特許 7655631 バッテリーモジュールおよびそれを含むバッテリーパック

(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】2025-03-25

(45)【発行日】2025-04-02

(54)【発明の名称】バッテリーモジュールおよびそれを含むバッテリーパック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/35 20210101AFI20250326BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20250326BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20250326BHJP

   H01M 50/298 20210101ALI20250326BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20250326BHJP

   H01M 50/509 20210101ALI20250326BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20250326BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20250326BHJP

   H01M 10/623 20140101ALN20250326BHJP

   H01M 10/625 20140101ALN20250326BHJP

   H01M 10/627 20140101ALN20250326BHJP

【ＦＩ】

H01M50/35 201

H01M50/204 401H

H01M50/291

H01M50/298

H01M50/50 201A

H01M50/509

H01M10/613

H01M10/658

H01M10/623

H01M10/625

H01M10/627

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2023550100

(86)(22)【出願日】2022-09-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-16

(86)【国際出願番号】 KR2022014784

(87)【国際公開番号】W WO2023055183

(87)【国際公開日】2023-04-06

【審査請求日】2023-08-18

(31)【優先権主張番号】10-2021-0131089

(32)【優先日】2021-10-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2021-0131101

(32)【優先日】2021-10-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2021-0131124

(32)【優先日】2021-10-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2022-0124087

(32)【優先日】2022-09-29

(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】ソン・ジュン・イ

(72)【発明者】

【氏名】テ・キョン・イ

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン・スク・イ

(72)【発明者】

【氏名】スン・チャン・ホン

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－００６９８７３（ＫＲ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０２０３２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１９６２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０１３５３１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０２１－５０４８９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／３０－５０／３９２

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ １０／６５８

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６２３

Ｈ０１Ｍ １０／６２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に沿って一列に配列されて連結される２つ以上の電池セルからなる長手方向単位セルが、前記電池セルの厚さ方向に２列以上積層される電池セル組立体と、
前記長手方向単位セルにおいて長手方向に沿って対向する電池セル端部の連結位置に配置される中空型センターガードと、
前記電池セル組立体および中空型センターガードが収容されるモジュールケースと、を含み、
前記中空型センターガードの中空と連通される第１ベンティングホールが、前記中空型センターガードの側壁に備えられ、
前記中空型センターガードの中空と連通される第２ベンティングホールが、前記中空型センターガードの上部を覆う前記モジュールケースに備えられ、
前記長手方向単位セルの電池セルは、長手方向に沿って対向する電池セル端部の電極リード同士が連結され、
前記中空型センターガードは、前記厚さ方向において隣り合う前記連結された電極リードの間に配置され、
前記第１ベンティングホール、前記中空型センターガードの中空、及び前記第２ベンティングホールに沿うベンティング通路が形成され、前記電池セルから発生されたガスが当該ベンティング通路に沿って前記モジュールケースの外部へ排出される、
バッテリーモジュール。

【請求項2】

前記電池セル組立体の長手方向の両端部のうち、一端部に位置した電池セルの電極リードは、端子バスバーと電気的に連結され、
前記電池セル組立体の長手方向の両端部のうち、他端部に位置した電池セルの電極リードは、前記電池セルの厚さ方向に隣り合う長手方向単位セルの電池セルの電極リードと電気的に連結される、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項3】

前記電池セル組立体は、長手方向に沿って電池セルが２つ連結された長手方向単位セルが２列に積層された１Ｐ４Ｓの電気連結構造を有する、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項4】

少なくとも１つの断熱板が、前記電池セルの厚さ方向において隣り合う長手方向単位セルの間に設けられる、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項5】

前記中空型センターガードは、電池セルの厚さ方向において隣り合う２つの長手方向単位セルの長手方向に沿った各電池セル連結部の間に配置される、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記中空型センターガードは、上部モジュールケースと下部モジュールケースとの間で電池セルの高さ方向に沿って所定の長さに延長されるロッド形状であり、
前記第１ベンティングホールは、前記中空型センターガードの下部側の両側壁に配置される、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記第２ベンティングホールが備えられたモジュールケース部分は、下向に凹んで陥入されて前記中空型センターガードの上部を覆う、
請求項６に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記電池セルの長手方向に垂直に延長される区画壁が、前記中空型センターガードの中空内に配置され、
前記区画壁によって前記中空が２つに分離される、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

第２センターガードが、前記電池セルの厚さ方向に前記中空型センターガードの両側面に設けられ、
前記長手方向単位セルの電池セルが、前記第２センターガードを介して長手方向に連結される、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項10】

前記第２センターガードは、貫通スロットまたは上端部から下向延長される切開スリットを備え、
長手方向単位セルの電池セルが、前記貫通スロットまたは切開スリットを介して連結される、
請求項９に記載のバッテリーモジュール。

【請求項11】

前記電池セル組立体の前端部および後端部をそれぞれ覆い、前記モジュールケースの長手方向の前端部および後端部に結合される端部板をさらに備える、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項12】

前記端部板に外部と連通する第３ベンティングホールを備える、
請求項１１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項13】

端子バスバーが、前記端部板のうち、電池セル組立体の前端部を覆う前端部板に設けられ、
前記電池セル組立体に備えられた電池セルの電極リードが前記端子バスバーに結合される、
請求項１１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項14】

前記端部板は内部に空間を備え、
前記電池セル組立体と対向する端部板の内側面に前記空間と連通される第３ベンティングホールを備え、
前記端部板の下部面に前記空間および外部と連通する第４ベンティングホールを備えた、
請求項１１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項15】

前記端部板の空間に前記端部板の高さの一部まで延長される隔壁が設けられ、
前記第３ベンティングホールに流入されるガスが前記隔壁を乗り越えて、前記第４ベンティングホールに排出される、
請求項１４に記載のバッテリーモジュール。

【請求項16】

端子バスバーが、前記端部板のうち、電池セル組立体の前端部を覆う前端部板の外側面に設けられ、
貫通スロットが、前記前端部板内部の前記空間を囲む前端部板の本体部分に備えられ、
前記電池セル組立体に備えられた電池セルの電極リードが、前記貫通スロットを通過して前記端子バスバーに結合される、
請求項１４に記載のバッテリーモジュール。

【請求項17】

前記端部板の下端部にバッテリーパックと結合される固定結合部が突出される、
請求項１４に記載のバッテリーモジュール。

【請求項18】

熱伝導性樹脂層が、前記電池セル組立体の上部を覆うモジュールケースと前記電池セル組立体との間、および前記電池セル組立体の下部に位置したモジュールケースと前記電池セル組立体との間のうち、少なくとも１つの間に配置される、
請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項19】

複数の請求項１～請求項１８のうちいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを、前記電池セルの長手方向および厚さ方向のうち少なくとも１つの方向に積層したバッテリーモジュール積層体を含むバッテリーパック。

【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に関するものである。

【0002】

より詳細には、拡張性があるように構成したバッテリーモジュールにおいて、効率的に内部ガスをベンティングし得る構造のバッテリーモジュールに関するものである。

【0003】

また、本発明は、上記バッテリーモジュールの積層体を含むバッテリーパックに関するものである。

【0004】

本出願は、２０２１年１０月１日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１１０１号、２０２１年１０月１日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１１２４号、２０２１年１０月１日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１０８９号および２０２２年９月２９日付の韓国特許出願第１０－２０２２－０１２４０８７号に基づく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すべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

【背景技術】

【0005】

近年、充放電が可能な二次電池は、ワイヤレスモバイル機器のエネルギー源として広く使用されている。また、二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車、ディーゼル車などに起因する大気汚染などを解決するための対策として提示されている電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源としても注目されている。したがって、二次電池を使用するアプリケーションの種類は二次電池の長所により非常に多様化しており、今後は今より多くの分野と製品に二次電池が適用されると予想される。

【0006】

また、エネルギー貯蔵装置（ＥＳＳ）および電気自動車などの動力源として、電気的に直列または並列に連結された多数の二次電池を内部に収容したバッテリーモジュールおよび上記バッテリーモジュールで構成されたバッテリーパックに対する需要が増加している。

【0007】

このようなバッテリーモジュールやバッテリーパックは、複数の二次電池を外部衝撃から保護したり収納保管したりするために、金属材質の外部ハウジングを備えている。

【0008】

図１は、従来の一般的なバッテリーモジュール１の斜視図（図１の（ａ））および断面図（図１の（ｂ））である。図示されたように、数十個の電池セル１０が積層されてからなる電池セル積層体が１つのモジュールケース１内に収容されて密閉されている。このような従来のバッテリーモジュールは次のような問題点を有している。

【0009】

第１に、モジュール単位において、ガスを安全に外部へ排出するための経路が存在しないので、内部ベンティング現象が発生したときに、モジュール内部の温度上昇をもたらして火災および爆発の危険性がある。

【0010】

第２に、１つのモジュールに数十個程度の多数の電池セルを積層しているので、１つの電池セルに発火が発生したときに、他の電池セルに火炎が伝播されやすく、モジュールが短時間で全焼する危険性がある。

【0011】

第３に、単一の電池セルをその厚さ方向にのみ積層しているので、電池セル配置の空間活用度および設計自由度が低い。そのため、このような形態のモジュールを束ねてバッテリーパックを構成することには限界があった。すなわち、自動車などの制限された空間または多様な形態の空間に符合するように、バッテリーモジュールまたはバッテリーパックを構成することが容易ではなかった。

【0012】

したがって、モジュール内部のガスを効率的に排出し、火炎伝播を阻止し、設計自由度を高めることができるバッテリーモジュール関連技術の開発が要望される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】特開２０１７－０１０７７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明は、上記のような問題点を解決するために作られたものであって、電池セルを厚さ方向の他にも長手方向に連結してバッテリーモジュールおよびバッテリーパックの空間活用を向上させた拡張性バッテリーモジュールを提供することを目的とする。

【0015】

また、上記拡張性モジュールにおいて、内部発生ガスを効率的に排出し得るガスベンティング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。

【0016】

また、本発明は、上記バッテリーモジュールの積層体を含むバッテリーパックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記課題を解決するための本発明に係るバッテリーモジュールは、長手方向に沿って一列に配列して連結される２つ以上の電池セルからなる長手方向単位セルが、上記電池セルの厚さ方向に２列以上積層される電池セル組立体と、上記長手方向単位セルにおいて長手方向に沿って対向する電池セル端部の連結位置に配置される中空型センターガードと、上記電池セル組立体および中空型センターガードが収容されるモジュールケースと、を含む。そして、上記中空型センターガードの中空と連通される第１ベンティングホールが、上記中空型センターガードの側壁に備えられ、上記中空型センターガードの中空と連通される第２ベンティングホールが、上記中空型センターガードの上部を覆う上記モジュールケースに備えられることを特徴とする。

【0018】

上記長手方向単位セルの電池セルは、長手方向に対向する電池セル端部の電極リード同士が溶接されて連結され得る。

【0019】

上記電池セル組立体の長手方向の両端部のうち、一端に位置した電池セルの電極リードは、端子バスバーと電気的に連結され、他端部に位置した電池セルの電極リードは、上記電池セルの厚さ方向に隣り合う長手方向単位セルの電池セルの電極リードと電気的に連結され得る。

【0020】

上記電池セル組立体は、２つの電池セルが長手方向に沿って連結された長手方向単位セルを２列に積層した、１Ｐ４Ｓの電気連結構造を有し得る。

【0021】

上記電池セルの厚さ方向に隣り合う長手方向単位セルの間に断熱板が少なくとも１つ設けられ得る。

【0022】

上記中空型センターガードは、電池セルの厚さ方向に隣り合う２つの長手方向単位セルの長手方向に沿った各電池セル連結部の間に配置される。

【0023】

上記中空型センターガードは、上部および下部モジュールケースの間で電池セルの高さ方向に沿って所定の長さに延長されるロッド形状であり、上記第１ベンティングホールは上記中空型センターガードの下部側の両側壁に配置され得る。

【0024】

上記第２ベンティングホールが備えられたモジュールケース部分は、下向に凹んで陥入されて、上記中空型センターガードの上部を覆い得る。

【0025】

上記中空型センターガードの中空内に、上記電池セルの長手方向に垂直に延長される区画壁が配置され、上記区画壁によって上記中空が２つに分離され得る。

【0026】

上記中空型センターガードで上記電池セルの厚さ方向の両側面に第２センターガードが設けられ、上記第２センターガードを介して上記長手方向単位セルの電池セルが長手方向に連結され得る。

【0027】

上記第２センターガードは、貫通スロットまたは上端部から下向延長される切開スリットを備え、上記貫通スロットまたは切開スリットを介して長手方向単位セルの電池セルが連結され得る。

【0028】

上記電池セル組立体の前端部および後端部をそれぞれ覆い、上記モジュールケースの長手方向の前端部および後端部に結合される端部板をさらに備え得る。

【0029】

上記端部板に外部と連通する第３ベンティングホールを備え得る。

【0030】

上記端部板のうち、電池セル組立体の前端部を覆う前端部板に端子バスバーが設けられ、上記電池セル組立体に備えられた電池セルの電極リードが上記端子バスバーに結合され得る。

【0031】

上記端部板は内部に空間を備え、上記電池セル組立体と対向する端部板の内側面に上記空間と連通される第３ベンティングホールを備え、上記端部板の下部面に上記内部空間および外部と連通する第４ベンティングホールを備え得る。

【0032】

上記端部板の内部空間に上記端部板の高さの一部まで延長される隔壁が設けられ、上記第３ベンティングホールに流入されるガスが上記隔壁を乗り越えて、上記第４ベンティングホールに排出され得る。

【0033】

上記端部板のうち、電池セル組立体の前端部を覆う前端部板の外側面に端子バスバーが設けられ、上記前端部板内部の空間を囲む前端部板の本体部分に貫通スロットが備えられ、上記電池セル組立体に備えられた電池セルの電極リードが、上記貫通スロットを通過して上記端子バスバーに結合され得る。

【0034】

上記端部板の下端部にバッテリーパックと結合される固定結合部が突出され得る。

【0035】

上記電池セル組立体の上部を覆うモジュールケースと上記電池セル組立体との間、および上記電池セル組立体の下部に位置したモジュールケースと上記電池セル組立体との間のうち、少なくとも１つに熱伝導性樹脂層が配置され得る。

【0036】

本発明の他の側面としてのバッテリーパックは、上記バッテリーモジュールを、上記電池セルの長手方向および厚さ方向のうち少なくとも１つの方向に複数個を積層した、バッテリーモジュール積層体を含み得る。

【発明の効果】

【0037】

本発明によると、電池セルを厚さ方向の他にも長手方向に連結してバッテリーモジュールおよびバッテリーパックの空間活用を向上させた拡張性バッテリーモジュールを得ることができる。

【0038】

また、このような拡張性バッテリーモジュールに好適なベンティング構造によって、モジュール内のガスを効率的に排出し得る。これにより、バッテリーモジュールの温度上昇、火災発生を防止して安全性を向上させ得る。

【0039】

特に、モジュール単位でベンティングガスの排出方向を統一して、バッテリーパックの上位段階で排出ガスの移動経路を効果的に制御または具現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】従来の一般的なバッテリーモジュールの斜視図および断面図である。

【図2】本発明の一実施形態のバッテリーモジュールの分解斜視図および結合斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態のバッテリーモジュールに係る電池セル組立体の細部構成などを示した概略図である。

【図4】本発明の一実施形態のバッテリーモジュールに係る電池セル組立体の電気連結関係を示した概略図である。

【図5】電池セル組立体と中空型センターガードとの結合関係を示す斜視図である。

【図6】中空型センターガードの斜視図である。

【図7】中空型センターガードと第２センターガードとの結合関係の一例を示した斜視図である。

【図8】電池セル組立体と中空型センターガードとの結合関係を示す側断面図である。

【図9】中空型センターガードの他の例の斜視図である。

【図10】本発明の他の実施形態のバッテリーモジュールの斜視図である。

【図11】本発明に係るバッテリーモジュールの前端部板の一例を示す側断面図、正面斜視図および背面斜視図である。

【図12】本発明に係るバッテリーモジュールの後端部板の一例を示す背面斜視図である。

【図13】本発明に係るバッテリーモジュールの前端部板と電池セル組立体との結合関係を示す一部切開斜視図および平面図である。

【図14】図２のＡ－Ａ’線に沿ったバッテリーモジュールの断面図である。

【図15】熱伝導性樹脂層の設置位置を示す概略図である。

【図16】本発明のバッテリーモジュールで構成されたバッテリー積層体を含むバッテリーパックの概略図である。

【発明の実施のための形態】

【0041】

以下、本発明について詳細に説明する。その前に、本明細書および特許請求の範囲に使用される用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は彼自身の発明を最善の方法により説明するために用語の概念を適切に定義し得るという原則に基づいて、本発明の技術的な思想に符合する意味と概念として解釈されるべきである。

【0042】

本発明の明細書全体で使用される「含む」や「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものとして理解されるべきである。

【0043】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする場合、これは他の部分の「真上に」ある場合のみならず、その中間に別の部分がある場合も含む。逆に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あるとする場合、それは他の部分の「真下に」ある場合のみならず、その中間に別の部分がある場合も含む。また、本発明の明細書において「上に」配置されるということは、上部のみならず下部に配置される場合も含むものであり得る。

【0044】

図２は、本発明の一実施形態のバッテリーモジュールの分解斜視図および結合斜視図であり、図３は、一実施形態のバッテリーモジュールに係る電池セル組立体の細部構成などを示した概略図であり、図４は、一実施形態のバッテリーモジュールに係る電池セル組立体の電気連結関係を示した概略図である。

【0045】

図２～図４に図示されたように、本発明のバッテリーモジュール１０００は、長手方向に沿って連結される電池セルからなる長手方向単位セルを含む電池セル組立体１００、上記電池セル組立体１００と上記電池セルの間に設けられる中空型センターガード２００、上記電池セル組立体１００および中空型センターガード２００が収容されるモジュールケース３００を含む。

【0046】

電池セル組立体１００を構成する長手方向単位セル１１０のリード１１、１１’間の結合を明確に示すために、図３および図４には中空型センターガード２００を図示しない。

【0047】

図２に図示されたように、両端に電極リード１１、１１’が形成され、長手方向に長く延長された電池セル１０を基準に、Ｙ方向が電池セル１０またはモジュールケース３００の長手方向、Ｘ方向が電池セル１０またはモジュールケース３００の厚さ方向（電池セルの積層方向）、Ｚ方向を上下方向とする。

【0048】

本発明の電池セル組立体１００に含まれる電池セル１０は、長手方向に沿って一列に配列されて連結され得るように電池セル１０の両端から電極リード１１、１１’が導出された、いわゆる両方向電池セル１０である。このような両方向電池セル１０を一列に配列して、対向する電池セルの電極リード１１、１１’同士を例えば溶接により連結すれば、別途の連結部材なしで直接電池セルを長手方向に沿って連結し得る。したがって、本発明によると、電池セルを長手方向に沿って２つまたはそれ以上に長く連結し得る。バッテリーモジュールケース３００あるいはバッテリーモジュール１０００が設けられるバッテリーパックの空間が許容される限り、上記長手方向に沿って連結される電池セル１０の個数は、原則的に限定されない。ただし、実際的に自動車などに設置し得るバッテリーモジュール１０００やバッテリーパックの空間には限界があるため、約２～４個程度の電池セル１０を長手方向に沿って連結することが好ましい。また、連結される電池セル１０のサイズ（長さ）に応じて、長手方向に沿って連結される電池セル１０の個数は変動され得る。本明細書において、上記のように長手方向の両端に電極リード１１、１１’が形成された２つ以上の電池セル１０が一列に配列されて、対向する電池セル端部の電極リード１１、１１’同士が連結されて形成する電池セル１０を長手方向単位セル１１０と称する。

【0049】

本発明のバッテリーモジュール１０００に含まれる電池セル組立体１００は、上記長手方向単位セル１１０を電池セル１０の厚さ方向（Ｘ方向）に再び２列以上積層してなる。長手方向単位セル１１０が積層される列の個数も、バッテリーモジュール１０００およびバッテリーパックの許容空間、電池セル１０のサイズなどに左右される。また、上記電池セル１０の長手方向の個数、列の個数は、必要とする電気デバイスの所要容量などを考慮して決定され得る。このように、本発明は、モジュールケース３００内に収容される電池セル組立体１００の長手方向の個数および列の個数を調整し得るため、設計自由度が向上される。また、上記電池セル組立体１００を従来のように、数十個で積層せずに例えば長手方向に２～４個程度、電池セルの厚さ方向に２～４列程度積層すると、電池セル組立体１００をよりコンパクトに構成し得る。また、このような少数の電池セル１０で構成された電池セル組立体１００をそれぞれ別個のモジュールケース３００に収容して、このようなモジュールケース３００を含むバッテリーモジュール１０００を電池セル１０の長手方向または厚さ方向に、まるでレゴブロックのように積層すれば、バッテリーモジュール１０００が設けられる空間あるいはバッテリーパックの設置空間を考慮して自由にバッテリーパックを構成し得る。例えば、上記バッテリーモジュール１０００の各単位モジュールを長手方向に積層すると、上記長手方向単位セル１１０の電池セルを長手方向に沿ってさらに長く連結しなくても同一の効果を達成し得る。これにより、個別のバッテリー単位モジュールをコンパクトに構成し得る。また、バッテリーモジュール１０００を厚さ方向に必要な個数ほど積層することにより、設計自由度を向上させ得る。図１のように、１つのモジュールケースに数十個の電池セルが積層される構造では、望む通りにバッテリーパックを構成することが困難である。すなわち、バッテリーパックを構成するバッテリーモジュールに含まれた電池セルの最小単位が異なるため、従来のバッテリーモジュール１はその分の設計自由度が低下するしかない。

【0050】

また、例えばバッテリーモジュール内に含まれた一部の電池セル１０に発火が発生した場合に、図１のバッテリーモジュール１は隣接する電池セル１０に火炎が伝播され易い。しかし、図２のバッテリーモジュール１０００または後述する図１６に開示されたバッテリーパックの構造は、少ない個数の電池セル組立体１００がそれぞれ別個にバッテリーモジュール１０００に収容されているため、１つのバッテリーモジュール１０００内の電池セル１０で発火が発生しても、他のバッテリーモジュール１０００に発火が伝播されにくい。

【0051】

以上から、本発明の電池セル組立体１００は、長手方向および電池セルの厚さ方向に連結され、特定個数の電池セル１０からなる電池セル組立体１００がそれぞれのモジュールケースに収容される形態である。したがって、このような電池セル組立体１００を含むバッテリーモジュール１０００の積層（設計）方式に応じていくらでも多様な形態のバッテリーパックを製造し得るため、本発明のバッテリーモジュール１０００は拡張性モジュールと称し得る。特に、本実施形態の電池セル組立体１００は、電池セル１０が長手方向に２つ連結され、上記長手方向単位セル１１０が２列に積層されて合計４つの電池セル１０で電池セル組立体１００が構成されている。

【0052】

図３および図４には、図示の簡略化のために長手方向に沿って連結される電池セルの間に設けられる中空型センターガードを図示しない。図４には、このような電池セル組立体１００の電気的連結関係が図示されている。

【0053】

図４を参照すると、長手方向に沿って電池セル１０が２つ連結されて長手方向単位セル１１０が構成され、このような長手方向単位セル１１０が電池セルの厚さ方向に２列積層されている。長手方向に連結される電池セル１０の対向する電極リード１１、１１’が、例えば溶接によって連結される。したがって、バスバーのように別途の連結部材なしで電池セル１０を電気的に連結して長手方向単位セル１１０を容易に形成し得る。上記長手方向単位セル１１０の間には断熱板２０が設けられ得る。上記断熱板２０によって厚さ方向に積層される長手方向単位セル１１０の間に過度の熱が伝達されることを防止し得る。上記断熱板２０としては、例えばシリコンパッド２２の両側にガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）パッド２１、２３を接着したものを用い得る（図１４参照）。必要に応じて、上記電池セル組立体１００とそれを包むモジュールケース３００との間に絶縁シート３０を設置し得る。上記断熱板２０、絶縁シート３０の構成は、図１４の断面図によく示されている。

【0054】

図４を再び参照して、上記電池セル組立体１００の電気接続構造を再び説明する。電池セル組立体１００の中間部分において、長手方向に対向する電池セルの極性が異なる電極リード１１、１１’が互いに溶接されて連結される。また、電池セル組立体１００の後端の電池セルの厚さ方向に隣り合う長手方向単位セル１１０の電池セル１０の極性が異なる電極リード１１、１１’が互いに電気的に連結される。具体的には、隣り合う電池セル１０の極性が異なるリード１１，１１’を互いに向かって折曲させ、折曲された部分を溶接結合すれば、２列の長手方向単位セル１１０が電気的に直列に連結され得る。一方、電池セル組立体１００の前端の長手方向単位セル１１０の電池セル１０の電極リード１１、１１’は互いに連結されずに外向に折曲されている。このリード１１、１１’は、後述するように、前端部板４１０の端子バスバー４１２に連結され得る。図４に図示された電池セル組立体１００は、４つの電池セル１０が直列に連結された、いわゆる１Ｐ４Ｓの電気連結構造を有する。ただし、本発明の電池セル組立体１００の電気接続構造はこれに限定されず、他の形態の構造を有し得る。例えば、長手方向単位セル１１０に含まれる電池セルリードの極性を変えたり、電池セル１０の長手方向および厚さ方向の個数を変えたりすることにより、全体的な電池セル組立体１００の電気接続構造を変更し得る。

【0055】

図５は、電池セル組立体と中空型センターガードとの結合関係を示す斜視図であり、図６は、中空型センターガードの斜視図であり、図７は、中空型センターガードと第２センターガードとの結合関係の一例を示した斜視図であり、図８は、電池セル組立体と中空型センターガードとの結合関係を示す側断面図である。

【0056】

図５および図８は、バッテリーモジュールおよび電池セル組立体の上下位置が図２のバッテリーモジュールと逆である。すなわち、図８では、バッテリーモジュールの上下をひっくり返して上部ケースが下に位置し、下部ケースが上部に位置したことを図示している。図５および図８でバッテリーモジュールの上下をひっくり返して図示したのは、理解を助けるために、図６および図７に図示された中空型センターガードの配置と一致させるためのことである。

【0057】

図５～図８を参照すると、上記長手方向単位セル１１０において長手方向に沿って対向する電池セル端部の連結位置に中空型センターガード２００が配置される。本発明に係る電池セル組立体１００は、長手方向に沿って電池セルが連結されるため、例えば長手方向の前端に配置された電池セル１０で発火が発生する場合、それに連結された長手方向の後端の電池セル１０にその火炎が伝播され得る。上記中空型センターガード２００は、このような長手方向への火炎伝播を遮断し得る。

【0058】

具体的には、上記中空型センターガード２００は、長手方向に対向する電池セル端部の電極リード１１、１１’が結合される部分に隣接して位置する。すなわち、この部分で熱が多く発生し、電池反応によるガスも多く発生する。したがって、上記中空型センターガード２００を、長手方向に対向する電池セル端部が互いに連結される位置のモジュールケース内に設ける。

【0059】

図５では、電池セルの厚さ方向に２つの長手方向単位セル１１０が積層配置される。この場合、上記中空型センターガード２００は、電池セルの厚さ方向に互いに隣り合う２つの長手方向単位セル１１０の長手方向に沿った各電池セル連結部（電極リード接合部）の間に配置され得る。すなわち、上記中空型センターガード２００は、１つの長手方向単位セル１１０の長手方向に沿った電池セル連結部と、上記長手方向単位セルと電池セルの厚さ方向に隣り合う他の長手方向単位セル１１０の長手方向に沿った電池セル連結部との間に位置する。

【0060】

上記中空型センターガード２００は、火炎伝播遮断機能の他にガスおよび熱を外部に排出するためのベンティング通路の機能も行う。このために、上記中空型センターガード２００は、内部に中空２１０を備えている。

【0061】

図５～図８に図示されたように、上記中空型センターガード２００は、上部および下部モジュールケースの間で電池セルの高さ方向に沿って所定の長さに延長されるロッド形状であり得る。したがって、上記中空２１０も電池セルの高さ方向に沿って延長される。中空型センターガード２００の長さに応じて、電池セルの高さ方向に沿うベンティング通路の長さが決定される。電池セルから発生されるガスを容易にベンティングし得るように、上記中空型センターガード２００の長さは、電池セルの高さとほぼ一致するかあるいは若干短くすることが好ましい。

【0062】

上記中空型センターガード２００の側壁には、中空型センターガード２００内の中空２１０に連結される第１ベンティングホール２１１が備えられる。したがって、図６に図示されたように、長手方向単位セル１１０の前端と後端の電池セル１０から発生されたガスが、上記第１ベンティングホール２１１を介して中空２１０に導入され、上記中空２１０を介してガスが移動し得る。

【0063】

上記第１ベンティングホール２１１は、長手方向左右の電池セル１０で発生されるガスを全て排出し得るように、中空型センターガード２１０の両側壁に備えられることが好ましい。

【0064】

図２および図８に図示されたように、本発明に係るバッテリーモジュール１０００のモジュールケース３００は、上記中空型センターガード２００の上部を覆う。上記中空型センターガード２００の上部を覆うモジュールケース３００（電池セル組立体１００の長手方向中央から電池セル組立体１００を覆うモジュールケース部分３１０ａ）には、上記中空型センターガード２００の中空２１０と連通される第２ベンティングホール３１２が備えられる。

【0065】

バッテリーモジュールの上下に貫通されるベンティング通路を形成するために、上記第１ベンティングホール２１１は、上記中空型センターガード２００の下部側の両側壁に配置されることが好ましい。すなわち、第２ベンティングホール３１２がモジュールの上部に位置し、中空型センターガード２００の第１ベンティングホール２１１がモジュールの下部に位置する。したがって、本実施形態によると、上記第１ベンティングホール２１１－中空型センターガード２００の中空２１０－第２ベンティングホール３１２に沿うベンティング通路が形成され、ガスがこのベンティング通路に沿ってモジュールの外部へ容易に排出され得る。

【0066】

上記第２ベンティングホール３１２が形成されたモジュールケース部分３１１は、図２および図８に図示されたように、下向に凹んで陥入された陥入部３１１で形成され得る。このような構造にすると、上記バッテリーモジュール１０００を積層してバッテリーパックに収容する場合、上記陥入部３１１に別途のベンティングパイプを設けたり、別途のベンティング通路を連結したりすることが容易である。また、例えば、本発明の拡張性バッテリーモジュール１０００が電池セルの厚さ方向に積層される場合、上記陥入部３１１を横切る棒状のベンティングパイプを設けてガスベンティングを効率的に行い得る。すなわち、バッテリーモジュール１０００を積層して、例えば図１６のような形態で上位単位体であるバッテリーパックで構成すると、ベンティングガスの排出方向を統一してバッテリーモジュールの上位単位体であるバッテリーパックで排出ガスの移動経路を効果的に制御し得る。

【0067】

また、図５および図６のように、上記中空型センターガード２００の中空２１０内に電池セル１０の長手方向に垂直に延長される区画壁２１０ａを形成することにより、中空２１０を２つに分離し得る。そして、上記２つの中空のそれぞれに対して左右側壁にそれぞれ第１ベンティングホール２１１を形成して電池セル１０で発生するガスを２つの中空２１０を介して排出し得る。図６のようにセンターガード２００の中空を区画壁２１０ａで分離して２つにする場合、上記第２ベンティングホール３１２もそれに対応して２つに形成し得る。図８を参照すると、中空の下部のモジュールケース部分３１０ａに２つの第２ベンティングホール３１２が形成されたことがわかる。

【0068】

一方、上記センターガード２００に加えて、センターガードの両側面に第２センターガード２５０を設け得る。例えば、図７のように、センターガード２００において、電池セル１０の厚さ方向の両側に第２センターガード２５０を設け得る。上記第２センターガードも中空型センターガード２００と同様に、長手方向の前後端に火炎が伝播することを防止する機能をし得る。すなわち、長手方向単位セル中央の電池セル連結部の位置に、上記中空型センターガード２００および第２センターガード２５０を位置させることにより、長手方向単位セルの前後端の電池セルの間に火炎が伝播されることを効率的に遮断し得る。

【0069】

この場合、上記第２センターガード２５０を介して長手方向単位セル１００の電池セルが長手方向に連結され得る。すなわち、長手方向に対向する電池セル１０の電極リード１１、１１’は、上記センターガード２５０を介して互いに結合され得る。このために、上記第２センターガード２５０は、電極リードが通過し得る貫通スロット（図示せず）を備え得る。または、第２センターガード２５０の一端部（例えば上端部）から下向に延長される切開スリット２５１を備えられ得る。この切開スリット２５１に上記電極リード１１、１１’の結合部を挟んで支持し得る。

【0070】

このように、本実施形態によると、バッテリーモジュール１０００内部のガスおよび熱を上記第１ベンティングホール２１１、中空型センターガード２００の中空２１０および第２ベンティングホール３１２を介して排出し得ると同時に、中空型センターガード２００と第２センターガード２５０により電池セル間の火炎伝播を防止してバッテリーモジュール１０００の安全性をより一層改善させ得る。

【0071】

図９は、中空型センターガード２００の他の例の斜視図である。

【0072】

図９の中空型センターガード２００は、中空を区画する区画壁２１０ａがなく、中空２１０’が１つである。この場合は、区画壁２１０ａがないほど中空２１０’の体積が大きくなるため、中空２１０’を介してより多い量のガスを排出することが容易である。

【0073】

中空２１０’は１つであるが、第１ベンティングホール２１１’はセンターガード２００の左右側壁に対で構成されている。上記第１ベンティングホール２１１から電池セル組立体１００の前端と後端に配置された電池セル１０で発生したガスを上記中空２１０’に導入し得る。このガスは、上述したように、モジュールケース３００の上部に形成された第２ベンティングホール３１２を介して容易に外部へ排出される。

【0074】

また、本発明は、上記電池セル組立体１００が収容されるモジュールケース３００を含む。本発明の特徴的な点は、上記センターガード２００の第１ベンティングホール２１１と連通されて外部と連結される第２ベンティングホール３１２が上記モジュールケース３００に形成されることである。

【0075】

本発明は、上記電池セル組立体１００および中空型センターガード２００が収容されるモジュールケース３００を含む。上記電池セル組立体１００が電池セルの長手方向および電池セルの厚さ方向に延長および積層される構造であるため、上記モジュールケース３００もこれに符合するように長手方向に長く延長された形態となる。図２および図３を参照すると、上記モジュールケース３００は、電池セル組立体１００を両側から包んで結合する左右ケース３１０、３２０で構成されるが、これに限定されない。例えば、電池セル組立体１００の下部と両側面を包むＵ字型ケースと、上記Ｕ字型ケースの上部を覆う上部ケースとでモジュールケース３００を構成し得る。この場合には、上記上部ケースに、上記陥入部３１１と第２ベンティングホール３１２とを形成し得る。本実施形態では、右側ケース３１０がＣ字型に構成されている。上記右側ケース３１０の上記Ｃ字型ケースの空間内に電池セル組立体１００が安着され得る。したがって、上記右側ケース３１０は、電池セル組立体１００の一側部および上下部を包み、上記電池セル組立体１００を収容する。右側ケース３１０は、上部ケース３１０ａと、下部ケース３１０ａ’と、側板ケース３１０ｂとを溶接して形成することもでき、１つの板をＣ字型に折曲して形成することもできる。上述したように、本発明のモジュールケース３００は、センターガード２００の上部を覆うモジュールケース部分に上記中空型センターガード２００の中空と連通され、外部と連結される第２ベンティングホール３１２が形成される。図２のように、Ｃ字型右側ケース３１０の上部ケース３１０ａの中央上部に陥入部３１１が形成され、上記陥入部上に第２ベンティングホール３１２が形成される。上記左右側ケースの結合は、溶接、接着剤塗布、フッキング構造など電池セル組立体１００を確実に安着して堅固に結合し得る構造であれば、特に限定されない。また、図２および図３に図示された左側ケース３２０の中央上部には、上記右側ケース３１０の上部ケース３１０ａの陥入部３１１の形態に符合するように対応される陥入部３２１が形成されている。

【0076】

図２～図５を参照すると、本発明のバッテリーモジュール１０００は、モジュールケース３００の長手方向の前端部および後端部に結合される端部板４００をさらに備え得る。

【0077】

上記図面に図示されたように、上記端部板４００は、上記モジュールケース３００の前端部と後端部にそれぞれ結合される前端部板４１０と後端部板４２０とからなる。上記端部板４１０、４２０は、モジュールケース３００の前後端を閉じる役割を果たす。すなわち、上記端部板４００は、モジュールケースに収容された電池セル組立体１００の前端部および後端部をそれぞれ覆い、モジュールケースの前後端部にそれぞれ結合する。

【0078】

一方、本発明の一実施形態のバッテリーモジュール１０００は、上記端部板４００にも外部と連通するベンティングホール（第３ベンティングホール４１３、４２３）を備えている。

【0079】

上記端部板、すなわち前端部板４１０と、後端部板４２０は、電池セル組立体１００の電極リード１１、１１’と隣接する部分であるため、電気絶縁のために絶縁シート４１１、４２１をそれぞれ備え得る。すなわち、図２に図示されたように、モジュールケースの後端部に結合される後端部板４２０の内側面に絶縁シート４２１が付着される。このような絶縁シート４２１としては、耐熱性が良いマイカ（ｍｉｃａ）シートを用い得る。

【0080】

また、上記端部板のうち、モジュールケース３００の前端部に結合される前端部板４１０の外側面（前面）に絶縁シート４１２が付着される。上記前端部板４１０は端子バスバー４１２を備える。図２を参照すると、前端部板４１０の前面に端子バスバー４１２が設けられている。上記電池セル組立体１００の前端に備えられた電池セル１０の電極リード１１、１１’が、上記端子バスバー４１２と結合される。

【0081】

上記端子バスバー４１２の絶縁が重要であるため、前端部板の場合、外側面に絶縁シート４１１が付着される。モジュールケース３００と対向する前端部板４１０の内側面には、端子バスバー４１２が露出される貫通孔（図示せず）が位置し、上記貫通孔を介して上記電池セル組立体１００の前端の電極リード１１、１１’が上記端子バスバー４１２に電気接続され得る。あるいは、上記電池セル組立体１００の前端の電極リード１１、１１’を折曲して上記前端部板の外側面に付着された端子バスバー４１２と接触させることにより、電気的に接続させ得る。このように、上記端子バスバーと電池セル組立体１００は、多様な方式によって電気接続されることができ、具体的な電気接続形態は限定されない。

【0082】

図２～図５に明確に図示されたように、本発明の前端部板４１０、後端部板４２０には、外部と連通する第３ベンティングホール４１３、４２３が形成される。これにより、モジュールケース３００の前後端部内側で発生するガスを効率的に外部へベンティングさせ得る。これにより、本発明のバッテリーモジュール１０００は、モジュール中央部では上述した中空型センターガード２００の第１ベンティングホール２１１と中空２１０、モジュールケース３００の上部に形成された第２ベンティングホール３１２を介してガス排出が可能であり、モジュールの前後端部では上記前後端部板の第３ベンティングホール４１３、４２３を介してガス排出が可能である。したがって、本発明のバッテリーモジュール１０００は、長手方向に沿った３つの地点でガス排出が可能であり、内部温度上昇や火災発生をより効率的に防止し得る。

【0083】

一方、バッテリーモジュールがバッテリーパック内に設けられる場合を想定すると、バッテリーパックケース内に上記第３ベンティングホール４１３、４２３と連通するベンティングホールまたはベンティングチャネルを形成し得る。したがって、上記第３ベンティングホール４１３、４２３から排出されたガスは、バッテリーパックケースに形成されたベンティングホールまたはベンティングチャネルを介してバッテリーパックの外部へ効率的に排出され得る。

【0084】

図１０は、本発明の他の実施形態のバッテリーモジュールの斜視図である。

【0085】

本実施形態のバッテリーモジュールは、上記端部板４００の下端部にバッテリーパックと端部結合される固定結合部４１５、４２５が突出されている。

【0086】

具体的には、前端部板４１０の外側面下端には、結合部材（図示せず）によってバッテリーパックと結合され得るように固定結合部４１５が突出形成される。また、後端部板４２０の外側面下端には、結合部材によってバッテリーパックと結合され得るように固定結合部４２５が突出形成される。

【0087】

上記固定結合部４１５、４２５には、結合部材を設け得る結合ホールが形成され得る。

【0088】

電池セル組立体１００をモジュールケース３００内に設け、前端部板４１０と後端部板４２０をモジュールケース３００の前端部および後端部にそれぞれ結合する。そして、上記前端部板４１０と後端部板４２０に、固定結合部４１５、４２５の結合ホールと、バッテリーパック底部に例えばボルトのような結合部材とを締結することにより、本発明のバッテリーモジュール１０００をバッテリーパックに容易に締結し得る。

【0089】

本実施形態では、上記端部板４００の外側面下端には固定結合部４１５、４２５が突出形成されている。しかし、変形例として、上記端部板３００の外側面上端に固定結合部を形成することも可能であり、上記端部板３００の外側面上端および下端に固定結合部をそれぞれ突出形成することも可能であるが、これに限定されない。固定結合部が端部板上端に形成される場合、バッテリーパックの上部ケースと上記固定結合部とを結合部材によって結合させ得る。

【0090】

図１１は、本発明に係るバッテリーモジュールの前端部板の一例を示す側断面図（図１１の（ａ））、正面斜視図（図１１の（ｂ））および背面斜視図（図１１の（ｃ））であり、図１２は、本発明に係るバッテリーモジュールの後端部板の一例を示す背面斜視図であり、図１３は、本発明に係るバッテリーモジュールの前端部板と電池セル組立体との結合関係を示す一部切開斜視図および平面図である。

【0091】

図１１および図１２の端部板のベンティング構造は、図２および図３に図示された端部板のベンティング構造と異なる。図２および図３では、前端部板４１０を貫通するように第３ベンティングホール４１３が形成され、後端部板４２０を貫通するように第３ベンティングホール４２３が形成されて、この第３ベンティングホール４１３、４２３が直接外部と連通してガスを排出する構造であった。

【0092】

図１１および図１２の端部板は内部に空間を備え、この空間を介してガスを排出する構造である。すなわち、本実施形態の端部板は内部に空間Ｓを備え、電池セル組立体と対向する端部板の内側面に上記空間Ｓと連通される第３ベンティングホール４１３’、４２３’を備え、上記端部板の下部面に上記内部空間Ｓおよび外部と連通する第４ベンティングホール４１４、４２４を備えている。

【0093】

本実施形態では、モジュール内で発生したガスが上記第３ベンティングホール４１３’、４２３’を介して端部板内に流入され、端部板内の空間Ｓ内で流動された後、上記第４ベンティングホール４１４、４２４を介して外部に排出され得る。したがって、本実施形態の場合、図２および図３の端部板に比べてガスベンティング経路が長くなる。ガスベンティング経路が長くなると、高温高圧のベンティングガスが移動中に温度および圧力が低下するため、ガスを外部に排出時の危険性を低減し得る。また、不完全燃焼されたガスが長いガスベンティング経路を移動しながら完全燃焼されて安定化され得る。本実施形態では、ガスベンティング経路を長くするために、端部板の下部面に第４ベンティングホール４１４、４２４を備えるようにした。

【0094】

また、本実施形態は変形例として、上記端部板の内部空間Ｓに上記端部板の高さの一部まで延長される隔壁Ｗを設けた。上記隔壁Ｗは端部板の高さの一部までのみ延長されるため、内部空間Ｓを完全に遮断しない。すなわち、上記隔壁Ｗの上端と端部板上部との間にガスが移動し得る通路が形成される。したがって、ガスは上記隔壁Ｗを乗り越えて上記通路を介して移動し得る。本例によると、上記第３ベンティングホール４１３’、４２３’に流入されるガスは、上記隔壁Ｗを乗り越えて上記第４ベンティングホール４１４、４２４から排出される。上記隔壁Ｗにより、端部板内のガスベンティング経路はさらに長くなる。これにより、外部に排出されるガスの状態がより安定化されて安全性をより一層改善させ得る。

【0095】

図１１の（ａ）の側面図を参照すると、内部に空間Ｓを備えた前端部板４１０’のガスベンティング経路が示されている。図示されたように、前端部板４１０’の内側面に備えられた第３ベンティングホール４１３’を介してガスが内部空間Ｓに流入され、隔壁Ｗと前端部板４１０’との間に形成された通路を介して上向移動する。上向移動されたガスは、上記隔壁Ｗを乗り越えて再び下に移動され、前端部板４１０’の下部面に備えられた第４ベンティングホール４１４を介して外部に排出される。

【0096】

隔壁を乗り越えるガスベンティング経路を考慮して、ガスベンティング経路をより長くするためには、第３ベンティングホール４１３’は上記第４ベンティングホール４１４に近い前端部板４１０’の内側面下部に配置することが好ましい。

【0097】

バッテリーモジュールがバッテリーパック内に設けられる場合を想定すると、バッテリーパックケース内に上記第４ベンティングホール４１４と連通するベンティングホールまたはベンティングチャネルを形成し得る。したがって、上記第４ベンティングホール４１４から排出されたガスは、バッテリーパックケースに形成されたベンティングホールまたはベンティングチャネルを介してバッテリーパックの外部に効率的に排出され得る。

【0098】

図１２には、内部に空間Ｓを備えた後端部板４２０’が図示されている。図１２の（ａ）には第３ベンティングホール４２３’を後端部板４２０’の下部に配置したものを示しており、図１２の（ｂ）には後端部板４２０’の上部と下部にそれぞれ第３ベンチンホール４２３ｂ’、４２３ａ’を配置したことを示している。このように、第３ベンティングホール４１３’、４２３’は、前端部板４１０’または後端部板４２０’の内側面に複数個で形成し得る。第３ベンティングホールの個数が多くなると、より多くのガスを迅速に外部に排出し得る。

【0099】

図１１を再び参照すると、上記前端部板４１０’の外側面には端子バスバー４１２が設けられる。本実施形態では、前端部板４１０’が所定の厚さを有し、その内部に空間Ｓを有する。したがって、上記端子バスバー４１２の裏面が電池セル組立体の電極リード１１、１１’に向かって露出されない。本実施形態では、上記前端部板内部の空間を囲む前端部板の本体部分に貫通スロット４１６が備えられ、上記電池セル組立体１００に備えられた電池セルの電極リード１１、１１’がこの貫通スロット４１６を通過して上記端子バスバーに結合されるようにした。図１１の（ｃ）の符号４１６は、前端部板４１０’に形成された貫通スロットを示す。図１１の（ｂ）の符号４１６’は上記貫通スロットの出口を示す。図１１に図示されたように、上記貫通スロットは、前端部板４１０’の本体部分の幅方向両側に形成される。電池セル組立体１００の極性が異なる電極リード１１、１１’は、上記両側に形成された貫通スロット４１６を介してそれぞれ前端部板４１０’の外側面に導出される。導出された電極リード１１、１１’の端部は端子バスバー４１２に向かって折曲されて端子バスバー４１２に溶接される。

【0100】

図１３には、上記電極リード１１、１１’と端子バスバー４１２との結合関係が図示されている。図１３は、図１１の前端部板４１０’を中間高さで切って図示したものである。

【0101】

電池セル組立体１００の前端部に位置した電池セル端部の電極リード１１、１１’は、上記前端部板４１０’の本体部分の幅方向両側に備えられた貫通スロット４１６を介して前端部板４１０’の外側面側に導出される。一方、上記貫通スロット４１６は、前端部板４１０’の内部空間を囲む前端部板４１０’の本体部分（すなわち、前端部板本体の肉厚部分）に形成される。したがって、上記貫通スロット４１６は上記内部空間Ｓとは連通されない（図１３参照）。貫通スロット４１６に挿入された電極リード１１、１１’も上記内部空間Ｓとは離隔されて位置する。したがって、上記内部空間Ｓに高温高圧のガスが流れても、上記電極リード１１、１１’はガスの影響を受けないため、バッテリーモジュール１０００の電気的連結経路が破壊されずに安定的に維持され得る。

【0102】

以上のように、図１１～図１３の端部板により、本発明のバッテリーモジュールの前後端部のガスベンティング経路をより長く形成することによって、熱暴走時のガス排出の安全性を大きく改善し得る。

【0103】

図１４は、図２のＡ－Ａ’線に沿ったバッテリーモジュールの断面図であり、図１５は、熱伝導性樹脂層の設置位置を示す概略図である。

【0104】

図１４に図示されたように、上記電池セル組立体１００を構成する長手方向単位セル１１０は、接着剤Ｔによって接着され得る。上述したように、長手方向単位セル１１０の間に断熱板２０を設置することができ、上記断熱板２０と長手方向単位セル１１０とを接着して電池セル組立体１００を構成し得る。上記電池セル組立体１００のモジュールケース３００と対向する外側面にも接着剤Ｔを塗布して電池セル組立体１００をモジュールケースに安着させ得る。この場合、上記電池セル組立体１００とモジュールケース３００との間に絶縁シート３０を位置させ得る。

【0105】

特に、図１４のように、上記電池セル組立体１００の上部を覆うモジュールケース３００と上記電池セル組立体１００との間、および上記電池セル組立体１００の下部に位置したモジュールケース３００と上記電池セル組立体１００との間のうち、少なくとも１つに熱伝導性樹脂層Ｒを充填または塗布し得る。

【0106】

図２および図１４を参照すると、電池セル組立体１００の上部を覆うモジュールケース３００と上記電池セル組立体１００との間の空間は、図２の右側ケース３１０の上部ケース３１０ａと側板ケース３１０ｂの上部、および左側ケース３２０の上端部と電池セル組立体１００によって囲まれた空間である。

【0107】

電池セル組立体１００の下部に位置したモジュールケース３００と上記電池セル組立体１００との間の空間は、図２の右側ケース３１０の下部ケース３１０ａ’と側板ケース３１０ｂの下部、左側ケース３２０の下端部と上記電池セル組立体１００によって囲まれた空間である。

【0108】

上記熱伝導性樹脂層Ｒは、シリコーン製レジン、変性シリコーンレジン、アクリルレジンなどを用い得る。このような熱伝導性樹脂層Ｒを電池セル組立体１００とモジュールケースとの間に充填させると、電池セル組立体１００が上記モジュールケース３００内で流動することなく固定され得る。また、上記樹脂層は熱伝導性のいわゆるサーマルレジンであるため、バッテリーモジュール１０００の内部に発生する熱を効率的に吸収し得る。また、上記熱伝導性樹脂層Ｒは、例えばバッテリーモジュールの上部に設けられる冷却板（図示せず）に熱を伝達して防熱効率をさらに改善し得る。

【0109】

上述したように、電池セル組立体１００をモジュールケース３００に安着し、接着剤Ｔおよび熱伝導性接着レジン樹脂層Ｒで上記電池セル組立体１００を固定させて、図１４のような形態の拡張性バッテリーモジュール１０００を構成し得る。

【0110】

図１５は、本発明の熱伝導性樹脂層Ｒの設置位置を示す概略図である。上記熱伝導性樹脂層Ｒは、モジュールケース３００の長手方向に沿って上記上部ケースまたは下部ケースと電池セル組立体１００との間に充填させ得る。しかし、図１５のように、構造的に応力を多く受ける部分、あるいは熱が多く発生する箇所のみに上記熱伝導性樹脂層Ｒを形成させることもできる。すなわち、図１５の破線ボックスで表示された部分は、長手方向電池セル１０の電極リードが導出されるか、または電気的に接続される構造であるため、熱が多く発生する部分である。したがって、このような部分に熱伝導性樹脂層Ｒを例えばレジンブロック（ｂｌｏｃｋ）のように所定の幅を有するブロック形態に形成すれば、熱伝導性樹脂層Ｒの使用量を低減し得る。また、図１５に図示されたように、上記破線ボックス部分は、モジュールケース３００の前端、中端および後端として構造的に応力を受ける部分であり、この３箇所を接着固定するとモジュールケース３００の離脱や電池セル組立体１００の流動を効果的に防止し得る。

【0111】

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正および変形が可能であろう。図２には、Ｃ字型の右側ケース３１０とＩ字型の左側ケース３２０とでモジュールケース３００を構成しているが、例えば、左右形態が同一のコ字形態の左右ケースまたは上下形態が同一のコ字形態の上下ケースを接合して、上記電池セル組立体１００を包むモジュールケース３００を構成し得る。また、図１４では、モジュールケース３００の上下に熱伝導性樹脂層Ｒを全て充填しているが、必要に応じて上部または下部の１箇所のみに熱伝導性樹脂層Ｒを充填することもできる。

【0112】

図１６は、本発明のバッテリーモジュール１０００で構成されたバッテリー積層体１０００’を含むバッテリーパック２０００の概略図である。

【0113】

上述したように、本発明のバッテリーモジュール１０００は、電池セル１０を長手方向単位セル１１０とし、その単位セルを所定の個数ほど電池セルの厚さ方向に積層した電池セル組立体１００を備え、これに対応する長手方向に長く延長されたモジュールケース３００を有する。したがって、レゴブロックのように、上記バッテリーモジュール１０００を長手方向または厚さ方向に連結することが容易な形態となっている。図１６に図示されたように、１つのバッテリーパックケース２１００内で、電池セル１０の長手方向および厚さ方向に複数個の拡張性バッテリーモジュール１０００を積層して、バッテリーモジュール積層体１０００’を構成し得る。図１６に図示されたものの他にも、適用されるバッテリーパックケース２１００の形態に符合するように、上記拡張性バッテリーモジュール１０００の積層方向（形態）を変更し得る。このような面で、本発明の拡張性バッテリーモジュール１０００は設計自由度が非常に高いと言える。特に、上記したように、本発明のバッテリーモジュール１０００は、モジュールの前後端、中央の中空型センターガードの３箇所にベンティング経路が形成される。したがって、例えば、バッテリーパックケース２１００に上記ベンティング経路と連通されるベンティング通路を形成すると、バッテリーパック内部のガスも容易に除去し得るという効果がある。

【0114】

以上、本発明に開示された図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような図面によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

【0115】

なお、本明細書では上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が用いられているが、これらの用語は説明の便宜のためのものであり、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り得ることは自明である。

【符号の説明】

【0116】

１０：電池セル
１１、１１’：リード
２０：断熱板
３０：絶縁シート
１００：電池セル組立体
１１０：長手方向単位セル
２００：中空型センターガード
２１０：中空
２１０ａ：区画壁
２１１：第１ベンティングホール
２５０：第２センターガード
２５１：切開スリット
３００：モジュールケース
３１０：右側ケース
３１０ａ：上部ケース
３１０ａ’：下部ケース
３１０ｂ：側板ケース
３１１：陥入部
３１２：第２ベンティングホール
３２０：左側ケース
４００：端部板
４１０、４１０’：前端部板
４１１：絶縁シート
４１２：端子バスバー
４１３、４１３’：第３ベンティングホール
４１４：第４ベンティングホール
４１５：固定結合部
４２０、４２０’：後端部板
４２１：絶縁シート
４２３、４２３’：第３ベンティングホール
４２４：第４ベンティングホール
４２５：固定結合部
Ｒ：熱伝導性樹脂層
Ｔ：接着剤
１０００：バッテリーモジュール
１０００’：バッテリーモジュール積層体
２１００：バッテリーパックケース
２０００：バッテリーパック

【図1(a)】

【図1(b)】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11(a)】

【図11(b)】

【図11(c)】

【図12(a)】

【図12(b)】

【図13(a)】

【図13(b)】

【図14】

【図15】

【図16】