特許 7566043 スウェリング吸収可能な構造を有するバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、並びに自動車

(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】2024-10-03

(45)【発行日】2024-10-11

(54)【発明の名称】スウェリング吸収可能な構造を有するバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、並びに自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/262 20210101AFI20241004BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20241004BHJP

   H01M 50/264 20210101ALI20241004BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

H01M50/262 S

H01M50/211

H01M50/264

H01M50/249

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022572783

(86)(22)【出願日】2021-12-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-06

(86)【国際出願番号】 KR2021019893

(87)【国際公開番号】W WO2022145909

(87)【国際公開日】2022-07-07

【審査請求日】2022-11-25

(31)【優先権主張番号】10-2020-0186475

(32)【優先日】2020-12-29

(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】ドン－ウク・キム

(72)【発明者】

【氏名】ジェ－ヨン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ギ－ユン・チェ

【審査官】渡部 朋也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０４２６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１８７３１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１６６９７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－０１２３７６２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリーセルを含むセル積層体と、
前記セル積層体の上面及び下面を各々カバーする上部エンドプレート及び下部エンドプレートと、
前記上部エンドプレートの上に位置し、前記上部エンドプレートの長手方向における一側及び他側から中心部に向かって各々延びる第１上部補強プレート及び第２上部補強プレートと、
前記下部エンドプレートの上に位置し、前記下部エンドプレートの長手方向における一側及び他側から中心部に向かって各々延びる第１下部補強プレート及び第２下部補強プレートと、
前記セル積層体の長手方向における一側に位置し、前記第１上部補強プレート、上部エンドプレート、下部エンドプレート及び第１下部補強プレートを貫通する第１締結ボルトと、
前記セル積層体の長手方向における他側に位置し、前記第２上部補強プレート、上部エンドプレート、下部エンドプレート及び第２下部補強プレートを貫通する第２締結ボルトと、
を含む、バッテリーモジュール。

【請求項2】

前記第１上部補強プレート及び第２上部補強プレートは、互いに向かって延びた形態を有し、かつ互いに離隔し、
前記第１下部補強プレート及び第２下部補強プレートは、互いに向かって延びた形態を有し、かつ互いに離隔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3】

前記第１締結ボルト及び前記第２締結ボルトは、前記バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリーモジュール。

【請求項4】

前記第１上部補強プレート及び前記第１下部補強プレートは、前記バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられ、
前記第２上部補強プレート及び前記第２下部補強プレートは、前記バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。

【請求項5】

前記第１上部補強プレート及び前記第１下部補強プレートは、各々一対の前記第１締結ボルトによって上部エンドプレート及び下部エンドプレートに締結され、
前記第２上部補強プレート及び前記第２下部補強プレートは、各々一対の前記第２締結ボルトによって前記上部エンドプレート及び前記下部エンドプレートに締結されることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記第１締結ボルト及び前記第２締結ボルトは各々、互いに離隔した上部ボルト及び下部ボルトを含み、
前記バッテリーモジュールは、前記上部ボルトと前記下部ボルトとを連結する圧力緩和カプラーをさらに含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記圧力緩和カプラーは、
前記上部ボルトに結合する第１メインヒンジと、
前記下部ボルトに結合する第２メインヒンジと、
前記第１メインヒンジと第２メインヒンジとの間に締結される第１連結バーと、
を含むことを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記圧力緩和カプラーは、前記第１連結バーを中心にして一側及び他側に備えられ、前記第１メインヒンジ及び第２メインヒンジに各ヒンジ結合する一対の第１サブ連結バーアセンブリーをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

前記第１サブ連結バーアセンブリーは、
前記第１メインヒンジ及び第２メインヒンジに各々ヒンジ結合する一対の第１サブ連結バーと、
前記一対の第１サブ連結バーの間にヒンジ結合する第１サブヒンジと、
を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。

【請求項10】

前記一対の第１サブ連結バーの長さの和は、前記第１連結バーの長さよりも長いことを特徴とする、請求項８又は９に記載のバッテリーモジュール。

【請求項11】

前記圧力緩和カプラーは、前記第１連結バーを中心にして一側及び他側に備えられ、前記第１サブ連結バーアセンブリーよりも外側に位置し、前記第１メインヒンジ及び前記第２メインヒンジに各々ヒンジ結合する一対の第２サブ連結バーアセンブリーをさらに含むことを特徴とする、請求項８～１０のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。

【請求項12】

前記第２サブ連結バーアセンブリーは、
前記第１メインヒンジ及び第２メインヒンジに各々ヒンジ結合する一対の第２サブ連結バーと、
前記一対の第２サブ連結バーの間にヒンジ結合する第２サブヒンジと、
を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項13】

前記一対の第２サブ連結バーの長さの和は、前記一対の第１サブ連結バーの長さの和よりも長いことを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリーモジュール。

【請求項14】

請求項１から１３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15】

請求項１から１３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、スウェリングを吸収でき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し、エンドプレートの厚さを増加することなくエンドプレートの耐反り性を向上させてバッテリーセルのスウェリングを効果的に吸収可能な構造を有するバッテリーモジュールに関する。

【0002】

本出願は、２０２０年１２月２９日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１８６４７５号に基づく優先権を主張し、該当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】

図１に示したような従来のバッテリーモジュールは、バッテリーセル１及びスウェリング吸収パッド２を含むセル積層体３の積層方向における両側にエンドプレート４が配置され、一対のエンドプレート４は、締結ボルト５によって固定された構造を有する。

【0004】

このようなバッテリーモジュール構造においては、エンドプレート４がバッテリーセル１のスウェリングによる変形を拘束する。スウェリング吸収パッド２は、バッテリーセル１のスウェリングによる変形を一次的に吸収するように、隣接するバッテリーセル１の間及び／またはセル積層体３の最外郭に配置される。

【0005】

また、スウェリング吸収パッド２が吸収可能な水準を超えるスウェリングが発生する場合には、エンドプレート４によってバッテリーセル１の体積膨張が制限され、エンドプレート４がスウェリングを拘束しすぎないようにエンドプレート４が適切な剛性を有しなければならない。このために、反復される充放電によるバッテリーセル１のスウェリング特性試験を行い、この結果に基づいてバッテリーモジュールの構造的損傷が発生しないように検証過程を経なければならない。

【0006】

なお、充放電サイクルの回数が増加するにつれ、モジュールに加えられるスウェリングフォース（ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）が次第に増加し、これによってバッテリーセル１の性能が低下し、寿命も短縮され得る。バッテリーセル１において局部的にスウェリングフォースが大きく作用する場合、バッテリーセル１の内部の分離膜が部分的に圧縮されてバッテリーセル１の性能が低下し得る。一方、加圧力が弱すぎる場合には、バッテリーセル１の内部のガス生成などによる問題が発生し得る。

【0007】

従来のバッテリーモジュール構造において、軽量化のためにエンドプレート４の厚さを減少させる場合、エンドプレート４が有する曲げ剛性が足りなくなり、スウェリングフォースによってバッテリーセル１の中心部に対応するエンドプレート４の部分に反り変形が集中的に発生するようになる。エンドプレート４のこのような部分的な変形によってセル積層体３を構成する複数のバッテリーセル１に対する加圧偏差及び一つのバッテリーセル１内で位置による加圧偏差が増加するようになり、これはバッテリーモジュールの性能低下につながる。

【0008】

そこで、バッテリーセル１のスウェリング発生時、セル積層体３に全体的に均一な力が加えられるようにするバッテリーモジュール構造の開発が求められる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エンドプレートの厚さを増加させることなく、スウェリングによるエンドプレートの反り変形量を減少させてバッテリーセルに加えられる圧力を均一にすることを目的とする。

【0010】

また、本発明は、エンドプレートの反り変形量の減少によってバッテリーセルに加えられる圧力が余り大きくなることを防止することを他の目的とする。

【0011】

但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記の課題を解決するための本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルを含むセル積層体と、前記セル積層体の上面及び下面を各々カバーする上部エンドプレート及び下部エンドプレートと、前記上部エンドプレートの上に位置し、前記上部エンドプレートの長手方向における一側及び他側から中心部に向かって各々延びる第１上部補強プレート及び第２上部補強プレートと、前記下部エンドプレートの上に位置し、前記下部エンドプレートの長手方向における一側及び他側から中心部に向かって各々延びる第１下部補強プレート及び第２下部補強プレートと、前記セル積層体の長手方向における一側に位置し、前記第１上部補強プレート、上部エンドプレート、下部エンドプレート及び第１下部補強プレートを貫通する第１締結ボルトと、前記セル積層体の長手方向における他側に位置し、前記第２上部補強プレート、上部エンドプレート、下部エンドプレート及び第２下部補強プレートを貫通する第２締結ボルトと、を含む。

【0013】

前記第１上部補強プレート及び第２上部補強プレートは、互いに向かって延びた形態を有し、かつ互いに離隔し、前記第１下部補強プレート及び第２下部補強プレートは、互いに向かって延びた形態を有し、かつ互いに離隔し得る。

【0014】

前記第１締結ボルト及び第２締結ボルトは、前記バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられ得る。

【0015】

前記第１上部補強プレート及び第１下部補強プレートは、前記バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられ、前記第２上部補強プレート及び第２下部補強プレートは、前記バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられ得る。

【0016】

前記第１上部補強プレート及び第１下部補強プレートは、各々一対の第１締結ボルトによって前記上部エンドプレート及び下部エンドプレートに締結され、前記第２上部補強プレート及び第２下部補強プレートは、各々一対の第２締結ボルトによって前記上部エンドプレート及び下部エンドプレートに締結され得る。

【0017】

前記第１締結ボルト及び第２締結ボルトは各々、互いに離隔した上部ボルト及び下部ボルトを含み、前記バッテリーモジュールは、前記上部ボルトと下部ボルトとを連結する圧力緩和カプラーをさらに含み得る。

【0018】

前記圧力緩和カプラーは、前記上部ボルトに結合する第１メインヒンジと、前記下部ボルトに結合する第２メインヒンジと、前記第１メインヒンジと第２メインヒンジとの間に締結される第１連結バーと、を含み得る。

【0019】

前記圧力緩和カプラーは、前記第１連結バーを中心にして一側及び他側に備えられ、前記第１メインヒンジ及び第２メインヒンジに各ヒンジ結合する一対の第１サブ連結バーアセンブリーをさらに含み得る。

【0020】

前記第１サブ連結バーアセンブリーは、前記第１メインヒンジ及び第２メインヒンジに各々ヒンジ結合する一対の第１サブ連結バーと、前記一対の第１サブ連結バーの間にヒンジ結合する第１サブヒンジと、を含み得る。

【0021】

前記一対の第１サブ連結バーの長さの和は、前記第１連結バーの長さよりも長く形成され得る。

【0022】

前記圧力緩和カプラーは、前記第１連結バーを中心にして一側及び他側に備えられ、前記第１サブ連結バーアセンブリーよりも外側に位置し、前記第１メインヒンジ及び第２メインヒンジに各々ヒンジ結合する一対の第２サブ連結バーアセンブリーをさらに含み得る。

【0023】

前記第２サブ連結バーアセンブリーは、前記第１メインヒンジ及び第２メインヒンジに各々ヒンジ結合する一対の第２サブ連結バーと、前記一対の第２サブ連結バーの間にヒンジ結合する第２サブヒンジと、を含み得る。

【0024】

前記一対の第２サブ連結バーの長さの和は、前記一対の第１サブ連結バーの長さの和よりも長く形成され得る。

【0025】

なお、本発明の一実施例によるバッテリーパック及び自動車は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを含む。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一面によれば、エンドプレートの厚さを増加させることなくスウェリングによるエンドプレートの反り変形量を減少させて、バッテリーセルに加えられる圧力を均一にすることができる。

【0027】

また、本発明の他面によれば、エンドプレートの反り変形量が減少することによってバッテリーセルに加えられる圧力が余りに大きくなることを防止することができる。

【0028】

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例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】

【0029】

【図1】従来のバッテリーモジュールを示す図である。

【図2】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを示す側面図である。

【図3】図２に示したバッテリーモジュールを示す平面図である

【図4】図２に示したバッテリーモジュールを示す平面図である。

【図5】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールを示す側面図である。

【図6】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールに適用される圧力緩和カプラーを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。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。したがって、本明細書に記載された実施例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例に過ぎず、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。

【0031】

図２を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、セル積層体１０、エンドプレート２０、補強プレート４０及び締結ボルト３０を含む。

【0032】

前記セル積層体１０は、複数のバッテリーセル１１を含む。前記バッテリーセル１１は、例えば、パウチ型のバッテリーセルであり得る。図示していないが、前記バッテリーセル１１は、バッテリーセル１１の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）に沿ってバッテリーセル１１の外側へ延びる一対の電極リード（図示せず）を備える。前記一対の電極リードは、互いに同じ方向または互いに反対方向に引き出され得る。前記複数のバッテリーセル１１は、上下方向（Ｚ軸に平行な方向）に沿って積層される。

【0033】

前記セル積層体１０は、互いに隣接するバッテリーセル１１の間及び／またはセル積層体１０の積層方向（Ｚ軸に平行な方向）における最外郭に配置されるスウェリング吸収パッド１２をさらに含み得る。前記スウェリング吸収パッド１２は、反復的な充放電によるバッテリーセル１１のスウェリング発生時に圧縮され、バッテリーセル１１の体積膨張を吸収できる。

【0034】

前記エンドプレート２０は、セル積層体１０の上面をカバーする上部エンドプレート２１と、セル積層体１０の下面をカバーする下部エンドプレート２２と、を含む。前記上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２は、互いに対応する面積を有する。上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２は、締結ボルト３０による締結が容易になるようにセル積層体１０よりも大きい面積を有する。

【0035】

前記上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２は、セル積層体１０を外部衝撃から保護し、スウェリングによる体積膨張を抑制できるように十分な剛性を有する。前記上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２は、このような機能を考慮して金属材質からなり得る。

【0036】

前記補強プレート４０は、上部エンドプレート２１の上に位置する第１上部補強プレート４１及び第２上部補強プレート４２を含み、下部エンドプレート２２の上に位置する第１下部補強プレート４３及び第２下部補強プレート４４を含む。

【0037】

前記第１上部補強プレート４１は、上部エンドプレート２１の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）の一側から中心部に向かって延びた形態を有する。前記第２上部補強プレート４２は、上部エンドプレート２１の長手方向における他側から中心部に向かって延びた形態を有する。前記第１上部補強プレート４１及び第２上部補強プレート４２は、互いに向かって延びた形態を有し、互いに離隔する。

【0038】

前記第１下部補強プレート４３は、下部エンドプレート２２の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）の一側から中心部に向かって延びた形態を有する。前記第２下部補強プレート４４は、下部エンドプレート２２の長手方向における他側から中心部に向かって延びた形態を有する。前記第１下部補強プレート４３及び第２下部補強プレート４４は、互いに向かって延びた形態を有し、互いに離隔する。

【0039】

前記バッテリーセル１１のスウェリング発生時、体積膨張が集中的に起こる領域は、バッテリーセル１１の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）における中心部である。前記上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２は、その長さ方向（Ｘ軸に平行な方向）の中心部に集中的な圧力を受けるようになる。

【0040】

前記第１上部補強プレート４１及び第２上部補強プレート４２は、部分的に上部エンドプレート２１の剛性を補強し、これによってスウェリング圧力による上部エンドプレート２１の変形率が減少する。同様に、前記第１下部補強プレート４３及び第２下部補強プレート４４は、部分的に下部エンドプレート２２の剛性を補強し、これによってスウェリング圧力による下部エンドプレート２２の変形率が減少する。

【0041】

前記第１上部補強プレート４１及び第２上部補強プレート４２は、上部エンドプレート２１を部分的に補強するものであるため、バッテリーモジュールの重量を大きく増加させないながらも効果的に上部エンドプレート２１の曲げ剛性を補強できる。また、前記第１上部補強プレート４１及び第２上部補強プレート４２は互いに連結されておらず、離隔しているため、スウェリングによる体積膨張を抑制しすぎることが防止できる。同様に、前記第１下部補強プレート４３及び第２下部補強プレート４４は、下部エンドプレート２２を部分的に補強するものであるため、バッテリーモジュールの重量を大きく増加させないながらも効果的に下部エンドプレート２２の曲げ剛性を補強できる。また、前記第１下部補強プレート４３及び第２下部補強プレート４４は、互いに連結されておらず、離隔しているため、スウェリングによる体積膨張を抑制しすぎることが防止できる。

【0042】

前記締結ボルト３０は、セル積層体１０の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）の一側に位置する第１締結ボルト３１と、セル積層体１０の長手方向における他側に位置する第２締結ボルト３２と、を含む。

【0043】

前記第１締結ボルト３１は、第１上部補強プレート４１、上部エンドプレート２１、下部エンドプレート２２及び第１下部補強プレート４３の各々の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）における一側端部を貫通する。前記第１締結ボルト３１によって、上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２は、セル積層体１０に密着して固定される。前記第１締結ボルト３１によって、第１上部補強プレート４１及び第１下部補強プレート４３は各々、上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２に密着して固定される。

【0044】

前記第２締結ボルト３２は、第２上部補強プレート４２、上部エンドプレート２１、下部エンドプレート２２及び第２下部補強プレート４４の各々の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）における他側端部を貫通する。前記第２締結ボルト３２によって、上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２は、セル積層体１０に密着して固定される。前記第２締結ボルト３２によって、第２上部補強プレート４２及び第２下部補強プレート４４は各々、上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２に密着して固定される。

【0045】

図２及び図３を参照すると、前記第１締結ボルト３１及び第２締結ボルト３２は、バッテリーモジュールの幅方向（Ｙ軸に平行な方向）に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられ得る。この場合、前記第１上部補強プレート４１及び第１下部補強プレート４３は、バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられ得る。同様に、前記第２上部補強プレート４２及び第２下部補強プレート４４は、バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部及び他側端部に各々一対ずつ備えられ得る。

【0046】

図２及び図４を参照すると、図３に示したこととは異なり、前記第１上部補強プレート４１及び第１下部補強プレート４３は、バッテリーモジュールの長手方向における一側端部に一つずつ備えられ得る。この場合、前記第１上部補強プレート４１及び第１下部補強プレート４３は各々、バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部から他側端部に向かって延びた形態を有し、一対の第１締結ボルト３１によって上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２に締結される。

【0047】

同様に、前記第２上部補強プレート４２及び第２下部補強プレート４４は、バッテリーモジュールの長手方向における他側端部に一つずつ備えられ得る。この場合、前記第２上部補強プレート４２及び第２下部補強プレート４４は各々、バッテリーモジュールの幅方向に沿って一側端部から他側端部に向かって延びた形態を有し、一対の第２締結ボルト３２によって上部エンドプレート２１及び下部エンドプレート２２に締結される。

【0048】

図５及び図６を参照すると、前記第１締結ボルト３１及び第２締結ボルト３２は各々、互いに離隔した上部ボルト３０ａ及び下部ボルト３０ｂを含み得る。この場合、前記バッテリーモジュールは、上部ボルト３０ａと下部ボルト３０ｂとを連結する圧力緩和カプラー５０をさらに含み得る。

【0049】

前記圧力緩和カプラー５０は、上部ボルト３０ａに結合する第１メインヒンジ５１と、下部ボルト３０ｂに結合する第２メインヒンジ５２と、第１メインヒンジ５１と第２メインヒンジ５２との間に締結される第１連結バー５３と、を含む。前記第１連結バー５３は、補強プレート４０を適用することで曲げ剛性が強化したエンドプレート２０によってバッテリーセル１１に加えられる圧力が増加しすぎることを防止する。

【0050】

このような機能の果たすために、前記第１連結バー５３は、締結ボルト３０を構成する上部ボルト３０ａ及び下部ボルト３０ｂよりも薄い厚さを有するバー（ｂａｒ）形状を有する。前記上部ボルト３０ａ及び下部ボルト３０ｂと第１連結バー５３は、いずれも金属材質からなり、相対的に厚い厚さを有する上部ボルト３０ａ及び下部ボルト３０ｂは、スウェリングによる圧力によってエンドプレート２０が上下方向（Ｚ軸に平行な方向）へ力を受けてもほとんど延伸が起こらない。これに対し、相対的に薄い厚さを有する第１連結バー５３は、エンドプレート２０に大きい力が加えられる場合、一定の長さが延伸しながらセル積層体１０に加えられる圧力を緩和し得る。前記セル積層体１０に加えられる圧力が余りに高くなる場合、バッテリーセル１１の内部の分離膜の気孔が閉塞することがあり、これによってバッテリーセル１１の性能低下が発生し得る。前記圧力緩和カプラー５０は、このようなバッテリーセル１１の性能低下を防止するために適用される構成要素である。

【0051】

一方、前記圧力緩和カプラー５０は、第１連結バー５３を中心にして一側及び他側に各々備えられ、第１メインヒンジ５１及び第２メインヒンジ５２に各々結合する少なくとも一対の第１サブ連結バーアセンブリー５４をさらに含み得る。

【0052】

前記第１サブ連結バーアセンブリー５４は、第１メインヒンジ５１及び第２メインヒンジ５２に各々ヒンジ結合する一対の第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂと、一対の第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂの間にヒンジ結合する第１サブヒンジ５４ｃと、を含む。

【0053】

前記一対の第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂは金属材質からなり、上部ボルト３０ａ及び下部ボルト３０ｂよりも薄い厚さを有する。前記一対の第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂの長さの和は、第１連結バー５３の長さよりも長く形成される。これによって、スウェリング圧力の増加によって第１連結バー５３が延伸することで第１サブヒンジ５４ｃは図６の矢印方向に沿って第１連結バー５３に向かって移動するようになる。前記第１サブヒンジ５４ｃがもう以上移動できない位置に至ると、第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂにはスウェリング圧力による張力が加えられ、これによって第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂは第１連結バー５３と共に延伸しながらスウェリングによる圧力を緩和するようになる。

【0054】

前記圧力緩和カプラー５０は、第１連結バー５３を中心にして一側及び他側に各々備えられ、第１サブ連結バーアセンブリー５４よりも外側に位置する少なくとも一対の第２サブ連結バーアセンブリー５５をさらに含み得る。前記一対の第２サブ連結バーアセンブリー５５は、第１メインヒンジ５１及び第２メインヒンジ５２に各々ヒンジ結合する。

【0055】

前記第２サブ連結バーアセンブリー５５は、第１メインヒンジ５１及び第２メインヒンジ５２に各々ヒンジ結合する一対の第２サブ連結バー５５ａ、５５ｂと、一対の第２サブ連結バー５５ａ、５５ｂの間にヒンジ結合する第２サブヒンジ５５ｃと、を含む。

【0056】

前記一対の第２サブ連結バー５５ａ、５５ｂは金属材質からなり、上部ボルト３０ａ及び下部ボルト３０ｂよりも薄い厚さを有する。前記一対の第２サブ連結バー５５ａ、５５ｂの長さの和は、一対の第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂの長さの和よりも長く形成される。これによって、スウェリング圧力の増加によって第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂが延伸することで、第２サブヒンジ５５ｃは、図６の矢印方向に沿って第１サブ連結バーアセンブリー５４に向かって移動するようになる。前記第２サブヒンジ５５ｃがもう以上移動できない位置に至ると、第２サブ連結バー５５ａ、５５ｂにはスウェリング圧力による張力が加えられ、これによって第２サブ連結バー５５ａ、５５ｂは、第１連結バー５３及び第１サブ連結バー５４ａ、５４ｂと共に延伸しながらスウェリングによる圧力を緩和するようになる。

【0057】

本発明の図面では、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールが第１サブ連結バーアセンブリー５４を備える場合と、第１サブ連結バーアセンブリー５４及び第２サブ連結バーアセンブリー５５を備える場合のみを示したが、本発明はこれに限定されない。即ち、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、第１サブ連結バーアセンブリー５４及び第２サブ連結バーアセンブリー５５の他にも、追加的なサブ連結バーアセンブリーをさらに含み得る。

【0058】

一方、本発明の一実施例によるバッテリーパックは、上述したような本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを含む。また、本発明の一実施例による自動車は、上述したような本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを含む。

【0059】

以上、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り通常の知識を持つ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】

【0060】

１ バッテリーセル
２ スウェリング吸収パッド
３ セル積層体
４ エンドプレート
５ 締結ボルト
１０ セル積層体
１１ バッテリーセル
１２ スウェリング吸収パッド
２０ エンドプレート
２１ 上部エンドプレート
２２ 下部エンドプレート
３０ 締結ボルト
３０ａ 上部ボルト
３０ｂ 下部ボルト
３１ 第１締結ボルト
３２ 第２締結ボルト
４０ 補強プレート
４１ 第１上部補強プレート
４２ 第２上部補強プレート
４３ 第１下部補強プレート
４４ 第２下部補強プレート
５０ 圧力緩和カプラー
５１ 第１メインヒンジ
５２ 第２メインヒンジ
５３ 第１連結バー
５４ 第１サブ連結バーアセンブリー
５４ａ 第１サブ連結バー
５４ｂ 第１サブ連結バー
５４ｃ 第１サブヒンジ
５５ 第２サブ連結バーアセンブリー
５５ａ 第２サブ連結バー
５５ｂ 第２サブ連結バー
５５ｃ 第２サブヒンジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】