特開 2024-132882 バッテリーモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132882

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】バッテリーモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/289 20210101AFI20240920BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240920BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20240920BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H01M50/289 101

H01M50/211

H01M50/242

H01M50/291

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024010372

(22)【出願日】2024-01-26

(31)【優先権主張番号】10-2023-0033849

(32)【優先日】2023-03-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】590002817

【氏名又は名称】三星エスディアイ株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＳＤＩ Ｃｏ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】１５０－２０ Ｇｏｎｇｓｅ－ｒｏ，Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ，Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， ４４６－９０２ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】▲黄▼ 裕植

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA14

5H040AS04

5H040AT04

5H040AY04

5H040CC23

5H040LL06

5H040NN01

(57)【要約】

【課題】バッテリーセルの膨張による圧力の上昇を緩和できるバッテリーモジュールを提供する。
【解決手段】第１面、及び前記第１面と交差するように配置される第２面を備えるバッテリーセル；前記第１面と向かい合うように配置される第１プレート；前記第２面と向かい合うように配置される第２プレート；及び前記第１プレートと前記第２プレートとの間に備えられ、前記バッテリーセルの体積変化に連動し、前記第１プレートに対する前記第２プレートの相対位置を可変させる緩衝部；を含んでバッテリーモジュールを構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面、及び前記第１面と交差するように配置される第２面を備えるバッテリーセル；
前記第１面と向かい合うように配置される第１プレート；
前記第２面と向かい合うように配置される第２プレート；及び
前記第１プレートと前記第２プレートとの間に備えられ、前記バッテリーセルの体積変化に連動し、前記第１プレートに対する前記第２プレートの相対位置を可変させる緩衝部；を含むことを特徴とするバッテリーモジュール。

【請求項2】

前記バッテリーセルは、複数個で備えられ、複数個の前記バッテリーセルは、前記第１面と並んだ方向に沿って順次配列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。

【請求項3】

前記緩衝部は、前記バッテリーセルの体積変化に連動し、前記第１面と並んだ方向に前記第２プレートを移動させ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。

【請求項4】

前記緩衝部は、複数個で備えられ、複数個の前記緩衝部は、前記バッテリーモジュールの各コーナー側部のうち少なくとも２個以上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。

【請求項5】

前記緩衝部は、
前記第１プレートから延長される第１支持部材；
前記第２プレートから延長され、前記第１支持部材と結合される第２支持部材；及び
前記第１支持部材に伸縮可能に備えられ、伸縮方向によって前記第１支持部材の長さを増加又は減少させる緩衝部材；を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記第１支持部材は、前記第１面と並んで配置されることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記緩衝部材は、前記第１プレートの中心線を基準にして対称的に形成されることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記緩衝部材は、弾性変形可能に備えられることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

前記緩衝部材の収縮長さと伸長長さとの差は、２ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーモジュール。

【請求項10】

前記緩衝部材は、前記第１支持部材の長さ方向に対して交差する方向に突出するしわ部；を含むことを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーモジュール。

【請求項11】

前記しわ部の個数は、２個以下であることを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーモジュール。

【請求項12】

前記第２支持部材は、
前記第２プレートから延長され、前記第１支持部材と並んで配置される第１延長部；及び
前記第１延長部から前記第１支持部材に向かって延長され、前記第２プレートと離隔して配置され、前記第１支持部材と結合される第２延長部；を含み、
前記しわ部は、前記第１支持部材から前記第２延長部と前記第２プレートとの間の空間に向かって突出することを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーモジュール。

【請求項13】

前記しわ部は、
前記第１支持部材の長さ方向に対して傾斜して配置される第１折曲部；及び
前記第１折曲部の長さ方向に対して傾斜して配置され、一端部が前記第１折曲部の一端部と連結される第２折曲部；を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリーモジュール。

【請求項14】

前記第１折曲部と前記第２折曲部の一端部は、前記第２延長部と前記第２プレートとの間の空間に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載のバッテリーモジュール。

【請求項15】

前記第１折曲部と前記第２折曲部の他端部は、前記第１支持部材の外側面と同一の平面上に配置されることを特徴とする、請求項１４に記載のバッテリーモジュール。

【請求項16】

前記第１折曲部の厚さと前記第２折曲部の厚さは、互いに異なることを特徴とする、請求項１３に記載のバッテリーモジュール。

【請求項17】

前記第１折曲部の一端部の幅と前記第２折曲部の一端部の幅は、互いに異なることを特徴とする、請求項１３に記載のバッテリーモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯用電話機などの携帯用電子製品の需要が急激に増大し、ロボット、電気自動車などの商用化が本格化されることによって、反復的な充放電が可能な高性能二次電池に対する研究が活発に進められている。

【0003】

二次電池は、携帯型電子機器などの小型装置のみならず、電気自動車や電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）などの中大型装置にも駆動用やエネルギー貯蔵用として広く用いられている。特に、中大型装置の場合、バッテリーの出力及び／又は容量を向上させるために、多数のバッテリーセルが互いに電気的に連結された形態で一つのバッテリーモジュールを構成する。

【0004】

従来のバッテリーモジュールは、バッテリーセルを覆うように設置されたハウジング構造を通じてバッテリーセルに一定のレベルの面圧を印加し、耐久性能を維持している。しかし、このような構造は、急速充電、過充電、過放電、短絡、高温放置などによってバッテリーセルが膨張するスウェリング（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）現象が発生する場合、バッテリーセルとハウジングとの間で作用する圧力が持続的に増加し、バッテリーセルの劣化を加速させ得る。

【0005】

本発明の背景技術は、大韓民国登録特許公報第１０－２０１９８８４号（２０１９．０９．０３登録、発明の名称：バッテリーモジュール、このようなバッテリーモジュールを含むバッテリーパック及びこのようなバッテリーパックを含む自動車）に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】韓国登録特許第１０－２０１９８８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、バッテリーセルの膨張による圧力の上昇を緩和できるバッテリーモジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るバッテリーモジュールは、第１面、及び前記第１面と交差するように配置される第２面を備えるバッテリーセル；前記第１面と向かい合うように配置される第１プレート；前記第２面と向かい合うように配置される第２プレート；及び前記第１プレートと前記第２プレートとの間に備えられ、前記バッテリーセルの体積変化に連動し、前記第１プレートに対する前記第２プレートの相対位置を可変させる緩衝部；を含む。

【0009】

また、前記バッテリーセルは、複数個で備えられ、複数個の前記バッテリーセルは、前記第１面と並んだ方向に沿って順次配列されてもよい。

【0010】

また、前記緩衝部は、前記バッテリーセルの体積変化に連動し、前記第１面と並んだ方向に前記第２プレートを移動させることができる。

【0011】

また、前記緩衝部は、複数個で備えられ、複数個の前記緩衝部は、前記バッテリーモジュールの各コーナー側部のうち少なくとも２個以上に配置されてもよい。

【0012】

また、前記緩衝部は、前記第１プレートから延長される第１支持部材；前記第２プレートから延長され、前記第１支持部材と結合される第２支持部材；及び前記第１支持部材に伸縮可能に備えられ、伸縮方向によって前記第１支持部材の長さを増加又は減少させる緩衝部材；を含むことができる。

【0013】

また、前記第１支持部材は、前記第１面と並んで配置されてもよい。

【0014】

また、前記緩衝部材は、前記第１プレートの中心線を基準にして対称的に形成されてもよい。

【0015】

また、前記緩衝部材は、弾性変形可能に備えられてもよい。

【0016】

また、前記緩衝部材の収縮長さと伸長長さとの差は２ｍｍ以下であってもよい。

【0017】

また、前記緩衝部材は、前記第１支持部材の長さ方向に対して交差する方向に突出するしわ部；を含むことができる。

【0018】

また、前記しわ部の個数は２個以下であってもよい。

【0019】

また、前記第２支持部材は、前記第２プレートから延長され、前記第１支持部材と並んで配置される第１延長部；及び前記第１延長部から前記第１支持部材に向かって延長され、前記第２プレートと離隔して配置され、前記第１支持部材と結合される第２延長部；を含み、前記しわ部は、前記第１支持部材から前記第２延長部と前記第２プレートとの間の空間に向かって突出してもよい。

【0020】

また、前記しわ部は、前記第１支持部材の長さ方向に対して傾斜して配置される第１折曲部；及び前記第１折曲部の長さ方向に対して傾斜して配置され、一端部が前記第１折曲部の一端部と連結される第２折曲部；を含むことができる。

【0021】

また、前記第１折曲部と前記第２折曲部の一端部は、前記第２延長部と前記第２プレートとの間の空間に配置されてもよい。

【0022】

また、前記第１折曲部と前記第２折曲部の他端部は、前記第１支持部材の外側面と同一の平面上に配置されてもよい。

【0023】

また、前記第１折曲部の厚さと前記第２折曲部の厚さは互いに異なってもよい。

【0024】

また、前記第１折曲部の一端部の幅と前記第２折曲部の一端部の幅は互いに異なってもよい。

【発明の効果】

【0025】

本発明に係るバッテリーモジュールは、急速充電などによるバッテリーセルの膨張時、緩衝部がバッテリーセルの変位量だけ第２プレートを第１プレートに対して相対移動させることによって、第２プレートとバッテリーセルとの間で作用する圧力の上昇によるバッテリーセルの劣化現象を防止することができる。

【0026】

また、本発明に係るバッテリーモジュールは、緩衝部材が第１プレートの中心線を基準にして対称的に形成されることによって第２プレートが傾斜しながら移動することを防止し、バッテリーセルと第２プレートとの間に局部的な圧力上昇が発生することを防止することができる。

【0027】

また、本発明に係るバッテリーモジュールは、緩衝部材が弾性変形可能に備えられることによって、バッテリーセルの正常動作時、それ自体の弾性復元力によってバッテリーセルと第２プレートとの間に十分な面圧を形成することができ、バッテリーセルの体積が縮小される場合は、それ自体の弾性復元力によって収縮され、第２プレートの位置を初期位置に復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す平面図である。

【図4】本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す側面図である。

【図5】本発明の一実施例に係る緩衝部の構成を概略的に示す側面図である。

【図6】図５において、本発明の一実施例に係る緩衝部が伸長した状態を概略的に示す側面図である。

【図7】本発明の一実施例に係る緩衝部の構成を概略的に示す平面図である。

【図8】本発明の一実施例に係る緩衝部材の構成を概略的に示す拡大図である。

【図9】本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの作動過程を概略的に示す図である。

【図10】本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの作動過程を概略的に示す図である。

【図11】本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの作動過程を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付の各図面を参照して、本発明に係るバッテリーモジュールの実施例を説明する。

【0030】

この過程で図面に示した各線の太さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜上、誇張して図示する場合がある。また、後述する各用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは、ユーザー及び運用者の意図又は慣例によって変わり得る。そのため、これらの用語は、本明細書全般にわたった内容に基づいて定義されるべきであろう。

【0031】

また、本明細書において、一つの部分が他の部分と「連結（又は接続）」されているとしたとき、これは、「直接連結（又は接続）」されている場合のみならず、その中間に他の部材を挟んで「間接的に連結（又は接続）」されている場合も含む。本明細書において、一つの部分が一つの構成要素を「含む（又は備える）」としたとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに「含む（又は備える）」ことができることを意味する。

【0032】

また、本明細書で使用される構成要素に対する「ユニット」、「モジュール」又は「部」は、少なくとも一つの機能又は動作を行う。そして、「ユニット」、「モジュール」又は「部」は、ハードウェア、ソフトウェア又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって機能又は動作することができる。また、特定のハードウェアで行わなければならないか、少なくとも一つのプロセッサで行われる「ユニット」、「モジュール」又は「部」を除外した複数の「ユニット」、複数の「モジュール」又は複数の「部」は、少なくとも一つのモジュールに統合されてもよい。単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味を有さない限り、複数の表現を含む。

【0033】

また、本明細書全体にわたって同一の参照符号は、同一の構成要素を称することができる。同一の参照符号又は類似する各参照符号が特定の図面で言及又は説明されていなかったとしても、それらの符号は、他の図面に基づいて説明され得る。また、特定の図面に参照符号が表示されていない部分があったとしても、その部分は、他の各図面に基づいて説明され得る。また、本出願の各図面に含まれた細部構成要素の個数、形状、大きさ及び大きさの相対的な差などは、理解の便宜のために設定されたものであって、各実施例を制限しなく、多様な形態で具現され得る。

【0034】

図１は、本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す斜視図で、図２は、本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す分解斜視図で、図３は、本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す平面図で、図４は、本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの構成を概略的に示す側面図である。

【0035】

図１乃至図４を参照すると、本実施例に係るバッテリーモジュール１は、バッテリーセル１００、第１プレート２００、第２プレート３００、及び緩衝部４００を含むことができる。

【0036】

バッテリーセル１００は、バッテリーモジュール１で電力を貯蔵及び供給する単位構造体として機能する。

【0037】

本実施例に係るバッテリーセル１００は、図面には示していないが、セパレーター（図示せず）を挟み、その両側に正極板（図示せず）と負極板（図示せず）が配置される電極組立体（図示せず）を内部に備え、既に設定された量の電力を充電及び放電できるパウチ型二次電池として例示され得る。

【0038】

バッテリーセル１００は、第１面１０１、第１面１０１と交差して配置される第２面１０２、上面及び下面を含む直方体の形態を有して形成されてもよい。

【0039】

本実施例に係る第１面１０１は、図１乃至図４を基準にしてＺ軸と並んで配置されたバッテリーセル１００の周面のうちＸ軸と並んで配置される面として例示され得る。第１面１０１は、一対で備えられてもよい。一対の第１面１０１は、Ｙ軸方向に沿って所定間隔だけ離隔し、互いに平行に向かい合うように配置されてもよい。

【0040】

本実施例に係る第２面１０２は、図１乃至図４を基準にしてＺ軸と並んで配置されたバッテリーセル１００の周面のうちＹ軸と並んで配置される面として例示され得る。第２面１０２は、一対で備えられてもよい。一対の第２面１０２は、Ｘ軸方向に沿って所定間隔だけ離隔し、互いに平行に向かい合うように配置されてもよい。第２面１０２の面積は、第１面１０１の面積より大きく形成されてもよい。

【0041】

バッテリーセル１００は、Ｚ軸方向に沿って相互離隔し、互いに平行に向かい合うように配置されたボトムプレートＡとトッププレートＢとの間に配置されてもよい。ボトムプレートＡとトッププレートＢは、ＸＹ平面と平行に配置されてもよい。バッテリーセル１００は、下面及び上面がそれぞれボトムプレートＡの上面及びトッププレートＢの下面と向かい合うように配置されてもよい。バッテリーセル１００の下面は、ボトムプレートＡの上面に載置されて支持されてもよい。

【0042】

バッテリーセル１００は、複数個で備えられてもよい。複数個のバッテリーセル１００は、第１面１０１と並んだ方向、すなわち、図１乃至図４を基準にしてＸ軸と並んだ方向に沿って順次配列されてもよい。バッテリーセル１００の個数は、図２に示した事項に限定されるものではなく、バッテリーモジュール１の大きさなどによって多様に設計変更が可能である。複数個のバッテリーセル１００は、バスバー（図示せず）などを媒介にして互いに電気的に連結されてもよい。この場合、複数個のバッテリーセル１００は、互いに直列に連結されてもよく、並列に連結されることも可能である。

【0043】

第１プレート２００は、バッテリーセル１００の第１面１０１と向かい合うように配置される。第１プレート２００は、第１面１０１に対して垂直な方向にバッテリーセル１００を支持し、外部の衝撃及び異物などからバッテリーセル１００を保護する構成として機能することができる。

【0044】

本実施例に係る第１プレート２００は、ほぼ板の形態を有するように形成されてもよい。第１プレート２００は、長さ方向が複数個のバッテリーセル１００の配列方向に沿って延長され、第１面１０１に対して平行に配置されてもよい。

【0045】

第１プレート２００は、一対で備えられてもよい。一対の第１プレート２００は、内側面がいずれか一つのバッテリーセル１００に備えられた一対の第１面１０１と個別的に向かい合うように配置されてもよい。一対の第１プレート２００は、内側面が第１面１０１と接触してもよい。第１プレート２００の長さは、それぞれのバッテリーセル１００に備えられた第１面１０１のＸ軸に対して並んだ長さの和より大きく形成されてもよい。これによって、第１プレート２００の内側面は、複数個のバッテリーセル１００の第１面１０１の全てに接触し得る。

【0046】

第１プレート２００は、下端部及び上端部がボトムプレートＡ及びトッププレートＢに結合されてもよい。この場合、第１プレート２００は、ボルティング、溶接、接着、嵌合、係合などの多様な種類の結合方式によってボトムプレートＡ及びトッププレートＢに結合され得る。

【0047】

第１プレート２００は、外部から印加される外力、バッテリーセル１００から加えられる圧力などによる損傷及び破損を防止するために、金属、高強度プラスチックなどのように高い剛性を有する材質を含むように構成されてもよい。バッテリーセル１００と直接接触する第１プレート２００の内側面は、バッテリーセル１００と電気的に分離できるように絶縁材質で形成されてもよい。

【0048】

第２プレート３００は、第１プレート２００と交差して配置され、バッテリーセル１００の第２面１０２と向かい合うように配置される。第１プレート２００は、第２面１０２に対して垂直な方向にバッテリーセル１００を支持し、外部の衝撃及び異物などからバッテリーセル１００を保護する構成として機能することができる。

【0049】

本実施例に係る第２プレート３００は、ほぼ板の形態を有するように形成されてもよい。第２プレート３００は、長さ方向が複数個のバッテリーセル１００の配列方向に対して垂直な方向に延長され、第２面１０２に対して平行に配置されてもよい。

【0050】

第２プレート３００は、一対で備えられてもよい。一対の第２プレート３００は、内側面が複数個のバッテリーセル１００の両端に配置された一対のバッテリーセル１００に備えられた第２面１０２と個別的に向かい合うように配置されてもよい。一対の第２プレート３００は、内側面が第２面１０２と接触してもよい。第２プレート３００の長さは、第２面１０２のＹ軸に対して並んだ長さの和より大きく形成されてもよい。これによって、第１プレート２００の内側面は、第２面１０２の面積全体にわたって接触し得る。

【0051】

第２プレート３００は、長さ方向の両端部が後述する緩衝部４００を媒介にして一対の第１プレート２００とそれぞれ連結されてもよい。第２プレート３００の下端部及び上端部は、ボトムプレートＡ及びトッププレートＢと分離されたり、ボトムプレートＡ及びトッププレートＢにスライド移動可能に連結されてもよい。これによって、第２プレート３００は、後述する緩衝部４００の動作によって第１プレート２００に対して相対移動し得る。

【0052】

第２プレート３００は、外部から印加される外力、バッテリーセル１００から加えられる圧力などによる損傷及び破損を防止するために、金属、高強度プラスチックなどのように高い剛性を有する材質を含むように構成されてもよい。バッテリーセル１００と直接接触する第２プレート３００の内側面は、バッテリーセル１００と電気的に分離できるように絶縁材質で形成されてもよい。

【0053】

緩衝部４００は、第１プレート２００と第２プレート３００との間に備えられ、第１プレート２００と第２プレート３００とを相互連結させる。緩衝部４００は、バッテリーセル１００の体積変化に連動し、第１プレート２００に対する第２プレート３００の相対位置を可変できるように設けられてもよい。より具体的には、急速充電などによるバッテリーセル１００の膨張時、各バッテリーセル１００の体積増加量が各バッテリーセル１００の配列方向、すなわち、図１乃至図４を基準にしてＸ軸方向に沿って累積されることによって、各バッテリーセル１００のＸ軸方向への変位量は、Ｙ軸又はＺ軸方向への変位量に比べて相対的に大きい値を有するようになる。緩衝部４００は、このようなバッテリーセル１００のＸ軸方向への変位量だけ第２プレート３００をＸ軸方向、すなわち、第１面１０１と並んだ方向に第１プレート２００に対して相対移動させ、バッテリーセル１００に加えられる面圧が過度に上昇することを防止する構成として機能することができる。

【0054】

緩衝部４００は、複数個で備えられてもよい。複数個の緩衝部４００は、バッテリーモジュール１の各コーナー側部、より具体的には、第１プレート２００と第２プレート３００との各連結地点のうち少なくとも２個以上に配置されてもよい。以下では、複数個の緩衝部４００がバッテリーモジュールの各コーナー側部の全てに配置されることを例として挙げて説明するが、緩衝部４００は、これに限定されるものではなく、バッテリーモジュールの各コーナー側部に２個以上配置される範囲内で多様な設計変更が可能である。

【0055】

図５は、本発明の一実施例に係る緩衝部の構成を概略的に示す側面図で、図６は、図５において、本発明の一実施例に係る緩衝部が伸長した状態を概略的に示す側面図で、図７は、本発明の一実施例に係る緩衝部の構成を概略的に示す平面図である。

【0056】

図５乃至図７を参照すると、本実施例に係る緩衝部４００は、第１支持部材４１０、第２支持部材４２０、及び緩衝部材４３０を含むことができる。

【0057】

第１支持部材４１０は第１プレート２００から延長される。

【0058】

本実施例に係る第１支持部材４１０は、第１プレート２００の端部から第１プレート２００の長さ方向、すなわち、Ｘ軸方向に沿って延長される板の形態を有するように形成されてもよい。第１支持部材４１０は、第１面１０１と並んで配置されてもよい。第１支持部材４１０は、いずれか一つの第１プレート２００に対して一対で備えられてもよい。一対の第１支持部材４１０は、第１プレート２００の長さ方向の両端部から互いに反対方向に延長されてもよい。

【0059】

第２支持部材４２０は、第２プレート３００から延長され、第１支持部材４１０と結合され、第１プレート２００と第２プレート３００とを相互連結させる。

【0060】

本実施例に係る第２支持部材４２０は、第１延長部４２１及び第２延長部４２２を含むことができる。

【0061】

第１延長部４２１は、第２支持部材４２０の一側の外観を形成し、後述する第２延長部４２２を支持する。

【0062】

本実施例に係る第１延長部４２１は、第２プレート３００の外側面から第１面１０１と並んだ方向、すなわち、Ｘ軸方向に沿って延長される柱の形態を有するように形成されてもよい。第１延長部４２１は、溶接などによって第２プレート３００の外側面に一体に結合されたり、ボルティングなどによって第２プレート３００の外側面に着脱可能に結合されることも可能である。第１延長部４２１は、第１支持部材４１０と並んで配置されてもよい。第１延長部４２１は、第１支持部材４１０から第２面１０２と並んだ方向、すなわち、Ｙ軸方向に沿って所定間隔だけ離隔して配置されてもよい。

【0063】

第１延長部４２１は、いずれか一つの第２プレート３００に対して一対で備えられてもよい。一対の第１延長部４２１は、第２面１０２と並んだ方向に沿って所定間隔だけ離隔して配置されてもよい。

【0064】

第２延長部４２２は、第２支持部材４２０の他側の外観を形成し、第１支持部材４１０と結合される。

【0065】

本実施例に係る第２延長部４２２は、第１延長部４２１の端部から第１支持部材４１０の内側面に向かって延長される柱の形態を有するように形成されてもよい。第２延長部４２２は、第２面１０２に対して並んで配置されてもよい。第２延長部４２２の内側面は、第２プレート３００の外側面と所定間隔だけ離隔して配置されてもよい。これによって、第２延長部４２２は、第２プレート３００との間に後述する緩衝部材４３０が位置し得る空間を設けることができる。

【0066】

第２延長部４２２の端部は、第１支持部材４１０の内側面と接触してもよい。この場合、第２延長部４２２の端部は、第１支持部材４１０の内側面の全体領域のうち一部と接触してもよい。第２延長部４２２の端部は、レーザー溶接、ボルティング、接着などの多様な種類の結合方式によって第１支持部材４１０の内側面と一体に結合され得る。

【0067】

第２延長部４２２は、複数個で備えられてもよい。複数個の第２延長部４２２は、それぞれの第１延長部４２１の端部から個別的に延長されてもよい。

【0068】

緩衝部材４３０は、第１支持部材４１０に伸縮可能に備えられ、伸縮方向によって第１支持部材４１０の長さを増加又は減少させる。すなわち、緩衝部材４３０は、バッテリーセル１００の体積変化時、第１支持部材４１０の長さを増加又は減少させ、第２プレート３００の変位を生成する構成として機能することができる。一例に係る緩衝部材４３０は、第１支持部材４１０の全体区間のうち第２延長部４２２と直接結合されなく、第２延長部４２２と第２プレート３００との間の空間と向かい合うように配置された区間として例示され得る。

【0069】

緩衝部材４３０は、第１プレート２００の中心線Ｃを基準にして対称的に形成されてもよい。ここで、第１プレート２００の中心線は、図５に示したように、Ｘ軸に対して並んで配置された直線のうち、第１プレート２００を上下対称になるように分割する直線であることが例示され得る。これによって、緩衝部材４３０は、伸長又は収縮時、第２プレート３００が傾斜しながら移動することを防止し、バッテリーセル１００と第２プレート３００との間に局所的な圧力上昇が発生することを防止することができる。

【0070】

緩衝部材４３０は、弾性変形可能に備えられてもよい。一例として、緩衝部材４３０は、ゴム、シリコーン、合成樹脂などの弾性変形可能な材質からなってもよい。これによって、緩衝部材４３０は、バッテリーセル１００の正常動作時、それ自体の弾性復元力によってバッテリーセル１００と第２プレート３００との間に十分な面圧が形成されるように誘導することができる。また、緩衝部材４３０は、バッテリーセル１００の体積が縮小される場合、それ自体の弾性復元力によって収縮され、第２プレート３００の位置を初期位置に復帰させることができる。

【0071】

緩衝部材４３０の収縮長さＬ１と伸長長さＬ２との差（Ｌ２－Ｌ１）は、２ｍｍ以下であってもよい。緩衝部材４３０の収縮長さＬ１は、バッテリーセル１００が膨張していない状態での緩衝部材４３０の初期長さであって、７ｍｍとして例示され得る。緩衝部材４３０の伸長長さＬ２は、バッテリーセル１００の膨張時、緩衝部材４３０が最大に伸長した長さであって、９ｍｍとして例示され得る。

【0072】

図８は、本発明の一実施例に係る緩衝部材の構成を概略的に示す拡大図である。

【0073】

図８を参照すると、本実施例に係る緩衝部材４３０は、しわ部４３１を含むことができる。

【0074】

しわ部４３１は、緩衝部材４３０を構成する単位構造体であって、中央部が第１支持部材４１０から第１支持部材４１０の長さ方向に対して交差する方向に突出する形態を有するように形成されてもよい。しわ部４３１は、中央部を基準にして折り畳まれたり広がり、第１支持部材４１０の長さを可変させることができる。

【0075】

しわ部４３１は、第１支持部材４１０の内側面から第２延長部４２２と第２プレート３００との間の空間に向かって突出するように形成されてもよい。これによって、しわ部４３１は、第１支持部材４１０の外側面に配置された隣接部品又は異物などとの干渉が防止され得る。

【0076】

しわ部４３１の個数は２個以下であってもよい。例えば、図８に示したように、しわ部４３１は２個で形成されてもよい。これによって、それぞれのしわ部４３１は、広げる動作時に切れることを防止できる十分な厚さを確保することができる。しかし、しわ部４３１の個数は、このような事項に限定されるものではなく、緩衝部材４３０の長さによって１個又は３個以上で形成されることも可能である。

【0077】

本実施例に係るしわ部４３１は、第１折曲部４３１ａ及び第２折曲部４３１ｂを含むことができる。

【0078】

本実施例に係る第１折曲部４３１ａは、第１支持部材４１０の長さ方向に対して所定角度だけ傾斜して配置される板の形態を有するように形成されてもよい。第１折曲部４３１ａの一端部（図８を基準にして右側端部）は、第２延長部４２２と第２プレート３００との間の空間の内部に配置されてもよい。第１折曲部４３１ａの他端部（図８を基準にして左側端部）は、第１支持部材４１０又は隣り合うしわ部４３１に備えられた第２折曲部４３１ｂと連結されてもよい。

【0079】

本実施例に係る第２折曲部４３１ｂは、第１折曲部４３１ａの長さ方向に対して所定角度だけ傾斜して配置される板の形態を有するように形成されてもよい。第２折曲部４３１ｂは、第１折曲部４３１ａと所定角度だけ交差するように配置されてもよい。

【0080】

第２折曲部４３１ｂの一端部（図８を基準にして右側端部）は、第２延長部４２２と第２プレート３００との間の空間の内部に配置されてもよい。第２折曲部４３１ｂの一端部は、第１折曲部４３１ａの一端部と連結されてもよい。第１折曲部４３１ａと第２折曲部４３１ｂは、バッテリーセル１００の体積変化時、一端部を中心に互いに反対方向に回転し、しわ部４３１の長さを可変させることができる。

【0081】

第２折曲部４３１ｂの他端部（図８を基準にして左側端部）は、第１支持部材４１０又は隣り合うしわ部４３１に備えられた第１折曲部４３１ａの他端部と連結されてもよい。第１折曲部４３１ａと第２折曲部４３１ｂの他端部は、第１支持部材４１０の外側に突出しないように第１支持部材４１０の外側面と同一の平面上に配置されてもよい。

【0082】

第１折曲部４３１ａの厚さと第２折曲部４３１ｂの厚さは、互いに異なるように形成されてもよい。また、第１折曲部４３１ａの一端部の幅と第２折曲部４３１ｂの一端部の幅は、互いに異なるように形成されてもよい。これによって、ユーザーは、バッテリーセル１００の種類などによって第１折曲部４３１ａと第２折曲部４３１ｂの厚さ及び幅を自由に変更し、しわ部４３１の弾性復元力の大きさを可変させることができる。

【0083】

以下では、本発明の一実施例に係るバッテリーモジュール１の作動過程を詳細に説明する。

【0084】

図９乃至図１１は、本発明の一実施例に係るバッテリーモジュールの作動過程を概略的に示す図である。

【0085】

図９を参照すると、バッテリーセル１００の急速充電などによってバッテリーセル１００が膨張する場合、第１面１０１に対して並んだ方向、すなわち、Ｘ軸方向に沿って配列された複数個のバッテリーセル１００の長さが増加する。

【0086】

このような長さ変化により、複数個のバッテリーセル１００のうち端部に配置された一対のバッテリーセル１００の第２面１０２が第２プレート３００をＸ軸と並んだ方向に加圧する加圧力の大きさが増加する。

【0087】

図１０及び図１１を参照すると、第２プレート３００に印加される加圧力の増加に連動し、緩衝部材４３０の長さが伸長する。

【0088】

より具体的には、第２プレート３００に印加されるＸ軸方向への加圧力は、第２プレート３００、第２支持部材４２０及び第１支持部材４１０を順次経て緩衝部材４３０に伝達され、緩衝部材４３０をＸ軸と並んだ方向に伸長させる引張力に変換される。

【0089】

第１折曲部４３１ａと第２折曲部４３１ｂは、一端部を中心に互いに遠ざかる方向に回転し、しわ部４３１の長さを増加させる。

【0090】

しわ部４３１の長さが増加することによって、緩衝部材４３０の長さも収縮長さＬ１から伸長長さＬ２に増加する。

【0091】

その後、第２プレート３００は、伸長長さＬ２と収縮長さＬ１との差（Ｌ２－Ｌ１）だけＸ軸と並んだ方向に移動し、バッテリーセル１００の第２面１０２との間で作用する圧力値を減少させる。

【0092】

本発明は、図面に示した実施例を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、当該技術の属する分野で通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解するだろう。

【0093】

したがって、本発明の技術的保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって定められるべきであろう。

【符号の説明】

【0094】

１ バッテリーモジュール
１００ バッテリーセル
２００ 第１プレート
３００ 第２プレート
４００ 緩衝部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】