になることに伴い、このようなモバイル機器と関連した分野の技術に対する開発が活発になってきている。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利用されているところ、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。

現在商用化された二次電池としては、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、このうち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こらず、充放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いという長所のため、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と、電極組立体を電解液と共に密封収納する電池ケースとを備える。

一般的にリチウム二次電池は、外装材の形状により、電極組立体が金属カンに内装されているカン型二次電池と、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装されているパウチ型二次電池とに分類され得る。

小型機器に利用される二次電池の場合、２～３個の電池セルが配置されるが、自動車などのような中大型デバイスに利用さ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）が利用される。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装着さ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、二次電池の性能が低下することがあり、激しい場合は爆発や発火の危険もある。特に、多数の二次電池、つまり、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合算されて温度がより速くかつ激しく上がることがある。言い換えると、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装着さ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。電池セルの放熱が良好になされない場合、電池セルの劣化が速くなって寿命が短くなり、爆発や発火の可能性が大きくなる。

さらに、車両用バッテリーパックに含まれるバッテリーモジュールの場合、直射光線によく露出され、夏季や砂漠地域のような高温条件に置かれることがある。

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、安定的かつ効果的な冷却性能を確保することは非常に重要であると言える。

図１は従来の電池モジュールの斜視図であり、図２は図１の切断線Ａ－Ａ’に沿って切断した断面図である。特に図２で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追加的に示した。

図１および図２を参照すれば、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。

前述したとおり、複数の電池セル１１を含むため、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との間に位置した熱伝導性樹脂層４０を含むことができる。また、電池モジュール１０がパックフレームに装着されて電池パックを形成する時、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が順次に位置することができる。熱伝達部材５０は放熱パッドであり得、ヒートシンク６０の内部に冷媒流路が形成され得る。

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を順次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、前記のように熱伝達経路が複雑であるため、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ることがあり、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得るエアーギャップ（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り得る。

電池モジュールに対しては、小型化や容量増大のような他の要求も続いているため、冷却性能は高めると共に、このような多様な要求事項を共に満たすことが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。

本発明の実施形態は、従前に提案された方法の前述のような問題点を解決するために提案されたものであって、冷却性能が改善された電池パックおよびこれを含むデバイスの提供をその目的とする。

ただし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、前述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張され得る。

本発明の一実施形態による電池パックは、複数の電池セルが積層された電池セル積層体；前記電池セル積層体を収納するモジュールフレーム；前記電池セル積層体の前面および後面を覆い、前記モジュールフレームと結合されるエンドプレート；および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を含み、前記モジュールフレームの底部は前記ヒートシンクの上部プレートを構成し、前記エンドプレート、前記モジュールフレームおよび前記ヒートシンクのマウンティング固定構造は一括締結方式で形成される。

前記電池パックは、前記ヒートシンクの下に位置し、前記モジュールフレームと結合するパックフレームをさらに含み、前記マウンティング固定構造は前記パックフレームに結合され得る。

前記エンドプレートは、前記電池セルから突出している電極リードの突出方向に延長された第１マウンティング部を含み、前記モジュールフレームは、前記底部から前記第１マウンティング部に沿って延長された第２マウンティング部を含み、前記ヒートシンクは、前記第１マウンティング部に沿って延長された第３マウンティング部を含み、前記第１乃至第３マウンティング部のそれぞれに第１乃至第３貫通ホールが形成され、前記第１乃至第３貫通ホールは互いに対応するように位置することができる。

前記電池パックは、前記第１乃至第３貫通ホールを貫通して、前記パックフレームの締結ホールに結合されるマウンティングボルトをさらに含むことができる。

前記マウンティングボルトは上端にヘッド部を含み、前記ヘッド部は前記第１貫通ホールより直径が大きくてもよい。

前記ヒートシンクの供給管と前記底部が、冷媒の流路を形成することができる。

前記底部は前記冷媒と直接接触することができる。

前記供給管はＵ字型管であり、Ｕ字型管の開放された上側に前記底部が位置することができる。

前記供給管は、前記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ことができる。

前記電池パックは、前記ヒートシンクの下に位置して前記モジュールフレームと結合するパックフレーム、および前記パックフレームと前記ヒートシンクとの間に位置して前記冷媒を前記供給管に供給するパック冷媒供給管をさらに含むことができる。

前記パック冷媒供給管に形成された開口が前記流入口と連結され得る。

前記流入口および前記排出口のうちの少なくとも一つはその外周を囲むシーリング部材を含み、前記流入口を囲む前記シーリング部材は前記供給管と前記パック冷媒供給管との間に位置することができる。

前記モジュールフレームの底部と前記電池セル積層体との間に位置する熱伝導性樹脂層を含むことができる。

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を通じて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、エンドプレート、モジュールフレームおよびヒートシンクを一括締結で固定することができるため、製造工程が簡素化され、各部品間の組立性が増大することができる。

また、不必要な冷却構造および締結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。

従来の電池モジュールの斜視図である。 図１の切断線Ａ－Ａ’に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パックの部分斜視図である。 図３の電池パックに含まれている電池モジュールの分解斜視図である。 図３の切断線Ｂに沿って切断した断面の一部を示す断面図である。 図４の電池モジュールに含まれているエンドプレート、Ｕ字型フレームおよびヒートシンクを示す斜視図である。 図４の電池モジュールを下から眺めた平面図である。 図４の電池モジュールに含まれているヒートシンクを示す斜視図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の多様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することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に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、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ずしも図示されたところに限定されるのではない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、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の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」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。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上」にあるということは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

また、明細書全体において、「平面上」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面上」という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た時を意味する。

図３は本発明の一実施形態による電池パックの部分斜視図であり、図４は図３の電池パックに含まれている電池モジュールの分解斜視図である。

図３および図４を参照すれば、本発明の一実施形態による電池パック１０００は、電池モジュール１００を含み、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２００；電池セル積層体２００を収納するモジュールフレーム３００；電池セル積層体２００の前面（ｙ軸方向）および後面（ｙ軸反対方向）を覆い、モジュールフレーム３００と結合されるエンドプレート６００；およびモジュールフレーム３００の底部３２１の下に位置するヒートシンク５００を含む。

モジュールフレーム３００の底部３２１はヒートシンク５００の上部プレートを構成し、エンドプレート６００、モジュールフレーム３００およびヒートシンク５００のマウンティング固定構造は一括締結方式で形成される。このような一括締結方式については以下で図５および図６と共に詳細に説明する。

本実施形態による電池パック１０００は、モジュールフレーム３００と結合するパックフレーム１１００をさらに含むことができ、パックフレーム１１００は、ヒートシンク５００の下に位置することができる。前記マウンティング固定構造に含まれる固定部材によりモジュールフレーム３００はパックフレーム１１００に結合され得る。

まず、電池セル１１０は、パウチ型電池セルであることが好ましい。電極組立体を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収納した後、前記パウチケースのシーリング部を熱融着して製造され得る。このような電池セル１１０は、長方形のシート型構造で形成され得る。

このような電池セル１１０は、複数個で構成され得、複数の電池セル１１０は、互いに電気的に連結され得るように積層されて電池セル積層体２００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が積層され得る。

電池セル積層体２００を収納するモジュールフレーム３００は、上部カバー３１０およびＵ字型フレーム３２０を含むことができる。

Ｕ字型フレーム３２０は、底部３２１、および底部３２１の両端部から上向きに延長された二つの側面部３２２を含むことができる。底部３２１は電池セル積層体２００の下面（ｚ軸反対方向）を覆うことができ、側面部３２２は電池セル積層体２００の両側面（ｘ軸方向およびその反対方向）を覆うことができる。

上部カバー３１０は、Ｕ字型フレーム３２０により囲まれる前記下面および前記両側面を除いた残りの上面（ｚ軸方向）を囲む一つの板状型構造で形成され得る。上部カバー３１０とＵ字型フレーム３２０は、互いに対応する縁部位が接触された状態で、溶接などにより結合することによって、電池セル積層体２００を上下左右に覆う構造を形成することができる。上部カバー３１０とＵ字型フレーム３２０を通じて電池セル積層体２００を物理的に保護することができる。このために上部カバー３１０とＵ字型フレーム３２０は所定の強度を有する金属材質を含むことができる。

一方、具体的に図示していないが、変形例によるモジュールフレーム３００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。つまり、Ｕ字型フレーム３２０と上部カバー３１０が互いに結合される構造でなく、押圧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６００は、電池セル積層体２００の前面（ｙ軸方向）および後面（ｙ軸反対方向）を覆うように位置することができる。このようなエンドプレート６００は、外部の衝撃から電池セル積層体２００およびその他電装品を物理的に保護することができ、エンドプレート６００には電池モジュールマウンティング構造が設けられて電池モジュールをパックフレームに固定させることができる。

一方、具体的に図示していないが、電池セル積層体２００とエンドプレートとの間にはバスバーが装着さ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が位置することができる。

以下、前記一括締結方式について詳細に説明する。

図５は図３の切断線Ｂに沿って切断した断面の一部を示す断面図であり、図６は図４の電池モジュールに含まれているエンドプレート、Ｕ字型フレームおよびヒートシンクを示す斜視図である。

図３乃至図６を参照すれば、エンドプレート６００は、電池セル積層体２００に含まれている電池セル１１０から突出している電極リードの突出方向（ｙ軸方向）に延長された第１マウンティング部６４０を含むことができる。言い換えると、エンドプレート６００を基準として電池セル積層体２００が位置する一側面と反対になる他の一側面から第１マウンティング部６４０が突出形成され得る。

モジュールフレーム３００は、底部３２１から第１マウンティング部６４０に沿って延長された第２マウンティング部３４０を含むことができる。ヒートシンク５００は、第１マウンティング部６４０に沿って延長された第３マウンティング部５４０を含むことができる。

第１乃至第３マウンティング部６４０、３４０、５４０のそれぞれに第１乃至第３貫通ホール６４１、３４１、５４１が形成され得る。言い換えると、第１マウンティング部６４０に第１貫通ホール６４１が形成され、第２マウンティング部３４０に第２貫通ホール３４１が形成され、第３マウンティング部５４０に第３貫通ホール５４１が形成され得る。第１乃至第３貫通ホール６４１、３４１、５４１は、底部３２１と垂直な方向（ｚ軸方向）に沿って貫通して形成され得る。

第１乃至第３マウンティング部６４０、３４０、５４０の全てが重なって構成され、そのために、第１乃至第３貫通ホール６４１、３４１、５４１が互いに対応するように位置することができる。

パックフレーム１１００には第１乃至第３貫通ホール６４１、３４１、５４１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７００が第１乃至第３貫通ホール６４１、３４１、５４１を通過して締結ホール１１１０に結合され得る。この時、後述するパック冷媒供給管１２００は、パックフレーム１１００上でマウンティングボルト７００を回避して通るように設計され得る。

マウンティングボルト７００は、上端にヘッド部７１０を含み、ヘッド部７１０は固定のために第１貫通ホール６４１より直径が大きいことが好ましい。

第１乃至第３マウンティング部６４０、３４０、５４０およびマウンティングボルト７００を通じてエンドプレート６００、モジュールフレーム３００およびヒートシンク５００のマウンティング固定が一括締結方式で形成され得る。つまり、前記構成がパックフレーム１１００に一括的に固定され得る。

それぞれの構成に対してマウンティング固定を実施するのとは異なり、前記のような一括締結方式で固定がなされるため、本実施形態による電池パック１０００は、その製造工程が簡素化され、各部品間の組立性が増大することができる。

また、不必要な締結構造を減らして一括締結方式を実現したため、原価節減が可能であり、電池パック内部の空間活用度を高めることができる。

以下、モジュールフレーム３００とヒートシンク５００の冷却一体型構造について詳細に説明する。

図７は図４の電池モジュールを下から眺めた平面図であり、図８は図４の電池モジュールに含まれているヒートシンクを示す斜視図である。

図４、図５、図７および図８を参照すれば、モジュールフレーム３００の底部３２１はヒートシンク５００の上部プレートを構成し、ヒートシンク５００の供給管５１０とモジュールフレーム３００の底部３２１が冷媒の流路を形成することができる。

具体的に、ヒートシンク５００の供給管５１０は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３２１が位置することができる。ここで、Ｕ字型管とは、図４でｘｚ平面やｙｚ平面で切断した供給管５１０の断面がＵ字型であることを意味する。つまり、上部が開放された構造をＵ字型管と表現した。ヒートシンク５００が底部３２１と接しながら、供給管５１０と底部３２１との間の空間が冷媒が流動する領域、つまり、冷媒の流路となる。そのために、底部３２１が前記冷媒と直接接触することができる。

ヒートシンク５００の供給管５１０の製造方法に特別な制限はないが、板状型のヒートシンク５００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字型供給管５１０を形成することができる。

一方、図５に示すように、モジュールフレーム３００の底部３２１と電池セル積層体２００との間に熱伝導性樹脂（Ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｉｎ）を含む熱伝導性樹脂層４００が位置することができる。熱伝導性樹脂層４００は、熱伝導性樹脂（Ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｉｎ）を底部３２１に塗布し、塗布された熱伝導性樹脂が硬化して形成され得る。

前記熱伝導性樹脂は、熱伝導性接着物質を含むことができ、具体的にシリコーン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）素材、ウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎ）素材およびアクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）素材のうちの少なくとも一つを含むことができる。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２００を構成する一つ以上の電池セル１１０を固定する役割を果たすことができる。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に示された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の冷媒を順次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３００とヒートシンク５００の冷却一体型構造を実現して、冷却性能をより向上させることができる。具体的に、電池セル１１０で発生した熱が熱伝導性樹脂層４００、モジュールフレーム３００の底部３２１、冷媒を経て電池モジュール１００の外部に伝達され得る。従来の不必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、各層の間のエアー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ことができる。特に、底部３２１がヒートシンク５００の上部プレートとして構成されて、底部３２１が直ちに冷媒と接触するため、冷媒を通じたより直接的な冷却が可能であるという長所がある。従来は図２に示したように底部３１と冷媒との間に熱伝達部材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のとは比較され得る。

また、不必要な冷却構造の除去を通じて電池モジュール１００の高さが減少して、原価節減が可能であり、電池パック１０００内の空間活用度を高めることができる。なお、電池モジュール１００がコンパクトに配置され得るため、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、底部３２１は、ヒートシンク５００のうち、供給管５１０が形成されない部分と溶接を通じて接合され得る。本実施形態は、モジュールフレーム３００の底部３２１とヒートシンク５００の冷却一体型構造を通じて、前述の冷却性能の向上だけでなく、モジュールフレーム３００に収容された電池セル積層体２００の荷重を支持し、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。

効果的な冷却のために、図７に示すように、モジュールフレーム３００の底部３２１全領域にわたって供給管５１０が形成されることが好ましい。このために、供給管５１０は、少なくとも一回曲がって一側から他側につながり得る。特に、底部３２１全領域にわたって供給管５１０が形成されるために、供給管５１０は数回曲がることが好ましい。

一方、本実施形態による供給管５１０は、冷媒の流入のための流入口５２０、および冷媒の排出のための排出口５３０を含むことができる。具体的に、供給管５１０が一側から他側につながる時、供給管５１０の一側下端部に流入口５２０が設けられ、供給管５１０の他側下端部に排出口５３０が設けられ得る。

電池パック１０００は、パックフレーム１１００とヒートシンク５００との間に位置して前記冷媒を供給管５１０に供給するパック冷媒供給管１２００を含むことができる。

パック冷媒供給管１２００に開口１２１０が形成され、開口１２１０が流入口５２０と連結され得る。具体的に、開口１２１０が供給管５１０に向かったまま流入口５２０と対応する位置に設けられて、流入口５２０と互いに接触して連結され得る。具体的に図示していないが、同様にパック冷媒排出管（図示せず）に排出口５３０と連結された開口が形成され得る。

そのために、パック冷媒供給管１２００に沿って移動した冷媒が流入口５２０を通じてヒートシンク５００の供給管５１０に流入され得る。供給管５１０に沿って移動した冷媒は、排出口５３０を通じてパック冷媒排出管（図示せず）に回収され得る。

一方、流入口５２０および排出口５３０のうちの少なくとも一つはその外周を囲むシーリング部材５２１を含むことができる。流入口５２０を囲むシーリング部材５２１が供給管５１０とパック冷媒供給管１２００との間に位置することができ、排出口５３０を囲むシーリング部材は、供給管５１０とパック冷媒排出管（図示せず）との間に位置することができる。このようなシーリング部材５２１を通じて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５２１の構造に制限はないが、図示されたようなガスケット（Ｇａｓｋｅｔ）形態の部材やバルブポート（Ｖａｌｖｅ ｐｏｒｔ）の部材が適用され得る。

また、図５に示すように、一括締結方式によるマウンティングボルト７００の締結力によりエンドプレート６００、モジュールフレーム３００、ヒートシンク５００およびパック冷媒供給管１２００が互いに強く密着するため、その間での冷媒漏れの可能性を減らすことができる。

一方、前記冷媒は、冷却のための媒介物として、特別な制限はないが、冷却水であり得る。

一方、供給管５１０には隔壁５１１が形成され得る。隔壁５１１は上向きに突出して供給管５１０に沿ってつながる構造を形成することができる。供給管５１０の幅を広く形成し、その中央に隔壁５１１を形成することによって、冷媒の流路幅を減らすことによって、冷媒の圧力低下を最小化すると同時に、冷媒の温度偏差を減らすことができる。

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用されているが、このような用語は説明の便宜のためのものに過ぎず、対象となる事物の位置や観測者の位置などにより変わり得る。

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装着さ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され得る。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され得るが、これに制限されず、二次電池を使用することができる多様なデバイスに適用可能である。

以上で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ず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様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
１１０：電池セル
２００：電池セル積層体
３００：モジュールフレーム
３１０：上部カバー
３２０：Ｕ字型フレーム
４００：熱伝導性樹脂層
５００：ヒートシンク
５１０：供給管
６００：エンドプレート
７００：マウンティングボルト
１０００：電池パック
１１００：パックフレーム
１２００：パック冷媒供給管

Claims (14)

1. 複数の電池セルが積層された電池セル積層体、
   前記電池セル積層体を収納するモジュールフレーム、
   前記電池セル積層体の前面および後面を覆い、前記モジュールフレームと結合されるエンドプレート、および
   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を含み、
   前記モジュールフレームの底部は前記ヒートシンクの上部プレートを構成し、
   前記エンドプレート、前記モジュールフレームおよび前記ヒートシンクのマウンティング固定構造は一括締結方式で形成されている、電池パック。
2. 前記ヒートシンクの下に位置し、前記モジュールフレームと結合するパックフレームをさらに含み、
   前記マウンティング固定構造は前記パックフレームに結合される、請求項１に記載の電池パック。
3. 前記エンドプレートは、前記電池セルから突出している電極リードの突出方向に延長された第１マウンティング部を含み、
   前記モジュールフレームは、前記底部から前記第１マウンティング部に沿って延長された第２マウンティング部を含み、
   前記ヒートシンクは、前記第１マウンティング部に沿って延長された第３マウンティング部を含み、
   前記第１マウンティング部と前記第２マウンティング部と前記第３マウンティング部のそれぞれに第１貫通ホールと第２貫通ホールと第３貫通ホールが形成され、
   前記第１貫通ホールと前記第２貫通ホールと前記第３貫通ホールは互いに対応するように位置する、請求項２に記載の電池パック。
4. 前記第１貫通ホールと前記第２貫通ホールと前記第３貫通ホールを貫通して、前記パックフレームの締結ホールに結合されるマウンティングボルトをさらに含む、請求項３に記載の電池パック。
5. 前記マウンティングボルトは上端にヘッド部を含み、
   前記ヘッド部は前記第１貫通ホールより直径が大きい、請求項４に記載の電池パック。
6. 前記ヒートシンクの供給管と前記底部が、冷媒の流路を形成する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池パック。
7. 前記底部は前記冷媒と直接接触する、請求項６に記載の電池パック。
8. 前記供給管はＵ字型管であり、Ｕ字型管の開放された上側に前記底部が位置する、請求項６または７に記載の電池パック。
9. 前記供給管は、前記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６から８のいずれか一項に記載の電池パック。
10. 前記ヒートシンクの下に位置して前記モジュールフレームと結合するパックフレーム、および前記パックフレームと前記ヒートシンクとの間に位置して前記冷媒を前記供給管に供給するパック冷媒供給管をさらに含む、請求項９に記載の電池パック。
11. 前記パック冷媒供給管に形成された開口が前記流入口と連結されている、請求項１０に記載の電池パック。
12. 前記流入口および前記排出口のうちの少なくとも一つはその外周を囲むシーリング部材を含み、
    前記流入口を囲むシーリング部材は前記供給管と前記パック冷媒供給管との間に位置する、請求項１０または１１に記載の電池パック。
13. 前記モジュールフレームの底部と前記電池セル積層体との間に位置する熱伝導性樹脂層を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電池パック。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の電池パックを含むデバイス。

Images