JP7666850B2 - 絶縁油を含む電池モジュール及びこれを含む電池パック - Google Patents

絶縁油を含む電池モジュール及びこれを含む電池パック Download PDF

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Description

本出願は２０２２年２月１６日付け韓国特許出願第２０２２－００２０２０３号に基づく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すべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は絶縁油を含む電池モジュール及びこれを含む電池パックに関するものであり、具体的には、電池モジュールの構造を単純化し、密封されたモジュールハウジング内に電池セルと直接的に接触するように注入された絶縁油を含む電池モジュール及びこれを含む電池パックに関するものである。
リチウム二次電池は、多機能小型製品であるワイヤレスモバイル機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｂｉｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）または身体に着用するウェアラブル機器（ｗｅａｒａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）のエネルギー源として使用されているだけでなく、大気汚染を引き起こす既存のガソリン車両及びディーゼル車両に対する代案として提示される電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源や電力貯蔵装置としても使用されている。
リチウム二次電池は、充電及び放電過程で温度が高くなり、電池セルの高温化現象は電池セルの性能を低下させる原因となる。よって、電池セルの温度が危険温度以上に上昇することを防止するために、電池パック内に熱伝導度の高い素材からなった熱伝逹部材、ヒートシンク、冷却フィンなどの部品を備えることで、電池セルの熱を電池パックの外部に排出させる。
しかし、このように電池セルを間接的に冷却させる方式は冷却性能の改善に限界がある。
また、従来の電池パックは多数の金属素材の部品を含むように構成されるので、組立過程が複雑になり、重さが重い点が問題点として指摘されている。これに関連して、図１は従来の電池パックの分解斜視図である。
図１を参照すると、電池パックは、電池モジュール１０、前記電池モジュール１０の間に位置するクロスビーム３０、前記電池モジュール１０及び前記クロスビーム３０が装着されるパックトレイ４０、前記パックトレイ４０の下に位置する下部カバー７０、前記電池モジュール１０の周囲を取り囲むように配置されるパックフレーム５０、前記電池モジュールを冷却するための冷却部材６０、及び前記電池モジュール１０の上に位置するパックカバー２０を含む。
従来は、電池パックの内部にある電池モジュール１０を外部衝撃から保護して安全性を確保するために、クロスビーム３０、パックトレイ４０、パックフレーム５０、パックカバー２０、及び下部カバー７０のような部品が必要であった。
しかし、前記部品は重さが重く、電池パックのエネルギー密度を低める問題がある。
したがって、電池パックの部品を簡素化することで、重さを減らし、エネルギー密度を高めることができるだけでなく、電池セルの冷却効率性を向上させる技術が必要である。
これに関連して、特許文献１は絶縁油及び多数のバッテリーセルを収容するバッテリーモジュールを開示している。これは、バッテリーセルが絶縁油に完全に浸かっているので、バッテリーセルの温度が急激に上昇することを防止することができる。しかし、特許文献１のバッテリーモジュールは、絶縁油の温度が上昇すると絶縁油の熱気を吸収するためのヒートパイプ、及び吸収された熱気を排出するための放熱ブロック及び冷却フィンを含んでいる。
したがって、エネルギー密度が高くなった電池パックを実現するための技術が提示されていない。
このように、リチウム二次電池が大容量及び高出力のエネルギー源として使用されるのに伴い、電池セルの冷却効果を確保して安全性を高め、エネルギー密度が高くなった電池モジュールに対する技術が必要である。
韓国登録特許第１８３４８４６号公報
本発明は前記のような問題を解決するためのものであり、電池セルを直接的に冷却させて冷却効率性を向上させ、高剛性のモジュールハウジングを備えることで電池モジュールの部品を省略することができるので、エネルギー密度が高くなった電池モジュール及びこれを含む電池パックを提供することを目的とする。
このような目的を達成するための本発明による電池モジュールは、複数の電池セルから構成される電池セルスタックと、全長方向に沿って配置される一つ以上の前記電池セルスタックを収容するモジュールハウジングと、電池モジュールを電気的に連結するためのＨＶコネクタ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）と、前記複数の電池セルの電圧及び温度をセンシングするためのＬＶアセンブリー（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、前記複数の電池セルを冷却するための絶縁油と、前記絶縁油の出入のための冷却ポートとを含み、前記絶縁油は前記モジュールハウジングの内部で流動しながら前記複数の電池セルを直接的に冷却することができる。
前記モジュールハウジングは、上面、下面、第１側面及び第２側面を含み、前記ＨＶコネクタは、前記第１側面に位置する第１ＨＶコネクタ、及び第２側面に位置する第２ＨＶコネクタを含むことができる。
前記電池セルスタックは、第１電池セルスタック及び第２電池セルスタックを含み、前記第１電池セルスタックの第１電極端子及び前記第２電池セルスタックの第２電極端子は前記第１ＨＶコネクタに連結され、前記第１電池セルスタックの第２電極端子及び前記第２電池セルスタックの第１電極端子は前記第２ＨＶコネクタに連結され得る。
前記モジュールハウジングの下面において前記第１ＨＶコネクタ及び前記第２ＨＶコネクタと前記第１電池セルスタック及び第２電池セルスタックとが連結される連結部の下部には貫通口が形成され、前記貫通口は密封部材が付着されて密封され得る。
前記ＨＶコネクタ、前記ＬＶアセンブリー及び前記冷却ポートが前記モジュールハウジングに連結される連結部は、前記絶縁油の漏液を防止するための密封部材を含むことができる。
前記ＬＶアセンブリーはＬＶコネクタを含むことができる。
前記ＬＶアセンブリーは、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）及びＣＭＣ（Ｃｅｌｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）からなる群から選択されるいずれか一つ以上をさらに含むことができる。
本発明は、前記電池モジュールを含む電池パックを提供する。前記電池パックは、モジュールハウジングの側面が隣接して配置された複数の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールの一側に配置されるＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）と、前記複数の電池モジュール及び前記ＢＤＵを取り囲む電池パックフレームとを含み、前記複数の電池モジュールはＨＶコネクタを介して隣接した電池モジュールと電気的に連結され、前記ＢＤＵは前記隣接した電池モジュールのＨＶコネクタと連結され得る。
前記モジュールハウジングは、第１側面及び第２側面にネジ締結部を含み、複数の電池モジュールは、前記ネジ締結部に結合されたネジによって互いに連結され得る。
前記複数の電池モジュールは、すべての電池セルスタックに結合されたＬＶアセンブリーを含み、前記ＬＶアセンブリーはＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と連結され得る。
前記絶縁油の流入及び排出流路が前記複数の電池モジュールの間に直列連結及び並列連結のうちの少なくとも一つの連結構造を有するように構成され得る。
前記複数の電池モジュールは、前記電池パックフレームに装着された状態でモジュールハウジングの上面及び下面が露出される構造を有することができる。
前記電池パックフレームは、複数の電池モジュールに装着されたＨＶコネクタ及びＬＶアセンブリーに対応する位置に接続用開口が形成され得る。
前記電池パックフレームは、互いに垂直に連結される第１部材、第２部材、第３部材、及び第４部材から構成され得る。
また、本発明は、前記構成を多様に組み合わせた形態としても提供することが可能である。
以上で説明したように、本発明は、電池モジュールの内部に絶縁油を注入して電池セルを直接的に冷却することができるので、冷却効率が向上する。
また、絶縁油を除いた冷却部材を省略するので、軽量化及び高エネルギー密度を実現した電池モジュール及び電池パックを提供することができる。
また、高剛性のモジュールハウジングを備えることで、従来の電池パックの組立の際に使用された補強用部品が省略されるので、製造コストを減らすことができる。
また、複数の電池モジュールの電気的連結構造が効率的に構成されるので、製造工程を簡素化することができる。
従来の電池パックの分解斜視図である。 本発明による電池モジュールの斜視図である。 複数の電池モジュールをＨＶコネクタを介して連結した状態を示す平面透視図である。 図２のＨＶコネクタの部分拡大図である。 図２の電池モジュールの一部の分解斜視図である。 図２の電池モジュールの一部の斜視図である。 図２の電池モジュールにおいて冷却ポートが結合される部分の拡大図である。 本発明による複数の電池モジュールの斜視図である。 一実施例によるモジュールハウジングの正面図である。 他の一実施例によるモジュールハウジングの正面図である。 本発明による電池パックの斜視図である。
以下、添付図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただし、本発明の好適な実施例に対する動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使用する。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、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、構成要素を限定するか付け加えて具体化する説明は、特別な制限がない限り、すべての発明に適用可能であり、特定の発明に限定されない。
また、本発明の説明及び特許請求の範囲全般にわたって単数で表示したものは、別に言及しない限り、複数の場合も含む。
また、本発明の説明及び特許請求の範囲全般にわたって「または」は、別に言及しない限り、「及び」を含むものである。したがって、「ＡまたはＢを含む」はＡを含むか、Ｂを含むか、またはＡ及びＢの両者を含む３種の場合を意味する。
本発明を図面に基づいて詳細な実施例と一緒に説明する。
図２は本発明による電池モジュールの斜視図であり、図３は複数の電池モジュールをＨＶコネクタを介して連結した状態を示す平面透視図である。
図２及び図３を参照すると、本発明による電池モジュールは、複数の電池セルから構成される電池セルスタック１００、全長方向Ｌに沿って並んで配置される２個の電池セルスタック１００を収容するモジュールハウジング２００、電池モジュールを電気的に連結するためのＨＶコネクタ３００、複数の電池セルの電圧及び温度をセンシングするためのＬＶアセンブリー４００、複数の電池セルを冷却するための絶縁油６００、及び絶縁油６００の出入のための冷却ポート５００を含む。
ＬＶアセンブリー４００は電池モジュールの構成によって多様に構成されることができ、電池セルスタックとＢＭＳとを連結して電池セルの電圧及び温度をセンシングすることができるように構成されれば、ＬＶアセンブリーを構成する部品の種類に限定されない。
例えば、ＬＶアセンブリーは、電池セルスタックの電極リードと連結されるバスバー、前記バスバーと結合するＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、前記ＦＰＣと連結されるＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、前記ＰＣＢと連結されるＣＭＣ（Ｃｅｌｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、及びＣＭＣと結合するＬＶコネクタ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）を含むことができる。
ＢＭＳは、過充電を防止し、電圧を均一に維持するように、電池セルを管理することができ、ＢＤＵは電池セルの電力を安定的に供給するかまたは電力を遮断する機能を果たすことができる。
前記ＰＣＢ及びＣＭＣの構成は図５を参照することができる。
電池パックを構成する複数の電池モジュールはＬＶコネクタと連結されたＬＶラインを介して互いに連結され、前記ＬＶラインはＢＭＳと連結される。このようにＬＶアセンブリーを介して電池セルスタックとＢＭＳとが連結されるので、電池セルの電圧及び温度のセンシング及びこれらの制御及び管理をなすことができる。
本発明は、冷却ポート５００を通してモジュールハウジングの内部に絶縁油６００を注液するので、絶縁油６００が電池セルと直接的に接触することができる。よって、温度の低い絶縁油をモジュールハウジングの内部に注入すると、絶縁油がモジュールハウジングの内部で流動しながら複数の電池セルを直接的に冷却することができるので、従来の熱伝逹部材及び冷却フィンなどを使用して電池セルを間接的に冷却することと比較すると、冷却効率性が著しく向上することができる。
このように、本発明は、絶縁油を冷却ポートを通してモジュールハウジングの内部に投入して排出する構造になるので、冷却ポートを除いた残りの部分では絶縁油が漏液しないように密封された構造にならなければならない。
したがって、モジュールハウジングに結合される部品として、ＨＶコネクタ３００、ＬＶアセンブリー４００、及び冷却ポート５００が連結される部分は、絶縁油の漏液を防止するための密封部材が付加されて結合され得る。例えば、ＨＶコネクタ３００、ＬＶアセンブリー４００、及び冷却ポート５００にＯリングが付加された状態でモジュールハウジングに結合され得る。
モジュールハウジング２００は長方形の４面が互いに垂直になるように配列されるモノフレームの構造になり、上面２３１、下面２３２、第１側面２３３及び第２側面２３４を含み、ＨＶコネクタ３００は、第１側面２３３に位置する第１ＨＶコネクタ３００ａ、及び第２側面２３４に位置する第２ＨＶコネクタ３００ｂを含む。
本発明は、全長方向の長さが長い形態のモジュールハウジング内に全長方向に沿って２個の電池セルスタックが位置するように配置されることができ、図３の電池モジュールは、第１電池セルスタック１１０及び第２電池セルスタック１２０を含む。
モジュールハウジングの全長方向の中心部であって、第１電池セルスタック１１０及び第２電池セルスタック１２０が互いに向き合う空間にＨＶバスバーが配置され、それぞれの電池セルスタックの第１電極端子及び第２電極端子は前記ＨＶバスバーの方向に延びてＨＶバスバーと結合される。
具体的には、第１電池セルスタック１１０の第１電極端子１１１及び第２電池セルスタック１２０の第２電極端子１２２は第１ＨＶコネクタ３００ａに連結され、第１電池セルスタック１１０の第２電極端子１１２及び第２電池セルスタック１２０の第１電極端子１２１は第２ＨＶコネクタ３００ｂに連結されるので、第１電極端子及び第２電極端子はＨＶバスバーを介してＨＶコネクタに連結され得る。
第１電極端子１１１、１２１は電池セルスタックを構成する第１電極の電極リードが結合されて端子を形成したものであり、第２電極端子１１２、１２２は電池セルスタックを構成する第２電極の電極リードが結合されて端子を形成したものである。第１電極と第２電極とは互いに異なる極性を有する電極であり、それぞれ陽極及び陰極であるか、または陰極及び陽極であり得る。
本発明は、電池パックを構成する複数の電池モジュールが隣接して配置され、互いに電気的に連結され得る。例えば、第１電池モジュール７０１と第２電池モジュール７０２とが隣接して位置するとき、ＨＶコネクタ３００を介して第１電池モジュール７０１と第２電池モジュール７０２とが電気的に連結され得る。すなわち、第１電池モジュール７０１の第２ＨＶコネクタ３００ｂと第２電池モジュール７０２の第１ＨＶコネクタ３００ａとが直接的に連結されることによって電気的連結がなされ得る。
したがって、第１電池モジュール７０１の第２ＨＶコネクタ３００ｂと第２電池モジュール７０２の第１ＨＶコネクタ３００ａとが互いに直接的に結合できるように、第１電池モジュール７０１の第２ＨＶコネクタ３００ｂと第２電池モジュール７０２の第１ＨＶコネクタ３００ａとが隣接して位置することができる。
図２及び図３に示すものとは違い、ＨＶコネクタがモジュールハウジングの全長方向Ｌの両端部に位置するように配置される場合は、２個の電池モジュールの電極端子を連結するための構成が複雑になることがあるので、非効率的な構成になることがある。
本発明は、モジュールハウジング２００の上面２３１及び下面２３２の外側に電池パックの上部カバー及び下部カバーのような部材を含まないので、電池パックを組み立てた状態でモジュールハウジングの上面２３１及び下面２３２が露出される形態である。
また、第１ＨＶコネクタ３００ａ及び第２ＨＶコネクタ３００ｂはモジュールハウジング２００を貫通するように配置されてモジュールハウジング２００に装着され、第１ＨＶコネクタ３００ａ及び第２ＨＶコネクタ３００ｂが配置された部分は完全に密封されなければならない。よって、第１ＨＶコネクタ３００ａ及び第２ＨＶコネクタ３００ｂを第１電極端子及び第２電極端子と結合した後、電池セルスタックをモジュールハウジングに収容することができない。
したがって、本発明は、電池セルスタックをモジュールハウジングに収納し、第１ＨＶコネクタ３００ａ及び第２ＨＶコネクタ３００ｂをモジュールハウジングの外部から内部に向けて挿入した状態で、第１ＨＶコネクタ３００ａと第２ＨＶコネクタ３００ｂとの結合部で第１電極端子及び第２電極端子と結合する。このような作業のために、モジュールハウジング２００の下面２３２において第１ＨＶコネクタ３００ａ及び第２ＨＶコネクタ３００ｂと第１電池セルスタック１１０及び第２電池セルスタック１２０とが連結される連結部の下部には貫通口２１０が形成される。
貫通口２１０を通して、第１ＨＶコネクタ３００ａの結合部及び第２ＨＶコネクタ３００ｂの結合部に第１電極端子及び第２電極端子が結合され、結合が完了した後、貫通口２１０を覆う密封部材２２０にネジ２２１が結合されることで、貫通口２１０が密封され得る。
図４は図２のＨＶコネクタの部分拡大図である。
図４を参照すると、（ａ）に示す第１ＨＶコネクタは雄型コネクタになり、（ｂ）に示す第２ＨＶコネクタは雌型コネクタになって互いに接続される形態を有する。したがって、複数の電池モジュールを並んで配置した状態で、いずれか一つの電池モジュールの第１ＨＶコネクタを隣接した電池モジュールの第２ＨＶコネクタと結合することで、電気的に連結することができる。
図５は図２の電池モジュールの一部の分解斜視図であり、図６は図２の電池モジュールの一部の斜視図である。
図５及び図６を参照すると、モジュールハウジング２００の内部に収容された電池セルスタックの一側端にはＰＣＢ２４０が付着されることで、電池セルの電圧及び温度を測定及び管理することができる。モジュールハウジング２００の全長方向の両端には、モジュールハウジング２００と結合して絶縁油の漏液を防止するためのシーリングプレート２５０が結合され、シーリングプレート２５０の外側にはエンドプレート２６０が結合される。
シーリングプレート２５０はＰＣＢ２４０と連結されるＰＣＢ結合部２５１を含み、ＰＣＢ結合部２５１と連結されるＣＭＣ２５２はシーリングプレート２５０とエンドプレート２６０との間に位置する。
ＣＭＣは電池セルと連結されたＰＣＢと連結されることで、電池セルの電圧及び温度を測定することができ、他の電池モジュールのＣＭＣと連結されるとともにＢＭＳと連結される。
ＣＭＣ２５２の外側には、ＣＭＣカバー２５３がＣＭＣ２５２を覆うように結合され、ＣＭＣカバー２５３はエンドプレート２６０の貫通口を通してエンドプレート２６０の外側に突出する。
ただ、電池モジュールの設計によってＣＭＣを省略するようにＬＶアセンブリーを構成することができる。このような場合も、ＬＶコネクタと連結されたＬＶラインを介してＢＭＳと連結され得る。
ＬＶアセンブリー４００は電池セルスタックを構成する電池セルをＢＭＳと連結するための構成であり、電池セルと連結されたバスバー１３０、ＦＰＣ２４１、ＰＣＢ２４０、ＣＭＣ２５２、及びＬＶコネクタ４１０が順次連結されて構成される。ＬＶコネクタ４１０は、端子部４１１、及び端子部４１１が装着される端子部カバー４１２を含み、端子部カバー４１２に端子部４１１が装着された状態で、ＬＶコネクタ４１０がＣＭＣ２５２に結合される。
ただし、ＬＶアセンブリー４００の構成は、電池モジュールの構成によって、図５及び図６に示すものとは異なるように構成されることができ、電池セルスタックとＢＭＳとを連結して電池セルの電圧及び温度をセンシングすることができるように構成されることを前提とすると、ＦＰＣ、ＰＣＢ及びＣＭＣのうちの少なくとも一つ以上を省略するように構成することができる。
ＣＭＣカバー２５３はＣＭＣ２５２及びＬＶコネクタ４１０を取り囲むようにＣＭＣに結合され、モジュールハウジング内のＬＶコネクタ４１０の結合部を密封する。詳細には、ＣＭＣカバー２５３にＯリングが付加された状態でＣＭＣに結合することで、絶縁油の漏液を防止することができる。
図７は図２の電池モジュールにおいて冷却ポート５００が結合される部分の拡大図である。
図７を参照すると、冷却ポート５００は１次的にエンドプレート２６０に形成された冷却ポート装着部に結合され、２次的に９０度回転することによって結合が完了することができる。このように結合された冷却ポート５００に冷却ライン５１０が結合されることで、絶縁油の注入及び排出が可能になり、複数の電池モジュールが結合された形態の場合、冷却ライン５１０に沿って複数の電池モジュールに対する絶縁油の注入及び排出が可能である。
もしくは、冷却ポートは、エンドプレートの冷却ポート装着部に冷却ポートの一部が結合され、前記冷却ポートに冷却ラインが結合される形態になることができる。例えば、前記冷却ポートとしてクィックコネクタを使用することができる。
図８は本発明による複数の電池モジュールの斜視図である。
図８を参照すると、４個の電池モジュール７００が並んで配置された形態を示し、４個の電池モジュール７００が離隔している形態を示しているが、電池モジュール７００はＨＶコネクタ３００によって結合されることで、密着して配置され得る。
冷却ポート５００には冷却ライン５１０が結合されており、４個の電池モジュール７００の同じ一側で絶縁油が流入し、点線矢印の方向に電池モジュールの内部を通過して流入部の反対側の排出部に流れ、絶縁油は排出部を通して排出される。
しかし、絶縁油の流れは冷却ラインを形成する方法によって変わることができるので、絶縁油の流入及び排出流路が前記複数の電池モジュールの間に直列連結及び並列連結のうちの少なくとも一つの連結構造を有するように構成され得る。
また、複数の電池モジュールは、すべての電池セルスタックに結合されたＬＶコネクタ４００が連結され、ＬＶコネクタ４００の一側端はＢＭＳと連結される。
図９は一実施例によるモジュールハウジングの正面図であり、図１０は他の一実施例によるモジュールハウジングの正面図である。
図９及び図１０を参照すると、モジュールハウジングの上面２３１及び下面２３２は内部に空間２３５を有する構造である。このように、空間を有する構造によって重さを減らすことができる。また、内部に隔壁２３６を形成することで、モジュールハウジングの剛性を確保することができる。よって、別途の電池パックカバー及び電池パック下部カバーのような部材を備えない電池パックを構成することができる。
このようなモジュールハウジングは押出し成形法によって形成することができ、素材としては、アルミニウム、炭素鋼、ステンレススチール及びこれらの合金を使用することができる。
電池セルスタックは、充放電の過程で体積の膨張及び収縮が反復的に起こることができる。このような電池セルスタックの体積膨張を吸収するために、第１側面２３３及び第２側面２３４のうちの少なくとも一方は緩衝構造２３７を含む。
モジュールハウジングは第１側面２３３及び第２側面２３４にネジ締結部を含み、複数の電池モジュールはネジ締結部に結合されたネジ２０１によって互いに連結され、安定的に固定され得る。
図１１は本発明による電池パックの斜視図である。
図１１を参照すると、電池パック１０００は、モジュールハウジングの側面が隣接して配置された複数の電池モジュール７００、複数の電池モジュール７００の一側に配置されたＢＤＵ９００、及び複数の電池モジュール７００及びＢＤＵ９００を取り囲む電池パックフレーム８００を含む。複数の電池モジュール７００はＨＶコネクタを介して隣接した電池モジュール７００と電気的に連結され、ＢＤＵ９００は隣接した電池モジュール７００のＨＶコネクタと連結される。
複数の電池モジュール７００は電池パックフレーム８００に装着された状態でモジュールハウジング２００の上面及び下面が露出される構造を有する。
電池パックフレーム８００は、複数の電池モジュール７００に装着されたＨＶコネクタ及びＬＶコネクタに対応する位置に接続用開口８１０が形成されている。
電池パックフレーム８００は、互いに垂直に連結される第１部材８２１、第２部材８２２、第３部材８２３、及び第４部材８２４から構成されることができ、第１部材８２１、第２部材８２２、第３部材８２３、及び第４部材８２４は互いに分離及び結合可能な別途の部材からなることができる。
また、第１部材８２１、第２部材８２２、第３部材８２３、及び第４部材８２４は、デバイスに装着するための装着部を含むことができる。
本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形をなすことが可能であろう。
１０、７００ 電池モジュール
２０ パックカバー
３０ クロスビーム
４０ パックトレイ
５０ パックフレーム
６０ 冷却部材
７０ 下部カバー
１００ 電池セルスタック
１１０ 第１電池セルスタック
１１１、１２１ 第１電極端子
１１２、１２２ 第２電極端子
１２０ 第２電池セルスタック
１３０ バスバー
２００ モジュールハウジング
２０１、２２１ ネジ
２１０ 貫通口
２２０ 密封部材
２３１ 上面
２３２ 下面
２３３ 第１側面
２３４ 第２側面
２３５ 空間
２３６ 隔壁
２４０ ＰＣＢ
２４１ ＦＰＣ
２５０ シーリングプレート
２５１ ＰＣＢ結合部
２５２ ＣＭＣ
２５３ ＣＭＣカバー
２６０ エンドプレート
３００ ＨＶコネクタ
３００ａ 第１ＨＶコネクタ
３００ｂ 第２ＨＶコネクタ
４００ ＬＶアセンブリー
４１０ ＬＶコネクタ
４１１ 端子部
４１２ 端子部カバー
５００ 冷却ポート
５１０ 冷却ライン
６００ 絶縁油
７０１ 第１電池モジュール
７０２ 第２電池モジュール
８００ 電池パックフレーム
８１０ 接続用開口
８２１ 第１部材
８２２ 第２部材
８２３ 第３部材
８２４ 第４部材
９００ ＢＤＵ
１０００ 電池パック

Claims (12)

  1. 複数の電池セルから構成される電池セルスタックと、
    全長方向に沿って配置される一つ以上の前記電池セルスタックを収容するモジュールハウジングと、
    電池モジュールを電気的に連結するためのＨＶコネクタ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）と、
    前記複数の電池セルの電圧及び温度をセンシングするためのＬＶアセンブリー（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、
    前記複数の電池セルを冷却するための絶縁油と、
    前記絶縁油の出入のための冷却ポートと、
    を含んでなる電池モジュールにおいて、
    前記絶縁油は前記モジュールハウジングの内部で流動しながら前記複数の電池セルを直接的に冷却し、
    前記モジュールハウジングは、上面、下面、第１側面及び第２側面を含み、
    前記ＨＶコネクタは、前記第１側面に位置する第１ＨＶコネクタ、及び第２側面に位置する第２ＨＶコネクタを含み、
    前記電池セルスタックは、第１電池セルスタック及び第２電池セルスタックを含み、
    前記第１電池セルスタックの第１電極端子及び前記第２電池セルスタックの第２電極端子は前記第１ＨＶコネクタに連結され、
    前記第１電池セルスタックの第２電極端子及び前記第２電池セルスタックの第１電極端子は前記第２ＨＶコネクタに連結され、
    前記第１ＨＶコネクタ及び前記第２ＨＶコネクタが互いに機械的に連結され得るように構成されている、電池モジュール。
  2. 複数の電池セルから構成される電池セルスタックと、
    全長方向に沿って配置される一つ以上の前記電池セルスタックを収容するモジュールハウジングと、
    電池モジュールを電気的に連結するためのＨＶコネクタ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）と、
    前記複数の電池セルの電圧及び温度をセンシングするためのＬＶアセンブリー（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、
    前記複数の電池セルを冷却するための絶縁油と、
    前記絶縁油の出入のための冷却ポートと、
    を含んでなる電池モジュールにおいて、
    前記絶縁油は前記モジュールハウジングの内部で流動しながら前記複数の電池セルを直接的に冷却し、
    前記モジュールハウジングは、上面、下面、第１側面及び第２側面を含み、
    前記ＨＶコネクタは、前記第１側面に位置する第１ＨＶコネクタ、及び第２側面に位置する第２ＨＶコネクタを含み、
    前記電池セルスタックは、第１電池セルスタック及び第２電池セルスタックを含み、
    前記第１電池セルスタックの第１電極端子及び前記第２電池セルスタックの第２電極端子は前記第１ＨＶコネクタに連結され、
    前記第１電池セルスタックの第２電極端子及び前記第２電池セルスタックの第１電極端子は前記第２ＨＶコネクタに連結され、
    前記モジュールハウジングの下面において前記第１ＨＶコネクタ及び前記第２ＨＶコネクタと前記第１電池セルスタック及び第２電池セルスタックとが連結される連結部の下部には貫通口が形成され、
    前記貫通口は密封部材が付着されて密封されている、電池モジュール。
  3. 前記ＨＶコネクタ、前記ＬＶアセンブリー及び前記冷却ポートが前記モジュールハウジングに連結される連結部は、前記絶縁油の漏液を防止するための密封部材を含む、請求項１または２に記載の電池モジュール。
  4. 前記ＬＶアセンブリーはＬＶコネクタを含む、請求項１または２に記載の電池モジュール。
  5. 前記ＬＶアセンブリーは、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）及びＣＭＣ（Ｃｅｌｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）からなる群から選択されるいずれか一つ以上をさらに含む、請求項４に記載の電池モジュール。
  6. 請求項１または２に記載の電池モジュールを含む電池パックであって、
    モジュールハウジングの側面が隣接して配置された複数の電池モジュールと、
    前記複数の電池モジュールの一側に配置されるＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）と、
    前記複数の電池モジュール及び前記ＢＤＵを取り囲む電池パックフレームと、
    を含み、
    前記複数の電池モジュールはＨＶコネクタを介して隣接した電池モジュールと電気的に連結され、前記ＢＤＵは前記隣接した電池モジュールのＨＶコネクタと連結される、電池パック。
  7. 前記モジュールハウジングは、第１側面及び第２側面にネジ締結部を含み、
    複数の電池モジュールは、前記ネジ締結部に結合されたネジによって互いに連結される、請求項６に記載の電池パック。
  8. 前記複数の電池モジュールは、すべての電池セルスタックに結合されたＬＶアセンブリーを含み、
    前記ＬＶアセンブリーはＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と連結される、請求項６に記載の電池パック。
  9. 絶縁油の流入及び排出流路が前記複数の電池モジュールの間に直列連結及び並列連結のうちの少なくとも一つの連結構造を有するように構成される、請求項６に記載の電池パック。
  10. 前記複数の電池モジュールは、前記電池パックフレームに装着された状態でモジュールハウジングの上面及び下面が露出される構造を有する、請求項６に記載の電池パック。
  11. 前記電池パックフレームは、複数の電池モジュールに装着されたＨＶコネクタ及びＬＶアセンブリーに対応する位置に接続用開口が形成されている、請求項８に記載の電池パック。
  12. 前記電池パックフレームは、互いに垂直に連結される第１部材、第２部材、第３部材、及び第４部材から構成される、請求項６に記載の電池パック。
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