特表 2024-536555 バッテリーパックおよびバッテリーパックの製造方法

(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】2024-10-04

(54)【発明の名称】バッテリーパックおよびバッテリーパックの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/207 20210101AFI20240927BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 50/233 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 10/643 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240927BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20240927BHJP

   H01M 50/244 20210101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01M50/207

H01M50/289 101

H01M50/204 401H

H01M50/233

H01M10/613

H01M10/6556

H01M10/6568

H01M10/643

H01M10/647

H01M10/625

H01M50/242

H01M50/244 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024523233

(86)(22)【出願日】2023-07-05

(85)【翻訳文提出日】2024-04-17

(86)【国際出願番号】 KR2023009509

(87)【国際公開番号】W WO2024010364

(87)【国際公開日】2024-01-11

(31)【優先権主張番号】10-2022-0083118

(32)【優先日】2022-07-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2023-0070867

(32)【優先日】2023-06-01

(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】キ・ヨン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ジュ・ファン・シン

(72)【発明者】

【氏名】ジェ・ヒョン・イ

(72)【発明者】

【氏名】ボ・ラ・ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン・スク・イ

【テーマコード（参考）】

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031KK08

5H040AA01

5H040AA03

5H040AA28

5H040AS07

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY10

5H040CC20

5H040CC59

5H040NN01

5H040NN03

(57)【要約】

本発明は、バッテリーモジュールを収容するバッテリーパックおよび上記バッテリーパックの製造方法に関するものである。
本発明は、ベース板と共にサイドフレームの第１延長部がモジュール搭載領域を形成するようにすることにより、バッテリーパック内に搭載されるバッテリーモジュールの荷重を均一に分散させ得る。これにより、バッテリーパックの構造を簡素にし得る。
本発明は、上述した荷重分散構造と共に冷却一体型の構造を有し得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックであって、
前記バッテリーモジュールが搭載されるベース板と、
前記ベース板の前端部に結合される前方フレームと、
前記ベース板の後端部に結合される後方フレームと、
前記ベース板の両側に結合されるサイドフレームと、を含み、
前記ベース板は、前記モジュール搭載領域の一部のみを形成する大きさを有し、
前記サイドフレームは、前記バッテリーモジュールと対向する側壁部と、前記側壁部の下部から前記ベース板に向かって延長されて前記ベース板の側面に結合され、前記ベース板と共に前記モジュール搭載領域を形成して前記バッテリーモジュールの荷重を支持する第１延長部と、を含む、バッテリーパック。

【請求項2】

前記第１延長部は、前記バッテリーモジュールの下部面積の少なくとも一部を支持するように、前記側壁部の下部から前記ベース板に向かって所定の長さほど延長される、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記ベース板の上面と前記第１延長部の上面は同一高さの平面を形成する、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記ベース板の側面とそれに結合される第１延長部の側面に互いに噛み合う形状の段差部を備えた、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記サイドフレームは、前記バッテリーパックの外側に延長される第２延長部をさらに備える、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記第２延長部は、前記第１延長部より厚い厚さを有し、バッテリーパックが設置される構造物に固定支持される、請求項５に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記前方フレームから後方フレームに延長され、前記ベース板に結合されるセンターフレームをさらに含み、
前記センターフレームと前記サイドフレームの側壁部との間にモジュール搭載領域が形成され、
前記モジュール搭載領域は、前記サイドフレームの第１延長部の少なくとも一部の上部面と前記ベース板の上部面とを含む、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記ベース板は、前記センターフレームの両側に１つずつ配置され、両側の前記ベース板の側面と前記センターフレームの両側面が結合される、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記センターフレームは、垂直隔壁部と、前記垂直隔壁部の下部から前記ベース板に向かって左右に 延長されて前記ベース板と結合される水平延長部と、を備え、
前記水平延長部の上面と前記ベース板の上面は同一平面上に位置する、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記センターフレームの垂直隔壁部と両側の前記サイドフレームとの間に延長設置される複数個のサイドビームをさらに含み、
前記サイドビームは、前記垂直隔壁部およびサイドフレームにそれぞれ結合され、前記モジュール搭載領域を複数個の領域に区画する、請求項９に記載のバッテリーパック。

【請求項11】

前記バッテリーモジュールは、前記サイドフレームの側壁部に締結される、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項12】

前記ベース板およびサイドフレームのうち少なくとも１つは、
外壁と、前記外壁で囲まれた内部空間と、を備え、
前記内部空間は、前記外壁から延長される複数個の区画壁によって分割されて複数個の中空チャネルを形成する、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項13】

前記ベース板は、前記中空チャネルに第１冷却流路が備えられた冷却一体型のベース板である、請求項１２に記載のバッテリーパック。

【請求項14】

前記サイドフレームの第１延長部が中空チャネルを有し、
前記中空チャネルに第２冷却流路が備えられた、請求項１３に記載のバッテリーパック。

【請求項15】

前記前方フレームおよび後方フレームは、前記第１冷却流路および第２冷却流路と連通する第３冷却流路をそれぞれ備え、
前記前方フレームおよび後方フレームのうちの１つに前記第３冷却流路と連通する冷媒注入口および冷媒排出口が形成される、請求項１４に記載のバッテリーパック。

【請求項16】

前記前方フレームおよび後方フレームは、前記第１冷却流路および第２冷却流路と連通する第３冷却流路をそれぞれ備え、
前記前方フレームおよび後方フレームのうちの１つに前記第３冷却流路と連通する冷媒注入口が形成され、他の１つに前記第３冷却流路と連通する冷媒排出口が形成される、請求項１４に記載のバッテリーパック。

【請求項17】

複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックの製造方法であって、
前記モジュール搭載領域の一部のみを形成する大きさを有するベース板の両側面に前記ベース板に向かって延長され、前記ベース板と共にモジュール搭載領域を形成する両側サイドフレームの第１延長部の側面をそれぞれ結合する段階と、
前記ベース板および第１延長部の前端部および後端部に前方フレームおよび後方フレームをそれぞれ結合する段階と、
前記第１延長部の少なくとも一部の上部面と前記ベース板の上部面とを含むモジュール搭載領域に複数個のバッテリーモジュールを搭載する段階と、を含む、バッテリーパックの製造方法。

【請求項18】

複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックの製造方法であって、
センターフレームの両側にベース板をそれぞれ配置し、前記両側のベース板と前記センターフレームを結合する段階と、
前記センターフレームの一側のベース板に向かって延長され、前記一側のベース板と共にモジュール搭載領域を形成する一側のサイドフレームの第１延長部と前記一側のベース板を結合する段階と、
前記センターフレームの他側のベース板に向かって延長され、前記他側のベース板と共にモジュール搭載領域を形成する他側のサイドフレームの第１延長部と前記他側のベース板を結合する段階と、
前記一側および他側のサイドフレームの第１延長部と前記両側のベース板の前端部および後端部に前方フレームおよび後方フレームをそれぞれ結合する段階と、
前記第１延長部の少なくとも一部の上部面と前記ベース板の上部面とを含むモジュール搭載領域に複数個のバッテリーモジュールを搭載する段階と、を含む、バッテリーパックの製造方法。

【請求項19】

前記両側のサイドフレームにそれぞれ備えられる第１延長部の所定の長さは互いに同じであり、
両側のサイドフレーム間に単一のベース板が位置し、
前記両側サイドフレーム間で延長される前記ベース板の長さの１／２と前記所定の長さの比の範囲は６：４～９：１である、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項20】

一側のサイドフレームと他側のサイドフレームにそれぞれ備えられる第１延長部の所定の長さは互いに同じであり、
前記一側のサイドフレームと他側のサイドフレームとの間に、対応する各サイドフレームと結合し、大きさが同じである２つのベース板が位置し、
対応するサイドフレームに延長される各ベース板の長さと前記所定の長さの比の範囲は６：４～９：１である、請求項２に記載のバッテリーパック。

【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を収容するバッテリーパックおよび上記バッテリーパックの製造方法に関するものである。

【0002】

より詳しくは、バッテリーモジュールの荷重を効率的に分散させながらもパックハウジングの構造を簡素化し得るバッテリーパックおよびそのバッテリーパックの製造方法に関するものである。

【0003】

本出願は、２０２２年７月６日付の韓国特許出願第１０－２０２２－００８３１１８号および２０２３年６月１日付の韓国特許出願第１０－２００３－００７０８６７号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の書類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】

【0004】

電気自動車などに適用されるバッテリーパックは、高出力を得るために複数の二次電池を含む多数のバッテリーモジュールを直列または並列に連結した構造を有している。そして、上記二次電池は、正極および負極集電体、セパレーター、活物質、電解液などを含む構成要素間の電気化学的反応によって繰り返しの充放電が可能である。

【0005】

バッテリーパックは多数個のバッテリーモジュールを搭載するため、これらのモジュールの荷重を安定的に支持し得る構造に設計する必要がある。また、エネルギー削減およびエネルギー効率の改善のために、バッテリーパックの重量を低減しながらもその機械的剛性は維持または向上させ得る技術の開発が要望される。

【0006】

図１は、本出願人が提案した従来のバッテリーパックの製造過程を示す概略図であり、図２は、製造されたバッテリーパックの構造を示す概略図である。

【0007】

図１を参照すると、従来は前方フレーム１１、後方フレーム１２、両側サイドフレーム１３、１４を結合して四角枠状フレームを作り（図１の（ａ））、上記四角枠状フレームにセンターフレーム２１と複数個のサイドビーム２２を結合してバッテリーパックの骨格フレーム２０を形成した後に（図１の（ｂ））、この骨格フレーム２０を裏返して（図１の（ｃ））、上記骨格フレーム２０の下部に冷却流路が形成された冷却パネル３０を結合し（図１の（ｄ））、上記冷却パネルにベース板４０を位置させ、上記ベース板４０を骨格フレーム２０に結合した（図１の（ｅ））。

【0008】

図２には、このようにして製造されたバッテリーパック１の断面構造が図示されている。図示されたように、上記ベース板４０は、バッテリーモジュールＭの全体下部面面積を収容および支持し得る大きさに製作され、ベース板４０の縁部４１の上部面がサイドフレームの下端部と溶接結合されて結合部Ｂを形成する。

【0009】

しかしながら、上記構造のバッテリーパック１には、次のような欠点がある。

【0010】

第１に、ベース板４０がバッテリーモジュールＭの荷重をすべて支持するので、高さ方向、すなわち、Ｚ軸方向の荷重がベース板の縁部４１とサイドフレームの溶接結合部Ｂに集中する。したがって、長期間の繰り返し使用時にＺ軸方向の荷重により、上記ベース板縁部４１がサイドフレーム１３、１４の溶接結合部から下に垂れ下がるか、または当該結合部Ｂが広がる危険性がある。

【0011】

第２に、上記結合部Ｂに加わる荷重に耐えることができるようにベース板４０を厚くするか、または荷重を分散させるための別途の下部補強構造物５０を設置する必要がある。しかしながら、ベース板４０を厚くすると、パック重量が増加してエネルギー効率を低下させる。また、ベース板４０自体の荷重が増加し、上記溶接結合部Ｂにむしろ荷重がより大きく作用し得るので好ましくない。また、下部補強構造物５０を設置する場合は、部品個数が増加し、別途の結合作業が必要となるので製造原価を上昇させる。

【0012】

第３に、冷却パネル３０とベース板４０を別途設置したので、バッテリーパック重量が増加し構造が複雑になる。

【0013】

したがって、ベース板とサイドフレームの結合部にかかる荷重を効果的に分散させ、バッテリーパックの構造を簡素化し得る技術の開発が要望される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】韓国公開特許第１０－２０２２－００３１５３０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明は、上記のような問題点を解決するためのものであって、バッテリーパック内のバッテリーモジュールの荷重を効果的に分散させながらも簡素な構造を有するバッテリーパックおよびその製造方法を提供するためのものである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックは、複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックであって、上記バッテリーモジュールが搭載されるベース板と、上記ベース板の前端部に結合される前方フレームと、上記ベース板の後端部に結合される後方フレームと、上記ベース板の両側に結合されるサイドフレームと、を含み、上記ベース板は、上記モジュール搭載領域の一部のみを形成する大きさを有し、上記サイドフレームは、上記バッテリーモジュールと対向する側壁部と、上記側壁部の下部から上記ベース板に向かって延長されて上記ベース板の側面に結合され、上記ベース板と共に上記モジュール搭載領域を形成して上記バッテリーモジュールの荷重を支持する第１延長部と、を含む。

【0017】

上記第１延長部は、上記バッテリーモジュールの下部面積の少なくとも一部を支持するように、所定の長さほど延長され得る。

【0018】

また、上記ベース板の上面と上記第１延長部の上面は同一高さの平面を形成し得る。

【0019】

この場合、上記ベース板の側面とそれに結合される第１延長部の側面に互いに噛み合う形状の段差部が備えられ得る。

【0020】

また、上記サイドフレームは、上記バッテリーパックの外側に延長される第２延長部をさらに備え得る。

【0021】

上記第２延長部は、上記第１延長部より厚い厚さを有し、バッテリーパックが設置される構造物に固定支持され得る。

【0022】

一つの例として、上記前方フレームから後方フレームに延長され、上記ベース板に結合されるセンターフレームをさらに含み、上記センターフレームと上記サイドフレームの側壁部との間にモジュール搭載領域が形成され、上記モジュール搭載領域は、上記サイドフレームの第１延長部の少なくとも一部の上部面と上記ベース板の上部面とを含み得る。

【0023】

上記ベース板は、上記センターフレームの両側に１つずつ配置され、上記両側のベース板の側面と上記センターフレームの両側面が結合され得る。

【0024】

この場合、上記センターフレームは、垂直隔壁部と、上記垂直隔壁部の下部から上記ベース板に向かって左右に延長されて上記ベース板と結合される水平延長部と、を備え、上記水平延長部の上面と上記ベース板の上面は同一平面上に位置し得る。

【0025】

また、上記バッテリーパックは、上記センターフレームの垂直隔壁部と上記両側のサイドフレームとの間に延長設置される複数個のサイドビームをさらに含み、上記サイドビームは、上記垂直隔壁部およびサイドフレームにそれぞれ結合され、上記モジュール搭載領域を複数個の領域に区画し得る。

【0026】

上記バッテリーモジュールは、上記サイドフレームの側壁部に締結され得る。

【0027】

他の例として、上記ベース板およびサイドフレームのうち少なくとも１つは、外壁と、上記外壁で囲まれた内部空間と、を備え、上記内部空間は、上記外壁から延長される複数個の区画壁によって分割されて複数個の中空チャネルを形成し得る。

【0028】

上記ベース板は、上記中空チャネルに第１冷却流路が備えられた冷却一体型のベース板であり得る。

【0029】

この場合、上記サイドフレームの第１延長部が中空チャネルを有し、上記中空チャネルに第２冷却流路が備えられ得る。

【0030】

また、上記前方フレームおよび後方フレームは、上記第１冷却流路および第２冷却流路と連通する第３冷却流路をそれぞれ備え、上記前方フレームおよび後方フレームのうちの１つに上記第３冷却流路と連通する冷媒注入口および冷媒排出口が形成され得る。

【0031】

または、上記前方フレームおよび後方フレームは、上記第１冷却流路および第２冷却流路と連通する第３冷却流路をそれぞれ備え、上記前方フレームおよび後方フレームのうちの１つに上記第３冷却流路と連通する冷媒注入口が形成され、他の１つに上記第３冷却流路と連通する冷媒排出口が形成され得る。

【0032】

上記両側のサイドフレームにそれぞれ備えられる第１延長部の所定の長さは互いに同じであり、両側のサイドフレーム間に単一のベース板が位置し、上記両側サイドフレーム間で延長される上記ベース板の長さの１／２と上記所定の長さの比の範囲は６：４～９：１であり得る。

【0033】

一側のサイドフレームと他側のサイドフレームにそれぞれ備えられる第１延長部の所定の長さは互いに同じであり、上記一側のサイドフレームと他側のサイドフレームとの間に、対応する各サイドフレームと結合し、大きさが同じである２つのベース板が位置し、対応するサイドフレームに延長される各ベース板の長さと上記所定の長さの比の範囲は６：４～９：１であり得る。

【0034】

本発明はまた、上記バッテリーパックの製造方法を提供する。上記バッテリーパックの製造方法は、複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックの製造方法であって、上記モジュール搭載領域の一部のみを形成する大きさを有するベース板の両側面に上記ベース板に向かって延長され、上記ベース板と共にモジュール搭載領域を形成する両側サイドフレームの第１延長部の側面をそれぞれ結合する段階と、上記ベース板および第１延長部の前端部および後端部に前方フレームおよび後方フレームをそれぞれ結合する段階と、上記第１延長部の少なくとも一部の上部面と上記ベース板の上部面とを含むモジュール搭載領域に複数個のバッテリーモジュールを搭載する段階と、を含む。

【0035】

本発明の他の実施形態のバッテリーパックの製造方法は、複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックの製造方法であって、センターフレームの両側にベース板をそれぞれ配置し、上記両側のベース板と上記センターフレームを結合する段階と、上記センターフレームの一側のベース板に向かって延長され、上記一側のベース板と共にモジュール搭載領域を形成する一側のサイドフレームの第１延長部と上記一側のベース板を結合する段階と、上記センターフレームの他側のベース板に向かって延長され、上記他側のベース板と共にモジュール搭載領域を形成する他側のサイドフレームの第１延長部と上記他側のベース板を結合する段階と、上記一側および他側のサイドフレームの第１延長部と上記両側のベース板の前端部および後端部に前方フレームおよび後方フレームをそれぞれ結合する段階と、上記第１延長部の少なくとも一部の上部面と上記ベース板の上部面とを含むモジュール搭載領域に複数個のバッテリーモジュールを搭載する段階と、を含む。

【発明の効果】

【0036】

本発明は、以上の多様な実施形態に従って、バッテリーモジュールの荷重をベース板とサイドフレームに安定的に分散させ得る。

【0037】

また、荷重分散によって従来のような追加的な補強構造物が不要であるため、パックハウジングの構造を簡素化し得る。

【0038】

また、荷重がベース板とサイドフレームに効果的に分散されるため、ベース板の厚さをその分減らし得る。これにより、バッテリーパックの重量を低減し得る。

【0039】

また、バッテリーパックの下部構造を冷却一体型の構造にしてパック構造をよりコンパクトに構成し得る。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】本出願人が提案した従来のバッテリーパックの製造過程を示す概略図である。

【図2】従来のバッテリーパックの構造を示す概略図である。

【図3】本発明の一実施形態のバッテリーパックを示す分解斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態のバッテリーパックを示す結合斜視図である。

【図5】バッテリーパックの一部の構成要素を除いて示した結合斜視図である。

【図6】本発明に係るベース板とサイドフレームの結合構造の一例を示す概略図である。

【図7】本発明に係るベース板とサイドフレームの結合構造の他の例を示す概略図である。

【図8】本発明に係るバッテリーパックの製造過程を示す概略図である。

【図9】本発明の他の実施形態のバッテリーパックを示す分解斜視図である。

【図10】本発明の他の実施形態のバッテリーパックを示す結合斜視図である。

【図11】図９の実施形態に係るベース板とサイドフレームの結合構造の例を示す概略図である。

【図12】図９の実施形態のバッテリーパックの冷却経路の一例を示す概略図である。

【図13】バッテリーパックの冷却経路の他の例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

本発明は、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明することによってより明らかになるであろう。ここで説明される実施形態は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明される実施形態とは異なるように多様に変形されて実施され得ることを理解すべきであろう。また、発明の理解を助けるために添付された図面は実際の縮尺で図示されたものではなく、一部の構成要素の寸法が誇張されて図示され得る。

【0042】

以下、本発明について詳細に説明する。

【0043】

本発明の一実施形態に係るバッテリーパックは、複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックであって、上記バッテリーモジュールが搭載されるベース板と、上記ベース板の前端部に結合される前方フレームと、上記ベース板の後端部に結合される後方フレームと、上記ベース板の両側に結合されるサイドフレームと、を含み、上記ベース板は、上記モジュール搭載領域の一部のみを形成する大きさを有し、上記サイドフレームは、上記バッテリーモジュールと対向する側壁部と、上記側壁部下部から上記ベース板に向かって延長されて上記ベース板の側面に結合され、上記ベース板と共に上記モジュール搭載領域を形成して上記バッテリーモジュールの荷重を支持する第１延長部と、を含む。

【0044】

本発明はまた、上記バッテリーパックの製造方法を提供する。上記バッテリーパックの製造方法は、複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックの製造方法であって、上記モジュール搭載領域の一部のみを形成する大きさを有するベース板の両側面に上記ベース板に向かって延長され、上記ベース板と共にモジュール搭載領域を形成する両側サイドフレームの第１延長部の側面をそれぞれ結合する段階と、上記ベース板および第１延長部の前端部および後端部に前方フレームおよび後方フレームをそれぞれ結合する段階と、上記第１延長部の少なくとも一部の上部面と上記ベース板上部面とを含むモジュール搭載領域に複数個のバッテリーモジュールを搭載する段階と、を含む。

【0045】

本発明の他の実施形態のバッテリーパックの製造方法は、複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックの製造方法であって、センターフレームの両側にベース板をそれぞれ配置し、上記両側のベース板と上記センターフレームを結合する段階と、上記センターフレームの一側のベース板に向かって延長され、上記一側のベース板と共にモジュール搭載領域を形成する一側のサイドフレームの第１延長部と上記一側のベース板を結合する段階と、上記センターフレームの他側のベース板に向かって延長され、上記他側のベース板と共にモジュール搭載領域を形成する他側のサイドフレームの第１延長部と上記他側のベース板を結合する段階と、上記一側および他側のサイドフレームの第１延長部と上記両側のベース板の前端部および後端部に前方フレームおよび後方フレームをそれぞれ結合する段階と、上記第１延長部の少なくとも一部の上部面と上記ベース板の上部面とを含むモジュール搭載領域に複数個のバッテリーモジュールを搭載する段階と、を含む。

【0046】

（第１実施形態）
図３は、本発明の一実施形態のバッテリーパックを示す分解斜視図であり、図４は、本発明の一実施形態のバッテリーパックを示す結合斜視図であり、図５は、バッテリーパックの一部の構成要素を除いて示した結合斜視図であり、図６は、本発明に係るベース板とサイドフレームの結合構造の一例を示す概略図である。

【0047】

図３～図６を参照すると、本発明のバッテリーパック１００は、ベース板１１０と、前方フレーム１２０と、後方フレーム１３０と、両側サイドフレーム１４０、１５０と、を含む。

【0048】

上記ベース板１１０には、複数個のバッテリーモジュールＭが搭載される。

【0049】

上記バッテリーモジュールＭは、複数個のバッテリーセルを収容するモジュールハウジングを備え得る。上記バッテリーセルは二次電池であって、パウチ型二次電池、角型二次電池または円筒型二次電池であり得る。すなわち、上記バッテリーセルは、本願発明の出願時点で公知にされた多様なバッテリーセルが採用され得る。

【0050】

上記バッテリーモジュールＭは、複数のバッテリーセルを電気的に相互連結するように構成された少なくとも１つのバスバー（図示せず）を備え得る。また、上記複数のバッテリーモジュールＭは、電源ケーブルまたはバスバーを介して互いに電気的に連結され得る。バッテリーモジュールＭの細部構成は一般的に公知にされた構成が採用され得る。したがって、本明細書ではその具体的な説明を省略する。

【0051】

また、上記バッテリーパック１００は、電装品アセンブリ（図示せず）を収容し得る。電装品アセンブリは、リレー装置、電流センサ、ヒューズ、ＢＭＳ、ＭＳＤ（Ｍａｎｕａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）などを収容し得る。このような電装品アセンブリは、バッテリーモジュールと共に外部に露出しないようにバッテリーパック１００内にパッケージングされ得る。

【0052】

上記ベース板１１０は、水平方向に延長されたプレート形状を有し得る。ここで、水平方向とは、平らな地面の面方向を意味する。上記ベース板１１０は、機械的剛性に優れた金属素材を備え得る。

【0053】

また、上記ベース板１１０には、前方フレーム１２０、後方フレーム１３０、および両側サイドフレーム１４０、１５０がそれぞれ結合される。上記結合方法は、例えば摩擦攪拌溶接であり得る。

【0054】

図３の矢印Ｆを基準として正面から見た場合に、上記前方フレーム１２０は、バッテリーモジュールＭの前方をカバーするように上記ベース板１１０の前端部に結合され得、後方フレーム１３０は、上記ベース板１１０の後端部に結合され得る。

【0055】

本明細書において、前、後、左、右、上、下などの方向を表す用語は、観測者の位置や対象の配置形態に応じて変わり得る。ただし、本明細書では、説明の便宜のために図３の矢印Ｆ方向から見たときを基準として、前、後、左、右、上、下などの方向を区分して示すものとする。

【0056】

上記ベース板１１０の上部には、複数個のバッテリーモジュールＭが位置され得る。したがって、ベース板１１０の上部面は、複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を形成する。

【0057】

図５は、モジュール搭載領域Ａをより明確に表示するために、後述するサイドビームを除いてバッテリーパックハウジングを示したものである。図３～図５を参照すると、本発明のベース板１１０の幅、すなわちＸ方向の長さは、バッテリーパック全体の幅（Ｘ方向長さ）より小さい。特に、本発明のベース板１１０は、バッテリーパック内のモジュール搭載領域Ａの幅より小さい両側幅を有する。すなわち、ベース板幅の大きさは、モジュール搭載領域ＡのＸ方向の長さより小さい。したがって、上記ベース板１１０は、モジュール搭載領域Ａの一部のみを形成する大きさを有する。これにより、複数個のバッテリーモジュールの下部面積の一部はベース板１１０によって支持されるが、残りの面積の部分はベース板１１０から離れて位置する。この残りの下部面積部は、後述するようにサイドフレームによって支持される。

【0058】

本明細書において、ベース板１１０が「モジュール搭載領域の一部のみを形成する大きさを有する」という意味は、まず、バッテリーパックの下部に１つのベース板１１０が設置されるときに、そのベース板の幅がモジュール搭載領域Ａの幅より小さく形成されることを基本的に含む。また、図３および図４のように、２つのベース板１１０Ａ、１１０Ｂの間にセンターフレーム１６０が結合され、上記センターフレーム１６０と両側サイドフレーム１４０、１５０との間にモジュール搭載領域Ａが位置するときに、２つのベース板１１０Ａ、１１０Ｂのそれぞれが上記モジュール搭載領域Ａの一部のみを形成するようにする小さい大きさ（幅）を有する場合も含む。すなわち、本明細書においてバッテリーパックを構成するベース板１１０は、それ自体の幅のみではモジュール搭載領域Ａの全体幅を構成せず、他の構成要素（後述するサイドフレームの第１延長部）の幅と合わせて初めて全体モジュール搭載領域を形成することになる。

【0059】

一方、上記ベース板１１０の長さ（Ｙ方向長さ）は、バッテリーパック１００のＹ方向長さと同じであり得る。

【0060】

上記前方フレーム１２０は、左右方向（Ｘ方向）に長く延長され、高さ方向（Ｚ方向）に立てられた形態を有し得る。上記前方フレーム１２０の下面は上記ベース板１１０の上面と結合され得る。また、上記前方フレーム１２０の左右端部側の下面は、後述するサイドフレームの第１延長部の上面と結合され得る。前方フレーム１２０は、高さ方向に延長される前方カバー部１２１と、上記前方カバー部の下部から前方に突出する前方プレート部１２２とを備え得る。上記前方プレート部１２２は、車両などの構造物に固定結合され得る。

【0061】

後方フレーム１３０は、左右方向（Ｘ方向）に長く延長され、高さ方向（Ｚ方向）に立てられた形態を有し得る。上記後方フレーム１３０の下面は上記ベース板１１０の上面と結合され得、また、後方フレーム１３０の左右端部側の下面は後述するサイドフレームの第１延長部の上面と結合され得る。後方フレーム１３０は、上記前方フレームと同じまたは異なる形状からなり得る。図３および図４では、上記後方フレーム１３０が高さ方向に延長される後方カバー部１３１と、上記後方カバー部１３１の下部から後方に突出する後方プレート部１３２とを備え、前方フレームと同じ形態になっている。上記後方プレート部１３２は、車両などの構造物に固定結合され得る。

【0062】

両側サイドフレーム１４０、１５０は、前後方向（Ｙ方向）に長く延長された形態を有し得る。上記サイドフレームは、バッテリーモジュールの左側をカバーする第１サイドフレーム１４０と右側をカバーする第２サイドフレーム１５０で構成される。１つのベース板がバッテリーパックの下部に備えられる場合に、上記第１サイドフレーム１４０はベース板の左端部と結合され、上記第２サイドフレーム１５０はベース板の右端部と結合される。すなわち、サイドフレームはベース板の両側に結合される。

【0063】

または、図３～図５のように、センターフレーム１６０の両側に左右ベース板１１０Ａ、１１０Ｂがそれぞれ結合される場合には、上記第１サイドフレーム１４０は左側ベース板１１０Ａの左端部に結合され、上記第２サイドフレーム１５０は右側ベース板１１０Ｂの右端部に結合され得る。

【0064】

これにより、本発明は、バッテリーモジュールの前側、後側、左側、右側をカバーし得るように、前方フレーム１２０と、後方フレーム１３０と、第１サイドフレーム１４０と、第２サイドフレーム１５０と、を備える。

【0065】

上記第１サイドフレーム１４０は、バッテリーモジュールと対向する側壁部１４１と、上記側壁部下部から（左側）ベース板１１０Ａに向かって延長される第１延長部１４２と、を含む。上記第２サイドフレーム１５０もバッテリーモジュールと対向する側壁部１５１と、上記側壁部下部から（右側）ベース板１１０Ｂに向かって延長される第１延長部１５２と、を含む。本発明の特徴的な点は、上記第１延長部１４２、１５２が上記左右側のベース板の側面にそれぞれ結合されてベース板と共にモジュール搭載領域Ａを形成することである。すなわち、上記第１サイドフレーム１４０、第２サイドフレーム１５０の第１延長部１４２、１５２は、バッテリーモジュール下部面積の少なくとも一部を支持するように、ベース板１１０に向かって所定の長さほど延長される。これにより、上記第１延長部１４２、１５２の上部面の少なくとも一部と、上記ベース板１１０Ａ、１１０Ｂの上部面が共にモジュール搭載領域Ａを形成する。図示されたように、ベース板１１０Ａ、１１０Ｂの幅は、上記第１延長部１４２、１５２の幅より大きいため、ベース板に支持されるバッテリーモジュール下部面積が第１延長部によって支持されるモジュール下部面積より大きい。上記第１延長部１４２、１５２は、ベース板より相対的に小さい面積のモジュール下部面を支持する。しかしながら、ベース板とサイドフレームが共に、具体的には、サイドフレームの第１延長部１４２、１５２とベース板１１０Ａ、１１０Ｂが共にバッテリーモジュールの荷重を支持するので、バッテリーモジュールを安定的に支持し得るようになる。

【0066】

上記第１サイドフレーム１４０に備えられる第１延長部１４２と、第２サイドフレーム１５０に備えられる第１延長部１５２の長さは、互いに同じであり得る。すなわち、各側壁部下部からベース板に向かって延長される各第１延長部１４２、１５２の延長長さ（所定の長さ）は互いに同じであり得る。この場合、第１サイドフレーム１４０、第２サイドフレーム１５０の間に単一のベース板が位置し得る。

【0067】

ベース板と第１延長部の好適な荷重分散のために、上記第１サイドフレーム１４０と第２サイドフレーム１５０との間で延長される単一のベース板の長さの１／２と上記各第１延長部１４２、１５２の所定の長さの比の範囲は６：４～９：１であり得る。例えば、その長さの比が６：４未満であると、第１延長部の長さが大きくなりすぎて第１サイドフレームの重量が大きくなり、第１サイドフレームの溶接作業が煩雑になり得る。また、その長さの比が９：１より大きいと、第１延長部の長さが小さくなりすぎてモジュールの荷重分散効果が半減し得る。

【0068】

一方、図３～図５に開示されたように、第１サイドフレーム１４０と第２サイドフレーム１５０との間に大きさが同じである２つのベース板１１０Ａ、１１０Ｂが位置し得る。この場合には、各ベース板と第１延長部の好適な荷重分散のために、対応するサイドフレームに延長される各ベース板１１０Ａ、１１０Ｂの長さ（Ｘ方向長さ）と上記所定の長さの比の範囲は６：４～９：１であり得る。

【0069】

上記第１サイドフレーム１４０、第２サイドフレーム１５０は、バッテリーパックの外側方向に延長される第２延長部１４３、１５３をそれぞれ備える。上記第２延長部１４３、１５３は、バッテリーパック１００が設置される構造物、例えば車両に固定支持される部分である。すなわち、上記第２延長部１４３、１５３は、車両への締結点を備える。第２延長部１４３、１５３は車両に直接締結されるので、第１延長部１４２、１５２に比べて荷重をより多く受ける。したがって、安定的にバッテリーパックを車両に締結および固定するために、上記第２延長部１４３、１５３は、上記第１延長部１４２、１５２より厚い厚さに形成される。

【0070】

図６には、本発明のバッテリーパックによる荷重分散効果が示されている。図６において、右側ベース板１１０Ｂの右側面と第２サイドフレーム１５０の第１延長部１５２の一側面が結合されている。上記結合は、例えば溶接によって行い得る。第２サイドフレーム１５０の第２延長部１５３は、車両などの構造物に固定結合される。

【0071】

上記ベース板１１０Ｂの上面と第１延長部１５２の上面は、同じ高さの平面を形成するようにベース板の右側面と第１延長部の側面が結合される。したがって、バッテリーモジュールは、同じ高さの平坦な平面上で安定的に支持され得る。図６のように、バッテリーモジュールＭの下部面の大部分は、ベース板１１０Ｂの上面によって支持されるが、下部面の一側は第１延長部１５２の上面によって支持される。すなわち、バッテリーモジュールＭの下部面がベース板１１０Ｂと第１延長部１５２の上部面にわたって均等に支持されるので、バッテリーモジュールの荷重はベース板と第１延長部によって共に支持される。また、ベース板とサイドフレームの結合部位が図１のようにベース板の側部終端側に偏重して配置されず、ベース板内側に向かって所定の長さほど延長された第１延長部１５２の端部側に位置するので、バッテリーモジュールの荷重が均一に分散され得る。したがって、従来のようにバッテリーモジュールの荷重が集中されることを防止し得る。このとき、上記第２延長部１５３は構造物に固定されて、バッテリーモジュールの荷重と反対方向の応力を受けるが、第１延長部１５２より厚い厚さに形成されているので、その応力に十分に耐えることができる。

【0072】

このように、本発明によると、サイドフレーム１４０、１５０の第１延長部１４２、１５２とベース板１１０が共にモジュール搭載領域Ａを形成することにより、バッテリーモジュールの荷重を均一に分散させ得る。したがって、従来のようにベース板を補強するための別途の補強構造物を設置する必要はない。また、ベース板の幅も従来のように長く形成する必要がなく、サイドフレームが荷重を分散して負担するほどベース板の厚さも薄くし得る。これにより、ベース板などのバッテリーパックの構造を簡素化し得る。また、後述するように、ベース板を冷却一体型に構成すれば、バッテリーパックの構造をよりコンパクトに構成し得る。

【0073】

図６では、右側ベース板１１０Ｂと第２サイドフレーム１５０の結合構造を図示したが、左側ベース板１１０Ａと第１サイドフレーム１４０の結合構造も同一である。

【0074】

図７は、本発明に係るベース板とサイドフレームの結合構造の他の例を示す概略図である。図７には、ベース板１１０Ｂの側面とそれに結合される第２サイドフレーム１５０の第１延長部１５２の側面に互いに噛み合う形状の段差部１１５、１５５がそれぞれ形成されている。すなわち、右側ベース板１１０Ｂの右側面が２つの垂直面と、２つの垂直面との間に配置された水平面で構成された段差部１１５を備える。また、第１延長部１５２の左側面も２つの垂直面とその間に配置される水平面で構成され、上記ベース板の段差部１１５に噛み合う形状の段差部１５５を備えている。ベース板１１０Ｂと第１延長部１５２の結合時に、上記ベース板の段差部１１５の水平面と第１延長部の段差部１５５の水平面が相接して互いに荷重を負担するので、図５の例よりさらに効率的にモジュールの荷重を分散させ得る。また、上記段差部１１５、１５５の対向する垂直面同士を結合するときに、上記垂直面の上端と下端を溶接することにより、ベース板１１０Ｂと第２サイドフレーム１５０の第１延長部１５２を容易に結合し得る。

【0075】

一方、図６および図７のように、ベース板１１０Ｂおよび第１延長部１５２上に搭載されるバッテリーモジュールＭは、上記サイドフレームの側壁部１５１と締結部材１８０により締結され得る。上記締結部材１８０によるモジュール締結は様々な技術的意味を有する。第１は、上記バッテリーモジュールＭを締結部材１８０によって側壁部１５１に固定することにより、バッテリーパック１００内の設定されたモジュール搭載領域Ａにバッテリーモジュールを正確に位置させ得るという点である。第２は、上記バッテリーモジュールＭをサイドフレームの側壁部１５１に締結することにより、車両運転時に振動が発生した場合にもバッテリーモジュールがバッテリーパック内のモジュール搭載領域Ａ内を移動せず、安定的に維持され得るという点である。最後に、締結部材１８０でバッテリーモジュールを側壁部に固定することにより、バッテリーモジュールＭの荷重をさらに分散させ得るという点である。この場合、バッテリーモジュールの荷重は、ベース板１１０Ｂ、サイドフレームの側壁部１５１および第１延長部１５２によって分散支持されるので、荷重集中の問題を極力回避し得るという長所がある。

【0076】

図３～図５を参照すると、本実施形態のバッテリーパック１００は、左右のベース板１１０Ａ、１１０Ｂの間にセンターフレーム１６０をさらに含む。上記センターフレーム１６０は、複数個のバッテリーモジュールＭを左右に区画する役割を果たし、前方フレーム１２０から後方フレーム１３０に延長されて上記ベース板１１０に結合される。バッテリーモジュールＭは、上記センターフレーム１６０とサイドフレーム１４０、１５０の側壁部１４１、１５１との間に搭載される。すなわち、センターフレーム１６０とサイドフレームの側壁部との間にモジュール搭載領域が形成される。上記左右のベース板１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれ第１サイドフレーム１４０、第２サイドフレーム１５０の第１延長部１４２、１５２と結合され、上記モジュール搭載領域Ａは、上記サイドフレームの第１延長部１４１、１５１の少なくとも一部の上部面と上記ベース板の上部面となる（図５参照）。

【0077】

上記センターフレーム１６０は、垂直隔壁部１６１と、上記垂直隔壁部の下部から左右に延長されて左右のベース板１１０Ａ、１１０Ｂとそれぞれ結合される水平延長部１６２と、を有し得る。上記水平延長部１６２とベース板１１０Ａ、１１０Ｂの対向する側面を溶接すると、センターフレーム１６０と左右ベース板１１０Ａ、１１０Ｂを結合し得る。上記水平延長部１６２の上面とベース板１１０Ａ、１１０Ｂの上面は同一平面上に位置する。すなわち、水平延長部１６２とベース板１１０Ａ、１１０Ｂの上面は平坦な面を形成するので、バッテリーモジュールを平坦な面上で安定的に支持し得る。この場合、上記水平延長部１６２も上記ベース板１１０Ａ、１１０Ｂと第１延長部１４２、１５２と共にモジュール搭載領域を形成し得る。上述したように、本発明において「ベース板がモジュール搭載領域の一部のみを形成する大きさを有する」という技術的思想には、センターフレームの水平延長部がモジュール搭載領域の一部を形成する図３および図４の場合も含む。

【0078】

本実施形態では、上記センターフレーム１６０が水平延長部１６２を備えているが、水平延長部を備えない場合も可能である。すなわち、センターフレームが垂直隔壁部１６１のみで形成され、上記左右のベース板が上記垂直隔壁部の下部両側面に結合することも可能である。

【0079】

本実施形態のバッテリーパック１００はまた、各バッテリーモジュールを区画するためのサイドビーム１７０をさらに含む。サイドビーム１７０は、センターフレーム１６０の垂直隔壁部１６１と両側のサイドフレーム１４０、１５０との間に延長設置される。すなわち、垂直隔壁部１６１と第１サイドフレーム１４０との間、および垂直隔壁部１６１と第２サイドフレーム１５０との間に複数個のサイドビーム１７０がそれぞれ設置される。上記サイドビーム１７０で区画されるバッテリーパックの下部面がモジュール搭載領域Ａとなる。

【0080】

上記センターフレーム１６０とサイドビーム１７０の配置形態に応じて、バッテリーパック内での複数個のバッテリーモジュールの配置形態が決定される。本実施形態では、バッテリーモジュールが互いに対向するように４列に配置されている。しかしながら、バッテリーモジュールの配置形態はこれに限定されるものではなく、センターフレーム１６０および／またはサイドビーム１７０の配置形態に応じて他の形態にバッテリーモジュールを配列することも可能である。いずれの場合も、バッテリーモジュールが搭載されるモジュール搭載領域Ａは、ベース板１１０とサイドフレームの第１延長部１４２、１５２上に形成される。図５に図示されたように、センターフレームの水平延長部の上部面もモジュール搭載領域に含まれ得る。モジュールＭをサイドフレームの側壁部１５１に密接に位置させる場合には、第１延長部１５２の上面のほぼ全部がモジュール搭載領域Ａに含まれる。通常は絶縁距離確保のために、図５および図６のように、モジュールＭと側壁部１５１は所定の距離ほど離隔する。この場合には、モジュールが置かれる第１延長部１５２の上部面の一部がモジュール搭載領域Ａに含まれる。いずれの場合も、本発明では、第１延長部１５２はモジュール下部面の一部の面積を安定的に支持し、これによってモジュールの荷重を均一に分散し得る。

【0081】

図３～図５の実施形態では、サイドフレーム１４０、１５０がバッテリーモジュールの左側および右側に配置される場合を開示した。しかしながら、バッテリーパックの設計に応じて、バッテリーモジュールの前方および後方側にサイドフレームを配置することもできる。この場合は、バッテリーモジュールの左側および右側に図３～図５の前方および後方フレームに該当するフレームを設置し得る。

【0082】

また、本実施形態では、バッテリーパックの両側に配置されたサイドフレームが第１延長部を有する場合を説明している。しかしながら、場合によっては、上記両側のサイドフレームはもちろんであり、バッテリーパックの側壁を形成するすべてのフレーム、すなわち、図３の前方フレームおよび後方フレームまで含めてベース板に向かう第１延長部を備え得る。この場合に、上記ベース板はその幅のみならず、長さも上記第１延長部の延長長さほど小さくなり得る。この場合に、各サイドフレームと前方フレームまたは後方フレームが重なる角部では、各フレームの第１延長部の長さが異なり得る。例えば、第１サイドフレーム１４０の第１延長部１４２は、バッテリーパックの長手方向（Ｙ方向）に沿って長く延長されるが、上記前方フレーム１２０に形成される第１延長部はバッテリーパックの幅方向（Ｘ方向）に沿って延長され、かつ上記第１サイドフレーム１４０の第１延長部１４２がある部分までは延長されないように形成し得る。

【0083】

その他に、上記ベース板とモジュールとの間には、絶縁パッドやサーマルレジンなどの熱伝導性樹脂層などが介在され得る。

【0084】

図８は、本発明に係るバッテリーパックの製造過程を示す概略図である。

【0085】

図１のような従来のバッテリーパックの製造時には、バッテリーパックの骨格フレームを作った後に、ベース板を上記骨格フレームの下部に結合した。これにより、上記ベース板と骨格フレームが接合されるバッテリーパックの側端部に荷重が集中されることは上述した通りである。また、従来は、ベース板を骨格フレームに接合する前に別途の冷却パネルを結合していたので構造が複雑であった。

【0086】

一方、本発明の一実施形態に係る複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックの製造方法は、上記モジュール搭載領域Ａの一部のみを形成する大きさを有するベース板１１０の両側面に上記ベース板に向かって延長され、上記ベース板と共にモジュール搭載領域Ａを形成する両側サイドフレーム１４０、１５０の第１延長部１４２、１５２の側面をそれぞれ結合する段階と、上記ベース板１１０および第１延長部１４２、１５２の前端部および後端部に前方フレーム１２０および後方フレーム１３０をそれぞれ結合する段階と、上記第１延長部１４２、１５２の少なくとも一部の上部面と上記ベース板１１０の上部面とを含むモジュール搭載領域Ａに複数個のバッテリーモジュールＭを搭載する段階と、を含む。

【0087】

すなわち、本発明の一実施形態のバッテリーパックの製造方法は、まず、ベース板１１０ Ａ,１１０Ｂの両側面に両側サイドフレーム（第１サイドフレーム１４０、第２サイドフレーム１５０）を結合する。ベース板が１つで構成される場合には、第１サイドフレーム１４０、第２サイドフレーム１５０が備えたそれぞれの第１延長部１４２、１５２をベース板１１０の両側面にそれぞれ結合する。このとき、上記ベース板１１０は、モジュール搭載領域Ａの一部のみを形成する大きさを有し、上記第１延長部１４２、１５２が上記ベース板１１０と共にモジュール搭載領域を形成する。

【0088】

次に、上記ベース板１１０の前端部および後端部に前方フレーム１２０および後方フレーム１３０をそれぞれ結合する。この場合、上記ベース板の左端部および右端部には、第１サイドフレーム１４０、第２サイドフレーム１５０の第１延長部１４２、１５２が位置し、上記前方フレーム１２０および後方フレーム１３０の左端および後端は、上記第１サイドフレーム１４０、第２サイドフレーム１５０の第１延長部１４２、１５２にそれぞれ結合される。

【0089】

その後、上記第１延長部１４２、１５２の少なくとも一部の上部面と上記ベース板の上部面とを含むモジュール搭載領域Ａに複数個のバッテリーモジュールを搭載する。上記バッテリーモジュールＭは、上記ベース板の他に第１延長部１４２、１５２によって下部面の一部が支持され、上記ベース板と第１延長部の結合点はバッテリーパックの内側に所定の長さが延長された第１延長部１４２、１５２の終端に位置するので、バッテリーモジュールの負荷が偏重せず均一に分散され得る。

【0090】

また、本発明の他の実施形態に係るバッテリーパックの製造方法は、複数個のバッテリーモジュールが収容されるモジュール搭載領域を有するバッテリーパックの製造方法であって、センターフレーム１６０の両側にベース板１１０Ａ、１１０Ｂをそれぞれ配置し、上記両側のベース板１１０Ａ、１１０Ｂと上記センターフレーム１６０を結合する段階と、上記センターフレームの一側のベース板１１０Ａに向かって延長され、上記一側のベース板１１０Ａと共にモジュール搭載領域を形成する一側サイドフレーム１４０の第１延長部１４２と上記一側のベース板１１０Ａを結合する段階と、上記センターフレームの他側のベース板１１０Ｂに向かって延長され、上記他側のベース板１１０Ｂと共にモジュール搭載領域を形成する他側サイドフレーム１５０の第１延長部１５２と上記他側のベース板１１０Ｂを結合する段階と、上記一側および他側のサイドフレームの第１延長部１４２、１５２と上記両側のベース板１１０Ａ、１１０Ｂの前端部および後端部に前方フレーム１２０および後方フレーム１３０をそれぞれ結合する段階と、上記第１延長部１４２、１５２の少なくとも一部の上部面と上記ベース板の上部面とを含むモジュール搭載領域Ａに複数個のバッテリーモジュールＭを搭載する段階と、を含む。

【0091】

本実施形態は、センターフレーム１６０とセンターフレームの左右側に２つのベース板１１０Ａ、１１０Ｂを備えた場合の製造方法である。したがって、ベース板１１０Ａ、１１０Ｂと第１延長部１４２、１５２の結合前に、センターフレーム１６０とベース板１１０Ａ、１１０Ｂの結合作業が先行する。すなわち、センターフレーム１６０の両側に（左右）ベース板１１０Ａ、１１０Ｂをそれぞれ配置し、上記両側のベース板とセンターフレームを結合する。

【0092】

その後、センターフレーム１６０の一側（左側）のベース板１１０Ａの左側面に第１サイドフレーム１４０の第１延長部１４２を結合する。

【0093】

次に、センターフレーム１６０の他側（右側）のベース板１１０Ｂの右側面に第２サイドフレーム１５０の第１延長部１５２を結合する。

【0094】

上記第１サイドフレーム、第２サイドフレームとベース板の結合順序は逆にも行い得る。

【0095】

ベース板と第１サイドフレーム、第２サイドフレームの結合が完了した後に、上記第１サイドフレーム、第２サイドフレームの第１延長部１４２、１５２の前端部および後端部、そして両側ベース板１１０Ａ、１１０Ｂの前端部および後端部に前方フレーム１２０および後方フレーム１３０をそれぞれ結合する。

【0096】

最後に、上記第１延長部１４２、１５２の少なくとも一部の上部面と上記ベース板１１０Ａ、１１０Ｂの上部面とを含むモジュール搭載領域に複数個のバッテリーモジュールを搭載する。

【0097】

一方、ベース板と第１サイドフレーム、第２サイドフレームの結合が完了した段階で、上記センターフレームと第１サイドフレーム、第２サイドフレームとの間に複数個のサイドビーム１７０を締結する作業を行い得る。サイドビームの締結後、上記前方フレーム１２０および後方フレーム１３０をベース板１１０Ａ、１１０Ｂおよびサイドフレーム１４０、１５０に結合する段階を行い得る。あるいは、前方フレームおよび後方フレームをベース板およびサイドフレームに最初に締結して図５のような形態のフレームを作った後に、上記サイドビームを結合することも可能である。

【0098】

（第２実施形態）
図９は、本発明の他の実施形態のバッテリーパックを示す分解斜視図であり、図１０は、本発明の他の実施形態のバッテリーパックを示す結合斜視図であり、図１１は、図９の実施形態に係るベース板とサイドフレームの結合構造の例を示す概略図である。

【0099】

本実施形態は、上記ベース板２１０Ａ、２１０Ｂおよびサイドフレーム２４０、２５０のうち少なくとも１つが外壁Ｗと、上記外壁で囲まれた内部空間Ｈとを備えている。また、上記内部空間Ｈは、上記外壁Ｗから延長される複数個の区画壁Ｐによって分割されて複数個の中空チャネルを形成し得る。

【0100】

例えば、上記ベース板２１０Ａ、２１０Ｂおよび／またはサイドフレーム２４０、２５０を内部に空き空間が形成されるようにアルミニウムなどの金属素材を押出して中空状のフレームに製作し得る。このようにフレームを中空状に構成することによって、バッテリーパック２００の重量を減らし、エネルギー効率を高めることができる。また、上記内部空間にリブ状の区画壁Ｐを形成すると、フレームの機械的剛性を信頼性のあるレベルに維持し得る。

【0101】

中空チャネルは、サイドフレーム２４０、２５０、ベース板２１０Ａ、２１０Ｂのいずれか片方あるいは両方に形成され得る。

【0102】

この場合、図１１のように、サイドフレーム２４０、２５０の第１延長部２４２、２５２、側壁部２４１、２５１および第２延長部２４３、２５３のいずれにも中空チャネルが形成され得る。

【0103】

ベース板２１０Ａ、２１０Ｂに複数個の中空チャネルを形成すれば、重量を減らし得るのみならず、この空間を冷却流路設置部として活用し得る。すなわち、従来のようにベース板とは別途の冷却パネルを設置するのではなく、冷却流路がベース板に統合された冷却一体型のベース板として構成することによって、バッテリーパックの下部構造をさらに簡素にし得る。

【0104】

図９および図１１を参照すると、左右のベース板２１０Ａ、２１０Ｂの複数個の中空チャネルが長手方向（Ｙ方向）に延長され、各中空チャネルに第１冷却流路２１４が設置されている。第１冷却流路２１４の方向および配置形態は、中空チャネルの方向および配置形態によって決定される。したがって、上記中空チャネルが幅方向（Ｘ方向）に形成されれば、第１冷却流路２１４も幅方向に設置される。

【0105】

この場合、上記サイドフレームの第１延長部２４２、２５２も中空チャネルを有し得、上記中空チャネルに第２冷却流路２４４、２５４を設置し得る。図１１を参照すると、ベース板２１０Ｂの第１冷却流路２１４と同様に、第１延長部２５２の中空チャネルにも第２冷却流路２５４が長手方向に沿って延長設置されたことが図示されている。すなわち、上記第１冷却流路２１４、第２冷却流路２４４、２５４は、いずれもバッテリーパックの長手方向に延長される冷媒流通路を形成する。

【0106】

本実施形態においても、第１延長部２４２、２５２による荷重分散効果は達成される。すなわち、図１１に図示されたように、ベース板２１０Ｂの一側面に向かって延長されたサイドフレーム２５０の第１延長部２５２が上記ベース板２１０Ｂと結合される。本実施形態では、ベース板２１０Ｂと第１延長部２５２の結合側面に互いに噛み合う形状の段差部２１５、２５５がそれぞれ形成されている。したがって、バッテリーモジュールの荷重をより均一に分散させ得る。また、本実施形態は、ベース板２１０Ｂおよびサイドフレーム２５０がいずれも中空チャネルを備えた軽い押出フレームになっているので、バッテリーパックの荷重を減らし得る。さらに、ベース板およびサイドフレームの中空チャネル内に第１冷却流路と第２冷却流路とを備えた冷却一体型の構造にしているので、別途の冷却パネルを設置する必要がない。

【0107】

図９を再び参照すると、本実施形態の前方フレーム２２０および後方フレーム２３０は、上記第１冷却流路２１４および第２冷却流路２４４、２５４と連通する第３冷却流路２２４、２３４を備えている。具体的には、上記前方フレーム２２０は、前方カバー部２２１と、上記前方カバー部２２１の下部に設置され、第３冷却流路２２４を備えた前方プレート部２２２と、を備えている。上記前方プレート部２２２の第３冷却流路２２４を第１冷却流路、第２冷却流路と連通させ得るように、上記前方プレート部２２２の後面には上記第１冷却流路、第２冷却流路と連通する連通孔２２５が形成される。また、上記前方プレート部２２２の後面上端と下端には、ベース板２１０Ａ、２１０Ｂおよび第１延長部２４２、２５２と結合されるための結合突出部２２６が備えられ得る。上記結合突出部２２６を上記ベース板２１０Ａ、２１０Ｂおよび第１延長部２４２、２５２の上面と下面に接触させて溶接することにより、前方フレーム２２０をベース板および第１延長部に結合させ得る。

【0108】

後方フレーム２３０も、後方カバー部２３１と、上記後方カバー部の下部に設置され、第３冷却流路２３４を備えた後方プレート部２３２と、を備えている。上記後方プレート部の第３冷却流路２３４を第１冷却流路、第２冷却流路と連通させ得るように、上記後方プレート部２３２の前面には上記第１冷却流路、第２冷却流路と連通する連通孔２３５が形成される。また、上記後方プレート部２３２の前面上端と下端には、ベース板および第１延長部と結合されるための結合突出部２３６が備えられ得る。上記結合突出部２３６を上記ベース板２１０Ａ、２１０Ｂおよび第１延長部２４２、２５２の上面と下面に接触させて溶接することにより、後方フレーム２３０をベース板および第１延長部に結合させ得る。

【0109】

上記前方プレートおよび後方プレートにそれぞれ備えられた第３冷却流路２２４、２３４は、上記ベース板の中空チャネルに設置された第１冷却流路２１４、および第１延長部の中空チャネルに設置された第２冷却流路２４４、２５４とそれぞれ連通する。

【0110】

図１２は、このような図１０のバッテリーパックの冷却経路の一例を示す概略図である。図１２のように、上記前方プレート２２０の前面に冷媒注入口Ｉおよび冷媒排出口Ｏが形成され得る。すなわち、バッテリーパック２００の前面側に冷媒注入口Ｉと冷媒排出口Ｏをいずれも形成し得る。あるいは、後方プレート２３０の後面に冷媒注入口Ｉおよび冷媒排出口Ｏを形成することもできる。

【0111】

図示されたように、冷媒注入口Ｉに注入された冷媒（例えば水）が、前方フレーム２２０の第３冷却流路２２４および連通孔２２５を介してベース板の一側の第１冷却流路２１４と第２サイドフレーム２５０の第１延長部２５２の第２冷却流路２５４に導入される。上記冷媒は、バッテリーパックの長手方向に沿って流れ、後方フレーム２３０の連通孔２３５を介して第３冷却流路２３４に至る。その後、上記冷媒は、後方フレーム２３０の第３冷却流路から戻り、ベース板の他側の第１冷却流路２１４および第１サイドフレーム２４０の第１延長部２４２の第２冷却流路２４４を介して前方フレーム２２０の冷媒排出口Ｏに戻る冷却経路を形成する。

【0112】

図１３は、バッテリーパックの冷却経路の他の例を示す概略図である。

【0113】

本例では、前方フレーム２２０に冷媒注入口Ｉが備えられ、後方フレーム２３０に冷媒排出口Ｏが備えられている。

【0114】

この場合は、前方フレーム２２０の冷媒注入口Ｉ－前方フレーム２２０の第３冷却流路２２４－ベース板の第１冷却流路２１４および第１延長部２５２の第２冷却流路２５４－後方フレーム２３０の第３冷却流路２３４－ベース板の第１冷却流路２１４－前方フレームの第３冷却流路２２４－ベース板の第１冷却流路２１４および第１延長部２４２の第２冷却流路２４４－後方フレーム２３０の第３冷却流路２３４－冷媒排出口Ｏの冷却経路を形成し得る。

【0115】

以上のように、本発明は、ベース板およびサイドフレームの第１延長部に冷却流路を設置することにより、多様な経路で冷却経路を形成し得る。

【0116】

一方、上記バッテリーパックは、バッテリーモジュールの上部を覆って上記サイドフレームに結合されるパックカバー（図示せず）を含み得る。

【0117】

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。したがって、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権利範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0118】

１００、２００：バッテリーパック
１１０、２１０：ベース板
１１０Ａ、２１０Ａ：左側ベース板
１１０Ｂ、２１０Ｂ：右側ベース板
１２０、２２０：前方フレーム
１２１、２２１：前方カバー部
１２２、２２２：前方プレート部
１３０、２３０：後方フレーム
１３１、２３１：後方カバー部
１３２、２３２：後方プレート部
１４０、２４０：第１サイドフレーム
１４１、２４１：側壁部
１４２、２４２：第１延長部
１４３、２４３：第２延長部
１５０、２５０：第２サイドフレーム
１５１、２５１：側壁部
１５２、２５２：第１延長部
１５３、２５３：第２延長部
１６０、２６０：センターフレーム
１６１、２６１：垂直隔壁部
１６２、２６２：水平延長部
１７０、２７０：サイドビーム
Ｍ：バッテリーモジュール
Ａ：モジュール搭載領域
２１４：第１冷却流路
２４４、２５４：第２冷却流路
２２４、２３４：第３冷却流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8(a)】

【図8(b)】

【図8(c)】

【図8(d)】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】