特開 2025-9820 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】P2025009820

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】バッテリーモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20250109BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20250109BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20250109BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401F

H01M50/342 101

H01M50/271 Z

H01M50/204 401H

H01M50/291

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024064691

(22)【出願日】2024-04-12

(31)【優先権主張番号】10-2023-0084878

(32)【優先日】2023-06-30

(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】趙 萬植

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012BB02

5H040AA37

5H040AT01

5H040AT02

5H040AT04

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】本発明は、一部のバッテリーセルで発生した高温、ガス、火花のような異常現象が、周囲の他のバッテリーセルに拡散することを抑制するバッテリーモジュールを提供することにその目的がある。
【解決手段】本開示は、バッテリーモジュールに関するものであり、第１方向に配列される複数のバッテリーセル；および絶縁性素材で形成され、複数のバッテリーセルの第１面を覆う中央部を含み、中央部に第２方向に延びた少なくとも一つの切り取り線が形成された絶縁シート；を含むバッテリーモジュールを提供する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に配列される複数のバッテリーセル；および
絶縁性素材で形成され、前記複数のバッテリーセルの第１面を覆う中央部を含み、前記中央部に第２方向に延びた少なくとも一つの切り取り線が形成された絶縁シート；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】

前記切り取り線は、前記中央部を厚さ方向に貫通し、前記第２方向に延びる直線に沿って相互離隔されるように配列される複数の貫通孔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3】

前記切り取り線は、複数の前記バッテリーセル中で隣り合う一対のバッテリーセル間の境界線と重なるように位置す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】

前記バッテリーセルの前記第１面に前記バッテリーセルの端子が形成され、
前記中央部に前記端子が露出されるように前記中央部を厚さ方向に貫通する端子孔が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項5】

前記バッテリーセルの前記第１面に前記バッテリーセルの内部で生成されるガスが放出されるベントが形成され、
前記中央部に前記ベントが露出されるように前記中央部を厚さ方向に貫通するベント孔が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記中央部を覆い、前記中央部が第１側に持ち上がらないように覆うホルダー；をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記ホルダーの前記第２方向の両側端部が前記中央部に密着することを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記絶縁シートは、
絶縁性素材で形成され、複数の前記バッテリーセルの前記第２方向の一対の第２面を覆うように前記中央部の前記第２方向の両側端部に繋がり、下に延びた一対の側壁部；をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

一対の前記側壁部は、前記バッテリーセルの前記一対の第２面に固定されることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーモジュール。

【請求項10】

一対の前記側壁部に、それぞれ、前記側壁部を厚さ方向に貫通し、第３方向に延びた少なくとも一つの分離スリットが形成されることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーモジュール。

【請求項11】

前記分離スリットは、複数の前記バッテリーセル中で隣り合う一対のバッテリーセル間の境界線と重なるように位置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12】

前記中央部の前記両側端部において、前記切り取り線と前記分離スリットが繋がることを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項13】

前記分離スリットは、前記側壁部の下端に開放されることを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項14】

前記分離スリットは、前記中央部の前記両側端部から前記側壁部の下端まで延びることを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項15】

一対の前記側壁部を覆うように、一対の前記側壁部と向かい合うように配置される一対のサイドプレート；および
前記中央部を覆い、前記第２方向の両側端部が一対の前記サイドプレートに結合されるホルダー；をさらに含むことを特徴とする、請求項８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ものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、ノート型パソコン、ビデオカメラ、携帯電話等のような携帯用電子製品の需要が急激に増大し、ロボット、電気自動車等の常用化が本格化されていることにより、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、携帯型電子機器のような小型装置だけでなく、電気自動車や電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）のような中大型装置にも駆動用やエネルギー貯蔵用として広く利用されている。特に、中大型装置の場合、バッテリーの出力および／または容量を向上させるために、多数のバッテリーセルが相互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】

バッテリーモジュールの充電および放電時、またはバッテリーモジュールに加えられる外部の衝撃によって、バッテリーモジュールの一部のバッテリーセルの温度が急激に上昇し、膨らみ、火花が発生し得る。多数のバッテリーセルが稠密に集積された構造によって、一部のバッテリーセルで発生した高温、ガス、火花は、周囲の他のバッテリーセルに急激に拡散し、容易に大きな火災に発展し得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、一部のバッテリーセルで発生した高温、ガス、火花のような異常現象が、周囲の他のバッテリーセルに拡散することを抑制するバッテリーモジュールを提供することにその目的がある。

【0006】

但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、上述の課題に制限されるのではなく、言及しなかった別の課題は、下記の発明の説明から当業者が明確に理解することができる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の技術的課題を解決するための本発明の一実施例にかかるバッテリーモジュールは：第１方向に配列される複数のバッテリーセル；および絶縁性素材で形成され、前記複数のバッテリーセルの第１面を覆う中央部を含み、前記中央部に第２方向に延びた少なくとも一つの切り取り線が形成された絶縁シート；を含む。

【0008】

前記切り取り線は、前記中央部を厚さ方向に貫通し、前記第２方向に延びる直線に沿って相互離隔されるように配列される複数の貫通孔を含むことができる。

【0009】

前記切り取り線は、複数の前記バッテリーセル中で隣り合う一対のバッテリーセル間の境界線と重なるように位置することができる。

【0010】

前記バッテリーセルの前記第１面に前記バッテリーセルの端子が形成され、前記中央部に前記端子が露出されるように前記中央部を厚さ方向に貫通する端子孔が形成され得る。

【0011】

前記バッテリーセルの前記第１面に前記バッテリーセルの内部で生成されるガスが放出されるベントが形成され、前記中央部に前記ベントが露出されるように前記中央部を厚さ方向に貫通するベント孔が形成され得る。

【0012】

前記バッテリーモジュールは、前記中央部を覆い、前記中央部が第１側に持ち上がらないように覆うホルダー；をさらに含み得る。

【0013】

前記ホルダーの前記第２方向の両側端部が前記中央部に密着し得る。

【0014】

前記絶縁シートは、絶縁性素材で形成され、複数の前記バッテリーセルの前記第２方向の両側面を覆うように前記中央部の前記第２方向の両側端部に繋がり、下に延びた一対の側壁部；をさらに含み得る。

【0015】

一対の前記側壁部は、前記バッテリーセルの前記両側面に固定され得る。

【0016】

一対の前記側壁部に、それぞれ、前記側壁部を厚さ方向に貫通し、第３方向に延びた少なくとも一つの分離スリットが形成され得る。

【0017】

前記分離スリットは、複数の前記バッテリーセル中で隣り合う一対のバッテリーセル間の境界線と重なるように位置し得る。

【0018】

前記中央部の前記両側端部において、前記切り取り線と前記分離スリットが繋がり得る。

【0019】

前記分離スリットは、前記側壁部の下端に開放され得る。

【0020】

前記分離スリットは、前記中央部の前記両側端部から前記側壁部の下端まで延び得る。

【0021】

前記バッテリーモジュールは、一対の前記側壁部を覆うように、一対の前記側壁部と向かい合うように配置される一対のサイドプレート；および前記中央部を覆い、前記第２方向の両側端部が一対の前記サイドプレートに結合されるホルダー；をさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明の実施例によると、バッテリーモジュールに含まれた複数のバッテリーセル中の一部のバッテリーセルにおいて、高温発熱、ガスの発生、体積膨張、火花の発生のような異常現象が発生しても、絶縁シートによって周囲の他のバッテリーセルへの異常現象の拡散が抑制される。よって、火災や爆発の伝播および拡散が遅延して人命や財産の損失を減らすことができる。

【0023】

本発明の実施例によると、バッテリーモジュールに含まれる複数のバッテリーセル中の一部のバッテリーセルにおいて異常現象が発生すると、絶縁シート部分中の異常現象が発生したバッテリーセルを覆っている部分だけを切り取り線に沿って他の部分から分離し、異常現象が発生していない他のバッテリーセルを覆っている絶縁シート部分は、バッテリーセルを覆っている状態に維持され得る。よって、周囲の他のバッテリーセルへの異常現象の拡散がより効果的に抑制できる。

【0024】

絶縁シートが側壁部を含む本発明の実施例にかかるバッテリーモジュールによると、バッテリーセルの側面を通じた熱および火花の拡散が側壁部によって抑制されるため、火災や爆発の伝播および拡散をより遅延させることができる。

【0025】

但し、本発明を通じて得られる効果は、上述の効果に制限されるのではなく、言及していないまた別の技術的な効果は、下記の発明の説明から当業者が明確に理解できると考える。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１実施例にかかるバッテリーモジュールの斜視図である。

【図2】本発明の第１実施例にかかるバッテリーモジュールの分解斜視図である。

【図3】図１をＩＩＩ－ＩＩＩに沿って切開して示した断面図である。

【図4】図３のＩＶ部分を拡大して示した図面である。

【図5】図３のＶ部分を拡大して示した図面である。

【図6】図２の複数のバッテリーモジュールを示した斜視図である。

【図7】図２の絶縁シートを示した斜視図であり、一部分が切り取り線に沿って分離されて持ち上げられたことを示した図面である。

【図8】は、本発明の第２実施例にかかるバッテリーモジュールの斜視図であり、ホルダーがフロントフレーム、リアフレーム、および一対のサイドプレートから離隔されるように上側に分解されたことを示した斜視図である。

【図9】は、本発明の第２実施例にかかるバッテリーモジュールの分解斜視図である。

【図10】図８をＸ－Ｘに沿って切開して示した断面図であり、ホルダーがフロントフレーム、リアフレーム、および一対のサイドプレートに結合されたことを示した断面図である。

【図11】図１０のＸＩ部分を拡大して示した図面である。

【図12】図１０のＸＩＩ部分を拡大して示した図面である。

【図13】図９の絶縁シートを示した斜視図であり、一部分が切り取り線に沿って分離されて持ち上げられたことを示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書および請求の範囲に使用される用語や単語は、通常的あるいは辞典的な意味に限定して解釈してはならなく、発明者はその自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に立脚して本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈しなければならない。よって、本明細書に記載の実施例と図面に示した構成は、本発明の最も好ましい一部の実施例に過ぎないだけで、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。また、本明細書において使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ，ｉｎｃｌｕｄｅ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、言及した形状、数字、段階、動作、部材、要素および／またはこれらグループの存在を特定するものであり、一つ以上の他の形状、数字、動作、部材、要素および／またはグループの存在または付加を排除するものではない。また、本発明の実施例を記述するとき、「～し得る」、「～になり得る」は、「本発明の一つ以上の実施例」を含み得る。

【0028】

また、発明の理解を助けるために、添付の図面は実際の縮尺通りに示したものではなく、一部の構成要素の寸法が誇張して示されている場合もある。また、相互別の実施例において、同じ構成要素については同じ参照番号を付与し得る。

【0029】

２個の比較対象が「同一」だという言及は、「実質的に同一」であることを意味する。よって、実質的に同一は、当業界で低いレベルと見なされる偏差、例えば５％以内の偏差を有する場合を含み得る。また、所定領域において、あるパラメータが均一だというのは、平均的観点において均一だということを意味し得る。

【0030】

たとえ第１、第２等が多様な構成要素を述べるために使用されても、これら構成要素はこれら用語によって制限されるものではないことは当然である。これら用語は単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものであり、特に反対の記載がない限り、第１構成要素は第２構成要素でもあり得ることは当然である。

【0031】

明細書全体において、特に反対の記載がない限り、各構成要素は単数にも複数にもなり得る。

【0032】

構成要素の「上部（または下部）」、或いは構成要素の「上（または下）」に任意の構成が配置されるというのは、任意の構成が前記構成要素の上面（または下面）に接して配置されるだけでなく、前記構成要素と前記構成要素上に（または下に）配置された任意の構成間に別の構成が介在し得ることを意味し得る。

【0033】

また、ある構成要素が別の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載している場合、前記構成要素は、互いに直接的に連結されたり、或いは接続され得るが、各構成要素間に別の構成要素が「介在」したり、各構成要素が別の構成要素を通じて「連結」、「結合」、または「接続」される場合もあり得ることを理解しなければならない。また、ある部分が別の部分と電気的に連結されているとするとき、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に別の素子を介して連結されている場合も含む。

【0034】

明細書全体において「Ａおよび／またはＢ」とするとき、これは特別な反対の記載がない限り、Ａ、ＢまたはＡおよびＢを意味する。つまり、「および／または」は、列挙された複数の項目の全ての組合せまたは任意の組合せを含む。「Ｃ～Ｄ」とするとき、これは特別な反対の記載がない限り、Ｃ以上且つＤ以下であることを意味する。

【0035】

バッテリーパックは、少なくとも一つ以上のバッテリーモジュール、少なくとも一つ以上の前記バッテリーモジュールを収容する収容空間が形成されたパックハウジングを含む。

【0036】

前記バッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルおよびモジュールハウジングを備えることができる。前記バッテリーセルは、積層された形態で前記モジュールハウジング内部に収容され得る。前記バッテリーセルは、陽極リードおよび陰極リードが備えられ得る。前記バッテリーセルは、バッテリーの形態によって、円形タイプ、角型タイプ、パウチタイプのバッテリーセルを使用することができる。

【0037】

前記バッテリーパックは、前記バッテリーモジュールの代わりに、積層された一つのセルスタックが一つのモジュールを構成することができる。前記のセルスタックは、パックハウジングの収容空間に収容されたり、フレーム、隔壁等で区画された収容空間に収容され得る。

【0038】

前記バッテリーセルは、充／放電する間、多量の熱を発生させる。発生した熱は、バッテリーセルに蓄積されてバッテリーセルの劣化を促進させる。よって、バッテリーパックはバッテリーセルの劣化を抑制するために冷却部材をさらに含む。冷却部材は、バッテリーセルが備えられる収容空間の下部に備えられるが、これに限定されるのではなく、バッテリーパックによって上部や側面に備えられてもよい。

【0039】

前記バッテリーセルは、それぞれ熱暴走または熱イベントとしても知られている非正常的な作動条件で発生したバッテリーセル内部の排気ガスが、バッテリーセル外部に排出され得る。前記バッテリーパックまたは前記バッテリーモジュールは、前記排気ガスが前記バッテリーパックまたはモジュールを損傷させることを抑制するために、排気ガス排出のための排気口等を備えることができる。

【0040】

バッテリーパックは、バッテリーおよびバッテリーを管理するためのバッテリー管理装置（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を含むことができる。前記バッテリー管理装置は、検出装置、バランシング装置および制御装置を含むことができる。バッテリーモジュールは、互いに直列または並列に連結される複数のセルを含むことができる。バッテリーモジュールは、互いに直列または並列連結で連結され得る。

【0041】

前記検出装置は、バッテリーの状態（電圧、電流、温度等）を感知して、バッテリーの状態を表す状態情報を検出することができる。検出装置は、バッテリーを構成する各セルまたは各バッテリーモジュールの電圧を検出することができる。検出装置は、バッテリーモジュールまたはバッテリーパックを構成する各バッテリーモジュールを流れる電流を検出することもできる。検出装置は、バッテリーの少なくとも一つの地点におけるセルおよびまたはモジュールおよびまたは周辺温度を検出することもできる。

【0042】

バランシング装置は、バッテリーを構成するバッテリーモジュールおよびまたはセルのバランシング動作を行うことができる。制御装置は、検出装置からバッテリーモジュールの状態情報（電圧、電流、温度等）を受信することができる。制御装置は、検出装置から受信された状態情報に基づいてバッテリーモジュールの状態（電圧、電流、温度、充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）、寿命（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ，ＳＯＨ）等）をモニタリングおよび計算することができる。また、制御装置は、状態のモニタリング結果に基づいて、制御機能（例えば、温度制御、バランシング制御、充放電制御等）、保護機能（例えば、過放電、過充電、過電流防止、短絡、消火機能等）等を行うこともできる。また、制御装置は、バッテリーパックの外部装置（例えば、上位制御機または車両または充電機またはＰＣＳ等）との有線または無線通信機能を行うこともできる。

【0043】

制御装置は、バッテリーの充放電動作および保護動作を制御することもできる。そのために、制御装置は、充放電制御部、バランシング制御部および保護部を含むことができる。

【0044】

前記バッテリー管理システムは、バッテリー状態をモニタリングし、診断および制御、通信、保護機能を行うシステムであり、充放電状態の計算も行い、バッテリーの寿命または健康状態（ＳＯＨ）の計算も行い、必要に応じてバッテリー電力の遮断（リレー制御）も行い、熱管理（冷却、加熱等）の制御も行い、高電圧インターロック機能も行い、絶縁および短絡状態を検出したり計算を行うこともできる。

【0045】

リレーは、コイルの磁気力によってオンオフになる機械的コンタクタであったり、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のような半導体スイッチになり得る。

【0046】

前記リレー制御は、車両およびバッテリーシステムに問題が発生した場合、バッテリーからの電力供給を遮断する機能により、陽極端子および陰極端子にそれぞれ、或いは一つ以上のリレーおよびフリーチャージリレーで構成され得る。

【0047】

前記フリーチャージ制御は、バッテリー負荷接続時にインバータ入力側の高電圧キャパシタに突入電流（Ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）発生の危険があるため、突入電流引き込み防止のために車両起動時のメインリレー接続前にフリーチャージリレー動作をさせてフリーチャージ用抵抗に連結する機能を備えることができる。

【0048】

前記の高電圧インターロックは、全体の自動車システムに高電圧部品が全て連結されているかを確認するために小さい信号を用いて感知する回路であり、全ループ（Ｌｏｏｐ）上に一箇所でも開放が生じると、リレーを強制的に開放させる機能を備えることができる。

【0049】

図１は、本発明の第１実施例にかかるバッテリーモジュールの斜視図で、図２は、本発明の第１実施例にかかるバッテリーモジュールの分解斜視図で、図３は、図１をＩＩＩ－ＩＩＩに沿って切開して示した断面図で、図４は、図３のＩＶ部分を拡大して示した図面で、図５は、図３のＶ部分を拡大して示した図面で、図６は、図２の複数のバッテリーモジュールを示した斜視図で、図７は、図２の絶縁シートを示した斜視図であり、一部分が切り取り線に沿って分離されて持ち上げられたことを示した図面である。

【0050】

図１～図７を参照すると、本発明の第１実施例にかかるバッテリーモジュール１００Ａは、複数のバッテリーセル１０１および絶縁シート１６０Ａを含む。バッテリーセル１０１は、バッテリーモジュール１００Ａで電力を貯蔵および供給する単位構造体として機能する。

【0051】

図面に示してはいないが、バッテリーセル１０１はセパレーター（未図示）を介して、その両側に陽極板（未図示）と陰極板（未図示）が配置される電極組立体（未図示）を内部に備えて、予め設定した量の電力を充電および放電させることのできる角型二次電池として例示することができる。

【0052】

バッテリーセル１０１は、セル本体１０２、一対の端子１０７、およびベント１０６を含むことができる。セル本体１０２は、第１方向の厚さが第３方向の高さ、および第２方向の幅よりも小さい直六面体の形状になり得る。複数のバッテリーセル１０１は、厚さ方向と平行に、つまり、第１方向に一列に配列され得る。

【0053】

図示した本発明の実施例において、第１方向は前後方向の場合を例に挙げて説明し、第２方向は左右方向を例に挙げて説明し、第３方向は上下方向を例に挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるのではなく、多様な変形実施が可能である。

【0054】

一対の端子１０７の一つは陽極端子で、もう一つは陰極端子になり得る。一対の端子１０７は、セル本体１０２の第１面１０３から突出され得る。図示した本発明の実施例において、第１面はセル本体１０２の上面を例に挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるのではなく、多様な変形実施が可能である。

【0055】

一対の端子１０７は、互いに離隔され、第１方向および第３方向と直交する第２方向の両側端部に一つずつ配置され得る。

【0056】

ベント１０６は、セル本体１０２の第１面１０３の一対の端子１０７の間に設けられ得る。バッテリーセル１０１の内部、つまり、セル本体１０２の内部で生成されるガスがベント１０６を通じて外部に放出され得る。図面に示してはいないが、バッテリーセル１０１は、セル本体１０２内部に収容された電極組立体と電解質のような物質が流出しないように第１面１０３を閉鎖するキャッププレートをさらに含むことができる。

【0057】

絶縁シート１６０Ａは、絶縁性素材で形成された板状の部材である。絶縁シート１６０Ａは、第１方向に配列された複数のバッテリーセル１０１の第１面１０３を覆う中央部１６２を含む。中央部１６２には、第２方向に延びた複数の切り取り線１７０が形成され得る。

【0058】

複数の切り取り線１７０は、それぞれ複数のバッテリーセル１０１中において隣り合う一対のバッテリーセル１０１間の境界線１１２と重なるように位置することができる。隣り合う一対のバッテリーセル１０１間の境界線は、複数のバッテリーセル１０１の上側から見える第１面境界線１１２、複数のバッテリーセル１０１の横から見える第２面境界線１１３、および複数のバッテリーセル１０１の下から見える第３面境界線（未図示）に区分され得る。

【0059】

図示した本発明の実施例において、第２面はセル本体１０２の左側面または右側面を例に挙げて説明し、第３面はセル本体１０２の下面を例に挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるのではなく、多様な変形実施が可能である。

【0060】

具体的には、第１面境界線１１２、第２面境界線１１３、および第３面境界線中において、中央部１６２に形成された切り取り線１７０は、第１面境界線１１２と上下に重なるように位置することができる。中央部１６２に形成された切り取り線１７０の個数は、第１方向に配列された複数のバッテリーセル１０１の個数よりも一つ少ない個数になり得る。

【0061】

それぞれの切り取り線１７０は、中央部１６２を厚さ方向に貫通し、第１方向および第３方向に直交する第２方向に延びる直線に沿って互いに離隔するように配列される複数の貫通孔１７２を含むことができる。第２方向の貫通孔１７２の長さは、隣り合う一対の貫通孔１７２間の間隔よりも長くなり得る。

【0062】

絶縁シート１６０Ａには複数の端子孔１６５と複数のベント孔１６７が形成され得る。複数の端子孔１６５は、複数のバッテリーセル１０１の複数の端子１０７が露出するように第３方向に複数の端子１０７と一対一で整列するように中央部１６２を厚さ方向に貫通して形成され得る。

【0063】

複数のベント孔１６７は、複数のバッテリーセル１０１の複数のベント１０６が露出するように第３方向に複数のベント１０６と一対一で整列するように中央部１６２を厚さ方向に貫通して形成され得る。

【0064】

バッテリーモジュール１００Ａは、フロントフレーム１２０、リアフレーム１２５、一対のサイドプレート１３０、ボトムプレート１３７、およびホルダー１４０をさらに含むことができる。フロントフレーム１２０は、第１方向に配列された複数のバッテリーセル１０１中の最も前方に位置するバッテリーセル１０１の前面を覆うように複数のバッテリーセル１０１の前方に配置され得る。

【0065】

リアフレーム１２５は、第１方向に配列された複数のバッテリーセル１０１中の最も後方に位置するバッテリーセル１０１の背面を覆うように複数のバッテリーセル１０１の後方に配置され得る。

【0066】

一対のサイドプレート１３０は、複数のバッテリーセル１０１の第２方向の両第２面１０４を覆い、両第２面１０４と向かい合うように配置され得る。一対のサイドプレート１３０の前端部１３２は、フロントフレーム１２０の第２方向の両側面１２２に、例えば、溶接、接着剤塗布のような方法により接合することができる。

【0067】

一対のサイドプレート１３０の後端部１３３は、リアフレーム１２５の第２方向の両側面１２７に、例えば、溶接、接着剤塗布のような方法により接合することができる。

【0068】

ボトムプレート１３７は、複数のバッテリーセル１０１の第３面を覆い、第３面を支持することができる。一対のサイドプレート１３０の下端部１３４は、ボトムプレート１３７の第２方向の両側端部に、例えば、溶接、接着剤塗布のような方法により接合することができる。

【0069】

バッテリーモジュール１００Ａに含まれた複数のバッテリーセル１０１は、フロントフレーム１２０、リアフレーム１２５、ボトムプレート１３７、および一対のサイドプレート１３０によって限定される内部空間に収容され得る。

【0070】

ホルダー１４０は、絶縁シート１６０Ａの中央部１６２を覆うように絶縁シート１６０Ａの上に位置し得る。ホルダー１４０は、複数のバッテリーセル１０１の異常現象により中央部１６２が持ち上げられる方向に加圧される場合、中央部１６２が第１側に持ち上がらないように押さえることができる。

【0071】

ホルダー１４０は、ホルダーフレーム１４１およびトッププレート１５０を含むことができる。図面に示した実施例において、第１側は、上側を例に挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるのではなく、多様な変形実施が可能である。

【0072】

ホルダーフレーム１４１は、窓枠のように長方形の経路に沿って延びることができる。ホルダーフレーム１４１は、下板部１４２、上板部１４３、および連結壁部１４５を含むことができる。下板部１４２と上板部１４３は、第１方向に延びることができる。上板部１４３は、下板部１４２と離隔されるように下板部１４２の上側に配置され得る。連結壁部１４５は、下板部１４２と上板部１４３の内側端部を連結し、第１方向に延びることができる。

【0073】

下板部１４２、上板部１４３、および連結壁部１４５によって、ホルダー１４０には、第２方向両側に開放され第１方向に延びる長溝１４６が形成され得る。トッププレート１５０は、端子１０７と絶縁シート１６０Ａが露出されないように覆うことができる。トッププレート１５０の外周部１５１が上板部１４３に、例えば、接着剤塗布のような方法で接合されて、ホルダーフレーム１４１にトッププレート１５０が結合され得る。

【0074】

ホルダーフレーム１４１の前端部はフロントフレーム結合具１４７を備え、ホルダーフレーム１４１の後端部はリアフレーム結合具１４８を備えることができる。フロントフレーム結合具１４７はフロントフレーム１２０に結合され、リアフレーム結合具１４８はリアフレーム１２５に結合され得る。これにより、ホルダー１４０の前端部と後端部がフロントフレーム１２０とリアフレーム１２５に固定結合され得る。

【0075】

一対のサイドプレート１３０は、それぞれバッテリーセル１０１の内側に曲がって延びた折り曲がり上端部１３５を含むことができる。折り曲がり上端部１３５は、ホルダーフレーム１４１の長溝１４６に挿入され、下板部１４２の上面に密着し得る。これにより、ホルダー１４０の第２方向両側が一対のサイドプレート１３０から離脱しないように結合され得る。

【0076】

ホルダー１４０の第２方向の両側端部は、中央部１６２に密着し得る。具体的には、下板部１４２の下面は、絶縁シート１６０Ａの中央部１６２の第２方向両側に密着し得る。中央部１６２の第２方向両側端部を除いた中央部１６２の他の部分は、ホルダー１４０と離隔し得る。

【0077】

以上で説明したバッテリーモジュール１００Ａによると、バッテリーモジュール１００Ａに含まれた複数のバッテリーセル１０１中の一部のバッテリーセル１０１において高温発熱、ガスの発生、体積膨張、火花の発生のような異常現象が発生しても、絶縁シート１６０Ａによってバッテリーセル１０１の第１面１０３が覆われているため、周囲の他のバッテリーセル１０１に異常現象が拡散することを抑制できる。

【0078】

中央部１６２の第２方向の両側端部に密着するホルダーフレーム１４１を含むホルダー１４０が、中央部１６２が持ち上がらないように押さえているため、バッテリーモジュール１００Ａにおいて火災や爆発の伝播および拡散が遅延して人命や財産の損害を減らすことができる。

【0079】

バッテリーモジュール１００Ａに含まれた複数のバッテリーセル１０１中の一部のバッテリーセル１０１において異常現象が発生すると、絶縁シート１６０Ａの部分中で異常現象が発生したバッテリーセル１０１を覆っている中央部１６２の一部分１６３だけを切り取り線１７０に沿って絶縁シート１６０Ａの他の部分から分離し、異常現象が発生しなかった他のバッテリーセル１０１を覆っている絶縁シート１６０Ａの部分は、バッテリーセル１０１を覆っている状態を維持することができる。よって、周囲の他のバッテリーセル１０１への異常現象の拡散をより効果的に抑制することができる。

【0080】

図８は、本発明の第２実施例にかかるバッテリーモジュールの斜視図であり、ホルダーがフロントフレーム、リアフレーム、および一対のサイドプレートから離隔するように上側に分解されたことを示した斜視図で、図９は、本発明の第２実施例にかかるバッテリーモジュールの分解斜視図で、図１０は、図８をＸ－Ｘに沿って切開して示した断面図であって、ホルダーがフロントフレーム、リアフレーム、および一対のサイドプレートに結合されたことを示した断面図で、図１１は、図１０のＸＩ部分を拡大して示した図面で、図１２は、図１０のＸＩＩ部分を拡大して示した図面で、図１３は、図９の絶縁シートを示した斜視図であって、一部分が切り取り線に沿って分離されて持ち上がっていることを示した図面である。

【0081】

図８～図１３を参照すると、本発明の第２実施例にかかるバッテリーモジュール１００Ｂは、複数のバッテリーセル１０１および絶縁シート１６０Ｂを含む。複数のバッテリーセル１０１は、図１～図８に示した本発明の第１実施例にかかるバッテリーモジュール１００Ａに含まれたバッテリーセル１０１と同一であり、本発明の第１実施例に含まれたバッテリーセル１０１と同じ参照符号を表示した。よって、重複する構成に対する説明は省略する。

【0082】

絶縁シート１６０Ｂは、絶縁性素材で形成された板状の部材である。絶縁シート１６０Ｂは、中央部１６２および一対の側壁部１８０を含み得る。

【0083】

中央部１６２は、絶縁性素材で形成され得る。中央部１６２は、第１方向に配列された複数のバッテリーセル１０１の第１面１０３を覆う。中央部１６２には、第２方向に延びた複数の切り取り線１７０が形成され得る。

【0084】

複数の切り取り線１７０は、それぞれ複数のバッテリーセル１０１中で隣り合う一対のバッテリーセル１０１間の境界線１１２、具体的に第１面境界線１１２と重なるように位置し得る。中央部１６２に形成された切り取り線１７０の個数は、第１方向に配列された複数のバッテリーセル１０１の個数より一つ少ない個数になり得る。

【0085】

それぞれの切り取り線１７０は、中央部１６２を厚さ方向に貫通し、第１方向および第３方向に直交する第２方向に延びる直線に沿って互いに離隔されるように配列される複数の貫通孔１７２を含み得る。第２方向の貫通孔１７２の長さは、隣り合う一対の貫通孔１７２間の間隔よりも長くなり得る。

【0086】

絶縁シート１６０Ｂには、複数の端子孔１６５と複数のベント孔１６７が形成され得る。複数の端子孔１６５は、複数のバッテリーセル１０１の複数の端子１０７が露出されるように、第３方向に複数の端子１０７と一対一で整列するように中央部１６２を厚さ方向に貫通して形成され得る。

【0087】

複数のベント孔１６７は、複数のバッテリーセル１０１の複数のベント１０６が露出されるように、第３方向に複数のベント１０６と一対一で整列するように中央部１６２を厚さ方向に貫通して形成され得る。

【0088】

一対の側壁部１８０は、第１方向に配列された複数のバッテリーセル１０１の第２方向の一対の第２面１０４を覆うように中央部１６２の両側端部に繋がって、下に延び得る。一対の側壁部１８０は、中央部１６２の素材と同じ絶縁性素材で形成することができる。中央部１６２と一対の側壁部１８０は、一体で成形されたり加工形成することができる。

【0089】

一対の側壁部１８０には、それぞれ、側壁部１８０を厚さ方向に貫通し、第１方向および第２方向に直交する第３方向に延びた複数の分離スリット１８３が形成され得る。

【0090】

複数の分離スリット１８３は、複数のバッテリーセル１０１中で隣り合う一対のバッテリーセル１０１間の境界線１１３、具体的には、第２面境界線１１３と第２方向に重なるように位置し得る。

【0091】

中央部１６２の第２方向両側端部において、切り取り線１７０と分離スリット１８３は繋がり得る。分離スリット１８３は、側壁部１８０の下端に開放され得る。それぞれの側壁部１８０に形成された分離スリット１８３の個数は、第１方向に配列された複数のバッテリーセル１０１の個数よりも一つ少ない個数になり得る。

【0092】

このような構成でそれぞれの側壁部１８０は、複数のバッテリーセル１０１の個数と同じ個数の側壁部片１８１に分離され得る。一つの側壁部１８０に属する複数の側壁部片１８１は、第１方向に配列され得る。

【0093】

一対の側壁部１８０は、複数のバッテリーセル１０１の第２方向の一対の第２面１０４に固定され得る。具体的には、複数のバッテリーセル１０１の一対の第２面１０４の下端部１０５（図９参照）と複数の側壁部片１８１の内側面が、例えば、接着剤塗布のような方法によって接合され得る。

【0094】

バッテリーモジュール１００Ｂは、フロントフレーム１２０、リアフレーム１２５、一対のサイドプレート１３０、ボトムプレート１３７、およびホルダー１４０をさらに含むことができる。フロントフレーム１２０、リアフレーム１２５、一対のサイドプレート１３０、ボトムプレート１３７、およびホルダー１４０は、図１～図８に示した本発明の第１実施例にかかるバッテリーモジュール１００Ａに含まれ、同じ参照符号で表示した構成と同じである。よって、重複する構成に対する説明は省略する。

【0095】

但し、一対のサイドプレート１３０は、複数のバッテリーセル１０１の第２方向の一対の第２面１０４と直接向かい合わなく、一対の側壁部１８０を覆うように、一対の側壁部１８０と向かい合うように配置され得る。

【0096】

本発明の第２実施例にかかるバッテリーモジュール１００Ｂによると、複数のバッテリーセル１０１の一対の第２面１０４を通じた熱および火花の拡散が側壁部１８０によって抑制されるため、本発明の第１実施例にかかるバッテリーモジュール１００Ａの場合よりも異常現象の拡散がさらに抑制され、火災や爆発の伝播および拡散がより遅延し得る。

【0097】

絶縁シート１６０Ｂの側壁部１８０が複数のバッテリーセル１０１の一対の第２面１０４に固定された場合、複数のバッテリーセル１０１中の一部に異常現象が発生した時、本発明の第１実施例に含まれる絶縁シート１６０Ａよりも絶縁シート１６０Ｂの方が強い力でバッテリーセル１０１に固定されるため、バッテリーセル１０１から上に持ち上げられる現象が大きく抑制できる。よって、バッテリーモジュール１００Ｂにおいて火災や爆発の伝播および拡散がより遅延し得る。

【0098】

それにもかかわらず、バッテリーモジュール１００Ｂに含まれた複数のバッテリーセル１０１中の一部のバッテリーセル１０１において異常現象が発生した場合、絶縁シート１６０Ｂの部分中で異常現象が発生したバッテリーセル１０１を覆っている絶縁シートの一部分１６１だけを切り取り線１７０に沿って絶縁シート１６０Ｂの他の部分から分離し、異常現象が発生していない他のバッテリーセル１０１を覆っている絶縁シート１６０Ｂの部分はバッテリーセル１０１を覆っている状態に維持することができる。

【0099】

切り取り線１７０に沿って分離された絶縁シート１６０Ｂの一部分１６１は、中央部１６２の一部分１６３と、一部分１６３の両端部に繋がる一対の側壁部片１８１を含み得る。よって、周囲の他のバッテリーセル１０１に異常現象が拡散することをより効果的に抑制することができる。

【0100】

以上で、本発明は限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれによって限定されるのではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって本発明の技術思想と下記の特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正および変形が可能であることは当然である。

【符号の説明】

【0101】

１００Ａ バッテリーモジュール
１００Ｂ バッテリーモジュール
１０１ バッテリーセル
１０２ セル本体
１０３ 第１面
１０４ 第２面
１０５ 下端部
１０６ ベント
１０７ 端子
１１２ 境界線、第１面境界線
１１３ 境界線、第２面境界線
１２０ フロントフレーム
１２２ 両側面
１２５ リアフレーム
１２７ 両側面
１３０ サイドプレート
１３２ 前端部
１３３ 後端部
１３４ 下端部
１３５ 上端部
１３７ ボトムプレート
１４０ ホルダー
１４１ ホルダーフレーム
１４２ 下板部
１４３ 上板部
１４５ 連結壁部
１４６ 長溝
１４７ フロントフレーム結合具
１４８ リアフレーム結合具
１５０ トッププレート
１５１ 外周部
１６０Ａ 絶縁シート
１６０Ｂ 絶縁シート
１６１ 一部分
１６２ 中央部
１６３ 一部分
１６５ 端子孔
１６７ ベント孔
１７０ 線
１７２ 貫通孔
１８０ 側壁部
１８１ 側壁部片
１８３ 分離スリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】