特許 7508141 電池モジュールおよびこれを含む電池パック

(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】2024-06-21

(45)【発行日】2024-07-01

(54)【発明の名称】電池モジュールおよびこれを含む電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6556 20140101AFI20240624BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240624BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240624BHJP

   H01M 10/6567 20140101ALI20240624BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6556

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6567

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022558528

(86)(22)【出願日】2021-03-12

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-09

(86)【国際出願番号】 KR2021003079

(87)【国際公開番号】W WO2021221310

(87)【国際公開日】2021-11-04

【審査請求日】2022-09-27

(31)【優先権主張番号】10-2020-0052263

(32)【優先日】2020-04-29

(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】チャンフン・イ

(72)【発明者】

【氏名】ジュンヨブ・ソン

【審査官】佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５２６７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９４３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１５－００３５０５８（ＫＲ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７７９９４８８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１０２７４９５１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特表２０１８－５３３１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００６７１５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５２７７０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルが積層された電池セル積層体；
前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム；
前記電池セル積層体の前面および後面を覆い、前記モジュールフレームと結合する一対のエンドプレート；
前記モジュールフレームの底部の下に位置するヒートシンク；および
少なくとも一方の前記エンドプレートに対応して形成され、前記ヒートシンクと連結されて前記ヒートシンクに冷媒を供給するための少なくとも二つの冷却ポートを含む電池モジュールであって、
前記少なくとも一方のエンドプレートは、
前記少なくとも一方のエンドプレートの側端部と、前記少なくとも二つの冷却ポートのうち前記側端部に隣接した冷却ポートとの間に位置し、前記電池セルから突出している電極リードの突出方向に延長され、前記電池モジュールを固定するための第１載置部、および
前記少なくとも二つの冷却ポートのうち隣り合う二つの冷却ポートの間に位置し、前記電池セルから突出している前記電極リードの前記突出方向に延長され、前記電池モジュールを固定するための第２載置部を含む電池モジュール。

【請求項2】

前記第１載置部および前記第２載置部は、前記突出方向に垂直な方向にそれぞれ前記第１載置部および前記第２載置部を貫通するように形成された貫通ホールを含む、請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記冷却ポートのうちのいずれか一方は冷媒注入ポートであり、他方は冷媒排出ポートである、請求項１または２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記モジュールフレームは、前記少なくとも二つの冷却ポートに対応する位置で前記モジュールフレームの底部の一部が突出して形成される少なくとも二つのモジュールフレーム突出部を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記モジュールフレームの底面は前記ヒートシンクの上部プレートを構成し、
前記モジュールフレームの底部が前記冷媒と接触する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項6】

前記ヒートシンクは、板状型本体から陥没した陥没部を含み、前記陥没部と前記モジュールフレームの底面が構成する前記上部プレートとが結合して前記冷媒の流路を形成する、請求項５に記載の電池モジュール。

【請求項7】

前記陥没部は、Ｕ字型管であり、前記Ｕ字型管の開放された上側に前記底部が位置する、請求項６に記載の電池モジュール。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の少なくとも一つの電池モジュール；および
前記ヒートシンクの下側に位置して前記電池モジュールを収容するパックフレームを含む電池パック。

【請求項9】

前記第１載置部および前記第２載置部は、前記突出方向に垂直な方向にそれぞれ前記第１載置部および前記第２載置部を貫通するように形成された貫通ホールを含み、
前記パックフレームは、前記貫通ホールに対応する位置に締結ホールを含み、
前記貫通ホールを貫通して前記パックフレームの前記締結ホールに結合する載置ボルトを含む、請求項８に記載の電池パック。

【請求項10】

前記第１載置部は二つであり、
前記第１および第２載置部と、前記締結ホールとが結合する地点は３個以上である、請求項９に記載の電池パック。

【請求項11】

請求項８～１０のいずれか一項に記載の電池パックを含むデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願らとの相互引用）
本出願は、２０２０年４月２９日付韓国特許出願第１０－２０２０－００５２２６３号に基づいた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全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。

【0002】

本発明は、電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関し、より具体的に強度が向上した電池モジュールおよびこれを含む電池パックに関する。

【背景技術】

【0003】

現代社会では、携帯電話、ノートパソコン、カムコーダ、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常的になることに伴い、このようなモバイル機器と関連した分野の技術に対する開発が活発になってきている。また、充放電が可能な二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などを解決するための方案として、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）などの動力源として利用されているところ、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。

【0004】

現在商用化された二次電池としては、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があるが、このうち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ほとんど起こらず、充放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いという長所のため、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。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを間に置いて配置された電極組立体と、電極組立体を電解液と共に密封収容する電池ケースとを備える。

【0006】

一般的にリチウム二次電池は、外装材の形状により、電極組立体が金属カンに内装されているカン型二次電池と、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内装されているパウチ型二次電池とに分類され得る。

【0007】

小型機器に利用される二次電池の場合、２～３個の電池セルが配置されるが、自動車などのような中大型デバイスに利用される二次電池の場合は、多数の電池セルを電気的に連結した電池モジュール（Ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）が利用される。このような電池モジュールは、多数の電池セルが互いに直列または並列に連結されて電池セル積層体を形成することによって容量および出力が向上する。また、一つ以上の電池モジュールは、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着されて電池パックを形成することができる。

【0008】

二次電池は、適正温度より高くなる場合、二次電池の性能が低下することがあり、激しい場合は爆発や発火の危険もある。特に、多数の二次電池、つまり、電池セルを備えた電池モジュールや電池パックは、狭い空間で多数の電池セルから出る熱が合算されて温度がより速くかつ激しく上がることがある。言い換えると、多数の電池セルが積層された電池モジュールとこのような電池モジュールが装着された電池パックの場合、高い出力を得ることができるが、充電および放電時に電池セルで発生する熱を除去することが容易でない。電池セルの放熱が良好になされない場合、電池セルの劣化が速くなって寿命が短くなり、爆発や発火の可能性が大きくなる。

【0009】

さらに、車両用バッテリーパックに含まれるバッテリーモジュールの場合、直射光線によく露出され、夏季や砂漠地域のような高温条件に置かれることがある。したがって、電池モジュールや電池パックを構成する場合、安定的かつ効果的な冷却性能を確保することは非常に重要であると言える。

【0010】

このために、冷却のためのヒートシンクが電池モジュールと一体に形成され得るが、この時、ヒートシンクへの冷媒注入などのための構成を付加する場合、構造的に脆弱な部分が発生することがある。特に、容量増大のために電池モジュールを大面積化する場合、振動や衝撃に対して脆弱な部分が発生する余地が一層高まるところ、これを補完できる手段の開発が要求されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明が解決しようとする課題は、大面積の電池モジュールにおいて冷却性能を確保しながらも、構造的安定性が向上した電池モジュールおよびこれを含む電池パックを提供することにその目的ある。

【0012】

しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、前述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張され得る。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の一実施形態による電池モジュールは、複数の電池セルが積層された電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム、前記電池セル積層体の前面および後面を覆い、前記モジュールフレームと結合するエンドプレート、前記モジュールフレームの底部の下に位置するヒートシンク、および前記ヒートシンクと連結されて前記ヒートシンクに冷媒を供給するための少なくとも二つの冷却ポートを含み、前記エンドプレートは、前記エンドプレートの側端部と、前記少なくとも二つの冷却ポートのうち前記側端部に隣接した冷却ポートとの間に位置し、前記電池セルから突出している電極リードの突出方向に延長された第１載置部、および前記少なくとも二つの冷却ポートのうち隣り合う二つの冷却ポートの間に位置し、前記電池セルから突出している電極リードの突出方向に延長された第２載置部を含む。

【0014】

前記第１載置部および前記第２載置部は、前記突出方向に垂直な方向にそれぞれ前記第１載置部および前記第２載置部を貫通するように形成された貫通ホールを含むことができる。

【0015】

前記冷却ポートのうちのいずれか一方は冷媒注入ポートであり、他方は冷媒排出ポートであり得る。

【0016】

前記モジュールフレームは、前記少なくとも二つの冷却ポートに対応する位置で前記モジュールフレームの底部一部が突出して形成される少なくとも二つのモジュールフレーム突出部を含むことができる。

【0017】

前記モジュールフレームの底面は前記ヒートシンクの上部プレートを構成し、前記モジュールフレームの底部が前記冷媒と接触することができる。

【0018】

前記ヒートシンクは、板状型本体から陥没した陥没部を含み、前記陥没部と前記モジュールフレームの底面が構成する上部プレートとが結合して前記冷媒の流路を形成することができる。

【0019】

前記陥没部は、Ｕ字型管であり、前記Ｕ字型管の開放された上側に前記底部が位置することができる。

【0020】

本発明の他の一実施形態による電池パックは、前述の少なくとも一つの電池モジュール、および前記ヒートシンクの下側に位置して前記電池モジュールを収容するパックフレームを含むことができる。

【0021】

前記第１載置部および前記第２載置部は、前記突出方向に垂直な方向にそれぞれ前記第１載置部および前記第２載置部を貫通するように形成された貫通ホールを含み、前記パックフレームは、前記貫通ホールに対応する位置に締結ホールを含み、前記貫通ホールを貫通して前記パックフレームの締結ホールに結合する載置ボルトを含むことができる。

【0022】

前記第１載置部は二つであり、前記第１および第２載置部と、前記締結ホールとが結合する地点は３個以上であり得る。

【0023】

本発明の他の一実施形態によるデバイスは、前述の少なくとも一つの電池パックを含むことができる。

【発明の効果】

【0024】

実施形態によれば、モジュールフレームとヒートシンクの一体化した電池モジュール構造を通じて大面積である場合にも冷却性能を向上させると同時に、振動および衝撃に対する構造的安定性を向上させた電池モジュールおよびこれを含む電池パックを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態による電池モジュールの斜視図である。

【図2】図１の電池モジュールの分解斜視図である。

【図3】図１の電池モジュールをｚ軸方向に沿って電池モジュールの下から上へ眺めた斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態による電池パックの部分斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施形態について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が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

【0027】

本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。

【0028】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図示されたところに限定されない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

【0029】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上」にあるということは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。

【0030】

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、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。

【0031】

また、明細書全体において、「平面上」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面上」という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た時を意味する。

【0032】

図１は本発明の一実施形態による電池モジュールの斜視図であり、図２は図１の電池モジュールの分解斜視図であり、図３は図１の電池モジュールをｚ軸方向に沿って電池モジュールの下から上へ眺めた斜視図である。

【0033】

図１乃至図３を参照すれば、本発明の一実施形態による電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０が積層された電池セル積層体１２０、電池セル積層体１２０を収容するモジュールフレーム２００、モジュールフレーム２００の開放された互いに対応する両側（ｙ軸方向とその反対方向）に位置して電池セル積層体１２０を覆うように形成されたエンドプレート４００、および電池モジュール１００の冷却のための冷却ポート５００を含む。また、電池モジュール１００は、モジュールフレーム２００の底部２１０ａの下に位置するヒートシンク３００を含むことができ、冷却ポート５００を通じてヒートシンク３００に冷媒を供給し、ヒートシンク３００から冷媒を排出できる少なくとも二つの冷却ポート５００を含むことができる。

【0034】

電池セル１１０は、パウチ型電池セルであり得る。このようなパウチ型電池セルは、樹脂層と金属層を含むラミネートシートのパウチケースに電極組立体を収容した後、前記パウチケースの外周部を熱融着して形成され得る。この時、電池セル１１０は長方形のシート型構造で形成され得る。このような電池セル１１０は、複数個で構成され得、複数の電池セル１１０は、互いに電気的に連結され得るように積層されて電池セル積層体１２０を形成する。特に、図２に示すようにｘ軸と平行な方向に沿って複数の電池セル１１０が積層され得る。

【0035】

電池セル積層体１２０を収容するモジュールフレーム２００は、上部カバー２２０およびＵ字型フレーム２１０を含むことができる。

【0036】

Ｕ字型フレーム２１０は、底部２１０ａ、および底部２１０ａの両端部から上向きに延長された二つの側面部２１０ｂを含むことができる。底部２１０ａは電池セル積層体１２０の下面（ｚ軸反対方向）を覆うことができ、側面部２１０ｂは電池セル積層体１２０の両側面（ｘ軸方向とその反対方向）を覆うことができる。

【0037】

上部カバー２２０は、Ｕ字型フレーム２１０により囲まれる前記下面および前記両側面を除いた残りの上面（ｚ軸方向）を囲む一つの板状型構造で形成され得る。上部カバー２２０とＵ字型フレーム２１０は、互いに対応する縁部位が接触された状態で、溶接などにより結合することによって、電池セル積層体１２０を上下左右に覆う構造を形成することができる。上部カバー２２０とＵ字型フレーム２１０を通じて電池セル積層体１２０を物理的に保護することができる。このために上部カバー２２０とＵ字型フレーム２１０は所定の強度を有する金属材質を含むことができる。

【0038】

一方、具体的に図示していないが、変形例によるモジュールフレーム２００は、上面、下面および両側面が一体化した金属板材形態のモノフレームであり得る。つまり、Ｕ字型フレーム２１０と上部カバー２２０が互いに結合する構造でなく、押出成形により製造されて上面、下面および両側面が一体化した構造であり得る。

【0039】

本実施形態によるモジュールフレーム２００は、モジュールフレーム２００の底部２１０ａが延長されてエンドプレート４００を通過するように形成されたモジュールフレーム突出部２１１を含むことができる。この時、モジュールフレーム突出部２１１の上面部と連結される冷却ポート５００により流入および排出される冷媒が、モジュールフレーム突出部２１１を通じてヒートシンク３００に供給およびヒートシンク３００から排出され得る。

【0040】

モジュールフレーム突出部２１１およびここに連結された冷却ポート５００は、モジュールフレーム２００の一辺、例えば図面のｘ軸方向に平行な一辺に沿って互いに離隔して配置され得る。モジュールフレーム２００の底部２１０ａは、ヒートシンク３００の上部プレートを構成し、ヒートシンク３００の陥没部３４０とモジュールフレーム２００の底部２１０ａとが冷媒の流路を形成することができる。

【0041】

具体的に、ヒートシンク３００は、モジュールフレーム２００の下部に形成され、ヒートシンク３００は、ヒートシンク３００の骨格を形成し、モジュールフレーム２００の底部２１０ａと溶接などにより直接結合する下部プレート３１０、および冷媒が流動する経路である陥没部３４０を含むことができる。また、ヒートシンク３００は、ヒートシンク３００の一辺からモジュールフレーム突出部２１１が位置した部分に突出したヒートシンク突出部３００Ｐを含むことができる。

【0042】

ヒートシンク突出部３００Ｐとモジュールフレーム突出部２１１は、互いに溶接などの方法で直接結合され得る。ヒートシンク３００の陥没部３４０は、下部プレート３１０が下側に陥没形成された部分に該当する。陥没部３４０は、冷媒流路が伸びる方向を基準として垂直にｘｙ平面で切断した断面がＵ字型管であり得、前記Ｕ字型管の開放された上側に底部２１０ａが位置することができる。ヒートシンク３００が底部２１０ａと接しながら、陥没部３４０と底部２１０ａとの間の空間が、冷媒が流動する領域、つまり、冷媒の流路となる。そのために、モジュールフレーム２００の底部２１０ａが前記冷媒と直接接触することができる。

【0043】

ヒートシンク３００の陥没部３４０の製造方法に特別な制限はないが、板状型のヒートシンク３００に対して陥没形成された構造を設けることによって、上側が開放されたＵ字型陥没部３４０を形成することができる。またモジュールフレーム２００の底部２１０ａは、ヒートシンク３００のうち陥没部３４０が形成されていない下部プレート３１０部分と溶接を通じて接合され得る。このように、モジュールフレーム２００の底部２１０ａとヒートシンク３００の冷却一体型構造を通じて、前述した冷却性能の向上だけでなく、モジュールフレーム２００に収容された電池セル積層体１２０の荷重を支持し、電池モジュール１００の剛性を補強する効果を有することができる。それだけでなく、下部プレート３１０とモジュールフレーム２００の底部２１０ａとは溶接結合などを通じて密封されることによって、下部プレート３１０内側に形成された陥没部３４０で冷媒が漏れなしに流動することができる。一方、前記冷媒は、冷却のための媒介物であって、特別な制限はないが、冷却水であり得る。

【0044】

一方、図示していないが、図４のモジュールフレーム２００の底部２１０ａと電池セル積層体１２０との間に熱伝導性樹脂（Ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｉｎ）を含む熱伝導性樹脂層が位置することができる。前記熱伝導性樹脂層は、熱伝導性樹脂（Ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｉｎ）を底部２１０ａに塗布し、塗布された熱伝導性樹脂が硬化して形成され得る。

【0045】

前記熱伝導性樹脂は、熱伝導性接着物質を含むことができ、具体的にシリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）素材、ウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎ）素材およびアクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）素材のうちの少なくとも一つを含むことができる。前記熱伝導性樹脂は、塗布時には液状であるが、塗布後に硬化して電池セル積層体１２０を構成する一つ以上の電池セル１１０を固定する役割を果たすことができる。また、熱伝導特性に優れて電池セル１１０で発生した熱を迅速に電池モジュールの下側に伝達することができる。

【0046】

エンドプレート４００は、モジュールフレーム２００の開放された互いに対応する両側（ｙ軸方向とその反対方向）に位置して電池セル積層体１２０を覆うように形成され得る。このようなエンドプレート４００は、外部の衝撃から電池セル積層体１２０およびその他電装品を物理的に保護することができる。一方、具体的に図示していないが、電池セル積層体１２０とエンドプレート４００との間にはバスバーが装着されるバスバーフレームおよび電気的絶縁のための絶縁カバーなどが位置することができる。

【0047】

また、エンドプレート４００には、後述する電池パックのパックケースに電池モジュール１００を固定するための複数の載置部４１０、４２０を含むことができる。複数の載置部４１０、４２０は、エンドプレート４００を基準として電池セル積層体１２０が位置する一側面と反対になる他の一側面から突出して延長され得る。つまり、電池セル積層体１２０に含まれている電池セル１１０から突出している電極リードの突出方向（ｙ軸方向）に延長されて形成される。

【0048】

このうち、第１載置部４１０は、エンドプレート４００の両側の側端部、つまり、図面においてｘ軸方向の両側端部に隣接して位置することができる。第１載置部４１０によって、エンドプレート４００の両側端部が安定的に固定され得る。第１載置部４１０は、モジュールフレーム２００の両側端部に配置された一対のエンドプレート４００の全てに備えられ得る。

【0049】

第２載置部４２０は、少なくとも二つの冷却ポート５００のうち、隣り合う二つの冷却ポート５００の間に対応して配置される。例えば、図面に示したように、二つの冷却ポート５００を備える場合、二つの冷却ポート５００の間に第２載置部４２０が配置され得る。

【0050】

従来は、このような第２載置部４２０なしに、単にエンドプレート４００の端部のみを固定するように構成されたが、電池モジュール１００の面積が広くなることによって、振動および衝撃に脆弱性を有する部分がより増加し、破損が発生する可能性が高かった。特に、モジュールフレーム２００の底部２１０ａにヒートシンク３００を一体に形成することによって、モジュールフレーム２００の底部２１０ａから突出したモジュールフレーム突出部２１１などの構造的変形を伴い、このように構造が変形された部分では、構造的脆弱性が一層問題になり得る。冷却ポート５００とモジュールフレーム突出部２１１の連結部、ヒートシンク３００の下部プレート３１０とモジュールフレーム２００の結合部などのように部品間の連結部品が増加することによって振動や衝撃により破損する可能性がより高くなるためである。

【0051】

しかし、本発明の一実施形態では、前述のように隣り合う冷却ポート５００の間に、第２載置部４２０をさらに備えるため、冷却ポート５００およびヒートシンク３００が一体に形成されている構造および大面積の構造でも、電池モジュール１００を安定的に固定して振動および衝撃に対する強度を増大させることができ、冷却ポート５００とヒートシンク３００がモジュールフレーム２００などと連結された部分の破損を防止することができる。

【0052】

また、図面においては、冷却ポート５００が一対のエンドプレート４００のうち、いずれか一方にのみ対応して形成されているが、両側共に形成されていてもよく、また冷却ポート５００が形成されていないエンドプレート４００でも、特に大面積化による構造的脆弱性を補完するために追加的に第２載置部４２０を備えてもよい。同時に第２載置部４２０は、強度増加の必要に応じて追加的にさらに備えてもよく、特に限定されるのではない。

【0053】

本実施形態による一つまたはそれ以上の電池モジュール１００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着されて電池パック１０００を形成することができる。

【0054】

以下、図４を参照して本発明の一実施形態による電池パックについて説明する。

【0055】

図４は本発明の一実施形態による電池パックの部分斜視図である。

【0056】

図４を参照すれば、本発明の電池パック１０００は、電池モジュール１００、および電池モジュール１００を収容するパックフレーム１１００を含む。パックフレーム１１００は、電池モジュール１００のヒートシンク３００の下側に位置することができる。

【0057】

電池モジュール１００は、エンドプレート４００に含まれている第１および第２載置部４１０、４２０によりパックフレーム１１００に固定され得る。つまり、第１および第２載置部４１０、４２０には、エンドプレート４００から突出した方向に垂直な方向、つまり、図面でｚ軸方向に貫通した貫通ホールを含む。またパックフレーム１１００は、このような貫通ホールに対応する位置に締結ホールを含む。貫通ホールと締結ホールが整列した状態で、これらを貫通する載置ボルト７００を締結することによって、電池モジュール１００がパックフレーム１１００に固定される。

【0058】

この時、第１載置部４１０は、一つのエンドプレート４００において両側端部に対応して二つが存在することができ、第２載置部４２０は、隣り合う冷却ポート５００の間に少なくとも一つが存在することができるところ、第１および第２載置部４１０、４２０とパックフレーム１１００の締結ホールが結合する固定地点は一つのエンドプレート４００で３個以上存在することができる。このように、パックフレーム１１００に電池モジュール１００を固定する時、構造的に弱点が発生し得る部分に対して追加的に固定地点を含むことによって、振動や衝撃により電池モジュール１００が破損し、または大面積、大容量電池モジュール１００において電池モジュール１００自重により垂れることを防止することができる。

【0059】

本実施形態で前、後、左、右、上、下のような方向を示す用語が使用されているが、このような用語は説明の便宜のためのものに過ぎず、対象となる事物の位置や観測者の位置などにより変わり得る。

【0060】

前記電池モジュールや電池パックは、多様なデバイスに適用され得る。具体的には、電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段に適用され得るが、これに制限されず、二次電池を使用することができる多様なデバイスに適用可能である。

【0061】

以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

【符号の説明】

【0062】

１２０ 電池セル積層体
２００：モジュールフレーム
２１０ Ｕ字型フレーム
２１１：モジュールフレーム突出部
２２０ 上部カバー
３００：ヒートシンク
３１０ 下部プレート
３００Ｐ ヒートシンク突出部
３４０ 陥没部
４００：エンドプレート
４１０：第１載置部
４２０：第２載置部
５００：冷却ポート
７００：載置ボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】