特許 7523582 バッテリモジュール、それを含むバッテリパック、および自動車

(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】2024-07-18

(45)【発行日】2024-07-26

(54)【発明の名称】バッテリモジュール、それを含むバッテリパック、および自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/213 20210101AFI20240719BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

H01M50/213

H01M50/249

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022567182

(86)(22)【出願日】2021-07-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-09

(86)【国際出願番号】 KR2021009067

(87)【国際公開番号】W WO2022015064

(87)【国際公開日】2022-01-20

【審査請求日】2022-11-02

(31)【優先権主張番号】10-2020-0087034

(32)【優先日】2020-07-14

(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】ボム－ジク・イ

(72)【発明者】

【氏名】ヨン－ス・ソン

【審査官】梅野 太朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３０６５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１７１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４０７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８１７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１６０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９４２１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ５０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルと、
それぞれが前記複数の電池セルを内部に収容するための内部空間を有するように構成されるとともに、それぞれが互いに向かって突出した結合部を備えるように構成された少なくとも２つのモジュールケースであって、一方のモジュールケースの前記結合部が、他方のモジュールケースの前記結合部と雌雄結合するように構成された少なくとも２つのモジュールケースと、
雌雄結合された一方のモジュールケースの前記結合部と他方のモジュールケースの前記結合部との間に介在するように構成された第１接着剤と、
を含むことを特徴とする、バッテリモジュール。

【請求項2】

前記一方のモジュールケースの外壁から外側方向に突出した柱状を有し、
前記他方のモジュールケースの前記結合部は、前記一方のモジュールケースの結合部の柱形態が挿入されるように、内部が空いている管状を有することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリモジュール。

【請求項3】

前記一方のモジュールケースは、前記結合部の柱形態に形成されたフックを備え、
前記他方のモジュールケースは、前記結合部の管状の内部に、前記フックと結合するように構成された固定溝を備えることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリモジュール。

【請求項4】

前記一方のモジュールケースの結合部には、前記第１接着剤が収容されるように構成された多数の収容溝が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリモジュール。

【請求項5】

前記一方のモジュールケースの結合部には、前記第１接着剤が収容されるように構成された柱の外面に沿って螺旋状に延びる螺旋溝が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリモジュール。

【請求項6】

前記少なくとも２つのモジュールケースのそれぞれは、
前記複数の電池セルの一方の側を収容するように構成された第１フレームと、
前記第１フレームと結合され、前記複数の電池セルの他方の側を収容するように構成された第２フレームと、
を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリモジュール。

【請求項7】

前記少なくとも２つのモジュールケースのうち、一方のモジュールケースは、
前記第１フレームに、前記一方のモジュールケースの第２フレームと結合するように構成された第１結合突起を備え、
前記第２フレームに、前記第１フレームの第１結合突起が挿入されて結合するように構成された結合溝を有する第１突出部と、他方のモジュールケースの第２フレームと結合するように構成された第２結合突起と、を備え、
前記他方のモジュールケースは、
前記第１フレームに、前記他方のモジュールケースの第２フレームと結合するように構成された第１結合突起を備え、
前記第２フレームに、前記他方のモジュールケースの第１結合突起と結合するように構成された結合溝を有する第１突出部と、前記一方のモジュールケースの前記第２結合突起と結合するように構成された結合溝を有する第２突出部と、を備えることを特徴とする、請求項６に記載のバッテリモジュール。

【請求項8】

前記第１フレームは、前記第２フレームの第１突出部の突出方向の端部が嵌合する嵌合溝を備えることを特徴とする、請求項７に記載のバッテリモジュール。

【請求項9】

前記第１フレームは、前記第２フレームの第１突出部の側部が挿入されるように構成されたスリットを備えることを特徴とする、請求項７または８に記載のバッテリモジュール。

【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モジュールを少なくとも１つ含むことを特徴とする、電池パック。

【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モジュールを含むことを特徴とする、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリモジュール、それを含むバッテリパック、及び自動車に関するもので、より詳細には、内部構成要素間の適切な結合力を確保し、製造コストを低減し、製造効率を向上させたバッテリモジュール、それを含むバッテリパック、および自動車に関する。

【0002】

本出願は、２０２０年０７月１４日付け出願の韓国特許出願番号第１０－２０２０－００８７０３４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、携帯電話などの携帯用電子製品の需要が急増し、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するにつれ、繰り返し充放電が可能な高性能二次電池についての研究が盛んに行われている。

【0004】

現在市販されている二次電池には、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ないため、充放電が自由で、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度の高いという長所から脚光を浴びている。

【0005】

また、このような二次電池である多数の電池セルを含むバッテリモジュールは、これらの電池セルが過電圧、過電流または過熱した場合、バッテリモジュールの安定性および動作効率が非常に問題となるため、これらを検出して制御するための手段が必要である。このような構成として、例えば、各種素子を備えたＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：バッテリーマネージメントシステム）が挙げられる。

【0006】

このとき、従来技術のバッテリモジュールは、複数の電池セルを収容するための複数のモジュールケースを備える場合、モジュールケース間の結合またはモジュールケースと外装ハウジングとの結合のために、ボルトやナットなどの多数の締結部材を使って組み立てるのが一般的であった。

【0007】

しかしながら、このような多数のボルトとナットを使用する場合、材料費が増加し、バッテリモジュールの重量が増加する可能性があり、多数のボルト締め作業に多くの時間がかかるという欠点がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、内部構成要素間の適切な結合力を確保し、製造コストを低減し、製造効率を向上させたバッテリモジュール、それを含むバッテリパック、及び自動車を提供することを目的とする。

【0009】

本発明の他の目的および利点は、以下の説明によって理解することができ、本発明の実施形態によってより明確に理解されるであろう。また、本発明の目的および利点は、特許請求の範囲に示される手段およびその組み合わせによって実現できることが容易に分かるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するための本発明によるバッテリモジュールは、複数の電池セルと、それぞれが前記複数の電池セルを内部に収容する内部空間を有するように構成されるとともに、それぞれが互いに向かって突出した結合部を備えるように構成された少なくとも２つのモジュールケースであって、一方のモジュールケースの前記結合部は、他方のモジュールケースの前記結合部と雌雄結合するように構成された少なくとも２つのモジュールケースと、雌雄結合された一方のモジュールケースの前記結合部と他方のモジュールケースの前記結合部との間に介在するように構成された第１接着剤と、を含む。

【0011】

また、前記一方のモジュールケースの外壁から外側方向に突出した柱状形態を有し、前記他方のモジュールケースの前記結合部は、前記一方のモジュールケースの結合部の柱状形態が挿入されるように内部が空である管状形態を有することができる。

【0012】

そして、前記一方のモジュールケースは、結合部の柱状に形成されたフックを備え、前記他方のモジュールケースは、前記結合部の管状の内部に、前記フックと結合するように構成された固定溝を備えることができる。

【0013】

さらに、前記一方のモジュールケースの結合部は、前記第１接着剤が収容されるように構成された複数の収容溝を有することができる。

【0014】

また、前記一方のモジュールケースの結合部は、前記第１接着剤が収容されるように構成された柱の外面に沿って螺旋状に延びる螺旋溝を有することができる。

【0015】

さらに、前記少なくとも２つのモジュールケースのそれぞれは、前記複数の電池セルの一方の側を収容するように構成された第１フレームと、前記第１フレームと結合され、前記複数の電池セルの他方を収容するように構成された第２フレームとを備えることができる。

【0016】

そして、前記少なくとも２つのモジュールケースのうち、一方のモジュールケースは、前記第１フレームに、前記一方のモジュールケースの第２フレームと結合するように構成された第１結合突起を備え、前記第２フレームに、前記第１フレームの第１結合突起が挿入されて結合するように構成された結合溝を有する第１突出部と、他方のモジュールケースの第２フレームと結合するように構成された第２結合突起とを備えることができる。

【0017】

さらに、前記他方のモジュールケースは、前記第１フレームに、前記他方のモジュールケースの第２フレームと結合するように構成された第１結合突起を備え、前記第２フレームに、前記他方のモジュールケースの第１結合突起と結合するように構成された結合溝を有する第１突出部と、前記一方のモジュールケースの前記第２結合突起と結合するように構成された結合溝を有する第２突出部とを備えることができる。

【0018】

また、前記第１フレームは、前記第２フレームの第１突出部の突出方向の端部が嵌合するように嵌合溝を備えることができる。

【0019】

さらに、前記第１フレームは、前記第２フレームの第１突出部の側部が挿入されるように構成されたスリットを備えることができる。

【0020】

そして、上記目的を達成するための本発明の電池パックは、少なくとも１つの前記バッテリモジュールを含む。

【0021】

さらに、上記目的を達成するための本発明の自動車は、少なくとも１つの前記バッテリモジュールを含む。

【発明の効果】

【0022】

本発明の一態様によれば、本発明は、少なくとも２つのモジュールケースが互いに結合できるようにそれぞれに雌雄結合する結合部を備え、さらに、結合部の間に介在する第１接着剤を備えることにより、少なくとも２つのモジュールケースを強固に結合することができる。すなわち、本発明のバッテリモジュールは、結合部と第１接着剤の構成により、モジュールケースが互いの動きを左右方向および前後方向で結束することができ、その結果、安定した固定状態を維持することができる。これにより、バッテリモジュールの耐久性を効果的に高めることができる。

【0023】

さらに、本発明は、少なくとも２つのモジュールケースを互いに結合するために、従来技術においてボルト結合を用いた場合と比較して、ボルト構成が不要であり、材料費の削減を達成でき、結合工程を簡略化し、製造効率を効果的に高めることができる。

【0024】

そして、本発明の一態様によれば、本発明は、一方のモジュールケースの第１フレームと第２フレームとの間のフック結合、すなわち、第１結合突起と第１突出部に形成された結合溝との結合を達成できるので、別のボルトやナットなどを使用せず、その結果、材料費を削減でき、結合工程を簡略化したため、製造効率を効果的に高めることができる。

【0025】

さらに、他方のモジュールケースの第２フレームは、一方のモジュールケースの第２フレームと結合するように構成された第２突出部を備え、一方のモジュールケースは、第２突出部の結合溝と結合する第２結合突起を備えるので、別のボルトを使用せずに、一方のモジュールケースと他方のモジュールケースとの間の機械的結合を達成することができ、その結果、材料費を削減でき、結合工程を簡略化したため、製造効率を効果的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

本明細書に添付される以下の図面は、本発明の好ましい実施形態を例示するものであり、後述する発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項のみに限定されて解釈されてはいけない。

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの様子を概略的に示す前方斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの様子を概略的に示す後方斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの一方のモジュールケース等の様子を概略的に示す斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの一部構成の様子を概略的に示す分解斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの他方のモジュールケース等の様子を概略的に示す斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの一部構成の様子を概略的に示す分解斜視図である。

【図7】図１のＣ－Ｃ´線に沿って切断されたバッテリモジュールの一部の様子を概略的に示す部分断面図である。

【図8】本発明の他の実施形態によるバッテリモジュールの一部の様子を概略的に示す部分断面図である。

【図9】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの一部の様子を概略的に示す部分断面図である。

【図10】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの一部の様子を概略的に示す部分断面図である。

【図11】図３のＡ領域に対応する、さらに他の一実施形態によるバッテリモジュールの一部構成の様子を概略的に示す部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の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、本発明の最も好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モジュールの様子を概略的に示す前方斜視図である。図２は、本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの様子を概略的に示す後方斜視図である。図３は、本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの一方のモジュールケース等の様子を概略的に示す斜視図である。図４は、本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの一部構成の様子を概略的に示す分解斜視図である。図５は、本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの他方のモジュールケース等の様子を概略的に示す斜視図である。図６は、本発明の一実施形態によるバッテリモジュールの一部構成の様子を概略的に示す分解斜視図である。そして、図７は、図１のＣ－Ｃ´線に沿って切断されたバッテリモジュールの一部の様子を概略的に示す部分断面図である。

【0030】

図１から図７を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリモジュール１００は、複数の円筒形電池セル１１０、少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２、および第１接着剤１５０を含む。

【0031】

具体的には、例えば、図３及び図４に示すように、前記複数の円筒形電池セル１１０は、電池缶１１６、及び前記電池缶１１６のボディの一方の側（右側、Ｘの正の方向）に形成される正極端子１１１及び負極端子１１２を含み得る。逆に、図６の他方のモジュールケース１４２に収容される複数の円筒形電池セル１１０は、前記電池缶１１６のボディの他方の側（左側、図１のＸの負の方向）に位置する正極端子１１１および負極端子１１２を含み得る。

【0032】

また、前記正極端子１１１は、外部に露出した円板状の外側面を有することができる。前記負極端子１１２は、前記正極端子１１１から離隔された縁部であり得る。前記正極端子１１１および負極端子１１２は、所定の距離だけ離隔して位置できる。前記正極端子１１１と前記負極端子１１２は、互いに電気的に絶縁されるように構成されてもよい。そして、前記円筒形電池セル１１０の正極端子１１１は、前記負極端子１１２に比べて、外部に露出した外面の面積が大きくてもよい。

【0033】

さらに、前記円筒形電池セル１１０は、前記正極端子１１１および前記負極端子１１２のそれぞれと電気的に接続され、前記電池缶１１６の内部に収容された電極アセンブリ（図示せず）を含み得る。このような円筒型電池セル１１０の構成は、本発明の出願当時に当業者に広く知られていたので、本明細書ではより詳細な説明は省略する。

【0034】

さらに、前記複数の円筒形電池セル１１０は、上下方向（Ｚ軸方向）および前後方向（Ｙ軸方向）に配列されてもよい。前記複数の円筒形電池セル１１０は、所定の間隔で離隔して配置されてもよい。例えば、図４に示すように、前記複数の円筒形電池セル１１０は、前後方向（Ｙ軸方向）と左右方向（Ｘ軸方向）に配列されてもよい。

【0035】

さらに、前記少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２はそれぞれ、前記複数の円筒形電池セル１１０を収容する内部空間を有することができる。前記内部空間には、円筒形電池セル１１０の外面を取り囲むような内部形状が形成されてもよい。

【0036】

さらに、前記少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２は互いに結合するように構成されてもよい。例えば、図１に示すように、左側の一方のモジュールケース１４１（第１モジュールケース）と右側の他方のモジュールケース１４２（第２モジュールケース）とを互いに結合することができる。このために、前記少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２はそれぞれ、互いに向かって突出している結合部１４６ｐ、１４８ｐを備えることができる。前記少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２のうち、いずれか一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐは、他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐに向かって突出した形状を有することができる。他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐは、前記一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐに向かって突出した形状を有することができる。

【0037】

また、一方のモジュールケース１４１の前記結合部１４６ｐは、他方のモジュールケース１４２の前記結合部１４８ｐと雌雄結合するように構成されてもよい。例えば、図４に示すように、バッテリモジュール１００は、２つのモジュールケース１４１、１４２を備えることができる。２つのモジュールケース１４１、１４２のうち、左側のモジュールケース１４１と右側のモジュールケース１４２とは、それぞれに形成された結合部１４６ｐ、１４８ｐの雌雄結合により結合することができる。左側に位置する一方のモジュールケース１４１には、右方向に突出した多数の結合部１４６ｐを備えてもよい。右側に位置する他方のモジュールケース１４２には、左方向に突出した多数の結合部１４８ｐを備えてもよい。左側に位置する一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐと右側に位置する他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐとを、互いに雌雄結合することができる。

【0038】

再び図１および図３と共に図７を参照すると、前記第１接着剤１５０は、雌雄結合された、一方のモジュールケース１４１の前記結合部１４６ｐと他方のモジュールケース１４２の結合部分１４８ｐとの間に介在するように構成されてもよい。例えば、図７に示すように、一方のモジュールケース１４１の前記結合部１４６ｐと他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐとが互いに雌雄結合されており、両結合部１４６ｐ、１４８ｐの間に第１接着剤１５０を介在させることができる。

【0039】

例えば、前記第１接着剤１５０は固化した接着剤であり得る。前記接着剤２４０は、透明性および電気絶縁性を有することができる。前記第１接着剤１５０は、グルーまたはホットメルト樹脂であり得る。例えば、前記第１接着剤１５０は、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、及びアクリル系樹脂のうち少なくとも１つを備えることができる。

【0040】

また、前記第１接着剤１５０は、前記他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐ内の空きスペースに塗布された後、前記一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐが前記他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐ内の空きスペースに挿入すればよい。このような挿入工程において、前記第１接着剤１５０は、一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐと他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐとの間に介在してもよい。

【0041】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明は、少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２が互いに結合できるようにそれぞれに雌雄結合する結合部１４６ｐ、１４８ｐを備え、さらに、前記結合部１４６ｐ、１４８ｐの間に介在する第１接着剤１５０を備えることにより、少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２を強固に結合することができる。すなわち、本発明のバッテリモジュール１００は、結合部１４６ｐ、１４８ｐおよび第１接着剤１５０の構成により、モジュールケース１４１、１４２が左右方向及び前後方向への互いの動きを拘束することができ、その結果、安定した固定状態を維持することができる。これにより、バッテリモジュール１００の耐久性を効果的に高めることができる。

【0042】

さらに、本発明は、従来技術において、少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２を互いに結合するために、ボルト結合を用いた場合と比較して、ボルト構成が不要であり、材料費の削減を達成でき、結合工程を簡素化し、製造効率を効果的に高めることができる。

【0043】

再び、図３、図５、及び図７を参照すると、より具体的には、前記一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐは、外壁から外側方向に突出した柱状を有していてもよい。前記一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐは、前記他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐの管状の内部に挿入される柱状を有していてもよい。この場合、柱状は、円柱状、三角柱状、四角柱状、または五角柱状であってもよい。

【0044】

また、前記他方のモジュールケース１４２の前記結合部１４８ｐは、前記一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐの外形に対応する大きさの内部空間を有していてもよい。例えば、前記他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐは、前記一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐの柱状体が挿入されるように中空管状（中空）を有していてもよい。前記他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐは、片側が塞がれている円形管、三角管、四角管、または五角管の形状を有していてもよい。

【0045】

例えば、図３、図５および図７に示すように、一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐのうちのいずれか１つは四角柱状を有してもよい。他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐのうち、前記四角柱状の結合部１４６ｐに対応する結合部１４８ｐは、片側が塞がれている四角管状を有してもよい。一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐは、他方のモジュールケース１４２の四角管状の結合部１４８ｐの内部空間に挿入されてもよい。このとき、第１接着剤１５０により、一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐと他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐとを互いに結束させることができる。

【0046】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明は、一方のモジュールケース１４１の結合部１４６ｐが柱状を有し、他方のモジュールケース１４２の結合部１４８ｐが管状を有することにより、２つの結合部１４６ｐ、１４８ｐを互いに雌雄結合することができる。さらに、このような結合部１４６ｐ、１４８ｐの形態により、本発明の少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２は、左右方向および上下方向への動きを互いに拘束することができ、安定した固定状態を維持することができる。これにより、バッテリモジュール１００の耐久性を効果的に高めることができる。

【0047】

図８は、本発明の他の実施形態によるバッテリモジュールの一部の様子を概略的に示す部分断面図である。

【0048】

図８を参照すると、本発明の他の実施形態によるバッテリモジュールの結合部１４６ｐ１、１４８ｐ１は、図７に示す結合部１４６ｐ、１４８ｐとは異なる形状を有することができる。その他の構成は、図１に示すバッテリモジュール１００の構成と同様である。

【0049】

具体的には、本発明の他の実施形態によるバッテリモジュールの少なくとも２つのモジュールケース１４１Ａ、１４２Ａは、一方のモジュールケース１４１Ａの柱状の結合部１４６ｐ１にフックＨを備えてもよい。前記フックＨは、前記結合部１４６ｐ１の柱状の外面から外側方向に突出した突起状を有し得る。また、他方のモジュールケース１４２Ａの管状の結合部１４８ｐ１は、前記フックＨと結合可能な固定溝Ｇ１を備えてもよい。すなわち、前記固定溝Ｇ１は、前記結合部１４８ｐ１の管状の内部空間に形成されてもよい。前記固定溝Ｇ１は、前記フックＨを係止できるように所定の大きさの溝状に設けられてもよい。

【0050】

例えば、図８に示すように、本発明の他の実施形態によるバッテリモジュールの一方のモジュールケース１４１Ａに設けられた結合部１４８ｐ１には、２つのフックＨを備えてもよい。他方のモジュールケース１４２Ａの結合部１４８ｐは、管状の内部に前記２つのフックＨが挿入されて係止できる２つの固定溝Ｇ１を備えてもよい。

【0051】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明の他の実施形態によるバッテリモジュール１００の少なくとも２つのモジュールケース１４１Ａ、１４２Ａに設けられた結合部１４６ｐ、１４８ｐは、それぞれフック（Ｈ）と固定溝Ｇ１を備えており、２つの結合部１４６ｐ、１４８ｐ間の機械的締結を実現することができる。これにより、少なくとも２つのモジュールケース１４１Ａ、１４２Ａ間の強固な結合を実現することができ、バッテリモジュールの耐久性を効果的に高めることができる。

【0052】

本実施形態の場合、このようなフックＨおよび前記フックＨが係止される固定溝Ｇ１により、少なくとも２つのモジュールケース１４１Ａ、１４２Ａ間の締結力をさらに向上させることができる。

【0053】

これにより、本実施形態では、前記フックＨと固定溝Ｇ１によるフック結合を通じて、少なくとも２つのモジュールケース１４１Ａ、１４２Ａを互いに結合するため、ボルト結合を用いた場合と比較して、別途の更なるボルトやナットなどの構成が不要であり、材料費の削減が達成でき、結合工程を簡略化し、製造効率を効果的に高めることができる。

【0054】

したがって、本実施形態では、別途のボルトやナットなどを使用せず、材料費を低減することができ、結合工程を簡略化したため、製造効率を効果的に高めることができる。

【0055】

図９は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの一部の様子を概略的に示す部分断面図である。

【0056】

図９を参照すると、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの結合部１４６ｐ２は、図７に示す結合部１４６ｐとは異なる形状を有してもよい。その他の構成は、図１に示すバッテリモジュール１００の構成と同様である。

【0057】

具体的には、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの少なくとも２つのモジュールケース１４１Ｂ、１４２Ｂにおいて、前記一方のモジュールケース１４１Ｂの結合部１４６ｐ２は、前記第１接着剤１５０が収容されるように構成された多数の収容溝Ｇ２を有することができる。例えば、前記収容溝Ｇ２は、ゴルフボールの表面に形成されたディンプル形状と同様な形状を有し得る。

【0058】

例えば、図９に示すように、前記他方のモジュールケース１４２Ｂの管状の結合部１４８ｐ２の内部空間に、前記一方のモジュールケース１４１Ｂの結合部１４６ｐ２が挿入されると、前記管状の結合部１４８ｐ２の内部空間に加えられた第１接着剤１５０は、前記他方のモジュールケース１４２Ｂの収容溝Ｇ２における凹んだ空間に収容されてもよい。これにより、前記一方のモジュールケース１４１Ｂの結合部１４６ｐ２と前記他方のモジュールケース１４２Ｂの結合部１４８ｐ２との間に十分な量の第１接着剤１５０を収容することができる。

【0059】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明は、一方のモジュールケース１４１Ｂの結合部１４６ｐ２に、前記第１接着剤１５０が収容されるように構成された多数の収容溝Ｇ２が形成されることにより、十分な量の第１接着剤１５０を前記結合部表面に収容することができ、前記一方のモジュールケース１４１Ｂの結合部１４６ｐ２と前記他方のモジュールケース１４２Ｂの結合部１４８ｐ２との結合力を効果的に向上させることができる。したがって、少なくとも２つのモジュールケース１４１Ｂ、１４２Ｂ間の強固な結合を実現することができ、バッテリモジュールの耐久性を効果的に高めることができる。

【0060】

図１０は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの一部の様子を概略的に示す部分断面図である。

【0061】

図１０を参照すると、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリモジュールの結合部１４６ｐ３は、図７に示す結合部１４６ｐとは異なる形状を有することができる。その他の構成は、図１に示すバッテリモジュール１００の構成と同様である。

【0062】

本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの一方のモジュールケース１４１Ｃの結合部１４６ｐ３には、前記第１接着剤１５０が収容されるように構成された柱の外面に沿って螺旋状に延びる螺旋溝Ｇ３が形成され得る。前記一方のモジュールケース１４１Ｃの結合部１４６ｐ３が他方のモジュールケース１４２Ｃの管状の結合部１４８ｐ３の内部空間に挿入されると、前記螺旋溝Ｇ３は、他方のモジュールケース１４２Ｃの結合部１４８ｐ３の内部空間に収容された第１接着剤１５０を収容するように構成されてもよい。このように螺旋溝Ｇ３に収容された第１接着剤１５０は、硬化して前記一方のモジュールケース１４１Ｃの結合部１４６ｐ３と他方のモジュールケース１４２Ｃの結合部１４８ｐ３とを結束させることができる。

【0063】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明は、一方のモジュールケース１４１Ｃの結合部１４６ｐ３に螺旋溝Ｇ３を形成することにより、前記第１接着剤１５０が前記螺旋溝Ｇ３に沿って硬化できるので、前記他方のモジュールケース１４２Ｃの結合部１４８ｐ３の内部に挿入された一方のモジュールケース１４１Ｃの結合部１４６ｐ３が挿入方向と逆方向に分離される力を効果的に阻止できる。したがって、少なくとも２つのモジュールケース１４１Ｃ、１４２Ｃ間の強固な結合を実現することができ、バッテリモジュールの耐久性を効果的に高めることができる。

【0064】

再び図１から図６を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリモジュール１００の少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２のそれぞれは、第１フレーム１４５、１４７および第２フレーム１４６、１４８を備えることができる。具体的には、前記第１フレーム１４５は、前記複数の円筒形電池セル１１０の一方の側を収容するように構成されてもよい。前記第２フレーム１４６は、前記第１フレーム１４５と結合され、前記複数の円筒形電池セル１１０の他方の側を収容するように構成されてもよい。

【0065】

例えば、図４に示すように、左側に位置する一方のモジュールケース１４１は、前記複数の円筒形電池セル１１０の左側を収容するように構成された第１フレーム１４５と、前記第１フレーム１４５と結合され、前記複数の円筒形電池セル１１０の右側を収容するように構成された第２フレーム１４６とを備えていてもよい。このとき、一方のモジュールケース１４１の内部には、前記複数の円筒形電池セル１１０を固定するための第２接着剤（図示せず）を充填することができる。

【0066】

例えば、図６に示すように、右側に位置する他方のモジュールケース１４２は、前記複数の円筒形電池セル１１０の右側を収容するように構成された第１フレーム１４７と、前記第１フレーム１４７と結合され、前記複数の円筒形電池セル１１０の左側を収容するように構成された第２フレーム１４８とを備えていてもよい。このとき、他方のモジュールケース１４２の内部には、前記複数の円筒形電池セル１１０を固定するための第２接着剤（図示せず）を充填することができる。

【0067】

また、前記少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２のうち、一方のモジュールケース１４１は、前記第１フレーム１４５に第１結合突起Ｐ１を備えてもよい。前記第１結合突起Ｐ１は、前記一方のモジュールケース１４１の第２フレーム１４６と結合するように構成されてもよい。例えば、図４に示すように、第１フレームの前後方向（Ｙ方向）の前面には４つの第１結合突起Ｐ１を備えてもよい。図２に示すように、第１フレームの後面にも４つの第１結合突起Ｐ１を備えてもよい。

【0068】

そして、前記一方のモジュールケース１４１は、第２フレーム１４６に第１突出部Ｅ１と第２結合突起Ｐ２とを備えてもよい。前記第１突出部Ｅ１は、前記一方のモジュールケース１４１の前記第１フレーム１４５の第１結合突起Ｐ１が挿入されて結合するように構成された結合溝Ｇ４を備えてもよい。前記第１突出部Ｅ１は、前記第１フレーム１４５の第１結合突起Ｐ１に向かって突出した形状を有することができる。前記第２結合突起Ｐ２は、他方のモジュールケース１４２の第２フレーム１４８と結合するように構成されてもよい。例えば、図４に示すように、前記一方のモジュールケース１４１の第２フレーム１４６の前面には３つの第１突出部Ｅ１を備えてもよい。図２に示すように、前記一方のモジュールケース１４１の第２フレーム１４６の後面には、３つの第１突出部Ｅ１を備えてもよい。

【0069】

さらに、図６に示すように、前記少なくとも２つのモジュールケース１４１、１４２のうちの他方のモジュールケース１４２は、前記第１フレーム１４７に第１結合突起Ｐ１を備えてもよい。前記第１結合突起Ｐ１は、前記他方のモジュールケース１４２の第２フレーム１４８と結合するように構成されてもよい。

【0070】

例えば、図６に示すように、右側に位置する他方のモジュールケース１４２の第１フレーム１４７の前面には、４つの第１結合突起Ｐ１を備えてもよい。また、図２に示すように、第２フレーム１４８の後面にも４つの第１結合突起Ｐ１を備えてもよい。

【0071】

そして、前記他方のモジュールケース１４２は、他方のモジュールケース１４２の第２フレーム１４８に、第１突出部Ｅ１と第２突出部Ｅ２とを備えてもよい。前記第１突出部Ｅ１は、前記他方のモジュールケース１４２の第１結合突起Ｐ１と結合するように構成された結合溝Ｇ４を備えてもよい。前記第２突出部Ｅ２は、前記一方のモジュールケース１４１の第２フレーム１４６の前記第２結合突起Ｐ２と結合するように構成された結合溝Ｇ４を備えることができる。

【0072】

例えば、図６に示すように、前記他方のモジュールケース１４２の第２フレーム１４８の前方部には４つの第１突出部Ｅ１を備えてもよい。図２に示すように、前記他方のモジュールケース１４２の前記第２フレームの後方部にも４つの第１突出部Ｅ１を備えてもよい。また、図６に示すように、前記他方のモジュールケース１４２の第２フレーム１４８の前方部には、３つの第２突出部Ｅ２を備えてもよい。図２に示すように、前記他方のモジュールケース１４２の第２フレーム１４８の後方部には、３つの第２突出部Ｅ２を備えてもよい。

【0073】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明は、一方のモジュールケース１４１の第１フレーム１４５と第２フレーム１４６との間のフック結合、すなわち、前記第１結合突起Ｐ１と、第１突出部Ｅ１に形成された結合溝Ｇ４との結合を達成することができるので、別途のボルトを使用せず、材料費を低減でき、結合工程を簡略化したため、製造効率を効果的に高めることができる。さらに、他方のモジュールケース１４２の第２フレーム１４８には、一方のモジュールケース１４１の第２フレーム１４６と結合するように構成された第２突出部Ｅ２を備え、一方のモジュールケース１４１は、前記第２突出部Ｅ２の結合溝Ｇ４と結合する第２結合突起Ｐ２を備えているので、別途のボルトを使用せずに、一方のモジュールケース１４１と他方のモジュールケース１４２との機械的結合を達成することができ、材料費を低減でき、結合工程を簡略化したため、製造効率を効果的に高めることができる。

【0074】

図１１は、図３のＡ領域に該当するさらに他の一実施形態によるバッテリモジュールの一部構成の様子を概略的に示す部分拡大図である。

【0075】

図３と共に図１１を参照すると、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの一方のモジュールケース１４１Ｄの第１フレーム１４５は、図３の一方のモジュールケース１４１と比較して、先に説明した第２フレーム１４６の第１突出部Ｅ１の突出方向の端部が嵌合する嵌合溝Ｇ５をさらに備えていてもよい。例えば、第１フレーム１４５は、３つの第１突出部Ｅ１のそれぞれの端部が嵌合する３つの嵌合溝Ｇ５を備えてもよい。前記嵌合溝Ｇ５は、前記一方のモジュールケース１４１Ｄの一部が外面から「Ｌ」字状に突出した形状の一部であり得る。

【0076】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明は、前記第１フレーム１４５は、第２フレーム１４６の第１突出部Ｅ１の突出方向の端部が嵌合する嵌合溝Ｇ５を備えることにより、前記第２フレーム１４６の第１突出部Ｅ１が前方または後方に広がり、第１フレーム１４５に設けられた第１結合突起Ｐ１から第１突出部Ｅ１が分離されるのを効果的に防ぐことができる。したがって、一方のモジュールケース１４１Ｄの第１フレーム１４５と第２フレーム１４６との間の安定した結合を実現することができ、バッテリモジュールの耐久性を効果的に向上させることができる。

【0077】

一方、再び図３と共に図１１を参照すると、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリモジュールの一方のモジュールケース１４１Ｄの第１フレーム１４５は、図３の一方のモジュールケース１４１と比較すると、第２フレームの第１突出部Ｅ１の側部が挿入されるように構成されたスリットＳを備えてもよい。例えば、図１１に示すように、前記第１フレーム１４５には２つのスリットＳを備えてもよい。前記２つのスリットＳは、前記第２フレーム１４６の第１突出部Ｅ１の上下方向（Ｚ軸方向）の両側部のそれぞれが挿入されるように構成されてもよい。前記スリットＳは、前記一方のモジュールケース１４１Ｄの一部が外面から外側方向に突出した形状の一部が内入されて形成されてもよい。ここで、内入された形態は、前記第１突出部Ｅ１の端部に対応する形状であってもよい。

【0078】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明では、前記第１フレーム１４５は、前記第２フレーム１４６の第１突出部Ｅ１の側部が挿入されるように構成されたスリットＳを備えることにより、前記第２フレーム１４６の第１突出部Ｅ１が前記第１フレーム１４５の第１結合突起Ｐ１に向かって移動する移動方向を案内することができる。さらに、前記第２フレーム１４６の第１突出部Ｅ１が前方または後方に広がり、第１フレーム１４５に設けられた第１結合突起Ｐ１から前記第１突出部Ｅ１が分離されるのを効果的に防止することができる。これにより、一方のモジュールケース１４１Ｄの第１フレーム１４５と第２フレーム１４６との間の安定した結合を実現することができ、バッテリモジュールの耐久性を効果的に向上させることができる。

【0079】

一方、再び図４および図６を参照すると、前記バッテリモジュール１００は、前記複数の円筒形電池セル１１０を電気的に接続するように構成されたバスバー１２０をさらに含む。前記バスバー１２０は導電性物質を備えてもよい。例えば、前記バスバー１２０は、銅合金、アルミニウム合金、およびニッケル合金のうちの少なくとも１つを備えてもよい。前記バスバー１２０はプレート形状を有することができる。前記バスバー１２０は、一部が少なくとも１回以上折り曲げられた形状を有することができる。

【0080】

また、前記モジュールケース１４１は、外側に前記バスバー１２０を搭載することができる。このとき、前記バスバー１２０と前記モジュールケース１４１との間に第３の接着剤（図示せず）を介在させることができる。例えば、図３および図４に示すように、前記モジュールケース１４１の右側に８つのバスバー１２０を搭載することができる。このとき、８つのバスバー１２０のうち、最上段および最下段のそれぞれに位置するバスバー１２０ａ、１２０ｂは、残りの６つのバスバー１２０とは異なる形態を有してもよい。さらに、最上段および最下段のそれぞれに位置するバスバー１２０は、複数の円筒形電池セル１１０の正極端子１１１または負極端子１１２のみを電気的に接続するように構成されてもよい。残りの６つのバスバー１２０についてはより詳細に後述する。

【0081】

一方、再び図３および図４を参照すると、前記少なくとも２つの接続部材１３０のそれぞれは、導電性物質を備えてもよい。例えば、前記接続部材１３０は、銅合金、アルミニウム合金、およびニッケル合金のうちの少なくとも１つを備えてもよい。前記接続部材１３０は、細長いボディを有してもよい。言い換えれば、前記接続部材１３０は、ボディが細長い帯状またはワイヤ状を有してもよい。前記接続部材１３０は、ボディの延長方向の一方の端部がバスバー１２０と接合されてもよい。前記また、前記接続部材１３０は、一方の端部が前記バスバー１２０の外面に溶接されてもよい。例えば、前記溶接方法は超音波溶接であってもよい。

【0082】

そして、前記接続部材１３０は、他方の端部が前記正極端子１１１及び前記負極端子１１２のいずれか一方に接合されていてもよい。この場合、前記接続部材１３０の他方の端部は、前記正極端子１１１または前記負極端子１１２の外面に溶接されてもよい。例えば、前記溶接方法は超音波溶接であってもよい。

【0083】

また、前記少なくとも２種の接続部材１３０としては、前記負極端子１１２と接続される第１接続部材１３１と、前記正極端子１１１と接続される第２接続部材１３２とを備えていてもよい。例えば、図３に示すように、前記第１接続部材１３１は、一方の端部が前記バスバー１２０と接合され、他方の端部が前記円筒形電池セル１１０の負極端子１１２と接合され得る。前記第２接続部材１３２は、一方の端部が前記バスバー１２０と接合され、他方の端部が前記円筒形電池セル１１０の正極端子１１１と接合され得る。

【0084】

第１接続部材１３１は、長手方向に長いワイヤ状を有することができる。例えば、図３に示すように、前記第１接続部材１３１のワイヤ状の一方の端部は、前記バスバー１２０と接合され得る。前記第１接続部材１３１のワイヤ状の他方の端部は、前記負極端子１１２と接合され得る。前記ワイヤ状は、細径で長手方向に長い形状であるため、第１接続部材１３１は、前記正極端子１１１と比較して、外部に露出した外面が狭い負極端子１１２との接合に最適な形状をしている。

【0085】

第２接続部材１３２は、長手方向に長いストラップ状（帯状）を有してもよい。例えば、図３に示すように、前記第２接続部材１３２のストラップ状の一方の端部は、前記バスバー１２０と接合され得る。前記第２接続部材１３２のストラップ状の他方の端部は、前記正極端子１１１と接合され得る。前記第２接続部材１３２は、平面視長方形のプレート状を有してもよい。前記第２接続部材１３２は、前記正極端子１１１と対向する他方の端部の一面が前記正極端子１１１の外面と接合され得る。前記第２接続部材１３２は、前記バスバー１２０と対向する一方の端部の一面が前記バスバー１２０の外面と接合され得る。

【0086】

したがって、本発明のこの構成によれば、本発明は、バスバー１２０と、前記正極端子１１１及び前記負極端子１１２のうち、接合される端子に応じて接合面積が異なる少なくとも２種の接続部材１３０を含むことにより、前記接続部材１３０と正極端子１１１または前記負極端子１１２との接合面積を最適化することができる。

【0087】

すなわち、従来技術の単一形状の接続部材１３０を用いてバスバー１２０と前記正極端子１１１又は負極端子１１２と接続する構成と比較して、本発明は、少なくとも２種の接続部材１３０が接合される端子の種類に応じて接合面積を異ならせて設定することができる。したがって、本発明は、バッテリモジュール１００が頻繁な振動や衝撃が発生する環境にさらされる自動車などに搭載された場合でも、前記接続部材１３０と正極端子１１１または負極端子１１２との間の接合部の分離を効果的に低減することができる。最終的には、バッテリモジュール１００の耐久性を効果的に向上させることができる。

【0088】

一方、図１を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリパックは、少なくとも１つの前記バッテリモジュール１００および前記バッテリモジュール１００のバスバー１２０と電気的に接続されるＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：バッテリーマネージメントシステム）１６０を含むことができる。ＢＭＳ１６０は、前記複数の電池セルの充放電を制御するための各種回路や素子等を備えることができる。

【0089】

一方、本発明の一実施形態による自動車（図示せず）は、少なくとも１つの前記バッテリモジュール１００および前記バッテリモジュール１００を収容する収容空間を含み得る。例えば、前記自動車は、電気自動車、電気スクーター、電気車椅子、電気バイクなどであり得る。

【0090】

なお、本明細書では上下左右前後などの方向を示す用語を使用しているが、これらの用語は説明の便宜上のものであり、対象となる物体の位置や観察者の位置などによって変わる可能性があることは、本発明の当業者には自明である。

【0091】

以上、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において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様々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】

【0092】

１１０ 円筒形電池セル（電池セル）
１４６ｐ、１４８ｐ 結合部
１４１、１４２ モジュールケース
１５０ 第１接着剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】