特表 2024-535822 バッテリーモジュール、並びに、こ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】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-02

(54)【発明の名称】バッテリーモジュール、並びに、こ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 50/271 20210101AFI20240925BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240925BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240925BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20240925BHJP

   H01M 50/543 20210101ALI20240925BHJP

   H01M 50/564 20210101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H01M50/271 S

H01M50/211

H01M50/249

H01M50/50 201Z

H01M50/543

H01M50/564

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024516508

(86)(22)【出願日】2023-07-14

(85)【翻訳文提出日】2024-03-13

(86)【国際出願番号】 KR2023010134

(87)【国際公開番号】W WO2024014926

(87)【国際公開日】2024-01-18

(31)【優先権主張番号】10-2022-0086987

(32)【優先日】2022-07-14

(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】ウン－ア・ジュ

(72)【発明者】

【氏名】ソン－ウォン・ソ

(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】ウーヴェ・ハラストージ

【テーマコード（参考）】

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H040AA03

5H040AS04

5H040AS07

5H040AT04

5H040AT06

5H040AY04

5H040AY10

5H040DD01

5H040DD22

5H040DD24

5H043AA13

5H043AA19

5H043BA17

5H043CA08

5H043CA21

5H043DA02

5H043DA08

5H043FA02

5H043FA37

5H043HA02D

5H043HA11D

5H043JA01D

5H043JA02D

5H043KA22D

5H043LA22D

(57)【要約】

本発明の一実施形態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アセンブリ及びセルアセンブリの少なくとも一側を覆い、隣り合うバッテリーセルの電極リードの間の直結をガイドするように構成されたフレームアセンブリを含むことを特徴とする。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーモジュールにおいて、
複数のバッテリーセルを含むセルアセンブリと、
前記セルアセンブリの少なくとも一側を覆い、隣り合うバッテリーセルの電極リードの間の直結をガイドするように構成されたフレームアセンブリと、
を含む、バッテリーモジュール。

【請求項2】

前記隣り合うバッテリーセルの電極リードは、
前記フレームアセンブリ内において相互接続のためのさらなる媒介体なしに互いに直接的に接合される、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項3】

前記フレームアセンブリは、
前記セルアセンブリの少なくとも一側を覆い、前記バッテリーセルの電極リードを通過させる主フレームと、
前記主フレームを覆い、前記主フレームを通過した電極リードを支持するカバーフレームと、
を含む、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項4】

前記主フレームは、
前記セルアセンブリの少なくとも一側を覆うフレームボディと、
前記フレームボディに設けられ、前記電極リードを通過させるための複数本のリードスロットと、
前記複数本のリードスロットの間に設けられ、前記フレームボディの高さ方向において所定の空間を形成する複数のガイドスペーサーと、
を含む、請求項３に記載のバッテリーモジュール。

【請求項5】

前記複数のガイドスペーサーには、前記隣り合うバッテリーセルの電極リードの間の直結に際して、前記電極リードの直結をガイドする着脱可能なリード接合治具が挿し込まれる、請求項４に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記カバーフレームは、
前記主フレームを覆うカバーボディと、
前記カバーボディの内面に設けられ、前記リードスロットを通過した前記バッテリーセルの電極リードを支持する複数本の支持リブと、を含む、請求項４に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記カバーフレームは、
前記カバーボディに形成され、前記カバーボディの高さ方向において前記複数のガイドスペーサーの両端部に嵌め込まれる複数本の突出リブを含む、請求項６に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記カバーボディは、
絶縁材質から作製される、請求項６に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

前記複数本の支持リブは、
前記リードスロットを通過した前記バッテリーセルの相互接合された電極リードと面で接触する、請求項６に記載のバッテリーモジュール。

【請求項10】

前記複数本の支持リブは、
前記カバーボディの内面に設けられる第１の支持部と、
前記第１の支持部の両端部から折り曲げられて所定の長さで突出する第２の支持部と、
を含む、請求項６に記載のバッテリーモジュール。

【請求項11】

前記第１の支持部は、
前記リードスロットを通過した前記バッテリーセルの相互接合された電極リードと面で接触する、請求項１０に記載のバッテリーモジュール。

【請求項12】

請求項１に記載の少なくとも１つのバッテリーモジュールと、
前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを収容するパックケースと、
を含む、バッテリーパック。

【請求項13】

請求項１２に記載の少なくとも１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、並びに、これを含むバッテリーパック及び自動車に関し、より詳細には、製造コストを下げながらエネルギー密度を高めることのできるバッテリーモジュール、並びに、これを含むバッテリーパック及び自動車に関する。

【0002】

本出願は、２０２２年０７月１４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２２－００８６９８７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】

【0003】

近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯型電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。

【0004】

現在、商用化されている二次電池としてはニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などが挙げられる。中でも、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きないため充放電が自在であり、自己放電率が非常に低くエネルギー密度が高いという長所で脚光を浴びている。

【0005】

この種のリチウム二次電池は、主として、リチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質及び負極活物質として用いる。また、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及び負極板と、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一緒に封入して収容する外装材と、を備える。

【0006】

一方、リチウム二次電池は、電池ケースの形状によって、電極組立体が金属缶に内蔵されている缶型二次電池と、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内蔵されているパウチ型二次電池と、に分類される。そして、缶型二次電池は、再び金属缶の形状に応じて、円筒型電池と角型電池とに分類される。

【0007】

ここで、パウチ型二次電池のパウチは、下シートとこれを覆う上シートとに大別できる。このとき、パウチには、正極及び負極とセパレーターが積層されて巻き取られて形成された電極組立体が収容される。そして、前記電極組立体を収容した後、上シートと下シートの周縁部を熱融着などによりシールすることになる。また、各電極から引き出された電極タブが電極リードに結合され、前記電極リードには、シール部と接触している部分に絶縁フィルムが付設され得る。

【0008】

このように、パウチ型二次電池は、多種多様な形状に構成可能であるという融通性を有することができる。また、パウチ型二次電池は、より一層小さな体積と質量をもって同じ容量の二次電池を実現することができるという長所がある。

【0009】

このような前記リチウム二次電池は、高電圧及び高電流を提供可能なように複数のバッテリーセルをそれ自体又はカートリッジなどに装着した状態で重ね合わせたり積層したりするなどして密集構造にした後、これらを電気的に接続したバッテリーモジュールやバッテリーパックとして用いられている。

【0010】

従来のバッテリーモジュールは、一般に、複数のバッテリーセルを含むセルアセンブリ及び前記セルアセンブリを覆い、前記複数のバッテリーセルの電気的な接続のためのバスバーアセンブリを含んで構成される。ここで、複数のバッテリーセルの電極リードは、バスバーアセンブリを構成するバスバーを介して相互接合される。すなわち、従来のバッテリーモジュールにおいては、バッテリーセルの電極リードの相互接続の際にバスバーを用いて電極リード同士の相互間の接続をガイドすることになる。

【0011】

しかしながら、このようなバスバーを含むバッテリーモジュール構造は、バスバーによる製造コストの高騰及びバスバーの重量による全体のバッテリーモジュールの重量の増加などによって製造コスト及びエネルギー密度の側面からみて不利になるという問題がある。

【0012】

そのため、製造コストを低減し、エネルギー密度を確保しながら、バッテリーセルの電極リードの電気的な接続を達成することが可能な方案の模索が求められる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、前述した問題を解消するために案出されたものであって、製造コストを低減し、エネルギー密度を確保しながら、バッテリーセルの電極リードの電気的な接続を達成することが可能なバッテリーモジュール、並びに、これを含むバッテリーパック及び自動車を提供するところにその目的がある。

【0014】

但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した課題に何ら制限されるものではなく、言及されていない他の課題は、下記に記載されている発明の説明から当業者にとって明らかに理解できる筈である。

【課題を解決するための手段】

【0015】

前記目的を達成するために、本発明は、バッテリーモジュールであって、複数のバッテリーセルを含むセルアセンブリと、前記セルアセンブリの少なくとも一側を覆い、隣り合うバッテリーセルの電極リードの間の直結をガイドするように構成されたフレームアセンブリと、を含むことを特徴とするバッテリーモジュールを提供する。

【0016】

より好ましくは、前記隣り合うバッテリーセルの電極リードは、前記フレームアセンブリ内において相互接続のためのさらなる媒介体なしに互いに直接的に接合され得る。

【0017】

さらに好ましくは、前記フレームアセンブリは、前記セルアセンブリの少なくとも一側を覆い、前記バッテリーセルの電極リードを通過させる主フレームと、前記主フレームを覆い、前記主フレームを通過した電極リードを支持するカバーフレームと、を含み得る。

【0018】

さらに好ましくは、前記主フレームは、前記セルアセンブリの少なくとも一側を覆うフレームボディと、前記フレームボディに設けられ、前記電極リードを通過させるための複数本のリードスロットと、前記複数本のリードスロットの間に設けられ、前記フレームボディの高さ方向において所定の空間を形成する複数のガイドスペーサーと、を含み得る。

【0019】

さらに好ましくは、前記複数のガイドスペーサーには、前記隣り合うバッテリーセルの電極リードの間の直結に際して、前記電極リードの直結をガイドする着脱可能なリード接合治具が挿し込まれ得る。

【0020】

さらに好ましくは、前記カバーフレームは、前記主フレームを覆うカバーボディと、前記カバーボディの内面に設けられ、前記リードスロットを通過した前記バッテリーセルの電極リードを支持する複数本の支持リブと、を含み得る。

【0021】

さらに好ましくは、前記カバーフレームは、前記カバーボディに形成され、前記カバーボディの高さ方向において前記複数のガイドスペーサーの両端部に嵌め込まれる複数本の突出リブを含み得る。

【0022】

さらに好ましくは、前記カバーボディは、絶縁材質から作製され得る。

【0023】

さらに好ましくは、前記複数本の支持リブは、前記リードスロットを通過した前記バッテリーセルの相互接合された電極リードと面で接触し得る。

【0024】

さらに好ましくは、前記複数本の支持リブは、前記カバーボディの内面に設けられる第１の支持部と、前記第１の支持部の両端部から折り曲げられて所定の長さで突出する第２の支持部と、を含み得る。

【0025】

さらに好ましくは、前記第１の支持部は、前記リードスロットを通過した前記バッテリーセルの相互接合された電極リードと面で接触し得る。

【0026】

そして、本発明は、バッテリーパックであって、前述した実施形態による少なくとも１つのバッテリーモジュールと、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを収容するパックケースと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。

【0027】

因みに、本発明は、自動車であって、前述した実施形態による少なくとも１つのバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車を提供する。

【発明の効果】

【0028】

以上述べたような本発明の多種多様な実施形態により、製造コストを低減し、エネルギー密度を確保しながら、バッテリーセルの電極リードの電気的な接続を達成可能なバッテリーモジュール、並びに、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可能になる。

【0029】

これらに加えて、本発明の色々な実施形態によって色々な他のさらなる効果をなし遂げることができる。このような本発明の色々な効果については各実施形態の欄において説明したり、当業者が容易に理解可能な効果については当該説明を省略したりする。

【図面の簡単な説明】

【0030】

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、発明の内容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のためのものであるため、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るものではない。

【0031】

【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説明するための図である。

【図2】図１のバッテリーモジュールのフレームアセンブリを説明するための図である。

【図3】図２のフレームアセンブリの主フレームを説明するための図である。

【図4】図２のフレームアセンブリのカバーフレームを説明するための図である。

【図5】図２のフレームアセンブリのカバーフレームを説明するための図である。

【図6】図１のバッテリーモジュールのフレームアセンブリ内におけるバッテリーセルの電極リード間の接続を説明するための部分切り欠き図である。

【図7】図１のバッテリーモジュールのフレームアセンブリ内におけるバッテリーセルの電極リード間の接続を説明するための断面図である。

【図8】図２のフレームアセンブリの他の実施形態によるカバーフレームを説明するための図である。

【図9】図２のフレームアセンブリのさらに他の実施形態によるカバーフレームを説明するための図である。

【図10】図１のバッテリーモジュールのバッテリーセルの電極リード間の接合工程を説明するための図である。

【図11】図１のバッテリーモジュールのバッテリーセルの電極リード間の接合工程を説明するための図である。

【図12】図１のバッテリーモジュールのバッテリーセルの電極リード間の接合工程を説明するための図である。

【図13】本発明の一実施形態によるバッテリーパックを説明するための図である。

【図14】本発明の一実施形態による自動車を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

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ずる意味及び概念で解釈されるものである。

【0033】

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、本発明の最も好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。

【0034】

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１０を説明するための図であり、図２は、図１のバッテリーモジュール１０のフレームアセンブリ２００を説明するための図である。一方、説明のしやすさのために、図２において、バッテリーモジュール１０のトッププレート４００の図示は省略している。

【0035】

図１及び図２を参照すると、前記バッテリーモジュール１０は、セルアセンブリ１００及びフレームアセンブリ２００を含み得る。

【0036】

前記セルアセンブリ１００は、複数のバッテリーセル１５０を含み得る。前記複数のバッテリーセル１５０は、二次電池であって、パウチ型二次電池、角型二次電池又は円筒型二次電池として設けられ得る。以下、本実施形態においては、前記複数のバッテリーセル１５０が二次電池であって、パウチ型二次電池として設けられることに限定して説明する。

【0037】

前記複数のバッテリーセル１５０は、相互に積層されるように並べられ、電極リード１５５同士を電気的に接続することにより互いに電気的に接続され得る。

【0038】

前記フレームアセンブリ２００は、前記セルアセンブリ１００の前記複数のバッテリーセル１５０同士を電気的に接続するためのものであって、前記セルアセンブリ１００の少なくとも一側を覆い得る。このような前記フレームアセンブリ２００は、隣り合うバッテリーセル１５０の電極リード１５５の間の直結をガイドするように構成され得る。

【0039】

本実施形態においては、前記フレームアセンブリ２００が、バッテリーセル１５０の電極リード１５５同士の電気的な接続に際して、電極リード１５５の間の直結をガイドするため、電極リード１５５同士の電気的な接続のための別途の媒介体などを用いた従来の間接的な接続構造に比べて電気的な接続のためのバスバーなどのさらなる部材を省略することができる。

【0040】

これにより、本実施形態においては、従来のようなバスバーなどの部材を省略することで、全体のバッテリーモジュールの材料費が節減され、全体のバッテリーモジュールの重量をも減量することができる。併せて、本実施形態においては、前述したバスバー部材などの部材を省略することに伴い、前記バッテリーモジュール１０の長手方向（Ｘ軸方向）にセル空間をさらに多く確保することができるので、全体のバッテリーモジュール１０のエネルギー密度をも高めることができる。

【0041】

具体的には、前記セルアセンブリ１００の前記隣り合うバッテリーセル１５０は、前記フレームアセンブリ２００内において相互接続のためのさらなる媒介体なしに互いに直接的に接合され得る。ここで、さらなる媒介体は、従来のバッテリーセル１５０の電気的な接続のためにバッテリーセル１５０の電極リード１５５と接合される別途のバスバー部材などを意味することがある。

【0042】

本実施形態の場合、このような別途のバスバー部材などのさらなる媒介体なしにバッテリーセル１５０の電極リード１５５が電気的に接続されるので、バスバー部材などの部材を省略することができて、前記バッテリーモジュール１０の製造コストを削減することができ、前記バッテリーモジュール１０の長手方向（Ｘ軸方向）において前記バスバーなどの部材の省略に伴い、全体のバッテリーモジュール１０のサイズや重量を減らしてバッテリーの重量当たりのエネルギー密度を格段に高めることができる。

【0043】

以下、このような本実施形態による前記フレームアセンブリ２００についてさらに詳しく述べる。

【0044】

図３は、図２のフレームアセンブリ２００の主フレーム２１０を説明するための図であり、図４及び図５は、図２のフレームアセンブリ２００のカバーフレーム２５０を説明するための図である。

【0045】

図３から図５及び上述の図２を参照すると、前記フレームアセンブリ２００は、主フレーム２１０及びカバーフレーム２５０を含み得る。

【0046】

前記主フレーム２１０は、前記セルアセンブリ１００の少なくとも一側を覆い得る。具体的には、前記主フレーム２１０は、一対で設けられて前記セルアセンブリ１００の前後方向（Ｘ軸方向）に沿った両側を覆い得る。

【0047】

前記主フレーム２１０は、前記セルアセンブリ２１０の少なくとも一側を覆いながら、前記バッテリーセル１５０の電極リード１５０を前記主フレーム２１０の外に通過させ得る。

【0048】

以下、このような前記主フレーム２１０についてさらに具体的に述べる。

【0049】

前記主フレーム２１０は、フレームボディ２１２と、リードスロット２１４及びガイドスペーサー２１６を含み得る。

【0050】

前記フレームボディ２１２は、前記セルアセンブリ１００の少なくとも一側を覆い得る。具体的には、前記フレームボディ２１２は、一対で設けられて前記セルアセンブリ１００の前後方向（Ｘ軸方向）に沿った両側を覆い得る。

【0051】

前記リードスロット２１４は、前記フレームボディ２１２に設けられ、前記バッテリーセル１５０の前記電極リード１５５を通過させ得る。このような前記リードスロット２１４は、複数本で設けられ、前記バッテリーセル１５０の前記電極リード１５５のそれぞれを前記フレームボディ２１２の外に突出するように通過させ得る。

【0052】

前記ガイドスペーサー２１６は、複数で設けられ、複数本のリードスロット２１４の間に設けられ得る。このような前記複数のガイドスペーサー２１６は、前記フレームボディ２１２の高さ方向（Ｚ軸方向）において所定の空間を形成し得る。

【0053】

前記複数のガイドスペーサー２１６は、後述するバッテリーセル１５０の電極リード１５５の間の接合工程に際して、後述するリード接合治具Ｊの挿し込み空間を形成し得る。

【0054】

具体的には、前記複数のガイドスペーサー２１６には、前記隣り合うバッテリーセル１５０の電極リード１５５の間の直結に際して、前記電極リード１５５の直結をガイドする着脱可能なリード接合治具Ｊが挿し込まれ得る。前記複数のガイドスペーサー２１６を介した前記リード接合治具Ｊの挿し込みと関わる接合工程については、下記の関連する説明の欄においてさらに具体的に述べる。

【0055】

前記主フレーム２１０は、フック溝２１８をさらに含み得る。

【0056】

前記フック溝２１８は、前記主フレーム２１０と前記カバーフレーム２５０との結合をガイドするためのものであって、前記フレームボディ２１２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿った両端部に形成され、一対で設けられ得る。このような前記一対のフック溝２１８には、後述する一対の結合フック２５８が掛合され得る。

【0057】

前記カバーフレーム２５０は、前記主フレーム２１０を覆い、前記主フレーム２１０を通過した電極リード１５５を支持し得る。本実施形態においては、前記カバーフレーム２５０が前記電極リード１５５を直接的に支持しながら前記電極リード１５５を覆い得る。

【0058】

以下、このような本実施形態による前記カバーフレーム２５０についてさらに具体的に述べる。

【0059】

前記カバーフレーム２５０は、カバーボディ２５２及び支持リブ２５４を含み得る。

【0060】

前記カバーボディ２５２は、前記フレームアセンブリ２００の外観を形成し、前記主フレーム２１０のフレームボディ２１２と結合されて前記主フレーム２１０を覆い得る。

【0061】

このような前記カバーボディ２５２と前記フレームボディ２１２との結合が行われることで、前記バッテリーセル１５０の前記電極リード１５５は、互いに電気的に接続された状態で前記フレームアセンブリ２００内に配置されることが可能になる。

【0062】

このような前記カバーボディ２５２は、絶縁性能の確保のために絶縁材質から作製され得る。例えば、前記カバーボディ２５２は、所定の強度を有するプラスチック材質から作製され得る。

【0063】

前記支持リブ２５４は、前記カバーボディ２５２の内面に設けられ得る。このような前記支持リブ２５４は、前記カバーボディ２５２の内側において相互接続された電極リード１５５を支持するためのものであって、前記カバーボディ２５２と一体に形成され得るか、あるいは、前記カバーボディ２５２に別途に取り付けられ得る。

【0064】

具体的には、前記支持リブ２５４は、前記カバーボディ２５２の内面において所定の長さで突出し、前記リードスロット２１４を通過した前記バッテリーセル１５０の電極リード１５５を支持可能なように相互接続された電極リード１５５を向かい合うように配置され得る。

【0065】

前記支持リブ２５４は、複数本で設けられ、前記カバーボディ２５２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って互いに所定の距離だけ離れて配置され得る。このような前記複数本の支持リブ２５４は、相互接続された電極リード１５５の対に対応する数で設けられ得る。

【0066】

前記カバーフレーム２５０は、突出リブ２５６をさらに含み得る。

【0067】

前記突出リブ２５６は、前記カバーボディ２５２の上端部及び下端部にそれぞれ形成され、複数本で設けられて前記カバーボディ２５２の上端部及び下端部においてそれぞれ互いに所定の距離だけ離れて配置され得る。

【0068】

このような前記複数本の突出リブ２５６は、前記カバーボディ２５２の高さ方向（Ｚ軸方向）において前記複数のガイドスペーサー２１６の両端部、すなわち、前記複数のガイドスペーサー２１６の上端部及び下端部に嵌め込まれ得る。

【0069】

前記複数本の突出リブ２５６は、前記主フレーム２１０と前記カバーフレーム２５０との結合に際して、前記複数のガイドスペーサー２１６の上端部及び下端部に嵌め込まれて前記フレームアセンブリ２００の内部をより一層しっかりと密閉させて前記フレームアセンブリ２００のシール性能をより一層高めることができる。

【0070】

前記カバーフレーム２５０は、結合フック２５８をさらに含み得る。

【0071】

前記結合フック２５８は、一対で設けられて前記カバーボディ２５２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿った両端部に設けられ得る。前記一対の結合フック２５８は、前記主フレーム２１０と前記カバーフレーム２５０との結合に際して、前記主フレーム２１０の前記一対のフック溝２１８に掛合され得る。

【0072】

本実施形態においては、前記主フレーム２１０と前記カバーフレーム２５０との結合が前記一対の結合フック２５８と前記一対のフック溝２１８を用いた掛合により行われるため、別途のさらなるボルト締め部材なしにも前記主フレーム２１０と前記カバーフレーム２５０とを互いに安定的に結合することができる。

【0073】

また、本実施形態においては、さらなるボルト締め部材なしに前記主フレーム２１０と前記カバーフレーム２５０とを結合するため、ボルト締め部材の省略に伴い、製造コストをさらに下げ、組立工程効率をも格段に高めることができる。

【0074】

図６は、図１のバッテリーモジュール１０のフレームアセンブリ２００内におけるバッテリーセル１５０の電極リード１５５の間の接続を説明するための部分切り欠き図であり、図７は、図１のバッテリーモジュール１０のフレームアセンブリ２００内におけるバッテリーセル１５０の電極リード１５５の間の接続を説明するための断面図である。

【0075】

図６及び図７を参照すると、相互接続された前記バッテリーセル１５０の電極リード１５５は、前記フレームアセンブリ２００内において前記カバーフレーム２５０の前記支持リブ２５４により支持され得る。

【0076】

このとき、前記支持リブ２５４は、前記電極リード１５５のより一層安定的な支持のために前記電極リード１５５に接触可能なように密着され得るか、あるいは、前記電極リード１５５を所定の深さで押し付けながら密着させ得る。

【0077】

本実施形態においては、前記支持リブ２５４が前記フレームアセンブリ２００内において前記電極リード１５５を支持するので、相互接合された電極リード１５５の結合安定性を高めることができる。

【0078】

併せて、本実施形態においては、前記カバーフレーム２５０の内面に前記支持リブ２５４が設けられるので、前記フレームアセンブリ２５０の外側、すなわち、前記カバーフレーム２５０の外側において、外部の衝撃などの事象が生じたとき、前記支持リブ２５４に優先的に衝撃などが伝えられて前記電極リード１５５側に加えられ得る衝撃量を最小限に抑えることができる。

【0079】

図８は、図２のフレームアセンブリ２００の他の実施形態によるカバーフレーム２６０を説明するための図である。

【0080】

本実施形態によるカバーフレーム２６０は、上述の実施形態の前記カバーフレーム２５０と略同様であるため、上述の実施形態と実質的に同一もしくは類似の構成については、重複説明を省略し、以下、上述の実施形態との相違点に重点をおいて述べる。

【0081】

図８を参照すると、前記カバーフレーム２６０は、カバーボディ２６２及び支持リブ２６４を含み得る。

【0082】

前記支持リブ２６４は、複数本で設けられ、前記カバーボディ２６２の内面に形成され、相互接合された電極リード１５５（図２参照）の面積に対応する面積を有するように形成され得る。このような前記複数本の支持リブ２６４は、向かい合う電極リード１５５（図２参照）と面で接触し得る。

【0083】

本実施形態においては、前記支持リブ２６４は、前記電極リード１５５が面で接触するため、前記電極リード１５５との接触面積を増やして前記電極リード１５５への支持安定性をさらに確保することができる。

【0084】

図９は、図２のフレームアセンブリ２００のさらに他の実施形態によるカバーフレーム２７０を説明するための図である。

【0085】

本実施形態によるカバーフレーム２７０は、上述の実施形態の前記カバーフレーム２６０と略同様であるため、上述の実施形態と実質的に同一もしくは類似の構成については、重複説明を省略し、以下、上述の実施形態との相違点に重点をおいて述べる。

【0086】

図９を参照すると、前記カバーフレーム２７０は、カバーボディ２７２及び支持リブ２７４を含み得る。

【0087】

前記支持リブ２７４は、複数本で設けられ得る。前記複数本の支持リブ２７４はそれぞれ第１の支持部２７５及び第２の支持部２７７を含み得る。

【0088】

前記第１の支持部２７５は、前記カバーボディ２７２の内面に形成され、相互接合された電極リード１５５（図２参照）の面積に対応する面積を有するように形成されて前記電極リード１５５と面で接触し得る。

【0089】

前記第２の支持部２７７は、前記第１の支持部２７５の両端部から折り曲げられて所定の長さで突出し得る。このような前記第２の支持部２７７は、前記相互接合された電極リード１５５の両側を覆って前記電極リード１５５の左右への遊動を防いて前記電極リード１５５の破損や離脱などを有効に防ぐことができる。

【0090】

図１０から図１２は、図１のバッテリーモジュール１０のバッテリーセル１５０の電極リード１５５の間の接合工程を説明するための図である。一方、説明のしやすさのために、図１０から図１２において、バッテリーモジュール１０のトッププレート４００の図示は省略している。

【0091】

図１０から図１２を参照すると、前記バッテリーセル１５０の電極リード１５５の電気的な接続のための接合工程に際して、オペレーター等は、まず、前記バッテリーセル１５０の電極リード１５５を前記フレームアセンブリ２００の前記主フレーム２１０の前記リードスロット２１４を介して前記主フレーム２１０の外に通過させ得る。ここで、前記オペレーターなどの工程は、マニュアル操作又は機械器具設備などを用いた自動操作を両方とも含み得る。

【0092】

この後、前記オペレーター等は、複数本のリード接合治具Ｊを前記ガイドスペーサー２１６内に配置し得る。ここで、前記複数本のリード接合治具Ｊは、前記主フレーム２１０の上下方向（Ｚ軸方向）において摺動して前記ガイドスペーサー２１６内の所定の空間に配置され得る。

【0093】

この後、前記オペレーター等は、前記リードスロット２１４を通過した隣り合う電極リード１５５を折り曲げて互いに重なり合うように接触させて配置し得る。このとき、前記ガイドスペーサー２１６内に配置される前記リード接合治具Ｊは、前記電極リード１５５の後方において前記電極リード１５５を支持することができて、前記オペレーターなどの電極リード１５５に対する折り曲げや重なり合い配置の際の工程正確度を高め、前記工程時に引き起こされ得る電極リード１５５の破損などのリスクを有効に防ぐことができる。

【0094】

この後、互いに重なり合うように配置された隣り合う電極リード１５５は、レーザー溶接など溶接工程Ｗを用いて相互接合されて電気的に接続され得る。このとき、前記ガイドスペーサー２１６内に配置される前記リード接合治具Ｊは、金属材質から作製され、前記溶接工程Ｗに際して、前記電極リード１５５の後方において前記電極リード１５５を支持するため、前記溶接工程Ｗの正確度を高め、前記工程時に引き起こされ得る電極リード１５５や前記フレームボディ２１２の破損や溶接品質の不良を防ぐことができる。

【0095】

前記レーザー溶接などの溶接工程Ｗに際して、前記溶接面の後方に金属ではないプラスチック射出物があれば、射出物が溶けたり溶接が円滑に行われなかったりするなどの溶接不良が生じる虞がある。

【0096】

本実施形態においては、前記溶接工程Ｗに際して前記リード接合治具Ｊが前記ガイドスペーサー２１６内において溶接面の背面において前記電極リード１５５を支持することにより、前記レーザー溶接などの溶接工程Ｗ時に引き起こされ得る電極リード１５５やフレームボディ２１２の破損を防ぎ、溶接品質を格段に高めることができる。

【0097】

前記電極リード１５５の間の溶接工程Ｗが行われ終わると、前記オペレーター等は、前記リード接合治具Ｊを上下方向（Ｚ軸方向）に沿って摺動させて前記ガイドスペーサー２１６の外に移動させた後、前記カバーフレーム２５０を前記主フレーム２１０に結合し得る。

【0098】

以上述べたように、前記カバーフレーム２５０と前記主フレーム２１０とが相互結合されれば、前記カバーフレーム２５０の内面に設けられる前記支持リブ２５４は、前記溶接などを用いて相互接合された電極リード１５５を支持することができる。

【0099】

このように、本実施形態においては、前記セルアセンブリ１００のバッテリーセル１５０の電極リード１５５の電気的な接続に際して、別途のバスバー部材などといったようなさらなる媒介体なしに電極リード１５５だけでも相互接合することから、バスバー部材などの省略に伴うコストの節減効果が得られ、バッテリーモジュール１０のエネルギー密度をもさらに高めながら、よりスリムな構造のバッテリーモジュール１０を実現することができる。

【0100】

併せて、本実施形態においては、前記カバーフレーム２５０の前記支持リブ２５４が前記フレームアセンブリ２００内において前記相互接合された電極リード１５５を支持するため、前記電極リード１５５の結合安定性をも有効に確保することができる。

【0101】

図１及び図２に戻ると、前記バッテリーモジュール１０は、サイドプレート３００及びトッププレート４００を含み得る。

【0102】

前記サイドプレート３００は、一対で設けられ、前記バッテリーモジュール１０の側面を覆い得る。このような一対のサイドプレート３００は、前記フレームアセンブリ２００及び後述するトッププレート４００などと結合されて前記セルアセンブリ２００を内部に収容し得る。

【0103】

前記トッププレート４００は、前記セルアセンブリ１００の上面を覆い得る。このような前記トッププレート４００は、前記セルアセンブリ１００の放熱性能を高められるように凸部と凹部を交互に有する凹溝状を呈するように形成され得る。

【0104】

また、前記トッププレート４００の内面には、前記セルアセンブリ１００のより一層安定的な支持のために、前記セルアセンブリ１００の前記バッテリーセル１５０が嵌め込まれ得る収容溝が形成され得る。

【0105】

併せて、前記バッテリーモジュール１０は、図示はしないが、前記セルアセンブリ１００の底部を支持するためのボトムプレートをさらに含み得る。前記ボトムプレート、前記サイドプレート３００、前記トッププレート４００は、前記フレームアセンブリ２００と併せてモジュールケース構造を形成して前記セルアセンブリ１００を内部に収容し得る。

【0106】

一方、前記モジュールケース構造は、前記トッププレート４００、前記サイドプレート３００及び前記ボトムプレートの間の結合を用いたモジュールケース構造の他に、モノフレームやＵ字状のフレームなどのモジュールケース構造に設けられることも可能である。また、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、前記モジュールケース構造は、前記バッテリーモジュール１０のモジュールケース構造を形成可能なその他の形状の構造をも採用可能であるということはいうまでもない。

【0107】

図１３は、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１を説明するための図であり、図１４は、本発明の一実施形態による自動車Ｖを説明するための図である。

【0108】

図１３及び図１４を参照すると、バッテリーパック１は、上述の実施形態の少なくとも１つのバッテリーモジュール１０及び前記少なくとも１つのバッテリーモジュール１０を収容するパックケース５０を含み得る。

【0109】

このような前記バッテリーパック１は、前記少なくとも１つのバッテリーモジュール１０を制御するＢＭＳなどの電装部品や前記少なくとも１つのバッテリーモジュール１０の冷却のためのヒートシンクなどの冷却ユニットをさらに含み得る。

【0110】

本実施形態において、前記バッテリーパック１は、上述の少なくとも１つのバッテリーモジュール１０を備えるため、バッテリーパック１もまた、製造コストを下げ、よりスリムな構造を有しながら、高いエネルギー密度を有することができる。

【0111】

このような前記バッテリーパック１は、自動車の燃料源であって、自動車Ｖに設けられ得る。例えば、前記バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車及びその他のバッテリーパック１を燃料源として利用可能なその他の方式により自動車Ｖに設けられ得る。

【0112】

また、前記バッテリーパック１は、前記自動車Ｖの他にも、二次電池を利用する電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などその他の装置や器具及び設備などにも設けられ得ることはいうまでもない。

【0113】

本実施形態の場合、前述した前記バッテリーパック１が高いエネルギー密度を有するコンパクトな構造に設けられるため、前記自動車Ｖへの装着に際して、バッテリーパック１のモジュール化構造を実現し易く、前記自動車Ｖの多種多様な内部空間の形状においても相対的に高い装着自由度を確保することができる。

【0114】

以上述べたような多種多様な実施形態により、製造コストを低減し、エネルギー密度を確保しながら、バッテリーセル１５０の電極リード１５５の電気的な接続を達成可能なバッテリーモジュール１０、並びに、これを含むバッテリーパック１及び自動車Ｖを提供することができる。

【0115】

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、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において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様々な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

【0116】

一方、本明細書においては、上、下、左、右、前、後などの方向指示語が用いられたが、これらの用語は説明のしやすさのために用いられたものに過ぎず、対象となる物事の位置や観測者の位置などに応じて異なってくる可能性があるということは本発明の当業者にとって自明である。

【符号の説明】

【0117】

１ バッテリーパック
１０ バッテリーモジュール
５０ パックケース
１００ セルアセンブリ
１５０ バッテリーセル
１５５ 電極リード
２００ フレームアセンブリ、セルアセンブリ
２１０ 主フレーム
２１２ フレームボディ
２１４ リードスロット
２１６ ガイドスペーサー
２１８ フック溝
２５０ フレームアセンブリ、カバーフレーム
２５２ カバーボディ
２５４ 支持リブ
２５６ 突出リブ
２５８ 結合フック
２６０ カバーフレーム
２６２ カバーボディ
２６４ 支持リブ
２７０ カバーフレーム
２７２ カバーボディ
２７４ 支持リブ
２７５ 第１の支持部
２７７ 第２の支持部
３００ サイドプレート
４００ トッププレート
Ｊ リード接合治具
Ｖ 自動車
Ｗ 溶接工程

【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】