JP7451007B2 - 電池モジュール、その製造方法および電池パック - Google Patents

Description

関連出願との相互引用
本出願は、２０１９年６月１２日付韓国特許出願第１０－２０１９－００６９２２９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、電池モジュール、その製造方法および電池パックに関し、より具体的に、空間活用率を向上させ、部品損傷を最小化する電池モジュール、その製造方法および電池パックに関する。

製品群による適用容易性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源により駆動され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普遍的に応用されている。このような二次電池は、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だけでなく、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から、環境親和性および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されている。

小型モバイル機器にはデバイス１台当たり１個または２～４個の電池セルが使用されることに対し、自動車などのように中大型デバイスには高出力大容量が必要である。したがって、多数の電池セルを電気的に連結した中大型電池モジュールが使用される。

中大型電池モジュールは、可能な限り小型で且つ軽量に製造されることが好ましいため、高い集積度に積層可能であり、容量に比べて重量が小さい角型電池、パウチ型電池などが中大型電池モジュールの電池セルとして主に使用されている。一方、電池モジュールは、セル積層体を外部からの衝撃、熱または振動から保護するために、前面と後面が開放されて電池セル積層体を内部空間に収納するフレーム部材を含むことができる。

図１は従来のモノフレームを有する電池モジュールを示す斜視図である。

図１を参照すると、電池モジュールは、複数の電池セル１１が積層されて形成された電池セル積層体１２、電池セル積層体１２を覆うように前面と後面が開放されたモノフレーム２０、およびモノフレーム２０の前面と後面を覆うエンドプレート６０を含むことができる。このような電池モジュールを形成するために、図１に示した矢印のようにＸ軸方向に沿ってモノフレーム２０の開放された前面または後面へ電池セル積層体１２が挿入されるように水平方向の組立が必要である。ただし、このような水平組立が安定的になされるように電池セル積層体１０とモノフレーム２０との間に十分な余裕空間（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を確保しなければならない。ここで、余裕空間（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）とは、嵌め合いなどにより発生する隙間をいう。余裕空間が小さい場合に水平組立方向の過程で部品損傷が起こることがある。したがって、モノフレーム２０の高さは、電池セル積層体１２の最大高さと挿入過程での組立公差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）などを考慮して大きく設計されなければならず、それによって不要な無駄な空間が発生することがある。

本発明が解決しようとする課題は、電池セル積層体を囲むフレーム部材の構造を変形することによって空間活用率を向上させ、部品損傷を最小化する電池モジュール、その製造方法および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、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モジュールは、複数の電池セルが積層されている電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容し、上部および一側面が開放された第１Ｌ字型フレーム、および前記電池セル積層体を収容し、下部および一側面が開放された第２Ｌ字型フレームを含み、前記第１Ｌ字型フレームと前記第２Ｌ字型フレームが噛み合って前記電池セル積層体の４面を囲み、前記第１Ｌ字型フレームの下部面は、第１部分と第２部分を含み、前記第１部分は前記電池セルの長さ方向における縁部に位置し、前記第２部分は前記第１部分の内側に位置し、前記第１部分の厚さは前記第２部分の厚さより薄い。

前記電池モジュールは、前記電池セル積層体と連結されるバスバーフレームをさらに含み、前記第１Ｌ字型フレームは、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向における互いに対向する両側が開放され、前記第１Ｌ字型フレームの開放された両側で前記バスバーフレームは前記電池セル積層体と連結され、前記バスバーフレームは、前記電極リードが突出した方向に垂直に配置されるメインフレームと、前記メインフレームの下部から延びる折り曲げ部とを含むことができる。

前記折り曲げ部は、前記第１Ｌ字型フレームの下部面の第１部分上に位置することができる。

前記折り曲げ部の厚さと前記第１部分の厚さを合算した厚さは、前記第２部分の厚さより薄くてもよい。

前記電池セルは、幅方向に形成された突出部を含み、前記突出部は、前記折り曲げ部上に位置することができる。

前記電池モジュールは、前記第２部分と前記電池セル積層体との間に位置するパッド部をさらに含むことができる。

前記電池モジュールは、前記第２部分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さらに含み、前記パッド部は、前記熱伝導性樹脂層と前記第１部分との間に位置することができる。

前記複数の電池セルの積層方向に垂直な前記電池セル積層体の下部面が前記第１Ｌ字型フレームの下部面に装着され得る。

前記第１Ｌ字型フレームの開放された両側にそれぞれ連結されたエンドプレートをさらに含み、前記第１Ｌ字型フレームの開放された両側は、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向における互いに対向することができる。

本発明の他の一実施形態による電池パックは、前述した電池モジュールを含む。

本発明の他の一実施形態による電池モジュール製造方法は、上部および一側面が開放された第１Ｌ字型フレームの下部面に電池セル積層体を装着する段階、前記第１Ｌ字型フレームで覆われていない前記電池セル積層体の開放された面を覆うように第２Ｌ字型フレームで前記電池セル積層体を覆う段階、前記第１Ｌ字型フレームと前記第２Ｌ字型フレームを連結する段階、および前記第１Ｌ字型フレームと前記第２Ｌ字型フレームに囲まれた前記電池セル積層体の開放された両側にそれぞれエンドプレートを連結する段階を含み、前記電池セル積層体は、前記第１Ｌ字型フレームの下部面に垂直な方向に沿って移動しながら前記第１Ｌ字型フレームの下部面に装着される。

前記電池モジュール製造方法は、前記電池セル積層体を前記第１Ｌ字型フレームの下部面に装着する前に前記電池セル積層体に含まれている電池セルの電極リードが突出した方向と反対方向にバスバーフレームを移動しながら前記電池セル積層体と前記バスバーフレームを連結する段階をさらに含むことができる。

前記電池モジュール製造方法は、前記電池セル積層体を前記第１Ｌ字型フレームの下部面に装着する前に前記第１Ｌ字型フレームの下部面に熱伝導性樹脂を塗布する段階をさらに含むことができる。

前記電池モジュール製造方法は、前記熱伝導性樹脂を塗布する段階の前に、前記第１Ｌ字型フレームの下部面にパッド部を形成する段階をさらに含み、前記パッド部は、前記塗布される熱伝導性樹脂の塗布位置をガイドすることができる。

前記電池セル積層体に含まれている複数の電池セルの積層方向に垂直な方向に前記電池セル積層体が前記第１Ｌ字型フレームの下部面に挿入され得る。

実施形態によると、Ｌ字型フレームを実現して従来の技術に比べて電池セル積層体とフレームとの間の公差を減らして空間活用率を向上させることができる。

また、組立時に損傷防止のために必要な保護カバーを除去することができる。

また、Ｌ字型フレームの下部面縁を加工して電池セル積層体とフレームとの間の間隙を縮小して高さ方向への空間活用性を向上させることができる。

従来のモノフレームを有する電池モジュールを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態による電池モジュールを示す分解斜視図である。 図２の電池モジュールの構成要素が連結した状態を示す斜視図である。 図２の電池セル積層体に含まれている一つの電池セルを示す斜視図である。 図２の電池モジュールで第１Ｌ字型フレームを示す斜視図である。 図２の電池モジュールでバスバーフレームを示す斜視図である。 図３で電池セル積層体の長さ方向であるＸＺ平面に沿って切断した断面図である。 図７の比較例に該当する電池モジュールの断面図である。 本発明の他の一実施形態による電池モジュール製造方法を示す図面である。 本発明の他の一実施形態による電池モジュール製造方法を示す図面である。 本発明の他の一実施形態による電池モジュール製造方法を示す図面である。

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、「平面状」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面状」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２は本発明の一実施形態による電池モジュールを示す分解斜視図である。図３は図２の電池モジュールの構成要素が連結した状態を示す斜視図である。図４は図２の電池セル積層体に含まれている一つの電池セルを示す斜視図である。

図２および図３を参照すると、本実施形態による電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０を含む電池セル積層体１２０、上部面、前面および後面が開放された第１Ｌ字型フレーム３００、下部面、前面および後面が開放された第２Ｌ字型フレーム４００、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１５０、および電池セル積層体１２０とエンドプレート１５０との間に位置するバスバーフレーム１３０を含む。

第１Ｌ字型フレーム３００の開放された両側をそれぞれ第１側と第２側という時、第１Ｌ字型フレーム３００は、前記第１側と前記第２側に対応する電池セル積層体１２０の面を除いた残りの外面のうち、互いに隣接する下部面と一側面を連続的に囲むように折り曲げられた板状構造からなる。類似して、第２Ｌ字型フレーム４００の開放された両側をそれぞれ第１側と第２側という時、第２Ｌ字型フレーム４００は、前記第１側と前記第２側に対応する電池セル積層体１２０の面を除いた残りの外面のうち、互いに隣接する上部面と他の一側面を連続的に囲むように折り曲げられた板状構造からなる。

第１Ｌ字型フレーム３００と第２Ｌ字型フレーム４００は、互いに対応する角部位が接触された状態で、溶接などにより連結することによって電池セル積層体１２０を囲む構造を形成することができる。第１Ｌ字型フレーム３００と第２Ｌ字型フレーム４００が噛み合って電池セル積層体１２０の４面を囲んでいる。つまり、第１Ｌ字型フレーム３００と第２Ｌ字型フレーム４００は、互いに対応する角部位に溶接などの連結方法で形成された連結部ＣＰが形成され得る。

電池セル積層体１２０は、一方向に積層された複数の電池セル１１０を含み、複数の電池セル１１０は、図２に示したように、Ｙ軸方向に積層され得る。電池セル１１０は、パウチ型電池セルであることが好ましい。例えば、図４を参照すると、本実施形態による電池セル１１０は、二つの電極リード１１１、１１２が互いに対向して電池本体１１３の一端部１１４ａと他の一端部１１４ｂからそれぞれ突出されている構造を有する。電池セル１１０は、電池ケース１１４に電極組立体（図示せず）を収納した状態でケース１１４の両端部１１４ａ、１１４ｂと、これらを連結する両側面１１４ｃを接着することによって製造され得る。言い換えると、本実施形態による電池セル１１０は、総３ヶ所のシーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂ、１１４ｓｃを有し、シーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂ、１１４ｓｃは、熱融着などの方法でシーリングされる構造であり、他の一側部は、連結部１１５からなることができる。電池ケース１１４の両端部１１４ａ、１１４ｂの間を電池セル１１０の長さ方向と定義し、電池ケース１１４の両端部１１４ａ、１１４ｂを連結する一側部１１４ｃと連結部１１５との間を電池セル１１０の幅方向と定義することができる。

連結部１１５は、電池セル１１０の一側縁に沿って長く延長されている領域であり、連結部１１５の端部に電池セル１１０の突出部１１０ｐが形成され得る。突出部１１０ｐは、連結部１１５の両端部のうち少なくとも一つに形成され得、連結部１１５が延長される方向に垂直な方向に突出され得る。突出部１１０ｐは、電池ケース１１４の両端部１１４ａ、１１４ｂのシーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂのうち一つと連結部１１５との間に位置することができる。

電池ケース１１４は、一般的に樹脂層／金属薄膜層／樹脂層のラミネート構造からなる。例えば、電池ケース表面がＯ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）－ナイロン層からなる場合には、中大型電池モジュールを形成するために多数の電池セルを積層する時、外部衝撃により簡単に滑る傾向にある。したがって、これを防止し、電池セルの安定した積層構造を維持するために、電池ケースの表面に両面テープなどの粘着式接着剤または接着時に化学反応により連結される化学接着剤などの接着部材を付着して電池セル積層体１２０を形成することができる。本実施形態において電池セル積層体１２０は、Ｙ軸方向に積層され、Ｚ軸方向に第１Ｌ字型フレーム３００に収容されて後述する熱伝導性樹脂層により冷却が行われ得る。これに対する比較例として、電池セルがカートリッジ形態の部品で形成されて電池セル間の固定が電池モジュールフレームで組み立てによりなされる場合がある。このような比較例では、カートリッジ形態の部品の存在により冷却作用が殆どないか、冷却作用が電池セルの面方向に行われるものの、電池モジュールの高さ方向には冷却が良好に行われない。

図５は図２の電池モジュールで第１Ｌ字型フレームを示す斜視図である。

図５を参照すると、本実施形態による第１Ｌ字型フレーム３００は、下部面３００ａおよび下部面３００ａから折り曲げられた側面部３００ｂを含む。図２で説明した電池セル積層体１２０が第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに装着される前に、第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに熱伝導性樹脂を塗布し、熱伝導性樹脂を硬化して熱伝導性樹脂層３１０を形成することができる。熱伝導性樹脂層３１０を形成する前に、つまり、前記塗布した熱伝導性樹脂が硬化する前に、電池セル積層体１２０が第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに垂直な方向に沿って移動しながら第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに装着され得る。その後、熱伝導性樹脂が硬化して形成された熱伝導性樹脂層３１０は、第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａと電池セル積層体１２０との間に位置する。熱伝導性樹脂層３１０は、電池セル１１０で発生する熱を電池モジュール１００の底に伝達し、電池セル積層体１２０を固定する役割を果たすことができる。

本実施形態による電池モジュールは、第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに形成されたパッド部３２０をさらに含むことができる。パッド部３２０は、熱伝導性樹脂の塗布位置をガイドし、または熱伝導性樹脂が底部３００ａ外部に溢れることを防止することができ、少なくとも一つ形成され得る。図５では下部面３００ａの中央に一つ、Ｘ軸方向における下部面３００ａの両端部にそれぞれ一つずつパッド部３２０が形成されたものと示したが、熱伝導性樹脂の塗布量などを考慮してパッド部３２０の大きさ、位置および個数などを設計変更することができる。パッド部３２０は、絶縁フィルムで形成され得る。この時、熱伝導性樹脂が底部３００ａ上部に電池セル１１０が着いて圧縮され得るようにパッド部３２０がポリウレタンフォーム（ＰＵ ｆｏａｍ）またはゴムなどの材料で形成され得る。

図２および図３を再び参照すると、本実施形態による第１Ｌ字型フレーム３００の側面部と第２Ｌ字型フレーム４００の側面部との間の距離と、第１Ｌ字型フレーム３００の下部面の幅または第２Ｌ字型フレーム４００の上部面の幅とは互いに同一であり得る。言い換えると、第２Ｌ字型フレーム４００の側面部のＸ軸方向に沿った角部分と第１Ｌ字型フレーム３００の側面部のＸ軸方向に沿った角部分とが直接会って溶接などの方法により連結され得る。

図６は図２の電池モジュールでバスバーフレームを示す斜視図である。

図６を参照すると、本実施形態によるバスバーフレーム１３０は、図４で説明した電極リード１１１、１１２が突出した方向に垂直に配置されるメインフレーム１３０ａと、メインフレーム１３０ａの下部から延長された折り曲げ部１３０ｂとを含む。バスバーフレーム１３０は、図２および図３で説明したように、電池セル積層体１２０と連結される。メインフレーム１３０ａでは電極リードがスリットを通過してバスバーと連結した構造を形成することができる。折り曲げ部１３０ｂは、メインフレーム１３０ａに対してほぼ９０度に曲がって第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａ上に位置することができる。折り曲げ部１３０ｂおよび周辺構成については図７を参照して追加で説明する。

図７は図３で電池セル積層体の長さ方向であるＸＺ平面に沿って切断した断面図である。図８は図７の比較例に該当する電池モジュールの断面図である。

図７を参照すると、本実施形態による電池セル１１０は、幅方向に形成された突出部１１０ｐを含み、突出部１１０ｐは、折り曲げ部１３０ｂ上に位置する。ここで、電池セル１１０の幅方向とは、図７のＺ軸方向であり得る。本実施形態による第１Ｌ字型フレームの下部面３００ａは、第１部分３００ａ１と第２部分３００ａ２を含み、第１部分３００ａ１は、電池セル１１０の長さ方向における縁部に位置し、第２部分３００ａ２は、第１部分３００ａ１内側に位置する。この時、第１部分３００ａ１の厚さは第２部分３００ａ２の厚さより薄いことが好ましい。ここで、電池セル１１０の長さ方向とは、図７のＸ軸方向であり得る。

図６および図７を参照すると、本実施形態においてバスバーフレーム１３０の折り曲げ部１３０ｂは、第１Ｌ字型フレームの下部面３００ａのうち、第１部分３００ａ１に位置する。この時、折り曲げ部１３０ｂの厚さと第１部分３００ａ１の厚さを合算した厚さは、第２部分３００ａ２の厚さより薄いことが好ましい。なぜなら、電池セル１１０の突出部１１０ｐが第１部分３００ａ１と第２部分３００ａ２の段差に掛かって外部衝撃ににって動くことを防止することができるためである。それだけでなく、このような第１Ｌ字型フレーム下部面３００ａの加工を通じて電池セル１１０とフレーム間の隙間を減縮することができ、このような隙間減縮効果は高さ方向の組み立てを通じ得ることができる隙間減縮効果と上昇作用を起こして全体的な空間効率性を最大化することができる。第１Ｌ字型フレーム下部面３００ａの加工は、プレス成形で行われるため、Ｌ字型フレーム構造を形成しながら下部面３００ａの段差も同時に形成することができる。このような段差形成のためにプレス成形またはＮＣ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｏｒｋ）加工などを使用することができる。

下部面３００ａの第２部分３００ａ２と電池セル１１０との間にパッド部３２０が位置し、パッド部３２０内側に熱伝導性樹脂層３１０が位置する。つまり、パッド部３２０は、熱伝導性樹脂層３１０と下部面３００ａの第１部分３００ａ１との間に位置して熱伝導性樹脂層３１０が形成される位置を定義することができる。

図８を参照すると、図７の実施形態と比較する時、第１Ｌ字型フレームの下部面３００ａ’の厚さは均一である。図７で説明した電池セル１１０と同一の大きさの電池セル１１０’および突出部１１０ｐ’を第１Ｌ字型フレームの下部面３００ａ’に装着するようになると、図７の下部面３００ａ’のような段差がない分、熱伝導性樹脂層３１０’とパッド部３２０’の高さが高くなり得る。したがって、図８の比較例に比べて図７の実施形態のように電池セル１１０とフレーム間の公差を減らして空間活用率を向上させることができるだけでなく、熱伝導性樹脂層３１０の厚さを減らすことができるため、熱伝導性樹脂層３１０を形成するための熱伝導性樹脂の使用量を減らすことができる。

以下、前述した本実施形態による電池モジュールの製造方法の一例について説明する。

図９乃至図１１は本発明の他の一実施形態による電池モジュール製造方法を示す図面らである。

図９を参照すると、本実施形態による電池モジュール製造方法は、上部および一側面が開放された第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに電池セル積層体１２０を積層する段階を含む。この時、電池セル積層体１２０に含まれている複数の電池セル１１０の積層方向に垂直な方向（Ｚ軸方向）に電池セル積層体１２０が第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに挿入されることが好ましい。本実施形態において第１Ｌ字型フレーム３００がＺ軸方向に移動する前に開放された一側面に沿ってＹ軸方向に電池セル積層体１２０が移動することができる。言い換えると、一側面が開放された空間で余裕をもって電池セル積層体１２０が下部面３００ａ真上まで移動してきた後、Ｚ軸方向に電池セル積層体１２０が第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに配置され得る。

本実施形態による電池モジュール製造方法は、電池セル積層体１２０を第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに装着する前に電池セル積層体１２０に含まれている電池セル１１０の電極リードが突出した方向と反対方向にバスバーフレーム１３０を移動しながら電池セル積層体１２０とバスバーフレーム１３０を連結する段階をさらに含むことができる。追加的に、電池モジュール製造方法は、電池セル積層体１２０を第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに装着する前に第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに熱伝導性樹脂を塗布する段階をさらに含むことができる。熱伝導性樹脂を塗布する段階の前に第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａに図５で説明したパッド部３２０を形成する段階をさらに含むことができる。図５および図９を参照すると、パッド部３２０の間に熱伝導性樹脂を塗布するとパッド部３２０が熱伝導性樹脂の塗布位置をガイドするだけでなく、熱伝導性樹脂が溢れ出ることを防止することができ、熱伝導性樹脂の塗布量を容易に調節することができる。

これに比べて、図１で説明した電池セル積層体１２の下部とモノフレーム２０との間に、熱伝達およびセル積層体の固定のための熱伝導性樹脂層を形成することができる。一般的に、セル積層体１０をモノフレーム２０に挿入した後に、モノフレーム２０に形成された注入口を通じて熱伝導性樹脂を挿入することによって、熱伝導性樹脂層を形成する。ただし、このような注入方法の場合、各電池モジュールでの部品の公差により熱伝導性樹脂の定量注入が難しく、均一な厚さを有する熱伝導性樹脂層を形成するには限界がある。

図１０を参照すると、本実施形態による電池モジュール製造方法は、第１Ｌ字型フレーム３００で覆われていない電池セル積層体１２０の開放された面を覆うように第２Ｌ字型フレーム４００で電池セル積層体１２０を覆う段階を含む。本実施形態では、垂直方向であるＺ軸方向に第２Ｌ字型フレーム４００を第１Ｌ字型フレーム３００と溶接などの方法で連結するため、図１のモノフレーム２０を電池セル積層体１２に挿入する過程で電池セル１１保護のために必要な保護カバー（図示せず）を省略することができる。具体的に、第１Ｌ字型フレーム３００の下部面と第２Ｌ字型フレーム４００の側面部４００ｂとが熔接され、第１Ｌ字型フレーム３００の側面部３００ｂと第２Ｌ字型フレーム４００の上部面４００ａとが溶接され得る。

図１１を参照すると、本実施形態による電池モジュール製造方法は、第２Ｌ字型フレーム４００と第１Ｌ字型フレーム３００を連結する段階、および第１Ｌ字型フレーム３００と第２Ｌ字型フレーム４００に囲まれた電池セル積層体１２０の開放された両側にそれぞれエンドプレート１５０を連結する段階を含む。第１Ｌ字型フレーム３００の下部面３００ａと第２Ｌ字型フレーム４００の側面部４００ｂとを連結し、第１Ｌ字型フレーム３００の側面部３００ｂと第２Ｌ字型フレーム４００の上部面４００ａとを連結するために溶接方法、接着剤を用いたボンディング方法、ボルティング連結方法、リベッティングおよびテープ連結方法などを用いることができる。

一方、本発明の実施形態による電池モジュールは、一つまたはそれ以上がパックケース内にパッケージングされて電池パックを形成することができる。

前述した電池モジュールおよびこれを含む電池パックは、多様なデバイスに適用され得る。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段に適用され得るが、本発明はこれに制限されず、電池モジュールおよびこれを含む電池パックを用いることができる多様なデバイスに適用可能であり、これも本発明の権利範囲に属する。

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。

１０：電池セル積層体
１１：電池セル
１２：電池セル積層体
６０：エンドプレート
１００：電池モジュール
１１０，１１０’：電池セル
１１０ｐ，１１０ｐ’：突出部
１１１：電極リード
１１２：電極リード
１２０：電池セル積層体
１３０：バスバーフレーム
１３０ａ：メインフレーム
１３０ｂ：折り曲げ部
１５０：エンドプレート
３００：第１Ｌ字型フレーム
３００ａ，３００ａ’：下部面
３００ａ１：第１部分
３００ａ２：第２部分
３１０，３１０’：熱伝導性樹脂層
３２０，３２０’：パッド部
４００：第２Ｌ字型フレーム

Claims (12)

1. 複数の電池セルが積層されている電池セル積層体、
   前記電池セル積層体を収容し、上部および一側面が開放された第１Ｌ字型フレームを含み、
   前記電池セル積層体を収容し、下部および一側面が開放された第２Ｌ字型フレームを含み、
   前記第１Ｌ字型フレームと前記第２Ｌ字型フレームが噛み合って前記電池セル積層体の４面を囲み、
   前記第１Ｌ字型フレームの下部面は、第１部分と第２部分を含み、前記第１部分は前記電池セルの長さ方向における縁部に位置し、前記第２部分は前記第１部分の内側に位置し、前記第１部分の厚さは前記第２部分の厚さより薄く、
   前記電池セル積層体と連結されるバスバーフレームをさらに含み、
   前記第１Ｌ字型フレームは、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向における互いに対向する両側が開放され、前記第１Ｌ字型フレームの開放された両側で前記バスバーフレームは前記電池セル積層体と連結され、
   前記バスバーフレームは、前記電極リードが突出した方向に垂直に配置されるメインフレームと、前記メインフレームの下部から延びる折り曲げ部とを含み、
   前記折り曲げ部は、前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面の前記第１部分上に位置し、
   前記折り曲げ部の厚さと前記第１部分の厚さを合算した厚さは、前記第２部分の厚さより薄い、電池モジュール。
2. 前記電池セルは、幅方向に形成された突出部を含み、前記突出部は、前記折り曲げ部上に位置する、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記第２部分と前記電池セル積層体との間に位置するパッド部をさらに含む、請求項１または２に記載の電池モジュール。
4. 前記第２部分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さらに含み、前記パッド部は、前記熱伝導性樹脂層と前記第１部分との間に位置する、請求項３に記載の電池モジュール。
5. 前記複数の電池セルの積層方向に垂直な前記電池セル積層体の下部面が前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面に装着される、請求項１～４の何れか一項に記載の電池モジュール。
6. 前記第１Ｌ字型フレームの開放された両側にそれぞれ連結されたエンドプレートをさらに含み、前記第１Ｌ字型フレームの開放された前記両側は、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向において互いに対向する、請求項１～５の何れか一項に記載の電池モジュール。
7. 上部および一側面が開放された第１Ｌ字型フレームの下部面に複数の電池セルが積層されている電池セル積層体を装着する段階、
   前記第１Ｌ字型フレームで覆われていない前記電池セル積層体の開放された面を覆うように第２Ｌ字型フレームで前記電池セル積層体を覆う段階、
   前記第１Ｌ字型フレームと前記第２Ｌ字型フレームを連結する段階、および
   前記第１Ｌ字型フレームと前記第２Ｌ字型フレームに囲まれた前記電池セル積層体の開放された両側にそれぞれエンドプレートを連結する段階を含み、
   前記電池セル積層体は、前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面に垂直な方向に沿って移動しながら前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面に装着され、
   前記第１Ｌ字型フレームの下部面は、第１部分と第２部分を含み、前記第１部分は前記電池セルの長さ方向における縁部に位置し、前記第２部分は前記第１部分の内側に位置し、前記第１部分の厚さは前記第２部分の厚さより薄く、
   前記第１Ｌ字型フレームは、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向における互いに対向する両側が開放され、前記第１Ｌ字型フレームの開放された両側でバスバーフレームは前記電池セル積層体と連結され、
   前記バスバーフレームは、前記電極リードが突出した方向に垂直に配置されるメインフレームと、前記メインフレームの下部から延びる折り曲げ部とを含み、
   前記折り曲げ部は、前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面の前記第１部分上に位置し、
   前記折り曲げ部の厚さと前記第１部分の厚さを合算した厚さは、前記第２部分の厚さより薄い、電池モジュール製造方法。
8. 前記電池セル積層体を前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面に装着する前に前記電池セル積層体に含まれている電池セルの電極リードが突出した方向と反対方向にバスバーフレームを移動しながら前記電池セル積層体と前記バスバーフレームを連結する段階をさらに含む、請求項７に記載の電池モジュール製造方法。
9. 前記電池セル積層体に含まれている複数の電池セルの積層方向に垂直な方向に前記電池セル積層体が前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面に挿入される、請求項７または８に記載の電池モジュール製造方法。
10. 前記電池セル積層体を前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面に装着する前に前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面に熱伝導性樹脂を塗布する段階をさらに含む、請求項７または９に記載の電池モジュール製造方法。
11. 前記熱伝導性樹脂を塗布する段階の前に、前記第１Ｌ字型フレームの前記下部面にパッド部を形成する段階をさらに含み、
    前記パッド部は、塗布される前記熱伝導性樹脂の塗布位置をガイドする、請求項１０に記載の電池モジュール製造方法。
12. 請求項１～６の何れか一項に記載の電池モジュールを含む電池パック。

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