JP7483052B2 - バッテリーパック及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリーパック及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、バッテリーセルを安定に支持して納めることのできるバッテリーパック及びその製造方法に関する。
一般的に、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。
ここで、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。
従来では、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。
韓国公開特許第２０１９－０１３２６３１号公報
本発明は、バッテリーセルを安定に支持して納めることのできるバッテリーパック及びそ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少させることのできるバッテリーパック及びそ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、前記バッテリーセルの他方の端部が挿し入れられる複数の挿入口を備え、前記フレームの一側に配設されるセルホルダーと、前記バッテリーセルを冷却できるように、前記セルホルダーに配設されるヒートシンクと、前記バッテリーセル同士の間の空間のうちの一部に配置される複数本の支持竿と、前記バッテリーセル同士の間の空間のうち、前記支持竿が配置されていない残りの空間に詰め込まれる充填材と、を備え、前記支持竿が配備される本数に応じて、前記充填材が詰め込まれる量が調節される。
前記支持竿は、前記バッテリーセル同士の間の空間の断面の形状に倣って形成され、前記フレームの内部空間の高さ以下に延びる。
前記バッテリーセルが一方向に沿って配置されて形成されるグループは、一方向と垂直に交差する方向に沿って前記バッテリーセルが一列に並べられるように配置され、前記グループのそれぞれは、同じ数のバッテリーセルから構成され、前記支持竿は、断面の周りが四つの辺からなる。
前記バッテリーセルが一方向に沿って配置されて形成されるグループは、一方向と垂直に交差する方向に沿って前記バッテリーセルが互い違いに配置され、前記支持竿は、断面の周りが三つの辺からなる。
前記支持竿の断面の周りをなす辺は、曲線と直線のうちの少なくともどちらか一方の形状に形成される。
前記セルホルダーは、複数配備されて上下に積層される。
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工程と、前記バッテリーセル同士の間の空間のうちの一部に複数本の支持竿を配設する工程と、前記フレームの一側にセルホルダーを配設し、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工程と、前記バッテリーセル同士の間の空間のうち、前記支持竿が配設されていない残りの空間に充填材を注入する工程と、を含み、前記複数本の支持竿を配設する工程は、前記充填材が詰め込まれる量が調節できるように、前記支持竿が配備される本数を設定する工程を含む。
前記支持竿が配備される本数を設定する工程は、前記バッテリーセル同士の間の全体の空間の体積の１０％以上４０％以下を占めるように支持竿を配設する工程を含む。
前記フレームの一側にセルホルダーを配設する工程は、複数のセルホルダーを上下に積層し、前記フレームに結合する工程を含む。
前記充填材の材料は、シリコンを含む。
本発明の実施形態によれば、複数本の支持竿をバッテリーセル同士の間の空間のうちの一部に配設してバッテリーセルを支持することができる。これにより、たとえバッテリーセルセルを固定するために用いられる充填材の量が少なくなる場合であっても、バッテリーセルが安定に支持された状態を保つことができる。したがって、充填材の使用量を減少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。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る支持竿が配設される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支持竿が配設される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ものであり、単に本発明の実施形態は本発明の開示を完全にし、通常の知識を有する者に発明の範疇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得て、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支持竿が配設される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、電子機器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、バッテリーセル１２０と、セルホルダー１５０と、ヒートシンク１４０と、充填材１３０と、支持竿１７０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充放電を行うことができる。
ここで、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、チャンバーの形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。
ここで、フレーム１１０は、一側（または、下側）が開かれていてもよい。例えば、フレーム１１０の下側の全体が開かれてい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の開口を通過して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が設けられてもよい。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。
ここで、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）が開かれていてもよい。これにより、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。
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の断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の断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。これにより、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。
ここで、セルホルダー１５０の材料は、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が設けられてもよい。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。これにより、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。
ここで、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の端子は貫通口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。これにより、バッテリーセル１２０が安定に固定された状態を保つことができる。
一方、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との間に配置されてもよい。これにより、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。
ここで、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、セルホルダー１５０が積層される数に応じて、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の量とを調節す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。これにより、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少され、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の使用量を減少させることができる。
ヒートシンク１４０は、セルホルダー１５０の下部に配設されてもよい。これにより、ヒートシンク１４０は、セルホルダー１５０に挿し入れられたバッテリーセル１２０と直間接的に接触されて、バッテリーセル１２０を冷却させることができる。ヒートシンク１４０は、冷却部１４１と、冷却媒体供給部１４２、及び冷却媒体排出部１４３を備えていてもよい。
冷却部１４１は、プレート状に形成されてもよい。例えば、冷却部１４１は、セルホルダー１５０の断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１４１の上部面の面積は、セルホルダー１５０の断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１４１の上部面がバッテリーセル１２０の全体と直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。これにより、冷却部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。
ここで、冷却部１４１は、熱伝導性の高い材料から作製されてもよい。例えば、冷却部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。これにより、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１４２は、冷却部１４１に接続されてもよい。例えば、冷却媒体供給部１４２は、冷却部１４１に冷却媒体を供給するラインであってもよく、冷却部１４１に形成された流路の一方の端と接続されてもよい。これにより、冷却媒体供給部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１４３は、冷却部１４１に接続されてもよい。例えば、冷却媒体排出部１４３は、冷却部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１４１に形成された流路の他方の端と接続されてもよい。これにより、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の内部空間に供給されて、バッテリーセル１２０同士の間の空間に詰め込まれてもよい。バッテリーセル１２０同士の間の空間には支持竿１７０が予め配設されているため、充填材１３０は、バッテリーセル１２０同士の間の空間のうち、支持竿１７０が配置されていない残りの空間に詰め込まれることが可能になる。これにより、充填材１３０は支持竿１７０とともにバッテリーセル１２０の上端部をしっかりと保持することができる。
また、充填材１３０の材料は、シリコンを含んでいてもよい。これにより、充填材１３０は、熱伝導性と接着性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。
ここで、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と支持竿１７０を備えて充填材１３０の使用量を減少させることができる。
支持竿１７０は、複数本配備されてバッテリーセル１２０同士の間の空間のうちの一部に配置されてもよい。充填材１３０もまた、バッテリーセル１２０同士の間の空間に詰め込まれるため、支持竿１７０が配備される本数に応じて、充填材１３０が詰め込まれる空間の体積が調節されて、充填材１３０が注入されるべき量が調節されることが可能になる。すなわち、支持竿１７０が配備される本数が増加すれば、バッテリーセル１２０同士の間の隙間の空間が減少するため、充填材１３０を詰め込むべき空間の体積が減少し、支持竿１７０が配備される本数が減少すれば、バッテリーセル１２０同士の間の隙間の空間が増加するため、充填材１３０を詰め込むべき空間の体積が増加することができる。
例えば、図１及び図２に示すように、四本の支持竿１７０が配備されて左右方向に沿って一列に配置されてもよく、第１の列と第２の列のバッテリーセル１２０同士の間に配置されてもよい。したがって、第１の列と第２の列のバッテリーセル１２０同士の間の空間が支持竿１７０により満たされるため、充填材１３０が第１の列と第２の列のバッテリーセル１２０同士の間の空間を除いた残りの列のバッテリーセル１２０同士の間にのみ詰め込まれることが可能になる。これにより、充填材１３０の使用量を減少させることができる。しかしながら、支持竿１７０が配備される本数や配置され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。
また、支持竿１７０は、上下に延びて棒の形状に形成されてもよい。支持竿１７０は、フレーム１１０の内部空間の高さ以下に延びてもよい。例えば、支持竿１７０は、フレーム１１０が形成する天井面に配設されて下側に延びてもよく、セルホルダー１５０の上部面から上側へと延びてもよい。あるいは、支持竿１７０の上端が、フレーム１１０が形成する天井面に接続され、下端がセルホルダー１５０の上部面に接続されてもよい。これにより、支持竿１７０がフレーム１１０の内部空間に位置することが可能になる。
ここで、支持竿１７０の断面は、バッテリーセル１２０同士の間の空間の断面の形状に倣って形成されてもよい。支持竿１７０の断面の面積は、バッテリーセル１２０同士の間の空間の断面の面積以下であってもよい。支持竿１７０の断面の面積がバッテリーセル１２０同士の間の空間の断面の面積と同じである場合、支持竿１７０はバッテリーセル１２０と直接的に接触されることができ、支持竿１７０の断面の面積がバッテリーセル１２０同士の間の空間の断面の面積よりも小さな場合、支持竿１７０はバッテリーセル１２０と間接的に接触されることができる。したがって、支持竿１７０がバッテリーセル１２０同士の間の隙間の空間（空いた空間）に安定に配置されることが可能になる。
例えば、図３の（ａ）に示すように、バッテリーセル１２０が一方向（または、前後方向）に沿って配置されて一つのグループを形成してもよい。このようなグループが複数配備されて、一方向と垂直に交差する方向（または、左右方向）に沿ってバッテリーセル１２０が一列に並べられるように配置されてもよい。グループのそれぞれは、同じ数のバッテリーセル１２０から構成されてもよい。ここで、支持竿１７０は、断面の周りが四つの辺を有する四角い形状を呈していてもよい。バッテリーセル１２０が前後方向及び左右方向に沿って同一線上に配置されるため、四角い形状に配置される四つのバッテリーセル１２０が包み込む空間が形成されることが可能になり、支持竿１７０は、互いに異なるバッテリーセル１２０が包み込む空間にそれぞれ位置することができる。これにより、支持竿１７０の四つの辺が互いに異なるバッテリーセル１２０と向かい合うように配置されることが可能になる。したがって、支持竿１７０の各辺が向かい合う互いに異なるバッテリーセル１２０に直間接的に接触されて、一本の支持竿１７０が四つのバッテリーセル１２０を支持することができる。
あるいは、図３の（ｂ）に示すように、バッテリーセル１２０が一方向（または、前後方向）に沿って配置されて一つのグループを形成してもよい。このようなグループが複数配備されて、一方向と垂直に交差する方向（または、左右方向）に沿ってバッテリーセル１２０が互い違いに配置されてもよい。ここで、支持竿１７０は、断面の周りが三つの辺を有する三角形状を呈していてもよい。バッテリーセル１２０が前後方向に同一線上に位置し、左右方向に互い違いに配置されるため、三角形状に配置される三つのバッテリーセル１２０が包み込む空間が形成されることが可能になり、支持竿１７０は、互いに異なるバッテリーセル１２０が包み込む空間にそれぞれ位置することができる。これにより、支持竿１７０の三つの辺が互いに異なるバッテリーセル１２０と向かい合うように配置されることが可能になる。したがって、支持竿１７０の各辺が向かい合う互いに異なるバッテリーセル１２０に直間接的に接触されて、一本の支持竿１７０が三つのバッテリーセル１２０を支持することができる。
ここで、支持竿１７０の断面の周りをなす辺は、曲線と直線のうちの少なくともどちらか一方の形状に形成されてもよい。支持竿１７０の辺が直線状を呈する場合、支持竿１７０を作製し易くなる。支持竿１７０の辺が曲線状を呈する場合、各辺が向かい合うバッテリーセル１２０の部分を包み込むように支持竿１７０の周りを形成することができる。したがって、支持竿１７０がバッテリーセル１２０をさらに安定に支持することができる。
このように、複数本の支持竿１７０をバッテリーセル１２０同士の間の空間のうちの一部に配設してバッテリーセル１２０を支持させることができる。したがって、たとえバッテリーセル１２０を固定するために用いられる充填材１３０の量が少なくなる場合であっても、バッテリーセル１２０が安定に支持された状態を保つことができる。したがって、充填材１３０の使用量を減少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。
図４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少させながらバッテリーパックを安定に支持できる方法に関するものである。図４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工程（Ｓ１１０）と、バッテリーセル同士の間の空間のうちの一部に複数本の支持竿を配設する工程（Ｓ１２０）と、フレームの一側にセルホルダーを配設し、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工程（Ｓ１３０）、及びバッテリーセル同士の間の空間のうち、支持竿が配設されていない残りの空間に充填材を注入する工程（Ｓ１４０）を含む。
図１から図３を参照すると、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が、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。
ここで、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。
バッテリーセル同士の間の空間のうちの一部に複数本の支持竿１７０を配設してもよい（Ｓ１２０）。支持竿１７０は、フレーム１１０が形成する天井面に配設されて下側に延びてもよく、セルホルダー１５０の上部面から上側へと延びてもよく、あるいは、上端が、フレーム１１０が形成する天井面に接続され、下端がセルホルダー１５０の上部面に接続されてもよい。これにより、支持竿１７０がフレーム１１０の内部空間に位置することができる。
ここで、充填材１３０もまた、バッテリーセル１２０同士の間の空間に詰め込まれるため、支持竿１７０が配備される本数に応じて、充填材１３０が詰め込まれる空間の体積が調節されて、充填材１３０を詰め込むべき量が調節されることが可能になる。すなわち、支持竿１７０が配備される本数が増加すれば、バッテリーセル１２０同士の間の隙間の空間が減少するため、充填材１３０を詰め込むべき空間の体積が減少し、支持竿１７０が配備される本数が減少すれば、バッテリーセル１２０同士の間の隙間の空間が増加するため、充填材１３０を詰め込むべき空間の体積が増加することができる。
例えば、四本の支持竿１７０が配備されて左右方向に沿って一列に配置されてもよく、第１の列と第２の列のバッテリーセル１２０同士の間に配置されてもよい。したがって、第１の列と第２の列のバッテリーセル１２０同士の間の空間が支持竿１７０により満たされるため、充填材１３０が第１の列と第２の列のバッテリーセル１２０同士の間の空間を除いた残りの列のバッテリーセル１２０同士の間にのみ詰め込まれることが可能になる。これにより、充填材１３０の使用量を減少させることができる。
ここで、支持竿１７０が配備される本数を設定するとき、バッテリーセル１２０同士の間の全体の空間の体積の１０％以上４０％以下を占めるように支持竿１７０を配設してもよい。支持竿１７０がバッテリーセル１２０同士の間の全体の空間の体積の１０％未満を占めると、充填材１３０が詰め込まれる量があまり減少されず、従来と同様に充填材１３０を充填し、時間とコストが多大にかかってしまうという不都合がある。支持竿１７０がバッテリーセル１２０同士の間の全体の空間の体積の４０％を超えて占めると、充填材１３０の使用量が過剰に少なくなり過ぎて充填材１３０が安定にバッテリーセル１２０を支持することができないという不都合がある。したがって、充填材１３０の使用量は減少させつつも、充填材１３０がバッテリーセル１２０を安定に支持できるようにバッテリーセル１２０同士の間の全体の空間の体積の１０％以上４０％以下を占めるように支持竿１７０の本数を決めることができる。
次いで、フレーム１１０の一側（または、下側）にセルホルダー１５０を配設してもよい（Ｓ１３０）。これにより、フレーム１１０の外部に突出するバッテリーセル１２０の他方の端部（または、下端部）がセルホルダー１５０に形成された挿入口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の位置が安定に固定されることが可能になる。
ここで、セルホルダー１５０が複数配備されてもよい。したがって、セルホルダー１５０をフレーム１１０の一側に配設するとき、セルホルダー１５０を上下に積層した状態で、フレーム１１０の下部に結合することができる。セルホルダー１５０が積層されれば、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。これにより、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。
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。したがって、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少され、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。これにより、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の使用量を調節することができる。
次いで、バッテリーセル１２０同士の間の空間のうち、支持竿１７０が配設されていない残りの空間に充填材１３０を注入してもよい（Ｓ１４０）。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の上端部をしっかりと保持することができる。
ここで、セルホルダー１５０によりフレーム１１０の内部空間の体積が減少しており、フレーム１１０の内部空間には支持竿１７０が予め配設された状態である。したがって、バッテリーセル１２０同士の間の隙間の空間の体積を二重に減少させて、バッテリーセル１２０同士の間の隙間の空間を満たすために供給される充填材１３０の使用量を減少させることができる。充填材１３０の使用量が減少されれば、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が積層された空間と支持竿１７０が配設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の積層数や支持竿１７０が配備される本数に応じて充填材１３０の使用量が調節されることが可能になる。
一方、バッテリーセル１２０と支持竿１７０との間に間隔が存在する場合、充填材１３０を注入するときに充填材１３０がバッテリーセル１２０と支持竿１７０の周りを包み込むように配設されてもよい。これにより、支持竿１７０が充填材１３０を介してバッテリーセル１２０と間接的に接触されることができる。したがって、たとえバッテリーセル１２０と支持竿１７０との間に間隔が存在するとしても、支持竿１７０がバッテリーセル１２０を支持することができる。
ここで、充填材１３０の材料は、シリコンを含んでいてもよい。したがって、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虞があるが、以上において説明したように、セルホルダー１５０と支持竿１７０を備えて充填材１３０の使用量を減少させることができる。これにより、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、本発明の範疇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、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。

Claims (9)

  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、
    前記バッテリーセルの他方の端部が挿し入れられる複数の挿入口を備え、前記フレームの一側に配設されるセルホルダーと、
    前記バッテリーセルを冷却するように、前記セルホルダーに配設されるヒートシンクと、
    バッテリーセル同士の間の空間のうちの一部に配置される複数本の支持竿と、
    バッテリーセル同士の間の空間のうち、前記支持竿が配置されていない残りの空間に詰め込まれる充填材と、
    を備え、
    前記支持竿が配備される本数に応じて、前記充填材が詰め込まれる量が調節され、
    前記セルホルダーは、複数配備されて上下に積層される、
    バッテリーパック。
  2. 前記支持竿は、バッテリーセル同士の間の空間の断面の形状に倣って形成され、前記フレームの内部空間の高さ以下に延びる、請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記バッテリーセルが一方向に沿って配置されて形成されるグループが、前記一方向と垂直に交差する方向に沿って前記バッテリーセルが一列に並べられるように配置され、各グループは、同じ数のバッテリーセルから構成され、
    前記支持竿の断面の周りが四つの辺からなる、請求項２に記載のバッテリーパック。
  4. 前記バッテリーセルが一方向に沿って配置されて形成されるグループが、前記一方向と垂直に交差する方向に沿って前記バッテリーセルが互い違いになるように配置され、
    前記支持竿の断面の周りが三つの辺からなる、請求項２に記載のバッテリーパック。
  5. 前記支持竿の断面の周りをなす辺は、曲線と直線のうちの少なくともどちらか一方の形状に形成される、請求項３または４に記載のバッテリーパック。
  6. 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工程と、
    バッテリーセル同士の間の空間のうちの一部に複数本の支持竿を配設する工程と、
    前記フレームの一側にセルホルダーを配設し、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工程と、
    バッテリーセル同士の間の空間のうち、前記支持竿が配設されていない残りの空間に充填材を注入する工程と、
    を含み、
    前記複数本の支持竿を配設する工程は、前記充填材が詰め込まれる量が調節できるように、前記支持竿が配備される本数を設定する工程を含む、バッテリーパックの製造方法。
  7. 前記支持竿が配備される本数を設定する工程は、バッテリーセル同士の間の全体の空間の体積の１０％以上４０％以下を占めるように支持竿を配設する工程を含む、請求項６に記載のバッテリーパックの製造方法。
  8. 前記フレームの一側にセルホルダーを配設する工程は、複数のセルホルダーを上下に積層し、前記フレームに結合する工程を含む、請求項６または７に記載のバッテリーパックの製造方法。
  9. 前記充填材の材料は、シリコンを含む、請求項６から８のいずれか一項に記載のバッテリーパックの製造方法。
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