特表 2024-534884 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】2024-09-26

(54)【発明の名称】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 50/211 20210101AFI20240918BHJP

   H01M 50/507 20210101ALI20240918BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20240918BHJP

   H01M 50/30 20210101ALI20240918BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20240918BHJP

   H01M 50/591 20210101ALI20240918BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20240918BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20240918BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240918BHJP

【ＦＩ】

H01M50/211

H01M50/507

H01M50/291

H01M50/30

H01M50/588

H01M50/591

H01M50/293

H01M50/289 101

H01M50/204 401F

H01M50/591 101

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024513808

(86)(22)【出願日】2023-06-09

(85)【翻訳文提出日】2024-02-29

(86)【国際出願番号】 KR2023007983

(87)【国際公開番号】W WO2023239218

(87)【国際公開日】2023-12-14

(31)【優先権主張番号】10-2022-0070855

(32)【優先日】2022-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2023-0055794

(32)【優先日】2023-04-27

(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】ジン－ヨン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ウ－ヨン・クォン

(72)【発明者】

【氏名】スン－ジュン・キム

(72)【発明者】

【氏名】イン－ス・キム

(72)【発明者】

【氏名】セ－ユン・チュン

(72)【発明者】

【氏名】ホ－ジュネ・チ

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H012AA03

5H012BB08

5H012CC01

5H040AA03

5H040AA07

5H040AA33

5H040AA37

5H040AS07

5H040AT04

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY10

5H040DD04

5H043AA02

5H043AA04

5H043AA13

5H043AA19

5H043BA19

5H043CA08

5H043CA22

5H043DA09

5H043FA04

5H043GA23

5H043GA25

5H043GA30

5H043KA45F

(57)【要約】

本発明のバッテリーパックは、複数の電極リードを備える複数のパウチ型バッテリーセルと、内部空間に前記複数のパウチ型バッテリーセルを収納するパックケースと、前記パックケースの内部空間で前記複数のパウチ型バッテリーセルのうちの少なくとも１つの一部を取り囲むように構成されたセルカバーと、取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの電極リードを連結するように構成されたバスバーアセンブリと、前記バスバーアセンブリの一側に結合するエンドカバーと、を含むことを特徴とする。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極リードを備える複数のパウチ型バッテリーセルと、
内部空間に前記複数のパウチ型バッテリーセルを収納するパックケースと、
前記パックケースの内部空間で前記複数のパウチ型バッテリーセルのうちの少なくとも１つの一部を取り囲むように構成されたセルカバーと、
取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの電極リードを連結するように構成されたバスバーアセンブリと、
前記バスバーアセンブリの一側に結合するエンドカバーと、
を含む、バッテリーパック。

【請求項2】

前記セルカバーは、
前記電極リードが備えられた部分が外部に露出するように前記パウチ型バッテリーセルを部分的に取り囲む形態で構成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記バスバーアセンブリは、
前記電極リードが備えられた部分の少なくとも一部をカバーするように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記バスバーアセンブリは、
少なくとも一部が前記セルカバーに挿入されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記バスバーアセンブリは、
前記電極リードと連結されるバスバー端子と、
前記バスバー端子が安着するように構成されたバスバーフレームであって、前記電極リードを収容するリード収容部、及び取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルのうちの少なくとも一部で発生するガスが移動できるように構成された貫通部を備えるバスバーフレームと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記エンドカバーは、
前記バスバーアセンブリに結合することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記エンドカバーは、
前記貫通部と連通する第１ベント部を備えることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記バッテリーパックは、
前記バスバーアセンブリと前記エンドカバーとの間に備えられる中間カバーを含むことを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記中間カバーは、
前記バスバーアセンブリに結合することを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記中間カバーは、
前記エンドカバーが結合するように構成されることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項11】

前記中間カバーは、
前記貫通部と連通するように構成された連通部を備えることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項12】

前記ガスは、
前記第１ベント部を介して前記パックケースの内部空間に排出されることを特徴とする、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項13】

前記連通部は、
メッシュ部材を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーパック。

【請求項14】

前記中間カバーは、
前記バスバーアセンブリと前記エンドカバーとの間に電気的接続を遮断するために絶縁素材を含むことを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項15】

前記パックケースは、
前記第１ベント部と連通して前記ガスをバッテリーパックの外部に排出できるように構成された第２ベント部を備えることを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリーパック。

【請求項16】

前記セルカバーは、
取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの一側面をカバーする第１側面カバー部と、
前記第１側面カバー部と対向する第２側面カバー部であって、取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの他側面をカバーする第２側面カバー部と、
前記第１側面カバー部と前記第２側面カバー部とを連結する上側カバー部であって、取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの上部をカバーする上側カバー部と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項17】

前記セルカバーは、
前記パウチ型バッテリーセルが前記第１側面カバー部と前記第２側面カバー部との間に立設した状態で支持するように構成されたことを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリーパック。

【請求項18】

前記セルカバーは、
前記第１側面カバー部の内側面及び第２側面カバー部の内側面のうちの少なくとも一部に絶縁コーティング層を含むことを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリーパック。

【請求項19】

前記セルカバーは、
前記第１側面カバー部の外側面及び第２側面カバー部の外側面のうちの少なくとも一部に接着部材を含むことを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリーパック。

【請求項20】

前記バッテリーパックは、前記バスバーアセンブリと前記エンドカバーとの間に備えられる中間カバーをさらに含み、
前記第１側面カバー部と前記第２側面カバー部とは、前記上側カバー部よりも前記電極リード側にさらに突出している部分を含み、
前記バスバーアセンブリ、前記中間カバー及び前記エンドカバーがそれぞれ前記第１側面カバー部の内側と前記第２側面カバー部の内側に挿入されて接触していることを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリーパック。

【請求項21】

請求項１から２０のいずれか一項に記載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、バッテリーパック、及びこれを含む自動車に関し、より詳しくは、安定性などが向上されたバッテリーパック、及びこれを含む自動車に関する。本出願は、２０２２年０６月１０日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２２－００７０８５５号、２０２３年０４月２７日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２３－００５５７９４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】

各種モバイル機器と電気自動車、エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ、ＥＳＳ）などに対する技術開発と需要が大きく増加することによって、エネルギー源としての二次電池に対する関心と需要が急激に増加している。

【0003】

従来、二次電池としてニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池などが多く用いられていたが、最近では、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電及び放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いリチウム二次電池が多く用いられている。

【0004】

このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として用いる。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレーターを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液とともに封止して収納する外装材、すなわち電池ケースを備える。

【0005】

一般に、二次電池は、外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に組み込まれている缶型電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに組み込まれているパウチ型電池とに分類される。

【0006】

最近では、電気自動車やエネルギー貯蔵システムのような中大型装置に駆動用やエネルギー貯蔵用としてバッテリーモジュールが広く用いられている。

【0007】

従来のバッテリーパックは、パックケース内部に、１つ以上のバッテリーモジュールと、バッテリーモジュールの充放電を制御する制御ユニットとを含む。ここで、バッテリーモジュールは、モジュールケース内部に複数のバッテリーセルを含む形態で構成される。すなわち、従来のバッテリーパックの場合、複数のバッテリーセル（二次電池）がモジュールケース内部に収納されてそれぞれのバッテリーモジュールを構成し、このようなバッテリーモジュールが１つ以上パックケース内部に収納されてバッテリーパックを構成する。特に、パウチ型電池の場合、軽量であり、積層時にデッドスペース（ｄｅａｄ ｓｐａｃｅ）が少ないなどの多くの利点を有しているが、外部からの衝撃に弱く、組立性も多少劣るという問題がある。よって、複数のセルをモジュール化してから、パックケース内部に収納する形態でバッテリーパックを製造することが一般的である。

【0008】

しかし、従来のバッテリーパックの場合、モジュール化などによって、エネルギー密度と組立性、冷却性などの点で不利になる可能性がある。特に、パウチ型バッテリーセルの場合、スウェリングが発生する場合があり、従来のバッテリーパックは、このようなスウェリング状況に適切に対応することが困難であるという問題がある。

【0009】

また、従来のバッテリーパックの場合、モジュール化などによって、エネルギー密度と組立性、冷却性などの点で不利になる可能性がある。

【0010】

また、従来のバッテリーモジュールやバッテリーパックの場合、熱イベントに弱い場合がある。特に、バッテリーモジュールやバッテリーパックの内部で熱イベントが発生した場合、熱暴走が起こることで火炎が発生し、ひどい場合には爆発に至る可能性があるという問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、スウェリングへの対応性能など多くの点に優れたバッテリーパック、及びこれを含む自動車を提供することである。

【0012】

また、本発明が解決しようとする他の課題は、熱イベントが発生したときに優れた安全性を確保できるバッテリーパック、及びこれを含む自動車を提供することである。

【0013】

ただし、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、言及されていないまた他の課題は、以下に記載された発明の説明から当業者であれば明確に理解できるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記のような課題を解決するための本発明の一態様によるバッテリーパックは、電極リードを備える複数のパウチ型バッテリーセルと、内部空間に前記複数のパウチ型バッテリーセルを収納するパックケースと、前記パックケースの内部空間で前記複数のパウチ型バッテリーセルのうちの少なくとも１つの一部を取り囲むように構成されたセルカバーと、取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの電極リードを連結するように構成されたバスバーアセンブリと、前記バスバーアセンブリの一側に結合するエンドカバーと、を含む。

【0015】

前記セルカバーは、前記電極リードが備えられた部分が外部に露出するように前記パウチ型バッテリーセルを部分的に取り囲む形態で構成され得る。

【0016】

前記バスバーアセンブリは、前記電極リードが備えられた部分の少なくとも一部をカバーするように構成され得る。

【0017】

前記バスバーアセンブリは、少なくとも一部が前記セルカバーに挿入され得る。

【0018】

前記バスバーアセンブリは、前記電極リードと連結されるバスバー端子と、前記バスバー端子が安着するように構成されたバスバーフレームであって、前記電極リードを収容するリード収容部、及び取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルのうちの少なくとも一部で発生するガスが移動できるように構成された貫通部を備えるバスバーフレームと、を含むことができる。

【0019】

前記エンドカバーは、前記バスバーアセンブリに結合することができる。

【0020】

前記エンドカバーは、前記貫通部と連通する第１ベント部を備えることができる。

【0021】

前記バッテリーパックは、前記バスバーアセンブリと前記エンドカバーとの間に備えられる中間カバーを含むことができる。

【0022】

前記中間カバーは、前記バスバーアセンブリに結合することができる。

【0023】

前記中間カバーは、前記エンドカバーが結合するように構成され得る。

【0024】

前記中間カバーは、前記貫通部と連通するように構成された連通部を備えることができる。

【0025】

前記ガスは、前記第１ベント部を介して前記パックケースの内部空間に排出され得る。

【0026】

前記連通部は、メッシュ部材を備えることができる。

【0027】

前記中間カバーは、前記バスバーアセンブリと前記エンドカバーとの間に電気的接続を遮断するために絶縁素材を含むことができる。

【0028】

前記パックケースは、前記第１ベント部と連通して前記ガスをバッテリーパックの外部に排出できるように構成された第２ベント部を備えることができる。

【0029】

前記セルカバーは、取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの一側面をカバーする第１側面カバー部と、前記第１側面カバー部と対向する第２側面カバー部であって、取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの他側面をカバーする第２側面カバー部と、前記第１側面カバー部と前記第２側面カバー部とを連結する上側カバー部であって、取り囲まれた前記パウチ型バッテリーセルの上部をカバーする上側カバー部と、を備えることができる。

【0030】

前記セルカバーは、前記パウチ型バッテリーセルが前記第１側面カバー部と前記第２側面カバー部との間に立設した状態で支持するように構成され得る。

【0031】

前記セルカバーは、前記第１側面カバー部の内側面及び第２側面カバー部の内側面のうちの少なくとも一部に絶縁コーティング層を含むことができる。

【0032】

前記セルカバーは、前記第１側面カバー部の外側面及び第２側面カバー部の外側面のうちの少なくとも一部に接着部材を含むことができる。

【0033】

前記バッテリーパックは、前記バスバーアセンブリと前記エンドカバーとの間に備えられる中間カバーをさらに含むことができる。

【0034】

前記バッテリーパックは、前記第１側面カバー部と前記第２側面カバー部とは、前記上側カバー部よりも前記電極リード側にさらに突出している部分を含むことができる。

【0035】

前記バッテリーパックは、前記バスバーアセンブリ、前記中間カバー及び前記エンドカバーがそれぞれ前記第１側面カバー部の内側と前記第２側面カバー部の内側に挿入されて接触することができる。

【0036】

本発明による自動車は、本発明によるバッテリーパックを含むことができる。

【発明の効果】

【0037】

本発明の一態様によると、プラスチックカートリッジのような積層用フレームや別途のモジュールケースなどの構成を要することなく、複数のパウチ型バッテリーセルをパックケース内部に安定に収納することができる。

【0038】

さらに、パウチ型バッテリーセルを用いたＣＴＰ（Ｃｅｌｌ Ｔｏ Ｐａｃｋ）タイプのバッテリーパックをより効率的に実現することができる。すなわち、別途のモジュールケース内部にパウチ型バッテリーセルを収納し、このようなモジュールケースをパックケース内部に収納させるものではなく、パウチ型バッテリーセルを直接パックケース内部に収納させる形態でバッテリーパックを設けることができる。

【0039】

本発明の他の態様によると、セルカバーにバスバーアセンブリが挿入される構造により、セルカバーとバスバーアセンブリとが効率的に結合することができる。また、エンドカバーがパウチ型バッテリーセルのセルカバーで取り囲まれていない部分をカバーすることで、より安定に保護することができる。

【0040】

本発明のまた他の態様によると、パウチ型バッテリーセルでスウェリング又は熱暴走によるガス及び／又は火炎が発生する場合、第１ベント部を介してセルユニットの外部に排出することができる。したがって、サイドベントを誘導することで、ガス及び／又は火炎がセルカバーの開放された部分を介してランダムに排出されることを防止することができる。

【0041】

本発明のまた他の態様によると、パウチ型バッテリーセルで発生し得る火炎の流れを中間カバーによって一次的に阻止できるため、火炎の強度を低下させ、第１ベント部への火炎の急激な排出を防止することができる。また、バスバーアセンブリとエンドカバーとの間の接触による短絡現象を防止することができる。

【0042】

このように本発明によると、スウェリングへの対応性能など多くの点に優れたバッテリーパック、及びこれを含む自動車を提供することができる。また、熱イベントが発生したときに優れた安全性を確保できるバッテリーパック、及びこれを含む自動車を提供することができる。

【0043】

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】

【0044】

【図1】本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素を分離して示す図。

【図2】本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素を結合して示す図。

【図3】本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素を分離して示す図。

【図4】本発明によるバッテリーパックに含まれるパウチ型バッテリーセルの斜視図。

【図5】本発明によるバッテリーパックに含まれるセルカバーの斜視図。

【図6】本発明によるバッテリーパックに含まれるバスバーアセンブリを示す図。

【図7】本発明によるバッテリーパックに含まれるバスバーアセンブリの一部断面を示す図。

【図8】本発明によるバッテリーパックに含まれるエンドカバーを示す図。

【図9】本発明によるバッテリーパックに含まれる中間カバーを示す図。

【図10】本発明によるバッテリーパックに含まれる中間カバーの一部断面を示す図。

【図11】本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素の一部断面を示す図。

【図12】本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素の一部断面を示す図。

【図13】本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素を分離して示す図。

【図14】本発明による自動車を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0045】

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。同一の図面符号は同一の構成要素を指称する。また、図面において、構成要素の厚さ、割合及び寸法は、技術的内容の効果的な説明のために誇張されたものである。

【0046】

本明細書及び特許請求の範囲において使用される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るものではなく、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じた意味及び概念で解釈されるものである。

【0047】

本明細書で上、下、左、右、前、後などの方向を示す用語が使用されたが、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り得ることは本発明の当業者に自明である。

【0048】

したがって、本明細書に記載された実施形態に示された構成は、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表すものではないため、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されたい。

【0049】

図１は、本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素を分離して示す図である。図２は、本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素を結合して示す図である。図３は、本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素を分離して示す図である。図４は、本発明によるバッテリーパックに含まれるパウチ型バッテリーセルの斜視図である。

【0050】

図１から図４を参照すると、本発明によるバッテリーパック１０は、複数のパウチ型バッテリーセル１００、パックケース３００、セルカバー２００、バスバーアセンブリ４００、中間カバー５００及びエンドカバー６００を含むことができる。

【0051】

図４を参照すると、パウチ型バッテリーセル１００は、電極組立体、電解液及びパウチ外装材を含むことができる。パウチ型バッテリーセル１００は、電極組立体を収納する収納部１１０、及び収納部１１０の周りから外側に延びるシール部１２０を備えることができる。パウチ型バッテリーセル１００は、電極リード１１１を備えることができる。電極リード１１１は、パウチ外装材の両方向にそれぞれ引き出されるか、片側からのみ引き出される。図示の例において、電極リード１１１は、パウチ型バッテリーセル１００の両方向に引き出されている（Ｘ軸方向）。電極リード１１１が引き出されている方向をパウチ型バッテリーセル１００の長手方向と定義でき、言い換えれば、電極リード１１１は、パウチ型バッテリーセル１００の長手方向に沿ってそれぞれ前方と後方に引き出されているともいえる。

【0052】

図２及び図３を参照すると、このようなパウチ型バッテリーセル１００は、セルカバー２００で取り囲まれてセルユニットＵを構成することができる。

【0053】

図１を参照すると、バッテリーパック１０がこのようなセルユニットＵを複数含むことで、パウチ型バッテリーセル１００がバッテリーパック１０に複数含まれ得る。複数のパウチ型バッテリーセル１００は、少なくとも一方向に積層され得る。複数のパウチ型バッテリーセル１００は、左右方向（Ｙ軸方向）に積層配置され得る。さらに、複数のパウチ型バッテリーセル１００は、左右方向に配置されるが、前後方向（Ｘ軸方向）に複数の列をなす形態に配置されることもできる。例えば、図１を参照すると、複数のパウチ型バッテリーセル１００は左右方向に積層され、１つのセルユニットを形成し、このようなセルユニットが左右方向に２つ配置され、また前後方向にも図２つ配置されることで、２×２の配列でパックケース３００内に配置されている。

【0054】

図１を参照すると、パックケース３００は、内部に空間を形成してパウチ型バッテリーセル１００を収納することができる。例えば、パックケース３００は、ケース本体３１０及びトップカバー３２０を備えることができる。ケース本体３１０は、上端が開放されたボックスの形態で構成され、内部空間に複数のパウチ型バッテリーセル１００を収納することができる。トップカバー３２０は、ケース本体３１０の上端開放部（Ｚ軸の正の方向に位置する開放部）をカバーするカバーの形態で構成され得る。一方、パックケース３００は、上記のような構造に限定されるのでなく、例えば、上端が開放されたボックスの形態で構成され、内部空間に複数のパウチ型バッテリーセル１００を収納できるボトムフレームと、ボトムフレームの上端開放部をカバーするカバーの形態で構成されたトップフレームとの組み合わせでも構成され得る。パックケース３００の内部空間には、複数のパウチ型バッテリーセル１００とともに後述するセルカバー２００も収納することができる。パックケース３００は、プラスチック又は金属材料を備えることができる。その他にも、パックケース３００は、本発明の出願時点に公知の様々なパックケースの外装材材料を採用することができる。

【0055】

図２及び図３をより詳しく検討すると、セルカバー２００は、パックケース３００の内部空間で複数のパウチ型バッテリーセル１００のうち少なくとも一部を取り囲むように構成され得る。セルカバー２００は、少なくとも１つのパウチ型バッテリーセル１００の一部を取り囲むように構成され得る。セルカバー２００は、左右方向に積層された複数のパウチ型バッテリーセル１００の一部を取り囲むように構成され得る。

【0056】

セルカバー２００は、電極リード１１１が備えられた部分が外部に露出するようにパウチ型バッテリーセル１００を部分的に取り囲む形態で構成され得る。

【0057】

セルカバー２００は、バッテリーパック１０に含まれた複数のパウチ型バッテリーセル１００をグループ化してユニット化するように構成され得る。１つのセルカバー２００は、１つのセルユニットＵを構成することができる。例えば、図２には１つのセルユニットＵが示されており、図１には複数のセルユニットＵが示されている。セルカバー２００がパウチ型バッテリーセル１００の少なくとも３面を取り囲み、バスバーアセンブリ４００が各セルユニットＵに対して各セルカバー２００で取り囲まれていない側面に備えられ得る。

【0058】

バッテリーパック１０には複数のセルユニットＵが含まれ、この場合、セルカバー２００はバッテリーパック１０に複数含まれ得る。セルカバー２００が２つ以上のパウチ型バッテリーセル１００を取り囲む場合、バッテリーパック１０には、パウチ型バッテリーセル１００の数よりも少ない数のセルカバー２００が含まれ得る。セルユニットＵ内のパウチ型バッテリーセル１００は、バスバーアセンブリ４００により直列及び／又は並列に電気的に接続され得る。

【0059】

セルユニットＵはセルバンクとも表現することができる。本発明によると、セルカバー２００がセルバンク間を区画分離する形態であるため、セルバンクごとに熱暴走及び爆発を防止することができる。

【0060】

セルカバー２００は、剛性を確保するために様々な材料で構成され得る。特に、セルカバー２００は金属材料で構成され得る。このような金属材料の場合、パウチ型バッテリーセル１００の積層状態をより安定に維持し、外部からの衝撃よりパウチ型バッテリーセル１００をより安全に保護することができる。セルカバー２００はＳＵＳ材料を備えることができる。例えば、セルカバー２００は全体的にＳＵＳ材料でなり得る。

【0061】

隣接するセルカバー２００の間にはサーマルバリアー（図示せず）をさらに含むことができる。サーマルバリアーは、断熱材料や火炎抑制材料のパッドの形態で構成することができ、望ましく圧縮可能な材料で構成され得る。望ましくは、サーマルバリアーは、隣接するセルカバー２００の間でセルカバー２００と密着するように構成され得る。これによって、サーマルバリアーは、パウチ型バッテリーセル１００で生じ得るスウェリング現象を抑制できるように構成され得る。また、サーマルバリアーは、熱暴走による火炎の拡散を遅延し、熱伝播を遮断するとともに、パウチ型バッテリーセル１００で生じ得るスウェリング現象を抑制できるため、バッテリーパック１０の構造的安定性をさらに確保することができる。

【0062】

セルカバー２００は、剛性を確保するために様々な材料で構成され得る。特に、セルカバー２００は金属材料で構成され得る。このような金属材料の場合、パウチ型バッテリーセル１００の積層状態をより安定に維持し、外部からの衝撃よりパウチ型バッテリーセル１００をより安全に保護することができる。セルカバー２００はＳＵＳ材料を備えることができる。例えば、セルカバー２００は全体的にＳＵＳ材料でなり得る。

【0063】

このように、セルカバー２００がスチール材料でなる場合、機械的強度及び剛性に優れるため、パウチ型バッテリーセル１００の積層状態をより安定に支持することができる。また、この場合、外部からの衝撃、例えば針状体などによるパウチ型バッテリーセル１００の損傷や破損をより効果的に防止することができる。さらに、この場合、パウチ型バッテリーセル１００の取り扱いがより容易となり得る。また、溶融点が高いため、バッテリーセル１００から火炎が発生した場合でも、全体的な構造を安定に維持することができる。アルミニウム材料に比べて融点が高いため、バッテリーセル１００から噴出された火炎によっても溶融せず、その形態を安定に維持することができる。よって、バッテリーセル１００間における優れた火炎伝播の防止及び遅延効果、ベント制御効果などを確保することができる。

【0064】

また、バッテリーセル１００をセルカバー２００で取り囲むことで、バッテリーセル１００を強固な形態にすることが容易となり、パックケース３００の内部で直接積層される構成をより容易に実現することができる。よって、バッテリーパック１０の組立性と機械的安定性などを向上させることができる。

【0065】

本発明のこのような構成によると、プラスチックカートリッジのような積層用フレームや別途のモジュールケースなどの構成を要することなく、複数のパウチ型バッテリーセル１００をパックケース３００の内部に安定に収納することができる。

【0066】

さらに、本発明の場合、パウチ型バッテリーセル１００を用いたＣＴＰ（Ｃｅｌｌ Ｔｏ Ｐａｃｋ）タイプのバッテリーパック１０をより効率的に実現することができる。すなわち、別途のモジュールケース内部にパウチ型バッテリーセル１００を収納し、このようなモジュールケースをパックケース３００の内部に収納させるのではなく、パウチ型バッテリーセル１００を直接パックケース３００の内部に収納させる形態でバッテリーパック１０を設けることができる。このとき、パウチ型バッテリーセル１００の少なくとも一側が、セルカバー２００の外部に露出し、パックケース３００と直接対向して配置され得る。

【0067】

したがって、本発明のこのような態様によると、バッテリーパック１０にモジュールケースや積層用フレーム、セルの積層状態を維持するためのボルトなどの締結部材などをさらに備える必要がない。よって、モジュールケースや積層用フレームなどの他の構成要素が占める空間やそれによる公差を確保するための空間を除去し得る。したがって、他の構成要素が除去された空間分、バッテリーセル１００がさらに空間を占めることができるため、バッテリーパック１０のエネルギー密度がより向上することができる。

【0068】

また、本発明のこのような態様によると、モジュールケースや積層用フレーム、ボルトなどが備えられていないため、バッテリーパック１０の体積や重量が減少し、製造工程を簡素化することができる。

【0069】

また、本発明のこのような態様によると、パウチ型バッテリーセル１００の取り扱いがより容易となり得る。例えば、複数のパウチ型バッテリーセル１００をパックケース３００の内部に収納する場合、治具などによってパウチ型バッテリーセル１００を把持することができる。このとき、治具は、パウチ型バッテリーセル１００を直接把持することなく、パウチ型バッテリーセル１００を囲んでいるセルカバー２００を把持することができる。よって、治具によるパウチ型バッテリーセル１００の損傷や破損を防止することができる。

【0070】

さらに、バッテリーパック１０の冷却効率がより向上することができる。特に、本発明の一実施形態の場合、各バッテリーセル１００の一部がパックケース３００に直接露出するため、各バッテリーセル１００の熱をパックケース３００を介して外部に効果的に排出することができる。

【0071】

図３を参照すると、バスバーアセンブリ４００は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の電極リード１１１を連結するように構成され得る。図示のように、セルカバー２００が３つのパウチ型バッテリーセル１００を取り囲むように構成される場合、バスバーアセンブリ４００は、３つのパウチ型バッテリーセル１００を並列に接続するように構成され得る。セルカバー２００が６つのパウチ型バッテリーセル１００を取り囲むように構成される場合、バスバーアセンブリ４００は、６つのバッテリーセル１００のうち、３つのバッテリーセル１００の電極リード１１１は１つのバスバーによって並列接続し、残りの３つのバッテリーセル１００の電極リード１１１は他のバスバーによって並列接続した後、これらを直列に接続するように構成され得る。

【0072】

バスバーアセンブリ４００は、電極リード１１１が備えられた部分の少なくとも一部をカバーするように構成され得る。バスバーアセンブリ４００は、少なくとも一部がセルカバー２００に挿入され得る。バスバーアセンブリ４００は、少なくとも一部がセルカバー２００の内側面と対向することができる。

【0073】

バスバーアセンブリ４００は、各セルユニットＵに対して各セルカバー２００で取り囲まれていない側面に備えられ得る。本実施形態において、セルカバー２００がパウチ型バッテリーセル１００の少なくとも３面を取り囲み、パウチ型バッテリーセル１００で電極リード１１１が備えられた前方と後方、及びパウチ型バッテリーセル１００の下部を露出している。したがって、バスバーアセンブリ４００は、セルカバー２００の前方と後方において、パウチ型バッテリーセル１００で電極リード１１１が備えられた部分に備えられ得る。バスバーアセンブリ４００は、少なくとも一部がセルカバー２００の内側に挿入され得る。

【0074】

図３を参照すると、エンドカバー６００は、バスバーアセンブリ４００の一側に結合することができる。エンドカバー６００は、バスバーアセンブリ４００及びパウチ型バッテリーセル１００のセルカバー２００で取り囲まれていない側面をカバーするように構成され得る。

【0075】

本発明のこのような構成によると、セルカバー２００にバスバーアセンブリ４００が挿入される構造により、セルカバー２００とバスバーアセンブリ４００が効率的に結合することができる。また、エンドカバー６００がパウチ型バッテリーセル１００のセルカバー２００で取り囲まれていない部分をカバーすることで、より安定に保護することができる。

【0076】

図５は、本発明によるバッテリーパックに含まれるセルカバーの斜視図である。

【0077】

図５を参照すると、セルカバー２００は、第１側面カバー部２１０、第２側面カバー部２２０、及び上側カバー部２３０を備えることができる。

【0078】

図３及び図４を図５とともに参照すると、第１側面カバー部２１０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の一側面をカバーするように構成され得る。第１側面カバー部２１０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の左側面（Ｙ軸の負の方向に位置する側面）をカバーするように構成され得る。第１側面カバー部２１０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の収納部１１０及びシール部１２０をカバーすることができる。第１側面カバー部２１０はプレート状であり得る。

【0079】

第２側面カバー部２２０は、第１側面カバー部２１０と対向することができる。第２側面カバー部２２０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の他側面をカバーすることができる。第２側面カバー部２２０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の右側面（Ｙ軸の正の方向に位置する側面）をカバーするように構成され得る。第２側面カバー部２２０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の収納部１１０及びシール部１２０をカバーすることができる。第２側面カバー部２２０はプレート状であり得る。

【0080】

セルカバー２００は、パウチ型バッテリーセル１００が第１側面カバー部２１０と第２側面カバー部２２０との間に立設した状態で支持するように構成され得る。第１側面カバー部２１０及び第２側面カバー部２２０は互いに並んで配置され得る。これによって、パウチ型バッテリーセル１００が立設状態で左右方向に並んで積層された構成を安定に維持することができる。

【0081】

上側カバー部２３０は、第１側面カバー部２１０と第２側面カバー部２２０とを連結することができる。上側カバー部２３０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の上部（Ｚ軸の正の方向）をカバーすることができる。上側カバー部２３０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００の収納部１１０の上部をカバーすることができる。上側カバー部２３０はプレート状であり得る。上側カバー部２３０には、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００で発生するガスを排出するためのカバーベント部２４０を備えることができる。カバーベント部２４０は、貫通する形態として単なる孔の形態であり得る。カバーベント部２４０は、取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００で発生するガスによって、セルカバー２００の内部空間の圧力が一定圧力以上になると破断されるように、周辺部に比べて剛性が低いように構成され得る。例えば、カバーベント部２４０は、周辺部よりも薄い厚さを有するように形成され得る。

【0082】

第１側面カバー部２１０がシール部１２０をカバーする部分、及び第２側面カバー部２２０がシール部１２０をカバーする部分の間にバスバーアセンブリ４００が挿入され得る。第１側面カバー部２１０及び第２側面カバー部２２０は、上側カバー部２３０よりも電極リード１１１側にさらに突出した部分を有することができる。すなわち、セルカバー２００は、収納部１１０の少なくとも３面を取り囲む「ｎ」字状で、第１側面カバー部２１０及び第２側面カバー部２２０の一部のみがシール部１２０をカバーするように、上側カバー部２３０よりも第１側面カバー部２１０及び第２側面カバー部２２０の一部が突出した形状であり得る。

【0083】

第１側面カバー部２１０、第２側面カバー部２２０及び上側カバー部２３０のうち少なくとも一部は、互いに一体化した形状で構成され得る。第１側面カバー部２１０、第２側面カバー部２２０及び上側カバー部２３０は、１つのプレートを折り曲げて形成することができる。このようにセルカバー２００を形成するために、１つのプレートに折曲部を形成する構成は、プレス（ｐｒｅｓｓ）又はロールフォーミング（ｒｏｌｌ ｆｏｒｍｉｎｇ）のような様々な方式で実現することができる。本発明のこのような実施形態によると、セルカバー２００をより簡単に製造することができる。或いは、第１側面カバー部２１０、第２側面カバー部２２０及び上側カバー部２３０は、それぞれ別に製造された後、接着、嵌合、溶接やボルト締めなどによって互いに結合することもできる。

【0084】

セルカバー２００は、バッテリーパック１０に複数含まれ得る。この場合、セルカバー２００の間には接着部材を介在することができる。例えば、２つのセルカバー２００が互いに対向する部分である第１側面カバー部２１０及び／又は第２側面カバー部２２０には接着部材が介在され、これらの間を接着固定することができる。このような接着構成を通じて、複数のセルカバー２００の間の連結構成をより堅固にすることができる。前記接着部材は、金属材料からなるセルカバー２００の間を絶縁できるように絶縁性のものであり得る。また、前記接着部材は熱伝導性のものであり得る。このような接着により、セルカバー２００は、バッテリーセル１００に堅固に結合し、バッテリーセル１００で発生する熱をバッテリーセル１００外部に排出するのに有用であり得る。

【0085】

セルカバー２００は、内側面に絶縁コーティング層を含むことができる。前記絶縁コーティング層は、第１側面カバー部２１０の内側面及び／又は第２側面カバー部２２０の内側面にコーティングされ得る。前記絶縁コーティング層は、シリコン樹脂、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）及びゴムのうちのいずれかの絶縁性素材をコーティング、塗布又は付着したものであり得る。前記絶縁コーティング層は、最低限のコーティング量で絶縁コーティング効果を最大限に高めることができる。また、前記絶縁コーティング層がセルカバー２００の内側面に適用されており、パウチ型バッテリーセル１００とセルカバー２００との間の絶縁性が強化し得る。

【0086】

図６は、本発明によるバッテリーパックに含まれるバスバーアセンブリを示す図である。図７は、本発明によるバッテリーパックに含まれるバスバーアセンブリの一部断面を示す図であり、図６のＡ－Ａ’断面図である。

【0087】

図６及び図７を参照すると、バスバーアセンブリ４００は、バスバー端子４１０及びバスバーフレーム４２０を含むことができる。バスバー端子４１０は、バッテリーセル１００の電極リード１１１と接続し得る。バスバー端子４１０は、リード収容部４２１により収容された電極リード１１１と接続し得る。バスバー端子４１０は、リード収容部４２１により収容された電極リード１１１がバスバー端子４１０に向かうように折り曲がり、溶接により電気的に接続し得る。前記溶接の後、バスバーアセンブリ４００に中間カバー５００及びエンドカバー６００を組み立て、セルユニットＵの組立過程を完了することができる。

【0088】

バスバーフレーム４２０は、バスバー端子４１０が安着するように構成され得る。バスバー端子４１０は、バスバーフレーム４２０の外側（Ｘ軸の正の方向）面に安着することができる。バスバーフレーム４２０は、電極リード１１１を収容するリード収容部４２１を備えることができる。リード収容部４２１は、電極リード１１１が貫通できるように構成されたスリット状であり得る。バスバーフレーム４２０は、パウチ型バッテリーセル１００のうち少なくとも一部で発生するガスが移動できるように貫通部４２２を備えることができる。貫通部４２２は、ガスが移動できるようにスリット又は孔状であり、前記スリット状のリード収容部４２１で電極リード１１１が収容される領域を除いた残りの領域であり得る。

【0089】

前述したように、バスバーアセンブリ４００は、セルカバー２００の前方と後方でパウチ型バッテリーセル１００で電極リード１１１が備えられた部分に備えられる。セルカバー２００で第１側面カバー部２１０及び第２側面カバー部２２０の一部が上側カバー部２３０よりも突出した形状であり得る。バスバーフレーム４２０の一部は、上側カバー部２３０よりも突出し、残りの一部は、上側カバー部２３０よりも突出している部分の第１側面カバー部２１０の内側と第２側面カバー部２２０の内側に挿入されて接触している場合がある。このような構成を通じて、セルカバー２００とバスバーアセンブリ４００との効率的な結合が可能となる。

【0090】

バスバーアセンブリ４００は、中間カバー５００との結合のために溝Ｈ２を備えることができる。溝Ｈ２は、バスバーアセンブリ４００のＸ軸の正の方向に位置する外側面上で凹んでいる形状であり得る。バスバーフレーム４２０は、同じＹ軸上に位置する上部溝（Ｈ２、Ｚ軸の正の方向に位置するフック）と下部溝（Ｈ２、Ｚ軸の負の方向に位置するフック）との間に中間カバー５００のサイド部（図９の５２０を参照）が挟まれるように形成された多段形状を備えることができる。前記多段形状は、Ｘ軸方向にサイド部５２０と対応する幅を有することができる。

【0091】

図８は、本発明によるバッテリーパックに含まれるエンドカバーを示す図である。

【0092】

エンドカバー６００は、バスバーフレーム４２０の貫通部４２２と連通する第１ベント部６１０を備えることができる。第１ベント部６１０は、セルカバー２００によって取り囲まれたパウチ型バッテリーセル１００のうち少なくとも一部で発生するガス及び／又は火炎をパックケース３００の内部空間に排出するように構成され得る。

【0093】

第１ベント部６１０は、エンドカバー６００を貫通する形態として単なる孔の形態であり得る。また、完全に開放されている形態だけでなく、完全に開放されず、通常の状態では閉鎖されており、圧力や温度などの変化に応じて開放可能な特定のデバイスであり得る。第１ベント部６１０は、例えば、一方向弁であり得る。このような第１ベント部６１０についての説明は、後述するパックケース３００の第２ベント部（図１３の３０１を参照）にも同様に適用され得る。

【0094】

本発明のこのような構成によると、パウチ型バッテリーセル１００でスウェリング又は熱暴走によりガス及び／又は火炎が発生する場合、エンドカバー６００の第１ベント部６１０を介してセルユニットＵの外部に排出することができる。したがって、サイドベントを誘導することで、ガス及び／又は火炎がセルカバー２００の開放された部分を介してランダムに排出されることを防止することができる。このようにスウェリングへの対応性能に優れたバッテリーパック１０を提供することができる。

【0095】

また、第１ベント部６１０は、セルカバー２００の開放された部分をカバーするエンドカバー６００に形成されるものであるため、第１ベント部６１０は、セルカバー２００の開放された部分又はエンドカバー６００がカバーしている領域よりは小さな面積を有するようになる。よって、エンドカバー６００を備えていない場合に比べて、エンドカバー６００を備える場合にベントガス又は火炎の排出角度を最小化し、火炎の伝播を最小化することができる。

【0096】

エンドカバー６００は、ガイド部６２０を備えることができる。ガイド部６２０は、エンドカバー６００のＸ軸の負の方向に位置する内側面の端部から所定の幅を有する面を形成するようにＸ軸の負の方向に突出した形状であり得る。

【0097】

図９は、本発明によるバッテリーパックに含まれる中間カバーを示す図である。図１０は、本発明によるバッテリーパックに含まれる中間カバーの一部断面を示す図であり、図９のＢ－Ｂ’断面図である。

【0098】

図３にも示されているように、中間カバー５００は、バスバーアセンブリ４００とエンドカバー６００との間に備えられ得る。

【0099】

図９及び図１０を参照すると、中間カバー５００は、貫通部４２２と連通するように連通部５１０を備えることができる。連通部５１０は、エンドカバー６００の第１ベント部６１０と連通することができる。連通部５１０は、メッシュ部材Ｍを備えることができる。メッシュ部材Ｍは、複数枚の多孔性金属板を重ね合わせた形態で設けられ、フレームアレスター（ｆｌａｍｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ）のような機能をするように構成され得る。ただし、メッシュ部材Ｍは、中間カバー５００とエンドカバー６００との間にメッシュプレートの形態で備えることもできる。

【0100】

中間カバー５００はフックＨ１を備えることができる。フックＨ１は、中間カバー５００のＸ軸の負の方向に位置する内側面上で突出した形状であり得る。中間カバー５００は、同じＹ軸上に位置する上部フック（Ｈ１、Ｚ軸の正の方向に位置するフック）と下部フック（Ｈ１、Ｚ軸の負の方向に位置するフック）との間にサイド部５２０を備えることができる。

【0101】

さらに、中間カバー５００は安着部５３０を備えることができる。安着部５３０は、中間カバー５００のＸ軸の正の方向に位置する外側面の端部から所定の幅を有する面を形成するようにＸ軸の正の方向に突出した形状であり得る。安着部５３０は、エンドカバー６００のガイド部６２０が容易に安着するように中間カバー５００の上部及び／又は下部に備えられ得る。

【0102】

中間カバー５００は絶縁素材を含むことができる。前記絶縁素材は、バスバーアセンブリ４００とエンドカバー６００との間に電気的接続を遮断することができる。

【0103】

本発明のこのような構成によると、パウチ型バッテリーセル１００で発生し得る火炎の流れを中間カバー５００によって一次的に阻止できるため、火炎の強度を低下させ、第１ベント部６１０への火炎の急激な排出を防止することができる。また、バスバーアセンブリ４００とエンドカバー６００との間の接触による短絡現象を防止することができる。

【0104】

図１１及び図１２は本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素の一部断面を示す図である。

【0105】

図１１及び図１２を、図６から図１０とともに参照して、バスバーアセンブリ４００、中間カバー５００及びエンドカバー６００の結合関係について検討する。

【0106】

図１１を参照すると、バスバーアセンブリ４００は、エンドカバー６００及び／又は中間カバー５００が結合するように構成され得る。望ましくは、バスバーアセンブリ４００に中間カバー５００が結合し、中間カバー５００にエンドカバー６００が順に結合することができる。すなわち、中間カバー５００は、バスバーアセンブリ４００の外側に挿入結合することで、セルカバー２００の第１側面カバー部２１０及び第２側面カバー部２２０の内側に挿入結合し、エンドカバー６００は、中間カバー５００の外側に挿入結合することで、セルカバー２００の第１側面カバー部２１０及び第２側面カバー部２２０の内側に挿入結合する。

【0107】

図１１及び図１２を参照すると、中間カバー５００のフックＨ１とバスバーアセンブリ４００の溝Ｈ２は、互いに対応する位置に形成されており、フックＨ１は、溝Ｈ２に重なるかまったく嵌め込まれる。このような結合構造は、全体の厚さが増加して配置空間を過度に占有することを回避することができ、セルカバー２００内の限られた空間内でバスバーアセンブリ４００と中間カバー５００との間の組み立てを可能とする効率的な構造である。

【0108】

図９に示されているように、フックＨ１は、中間カバー５００のコーナーごとに位置し、バスバーアセンブリ４００側に延びている。図１２に詳しく示されているように、フックＨ１は、本体Ｈ１ａ及び突出部Ｈ１ｂを含み、本体Ｈ１ａは、溝Ｈ２の掛かり部Ｈ２ａまで延び、突出部Ｈ１ｂは溝Ｈ２の掛かり部Ｈ２ａに掛かる。フックＨ１は、長さが比較的短いため、フックＨ１が長すぎて破損しやすくなることを回避することができる。中間カバー５００のコーナーごとに締結部位を有するようになるので、中間カバー５００とバスバーアセンブリ４００との間の組み立てをより円滑かつ確実に行うことができる。

【0109】

図９及び図１０に示されている中間カバー５００の安着部５３０と、図８に示されているエンドカバー６００のガイド部６２０とは、互いに対応する位置に形成されており、図１１及び図１２でのように、中間カバー５００とエンドカバー６００とが互いに組み立てられた状態では、ガイド部６２０が安着部５３０上に安着することができる。前記安着部５３０の所定の幅は、前記ガイド部６２０の所定の幅とほぼ同じであり得る。このような結合構造は、中間カバー５００とエンドカバー６００との間に一定の空間を形成させ、火炎及び／又はガスの排出時に火炎の強度又はガスの温度を低減することができる。前記一定の空間にはメッシュ部材を備えることができる。

【0110】

以上の実施形態によってバッテリーパック１０の組立過程を説明すると、セルカバー２００でバッテリーセル１００を取り囲んだ後、セルカバー２００の開放された部分にバスバーアセンブリ４００を挿入して組み立てる。バッテリーセル１００の電極リード１１１をリード収容部４２１に貫通させた後に折り曲げ、溶接などの公知の接合手段を用いてバスバー端子４１０に固定させる。バスバーアセンブリ４００に中間カバー５００を組み立てる。中間カバー５００にエンドカバー６００を組み立てる。次いで、エンドカバー６００を溶接する。バスバーアセンブリ４００、中間カバー５００及びエンドカバー６００の独特の結合構造によって、これらの間の結合を容易かつ効率的に行うことができる。

【0111】

図１３は、本発明によるバッテリーパックの一部の構成要素を分離して示す図である。

【0112】

図１３を参考すると、パックケース３００は第２ベント部３０１を備えることができる。

【0113】

第２ベント部３０１は、エンドカバー６００の第１ベント部６１０と連通し、パックケース３００の内部に収納されたセルユニットＵの少なくとも１つで発生するガス及び／又は火炎をバッテリーパック１０の外部に排出できるように構成され得る。第２ベント部３０１についての詳しい説明は、前記第１ベント部６１０についての説明に置き換えることができる。

【0114】

図１を再び参照すると、本発明によるバッテリーパック１０は、バッテリー管理システム（７００、Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）とバッテリー遮断ユニット（８００、Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ、ＢＤＵ）をさらに含むことができる。ＢＭＳは、パックケース３００の内部空間に取り付けられ、パウチ型バッテリーセル１００の充放電動作やデータ送受信動作などを全般的に制御するように構成され得る。ＢＭＳは、バッテリーモジュール単位でなくバッテリーパック１０単位で提供することができる。より具体的には、ＢＭＳは、パック電圧及びパック電流によってパウチ型バッテリーセル１００の充放電状態、電力状態及び性能状態などを制御するように設けられ得る。ＢＭＳは、バッテリーパック１０内のバッテリーセル１００の状態を推正し、推正した状態情報を用いてバッテリーパック１０を管理する。例えば、バッテリーパック１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）、最大入出力電力許容量、出力電圧などのバッテリーパック１０の状態情報を推正して管理する。また、このような状態情報を用いてバッテリーパック１０の充電又は放電を制御し、さらにバッテリーパック１０の交換時期の推定も可能である。ＢＤＵは、バッテリーパック１０の電力容量と機能を管理するためにバッテリーセル１００の電気的接続を制御するように構成され得る。このために、ＢＤＵは、パワーリレーと電流センサー、ヒューズなどを含むことができる。ＢＤＵもバッテリーモジュール単位でなくバッテリーパック１０単位で提供される構成であり、本発明の出願時点に公知の様々な遮断ユニットを採用することができる。

【0115】

これに加え、本発明によるバッテリーパック１０は、本発明の出願時点に公知の様々なバッテリーパック１０の構成要素をさらに含むことができる。例えば、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０の場合、作業者が手作業でサービスプラグを分離して電源を遮断できるＭＳＤ（Ｍａｎｕａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）をさらに含むことができる。また、前述したようなｎ×ｎ配置を有する複数のバッテリーセル１００を互いに接続するためのフレキシブルバスバーやケーブルをさらに含むこともできる。

【0116】

ただし、本発明は、上述したバッテリーパック１０に適用される構造をバッテリーモジュールに適用することができる。すなわち、パックケース３００の構造をモジュールケースに適用して、モジュールケースに複数のセルユニットＵを収納し、モジュールケースにベント部を備えるようにしてバッテリーモジュールで構成され得る。このようなバッテリーモジュールは、パックケース３００の内部空間に１つ以上収納されるバッテリーモジュールであり、上述したような複数のパウチ型バッテリーセル１００とセルカバー２００とを含み、内部空間にパウチ型バッテリーセル１００を収納するモジュールケース（上述したような本発明によるバッテリーパック１０のパックケース３００構造をそのまま用いることができる）を含むことができる。

【0117】

本発明によるバッテリーパック１０又はここで説明したバッテリーモジュールは、様々なデバイスに適用することができる。このようなデバイスは、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段が代表的であるが、本発明はこれらに限定されない。特にバッテリーパック１０は、電気自動車用のバッテリーパック１０として使用するのに適している。また、ＥＳＳのエネルギー源として使用することもできる。

【0118】

図１４は、本発明による自動車を示す図である。

【0119】

図１４を参照すると、自動車１は、上述した本発明によるバッテリーパック１０を含むことができる。また、本発明による自動車１は、このようなバッテリーパック１０に加え、自動車１に含まれる他の様々な構成要素などをさらに含むことができる。例えば、本発明による自動車１は、本発明によるバッテリーパック１０に加え、車体やモータ、ＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）などの制御装置などをさらに含むことができる。

【0120】

バッテリーパック１０は、自動車１内の所定の位置に配設され得る。バッテリーパック１０は、電気自動車１のモータに駆動力を提供して自動車１を駆動させる電気エネルギー源として用いることができる。この場合、バッテリーパック１０は、１００Ｖ以上の高い公称電圧を有する。

【0121】

バッテリーパック１０はモータ及び／又は内燃機関の駆動に応じてインバータによって充電及び放電することができる。バッテリーパック１０は、ブレーキ（ｂｒａｋｅ）と結合された回生充電装置によって充電することができる。バッテリーパック１０はインバータにより自動車１のモータに電気的に接続することができる。

【0122】

このように、自動車１に備えられたバッテリーパック１０は、自動車１の各種動作に必要な電気エネルギーを提供することができる。また、バッテリーパック１０は、前述した様々な効果を有するため、これを含む自動車１もそのような効果を同様に有することができる。

【0123】

具体的な一例として、バッテリーパック１０は、セルカバー２００を含むことでモジュールケースを省略できるところ、高いエネルギー密度を有することができる。エネルギー密度は単位重量あたりに蓄えられるエネルギーの量を意味する。バッテリーパック１０のエネルギー密度が増加すると、同じ重量である場合でもバッテリーパック１０に貯蔵されたエネルギーがさらに多くなる。したがって、このようなバッテリーパック１０を含む自動車１の場合、１回の充電による走行距離をさらに長くすることもでき、加速力をさらに速くすることもでき、さらに多く積むこともでき、室内空間を広げることもできるなど多様に活用することができる。また、バッテリーパック１０のエネルギー密度が増加すると、同じエネルギーである場合でもさらに軽くなる。バッテリーパック１０が軽くなり、これを含む自動車１が軽くなると、加速力が向上され、エネルギー効率が向上されて耐久性も向上するなど、多くの利点を有するようになる。

【0124】

具体的な他の例として、バッテリーパック１０は高い安全性を有することができる。自動車１は人命に直結する物であるため、安全性は絶対に譲れないものである。パウチ型バッテリーセル１００は、リチウムの物理的特性上火災の危険が常に存在する。しかし、本発明によるバッテリーパック１０は、セルカバー２００を含むことで、パウチ型バッテリーセル１００で熱イベントが発生しても、他の部分に伝播することを遮断することができる。したがって、バッテリーパック１０を含む自動車１は、火災に対する安全性が確保される。

【0125】

以上のように、本発明は、添付された図面を参照して望ましい実施形態を中心に説明されてきたが、当業者であればこのような記載より本発明の範囲を逸脱することなく、多くの様々な自明な変形が可能であることは明らかである。したがって、本発明の範囲は、このような多くの変形例を含むように記載された特許請求の範囲によって解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0126】

１：自動車
１０：バッテリーパック
Ｕ：セルユニット
１００：バッテリーセル
１１１：電極リード
１１０：収納部
１２０：シール部
２００：セルカバー
２１０：第１側面カバー部
２２０：第２側面カバー部
２３０：上側カバー部
３００：パックケース
３０１：第２ベント部
３１０：ケース本体
３２０：トップカバー
４００：バスバーアセンブリ
４１０：バスバー端子
４２０：バスバーフレーム
４２１：リード収容部
４２２：貫通部
５００：中間カバー
５１０：連通部
５２０：サイド部
５３０：安着部
６００：エンドカバー
６１０：第１ベント部
６２０：ガイド部
７００：バッテリー管理システム
８００：バッテリー遮断ユニット
Ｍ：メッシュ部材
Ｈ１：フック
Ｈ１ａ：本体部
Ｈ１ｂ：突出部
Ｈ２：溝
Ｈ２ａ：掛かり部

【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】

【図14】

【国際調査報告】