特表 2023-550284 バッテリーモジュール、バッテリーパック、及びこれを含む自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-01

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

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/296 20210101AFI20231124BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20231124BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20231124BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

H01M50/296

H01M50/211

H01M50/249

H01M50/204 401H

H01M50/204 401E

H01M50/204 101

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023526444

(86)(22)【出願日】2022-09-22

(85)【翻訳文提出日】2023-04-28

(86)【国際出願番号】 KR2022014199

(87)【国際公開番号】W WO2023058963

(87)【国際公開日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】10-2021-0134408

(32)【優先日】2021-10-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA37

5H040AS07

5H040AY05

5H040CC16

5H040DD22

5H040LL01

5H040LL04

5H040LL06

(57)【要約】

本発明によるバッテリーモジュールは、少なくとも一つのバッテリーセルを含むセル組立体と、前記セル組立体を収容するモジュールケースと、前記モジュールケースに取り付けられるコネクタと、を含む。前記コネクタは、前記バッテリーセルとの電気的な接続のためのコネクタターミナルと、前記コネクタターミナルを囲むコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングに結合され、前記モジュールケースに少なくとも一部が挿入されて前記モジュールケースに取り付けられるコネクタヘッダーボディと、前記モジュールケースとコネクタヘッダーボディとの間に介在されて１，０００℃以上の融点を有するコネクタガスケットと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つのバッテリーセルを含むセル組立体と、
前記セル組立体を収容するモジュールケースと、
前記モジュールケースに取り付けられるコネクタと、を含み、
前記コネクタは、
前記バッテリーセルとの電気的な接続のためのコネクタターミナルと、
前記コネクタターミナルを囲むコネクタハウジングと、
前記コネクタハウジングに結合され、前記モジュールケースに少なくとも一部が挿入されて前記モジュールケースに取り付けられるコネクタヘッダーボディと、
前記モジュールケースとコネクタヘッダーボディとの間に介在されて１，０００℃以上の融点を有するコネクタガスケットと、
を含む、バッテリーモジュール。

【請求項2】

前記モジュールケースに開口部が形成されており、前記コネクタヘッダーボディは、前記開口部の内側で前記コネクタガスケットを介在して前記モジュールケースに面接触しながら前記開口部を気密にする、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項3】

前記コネクタガスケットは、前記開口部と同じ大きさの中空を有するフレーム状である、請求項２に記載のバッテリーモジュール。

【請求項4】

前記コネクタガスケット及び前記コネクタヘッダーボディは、前記モジュールケースにボルト締結されている、請求項２に記載のバッテリーモジュール。

【請求項5】

前記コネクタガスケットは、シリコーンガスケットである、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記コネクタヘッダーボディは、１，０００℃以上の融点を有するセラミックまたは金属素材からなる、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記コネクタハウジングは、前記コネクタヘッダーボディに締り嵌めまたはフック締結で結合されている、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記コネクタハウジングと前記コネクタヘッダーボディとは、一体成形された単一部品である、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の、少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするパックケースと、を含む、バッテリーパック。

【請求項10】

請求項９に記載の、少なくとも一つのバッテリーパックを含む、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、バッテリーパック、及びこれを含む自動車に関し、より詳しくは、コネクタが改善されたバッテリーモジュール、バッテリーパック、及びこれを含む自動車に関する。本出願は、２０２１年１０月８日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３４４０８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】

製品群毎の適用性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車またはハイブリッド自動車、電力貯蔵装置などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。

【0003】

電気自動車などに適用されるバッテリーパックは、高出力を得るため、複数の二次電池バッテリーセルを含む複数のセル組立体を直列に接続した構造を有する。また、バッテリーセルは、正極集電体及び負極集電体、セパレータ、活物質、電解液などを含み、構成要素同士の電気化学的反応によって反復的な充放電が可能である。

【0004】

一方、最近、エネルギー貯蔵源としての活用を含めて大容量構造に対する必要性が高まるとともに、複数のバッテリーセルが直列及び／又は並列に接続された複数のバッテリーモジュールを集合させたマルチモジュール構造のバッテリーパックに対する需要が増加している。バッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールをまず構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を付け加え、バッテリーパックを構成する方法が一般的である。前記バッテリーパックに含まれるバッテリーモジュールの個数、またはバッテリーモジュールに含まれるバッテリーセルの個数は、要求される出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定され得る。

【0005】

バッテリーモジュールは、バッテリーセルと各種の電装部品などをモジュールケース内にパッケージングし、モジュールケースの外側の外部機器などとの電気的な接続のためのコネクタを備える。コネクタは、複数個のバッテリーモジュール同士を電気的に接続するための接続用コネクタ、バッテリーセルの電圧をモニタリングするためのセンシング用コネクタ、バッテリーセルを充電するための充電装置と連結するための充電用コネクタ、またはバッテリーセルに充電されたエネルギーを使用して駆動するモータと連結する出力用コネクタなどであり得る。

【0006】

従来、バッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルが狭い空間に密集する形態で製造されるため、火災などの予防が重要である。特に、このようなバッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパックが車両用として適用される場合、厳しい安全性テストを通過する必要がある。

【0007】

従来のバッテリーモジュールに備えられるコネクタは、コネクタターミナルを除いたすべての部分に一般的なプラスチック射出で製作されたものが使用され、このようなコネクタはモジュールケースと溶接によってシーリングされている。プラスチック射出物を適用したバッテリーモジュールで異常高温が発生すると、溶融し易くて気密性を維持できず、構造が崩壊するという問題がある。特に、このようなコネクタを装着したバッテリーモジュールまたはこれらの集合体であるバッテリーパックは、熱暴走テストを通過し難い。熱暴走テストとは、ＧＢ規格、バッテリーパックまたはシステムが、バッテリーの熱暴走による熱拡散によって自動車の搭乗空間に危険が発生する５分前に熱事件アラーム信号を提供する試験を意味する。

【0008】

したがって、ＧＢ規格を満足するために、火炎などによる高温及び／又はベンティングガスによる高圧環境の拡散を防止するためのコネクタが求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明が解決しようとする課題は、バッテリーモジュール内の火炎発生などによる高温及び／又はバッテリーモジュール内のベンティングガスによる高圧環境が、外部へと拡散することを防止するために改善されたコネクタを含むバッテリーモジュールを提供することである。

【0010】

本発明が解決しようとする他の課題は、このようなバッテリーモジュールを含むことで、火災や爆発に対する安定性を高めたバッテリーパック及び自動車を提供することである。

【0011】

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】

【0012】

上記の課題を解決するため、本発明によるバッテリーモジュールは、少なくとも一つのバッテリーセルを含むセル組立体と、前記セル組立体を収容するモジュールケースと、前記モジュールケースに取り付けられるコネクタと、を含む。前記コネクタは、前記バッテリーセルとの電気的な接続のためのコネクタターミナルと、前記コネクタターミナルを囲むコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングに結合され、前記モジュールケースに少なくとも一部が挿入されて前記モジュールケースに取り付けられるコネクタヘッダーボディと、前記モジュールケースとコネクタヘッダーボディとの間に介在されて１，０００℃以上の融点を有するコネクタガスケットと、を含む。

【0013】

前記モジュールケースに開口部が形成されており、前記コネクタヘッダーボディは、前記開口部の内側で前記コネクタガスケットを介在して前記モジュールケースに面接触しながら前記開口部を気密にする。

【0014】

前記コネクタガスケットは、前記開口部と同じ大きさの中空を有するフレーム状であり得る。

【0015】

前記コネクタガスケット及び前記コネクタヘッダーボディは、前記モジュールケースにボルト締結され得る。

【0016】

望ましくは、前記コネクタガスケットはシリコーンガスケットである。

【0017】

前記コネクタヘッダーボディは、１，０００℃以上の融点を有するセラミックまたは金属素材からなり得る。

【0018】

前記コネクタハウジングは、前記コネクタヘッダーボディに締り嵌めまたはフック締結で結合され得る。

【0019】

前記コネクタハウジングと前記コネクタヘッダーボディとは、一体成形された単一部品であり得る。

【0020】

また、本発明は、このようなバッテリーモジュールを少なくとも一つ含むバッテリーパック、及びこのようなバッテリーパックを少なくとも一つ含む自動車を提供する。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、バッテリーモジュール内の火炎発生による高温及び／又はバッテリーモジュール内のベンティングガスによる高圧環境が、外部に拡散することを防止するために改善されたコネクタ、すなわち高耐熱性シーリングコネクタを含むバッテリーモジュールが提供される。

【0022】

本発明によるバッテリーモジュールは、１，０００℃以上の融点を有するコネクタガスケットを含むコネクタを含むことで、バッテリーモジュール内で火炎が発生して異常高温状態になっても、バッテリーモジュールの外側への火炎拡散を防止可能である。そして、バッテリーモジュール内でベンティングガスが発生して異常高圧状態になっても、コネクタ側を通じた爆発を防止可能である。

【0023】

このように本発明によれば、熱暴走が発生してもバッテリーモジュールの気密構造を維持して高温／高圧環境に耐える高耐熱性シーリングコネクタを含むバッテリーモジュールが提供される。

【0024】

例えば、モジュールケースの隣接温度が約６００℃（最小５分）以上まで上昇する場合であっても、本発明で提案するコネクタを含むバッテリーモジュールは、高温／高圧（１００ｋｐａ）に耐えられるため、熱伝達を防止可能である。したがって、本発明によると、安全性が向上したバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供することができる。

【0025】

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】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの概略的な分解斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの正面図であって、コネクタ部分を拡大して示した図である。

【図3】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールからコネクタ部分を分離して示した斜視図である。

【図4】図２のＩＶ－ＩＶ’に沿った図１の部分断面図である。

【図5】図２のＶ－Ｖ’に沿った図１の部分断面図である。

【図6】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに含まれるコネクタガスケットの斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態によるバッテリーパックを示した概略的な図である。

【図8】本発明の一実施形態による自動車を示した概略的な図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。

【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。また、発明の理解を助けるため、添付された図面は実際の縮尺通りではなく、一部の構成要素の寸法が誇張されて示され得る。

【0029】

図１は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの概略的な分解斜視図であり、図２は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの正面図であって、コネクタ部分を拡大して示した図であり、図３は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールからコネクタ部分を分離して示した斜視図であり、図４は図２のＩＶ－ＩＶ’に沿った図１の部分断面図であり、図５は図２のＶ－Ｖ’に沿った図１の部分断面図であり、図６は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに含まれるコネクタガスケットの斜視図である。

【0030】

まず、図１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１０は、セル組立体１００、モジュールケース１５０、及びコネクタ２００を含む。

【0031】

セル組立体１００は、少なくとも一つのバッテリーセルを含む。セル組立体１００を構成するバッテリーセルはパウチ型二次電池であり得、セル組立体１００内に複数個が積層されて整列され得る。前記複数個のバッテリーセルは互いに電気的に接続され得、それぞれのバッテリーセルは、電極組立体、電極組立体を収容する外装材、及び外装材の外側に突出して前記電極組立体と電気的に接続される電極リードを含み得る。

【0032】

電極リードは、正極リード及び負極リードを含み得る。正極リードと負極リードとは、バッテリーセルの長手方向において互いに反対方向に配置されてもよく、両者が同じ方向に位置されてもよい。正極リード及び負極リードは多様な材質からなり得、例えば、正極リードはアルミニウム材質から製作され、負極リードは銅材質から製作され得る。

【0033】

電極リードは、バスバー（図示せず）に電気的に結合され得る。バッテリーセルは、正極板－セパレータ－負極板の順に配列された単位セル、または、正極板－セパレータ－負極板－セパレータ－正極板－セパレータ－負極板の順に配列されたバイセルを容量に合わせて複数個積層した構造を有し得る。

【0034】

セル組立体１００は、複数のバッテリーセルが互いに積層されて構成され得る。ここで、バッテリーセルは多様な構造を有し得、また、複数のバッテリーセルは多様な方式で積層され得る。

【0035】

セル組立体１００は、それぞれのバッテリーセルを収納するカートリッジ（図示せず）を複数個備え得る。それぞれのカートリッジ（図示せず）は、プラスチックの射出成形で製造され得、バッテリーセルを収納可能な収納部が形成された複数のカートリッジが積層され得る。複数のカートリッジが積層されたカートリッジ組立体には端子要素が備えられ得る。端子要素は、バッテリーセルに連結されるメイン端子として正極端子と負極端子を含み、端子要素はターミナルボルトを備えて外部と電気的に接続され得る。一方、バッテリーセルは多様な形状を有し得る。

【0036】

モジュールケース１５０は、内部に空いた空間を有する。モジュールケース１５０はセル組立体１００を収容し、バッテリーモジュール１０の外観を形成する。モジュールケース１５０は、セル組立体１００またはカートリッジ組立体の形状に対応するように形成され得る。例えば、セル組立体１００またはカートリッジ組立体が六面体状である場合、モジュールケース１５０もそれに対応するように六面体状に設けられ得る。モジュールケース１５０内には各種の電装部品が含まれ得、一例としてＩＣＢ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ、内部回路基板）またはＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリー管理システム）などを含み得る。前記ＩＣＢ及びＢＭＳなどの電装部品は、前記複数個のバッテリーセルと電気的に接続され得る。

【0037】

モジュールケース１５０は、例えば、金属材質のプレートを折り曲げて製造され得、または、プラスチック射出物によって製造されてもよい。そして、モジュールケース１５０は、一体型で製造されてもよく、分離型で製造されてもよい。一般に、モジュールケース１５０は、少なくとも一面が開放された形態で提供され、開放された部分からセル組立体１００を挿入した後、開放された部分を塞ぐ構造であり得る。モジュールケース１５０は、全体的に直方体状に提供され得る。

【0038】

モジュールケース１５０の構成は多様であり得る。例えば、モジュールケース１５０は、セル組立体１００を収容して上部が開放されたＵ字状フレーム、及びＵ字状フレームの上側でセル組立体１００を覆う上部プレートを含み得る。Ｕ字状フレームは、上面、前面及び後面が開放されており、Ｕ字状フレームの前面と後面にはエンドプレートがそれぞれ位置して開放された前面と後面を塞ぎ得る。

【0039】

他にも、モジュールケース１５０は、対向する両側が開放された形態の四角管体のモノフレーム、及び前記モノフレームの対向する両側を塞ぐフロントカバーとリアカバーを含み得る。本発明は、特定のモジュールケース１５０の構造に制限されない。

【0040】

コネクタ２００は、モジュールケース１５０に取り付けられる。コネクタ２００は、モジュールケース１５０内に収容されるセル組立体１００との電気的接続が容易な部分に取り付けられ得る。例えば、セル組立体１００に含まれるバッテリーセルの電極リードと近い部分に取り付けられ得る。例えば、図示したように、モジュールケース１５０においても、バッテリーセルの電極リードが位置する部分と隣接したエンドプレート、フロントカバー、またはリアカバー側に取り付けられ得る。コネクタ２００は、バッテリーモジュール１０内部のバッテリーセルの電圧または温度に関連するデータを提供可能なＢＭＳなどに接続されるための多様な形態の電気的接続部品または接続部材として設けられ得る。そして、コネクタ２００は、電圧または温度に関連するデータを外部に伝送するためにモジュールケース１５０に結合される。

【0041】

図２～図６を参照すると、コネクタ２００は、コネクタターミナル２１０、コネクタハウジング２２０、及びコネクタヘッダーボディ２３０を含む。

【0042】

コネクタターミナル２１０は、セル組立体１００のバッテリーセルと電気的に接続するためのものである。コネクタターミナル２１０は、例えば銅（Ｃｕ）のような伝導性材質を含み得る。

【0043】

コネクタハウジング２２０は、コネクタターミナル２１０を囲む。コネクタハウジング２２０は、コネクタターミナル２１０を収容して一端を露出させる構造であり得る。

【0044】

コネクタハウジング２２０は、コネクタヘッダーボディ２３０に結合される。コネクタハウジング２２０は、プラスチック射出で製造された、コネクタヘッダーボディ２３０とは別個の部品であり得る。コネクタハウジング２２０はコネクタヘッダーボディ２３０に締り嵌めまたはフック締結で結合され得る。

【0045】

コネクタヘッダーボディ２３０は、コネクタハウジング２２０から露出するコネクタターミナル２１０の一端を露出させ得る。コネクタヘッダーボディ２３０は、モジュールケース１５０に少なくとも一部が挿入されて取り付けられ、コネクタハウジング２２０がモジュールケース１５０の外側に位置するようにする。コネクタターミナル２１０は、コネクタハウジング２２０とコネクタヘッダーボディ２３０を通過し得る。コネクタヘッダーボディ２３０にはコネクタターミナル２１０が通過するように孔が形成され得る。コネクタターミナル２１０は、コネクタヘッダーボディ２３０の孔を通ってモジュールケース１５０の内部に引き込まれ得る。

【0046】

コネクタヘッダーボディ２３０はモジュールケース１５０に結合される。コネクタヘッダーボディ２３０は、多様な方式でモジュールケース１５０に結合され得る。

【0047】

コネクタガスケット２３５は、モジュールケース１５０とコネクタヘッダーボディ２３０との間に介在され、１，０００℃以上の融点を有する。

【0048】

図４及び図５をさらに参照すると、本実施形態ではモジュールケース１５０に開口部１５２が形成されており、コネクタヘッダーボディ２３０は開口部１５２の内側でコネクタガスケット２３５を介在してモジュールケース１５０に面接触しながら開口部１５２を気密にしている。コネクタヘッダーボディ２３０にはボルト２４０が通過するように設けられた締結孔が形成され得る。

【0049】

モジュールケース１５０は、開口部１５２を除いたすべての部位が溶接工法を通じてシーリングされ得る。このような状況で、バッテリーモジュール１０内で熱暴走が発生すると、火炎とガスに最も多く晒される部分はコネクタ２００部分になる。本発明ではコネクタ２００を改善することで、バッテリーモジュール１０内の火炎発生による高温及び／又はバッテリーモジュール１０内のベンティングガスによる高圧環境が、外部へと拡散することを防止することができる。

【0050】

コネクタヘッダーボディ２３０にコネクタガスケット２３５とコネクタハウジング２２０を結合した状態で、モジュールケース１５０の内側から開口部１５２を通過してコネクタハウジング２２０を露出させた後、モジュールケース１５０とコネクタヘッダーボディ２３０とをボルト２４０で締結し得る。代わりに、モジュールケース１５０の内側でコネクタヘッダーボディ２３０をモジュールケース１５０との間にコネクタガスケット２３５を介在して面接するように配置した後、モジュールケース１５０の外側からボルト２４０締結し、モジュールケース１５０の外側からコネクタハウジング２２０をコネクタヘッダーボディ２３０に結合してもよい。

【0051】

図６に示したように、コネクタガスケット２３５は、開口部１５２と同じ大きさの中空を有するフレーム状であり得る。図４及び図５にも示したように、コネクタガスケット２３５の外周はコネクタヘッダーボディ２３０の外周と一致し得る。

【0052】

コネクタガスケット２３５とコネクタヘッダーボディ２３０は、モジュールケース１５０に一緒にボルト２４０締結され得る。参照符号２３７はボルト２４０が通過するようにコネクタガスケット２３５に設けられた締結孔である。

【0053】

望ましくは、コネクタガスケット２３５はシリコーンガスケットである。コネクタガスケット２３５は、バッテリーモジュール１０内の熱暴走時にも気密性を維持し、火炎及びガスがコネクタ２００を通ってバッテリーモジュール１０の外部へと露出することを防止する効果に優れている。コネクタ２００はコネクタガスケット２３５を含んでいるため、高耐熱性シーリングコネクタとも称し得る。バッテリーモジュール１０はこのような高耐熱性シーリングコネクタを含むことで、熱暴走関連ＧＢ規格を満たす。

【0054】

開口部１５２は、コネクタハウジング２２０の締結によって隠される大きさであり得る。開口部１５２がコネクタハウジング２２０よりも大きくて、コネクタヘッダーボディ２３０の一部がモジュールケース１５０の外側から見えてもよい。

【0055】

コネクタヘッダーボディ２３０は、１，０００℃以上の融点を有するセラミックまたは金属素材からなり得る。バッテリーモジュール１０の内部で火炎が発生する場合、コネクタヘッダーボディ２３０の隣接温度が約６００℃（最小５分）以上まで上昇することがあるため、コネクタヘッダーボディ２３０は高温／高圧（１００ｋｐａ）に耐えなければならない。コネクタヘッダーボディ２３０が１，０００℃以上の融点を有するセラミックまたは金属素材からなっていれば、バッテリーモジュール１０の内部で火炎が発生しても崩壊しない。

【0056】

本発明によると、コネクタヘッダーボディ２３０は比較的に高温の環境でも破損されずに維持可能である。コネクタヘッダーボディ２３０に火炎が直接的に接しても溶融しない。コネクタガスケット２３５も比較的に高温の環境でも破損されずに維持可能である。コネクタガスケット２３５に火炎が直接的に接しても溶融しない。コネクタガスケット２３５はモジュールケース１５０の反対側のコネクタハウジング２２０側への熱伝達を防止することができる。

【0057】

従来のコネクタは、コネクタハウジング２２０及びコネクタヘッダーボディ２３０に対応する部分がプラスチック射出物のみから構成されているため、熱暴走時に溶融して煙及び火炎が外側へと漏れる。コネクタガスケット２３５のようなシーリング部品もない。本発明では、１，０００℃以上の融点を有して高耐熱性を有するコネクタハウジング２２０とコネクタヘッダーボディ２３０を含むコネクタ２００を提供することで、熱暴走関連ＧＢ規格を満たすことができるだけでなく、気密性を維持することができる。

【0058】

このように本発明によれば、熱暴走が発生してもバッテリーモジュールの気密構造を維持し、高温／高圧環境に耐える高耐熱性シーリングコネクタを含むバッテリーモジュールが提供される。

【0059】

本実施形態では、コネクタヘッダーボディ２３０とコネクタハウジング２２０とが別個の部品である場合を説明した。他の例として、コネクタハウジング２２０とコネクタヘッダーボディ２３０とは一体成形された単一部品であり得る。耐熱性金属素材と軽量金属素材を含むクラッドメタルディスクを製造した後、所望の形態で加工してコネクタヘッダーボディ２３０を製造し得る。金型中にコネクタヘッダーボディ２３０とコネクタターミナル２１０を配置した後、プラスチックを溶かして金型に注入し硬化させることで、コネクタハウジング２２０をコネクタヘッダーボディ２３０と一体成形して製造し得る。インサート射出方法によると言える。コネクタハウジング２２０をコネクタヘッダーボディ２３０と一体的に製造すれば、別途の締結部材を使用しなくてもコネクタハウジング２２０とコネクタヘッダーボディ２３０との間で強い結束力を有し得る。これにより、部品数を減らして製造コストを節減できるだけでなく、締結作業を省略可能であるため製造時間を短縮し、安定的な結合構造を形成することができる。

【0060】

図７は本発明の一実施形態によるバッテリーパックを示した概略的な図であり、図８は本発明の一実施形態による自動車を示した概略的な図である。

【0061】

図７及び図８を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーパック３００は、上述した本発明によるバッテリーモジュール、例えば一実施形態によるバッテリーモジュール１０を少なくとも一つ含み得る。また、バッテリーパック３００は、少なくとも一つのバッテリーモジュール１０を収容可能なパックケース３１０を含み得る。さらに、このようなバッテリーモジュール１０の外に他の多様な構成要素、例えば、リレー、電流センサなどのような本発明の出願時点で公知のバッテリーパックの構成要素などをさらに含み得る。

【0062】

バッテリーモジュール１０は略直方体状であるため、バッテリーパックケース３１０内に整然と並べられ、それぞれのバッテリーモジュール１０は、自動車４００の走行に必要な電力を確保可能に接続されている。

【0063】

バッテリーパックケース３１０は、バッテリーモジュール１０を固定し収納する容器であり、直方体状の箱である。そして、このバッテリーパックケース３１０は自動車４００内の所定の位置に配設され得る。

【0064】

望ましくは、自動車４００は電気自動車であり得る。バッテリーパック３００は、電気自動車のモータに駆動力を提供して自動車４００を駆動させる電気エネルギー源として使用され得る。この場合、バッテリーパック３００は１００Ｖ以上の高い公称電圧を有する。

【0065】

バッテリーパック３００は、モータ及び／又は内燃機関の駆動によってインバータによって充電または放電し得る。バッテリーパック３００はブレーキ（ｂｒａｋｅ）と結合された回生充電装置によって充電され得る。バッテリーパック３００は、インバータを通じて自動車４００のモータに電気的に接続され得る。勿論、バッテリーパック３００は、前記自動車の外にも、二次電池を用いる電力貯蔵装置（ＥＳＳ）などのその他の装置や機具及び設備などにも備えられ得る。

【0066】

このように、本発明の一実施形態によるバッテリーパック３００と前記自動車４００のような前記バッテリーパック３００を備える装置や機具及び設備は、上述した前記バッテリーモジュール１０を含むため、上述したバッテリーモジュール１０による長所をすべて持つバッテリーパック３００、及びこのようなバッテリーパック３００を備える自動車４００などの装置や機具及び設備などを具現可能である。

【0067】

以上のような多様な実施形態によって、バッテリーモジュール内で火炎が発生して異常高温状態になっても、バッテリーモジュールの外側への火炎の拡散を防止することができる。また、本発明によると、バッテリーモジュール内でベンティングガスが発生して異常高圧状態になっても、バッテリーモジュールの爆発を防止することができる。

【0068】

例えば、モジュールケースの隣接温度が約６００℃（最小５分）以上まで上昇する場合であっても、本発明で提案するコネクタを含むバッテリーモジュールは、高温／高圧（１００ｋｐａ）に耐えられ、熱伝達を防止することができる。したがって、本発明によると、安全性が向上したバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供することができる。

【0069】

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、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野における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】

【0070】

１０：バッテリーモジュール
１００：セル組立体
１５０：モジュールケース
２００：コネクタ
２１０：コネクタターミナル
２２０：コネクタハウジング
２３０：コネクタヘッダーボディ
２３５：コネクタガスケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】