JP7451685B2 - バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車 - Google Patents

バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車 Download PDF

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Description

本発明は、バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関する。
本出願は、２０１９年１１月１１日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１４３７４３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。
製品群に応じた適用性が高く、且つ、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、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。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伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数のバッテリーセルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量によって複数のバッテリーセルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定可能である。
なお、複数のバッテリーセルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルを含むバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックを構成する方法が一般的である。
従来のバッテリーモジュールの場合、複数個のバッテリーセルが電気的に接続するように相互に積層され、より安定的な固定などのために相互に対向する面に接着剤などが塗布されて相互に固定される。
しかし、従来のバッテリーモジュールの場合、バッテリーセルのうち一部のバッテリーセルの不良や放電などから、一部のバッテリーセルの交替などが必要な場合、相互に固定されたバッテリーセルを分離しにくいという問題がある。
従来のバッテリーモジュールの場合、このようなバッテリーセルの分離のためには、バッテリーセルの対向面に塗布された接着剤などを除去しなければならないが、このような除去作業の場合、一般的に有害物質を含む除去剤などが使用され、作業時間も長期間がかかるという問題がある。
また、従来のバッテリーモジュールの場合、このような除去作業に際し、バッテリーセルに損傷が発生する恐れがあり、除去時にバッテリーセルの間に残余物が発生する問題がある。
そのため、相互に積層されて固定されたバッテリーセルのうち少なくとも一部のバッテリーセルの交替などが必要になる場合、より簡便に所望するバッテリーセルを分離可能なバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車が求められる。
本発明は、相互に積層されて固定されたバッテリーセルのうち少なくとも一部のバッテリーセルの交替が必要な場合、より簡便に所望するバッテリーセルを分離することができるバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車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、下記の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理解されるであろう。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、本発明は、バッテリーモジュールであって、相互に積層される複数個のバッテリーセルと、複数個のバッテリーセルの間に配置され、使用者の操作によって除去可能に備えられる複数個の接着部材と、を含むことを特徴とする、バッテリーモジュールを提供する。
複数個の接着部材は、複数個のバッテリーセルの長手方向における両端部に備えられ得る。
複数個のバッテリーセルは、電極組立体と、電極組立体を収容するケース本体と、ケース本体からバッテリーセルの長手方向に沿って延びるケーステラス部と、を含む電池ケースと、電池ケースのケーステラス部から突出し、電極組立体と電気的に接続する一対の電極リードと、を含み、複数個の接着部材の一部分は、複数個のバッテリーセルの長手方向におけるケース本体の両端部に配置され得る。
複数個の接着部材の残りの部分は、複数個のバッテリーセルのケーステラス部同士の間の空間に配置され得る。
複数個の接着部材は、使用者の操作によって、複数個のバッテリーセルの長手方向において、ケース本体の外部へ脱去可能である。
複数個の接着部材は、使用者の操作によって、複数個のバッテリーセルの長手方向に沿ってスライドしながらケース本体の外部へ抜け出され得る。
複数個の接着部材は、複数個のバッテリーセルの長手方向におけるケース本体の両端部に配置される接着部と、接着部から延び、ケーステラス部同士の間に配置される操作部と、を含み得る。
接着部は、両面テープとして備えられ得る。
なお、本発明は、バッテリーパックであって、前述した実施例による少なくとも一つのバッテリーモジュールと、少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
また、本発明は、自動車であって、前述した実施例による少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車を提供する。
以上のような多様な実施例によって、相互に積層されて固定されたバッテリーセルのうち少なくとも一部のバッテリーセルの交替などが必要な場合、より簡便に所望するバッテリーセルを分離できるバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車を提供することができる。
また、以上のような多様な実施例によって、相互に積層されて固定されたバッテリーセルの位置変更や全体のバッテリーセルの再整列などを容易に行い得るバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車を提供することができる。
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モジュールを説明するための図である。 図１のバッテリーモジュールの主要部の側面図である。 図２のバッテリーモジュールの接着部材を説明するための図である。 図２のバッテリーモジュールの他の実施例による接着部材を説明するための図である。 図１のバッテリーモジュールの接着部材を除去する様子を説明するための図である。 図１のバッテリーモジュールの接着部材を除去する様子を説明するための図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。 本発明の一実施例による自動車を説明するための図である。
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。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張されて示され得る。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを説明するための図であり、図２は、図１のバッテリーモジュールの主要部の側面図であり、図３は、図２のバッテリーモジュールの接着部材を説明するための図であり、図４は、図２のバッテリーモジュールの他の実施例による接着部材を説明するための図である。
図１～図４を参照すると、バッテリーモジュール１０は、バッテリーセル１００及び接着部材３００を含み得る。
バッテリーセル１００は、二次電池であって、パウチ型二次電池、角形二次電池または円筒型二次電池として設けられ得る。以下、本実施例では、バッテリーセル１００がパウチ型二次電池で設けられることに限定して説明する。
バッテリーセル１００は、複数個が備えられ得る。
複数個のバッテリーセル１００は、相互に電気的に接続可能に積層され得る。ここで、複数個のバッテリーセル１００は、相互間のより安定的な固定のために、後述する接着部材３００によって相互に接着されることでより安定的に積層され得る。このような複数個のバッテリーセル１００は、バッテリーモジュール１０を構成するモジュールケース（図示せず）などの構造体内に収容され得る。
複数個のバッテリーセル１００は各々、電極組立体１１０、電池ケース１３０及び電極リード１５０を含み得る。
電極組立体１１０は、正極板、負極板及びセパレーターなどから構成され得る。電極組立体１１０についてはよく知られているので、以下、詳細な説明を省略する。
電池ケース１３０は、電極組立体１１０を収容し、後述する一対の電極リード１５０を少なくとも部分的に電池ケース１３０の外部へ突出するように収容し得る。
このような電池ケース１３０は、ケース本体１３２及びケーステラス部１３６を含み得る。
ケース本体１３２は、電極組立体１１０を収容し得る。このために、ケース本体１３２には、電極組立体１１０を収容可能な収容空間が設けられ得る。
ケーステラス部１３６は、ケース本体１３２の両側端部から延び、ケース本体１３２からバッテリーセル１００の長手方向に沿って延び得る。
このようなケーステラス部１３６は、バッテリーセル１００の積層方向において、ケース本体１３２よりも低い高さを有し得る。これによって、バッテリーセル１００の積層時、積層方向において、ケーステラス部１３６の間には所定の空間が設けられ得る。
電極リード１５０は、一対が備えられ得る。
一対の電極リード１５０は、電極組立体１１０と電気的に接続し、電池ケース１３０のケーステラス部１３６から突出し得る。
接着部材３００は、複数個のバッテリーセル１００の間に配置され、複数個のバッテリーセル１００の積層時、複数個のバッテリーセル１００と接着されて複数個のバッテリーセル１００をより安定的に固定できる。
このような接着部材３００は、複数個が備えられ得る。
複数個の接着部材３００は、複数個のバッテリーセル１００の間で複数個のバッテリーセル１００の絶縁及び複数個のバッテリーセル１００の温度偏差などを改善し得る。
複数個の接着部材３００は、各々、複数個のバッテリーセル１００の間に配置され、使用者の操作によって複数個のバッテリーセル１００から除去可能に設けられ得る。
複数個の接着部材３００は、複数個のバッテリーセル１００の長手方向における両端部に備えられ得る。具体的には、複数個の接着部材３００の一部３１０は、複数個のバッテリーセル１００の長手方向におけるケース本体１３２の両端部に配置され得、複数個の接着部材３００の残りの部分３３０は、複数個のバッテリーセル１００のケーステラス部１３６同士の間の空間に配置され得る。
このような複数個の接着部材３００は、使用者の操作によって、複数個のバッテリーセル１００の長手方向において、ケース本体１３２の外部へ脱去可能に備えられ得る。具体的には、複数個の接着部材３００は、使用者の操作によって、複数個のバッテリーセル１００の長手方向に沿ってスライドされながらケース本体１３２の外部へ抜け出され得る。
以下、本実施例による複数個の接着部材３００についてより具体的に説明する。
複数個の接着部材３００は各々、接着部３１０及び操作部３３０を含み得る。
接着部３１０は、複数個のバッテリーセル１００の長手方向において電池ケース１３０のケース本体１３２の両端部に配置され得る。また、接着部３１０は、ケース本体１３２の両端部で複数個のバッテリーセル１００の幅方向に沿って相互に所定の距離で離隔して配置され得る。
このような接着部３１０は、両面テープとして備えられ得る。複数個のバッテリーセル１００の積層に際し、積層方向において対向するバッテリーセル１００の電池ケース１３０のケース本体１３２に接着され得る。本実施例では、接着部３１０が両面テープとして備えられるため、未転写や固まり現象などが発生しない。
接着部３１０は、バッテリーセル１００の電池ケース１３０のケース本体１３２の中心側方向に向かってほぼ三角形形状の傾いた形態で設けられ得る。これによって、接着部材３００の除去時、ケース本体１３２からの接着部材３００の脱去がより容易に行われる。
操作部３３０は、接着部３１０から延び、複数個のバッテリーセル１００の積層方向において、複数個のバッテリーセル１００の電池ケース１３０のケーステラス部１３６同士の間の空間に配置され得る。これによって、接着部材３００の除去時、接着部材３００の除去のための使用者の操作がより容易になる。
一方、接着部材３５０は、図４に示したように、バッテリーセル１００の電池ケース１３０の両端部に各々一つずつ設けられ得る。このような接着部材３５０は、電池ケース１３０のケース本体１３２の両端部に接着され、使用者の操作によってケース本体１３２から脱去される接着部３５１と、接着部３５１から延び、使用者の操作のための操作部３５３を含み得る。
図５及び図６は、図１のバッテリーモジュールの接着部材を除去する様子を説明するための図である。
図５及び図６を参照すると、バッテリーモジュール１０の場合、製造や使用中に、バッテリーセル１００のうち少なくとも一つのバッテリーセル１００で不良や放電などが発生する場合がある。これによって、不良や放電したバッテリーセル１００の交替などが必要なことがある。
本実施例の場合、作業者などの使用者は、バッテリーモジュール１０のバッテリーセル１００のうち交替が必要なバッテリーセル１００の接着部材３００に対する使用者の操作によって、交替しようとするバッテリーセル１００と残りの他のバッテリーセル１００との固定状態をより簡便に解除可能である。
具体的には、使用者は、交替が必要なバッテリーセル１００に付着された接着部材３００の操作部３３０を引っ張って抜き出す方式で接着部材３００をより簡便にバッテリーセル１００の外部へ脱去することができる。
即ち、本実施例では、使用者などが、接着部材３００に対して操作部３３０を簡単に操作することで、バッテリーセル１００から接着部材３００をより簡便に除去することができる。
これによって、本実施例では、製造中や使用中のバッテリーセルのうち一部のバッテリーセル１００の交替などの作業時、交替のためのバッテリーセル１００の分離作業が顕著に簡便になり、作業時間も大幅に短縮することができる。
また、接着部材３００の接着部３１０が、バッテリーセル１００の電池ケース１３０のケース本体１３２の両端部のエッジのみに接触していることから、除去時にバッテリーセル１００同士の間に残余物が発生する恐れを大幅に低下させることができる。
さらに、本実施例では、このような接着部材３００の除去時、バッテリーセル１００に塗布された接着剤を除去するために別の除去剤などの使用が不要になり、バッテリーセル１００の損傷危険も最小化することができる。
結局、本実施例によるバッテリーモジュール１０は、接着部材３００によって、バッテリーモジュール１０の製造による組立工程の効率及びバッテリーモジュール１０のメンテナンスの効率を共に向上させることができる。
図７は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図であり、図８は、本発明の一実施例による自動車を説明するための図である。
図７及び図８を参照すると、バッテリーパック１は、前述した実施例による少なくとも一つのバッテリーモジュール１０と、少なくとも一つのバッテリーモジュール１０をパッケージングするパックケース５０と、を含み得る。
このようなバッテリーパック１は、自動車Ｖの燃料源として自動車Ｖに備えられ得る。例えば、バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車及びその他のバッテリーパック１を燃料源として用い得るその他の方式で自動車Ｖに備えられ得る。
また、バッテリーパック１は、自動車Ｖの外にも二次電池を用いる電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などのその他の装置や器具及び設備などにも備えられることも可能であることは勿論である。
このように、本実施例によるバッテリーパック１と自動車Ｖのようなバッテリーパック１を備える装置や器具及び設備は、前述したバッテリーモジュール１０を含むことから、前述したバッテリーモジュール１０による長所を全て有するバッテリーパック１及びそれを備える自動車Ｖなどの装置や器具及び設備などを具現することができる。
以上のような多様な実施例によって、相互に積層されて固定されたバッテリーセル１００の少なくとも一部のバッテリーセル１００の交替などが必要な場合、より簡便に所望するバッテリーセル１００を分離できるバッテリーモジュール１０、それを含むバッテリーパック１及び自動車Ｖを提供することができる。
また、以上のような多様な実施例によって、相互に積層されて固定されたバッテリーセル１００の位置変更や全体のバッテリーセル１００の再整列などを容易に行うことができるバッテリーモジュール１０、それを含むバッテリーパック１及び自動車Ｖを提供することができる。
以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけない。
１ バッテリーパック
１０ バッテリーモジュール
５０ パックケース
１００ バッテリーセル
１１０ 電極組立体
１３０ 電池ケース
１３２ ケース本体
１３６ ケーステラス部
１５０ 電極リード
３００ 接着部材
３１０ 接着部
３３０ 操作部
３５０ 接着部材
３５３ 操作部

Claims (7)

  1. バッテリーモジュールであって、
    相互に積層される複数個のバッテリーセルと、
    前記複数個のバッテリーセルの間に配置され、使用者の操作によって除去可能に備えられる複数個の接着部材と、を含み、
    前記複数個のバッテリーセルは、
    電極組立体と、
    前記電極組立体を収容するケース本体と、前記ケース本体から前記バッテリーセルの長手方向に沿って延びるケーステラス部と、を含む電池ケースと、
    前記電池ケースのケーステラス部から突出し、前記電極組立体と電気的に接続する一対の電極リードと、を含み、
    前記複数個の接着部材は、
    前記複数個のバッテリーセルの長手方向における前記ケース本体の両端部に配置される接着部と、
    前記接着部から延び、前記ケーステラス部同士の間に配置される操作部と、を含むことを特徴とする、バッテリーモジュール。
  2. 前記複数個の接着部材の前記操作部は、
    前記複数個のバッテリーセルの前記ケーステラス部同士の間の空間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記複数個の接着部材は、
    前記使用者の操作によって、前記複数個のバッテリーセルの長手方向において、前記ケース本体の外部へ脱去可能であることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記複数個の接着部材は、
    前記使用者の操作によって、前記複数個のバッテリーセルの長手方向に沿ってスライドしながら前記ケース本体の外部へ抜け出されることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記接着部は、両面テープとして備えられることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
  6. 請求項１に記載の少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
    少なくとも一つの前記バッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含むことを特徴とする、バッテリーパック。
  7. 請求項６に記載の少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする、自動車。
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