JP7438405B2 - バッテリーパック及びこの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリーパック及びこの製造方法に係り、さらに詳しくは、バッテリーセルを安定的に固定して支持することのできるバッテリーパック及びこの製造方法に関する。
一般に、バッテリーセルは、構成要素同士の間の電気化学的な反応により繰り返し的に充放電可能である。バッテリーパックは、このようなバッテリーセルを複数備えて出力電圧や出力電流を高めることができる。
このとき、バッテリーパックのバッテリーセルが密集するような形態に配置されることから、バッテリーセルのそれぞれから発せられる熱を放出することが肝要である。もし、充放電過程において生じたバッテリーセルの熱が正常に放出されなければ、バッテリーパックの内部に熱溜まりが生じてバッテリーセルが過熱されてしまうことが懸念される。したがって、バッテリーセルが発火して爆発する事故が起こる虞がある。
従来には、バッテリーパックを作製するとき、バッテリーセル同士の間の空間に充填材を注入していた。充填材は、バッテリーセルを固定しながら、バッテリーセルの熱を手軽に放出することができるので、バッテリーセルが発火したり爆発したりすることを遅らせたり防いだりすることができた。しかしながら、バッテリーセル同士の間の空間の全体に充填材を均一に供給し難く、バッテリーセル同士の間の空間に充填材を詰め込む上で多大な時間とコストがかかってしまうという不都合がある。
ＫＲ２０１９－０１３２６３１ Ａ
本発明は、バッテリーセルを安定的に固定して支持することのできるバッテリーパック及びこの製造方法を提供する。
本発明は、バッテリーセル同士の間の空間に詰め込まれる充填材の使用量を減量させることのできるバッテリーパック及びこの製造方法を提供する。
本発明は、内部空間を有し、一側が開かれているフレームと、一方の端部が前記フレームの前記内部空間に配置され、他方の端部が前記フレームの一側の外部に突出する複数のバッテリーセルと、前記フレームの前記内部空間に詰め込まれる充填材と、前記バッテリーセルを冷却できるように、前記フレームの一側と向かい合うように配置されるヒートシンクと、前記バッテリーセルの前記他方の端部が挿し入れられる複数の挿入口を備え、前記フレームと前記ヒートシンクとの間において互いに積層される複数のセルホルダーと、を備え、積層される前記セルホルダーの数に応じて、前記フレームの前記内部空間の体積と前記フレームの前記内部空間に詰め込まれる前記充填材の量とが調節される。
前記セルホルダーは、前記バッテリーセルの前記他方の端部の周りを支持し、前記充填材は、前記セルホルダーが位置する空間には詰め込まれず、前記バッテリーセルの前記他方の端部を除いた前記一方の端部を支持する。
前記セルホルダーは、前記フレームの前記内部空間の端面をカバーできるようにプレート状に形成され、その周りが前記フレームの前記一方の端部に接触されて配設される。
前記セルホルダーは、前記バッテリーセルが配置される構造に対応して、平面の上に互いに分離可能なように接続される複数枚の固定板を備え、前記固定板に前記挿入口が形成される。
前記固定板の少なくとも一部は、形成される前記挿入口の数が互いに異なる。
前記積層されるセルホルダーの全体の厚さは、前記バッテリーセルの長さの２０％以上乃至６０％以下である。
前記フレーム及び前記フレームに最も隣接するように設けられるセルホルダーのうちのどちらか一方に突起が配備され、残りの他方に前記突起が挿し入れられる結合溝が配備される。
前記セルホルダーの材質はプラスチックを含み、前記充填材の材質はシリコンを含む。
本発明は、フレームの内部空間にバッテリーセルの一方の端部を納める過程と、前記フレームの一側に複数のセルホルダーを積層して配設し、前記フレームの外部に突出する前記バッテリーセルの他方の端部を前記セルホルダーに形成された挿入口に挿し入れる過程と、前記バッテリーセルの前記他方の端部を除いた前記一方の端部の周りを支持するように、前記フレームの前記内部空間に充填材を注入する過程と、を含み、前記複数のセルホルダーを積層する過程は、前記フレームの前記内部空間の体積と前記フレームの前記内部空間に詰め込まれる前記充填材の量とを調節できるように、積層される前記セルホルダーの数を設定する過程を含む。
前記積層されるセルホルダーの数を設定する過程は、前記積層されるセルホルダーの全体の厚さを前記バッテリーセルの長さの２０％以上乃至６０％以下に調節する過程を含む。
本発明の実施形態によれば、複数のセルホルダーを用いてバッテリーセルを固定することができる。このため、たとえバッテリーセル同士の間の空間に詰め込まれる充填材の量が少なくなる場合であっても、バッテリーセルを安定的に支持することができる。したがって、充填材の使用量を減量させてバッテリーパックの製造工程の効率性を向上させることができる。
本発明の実施形態に係るバッテリーパックを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るバッテリーパックを示す正面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るフレームとセルホルダーとの結合構造を示す側面図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るフレームとセルホルダーとの結合構造を示す側面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るセルホルダーの構造を示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るセルホルダーの構造を示す平面図であり、（ｃ）は、本発明のさらに他の実施形態に係るセルホルダーの構造を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るバッテリーパックの製造方法を示すフローチャートである。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態に具体化される筈であり、単に本発明の実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範ちゅうを完全に知らせるために提供されるものである。発明を詳しく説明するために図面は誇張されていてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。
図１は、本発明の実施形態に係るバッテリーパックを示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す分解斜視図であり、図３は、本発明の実施形態に係るバッテリーパックを示す正面図であり、図４は、本発明の実施形態に係るフレームとセルホルダーとの結合構造を示す側面図であり、図５は、本発明の実施形態に係るセルホルダーの構造を示す平面図である。以下では、本発明の実施形態に係るバッテリーパックの構造について説明する。
本発明の実施形態に係るバッテリーパックは、電子装備や設備に電源を供給する装置である。図１及び図２を参照すると、バッテリーパック１００は、フレーム１１０と、複数のバッテリーセル１２０と、充填材１３０と、ヒートシンク１４０、及びセルホルダー１５０を備える。
バッテリーセル１２０は、円筒状に形成されてもよい。例えば、バッテリーセル１２０は、二次電池セルであってもよく、正極集電体、負極集電体、セパレーター、活物質、及び電解液などを備えていてもよい。バッテリーセル１２０は、これらの構成要素同士の電気化学的な反応により繰り返し的に充放電を行うことができる。
このとき、バッテリーセル１２０は、複数配備されてもよい。バッテリーセル１２０は、予め定められた位置に互いに離れて配置されてもよい。バッテリーセル１２０は、電気的に直列もしくは並列に接続されてもよい。したがって、バッテリーパック１００は、出力電圧や出力電流を高めることができる。
また、バッテリーセル１２０は、一方の端部（または、上端部）がフレーム１１０の内部空間に配置され、他方の端部（または、下端部）がフレーム１１０の一側（または、下側）の外部に突出してもよい。すなわち、バッテリーセル１２０は、フレーム１１０よりも一方向（または、上下方向）に延びる長さの方がさらに長く形成されてもよい。
フレーム１１０は、チャンバー状に形成されてもよい。例えば、直方体のボックス状に形成されてもよい。したがって、フレーム１１０は、バッテリーセル１２０を収められる内部空間を有することができる。
このとき、フレーム１１０は、一側（または、下側）が開かれてもよい。例えば、フレーム１１０の下側の全体が開かれて開口が形成されてもよい。したがって、開口を介してバッテリーセル１２０がフレーム１１０の内部に進入することができる。バッテリーセル１２０がフレーム１１０よりも上向き方向に長さが長いので、バッテリーセル１２０の下端部はフレーム１１０の下側に突出することができる。
また、フレーム１１０の他側（または、上部面）には複数の貫通口Ａが配備されてもよい。例えば、貫通口Ａは円形状に形成され、ａ×ｂ配列の形態に配置されてもよい。貫通口Ａには、バッテリーセル１２０の上端部に配備される端子が挿し入れられてもよい。したがって、バッテリーセル１２０の端子が互いに異なる貫通口Ａに挿し入れられて、バッテリーセル１２０が貫通口Ａの配列に沿ってａ×ｂ配列の形態に配置されることが可能になる。
このとき、バッテリーセル１２０の端子は、貫通口Ａのそれぞれに挿し入れられて、フレーム１１０の外部に晒されてもよい。フレーム１１０の上部にはバスバー１６０が配設されて端子と接続されてもよい。例えば、バスバー１６０は一方向（または、前後方向）に延び、複数配備されて一方向と交差する他方向（または、左右方向）に互いに離れてもよい。したがって、一方向に互いに離れたバッテリーセル１２０がバスバー１６０により互いに電気的に接続されることが可能になる。しかしながら、バスバー１６０が配備される本数及びバッテリーセル１２０同士を電気的に接続する構造はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変更可能である。
一方、フレーム１１０の一面（または、前面）が開かれてもよい。このため、フレーム１１０の開かれた前面を介して内部空間に充填材１３０を注入することができる。しかしながら、フレーム１１０の構造と形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変更可能である。
充填材１３０は、フレーム１１０の内部空間に詰め込まれる。すなわち、フレーム１１０の内部空間においてバッテリーセル１２０が占めていない隙間の空間（空いた空間）に充填材１３０が詰め込まれてもよい。このため、充填材１３０は、バッテリーセル１２０の間々に供給されて、バッテリーセル１２０をしっかりと保持することができる。
また、充填材１３０の材質は、シリコンを含んでいてもよい。このため、充填材１３０は、熱伝導性と接着性とを併せ持つことができる。したがって、充填材１３０がバッテリーセル１２０同士の間の空間の形状に倣って容易に形成されて、バッテリーセル１２０を固定し、バッテリーセル１２０の熱を外部に容易に伝えることができる。
このとき、充填材１３０をバッテリーセル１２０同士の間の空間の全体に供給する上で多大な時間とコストが費やされてしまうことが懸念される。したがって、セルホルダー１５０を備えてフレーム１１０の大きさを減少させるので、フレーム１１０の内部空間の体積を減らすことができる。このため、充填材１３０の使用量を減量させることができる。
ヒートシンク１４０は、フレーム１１０の一側（または、下側）と向かい合うように配置されてもよい。例えば、ヒートシンク１４０は、フレーム１１０の下側に離れていてもよく、バッテリーセル１２０と直接的に又は間接的に接触されて、バッテリーセル１２０を冷却させてもよい。ヒートシンク１４０は、冷却部材１４１、冷却媒体供給部材１４２、及び冷却媒体排出部材１４３を備えていてもよい。
冷却部材１４１は、プレート状に形成されてもよい。例えば、冷却部材１４１は、フレーム１１０の平面の形状に倣って四角い形状に形成されてもよく、冷却部材１４１の上部面の面積は、フレーム１１０の平面の面積に等しいかあるいはそれよりも大きくてもよい。したがって、冷却部材１４１の上部面がバッテリーセル１２０の全体と直接的に又は間接的に接触可能な面積を有することができる。
また、冷却部材１４１の内部には、冷却媒体が移動可能な流路が形成されてもよい。例えば、冷却媒体は、冷却水であってもよい。このため、冷却部材１４１に形成された流路に沿って移動する冷却媒体がバッテリーセル１２０から発せられる熱を吸収することができる。したがって、バッテリーセル１２０が冷却媒体により温度が下がりながら冷却されることが可能になる。
このとき、冷却部材１４１は、熱伝導性の高い材質から作製されてもよい。例えば、冷却部材１４１は、アルミニウムやアルミニウム合金の素材から作製されてもよい。したがって、冷却部材１４１がバッテリーセル１２０から発せられる熱を冷却媒体に手軽に伝えることができる。このため、バッテリーセル１２０の温度を速やかに調節することができる。
冷却媒体供給部材１４２は、冷却部材１４１に接続されてもよい。例えば、冷却媒体供給部材１４２は、冷却部材１４１に冷却媒体を供給するラインであってもよく、冷却部材１４１に形成された流路の一方の端と接続されてもよい。このため、冷却媒体供給部材１４２を介して流路の一方の端に供給される冷却媒体が、流路を通過しながらバッテリーセル１２０の熱を吸収することができる。
冷却媒体排出部材１４３は、冷却部材１４１に接続されてもよい。例えば、冷却媒体排出部材１４３は、冷却部材１４１内部の冷却媒体を排出するラインであってもよく、冷却部材１４１に形成された流路の他方の端と接続されてもよい。このため、流路の一方の端から他方の端へと移動して排出される冷却媒体が、冷却媒体排出部材１４３を介して流路の外部に排出されることが可能になる。しかしながら、ヒートシンク１４０の構造と形状とはこれに何ら限定されるものではなく、種々に変更可能である。
セルホルダー１５０は、プレート状に形成されてもよい。例えば、セルホルダー１５０は、フレーム１１０の平面の形状に倣って四角い形状に形成されてもよく、セルホルダー１５０の上部面の面積は、フレーム１１０の平面の面積に等しいかあるいはそれよりも大きくてもよい。したがって、セルホルダー１５０の上部面の周りがフレーム１１０の一方の端部に接触されるように配設されれば、セルホルダー１５０がフレーム１１０の内部空間の端面（または、下部）の全体をカバーすることができる。このため、フレーム１１０に形成された下側の開口がセルホルダー１５０により密閉されることが可能になる。
このとき、セルホルダー１５０の材質は、プラスチックを含んでいてもよい。したがって、セルホルダー１５０がシリコンから作製される充填材１３０よりも安価に作製されることが可能になる。
また、セルホルダー１５０には、複数の挿入口Ｂが配備されてもよい。挿入口Ｂは、バッテリーセル１２０の周りの形状に倣って形成されてもよく、挿入口Ｂの内径は、バッテリーセル１２０の外径に等しいかあるいはそれよりも大きくてもよい。このため、バッテリーセル１２０の他方の端部が挿入口Ｂのそれぞれを貫通して挿し入れられることが可能になる。
このとき、挿入口Ｂは、フレーム１１０の貫通口Ａのそれぞれと向かい合うように配置されてもよい。すなわち、挿入口Ｂは、貫通口Ａの配列に沿ってａ×ｂ配列の形態に配置されてもよい。したがって、バッテリーセル１２０の上端部は貫通口Ａに挿し入れられて支持され、下端部は挿入口Ｂに挿し入れられて支持されることが可能になる。このため、バッテリーセル１２０が安定的に固定された状態を保つことができる。
セルホルダー１５０は、複数配備されてもよい。セルホルダー１５０は、フレーム１１０とヒートシンク１４０との間において互いに積層されて配設されてもよい。例えば、第１のセルホルダー１５０ａと第２のセルホルダー１５０ｂとが配備されてセルホルダー１５０が上下方向に積層され、フレーム１１０とヒートシンク１４０との間の離隔空間に配置されてもよい。このため、第１のセルホルダー１５０ａの上部面はフレーム１１０の下部に接続され、第２のセルホルダー１５０ｂの下部面はヒートシンク１４０と接続されることが可能になる。しかしながら、セルホルダー１５０が配備される数は二つに何ら限定されることなく、三つやそれ以上のセルホルダーが配備されてもよい。
このとき、セルホルダー１５０は、充填材１３０とともにバッテリーセル１２０を支持する役割を果たす。すなわち、充填材１３０は、バッテリーセル１２０の一方の端部（または、上端部）の周りを支持し、セルホルダー１５０はバッテリーセル１２０の上端部を除いた残りの他方の端部（または、上端部）の周りを支持する。セルホルダー１５０が位置する空間には充填材１３０が詰め込まれないため、バッテリーセル１２０においてセルホルダー１５０により支持される部分が増加すれば増加するほど、充填材１３０により支持される部分を減少させることができる。したがって、積層されるセルホルダー１５０の数に応じて、フレーム１１０の内部空間の体積とフレーム１１０の内部空間に詰め込まれる充填材１３０の量とが調節されることが可能になる。
例えば、セルホルダー１５０が配備される数が増加すれば、フレーム１１０の内部空間の体積を減少させ、セルホルダー１５０が配備される数が減少すれば、フレーム１１０の内部空間の体積を増加させてもよい。このため、フレーム１１０の内部空間の体積が減少すれば、フレーム１１０の内部空間に充填材１３０を詰め込むべき量が減量され、フレーム１１０の内部空間の体積が増加すれば、フレーム１１０の内部空間に充填材１３０を詰め込むべき量が増量されることが可能になる。したがって、セルホルダー１５０が積層される数や高さを調節して、充填材１３０の使用量を減量させることができる。
このとき、図３に示すように、積層されるセルホルダー１５０の全体の厚さＬ１は、バッテリーセル１２０の長さＬ２の２０％以上乃至６０％以下であってもよい。セルホルダー１５０の全体の厚さＬ１は、バッテリーセル１２０の長さＬ２の２０％未満であれば、セルホルダー１５０に挿し入れられるバッテリーセル１２０の部分が過剰に少なくなり過ぎてしまう虞がある。したがって、セルホルダー１５０に挿し入れられないバッテリーセル１２０の他の部分を納めるためにフレーム１１０の内部空間の体積が増加して充填材１３０の使用量が増量されてしまうという不都合がある。セルホルダー１５０の全体の厚さＬ１は、バッテリーセル１２０の長さＬ２の６０％を超えると、セルホルダー１５０に挿し入れられるバッテリーセル１２０の部分が過剰に多くなりすぎてしまう虞がある。このため、フレーム１１０の大きさが過剰に小さくなりすぎてしまうという不都合がある。充填材１３０の使用量を減量させながら、フレーム１１０の大きさを適宜に保つために、セルホルダー１５０の全体の厚さＬ１は、バッテリーセル１２０の長さＬ２の２０％以上乃至６０％以下であってもよい。
一方、フレーム１１０及びフレーム１１０に最も隣接するように配設されるセルホルダー１５０のうちのどちらか一方に第１の突起１５１が配備され、残りの他方に突起が挿し入れられる第１の結合溝１１２が配備されてもよい。例えば、図４の（ａ）に示すように、第１のセルホルダー１５０ａの上部面に第１の突起１５１が上側に突出して配備され、フレーム１１０の下端部に第１の結合溝１１２が配備されてもよい。したがって、第１のセルホルダー１５０ａをフレーム１１０の下側に結合するとき、第１の突起１５１が第１の結合溝１１２に嵌め込まれることが可能になる。このため、第１のセルホルダー１５０ａとフレーム１１０とを上下に手軽に位置合わせすることができ、第１のセルホルダー１５０ａとフレーム１１０とをさらに安定的に結合することができる。
また、第１の突起１５１と第１の結合溝１１２とは、複数配備されてもよい。第１の突起１５１は、第１のセルホルダー１５０ａの周りに沿って配置され、第１の結合溝１１２は、フレーム１１０の壁体の下部の周りに沿って配置されて第１の突起１５１と向かい合うように配置されてもよい。このため、第１のセルホルダー１５０ａとフレーム１１０の周りの全体とが安定的に結合されることが可能になる。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、第１のセルホルダー１５０ａに第１の結合溝が配備され、フレーム１１０に第１の突起が下側に突出して配備されてもよい。
一方、図４の（ｂ）に示すように、第１のセルホルダー１５０ａの下部面に第２の結合溝１５３が配備され、第１のセルホルダー１５０ａの下部の第２のセルホルダー１５０ｂの上部面に第２の突起１５２が上側に突出して配備されてもよい。したがって、第１のセルホルダー１５０ａの下側に第２のセルホルダー１５０ｂを結合するとき、第２の突起１５２が第２の結合溝１５３に嵌め込まれることが可能になる。このため、第１のセルホルダー１５０ａと第２のセルホルダー１５０ｂとを上下に手軽に位置合わせすることができ、第２のセルホルダー１５０ｂと第２のセルホルダー１５０ｂとをさらに安定的に結合することができる。
さらに、第２の突起１５２と第２の結合溝１５３は、複数配備されてもよい。第２の突起１５２は、第２のセルホルダー１５０ｂの周りに沿って配置され、第２の結合溝１５３は、第１のセルホルダー１５０ａの周りに沿って配置されて第２の突起１５２と向かい合うように配置されてもよい。このため、第１のセルホルダー１５０ａと第２のセルホルダー１５０ｂの周りの全体とが安定的に結合されることが可能になる。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、第１のセルホルダー１５０ａに第２の突起が下側に突出して配備され、第２のセルホルダー１５０ｂに第２の結合溝が配備されてもよい。
一方、セルホルダー１５０は、複数枚の固定板を備えていてもよい。バッテリーセル１２０が配置される構造に対応して、固定板を平面の上に互いに分離可能なように接続してもよい。すなわち、バッテリーセル１２０が配置される構造に応じて、使用すべき固定板を選んで互いに結合してもよい。
このとき、固定板に挿入口Ｂが形成され、固定板のうちの少なくとも一部は、形成される挿入口Ｂの数が互いに異なっていてもよい。例えば、図５に示すように、挿入口Ｂが３×３配列に配置される第１の固定板１５１と、挿入口Ｂが３×２配列に配置される第２の固定板１５２と、挿入口Ｂが２×３配列に配置される第３の固定板１５３、及び挿入口Ｂが２×２配列に配置される第４の固定板１５４が配備されてもよい。
バッテリーセル１２０が５×５配列に配置される場合、図５の（ａ）に示すように、第１の固定板１５１と、第２の固定板１５２と、第３の固定板１５３と、第４の固定板１５４とを接続して一つのセルホルダー１５０として用いてもよい。バッテリーセル１２０が３×５配列に配置される場合、図５の（ｂ）に示すように、第１の固定板１５１と第２の固定板１５２とを接続して一つのセルホルダー１５０として用いてもよい。バッテリーセル１２０が５×３配列に配置される場合、図５の（ｃ）に示すように、第１の固定板１５１と第３の固定板１５３とを接続して一つのセルホルダー１５０として用いてもよい。したがって、たとえバッテリーセル１２０が配置される構造が多様性に富んでいるとしても、これに合わせてセルホルダー１５０の構造を手軽に変更することができる。しかしながら、固定板が配備される枚数及び構造はこれに何ら限定されず、種々に変更可能である。
図６は、本発明の実施形態に係るバッテリーパックの製造方法を示すフローチャートである。以下では、本発明の実施形態に係るバッテリーパックの製造方法について説明する。
本発明の実施形態に係るバッテリーパックの製造方法は、充填材の使用量を減量させながらバッテリーパックを安定的に固定できる方法に関するものである。図６を参照すると、バッテリーパックの製造方法は、フレームの内部空間にバッテリーセルの一方の端部を納める過程（Ｓ１１０）と、フレームの一側に複数のセルホルダーを積層して配設し、フレームの外部に突出するバッテリーセルの他方の端部をセルホルダーに形成された挿入口に挿し入れる過程（Ｓ１２０）、及びバッテリーセルの他方の端部を除いた前記一方の端部の周りを支持するように、フレームの内部空間に充填材を注入する過程（Ｓ１３０）を含む。
図１から図３を参照して説明すると、まず、フレーム１１０の内部空間にバッテリーセル１２０の一方の端部（または、上端部）を納めてもよい（Ｓ１１０）。すなわち、フレーム１１０の開かれた一側（または、下側）を介してバッテリーセル１２０をフレーム１１０の内部空間に進入させ、バッテリーセル１２０の端子をフレーム１１０の他側（または、上部面）に形成された貫通口Ａに嵌め込んでもよい。したがって、バッテリーセル１２０は、貫通口Ａが配置される形状に倣って位置合わせされることが可能になる。
このとき、バッテリーセル１２０の上下方向の長さが、フレーム１１０の上下方向の長さよりも長い。したがって、バッテリーセル１２０の一方の端部はフレーム１１０の内部空間に位置し、他方の端部（または、下端部）はフレーム１１０の下側に突出してフレーム１１０の外部に位置することが可能になる。
次いで、フレーム１１０の一側に複数のセルホルダー１５０を積層して配設してもよい（Ｓ１２０）。セルホルダー１５０は、上下方向に互いに積層されて互いに結合された状態であってもよく、セルホルダー１５０のうち、最上側に位置している第１のセルホルダー１５０ａがフレーム１１０の下部に接触されて結合されるので、フレーム１１０の開かれた下側を第１のセルホルダー１５０ａがカバーすることができる。
また、セルホルダー１５０には挿入口Ｂが形成される。このため、バッテリーセル１２０の他方の端部が挿入口Ｂに挿し入れられることが可能になる。したがって、バッテリーセル１２０の一方の端部はフレーム１１０内に位置し、下端部はセルホルダー１５０により支持されて、バッテリーセル１２０の位置が安定的に固定されることが可能になる。
セルホルダー１５０が積層されているため、セルホルダー１５０に形成された挿入口Ｂが互いに連通されて上下方向の長さが長くなることがある。したがって、互いに連通される挿入口Ｂに挿し入れられるバッテリーセル１２０の部分が増加して、フレーム１１０の内部空間に位置するバッテリーセル１２０の部分を減少させることができる。このため、セルホルダー１５０が配備される数に見合う分だけフレーム１１０の上下方向の長さを減少させてフレーム１１０の内部空間の体積を減少させることができる。
一方、複数のセルホルダー１５０を積層しながら、フレーム１１０の内部空間の体積とフレーム１１０の内部空間に詰め込まれる充填材１３０の量とを調節してもよい。すなわち、セルホルダー１５０が配備される数が増加すれば、フレーム１１０の内部空間の体積を減少させ、セルホルダー１５０が配備される数が減少すれば、フレーム１１０の内部空間の体積を増加させてもよい。このため、フレーム１１０の内部空間の体積が減少すれば、フレーム１１０の内部空間に充填材１３０を詰め込むべき量が減量され、フレーム１１０の内部空間の体積が増加すれば、フレーム１１０の内部空間に充填材１３０を詰め込むべき量が増量されることが可能になる。したがって、セルホルダー１５０が積層される数や高さを設定して、充填材１３０の使用量を減量させることができる。
このとき、図３に示すように、積層されるセルホルダー１５０の全体の厚さＬ１は、バッテリーセル１２０の長さＬ２の２０％以上乃至６０％以下であってもよい。セルホルダー１５０の全体の厚さＬ１は、バッテリーセル１２０の長さＬ２の２０％未満であれば、セルホルダー１５０に挿し入れられるバッテリーセル１２０の部分が過剰に少なくなりすぎる虞がある。したがって、セルホルダー１５０に挿し入れられないバッテリーセル１２０の他の部分を納めるために、フレーム１１０の内部空間の体積が増加して充填材１３０の使用量が増量されてしまうという不都合がある。セルホルダー１５０の全体の厚さＬ１は、バッテリーセル１２０の長さＬ２の６０％を超えると、セルホルダー１５０に挿し入れられるバッテリーセル１２０の部分が過剰に多くなりすぎてしまう虞がある。このため、フレーム１１０の大きさが過剰に小さくなりすぎてしまうという不都合がある。充填材１３０の使用量を減量させながら、フレーム１１０の大きさを適宜に保つために、セルホルダー１５０の全体の厚さＬ１は、バッテリーセル１２０の長さＬ２の２０％以上乃至６０％以下であってもよい。
次いで、バッテリーセルの他方の端部を除いた一方の端部の周りを支持するように、フレームの内部空間に充填材を注入してもよい（Ｓ１３０）。すなわち、フレーム１１０の内部空間においてバッテリーセル１２０が占めていない隙間の空間に充填材１３０が詰め込まれてもよい。したがって、充填材１３０は、バッテリーセル１２０の間々に供給されて、バッテリーセル１２０をしっかりと保持することができる。
このとき、セルホルダー１５０によりフレーム１１０内部空間の体積が減少した。したがって、フレーム１１０の内部空間を満たすために供給される充填材１３０の使用量を減量させることができる。充填材１３０の使用量が減量されれば、充填材１３０を詰め込むためにかかる時間とコストを削減することができる。すなわち、充填材１３０は、セルホルダー１５０が積層された空間に詰め込まれないため、バッテリーパック１００の設計仕様に従って設定されるセルホルダー１５０の積層数や高さに応じて充填材１３０の使用量が調節されることが可能になる。
一方、セルホルダー１５０は、フレーム１１０の一側に配設するとき、あるいは、フレーム１１０の内部空間に充填材１３０を供給した後、ヒートシンク１４０を配設する作業が行われてもよい。ヒートシンク１４０は、セルホルダー１５０のうち、最下側の第２のセルホルダー１５０ｂに結合されてもよく、セルホルダー１５０を貫通するバッテリーセル１２０と直接的に又は間接的に接触されてもよい。したがって、ヒートシンク１４０がバッテリーセル１２０の温度を手軽に調節することができる。
このように、複数のセルホルダー１５０を用いてバッテリーセル１２０を固定してもよい。このため、たとえバッテリーセル１２０同士の間の空間に詰め込まれる充填材１３０の量が少なくなるとしても、バッテリーセル１２０を安定的に支持することができる。したがって、充填材１３０の使用量を減量させてバッテリーパック１００の製造工程の効率性を向上させることができる。
以上、本発明の詳細な説明の欄においては、具体的な実施形態について説明したが、本発明の範ちゅうから逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。よって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限られて定められてはならず、特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。
１００ バッテリーパック
１１０ フレーム
１１２ 第１の結合溝
１２０ バッテリーセル
１３０ 充填材
１４０ ヒートシンク
１４１ 冷却部材
１４２ 冷却媒体供給部材
１４３ 冷却媒体排出部材
１５０ セルホルダー
１５１ 第１の突起、第１の固定板
１５２ 第２の突起、第２の固定板
１５３ 第３の固定板、第２の結合溝
１５４ 第４の固定板
１６０ バスバー

Claims (10)

  1. 内部空間を有し、一側が開かれているフレームと、
    一方の端部が前記フレームの前記内部空間に配置され、他方の端部が前記フレームの一側の外部に突出する複数のバッテリーセルと、
    前記フレームの前記内部空間に詰め込まれる充填材と、
    前記バッテリーセルを冷却できるように、前記フレームの一側と向かい合うように配置されるヒートシンクと、
    前記バッテリーセルの前記他方の端部が挿し入れられる複数の挿入口を備え、前記フレームと前記ヒートシンクとの間において互いに積層される複数のセルホルダーと、
    を備え、
    積層される前記セルホルダーの数に応じて、前記フレームの前記内部空間の体積と前記フレームの前記内部空間に詰め込まれる前記充填材の量とが調節されるバッテリーパック。
  2. 前記セルホルダーは、前記バッテリーセルの前記他方の端部の周りを支持し、
    前記充填材は、前記セルホルダーが位置する空間には詰め込まれず、前記バッテリーセルの前記他方の端部を除いた前記一方の端部を支持する請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記セルホルダーは、
    前記フレームの前記内部空間の端面をカバーできるようにプレート状に形成され、その周りが前記フレームの前記一方の端部に接触されて配設される請求項１又は２に記載のバッテリーパック。
  4. 前記セルホルダーは、
    前記バッテリーセルが配置される構造に対応して、平面の上に互いに分離可能なように接続される複数枚の固定板を備え、
    前記固定板に前記挿入口が形成される請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記固定板の少なくとも一部は、形成される前記挿入口の数が互いに異なる請求項４に記載のバッテリーパック。
  6. 前記積層されるセルホルダーの全体の厚さは、前記バッテリーセルの長さの２０％以上乃至６０％以下である請求項３～５のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  7. 前記フレーム及び前記フレームに最も隣接するように設けられるセルホルダーのうちのどちらか一方に突起が配備され、残りの他方に前記突起が挿し入れられる結合溝が配備される請求項３～６のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  8. 前記セルホルダーの材質はプラスチックを含み、
    前記充填材の材質はシリコンを含む請求項１～７のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  9. フレームの内部空間にバッテリーセルの一方の端部を納める過程と、
    前記フレームの一側に複数のセルホルダーを積層して配設し、前記フレームの外部に突出する前記バッテリーセルの他方の端部を前記セルホルダーに形成された挿入口に挿し入れる過程と、
    前記バッテリーセルの前記他方の端部を除いた前記一方の端部の周りを支持するように、前記フレームの前記内部空間に充填材を注入する過程と、
    を含み、
    前記複数のセルホルダーを積層する過程は、
    前記フレームの前記内部空間の体積と前記フレームの前記内部空間に詰め込まれる前記充填材の量とを調節できるように、積層される前記セルホルダーの数を設定する過程を含むバッテリーパックの製造方法。
  10. 前記積層されるセルホルダーの数を設定する過程は、
    前記積層されるセルホルダーの全体の厚さを前記バッテリーセルの長さの２０％以上乃至６０％以下に調節する過程を含む請求項９に記載のバッテリーパックの製造方法。
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