特許 7561976 バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車

(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】2024-09-26

(45)【発行日】2024-10-04

(54)【発明の名称】バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6568 20140101AFI20240927BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 50/569 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 50/507 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6568

H01M50/204 401H

H01M10/613

H01M50/569

H01M50/204 401D

H01M50/507

H01M50/249

H01M10/625

H01M10/647

H01M10/6551

H01M50/211

H01M50/284

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023517792

(86)(22)【出願日】2022-06-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-04

(86)【国際出願番号】 KR2022008029

(87)【国際公開番号】W WO2022260409

(87)【国際公開日】2022-12-15

【審査請求日】2023-03-16

(31)【優先権主張番号】10-2021-0074425

(32)【優先日】2021-06-08

(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】ウン－ア・ジュ

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン－キ・ユン

(72)【発明者】

【氏名】ギュンター・タンネンベルガー

(72)【発明者】

【氏名】ヤン・ヤンケ

(72)【発明者】

【氏名】ウーヴェ・ハラストージ

【審査官】田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００２９１９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１００６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０４１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６５６８

Ｈ０１Ｍ ５０／２０４

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ ５０／５６９

Ｈ０１Ｍ ５０／５０７

Ｈ０１Ｍ ５０／２４９

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６４７

Ｈ０１Ｍ １０／６５５１

Ｈ０１Ｍ ５０／２１１

Ｈ０１Ｍ ５０／２８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリーセル及び隣接したバッテリーセル同士の間に介在される冷却フィンを備えるセル積層体アセンブリを含むサブモジュールと、
前記サブモジュールを収容するモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングの長手方向の一側開口部を覆ってインレットを備える前方シーリングプレートと、
前記モジュールハウジングの長手方向の他側開口部を覆ってアウトレットを備える後方シーリングプレートと、
前記バッテリーセルの電圧をセンシングするセンシングアセンブリと、
を含む、バッテリーモジュールであって、
前記冷却フィンは、
互いに隣接したバッテリーセル同士の間に介在されるボディ接触部と、
前記ボディ接触部の上端又は下端のいずれか一方から折り曲げられて前記バッテリーセルのセルウィング部を覆うウィングカバー部と、
を含み、
前記バッテリーモジュールは、
前記モジュールハウジングと前記バッテリーセルのセルウィング部との間に形成された冷却液流路と、
前記ウィングカバー部と前記バッテリーセルのセルウィング部との間に形成される冷却液流路と、をさらに備える、バッテリーモジュール。

【請求項2】

前記センシングアセンブリは、
前記サブモジュールの上端に配置される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項3】

前記センシングアセンブリは、
複数のバッテリーモジュールと電気的に接続され、前記バッテリーセルの長手方向の一端部から他端部まで延在されるセンシングラインを含む、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項4】

前記センシングラインは、
前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在されている、請求項３に記載のバッテリーモジュール。

【請求項5】

前記センシングアセンブリは、
前記センシングライン上に実装される温度センサをさらに含む、請求項３に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記温度センサは、
前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在されている、請求項５に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記サブモジュールは、
前記セル積層体アセンブリの長手方向の一側に結合される前方バスバーフレームアセンブリと、
前記セル積層体アセンブリの長手方向の他側に結合される後方バスバーフレームアセンブリと、
を含む、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記前方バスバーフレームアセンブリ及び後方バスバーフレームアセンブリは、前記モジュールハウジングと前記バッテリーセルのセルウィング部との間及び前記ウィングカバー部と前記バッテリーセルのセルウィング部との間に形成される冷却液流路と対応する位置に形成される複数の冷却液孔を備える、請求項７に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

前記インレットを通って前記モジュールハウジングの内部に流れ込んだ絶縁冷却液は、前記前方バスバーフレームアセンブリに形成された冷却液孔を通過して前記冷却液流路に流入される、請求項８に記載のバッテリーモジュール。

【請求項10】

前記冷却液流路を通過した絶縁冷却液は、前記後方バスバーフレームアセンブリに形成された冷却液孔を通過し、前記アウトレットを通って前記モジュールハウジングの外部に排出される、請求項９に記載のバッテリーモジュール。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む、バッテリーパック。

【請求項12】

請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関し、より具体的には、モジュールハウジング内に流れ込む絶縁冷却液がバッテリーセルのセルウィング部とモジュールハウジングとの間の空間を通って流れながらバッテリーセルを冷却する構造を有するバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関する。
本出願は、２０２１年６月８日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００７４４２５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】

【0002】

冷却水を用いた間接水冷方式を採用するバッテリーモジュールの場合、冷却水がバッテリーセルと直接接触せず、バッテリーセルを収容するモジュールハウジングを通じて間接的に接触するため、その冷却性能に限界がある。また、冷却のための流路を形成するため、別途のヒートシンクなどの冷却装置をモジュールハウジングの外側に備えなければならず、バッテリーモジュールの全体体積が大きくなってエネルギー密度の損失が発生する。

【0003】

このような間接水冷方式の問題を解決するため、冷却のための絶縁冷却液がモジュールハウジング内に直接流れ込んでバッテリーセルと直接接触可能な冷却構造を有するバッテリーモジュールの開発が求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁冷却液がバッテリーモジュールの内部に流れ込んでバッテリーセルと接触することで効率的な冷却を実現可能な構造を有し、またバッテリーモジュールの内部に流れ込んだ冷却液が円滑に流動可能な構造を有するバッテリーモジュールを提供することを目的とする。

【0005】

また、本発明は、バッテリーセルの電圧及び温度をセンシングするために設けられるセンシングライン及び温度センサがバッテリーモジュールの内部に流れる絶縁冷却液によって破損されることを防止し、正確な温度測定も可能にすることを他の目的とする。

【0006】

本発明が解決しようとする技術的課題は上述した課題に限定されず、他の課題は下記の発明の説明から通常の技術者に明らかに理解できるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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モジュールは、複数のバッテリーセル及び隣接したバッテリーセル同士の間に介在される冷却フィンを備えるセル積層体アセンブリを含むサブモジュールと、前記サブモジュールを収容するモジュールハウジングと、前記モジュールハウジングの長手方向の一側開口部を覆ってインレットを備える前方シーリングプレートと、前記モジュールハウジングの長手方向の他側開口部を覆ってアウトレットを備える後方シーリングプレートと、前記バッテリーセルの電圧をセンシングするセンシングアセンブリと、を含む。

【0008】

前記センシングアセンブリは、前記サブモジュールの上端に配置され得る。

【0009】

前記センシングアセンブリは、前記複数のバッテリーモジュールと電気的に接続され、前記バッテリーセルの長手方向の一端部から他端部まで延在されるセンシングラインを含み得る。

【0010】

前記センシングラインは、前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在され得る。

【0011】

前記センシングアセンブリは、前記センシングライン上に実装される温度センサをさらに含み得る。

【0012】

前記温度センサは、前記バッテリーセルのセルボディ部と前記セルボディ部に向かって折り曲げられたセルウィング部との間に介在され得る。

【0013】

前記冷却フィンは、互いに隣接したバッテリーセル同士の間に介在されるボディ接触部と、前記ボディ接触部の上端又は下端のいずれか一方から折り曲げられて前記バッテリーセルのセルウィング部を覆うウィングカバー部と、を含み得る。

【0014】

前記サブモジュールは、前記セル積層体アセンブリの長手方向の一側に結合される前方バスバーフレームアセンブリと、前記セル積層体アセンブリの長手方向の他側に結合される後方バスバーフレームアセンブリと、を含み得る。

【0015】

前記前方バスバーフレームアセンブリ及び後方バスバーフレームアセンブリは、前記モジュールハウジングとバッテリーセルのセルウィング部との間及び前記ウィングカバー部とバッテリーセルのセルウィング部との間に形成される冷却液流路と対応する位置に形成される複数の冷却液孔を備え得る。

【0016】

前記インレットを通って前記モジュールハウジングの内部に流れ込んだ絶縁冷却液は、前記前方バスバーフレームアセンブリに形成された冷却液孔を通過して前記冷却液流路に流入され得る。

【0017】

前記冷却液流路を通過した絶縁冷却液は、前記後方バスバーフレームアセンブリに形成された冷却液孔を通過し、前記アウトレットを通って前記モジュールハウジングの外部に排出され得る。

【0018】

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及び自動車は、本発明によるバッテリーモジュールを含む。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様によれば、絶縁冷却液がバッテリーモジュールの内部に流れ込んでバッテリーセルと接触し、またバッテリーモジュールの内部に流れ込んだ冷却液が円滑に流れることができるため、効率的且つ迅速な冷却が可能になる。

【0020】

また、本発明の一態様によれば、バッテリーセルの電圧及び温度をセンシングするために設けられるセンシングライン及び温度センサがバッテリーモジュールの内部を流れる絶縁冷却液によって破損されることを防止することができ、バッテリーセルの温度を測定する際に絶縁冷却液による影響を最小化して正確な温度測定も可能になる。

【0021】

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】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを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モジュールを示した分解斜視図である。

【図3】図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。

【図4】図１に示されたバッテリーモジュールにおいて、前方エンドプレート及び前方シーリングプレートを除去した状態を示した図である。

【図5】冷却のための絶縁冷却液の流れを示した図である。

【図6】冷却のための絶縁冷却液の流れを示した図である。

【図7】本発明による冷却フィンとバッテリーセルとの結合関係を示した図である。

【図8】本発明による冷却フィンとバッテリーセルとの結合関係を示した図である。

【図9】本発明による冷却フィンを示した斜視図である。

【図10】本発明によるバスバーフレームアセンブリと冷却フィンとの結合構造を示した図である。

【図11】本発明による端子アセンブリの具体的な構造を示した図である。

【図12】本発明による端子アセンブリの具体的な構造を示した図である。

【図13】本発明によるセンシングアセンブリの配置構造を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

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、本明細書及び特許請求の範囲において使われた用語や単語は通常的及び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。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。

【0024】

図１、図２及び図４を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールは、サブモジュール１００、モジュールハウジング２００、前方シーリングプレート３００、後方シーリングプレート４００、及びセンシングアセンブリ８００を含む。前記バッテリーモジュールは、上述した構成要素の他にも前方エンドプレート５００及び／又は後方エンドプレート６００及び／又は一対の端子アセンブリ７００をさらに含み得る。

【0025】

図２～図９を参照すると、前記サブモジュール１００は、セル積層体アセンブリ１１０を含む。前記サブモジュール１００は、セル積層体アセンブリ１１０の他にも前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂを含む。

【0026】

前記セル積層体アセンブリ１１０は、複数のバッテリーセル１１１を含む。前記セル積層体アセンブリ１１０は、その他にも隣接したバッテリーセル１１１同士の間に介在される少なくとも一つの冷却フィン１１２及び／又は隣接したバッテリーセル１１１同士の間に介在される少なくとも一つの緩衝パッド１１３をさらに含んでもよい。前記複数のバッテリーセル１１１は、地面（Ｘ－Ｙ平面に平行な面）にほぼ垂直に起立した形態で積層されて一つのセル積層体アセンブリ１１０を形成する。前記セル積層体アセンブリ１１０が冷却フィン１１２及び／又は緩衝パッド１１３を含む場合、冷却フィン１１２及び／又は緩衝パッド１１３は複数のバッテリーセル１１１と共に地面（Ｘ－Ｙ平面に平行な面）にほぼ垂直に起立した形態で積層されて一つのセル積層体アセンブリ１１０を形成する。

【0027】

前記バッテリーセル１１１としては、長手方向（Ｘ軸方向）に沿って互いに反対方向に引き出される一対の電極リード１１１ａを備えるパウチ型のバッテリーセルが用いられ得る。

【0028】

図７～図９を参照すると、前記冷却フィン１１２は、互いに隣接したバッテリーセル１１１同士の間に介在されるボディ接触部１１２ａ、及びボディ接触部１１２ａの上端又は下端のいずれか一方から折り曲げられてバッテリーセル１１１のセルウィング部Ｗを覆うウィングカバー部１１２ｂを含む。前記冷却フィン１１２は、ウィングカバー部１１２ｂの長手方向（Ｘ軸方向）の両側端部に形成される一対の固定部１１２ｃをさらに含み得る。

【0029】

図７に示されたように前記バッテリーセル１１１がパウチ型である場合、電極組立体（図示せず）が収容される領域をセルボディ部Ｂと定義し、セルボディ部Ｂの周縁に形成されるシーリング領域のうち、バッテリーモジュールの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って長く延在された領域をセルウィング部Ｗと定義し得る。

【0030】

前記ボディ接触部１１２ａは、隣接した一対のバッテリーセル１１１それぞれのセルボディ部Ｂ同士の間に介在され、バッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂと直接接触する。前記ボディ接触部１１２ａは、バッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂから発生する熱を冷却フィン１１２の幅方向、すなわちバッテリーモジュールの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿って素早く伝導してウィングカバー部１１２ｂ側へと移動させる。このようにウィングカバー部１１２ｂ側に伝導された熱は、バッテリーセル１１１のセルウィング部Ｗと冷却フィン１１２のウィングカバー部１１２ｂとの間に形成された冷却液流路Ｐを通って流れる絶縁冷却液によってバッテリーモジュールの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動し、バッテリーモジュールの外部へと排出される。

【0031】

前記ウィングカバー部１１２ｂは、上述したような冷却液流路Ｐを形成することの他にも、外部衝撃が加えられてセル積層体アセンブリ１１０がモジュールハウジング２００内で上下方向（Ｚ軸方向）に動くとき、衝撃を吸収する機能も果たすことができる。前記ウィングカバー部１１２ｂのこのような衝撃吸収機能は、セルウィング部Ｗとセルボディ部Ｂとの間に介在されるセンシングライン８１０及び温度センサ８２０の破損防止に役立つことができる（図１３を参照）。前記センシングライン８１０及び温度センサ８２０を含むセンシングアセンブリ８００について詳しくは後述する。

【0032】

前記固定部１１２ｃは、後述するガイドリブ１２１ｂと対応する形状を有する。前記固定部１１２ｃは、ガイドリブ１２１ｂと結合されることで、冷却フィン１１２を含むセル積層体アセンブリ１１０とバスバーフレームアセンブリ（前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ、後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂ）との間の締結をガイドする。

【0033】

前記緩衝パッド１１３は、隣接したバッテリーセル１１１同士の間に介在されてバッテリーセル１１１のスウェリングによる体積膨張を吸収することができる。

【0034】

前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂはそれぞれ、セル積層体アセンブリ１１０の長手方向（Ｘ軸方向）の一側及び他側に結合されて複数のバッテリーセル１１１同士を電気的に接続する。前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａと後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂとは、前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａは内部端子１２３を備え、後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂは内部端子１２３を備えないという点を除けば、実質的に同じ構造を有する。したがって、前記後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂの具体的な構造についての詳しい説明は省略し、前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａの具体的な構造について集中的に説明する。

【0035】

図４～図１０を参照すると、前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａは、バスバーフレーム１２１及び複数のバスバー１２２を含む。前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａは、上述した構成要素の他にも、一対の内部端子１２３をさらに含み得る。前記バスバーフレーム１２１は、セル積層体アセンブリ１１０の長手方向（Ｘ軸方向）の一側を覆う。

【0036】

前記バスバーフレーム１２１は、複数の冷却液孔１２１ａを備える。前記冷却液孔１２１ａは、前方シーリングプレート３００に設けられたインレットＰ１を通ってモジュールハウジング２００の内部に流れ込んだ絶縁冷却液がバスバーフレーム１２１を通過してセル積層体アセンブリ１１０側へと流れる通路として機能する。

【0037】

図７及び図８に示されたように、冷却液流路Ｐはモジュールハウジング２００とセルウィング部Ｗとの間に形成される。本発明のセル積層体アセンブリ１１０が冷却フィン１１２を備える場合、冷却液流路Ｐは、モジュールハウジング２００とセルウィング部Ｗとの間の他に、ウィングカバー部１１２ｂとセルウィング部Ｗとの間にも形成され得る。これにより、絶縁冷却液の円滑な供給及び排出のために、前記冷却液孔１２１ａは、モジュールハウジング２００とセルウィング部Ｗとの間に形成され得る。また、冷却液孔１２１ａは、ウィングカバー部１１２ｂとセルウィング部Ｗとの間に形成される冷却液流路Ｐと対応する位置にも形成され得る。

【0038】

前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａに形成された冷却液孔１２１ａからセル積層体アセンブリ１１０側に流入された絶縁冷却液は、矢印（図５及び図６を参照）に沿って冷却液流路Ｐを通って後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂ側へと移動する。前記後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂ側に移動した絶縁冷却液は、後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂに形成された冷却液孔１２１ａを通って後方シーリングプレート４００側に流れ込み、後方シーリングプレート４００に設けられたアウトレットＰ２を通ってバッテリーモジュールの外部へと排出される。この過程で前記絶縁冷却液は、バッテリーセル１１１の電極リード１１１ａ及びセルウィング部Ｗと直接接触してバッテリーセル１１１を冷却する。

【0039】

前記バスバー１２２は、バスバーフレーム１２１上に固定され、バスバーフレーム１２１に形成されたリードスリットを通って引き出された電極リード１１１ａと結合されて複数のバッテリーセル１１１を電気的に接続する。

【0040】

前記内部端子１２３は、バスバーフレーム１２１上に固定され、セル積層体アセンブリ１１０に設けられたバッテリーセル１１１のうち最外郭に位置したバッテリーセル１１１の電極リード１１１ａと結合される。前記内部端子１２３は高電位端子として機能する。前記バスバーフレーム１２１の長手方向（Ｙ軸方向）の一側に位置する内部端子１２３は正極高電位端子として機能し、バスバーフレーム１２１の長手方向の他側に位置する内部端子１２３は負極高電位端子として機能する。前記内部端子１２３は、後述する外部端子７１０（図１１及び図１２を参照）と電気的に接続される。

【0041】

一方、図５～図１０を参照すると、前記前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａのバスバーフレーム１２１及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂのバスバーフレーム１２１は、上端及び下端に長手方向（Ｙ軸方向）に沿って形成された複数のガイドリブ１２１ｂを備える。前記ガイドリブ１２１ｂは、セル積層体アセンブリ１１０に向かう方向に延在された形態を有する。前記ガイドリブ１２１ｂは、冷却フィン１１２の固定部１１２ｃと対応する位置に形成される。

【0042】

上述したように、前記冷却フィン１１２のウィングカバー部１１２ｂの長手方向（Ｘ軸方向）の両側端部には、ガイドリブ１２１ｂと対応する形状を有する固定部１１２ｃが形成される。前記ガイドリブ１２１ｂ及び固定部１１２ｃにより、冷却フィン１１２は上下方向（Ｚ軸方向）及び長手方向（Ｘ軸方向）における動きが制限される。これにより、セル積層体アセンブリ１１０に前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂを結合するとき、結合位置をガイドすることができ、組み立ての便宜性が増大される。

【0043】

図１～図６を参照すると、前記モジュールハウジング２００は、セル積層体アセンブリ１１０、前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａ、及び後方バスバーフレームアセンブリ１２０Ｂを含むサブモジュール１００を収容する。前記モジュールハウジング２００は、長手方向（Ｘ軸方向）の一側及び他側が開放された形態を有する。

【0044】

図５、図６、図１１及び図１２を参照すると、前記前方シーリングプレート３００は、モジュールハウジング２００の長手方向（Ｘ軸方向）の一側に形成された開口部を覆う。前記前方シーリングプレート３００は、絶縁冷却液の流入のための冷却液インレット（インレット）Ｐ１を備える。絶縁冷却液の漏出を防止するため、前方シーリングプレート３００の周縁面とモジュールハウジング２００の内側面との間にはガスケットＧが介在され得る（図１２を参照）。

【0045】

前記前方シーリングプレート３００は、前方バスバーフレームアセンブリ１２０Ａに設けられた内部端子１２３と後述する外部端子７１０との間の電気的接続のための部品が通過可能な一対の端子孔３００ａを備える。前記端子孔３００ａは、内部端子１２３と対応する位置に形成される。

【0046】

図６を参照すると、前記後方シーリングプレート４００は、モジュールハウジング２００の長手方向（Ｘ軸方向）の他側開口部を覆い、絶縁冷却液の排出のための冷却液アウトレット（アウトレット）Ｐ２を備える。前記前方シーリングプレート３００の場合と同様に、絶縁冷却液の漏出を防止するため、後方シーリングプレート４００の周縁面とモジュールハウジング２００の内側面との間にはガスケットＧが介在され得る。

【0047】

前記前方シーリングプレート３００及び後方シーリングプレート４００は、電気絶縁のために絶縁性樹脂からなり得る。

【0048】

図１１及び図１２を参照すると、前記端子アセンブリ７００は、前方シーリングプレート３００の外側に位置する外部端子７１０、及び外部端子７１０とバッテリーセル１１１との間を電気的に接続するスタッド７２０を含む。前記スタッド７２０は内部端子１２３に固定される。前記スタッド７２０は、内部端子１２３を貫通して押し込み方式によって内部端子１２３に固定され得る。前記内部端子１２３に固定されたスタッド７２０は、前方シーリングプレート３００に形成された端子孔３００ａを通って外部に引き出されて外部端子７１０と結合される。

【0049】

前記端子アセンブリ７００は、前方シーリングプレート３００に形成された端子孔３００ａに挿入される環状の端子スペーサ７３０をさらに含み得る。前記端子スペーサ７３０は金属材質からなり得る。前記端子スペーサ７３０が備えられる場合、スタッド７２０は端子スペーサ７３０を貫通するようになる。

【0050】

前記端子アセンブリ７００は、外部端子７１０をスタッド７２０に締結するための締結ナット７４０をさらに含み得る。前記締結ナット７４０は、端子スペーサ７３０及び外部端子７１０の締結部７１２を貫通したスタッド７２０に締結されることで、外部端子７１０の締結部７１２を端子スペーサ７３０に密着固定させる。これにより、前記内部端子１２３と外部端子７１０とが端子スペーサ７３０を通じて互いに電気的に接続される。

【0051】

前記端子アセンブリ７００は、端子スペーサ７３０の外周面を覆って、前方シーリングプレート３００の内側面と内部端子１２３との間に介在される第１のＯリング７５０をさらに含み得る。図１１及び図１２を参照すると、前記第１のＯリング７５０は、前方シーリングプレート３００とバスバーフレーム１２１との間の空間に流れ込んだ絶縁冷却液が端子孔３００ａの内側面と端子スペーサ７３０との間の空間から前方シーリングプレート３００の外側に漏れることを防止する。

【0052】

また、前記端子アセンブリ７００は、内部端子１２３に押し込まれて内部端子１２３とバスバーフレーム１２１との間の空間に露出したスタッド７２０の外周に位置し、内部端子１２３とバスバーフレーム１２１との間に介在される第２のＯリング７６０をさらに含み得る。前記第２のＯリング７６０は、前方シーリングプレート３００とバスバーフレーム１２１との間の空間に流れ込んだ絶縁冷却液が内部端子１２３とスタッド７２０との間の空間及び端子スペーサ７３０の内側面とスタッド７２０との間の空間から前方シーリングプレート３００の外側に漏れることを防止する。

【0053】

図１、図２、図５及び図６を参照すると、前記前方エンドプレート５００は、前方シーリングプレート３００を覆ってモジュールハウジング２００に固定される。前記後方エンドプレート６００は、後方シーリングプレート４００を覆ってモジュールハウジング２００に固定される。

【0054】

前記前方エンドプレート５００は、外部端子７１０の連結部７１１を前方エンドプレート５００の外側に露出させる端子露出部５００ａ、及び冷却液インレット（インレット）Ｐ１を前方エンドプレート５００の外側に露出させるインレット露出部５００ｂを備える。前記後方エンドプレート６００は、冷却液アウトレット（アウトレット）Ｐ２を後方エンドプレート６００の外側に露出させるアウトレット露出部６００ｂを備える。

【0055】

本発明によるバッテリーモジュールに前方エンドプレート５００及び後方エンドプレート６００が適用される場合、前方エンドプレート５００とモジュールハウジング２００との結合部位、そして後方エンドプレート６００とモジュールハウジング２００との結合部位には、絶縁冷却液の漏れを防止するためのガスケットが適用され得る。

【0056】

図４、図７及び図１３を参照すると、前記センシングアセンブリ８００は、サブモジュール１００の上端に配置されてバッテリーセル１１１の電圧をセンシングする。前記センシングアセンブリ８００は、複数のバッテリーセル１１１と電気的に接続され、バッテリーセル１１１の長手方向（Ｘ軸方向）の一端部から他端部まで延在されるセンシングライン８１０を含む。前記センシングライン８１０は、セル積層体アセンブリ１１０の長手方向（Ｘ軸方向）の一側及び他側においてバッテリーセル１１１と電気的に接続される。このようなセンシングライン８１０とバッテリーセル１１１との間の電気的接続は、センシングライン８１０がバスバー１２２に結合されることで具現され得る。但し、本発明はこれに限定されず、前記センシングライン８１０がバッテリーセル１１１の電極リード１１１ａと直接結合されてもよい。

【0057】

前記センシングライン８１０は、パウチ型のバッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂとセルボディ部Ｂに向かって折り曲げられたセルウィング部Ｗとの間に介在され得る。これは、バッテリーモジュールの内部を流れる絶縁冷却液によってセンシングライン８１０が損傷されることを防止するためである。

【0058】

前記センシングアセンブリ８００は、電圧のセンシングの他にも、バッテリーセル１１１の温度をセンシングする機能をさらに行い得る。そのため、前記センシングアセンブリ８００は、センシングライン８１０上に実装される少なくとも一つの温度センサ８２０をさらに含み得る。前記温度センサ８２０は、発熱量が大きい電極リード１１１ａに隣接するように配置され得る。前記温度センサ８２０は、センシングライン８１０と同様に、バッテリーセル１１１のセルボディ部Ｂとセルボディ部Ｂに向かって折り曲げられたセルウィング部Ｗとの間に介在され得る。これは、バッテリーモジュールの内部を流れる絶縁冷却液によって温度センサ８２０が損傷されることを防止するためである。また、これは、温度センサ８２０と絶縁冷却液との接触を防止するか又は最小化することで、バッテリーセル１１１の温度を正確にセンシングするためである。一方、前記センシングライン８１０及び温度センサ８２０は、セルウィング部Ｗによって覆われた状態で、冷却フィン１１２のウィングカバー部１１２ｂによってさらに覆われてもよい。

【0059】

前記センシングアセンブリ８００は、センシングライン８１０の他にもセンシングライン８１０と電気的に接続されるプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）８３０をさらに含み得る。前記プリント回路基板８３０は、バスバーフレーム１２１上に固定され得る。前記プリント回路基板８３０上にはコネクタアセンブリ（図示せず）が実装され得、このようなコネクタアセンブリを通じてＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：バッテリー管理システム）（図示せず）のような制御装置が接続され得る。この場合、前記ＢＭＳは、バッテリーセル１１１の電圧、温度などに関する情報を測定及び／又は受信し、これを参照してバッテリーモジュールの充放電を制御することができる。

【0060】

本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、上述したようなバッテリーモジュールを少なくとも一つ含む。前記バッテリーパックは、少なくとも一つのバッテリーモジュールとともに、パックハウジング及び／又はＢＭＳなどの部品をさらに含み得る。前記バッテリーモジュールは、前方エンドプレート５００及び／又は後方エンドプレート６００に形成された締結孔Ｈを通じてパックハウジングに締結され得る。すなわち、前記締結孔Ｈは、パックハウジングとバッテリーモジュールとの締結のためのボルトなどの締結手段が挿入される空間を提供し得る。一方、前記バッテリーパックが複数のバッテリーモジュールを含む場合、複数のバッテリーモジュール同士の締結が前方エンドプレート５００及び／又は後方エンドプレート６００に形成された締結孔Ｈを通じて行われてもよい。

【0061】

本発明の一実施形態による自動車は、上述したようなバッテリーモジュール及び／又はバッテリーパックを少なくとも一つ含む。本発明の一実施形態による自動車は、例えば、本発明のバッテリーモジュール及び／又はバッテリーパックから電力の供給を受けて動作するハイブリッド自動車又は電気自動車であり得る。

【0062】

以上のように、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、本発明はこれに限定されるものではなく、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】

【0063】

１００：サブモジュール
１１０：セル積層体アセンブリ
１１１：バッテリーセル
１１１ａ：電極リード
１１２：冷却フィン
１１２ａ：ボディ接触部
１１２ｂ：ウィングカバー部
１１２ｃ：固定部
１１３：緩衝パッド
Ｐ：冷却液流路
１２０Ａ：前方バスバーフレームアセンブリ
１２０Ｂ：後方バスバーフレームアセンブリ
１２１：バスバーフレーム
１２１ａ：冷却液孔
１２１ｂ：ガイドリブ
１２２：バスバー
１２３：内部端子
２００：モジュールハウジング
３００：前方シーリングプレート
３００ａ：端子孔
Ｐ１：インレット（ｉｎｌｅｔ）
Ｇ：ガスケット
４００：後方シーリングプレート
Ｐ２：アウトレット（ｏｕｔｌｅｔ）
５００：前方エンドプレート
５００ａ：端子露出部
５００ｂ：インレット露出部
６００：後方エンドプレート
６００ｂ：アウトレット露出部
７００：端子アセンブリ
７１０：外部端子
７１１：連結部
７１２：締結部
７２０：スタッド
７３０：端子スペーサ
７４０：締結ナット
７５０：第１のＯリング
７６０：第２のＯリング
８００：センシングアセンブリ
８１０：センシングライン
８２０：温度センサ
８３０：プリント回路基板

【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】