特許 7399265 バッテリーパック、電子デバイス及び自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】バッテリーパック、電子デバイス及び自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/289 20210101AFI20231208BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20231208BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20231208BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20231208BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20231208BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20231208BHJP

【ＦＩ】

H01M50/289 101

H01M50/291

H01M50/249

H01M50/211

H01M50/271 B

H01M50/204 101

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022511333

(86)(22)【出願日】2021-05-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-01

(86)【国際出願番号】 KR2021006626

(87)【国際公開番号】W WO2021246718

(87)【国際公開日】2021-12-09

【審査請求日】2022-02-21

(31)【優先権主張番号】10-2020-0066574

(32)【優先日】2020-06-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ジン－ヨン・パク

(72)【発明者】

【氏名】キョン－ウ・キム

(72)【発明者】

【氏名】ジョン－オ・ムン

(72)【発明者】

【氏名】ジン－ハ・パク

(72)【発明者】

【氏名】ホ－ジュネ・チ

(72)【発明者】

【氏名】ヒ－ジュン・ジン

【審査官】儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４７５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９４９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１９２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３６８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０９０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２９３９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部カバー及び下部カバーを備え、内部に空いた空間が形成され、前記上部カバーの周縁部と前記下部カバーの周縁部とが結合されるように構成されたパックカバーと、
複数の電池セル、前記複数の電池セルを内部に収容するモジュールケース、及び一側が前記モジュールケースに結合され、他側が前記上部カバーと前記下部カバーとの間に介在され、前記上部カバー及び前記下部カバーのそれぞれの周縁部と結合されるように構成されたサイドフレームを備えたバッテリーモジュールと、を含み、
前記サイドフレームの上面が、前記上部カバーの内側面を上方に支持するように構成され、前記サイドフレームの下面が、前記下部カバーの内側面を下方に支持するように構成される、バッテリーパック。

【請求項2】

前記サイドフレームの他側には、前記上部カバー及び前記下部カバーのそれぞれの周縁部に向かって水平方向に突出した突出部が備えられ、
前記上部カバーは、前記突出部の上面及び側面を囲むように下方に折り曲げられた第１周縁部を備え、
前記下部カバーは、前記突出部の下面及び側面を囲むように上方に折り曲げられた第２周縁部を備え、
前記突出部と前記第１周縁部と前記第２周縁部とは、互いに締結された、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記上部カバーは、前記第１周縁部の端部から外側に延びた第１結合部を備え、
前記下部カバーは、前記第２周縁部の端部から外側に延びて、前記第１結合部と締結される第２結合部を備える、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記第１周縁部と前記突出部との間に介在される第１ガスケットと、
前記第２周縁部と前記突出部との間に介在される第２ガスケットと、
前記第１結合部と前記第２結合部との間に介在される第３ガスケットと、をさらに含む、請求項３に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

上部が前記上部カバーの外側に位置した外部フレームと結合されるように構成され、前記突出部と前記第１周縁部と前記第２周縁部とを互いに締結するように構成された第１締結部材をさらに含む、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記バッテリーモジュールは、
一側部が前記モジュールケースに結合され、他側部が前記上部カバー及び前記下部カバーの少なくとも一つと結束されるように構成された固定フレームをさらに備える、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

一方向に長く延びた形態を有し、前記下部カバーの内側に結合されたクロスビームをさらに含み、
前記固定フレームの他側部は、前記クロスビームと結合されることで前記下部カバーと結束された、請求項６に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

上部は前記上部カバー及び前記上部カバーの外側に位置した外部フレームと結合され、下部は前記固定フレーム及び前記クロスビームのそれぞれと結合されるように構成された第２締結部材をさらに含む、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記サイドフレームには、前記モジュールケースの一部分が内部に挿入されるように凹んだ空間を有する第１挿入部が備えられ、
前記固定フレームには、前記モジュールケースの一部分が内部に挿入されるように凹んだ空間を有する第２挿入部が備えられる、請求項６に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ以上含む、電子デバイス。

【請求項11】

請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ以上含む、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーパック、電子デバイス及び自動車に関し、より詳しくは、外部振動や衝撃に対する安全性を高めたバッテリーパック、それを含む電子デバイス及び自動車に関する。

【0002】

本出願は、２０２０年６月２日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００６６５７４号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化されるにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。

【0004】

現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

【0005】

このようなリチウム二次電池は、主に、リチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。また、このようなリチウム二次電池は、正極活物質が塗布された正極板と負極活物質が塗布された負極板とがセパレータを介在して配置された電極組立体、及び該電極組立体を電解液とともに封止収納する外装材、すなわち電池ケースを備える。

【0006】

そして、リチウム二次電池は、外装材の形状に応じて、電極組立体が金属缶に収納されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに収納されているパウチ型二次電池とに分類され得る。

【0007】

特に、近年、電気自動車などに適用される大容量のバッテリーパックの需要が増加している。このような大容量のバッテリーパックは、複数のバッテリーモジュールを備えているため、外部衝撃に対する安全性を高めるためにはパックカバーの部品数が増加し、部品数の増加によって内部に収容可能なバッテリーモジュールの体積が減少するため、エネルギー密度が低下するという問題がある。

【0008】

さらに、自動車などの振動や外部衝撃が頻繁に発生する環境に適用されるバッテリーパックは、耐久性を効果的に高めるため、複数のバッテリーモジュールをパックカバーに安定的に固定しなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、外部振動や衝撃に対する安全性を高めたバッテリーパック、それを含む電子デバイス及び自動車を提供することを目的とする。

【0010】

本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーパックは、
上部カバー及び下部カバーを備え、内部に空いた空間が形成され、上部カバーの周縁部と下部カバーの周縁部とが結合されるように構成されたパックカバーと、
複数の電池セル、複数の電池セルを内部に収容するモジュールケース、及び一側がモジュールケースに結合され、他側が上部カバーと下部カバーとの間に介在され、上部カバー及び下部カバーのそれぞれの周縁部と結合されるように構成されたサイドフレームを備えたバッテリーモジュールと、を含む。

【0012】

また、サイドフレームの他側には、上部カバー及び下部カバーのそれぞれの周縁部に向かって水平方向に突出した突出部が備えられ、
上部カバーは、突出部の上面及び側面を囲むように下方に折り曲げられた第１周縁部を備え、
下部カバーは、突出部の下面及び側面を囲むように上方に折り曲げられた第２周縁部を備え、
突出部と第１周縁部と第２周縁部とは、互いに締結され得る。

【0013】

さらに、上部カバーは、第１周縁部の端部から外側に延びた第１結合部を備え、
下部カバーは、第２周縁部の端部から外側に延びて、前記第１結合部と締結される第２結合部を備え得る。

【0014】

そして、第１周縁部と突出部との間に介在される第１ガスケットと、
第２周縁部と突出部との間に介在される第２ガスケットと、
第１結合部と第２結合部との間に介在される第３ガスケットと、をさらに含み得る。

【0015】

さらに、本発明のバッテリーパックは、上部が上部カバーの外側に位置した外部フレームと結合されるように構成され、突出部と第１周縁部と第２周縁部とを互いに締結するように構成された第１締結部材をさらに含み得る。

【0016】

また、バッテリーモジュールは、一側部がモジュールケースに結合され、他側部が上部カバー及び下部カバーの少なくとも一つと結束されるように構成された固定フレームをさらに備え得る。

【0017】

さらに、本発明のバッテリーパックは、一方向に長く延びた形態を有し、下部カバーの内側に結合されたクロスビームをさらに含み、
固定フレームの他側部は、クロスビームと結合されることで下部カバーと結束され得る。

【0018】

そして、本発明のバッテリーパックは、上部は上部カバー及び上部カバーの外側に位置した外部フレームと結合され、下部は固定フレーム及びクロスビームのそれぞれと結合されるように構成された第２締結部材をさらに含み得る。

【0019】

さらに、サイドフレームには、モジュールケースの一部分が内部に挿入されるように凹んだ空間を有する第１挿入部が備えられ、
固定フレームには、モジュールケースの他の一部分が内部に挿入されるように凹んだ空間を有する第２挿入部が備えられ得る。

【0020】

また、上記の目的を達成するため、本発明の他の一態様による電子デバイスは、上述したバッテリーパックを少なくとも一つ以上を含む。

【0021】

さらに、上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の一態様による自動車は、上述したバッテリーパックを少なくとも一つ以上を含む。

【発明の効果】

【0022】

本発明の一態様によれば、本発明のバッテリーパックは、複数の電池セル、複数の電池セルを内部に収容するモジュールケース、及び一側がモジュールケースに結合され、他側が上部カバーと下部カバーとの間に介在され、上部カバー及び下部カバーのそれぞれの周縁部と結合されるように構成されたサイドフレームを備えたバッテリーモジュールを含むことで、サイドフレームがパックカバーを上下方向に支持する側壁の役割を果たすことができるため、別途の側壁部材がなくても、パックカバーの剛性を補強することができる。

【0023】

また、本発明の一態様によれば、本発明のバッテリーパックは、上部カバーに第１結合部が備えられ、下部カバーに第２結合部が備えられることで、第１周縁部と第２周縁部との結合構造とともに、上部カバーと下部カバーとをより強い結合力で締結することができる。このようなバッテリーパックの堅固な結合構造により、甚だしい外部衝撃にも内部の収容されたバッテリーモジュールを安全に保護することができる。これにより、バッテリーパックの安全性を効果的に高めることができる。

【0024】

さらに、本発明の一態様によれば、本発明のバッテリーパックは、外部フレームと結合されるように構成された第１締結部材をさらに含むことで、互いに締結された突出部と第１周縁部と第２周縁部とが外部衝撃によって動くことを効果的に防止することができる。本発明のパックカバーは、外周辺部が第１締結部材によって外部フレームに固定されるため、自動車のように頻繁に振動が発生する環境で、バッテリーパックを安定的に固定することができる。これにより、バッテリーパックの内部構成が受ける振動や外部衝撃の影響も低減させることができる。

【0025】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成を示した斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの複数の電池セル、バスバー及びバスバーフレームを概略的に示した斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成を拡大して概略的に示した斜視図である。

【図5】図１のＡ－Ａ’線に沿って切断したバッテリーパックの一部内部構成を概略的に示した断面図である。

【図6】本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックの第１ガスケットを概略的に示した斜視図である。

【図7】図１のＣ－Ｃ’線に沿って切断したバッテリーパックの一部内部構成及び外部フレームを概略的に示した断面図である。

【図8】本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックのサイドフレームを概略的に示した斜視図である。

【図9】本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックの固定フレームを概略的に示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは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則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

【0028】

したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

【0029】

図１は本発明の一実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図であり、図２は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成を示した斜視図であり、図３は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの複数の電池セル、バスバー及びバスバーフレームを概略的に示した斜視図である。図１及び図３では、説明の便宜上、バッテリーパックに締結されるボルトとナットを図示していないが、図５及び図７を参照して後述するように、パックカバーとバッテリーモジュールとの締結のためにボルト及びナットが適用される。参考までに、図１において、Ｘ軸方向が右方であり、Ｙ軸方向が後方であり、Ｚ軸方向が上方である。

【0030】

図１～図３を参照すると、本発明のバッテリーパック１０００は、パックカバー２００及びバッテリーモジュール１００を含む。バッテリーモジュール１００は複数の電池セル１１０を備え得る。

【0031】

具体的には、パックカバー２００は、上部カバー２１０及び下部カバー２２０を備え得る。上部カバー２１０の内部には空いた空間が形成され得る。また、下部カバー２２０の内部には空いた空間が形成され得る。すなわち、上部カバー２１０と下部カバー２２０とが互いに結合されると、バッテリーモジュール１００が収容される内部空間を形成し得る。上部カバー２１０の周縁部と下部カバー２２０の周縁部とは互いに結合されるように構成され得る。ここで、結合方式は、ボルト結合であり得る。

【0032】

一方、電池セル１１０は、パウチ型電池セル１１０であり得る。例えば、図２に示されたように、２１個のパウチ型電池セル１１０が前後方向（Ｙ方向）に並んで積層された形態で構成され得る。

【0033】

特に、このようなパウチ型電池セル１１０は、電極組立体（図示せず）、電解液（図示せず）及びパウチを備え得る。さらに、図２のように、電池セル１１０は、電池セル１１０の中心を基準にして反対方向（Ｘ方向）の両端部に電極端子１１１が形成され得る。

【0034】

しかし、本発明によるバッテリーモジュール１００は、上述したパウチ型電池セル１１０のみに限定されることはなく、本願の出願時点で公知の多様な電池セル１１０が採用され得る。

【0035】

また、バッテリーモジュール１００は、複数の電池セル１１０同士を電気的に接続するように構成された少なくとも一つのバスバー１３１、及び少なくとも一つのバスバー１３１が外側に載置される少なくとも二つのバスバーフレーム１３０を備え得る。少なくとも二つのバスバーフレーム１３０は、複数の電池セル１１０の左右方向（Ｘ方向）の両側にそれぞれ備えられ得る。

【0036】

具体的には、バスバー１３１は伝導性金属を含み得、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルなどを含み得る。

【0037】

また、バスバーフレーム１３０は、電気絶縁性材料を含み得る。例えば、バスバーフレーム１３０はプラスチック材料を含み得る。より詳しくは、プラスチック材料はポリ塩化ビニルであり得る。

【0038】

さらに、バッテリーモジュール１００は、モジュールケース１２０を備え得る。モジュールケース１２０には、複数の電池セル１１０を内部に収納するように内部空間が形成され得る。例えば、モジュールケース１２０は、２１個の電池セル１１０を内部に収容し得る。

【0039】

そして、バッテリーモジュール１００は、サイドフレーム３００を備え得る。サイドフレーム３００は、一側がモジュールケース１２０に結合され得る。例えば、サイドフレーム３００の一側とバッテリーモジュール１００の他側とが対面した状態で溶接され得る。サイドフレーム３００の他側は上部カバー２１０の周縁部２１１及び下部カバー２２０の周縁部２２１と結合されるように構成され得る。例えば、サイドフレーム３００の他側と上部カバー２１０の周縁部２１１及び下部カバー２２０の周縁部２２１とは、ボルト（図５のＢ１）を使って互いにボルト締結され得る。

【0040】

しかし、サイドフレーム３００は、必ずしもこのような形状のみに限られることはなく、逆にサイドフレーム３００の他側がモジュールケース１２０と結合され、一側が上部カバー２１０の周縁部２１１及び下部カバー２２０の周縁部２２１と結合されるように構成されてもよい。

【0041】

さらに、サイドフレーム３００の上面は、上部カバー２１０の内側面を上方に支持するように構成され得る。サイドフレーム３００の下面は、下部カバー２２０の内側面を下方に支持するように構成され得る。

【0042】

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のバッテリーパック１０００は、複数の電池セル１１０、複数の電池セル１１０を内部に収容するモジュールケース１２０、及び一側がモジュールケース１２０に結合され、他側が上部カバー２１０と下部カバー２２０との間に介在され、上部カバー２１０の周縁部２１１及び下部カバー２２０の周縁部２２１と結合されるように構成されたサイドフレーム３００を備えたバッテリーモジュール１００を含むことで、サイドフレーム３００がパックカバー２００の上下方向に支持する側壁の役割を果たすことができるため、別途の側壁部材がなくても、パックカバー２００の剛性を補強することができる。

【0043】

さらに、サイドフレーム３００は、上部カバー２１０の周縁部２１１及び下部カバー２２０の周縁部２２１と結合されるように構成されることで、パックカバー２００の上部カバー２１０と下部カバー２２０とを単に結合することにとどまらず、内部に収容されたバッテリーモジュール１００も固定するようになる。これにより、本発明のバッテリーパック１０００は、自動車のように頻繁に振動が発生する環境で、振動によるバッテリーモジュール１００の損傷を効果的に防止することができる。結果的に、本発明のバッテリーパック１０００は耐久性を向上させることができる。

【0044】

図４は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成を拡大して概略的に示した斜視図であり、図５は図１のＡ－Ａ’線に沿って切断したバッテリーパックの一部内部構成を概略的に示した断面図である。

【0045】

図３とともに図４及び図５を参照すると、サイドフレーム３００の他側には、上部カバー２１０の周縁部２１１及び下部カバー２２０の周縁部２２１に向かって水平方向に突出した突出部３１０が備えられ得る。突出部３１０は水平方向に広く延びた直方体状であり得る。突出部３１０にはボルトの一部分が挿入されるように構成された貫通孔Ｈ３が形成され得る。

【0046】

また、上部カバー２１０は第１周縁部２１１を備え得る。第１周縁部２１１は、突出部３１０の上面及び側面を囲むように下方に折り曲げられた形態を有し得る。例えば、図５に示されたように、上部カバー２１０の第１周縁部２１１は、突出部３１０の上面と対面する部分、及び突出部３１０の水平方向の側面と対面する部分を有し得る。第１周縁部２１１には、ボルトの一部分が挿入されるように構成された第１挿入口Ｈ１が形成され得る。

【0047】

さらに、下部カバー２２０は第２周縁部２２１を備え得る。第２周縁部２２１は、突出部３１０の下面及び側面を囲むように上方に折り曲げられた形態を有し得る。例えば、図５に示されたように、下部カバー２２０の第２周縁部２２１は、突出部３１０の下面と対面する部分、及び突出部３１０の水平方向の側面と対面する部分を有し得る。第２周縁部２２１には、ボルトの一部分が挿入されるように構成された第２挿入口Ｈ４が形成され得る。

【0048】

このとき、突出部３１０は、上部カバー２１０の周縁部２１１と下部カバー２２０の周縁部２２１との間に介在され得る。そして、突出部３１０と第１周縁部２１１と第２周縁部２２１とは互いに締結され得る。例えば、締結方式は、ボルトＢ１を貫通孔Ｈ３、第１挿入口Ｈ１及び第２挿入口Ｈ４に挿入した後、ボルトＢ１の下端にナットＮ１を締めて締結し得る。

【0049】

したがって、本発明のこのような構成によれば、突出部３１０と第１周縁部２１１と第２周縁部２２１とが締結されることで、上部カバー２１０とサイドフレーム３００と下部カバー２２０とが互いに締結され、内部に収容されたバッテリーモジュール１００とパックカバー２００とを堅固に結束させることができる。

【0050】

図３とともに図５をさらに参照すると、本発明の上部カバー２１０は、第１結合部２１２を備え得る。第１結合部２１２は、第１周縁部２１１の端部から外側に延びた形態を有し得る。例えば、図５に示されたように、第１結合部２１２は、第１周縁部２１１のうち突出部３１０の水平方向の側面と対面している部分から外側（水平方向）に折り曲げられた形態であり得る。

【0051】

また、下部カバー２２０は、第２周縁部２２１の端部から外側に延びた第２結合部２２２を備え得る。例えば、図５に示されたように、第２結合部２２２は、第２周縁部２２１のうち突出部３１０の水平方向の側面と対面している部分から外側（水平方向）に折り曲げられた形態であり得る。

【0052】

さらに、第２結合部２２２は、上部カバー２１０の第１結合部２１２と締結されるように構成され得る。第１結合部２１２と第２結合部２２２とはボルト締結され得る。例えば、第１結合部２１２は第１締結孔Ｈ５を備え、第２結合部２２２は第２締結孔Ｈ６を備え得る。第１締結孔Ｈ５と第２締結孔Ｈ６とは、ボルトＢ２を挿入した後、ボルトＢ２の下部にナットＮ２を締めて締結し得る。

【0053】

したがって、本発明のこのような構成によれば、上部カバー２１０に第１結合部２１２が備えられ、下部カバー２２０に第２結合部２２２が備えられることで、第１周縁部２１１と第２周縁部２２１との結合構造とともに、上部カバー２１０と下部カバー２２０とをより強い結合力で締結することができる。このようなバッテリーパック１０００の堅固な結合構造により、甚だしい外部衝撃にも内部の収容されたバッテリーモジュール１００を安全に保護することができる。これにより、バッテリーパック１０００の安全性を効果的に高めることができる。

【0054】

図３及び図５をさらに参照すると、本発明は、第１ガスケット６０１、第２ガスケット６０２及び第３ガスケット６０３をさらに含み得る。具体的には、第１ガスケット６０１は、第１周縁部２１１と突出部３１０との間の隙間から外部物質が流入しないように、第１周縁部２１１と突出部３１０との間に介在され得る。第１ガスケット６０１は、一方向に長く延びた形態を有し得る。第１ガスケット６０１には、貫通孔Ｈ３と対応する大きさの孔が形成され得る。すなわち、図３に示されたように、第１ガスケット６０１の一部分には、貫通孔Ｈ３に挿入されたボルトＢ１が貫通するように構成された複数の孔が形成され得る。例えば、図３のバッテリーパック１０００は、収容されたバッテリーモジュール１００を基準にして左側及び右側にそれぞれ第１ガスケット６０１が備えられ得る。

【0055】

また、第２ガスケット６０２は、第２周縁部２２１と突出部３１０との間の隙間から外部物質が流入しないように、第２周縁部２２１と突出部３１０との間に介在され得る。第２ガスケット６０２は、一方向に長く延びた形態を有し得る。第２ガスケット６０２には、貫通孔と対応する大きさの孔が形成され得る。すなわち、第２ガスケット６０２の一部分には、貫通孔Ｈ３に挿入されたボルトＢ１が貫通するように構成された複数の孔が形成され得る。例えば、図３のバッテリーパック１０００は、収容されたバッテリーモジュール１００を基準にして左側及び右側にそれぞれ第２ガスケット６０２が備えられ得る。

【0056】

さらに、第３ガスケット６０３は、第１結合部２１２と第２結合部２２２との間に介在されるように構成され得る。第３ガスケット６０３は、上部カバー２１０及び下部カバー２２０の外周部に沿って延びた四角リングの形態を有し得る。第３ガスケット６０３の一部分には、貫通孔Ｈ３に挿入されたボルトＢ１が貫通するように構成された複数の孔が形成され得る。

【0057】

したがって、本発明のこのような構成によれば、第１ガスケット６０１、第２ガスケット６０２及び第３ガスケット６０３をさらに含むことで、突出部３１０、第１周縁部２１１、第２周縁部２２１、第１結合部２１２及び第２結合部２２２のそれぞれに形成されたボルトを挿入するための開口から外部物質が流入される防止することができる。さらに、パックカバー２００の周縁部と結合部をすべてシーリングすることができ、ガスケットを通じた二重シーリングが可能である。これにより、パックカバー２００の防水能力を効果的に高めることができる。

【0058】

図６は、本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックの第１ガスケットを概略的に示した斜視図である。

【0059】

図３とともに図６を参照すると、本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックの第１ガスケット６０１Ａは、図３の第１ガスケット６０１とは異なって、貫通孔Ｈ３と対応する位置に形成された複数の輪６０１ｈを有し得る。輪６０１ｈにはボルトＢ１が挿入され得る。

【0060】

したがって、本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックの第１ガスケット６０１Ａは、複数の輪６０１ｈを備えることで、第１ガスケット６０１の不要な部分を減らすことができるため、材料費の節減及びバッテリーパックの軽量化を果たすことができる。

【0061】

図７は、図１のＣ－Ｃ’線に沿って切断したバッテリーパックの一部内部構成及び外部フレームを概略的に示した断面図である。

【0062】

図１及び図３とともに図７を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０００は、第１締結部材７１０をさらに含み得る。第１締結部材７１０は、上部が上部カバー２１０の外側に位置した外部フレーム２０００と結合されるように構成され得る。第１締結部材７１０の下部は、突出部３１０と第１周縁部２１１と第２周縁部２２１とを締結するように構成され得る。

【0063】

例えば、図７に示されたように、第１締結部材７１０は、スタッドボルト７１１及び複数のナット７１２を備え得る。スタッドボルト７１１の上部は、外部フレーム２０００に挿入されたナット７１２と結合されるように構成され得る。スタッドボルト７１１は、突出部３１０、第１周縁部２１１及び第２周縁部２２１のそれぞれに挿入された後、スタッドボルト７１１の下部がナット７１２と結合されることで、突出部３１０と第１周縁部２１１と第２周縁部２２１とを締結することができる。

【0064】

したがって、本発明のこのような構成によれば、外部フレーム２０００と結合されるように構成された第１締結部材７１０をさらに含むことで、互いに締結された突出部３１０と第１周縁部２１１と第２周縁部２２１とが外部衝撃によって動くことを効果的に防止することができる。本発明のパックカバー２００は、外周辺部が第１締結部材７１０によって外部フレーム２０００に固定されるため、自動車のように頻繁に振動が発生する環境で、バッテリーパック１０００を安定的に固定することができる。これにより、バッテリーパック１０００の内部構成が受ける振動や外部衝撃に影響も低減させることができる。

【0065】

図３とともに図５をさらに参照すると、本発明のバッテリーモジュール１００は固定フレーム４００をさらに備え得る。固定フレーム４００は、一側部がモジュールケース１２０に結合されるように構成され得る。例えば、図７に示されたように、固定フレーム４００の右側部はモジュールケース１２０の外壁と結合され得る。このとき、結合方法は、例えば溶接方式を用い得る。または、結合方法はボルトやナット７２２を使った機械的な締結方式を用いてもよい。

【0066】

また、固定フレーム４００の他側部は、上部カバー２１０及び下部カバー２２０の少なくとも一つと結束されるように構成され得る。

【0067】

さらに、固定フレーム４００の上面は、上部カバー２１０の内側面を上方に支持するように構成され得る。固定フレーム４００の下面は、下部カバー２２０の内側面を下方に支持するように構成され得る。

【0068】

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のバッテリーパック１０００は、バッテリーモジュール１００に固定フレーム４００をさらに備えることで、バッテリーモジュール１００の内側部を上部カバー２１０または下部カバー２２０と安定的に結束させることができる。これにより、バッテリーパック１０００が振動や外部衝撃が頻繁に発生する自動車に搭載される場合、内部構成であるバッテリーモジュール１００が頻繁な振動によって固定状態が解除されるか内部部品が損傷される問題を減らすことができる。結果的に、バッテリーパック１０００の耐久性を効果的に高めることができる。さらに、固定フレーム４００は、上部カバー２１０及び下部カバー２２０の内側面を上下方向に支持し、パックカバー２００の内部柱の役割を果たすことで、パックカバー２００の上下方向の剛性を補強することができる。

【0069】

一方、図３とともに図５をさらに参照すると、本発明のバッテリーパック１０００は、クロスビーム５００をさらに含み得る。クロスビーム５００は、下部カバー２２０の収容空間に取り付けられ得る。クロスビーム５００は、Ｙ方向に長く延びた形態を有し得る。クロスビーム５００の－Ｚ方向（下方）の一面（下面）は、下部カバー２２０の上面と結合されるように構成され得る。このとき、結合方法としては溶接やボルト締結が用いられ得る。

【0070】

また、固定フレーム４００の他側部は、クロスビーム５００と結合されることで下部カバー２２０と結束され得る。例えば、図５に示されたように、固定フレーム４００の他側部は、ボルトＢ３を用いてクロスビーム５００と結合されることで下部カバー２２０と結束されるように構成され得る。

【0071】

したがって、本発明のこのような構成によれば、固定フレーム４００とボルト結合されるクロスビーム５００をさらに含むことで、固定フレーム４００と結合されたバッテリーモジュール１００を安定的に下部カバー２２０に結束させることができる。これにより、バッテリーパック１０００が振動や外部衝撃が頻繁に発生する自動車に搭載される場合、内部構成であるバッテリーモジュール１００が頻繁な振動によって固定状態が解除されるか内部部品が損傷される問題を減らすことができる。結果的に、バッテリーパック１０００の耐久性を効果的に高めることができる。

【0072】

一方、図７をさらに参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０００は、第２締結部材７２０をさらに含み得る。第２締結部材７２０は、上部が上部カバー２１０と上部カバー２１０の外側に位置した外部フレーム２０００と結合されるように構成され得る。また、第２締結部材７２０は、下部が固定フレーム４００及びクロスビーム５００とそれぞれ結合されるように構成され得る。第２締結部材７２０は、スタッドボルト７２１と複数のナット７２２を備え得る。スタッドボルト７２１の上部は、外部フレーム２０００に挿入されて固定されたナット７２２と上部カバー２１０の内側面に位置したナット７２２を用いて結合され得る。

【0073】

また、スタッドボルト７２１の下部は、固定フレーム４００の他側部とクロスビーム５００の一部分に挿入された後、スタッドボルト７２１に挿入されたナット７２２を下方に移動させることで、固定フレーム４００の他側部とクロスビーム５００とを互いに結束させることができる。このとき、固定フレーム４００の他側部には、一方向に突出した固定部４１０が備えられ得る。固定部４１０には、ボルトが挿入されるように構成された結合孔Ｈ７が備えられ得る。

【0074】

したがって、本発明のこのような構成によれば、外部フレーム２０００、固定フレーム４００及びクロスビーム５００とそれぞれ結合されるように構成された第２締結部材７２０をさらに含むことで、固定フレーム４００と結合されたバッテリーモジュール１００を安定的に上部カバー２１０及び下部カバー２２０に結束させることができる。これにより、バッテリーパック１０００が振動や外部衝撃が頻繁に発生する自動車に搭載される場合、内部構成であるバッテリーモジュール１００が頻繁な振動によって固定状態が解除されるか内部部品が損傷される問題を減らすことができる。結果的に、バッテリーパック１０００の耐久性を効果的に高めることができる。

【0075】

図８は本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックのサイドフレームを概略的に示した斜視図であり、図９は本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックの固定フレームを概略的に示した斜視図である。

【0076】

図３とともに図８及び図９を参照すると、本発明の他の一実施形態に他のバッテリーパック１０００は、サイドフレーム３００Ａ及び固定フレーム４００Ａの形状が、図３のバッテリーパック１０００のサイドフレーム３００及び固定フレーム４００と相異なり得る。その他の構成は、図３のバッテリーパック１０００と同一である。

【0077】

まず、図８のサイドフレーム３００Ａは、モジュールケース１２０の一部分が挿入されるように凹んだ空間を有する第１挿入部３２０が一側に備えられ得る。例えば、図８のサイドフレーム３００Ａは、バッテリーモジュール１００の右側を第１挿入部３２０の内部空間に挿入してバッテリーモジュール１００と結合され得る。

【0078】

また、図９の固定フレーム４００Ａは、モジュールケース１２０の他の一部分が挿入されるように凹んだ空間を有する第２挿入部４２０が他側に備えられ得る。すなわち、図９の固定フレーム４００Ａは、バッテリーモジュール１００の左側を第２挿入部４２０の内部空間に挿入してバッテリーモジュール１００と結合され得る。

【0079】

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明の他の一実施形態によるバッテリーパック１０００のサイドフレーム３００Ａ及び固定フレーム４００Ａは、それぞれ、バッテリーモジュール１００の一部分を収容する第１挿入部３２０及び第２挿入部４２０を備えることで、バッテリーモジュール１００とサイドフレーム３００Ａ及び固定フレーム４００Ａとの間を容易に結合できるだけでなく、溶接方式で結合する場合は、溶接面積を効果的に拡大できるため、バッテリーモジュール１００とサイドフレーム３００Ａ及び固定フレーム４００Ａとの間の結合力を効果的に高めることができる。これにより、自動車のような頻繁に振動と衝撃が発生する環境でも、バッテリーモジュール１００とサイドフレーム３００Ａ及び固定フレーム４００Ａとの間の結合を安定的に維持することができる。

【0080】

一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０００は、上述したバッテリーモジュール１００の充放電を制御するための各種の装置（図示せず）、例えばＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：バッテリー管理システム）、電流センサ、ヒューズなどをさらに含み得る。

【0081】

一方、本発明の一実施形態による電子デバイス（図示せず）は、上述したバッテリーパック１０００を少なくとも一つ以上含む。電子デバイスは、バッテリーパック１０００を収納するための収納空間が備えられたデバイスハウジング（図示せず）、及びユーザがバッテリーパック１０００の充電状態を確認できる表示部をさらに含み得る。

【0082】

また、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０００は、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車にも含まれ得る。すなわち、本発明の一実施形態による自動車は、車体内に上述した本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０００が搭載され得る。このとき、サイドフレーム（図２のサイドフレーム３００）は、自動車の車体と結合されるように構成され得る。

【0083】

なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。

【0084】

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0085】

１０００：バッテリーパック
１００：バッテリーモジュール
１２０：モジュールケース
１１０：電池セル
２００：パックカバー
２１０：上部カバー
２２０：下部カバー
２１１：第１周縁部
２２１：第２周縁部
２１２：第１結合部
２２２：第２結合部
３００：サイドフレーム
３１０：突出部
Ｈ１：第１挿入口
Ｈ４：第２挿入口
Ｈ３：貫通孔
Ｈ５：第１締結孔
Ｈ６：第２締結孔
Ｈ７：結合孔
６０１：第１ガスケット
６０２：第２ガスケット
６０３：第３ガスケット
４００：固定フレーム
４１０：固定部
４２０：第２挿入部
５００：クロスビーム
２０００：外部フレーム
７１０：第１締結部材
７１１：スタッドボルト
７１２：ナット
７２０：第２締結部材
７２１：スタッドボルト
７２２：ナット
３２０：第１挿入部
４２０：第２挿入部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】