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(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】P2024138221
(43)【公開日】2024-10-08
(54)【発明の名称】バッテリパック
(51)【国際特許分類】
   H01M 50/204 20210101AFI20241001BHJP
   H01M 50/213 20210101ALI20241001BHJP
   H01M 50/291 20210101ALI20241001BHJP
   H01M 10/613 20140101ALI20241001BHJP
   H01M 10/6554 20140101ALI20241001BHJP
   H01M 10/653 20140101ALI20241001BHJP
   H01M 10/643 20140101ALI20241001BHJP
   H01M 10/625 20140101ALI20241001BHJP
   H01M 10/6563 20140101ALI20241001BHJP
【FI】
H01M50/204 401H
H01M50/213
H01M50/291
H01M10/613
H01M10/6554
H01M10/653
H01M10/643
H01M10/625
H01M10/6563
【審査請求】未請求
【請求項の数】23
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024048309
(22)【出願日】2024-03-25
(31)【優先権主張番号】10-2023-0039394
(32)【優先日】2023-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2023-0058404
(32)【優先日】2023-05-04
(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】▲ベ▼ 光守
(72)【発明者】
【氏名】金 俊燮
【テーマコード(参考)】
5H031
5H040
【Fターム(参考)】
5H031AA09
5H031KK08
5H040AA28
5H040AS07
5H040AT01
5H040AT06
5H040AY05
5H040AY10
5H040JJ03
5H040NN03
(57)【要約】
【課題】バッテリパックを提供する。
【解決手段】バッテリパックは、それぞれ第1方向に沿って配列された多数のバッテリセルを含むバッテリセルの列が第1方向と交差する第2方向に沿って多数列に配列されたバッテリセルと、ベースプレートであって、ベースプレートの外側から第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に向かって第1、第2方向と交差する第3方向に沿って引込まれつつ、バッテリセルの組付け位置と連結された充填チャネルが形成されたベースプレートを備えるケースと、を含む。多数のバッテリセルの第1端部面を横切って延びるケース上にホールを形成することにより、バッテリセルの第1端部面を、冷却プレートないしは冷却プレートとの熱伝逹を媒介とする熱伝逹媒体に向かって露出させることにより、バッテリセルの底面に対するボトムクーリングと共に、バッテリセルの側面に対するサイドクーリングが同時に具現化される。
【選択図】図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ第1方向に沿って配列された多数のバッテリセルを含むバッテリセルの列が第1方向と交差する第2方向に沿って多数列に配列されたバッテリセルと、
前記バッテリセルの組付け位置が形成された内側と、前記内側と反対となる外側と、の間を横切って延びるベースプレートであって、前記ベースプレートの外側から前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に向かって前記第1、第2方向と交差する第3方向に沿って引込まれつつ、バッテリセルの組付け位置と連結された充填チャネルが形成されたベースプレートを備えるケースと、を含む、バッテリパック。
【請求項2】
前記充填チャネルには、バッテリセルの少なくとも一部を露出させるように第2方向に沿って開放されたチャネルホールが形成されたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
【請求項3】
前記チャネルホールは、前記バッテリセルの外周面を前記充填チャネルに向かって露出させることを特徴とする請求項2に記載のバッテリパック。
【請求項4】
前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間には、バッテリセルの組付け位置を規制するようにバッテリセルの外周面を取り囲む組付けリブが形成され、
前記充填チャネルは、前記ベースプレートの外側から組付けリブに向かって引込まれつつ、バッテリセルの外周面を露出させることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
【請求項5】
前記充填チャネルは、前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に沿って延びつつ、バッテリセルの外周面周囲に沿って第2方向に沿う湾曲位置を中心にバッテリセルの外周面の一部を露出させることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
【請求項6】
前記充填チャネルは、第2方向に沿って互いに対向しつつそれぞれ互いに隣接する他の列のバッテリセルと対向する一対の側壁と、
前記一対の側壁間を連結することにより、前記第3方向に沿って最内側に引込まれた基底壁と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
【請求項7】
前記チャネルホールは、前記充填チャネルの側壁上に形成されることを特徴とする請求項6に記載のバッテリパック。
【請求項8】
前記多数のバッテリセルのそれぞれは、前記第3方向に沿って互いに反対となる第1、第2端部面と、
前記第1、第2端部面の間を連結する外周面と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
【請求項9】
前記ベースプレートは、第1方向に沿って配列された多数のバッテリセルの第1端部面上を横切って延びる端部壁を含み、
前記充填チャネルは、
前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に向かって第3方向に沿って最内側に引込まれた基底壁と、
前記ベースプレートの端部壁と前記基底壁との間の段差を連結する側壁と、を含むことを特徴とする請求項8に記載のバッテリパック。
【請求項10】
前記充填チャネルは、第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセルの第1端部面を覆うようにベースプレート上に形成された隣接する端部壁の間で第3方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に引込まれることを特徴とする請求項9に記載のバッテリパック。
【請求項11】
前記チャネルホールは、前記充填チャネルの側壁から前記充填チャネルの側壁と連結された端部壁上に拡張されることを特徴とする請求項10に記載のバッテリパック。
【請求項12】
前記チャネルホールは、前記充填チャネルの側壁と対向するバッテリセルの外周面と前記端部壁と対向するバッテリセルの第1端部面を含むバッテリセルのコーナー部を露出させることを特徴とする請求項11に記載のバッテリパック。
【請求項13】
前記チャネルホールは、
前記充填チャネルの側壁上で第2方向に沿って開放され、
前記端部壁上で第3方向に沿って開放されることを特徴とする請求項12に記載のバッテリパック。
【請求項14】
前記ベースプレートは、前記多数のバッテリセルの第1端部面上を横切って延び、
前記チャネルホールは、前記第3方向に沿って第1端部面と隣接した外周面を露出させることを特徴とする請求項8に記載のバッテリパック。
【請求項15】
前記チャネルホールは、第2方向に沿って開放され、バッテリセルの外周面周囲に沿って第2方向に沿う湾曲位置を中心にバッテリセルの外周面の一部を露出させることを特徴とする請求項8に記載のバッテリパック。
【請求項16】
前記ベースプレートの内側には、多数のバッテリセルの組付け位置を規制するようにバッテリセルの外周面を取り囲む組付けリブが形成され、
前記組付けリブは、第3方向に沿い、
前記バッテリセルの第1端部面を覆う端部壁からチャネルホールまでは、バッテリセルの周りに沿ってバッテリセルの外周面一部を取り囲み、
前記チャネルホールを外れた位置からは、バッテリセルの周りに沿ってバッテリセルの外周面全体を取り囲むことを特徴とする 請求項8に記載のバッテリパック。
【請求項17】
前記チャネルホールは、第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセルの外周面を取り囲む組付けリブ上に形成された切開部に提供されることを特徴とする請求項8に記載のバッテリパック。
【請求項18】
前記チャネルホールを提供する切開部は、第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセルの外周面を取り囲む組付けリブから隣接列のバッテリセルの第1端部面上を覆う端部壁に向かって拡張され、
前記組付けリブ上に形成された切開部は、第2方向に沿って開放され、
第1端部壁上に形成された切開部は、第3方向に沿って開放されることを特徴とする請求項17に記載のバッテリパック。
【請求項19】
前記第1端部壁上に形成された切開部は、前記組付けリブ上に形成された切開部から前記組付けリブによって包囲されるそれぞれのバッテリセルの第1端部面に向かって内側方向に拡張されることを特徴とする請求項18に記載のバッテリパック。
【請求項20】
前記ベースプレートは、前記多数のバッテリセルの第1端部面上を横切って延び、
前記ベースプレートには、第1端部面の少なくとも一部を露出させるプレートホールが形成されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
【請求項21】
前記プレートホールは、前記バッテリセルの第1端部面を露出させるように第3方向に沿って開放されることを特徴とする請求項20に記載のバッテリパック。
【請求項22】
前記第3方向に沿って前記ベースプレート上に配置される冷却プレートと、
前記ベースプレート及び冷却プレートの間に介在された熱伝逹媒体と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
【請求項23】
前記ベースプレートには、
前記バッテリセルの第1端部面を露出させるように第3方向に沿って開放されたプレートホールと、
前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセルの第1端部面の間で第3方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に引込まれる充填チャネル上に形成されることで、前記バッテリセルの外周面を露出させるように第2方向に沿って開放されたチャネルホールと、が形成されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリパックに関する。
【背景技術】
【0002】
通常、二次電池は、充電不可能な一次電池とは異なり、充放電が可能な電池である。二次電池は、モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気自転車、無停電電源供給装置(uninterruptible power supply)などのエネルギー源として使用され、適用される外部機器の種類によって単一の電池の形態として使用されたり、多数の電池を連結して1つの単位にまとめたモジュール形態で使用されたりする。
【0003】
携帯電話のような小型モバイル機器は、単一電池の出力と容量で所定時間作動が可能であるが、電力消耗の多い電気自動車、ハイブリッド自動車のように長時間駆動、高電力駆動が必要な場合には、出力及び容量の問題で多数の電池を含むモジュール形態が選好され、内蔵された電池数によって出力電圧や出力電流を高めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、それぞれ互いに反対となる第1、第2端部面を含む多数のバッテリセルと多数のバッテリセルの冷却のための冷却プレートとを含むバッテリパックにおいて、多数のバッテリセルの第1端部面を横切って延びるケース上に、少なくともバッテリセルの第1、第2端部面の間を連結する側面と選択的にバッテリセルの第1端部面上に向かって拡張されるホールを形成することにより、バッテリセルの側面ないしはバッテリセルの側面と共に、バッテリセルの第1端部面を、冷却プレートないしは、冷却プレートとの熱伝逹を媒介とする熱伝逹媒体に向かって露出させることにより、いわゆるバッテリセルの底面に対するボトムクーリング(bottom cooling)と共に、バッテリセルの側面に対するサイドクーリング(side cooling)を同時に具現し、バッテリセルの冷却性能を向上させうるバッテリパックを含む。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記のような課題及びその他の課題を解決するために、本発明のバッテリパックは、それぞれ第1方向に沿って配列された多数のバッテリセルを含むバッテリセルの列が第1方向と交差する第2方向に沿って多数列に配列されたバッテリセルと、前記バッテリセルの組付け位置が形成された内側と、内側と反対となる外側と、の間を横切って延びるベースプレートであって、前記ベースプレートの外側から前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に向かって前記第1、第2方向と交差する第3方向に沿って引込まれつつ、バッテリセルの組付け位置と連結された充填チャネルが形成されたベースプレートを備えるケースと、を含む。
【0006】
例えば、前記充填チャネルには、バッテリセルの少なくとも一部を露出させるように第2方向に沿って開放されたチャネルホールが形成されうる。
【0007】
例えば、前記チャネルホールは、前記バッテリセルの外周面を前記充填チャネルに向かって露出させうる。
【0008】
例えば、前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間には、バッテリセルの組付け位置を規制するようにバッテリセルの外周面を取り囲む組付けリブが形成され、前記充填チャネルは、前記ベースプレートの外側から組付けリブに向かって引込まれつつ、バッテリセルの外周面を露出させうる。
【0009】
例えば、前記充填チャネルは、前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に沿って延びつつ、バッテリセルの外周面周囲に沿って第2方向に沿う湾曲位置を中心にバッテリセルの外周面の一部を露出させうる。
【0010】
例えば、前記充填チャネルは、第2方向に沿って互いに対向しつつそれぞれ互いに隣接する他の列のバッテリセルと対向する一対の側壁と、前記1対の側壁の間を連結することにより、前記第3方向に沿って最内側に引込まれた基底壁と、を含みうる。
【0011】
例えば、前記チャネルホールは、前記充填チャネルの側壁上に形成されうる。
【0012】
例えば、前記多数のバッテリセルのそれぞれは、前記第3方向に沿って互いに反対となる第1、第2端部面と、前記第1、第2端部面の間を連結する外周面と、を含みうる。
【0013】
例えば、前記ベースプレートは、第1方向に沿って配列された多数のバッテリセルの第1端部面上を横切って延びる端部壁を含み、前記充填チャネルは、前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に向かって第3方向に沿って最内側に引込まれた基底壁と、前記ベースプレートの端部壁と前記基底壁との段差を連結する側壁と、を含みうる。
【0014】
例えば、前記充填チャネルは、第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセルの第1端部面を覆うようにベースプレート上に形成された隣接する端部壁の間で第3方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に引込まれうる。
【0015】
例えば、前記チャネルホールは、前記充填チャネルの側壁から前記充填チャネルの側壁と連結された端部壁上に拡張されうる。
【0016】
例えば、前記チャネルホールは、前記充填チャネルの側壁と対向するバッテリセルの外周面と前記端部壁と対向するバッテリセルの第1端部面を含むバッテリセルのコーナー部を露出させうる。
【0017】
例えば、前記チャネルホールは、前記充填チャネルの側壁上で第2方向に沿って開放され、前記端部壁上で第3方向に沿って開放されうる。
【0018】
例えば、前記ベースプレートは、前記多数のバッテリセルの第1端部面上を横切って延び、前記チャネルホールは、前記第3方向に沿って第1端部面と隣接した外周面を露出させうる。
【0019】
例えば、前記チャネルホールは、第2方向に沿って開放され、バッテリセルの外周面周囲に沿って第2方向に沿う湾曲位置を中心にバッテリセルの外周面の一部を露出させうる。
【0020】
例えば、前記ベースプレートの内側には、多数のバッテリセルの組付け位置を規制するようにバッテリセルの外周面を取り囲む組付けリブが形成され、前記組付けリブは、第3方向に沿い、前記バッテリセルの第1端部面を覆う端部壁からチャネルホールまでは、バッテリセルの周りに沿ってバッテリセルの外周面一部を取り囲み、前記チャネルホールを外れた位置からは、バッテリセルの周りに沿ってバッテリセルの外周面全体を取り囲みうる。
【0021】
例えば、前記チャネルホールは、第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセルの外周面を取り囲む組付けリブ上に形成された切開部に提供されうる。
【0022】
例えば、前記チャネルホールを提供する切開部は、第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセルの外周面を取り囲む組付けリブから隣接列のバッテリセルの第1端部面上を覆う端部壁に向かって拡張され、前記組付けリブ上に形成された切開部は、第2方向に沿って開放され、第1端部壁上に形成された切開部は、第3方向に沿って開放されうる。
【0023】
例えば、前記第1端部壁上に形成された切開部は、前記組付けリブ上に形成された切開部から前記組付けリブによって包囲されるそれぞれのバッテリセルの第1端部面に向かって内側方向に拡張されうる。
【0024】
例えば、前記ベースプレートは、前記多数のバッテリセルの第1端部面上を横切って延び、前記ベースプレートには、第1端部面の少なくとも一部を露出させるプレートホールが形成されうる。
【0025】
例えば、前記プレートホールは、前記バッテリセルの第1端部面を露出させるように第3方向に沿って開放されうる。
【0026】
例えば、前記バッテリパックは、前記第3方向に沿って前記ベースプレート上に配置される冷却プレートと、前記ベースプレート及び冷却プレートの間に介在された熱伝逹媒体と、をさらに含みうる。
【0027】
例えば、前記ベースプレートには、前記バッテリセルの第1端部面を露出させるように第3方向に沿って開放されたプレートホールと、前記第2方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセルの第1端部面の間で第3方向に沿って互いに隣接する列のバッテリセル間に引込まれる充填チャネル上に形成されることにより、前記バッテリセルの外周面を露出させるように第2方向に沿って開放されたチャネルホールと、が形成されうる。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、それぞれ互いに反対となる第1、第2端部面を含む多数のバッテリセルと多数のバッテリセルの冷却のための冷却プレートとを含むバッテリパックにおいて、多数のバッテリセルの第1端部面を横切って延びるケース上に、少なくともバッテリセルの第1、第2端部面の間を連結する側面と選択的にバッテリセルの第1端部面上に向かって拡張されるホールを形成することにより、バッテリセルの側面ないしはバッテリセルの側面と共に、バッテリセルの第1端部面を、冷却プレートないしは、冷却プレートとの熱伝逹を媒介とする熱伝逹媒体に向かって露出させることにより、すなわち、バッテリセルの底面に対するボトムクーリング(bottom cooling)と共に、バッテリセルの側面に対するサイドクーリング(side cooling)を同時に具現し、バッテリセルの冷却性能を向上させうるバッテリパックが提供されうる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
図1】本発明の一実施形態によるバッテリパックを示す分解斜視図である。
図2図1に図示されたバッテリパックの一部に係わる斜視図であって、ケースに組付けられたバッテリセルを示す斜視図である。
図3図1に図示されたバッテリパックの一部に係わる斜視図であって、ケースに組付けられたバッテリセルを示す斜視図である。
図4図2に図示されたケースを示す斜視図である。
図5図3に図示されたケースを示す斜視図である。
図6図3に図示された一部を拡大して示す斜視図である。
図7図3に図示されたケース上に配置された冷却プレートを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態に係わるバッテリパックについて説明する。
【0031】
図1は、本発明の一実施形態によるバッテリパックを示す分解斜視図である。図2及び図3は、図1に図示されたバッテリパックの一部に係わる斜視図であって、ケース100に組付けられたバッテリセル10を示す互いに異なる斜視図が図示されている。図4及び図5には、それぞれ図2及び図3に図示されたケース100を示す斜視図が図示されている。図6には、図3に図示された一部を拡大して示す斜視図が示されている。ケース100に組付けられたバッテリセル10を拡大して示す斜視図が、図5に図示されている。図7には、図3に図示されたケース100上に配置された冷却プレートCPを示す分解斜視図が図示されている。
【0032】
図面を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリパックは、多数のバッテリセル10と、多数のバッテリセル10の組付け位置を提供するケース100と、を含み、前記ケース100の一側に配置される冷却プレートCPを含みうる。
【0033】
前記バッテリセル10を第1、第2方向Z1、Z2に沿って配列された多数のバッテリセル10を含み、本発明の一実施形態において、前記バッテリセル10は、第1方向Z1に沿って列をなして配列され、第1方向Z1と交差する第2方向Z2に沿って多数列に配列された多数のバッテリセル10を含みうる。本発明の一実施形態において、前記バッテリセル10は、第1方向Z1、第2方向Z2と交差する第3方向Z3に沿って第1電極端子E1、第2電極端子E2が形成された第1端部面11、第2端部面12が互いに対向して形成され、前記第1端部面11、第2端部面12の間に外周面15の側面が形成された円筒状バッテリセル10として設けられうる。本明細書を介してバッテリセル10の外周面15とは、バッテリセル10の側面を意味し、バッテリセル10の第1端部面11、第2端部面12を互いに連結するように第1方向Z1、第2方向Z2と交差する第3方向Z3に沿って長く延びる側面を意味しうる。但し、本発明の多様な実施形態において、前記バッテリセル10は、第1電極端子E1、第2電極端子E2が形成された端子面と、前記第3方向Z3に沿って前記端子面と対向して配置される底面と、前記端子面と底面とを連結する広い側面と狭い側面と、を含む六角状の角形バッテリセル10として設けられる。
【0034】
本発明の一実施形態において、前記バッテリセル10は、第1方向Z1に沿って列をなして配列され、第2方向Z2に沿って互いに隣接するバッテリセル10の列は、第1方向Z1に沿って前方位置または後方位置に交互に偏って配列されつつ、第1方向Z1に沿って配列されたいずれか一列のバッテリセル10において、互いに隣接するバッテリセル10の谷部間に隣接する他の列のバッテリセル10が嵌め込まれる形態に配列され、互いに隣接するバッテリセル10の谷部間に隣接する他の列のバッテリセル10が嵌め込まれるように配置されつつ、全体として、バッテリパックがコンパクト化され、同一面積にさらに多数のバッテリセル10が配列されつつ、稠密な配列を形成しうる。
【0035】
本明細書を介してバッテリセル10の列とは、第1方向Z1に沿って配列された一群のバッテリセル10を意味し、隣接列のバッテリセル10が第1方向Z1に沿って前方位置または後方位置に交互に偏って配列されるとき、前記前後方向(第1方向)Z1に沿って配列された一群のバッテリセル10を意味する。本発明の一実施形態において、前記バッテリセル10は、円筒状バッテリセル10として設けられ、第1方向Z1に沿って列をなす互いに隣接するバッテリセル10の外周面15の間には、互いに隣接する外周面15の湾曲部の間に凹状の谷部が形成されうる。
【0036】
本発明の一実施形態において、前記ケース100は、バッテリセル10の組付け位置を提供し、本発明の一実施形態において、前記ケース100がバッテリセル10の組付け位置を提供するということは、集団的にバッテリセル10が収容される収容空間Gを提供するか、または、それぞれのバッテリセル10が組付けられる位置を定義しうる構造を備えたいかなる形態のケース100も包括するということを意味する。
【0037】
本発明の一実施形態において、前記ケース100は、バッテリパックを形成するそれぞれのバッテリセル10の組付け位置を定義しつつ集団的に多数のバッテリセル10の収容空間Gを提供し、本明細書を介してバッテリセル10の組付け位置は、それぞれのバッテリセル10が組付けられる位置を意味し、例えば、前記ケース100は、それぞれのバッテリセル10の外周面15を取り囲む多数の組付けリブRを含み、それぞれのバッテリセル10の組付け位置を規制しうる。本発明の一実施形態において、前記ケース100は、前記第1方向Z1、第2方向Z2と交差する第3方向Z3に沿い、多数のバッテリセル10の第1端部面11または第2端部面12のうち、いずれか一端部面11、12上を横切って延び、本発明の一実施形態において、前記ケース100は、多数のバッテリセル10の第1端部面11上を横切って延びつつ第3方向Z3に沿ってバッテリセル10の一側を取り囲む第1ケース110と、前記第1ケース110と対向して配置されることで、多数のバッテリセル10の第2端部面12上を横切って延びつつ第3方向Z3に沿ってバッテリセル10の他の側を取り囲む第2ケース120と、を含みうる。本発明の一実施形態において、前記第1ケース110、第2ケース120は、それぞれバッテリパックを形成するバッテリセル10の組付け位置を定義しつつ集団的に多数のバッテリセル10の収容空間Gを提供し、そのような意味で、本明細書を通じて互いに対向して配置された第1ケース110、第2ケース120またはそれぞれの第1ケース110または第2ケース120をいずれも包括的にケース100と名付けられる。例えば、以下でケース100とは、互いに対向して配置された第1ケース110、第2ケース120を含む構成のみを意味せず、例えば、第1ケース110のみを意味しうる。
【0038】
例えば、本発明の一実施形態において、前記ケース100(さらに具体的に第1ケース110(以下でも、同様である))は、バッテリセル10の第1端部面11上を横切って延びるベースプレート150を含みうる。さらに具体的に、前記ケース100は、多数のバッテリセル10の第1端部面11上を横切って延びるベースプレート150と、前記ベースプレート150から第3方向Z3に沿って突出してバッテリセル10の外周面15を取り囲む多数の組付けリブRと、を含みうる。本発明の一実施形態において、前記組付けリブRは、第3方向Z3に沿ってベースプレート150から突出して第3方向Z3に沿ってバッテリセル10の第1端部面11と隣接した外周面15を取り囲みうる。本明細書を通じて第3方向Z3とは、バッテリセル10の高さ方向ないしはバッテリセル10の組付け方向を意味し、それぞれのバッテリセル10は、第3方向Z3に沿って組付けリブRに向かって組付けられうる。また、前記第3方向Z3は、隣接列のバッテリセル10の間に形成された充填チャネルFCと係わって、ベースプレート150の外側OSから充填チャネルFCが引込まれた方向を意味する。これについてのさらに具体的な説明は後述する。
【0039】
本発明の一実施形態において、前記ベースプレート150上には、それぞれのバッテリセル10が嵌め込まれる組付けリブRが配列され、前記組付けリブRは、多数のバッテリセル10の配列と整合されるように第1方向Z1に沿って配列された組付けリブRの列が第2方向Z2に沿って多数の列に配列された多数の組付けリブRを含みうる。本明細書を介してバッテリセル10の配列と、それぞれのバッテリセル10の組付け位置を規制する組付けリブRの配列と、は第1方向Z1、第2方向、Z2が形成する平面上で互いに対して整合される形態に形成され、前記組付けリブRの配列とバッテリセル10の配列は、実質的に同じ形態に形成されうる。
【0040】
本発明の一実施形態において、前記ベースプレート150は、多数のバッテリセル10の第1端部面11上を横切って延びつつ、バッテリセル10の組付け位置が形成された内側ISと、バッテリセル10と反対となる外側OSと、の間を横切って延びる。例えば、前記ベースプレート150は、ベースプレート150の内外部を横切って延びつつベースプレート150の内外部を区切る。例えば、前記ベースプレート150の内面または内側ISとは、バッテリセル10が収容された収容空間Gに対向するベースプレート150の一面または一側を意味し、前記ベースプレート150の外面または外側OSとは、バッテリセル10が収容された収容空間Gと反対となる外部と対向するベースプレート150の他面または他側を意味する。
【0041】
本発明の一実施形態において、ベースプレート150には、ベースプレート150の外側OSから隣接列のバッテリセル10の間に向かって引込まれた充填チャネルFCが形成され、前記充填チャネルFCには、バッテリセル10の少なくとも一部を露出させるように、第2方向Z2に沿って開放されたチャネルホールCHが形成されうる。そして、前記チャネルホールCHは、ベースプレート150の外側OSに形成された充填チャネルFCとベースプレート150の内側ISに配置されたバッテリセル10との間を互いに直接対向して許容し、ベースプレート150の内側ISに配置されたバッテリセル10を充填チャネルFCに対して露出させ、チャネルホールCHを介して露出されたバッテリセル10の外周面15は、充填チャネルFCに満たされた熱伝逹媒体TIMと接しうる。
【0042】
本発明の一実施形態において、前記充填チャネルFCは、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の間に向かって、第3方向Z3に沿って引込まれつつ、バッテリセル10の組付け位置と連結され、前記チャネルホールCHを通じてそれぞれのバッテリセル10が配置される組付け位置と充填チャネルFCが互いに連結されつつ、組付け位置のバッテリセル10が充填チャネルFCに向かって露出されうる。
【0043】
本発明の一実施形態において、バッテリセル10の組付け位置は、ベースプレート150の内側ISでバッテリセル10の外周面15を取り囲む組付けリブRによって定義され、例えば、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の間には、隣接列のバッテリセル10の外周面15を取り囲む組付けリブRが形成されうる。そして、前記充填チャネルFCは、ベースプレート150の外側OSから第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の間に形成された組付けリブRに向かって引込まれつつ、バッテリセル10の外周面15を露出させうる。この際、前記充填チャネルFCは、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の外周面15を取り囲む組付けリブR上にチャネルホールCHに対応する切開部を形成しうる。本明細書を通じて、ベースプレート150の外側OSから組付けリブRが形成されたベースプレート150の内側ISに向かって引込まれつつ、形成される切開部(チャネルホールCHに相当)、またはベースプレート150の外側OSから内側ISに向かって引込まれつつ、ベースプレート150の内側ISに形成された組付け位置と連結されるチャネルホールCHは、実質的に同じ構成を意味し、ベースプレート150の内側ISで隣接列のバッテリセル10の間に形成された組付けリブRの観点で、組付けリブR上に切開部(チャネルホールCHに相当)が形成されたと理解され、ベースプレート150の外側OSに形成された充填チャネルFCの観点で外側OSの充填チャネルと内側ISのバッテリセル10の組付け位置を互いに連結するチャネルホールCHが形成されたと理解されうる。本発明の一実施形態において、前記組付けリブRは、バッテリセル10の外周面15を取り囲みつつ、バッテリセル10の組付け位置を定義し、組付けリブR上に形成された切開部(チャネルホールCH)は、バッテリセル10の外周面15を露出させうる。
【0044】
本発明の一実施形態において、前記ベースプレート150は、バッテリセル10の第1端部面11上を横切って延び、第1方向Z1に沿って配列された多数のバッテリセル10の第1端部面11上を横切って第1方向Z1に沿って延びる端部壁EWを含みうる。前記ベースプレート150の端部壁EWは、バッテリセル10の第1端部面11上を横切って延びることで、本発明の一実施形態において、前記端部壁EWは、バッテリセル10の配列と整合される形態に形成され、バッテリセル10の組付け位置を定義する組付けリブRの配列と整合される形態に形成されうる。例えば、前記端部壁EWは、第1方向Z1に配列されたバッテリセル10の列に沿って形成され、第2方向Z2に沿って互いに隣接するバッテリセル10の列に沿って多数の列に配列されうる。そして、前記端部壁EWは、第2方向Z2に沿って互いに隣接する端部壁EWが第1方向Z1に沿って前方位置及び後方位置に交互に偏って配列され、前記第2方向Z2に沿って互いに隣接する端部壁EWの間には、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の間に形成される充填チャネルFCが形成されうる。
【0045】
本発明の一実施形態において、ベースプレート150の外側OSから第3方向Z3によって、前記端部壁EWと、前記端部壁EWから引込まれた形態に形成された充填チャネルFC(さらに具体的に、充填チャネルFCの引込み方向に該当する第3方向Z3に沿って最内側の基底壁BW)と、は互いに異なるレベルを形成し、第1方向Z1に沿って延びる端部壁EWと、第1方向Z1に沿って延びる充填チャネルFCと、は互いに異なるレベルを形成しつつ、第2方向Z2に沿って互いに配置されうる。この際、前記端部壁EWと、前記端部壁EWから第3方向Z3に沿って内側ISに引込まれた充填チャネルFCと、の間には、第3方向Z3に沿って段差が形成され、互いに対して段付けられた端部壁EWと充填チャネルFC、さらに具体的に、互いに対して段付けられた端部壁EWと充填チャネルFCの基底壁BWは、充填チャネルFCの側壁SWによって互いに連結されうる。
【0046】
本発明の一実施形態において、前記充填チャネルFCは、第2方向Z2に沿って互いに対向しつつそれぞれ互いに隣接する他の列のバッテリセル10と対向する一対の側壁SWと、前記1対の側壁SWの間を連結することにより、ベースプレート150の外側OSから内側ISに引込まれる充填チャネルFCの引込み方向に該当する第3方向Z3に沿って最内側に引込まれた基底壁BWと、を含みうる。この際、前記チャネルホールCHは、充填チャネルFCの側壁SW上に形成されうる。
【0047】
すなわち、前記充填チャネルFCは、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の間に向かって第3方向Z3に沿って最内側に引込まれた基底壁BWと、第3方向Z3に沿う基底壁BWと端部壁EWとの間の段差を連結する側壁SWと、を含みうる。
【0048】
前記充填チャネルFCは、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の間で隣接列のバッテリセル10の間に向かって引込まれた形態に形成され、第2方向Z2に沿って開放されたチャネルホールCHを介してバッテリセル10の外周面15が露出されうる。この際、前記チャネルホールCHは、バッテリセル10の外周面15の一部を充填チャネルFCに向かって露出させ、外周面15の全体を露出させなくてもよく、外周面15を取り囲みつつ、バッテリセル10の組付け位置を規制するための組付けリブRの形成のために、前記チャネルホールCHは、バッテリセル10の外周面15全体を露出させるよりは、バッテリセル10の外周面15の一部を露出させうる。例えば、前記チャネルホールCHと組付けリブRとは、バッテリセル10の外周面15の周りに沿って互いに排他的な位置に形成され、かつ、前記チャネルホールCHと組付けリブRは、第3方向Z3に沿って互いに排他的な位置に形成されうる。すなわち、前記チャネルホールCHないしは切開部が形成された位置には、組付けリブRが形成されず、チャネルホールCHないしは切開部が形成されていない位置には、組付けリブRが形成されうる。
【0049】
本発明の一実施形態において、前記チャネルホールCHは、第3方向Z3に沿ってベースプレート150の端部壁EWから充填チャネルFCの基底壁BWの間に形成され、これにより、第3方向Z3に沿ってチャネルホールCHによって露出されるバッテリセル10の外周面15は、前記端部壁EWによって覆われるバッテリセル10の第1端部面11からチャネルホールCHが形成された位置までに該当し、すなわち、第3方向Z3に沿ってバッテリセル10の第1端部面11と隣接した外周面15が前記チャネルホールCHによって露出されうる。前記組付けリブRの観点において、前記組付けリブRは、第3方向Z3に沿ってバッテリセル10の第1端部面11を覆う端部壁EWからチャネルホールCHが形成された位置までは、バッテリセル10の周りに沿ってバッテリセル10の外周面15の一部を取り囲み、第3方向Z3に沿ってチャネルホールCHを外れた位置からは、バッテリセル10の周りに沿ってバッテリセル10の外周面15全体を取り囲みうる。
【0050】
本発明の一実施形態において、前記チャネルホールCHは、バッテリセル10の外周面15の周りに沿って外周面15の一部を露出させ、第2方向Z2に沿って開放されたチャネルホールCHを介してバッテリセル10の外周面15の周りに沿って第2方向Z2に沿う湾曲位置Aを中心にバッテリセル10の外周面15の一部を露出させうる。本明細書を通じて前記バッテリセル10は、第3方向Z3に沿って第1端部面11、第2端部面12を両端として延び、第3方向Z3に沿ってバッテリセル10の遠心を横断する軸を定義し、後述するように、軸の中心や軸の回転角度とは、バッテリセル10の遠心やバッテリセル10の遠心を中心にバッテリセル10の外周面15の周りに沿う回転角度を意味する。
【0051】
本発明の一実施形態において、バッテリセル10の軸を中心として、チャネルホールCHが形成される回転角度の範囲またはバッテリセル10の軸を中心としてチャネルホールCHを通じて充填チャネルFCに露出される外周面15の回転角度の範囲は、第2方向Z2に沿う外周面15の湾曲位置Aを中心に正(+)/負(-)の回転方向に沿って両側に測定される同じ回転角度の範囲を含みうる。例えば、本発明の一実施形態において、第2方向Z2に沿って開放されたチャネルホールCHを通じて露出されるバッテリセル10の外周面15は、チャネルホールCHが開放された第2方向Z2を正面とする外周面15の湾曲位置Aを中心に両側に形成され、例えば、第2方向Z2に沿って湾曲位置Aを中心に両側の正(+)/負(-)の回転方向に沿って一定の回転角度の範囲に属する外周面15がチャネルホールCHを介して露出されうる。例えば、本発明の一実施形態において、充填チャネルFCに露出されるバッテリセル10の外周面15の中心位置を形成する湾曲位置Aとは、バッテリセル10の外周面15によって、第2方向Z2と垂直に交差する外周面15上の位置を意味し、例えば、外周面15に沿ってそれぞれの位置で外周面15の接線方向が第2方向Z2と交差する第1方向Z1に該当する位置を意味しうる。例えば、それぞれのバッテリセル10に対して、バッテリセル10の軸を中心とする回転角度によって、第2方向Z2に沿う湾曲位置Aは、バッテリセル10の両側位置に形成され、それぞれのバッテリセル10の両側位置に形成された湾曲位置Aを中心に、バッテリセル10の周りに沿って両側位置がチャネルホールCHを通じて充填チャネルFCに対して露出されうる。本発明の一実施形態において、前記充填チャネルFCは、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の間に沿って概して第1方向Z1に沿って延びつつ、第1方向Z1を接線方向とするバッテリセル10の外周面15を中心に第2方向Z2に沿って外周面15の一部を露出させるチャネルホールCHを形成しうる。
【0052】
前記組付けリブRの観点で、前記組付けリブRは、バッテリセル10の軸を中心に、前記チャネルホールCHが形成された回転角度の範囲を外れたバッテリセル10の外周面15を取り囲み、例えば、第3方向Z3に沿ってバッテリセル10の第1端部面11を取り囲むベースプレート150の端部壁EWからチャネルホールCHの高さまでのバッテリセル10の外周面15のうち、チャネルホールCHが形成されていない角度範囲に属する外周面15を取り囲み、第3方向Z3に沿ってチャネルホールCHを外れた位置からは、バッテリセル10の外周面15全体を取り囲みうる。
【0053】
本発明の一実施形態において、前記チャネルホールCHは、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の外周面15と対向する充填チャネルFCの側壁SW上に形成され、すなわち、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の外周面15を取り囲む組付けリブR上に形成され、前記チャネルホールCHは、バッテリセル10の外周面15を露出させうる。
【0054】
本発明の一実施形態において、前記チャネルホールCHは、充填チャネルFCの側壁SWと隣接したベースプレート150の端部壁EW上に拡張され、すなわち、前記チャネルホールCHは、組付けリブRと隣接したベースプレート150の端部壁EW上に拡張され、前記端部壁EWと対向するバッテリセル10の第1端部面11を露出させうる。この際、前記チャネルホールCHは、充填チャネルFCの側壁SWと対向するバッテリセル10の外周面15と、前記端部壁EWと対向するバッテリセル10の第1端部面11と、を含むバッテリセル10のコーナー部Cを露出させ、前記チャネルホールCHは、充填チャネルFCの側壁SW上で第2方向Z2に沿って開放され、前記端部壁EW上で第3方向Z3に沿って開放されうる。
【0055】
すなわち、前記チャネルホールCHは、組付けリブR上の切開部に形成され、前記切開部は、第2方向Z2に沿って隣接列のバッテリセル10の外周面15を取り囲む組付けリブRから隣接列のバッテリセル10の第1端部面11を覆う端部壁EWに向かって拡張され、この際、前記組付けリブR上に形成された切開部は、第2方向Z2に沿って開放され、前記第1端部壁EW上に形成された切開部は、第3方向Z3に沿って開放されうる。この際、前記第1端部壁EW上に形成された切開部は、組付けリブR上に形成された切開部から組付けリブRによって包囲されるそれぞれのバッテリセル10の第1端部面11に向かって内側方向に拡張されうる。
【0056】
本発明の一実施形態において、前記ベースプレート150は、多数のバッテリセル10の第1端部面11上を横切って第1方向Z1に沿って延びる端部壁EWを含み、前記端部壁EW上には、バッテリセル10の第1端部面11を露出させるプレートホールPHが形成されうる。この際、前記プレートホールPHは、バッテリセル10の第1端部面11を露出させるように第3方向Z3に沿って開放されうる。
【0057】
本発明の一実施形態において、前記プレートホールPHは、バッテリセル10の第1端部面11の一部をベースプレート150の外側OSに露出させ、本発明の一実施形態において、前記プレートホールPHは、バッテリセル10の第1端部面11全体を露出させるよりは、第1端部面11の一部を露出させ、前記プレートホールPHは、バッテリセル10の第1端部面11のうち、バッテリセル10の第1端部面11が形成する円形輪郭の外周よりは小さい外周を有し、これにより、前記バッテリセル10の第1端部面11がプレートホールPHを通じてベースプレート150の外側OSに抜け出ないように、プレートホールPHを除いた端部壁EWの残り部分を介してバッテリセル10の第1端部面11に対する係止突起を形成しうる。
【0058】
図7を参照すれば、本発明の一実施形態において、ベースプレート150上には、冷却プレートCPが配置されうる。例えば、前記ベースプレート150と冷却プレートCPは、第3方向Z3に沿って互いに対向し、ベースプレート150と冷却プレートCPの間には熱伝逹媒体(TIM, Thermal Interface Material)が介在されうる。本発明の一実施形態において、前記熱伝逹媒体TIMは、ベースプレート150と冷却プレートCPとの間でそれらの間の熱伝逹を媒介とし、例えば、前記熱伝逹媒体TIMは、ベースプレート150と冷却プレートCPとの位置固定のための粘着機能を備え、ベースプレート150と冷却プレートCPとの熱伝逹を媒介としうる十分な熱伝逹特性を兼備した熱伝導性接着剤を含みうる。
【0059】
本発明の一実施形態において、前記熱伝逹媒体TIMは、固相、液相、ゲル相のような多様な状態を有し、例えば、本発明の一実施形態において、前記熱伝逹媒体TIMは、前記ベースプレート150と冷却プレートCPとの間で圧縮ないしは流動可能な状態を有し、さらに具体的に、熱伝導性接着剤として設けられる熱伝逹媒体TIMは、充填チャネルFC内に満たされ、前記ベースプレート150と冷却プレートCPとを互いに対して結合するための結合圧力によって充填チャネルFC内に満たされつつ、充填チャネルFCのチャネルホールCHを通じて開放されたバッテリセル10の外周面15ないしは第1端部面11と直接接触され、バッテリセル10と冷却プレートCPとの間の熱伝逹を媒介とする。また、本発明の一実施形態において、前記熱伝逹媒体TIMは、ベースプレート150(さらに具体的に、端部壁EW)上に形成されたプレートホールPHを介してバッテリセル10の第1端部面11と直接接触しつつ、冷却プレートCPへの熱伝逹を媒介とする。本発明の一実施形態において、前記ベースプレート150は、熱伝逹媒体TIMと直接接触され、熱伝逹媒体TIMを介在したベースプレート150と冷却プレートCPとの結合圧力によって熱伝逹媒体TIMの粘着成分によってベースプレート150と冷却プレートCPが互いに対する結合を形成し、ベースプレート150と冷却プレートCPとの結合圧力により、これらの間に介在された熱伝逹媒体TIMは、ベースプレート150上に形成されたプレートホールPHを介してバッテリセル10の第1端部面11と接触し、充填チャネルFCを満たしつつ、充填チャネルFCに形成されたチャネルホールCHを介してバッテリセル10の外周面15と接触するか、または外周面15を含み、外周面15と隣接したバッテリセル10の第1端部面11を含むバッテリセル10のコーナー部Cと接触しうる。
【0060】
本発明の一実施形態において、前記熱伝逹媒体TIMは、前記ベースプレート150から第3方向Z3に沿って相対的に熱伝逹媒体TIMに向かって突出した端部壁EW上に形成されたプレートホールPHを介してバッテリセル10の第1端部面11と隣接し、第2方向Z2に沿って互いに隣接する端部壁EW間の充填チャネルFCを満たしつつ、充填チャネルFC上に露出されたチャネルホールCHを介してバッテリセル10の外周面15と第1端部面11とを含むバッテリセル10のコーナー部Cと接しうる。このように、本発明の一実施形態では、互いに異なる配向に形成されたプレートホールPH及びチャネルホールCHを通じて、すなわち、第3方向Z3に沿って開放されたプレートホールPH及び第2方向Z2に沿って開放されたチャネルホールCHを介してバッテリセル10の第1端部面11と共に、バッテリセル10の外周面15を共に熱伝逹媒体TIMに露出させることで、単にバッテリセル10の第1端部面11を介したボトムクーリング(bottom cooling)のみを支援せず、バッテリセル10の第1端部面11を介したボトムクーリング(bottom cooling)と共に、バッテリセル10の外周面15を介したサイドクーリング(side cooling)を支援することにより、バッテリセル10の冷却効率を高めうる。
【0061】
本発明の一実施形態において、前記冷却プレートCPは、冷却ファンCFの送風位置と対向する位置に配置され、例えば、前記冷却プレートCPは、冷却ファンCFから強制送風される低温の外気またはバッテリパックの内部に設けられた冷却回路(図示せず)を通じて低温に冷却された冷却流体(図示せず)を介してバッテリセル10から伝達された熱を消散させうる。
【0062】
本発明の一実施形態において、前記バッテリセル10は、ベースプレート150が配置された第1端部面11及び第1端部面11と隣接した外周面15を介してバッテリセル10の冷却を具現し、第3方向Z3に沿って第1端部面11と反対となる第2端部面12を通じて電気的な連結を具現する。例えば、バッテリセル10の互いに反対となる第1端部面11、第2端部面12を通じてそれぞれ冷却及び電気的な連結を具現することにより、これらの間の電気的な絶縁が容易になり、別途の絶縁構造が要求されない。本発明の一実施形態において、前記第2端部面12上には、互いに異なる第1電極端子E1、第2電極端子E2が共に形成され、例えば、第1電極端子E1は、バッテリセル10の第1端部面11から外周面15を経由して第2端部面12のエッジ位置まで延び、第2電極端子E2は、第2端部面12のエッジ位置に形成された第1電極端子E1によって取り囲まれた中央位置に形成され、それぞれ第2端部面12の中央位置とエッジ位置に形成された第2電極端子E2及び第1電極端子E1に連結されるバスバー(図示せず)を通じて互いに隣接するバッテリセル10らが電気的に連結されうる。
【0063】
本発明は、添付図面に示された実施例を参照して説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、それらから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解することができるであろう。
【符号の説明】
【0064】
10 バッテリセル
11 第1端部面
12 第2端部面
15 外周面
100 ケース
110 第1ケース
120 第2ケース
150 ベースプレート
EW 端部壁
SW 側壁
FC 充填チャネル
BW 基底壁
CH チャネルホール
PH プレートホール
R 組付けリブ
A 湾曲位置
TIM 熱伝逹媒体
CP 冷却プレート
CF 冷却ファン
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7