JP2011091043A - バッテリ・ユニット及びこれを具備するバッテリ・パック - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも一つ以上の単位バッテリセルを含み、それぞれの単位バッテリセル間の絶縁及び冷却特性を向上させることができるバッテリ・ユニット及びこれを具備するバッテリ・パックを提供する。
【解決手段】バッテリセル５１０と、バッテリセル５１０と接する複数の垂直リブ５２２を具備するセルカバー５２０と、を具備し、垂直リブ５２２がセルカバー５２０の反対側エッジ間の少なくとも一部に延び、バッテリセル５１０間の空間と垂直リブ５２２間の領域とを規定するバッテリ・ユニット５００が提供される。この構成により、少なくとも一つ以上の単位バッテリセル５１０を含むバッテリ・パックにおいて、それぞれの単位バッテリセル５１０間の絶縁及び冷却特性を向上させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、バッテリ・ユニット及びこれを具備するバッテリ・パックに係り、さらに具体的には、複数個の単位バッテリセルを積層して形成されるバッテリ・パックで、セルカバーで単位バッテリセルを覆い包んで保護するバッテリ・ユニット及びこれを具備するバッテリ・パックに適用して好適である。

二次電池（rechargeable battery）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電が可能な電池を言う。二次電池は、携帯電話、ノート型パソコン、カムコーダなどの先端電子機器分野で汎用されており、自動車用電池にも使われている。

二次電池は、電極組立体及び電解液を含む。電極組立体は、正極板、負極板及びセパレータを具備する。電解液は、リチウムイオンを含む場合が多い。電極組立体の正極板と負極板は、外部で引き出される電極タブをそれぞれ具備できる。

電極組立体は、ケースの内部に収納され、ケースの外部には、電極端子が露出されうる。電極タブは、電極組立体の外部に引き出され、電極端子と電気的に連結されうる。ケースは、円筒形または角形になりうる。

しかしながら、複数個の二次電池の単位バッテリセルが、水平または垂直に積層されてバッテリ・パックが形成されうる。バッテリ・パックで、それぞれの単位バッテリセルを外部から保護する必要があり、隣接して積層される二次電池相互間の絶縁が必要である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、少なくとも一つ以上の単位バッテリセルを含み、それぞれの単位バッテリセル間の絶縁及び冷却特性を向上させることが可能な、新規かつ改良されたバッテリ・ユニット、及びこれを具備するバッテリ・パックを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、バッテリセルと、前記バッテリセルと接する複数の突出部を有する絶縁壁と、を具備し、前記突出部が前記絶縁壁の反対側エッジ間の少なくとも一部に延び、前記バッテリセル間の空間と前記突出部間の領域とを規定するバッテリ・ユニットが提供される。

前記絶縁壁が、前記突出部に対して前記バッテリセルを支持するように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備するものであってもよい。

前記絶縁壁の少なくとも１つのエッジから、前記突出部と同じ方向に突出する少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備し、前記第２絶縁壁のうち一つまたはそれ以上が前記突出部に対して前記バッテリセルを支持するように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備するものであってもよい。

前記絶縁壁が前記反対側エッジに沿って、前記突出部間の領域と位置合わせされた開口部を有するものであってもよい。

前記反対側エッジに沿って配された前記開口部が互いに位置合わせされるものであってもよい。

前記複数の突出部が互いに平行になるものであってもよい。

前記絶縁壁が前記突出部間の領域に配される複数の第２開口部を有するものであってもよい。

前記複数の第２開口部が前記反対側エッジに沿って、前記開口部間の少なくとも一部に延びる複数のスリット開口部を具備するものであってもよい。

前記複数の第２開口部が前記反対側エッジに沿って、前記開口部間に互いに空間的に離れた複数のホールを具備するものであってもよい。

前記絶縁壁の前記反対側エッジのうち少なくとも一つから、前記突出部と同じ方向に突出する少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備し、前記少なくとも１つの第２絶縁壁が、前記バッテリセルのベント部材と位置合わせされた開口部を有するものであってもよい。

前記突出部が位置する側の反対側の前記絶縁壁の一側に配される放熱シートをさらに具備するものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、フレームと、前記フレーム上に配され、互いに積層される複数のバッテリ・ユニットと、を具備し、それぞれの前記バッテリ・ユニットが、バッテリセルと、前記バッテリセルと接する複数の突出部を有する絶縁壁と、を具備し、前記突出部が前記絶縁壁の反対側エッジ間の少なくとも一部に延び、前記バッテリセル間の空間と、前記突出部間の領域とを規定するバッテリ・パックが提供される。

前記絶縁壁が、前記突出部に対して前記バッテリセルを支持するように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備するものであってもよい。

それぞれの前記バッテリ・ユニットが、前記絶縁壁の少なくとも１つのエッジから、前記突出部と同じ方向に突出する少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備し、前記第２絶縁壁のうち一つまたはそれ以上が前記突出部に対して前記バッテリセルを支持するように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備するものであってもよい。

前記絶縁壁が前記反対側エッジに沿って、前記突出部間の領域と位置合わせされた開口部を有するものであってもよい。

前記反対側エッジに沿って配された前記開口部が互いに位置合わせされるものであってもよい。

前記複数の突出部が互いに平行になるものであってもよい。

前記絶縁壁が前記突出部間の領域に配される複数の第２開口部を有するものであってもよい。

前記複数の第２開口部が前記反対側エッジに沿って、前記開口部間の少なくとも一部に延びる複数のスリット開口部を具備するものであってもよい。

前記複数の第２開口部が前記反対側エッジに沿って、前記開口部間に互いに空間的に離れた複数のホールを具備するものであってもよい。

それぞれの前記バッテリ・ユニットが、前記絶縁壁の前記反対側エッジのうち少なくとも一つから、前記突出部と同じ方向に突出する少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備し、前記少なくとも１つの第２絶縁壁が、前記バッテリセルのベント部材と位置合わせされた開口部を有するものであってもよい。

それぞれの前記バッテリ・ユニットが、前記絶縁壁から突出し、前記絶縁壁に沿って前記反対側エッジ間に延びる少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備するものであってもよい。

少なくとも１つの前記第２絶縁壁が、前記バッテリセルの外側面から外部に突出する少なくとも１つの第２突出部を具備し、前記少なくとも１つの第２突出部が、前記フレームの挿入部に締結されるものであってもよい。

それぞれの前記バッテリ・ユニットが、前記突出部が位置する側の反対側の前記絶縁壁の一側に配される放熱シートをさらに具備するものであってもよい。

前記フレームが前記バッテリセル間の空間と位置合わせされた複数の開口部を具備するものであってもよい。

本発明によるバッテリ・ユニット及びこれを具備するバッテリ・パックによれば、少なくとも一つ以上の単位バッテリセルを含むバッテリ・パックで、それぞれの単位バッテリセル間の絶縁及び冷却特性を向上させることができる。

本発明の一実施形態によって、複数個のバッテリセルが水平に積層されるバッテリ・パックの斜視図である。 図１のバッテリ・パックで、単位バッテリセルがセルカバーに収納されたバッテリ・ユニットを概略的に図示した斜視図である。 図２のバッテリ・ユニットの反対面を概略的に図示した斜視図である。 図２のバッテリ・ユニットで、ＩＶ−ＩＶ沿って切り取った断面図である。 図２のバッテリ・ユニットで、バッテリセルとセルカバーとを分離して図示した分離斜視図である。 図１のバッテリ・パックで、隣接して積層される２つのバッテリ・ユニットを概略的に図示した斜視図である。 図１のバッテリ・パックで、単位バッテリセルがセルカバーに収納されたバッテリ・ユニットの他の実施形態を概略的に図示した斜視図である。 図１のバッテリ・パックで、複数個のバッテリ・ユニットが積層されて形成されるバッテリ・モジュールを下部から支持するフレームを概略的に図示した斜視図である。 図１のバッテリ・パックで、カバープレートを概略的に図示した斜視図である。 図１のバッテリ・パックで、バッテリ・ユニットが側面フレームのバッテリ・ユニット支持部に支持されるところを概略的に図示した図面である。 図１０のバッテリ・パックで、ＸＩ−ＸＩに沿って切り取った断面図である。 図１のバッテリ・パックをフレームの下部から見たところの一部を概略的に図示した図面である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

以下、添付された図面に図示された本発明についての実施形態を参照しつつ、本発明構成及び作用について詳細に説明する。

図１には、本発明の一実施形態によって、複数個のバッテリセル５１０（図２）が水平に積層されるバッテリ・パック１０が図示されている。図２には、バッテリ・パック１０で、単位バッテリセル５１０が、セルカバー５２０に収納されたバッテリ・ユニット５００が図示されている。図３には、バッテリ・ユニット５００において、図２に図示された面の反対面が図示されている。図４には、図２のバッテリ・ユニット５００で、ＩＶ−ＩＶに沿って切り取った断面図が示されている。図５には、バッテリ・ユニット５００で、バッテリセル５１０とセルカバー５２０とが分離されて図示されている。

図面を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリ・ユニット５００は、バッテリセル５１０を含み、複数のバッテリ・ユニット５００が積層されて１つのバッテリ・モジュール１００が形成されうる。また、複数のバッテリ・モジュール１００が、上下及び／または左右に積層されてバッテリ・パック１０が形成されうる。

バッテリ・パック１０は、バッテリ・モジュール１００と、フレーム２００と、カバープレート３００と、組立バー４００とを具備できる。

バッテリ・モジュール１００は、複数個のバッテリ・ユニット５００が、水平及び／または垂直に積層されて形成されるバッテリ・ユニット５００の集合体になりうる。フレーム２００は、その上にバッテリ・モジュール１００を搭載し、バッテリ・モジュール１００を下部から支持できる。

カバープレート３００は、バッテリ・モジュール１００の両端に配され、単位バッテリ・ユニット５００が水平に積層されたバッテリ・モジュール１００を、水平方向に支持できる。組立バー４００は、水平に積層される複数個のバッテリ・ユニット５００を連結して支持できる。

図１には、バッテリ・モジュール１００は、複数個の単位バッテリ・ユニット５００が水平に積層されて形成される実施形態が図示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、図１に図示された実施形態とは異なり、それぞれの単位バッテリ・ユニット５００が垂直に積層され、バッテリ・ユニット５００の集合体であるバッテリ・モジュール１００が形成されうる。

この場合、フレーム２００は、その上にバッテリ・モジュール１００を搭載し、バッテリ・モジュール１００を側面から支持し、カバープレート３００は、バッテリ・モジュール１００を垂直方向に支持し、組立バー４００は、垂直に積層される複数個のバッテリ・ユニット５００を連結して支持できる。ただし、複数個の単位バッテリ・ユニット５００が垂直に積層される場合にも、以下で説明される本発明の一実施形態による特徴が適用されうる。

一方、水平に積層されてバッテリ・モジュール１００を形成するそれぞれの単位バッテリ・ユニット５００は、バッテリセル５１０及びセルカバー５２０を具備できる。このとき、セルカバー５２０は、隣接して配されるバッテリセル５１０を互いに絶縁させる絶縁壁になりうる。

バッテリセル５１０は、複数個が水平方向に積層され、バッテリ・パックを形成でき、図面に図示されているように、一般的な角形バッテリセルが適用されうる。ただし、本発明は、これに限定されるものではなく、円形バッテリセルを含んだ多様な形状のバッテリセルが適用されうる。

バッテリセル５１０は、一般的な二次電池が適用されうる。二次電池は、電極組立体及び電解液を含むことができる。電極組立体は、正極板、負極板及びセパレータを具備できる。電解液は、リチウムイオンを含むことができる。電極組立体の正極板と負極板は、外部に引き出される電極タブをそれぞれ具備できる。

電極組立体は、ケース５１１の内部に収納され、ケース５１１の外部には、電極端子５１２が露出しうる。電極タブは、電極組立体の外部に引き出され、電極端子５１２と電気的に連結されうる。ケース５１１は、円筒形または角形になりうる。

複数個の二次電池が水平または垂直に積層され、バッテリ・モジュール１００が形成されうる。バッテリ・モジュール１００で、隣接して積層される二次電池は、電極端子５１２が電気的に相互連結されうる。このとき、隣接する二次電池の電極端子５１２が、バスバー６００（図１）によって電気的に連結されうる。

ケース５１１の開口部には、キャッププレート５１３が結合されうる。キャッププレート５１３は、薄板からなり、キャッププレート５１３には、電解液が注入される電解液注入口が形成され、電解液注入口は、電解液が注入された状態で密封栓５１４で密封されうる。

また、キャッププレート５１３には、設定された内部圧力によって破断されうるように、溝が形成されたベント部材５１５が設けられうる。ベント部材５１５は、バッテリセル５１０がセルカバー５２０内部に装着される場合、セルカバー５２０のガス排出部５２５がベント部材５１５と対応するように位置しうる。

セルカバー５２０は、単位バッテリセル５１０の少なくとも一部を覆って、バッテリセル５１０を外部から保護することができる。本発明の一実施形態によるセルカバー５２０は、少なくとも一つ以上の単位バッテリセル５１０を含むバッテリ・ユニット５００で、それぞれの単位バッテリセル５１０間の絶縁及び冷却特性を向上させることができる。

セルカバー５２０は、カバー本体５２１と、垂直リブ５２２と、端子挿入ホール５２３と、セル支持部５２４と、ガス排出部５２５と、組立部５２６とを具備できる。

カバー本体５２１は、単位バッテリセル５１０の少なくとも一部を覆って、バッテリセルを外部から保護する。このとき、カバー本体５２１は、隣接するバッテリセル５１０を互いに絶縁させる絶縁壁になりうる。絶縁壁は、バッテリセル５１０と接する複数の突出部を具備できる。

垂直リブ５２２は、カバー本体５２１の一面にカバー本体５２１がバッテリセル５１０と離隔されるように、上下方向に少なくとも一つ以上形成される。このとき、垂直リブ５２２は、絶縁壁の少なくとも一面に、バッテリセル５１０と接するように配される複数の突出部になりうる。

このとき、突出部は、絶縁壁の反対側エッジ間の少なくとも一部に延び、隣接するバッテリセル５１０間の空間と突出部との間の領域を規定（定義）できる。

端子挿入ホール５２３は、カバー本体５２１の上面を貫通して貫通ホールに形成され、バッテリセル５１０の電極端子５１２が挿入される。セル支持部５２４は、セルカバー５２０内部に収納されたバッテリセル５１０を、セルカバー５２０内部に向かって支持する。

このとき、セル支持部５２４は、絶縁壁が突出部に対してバッテリセル５１０を支持するために、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材を含むことができる。

ガス排出部５２５は、セルカバー５２０内部に収納されたバッテリセル５１０のベント部材５１５に対応する位置に、カバー本体５２１の上面を貫通して貫通ホールに形成される。組立部５２６は、積層される他のバッテリ・ユニット５００と組み立てられ、相互間位置を固定させる。

カバー本体５２１は、単位バッテリセル５１０の少なくとも一面を覆って、バッテリセル５１０を外部から保護する。このとき、カバー本体５２１の少なくとも一面が開放され、開放された面を介して、バッテリセル５１０がセルカバー５２０内部に挿入されたり、内部から取り出される。

カバー本体５２１は、絶縁材質からなりうる。カバー本体５２１を絶縁材質で形成することによって、セルカバー５２０内部に収納されるバッテリセル５１０を、隣接して積層される他のバッテリセル５１０と電気的に絶縁させられる。

このために、カバー本体５２１は、プラスチック材質から形成されうる。従って、プラスチックのように軽くて低廉な素材で、セルカバー５２０内部に収納されるバッテリセル５１０を、隣接して積層される他のバッテリセル５１０と絶縁させ、内部に収納されたバッテリセル５１０を外部から保護することができる。

また、単位バッテリセル５１０に対する冷却通路を容易に確保することができる。特に、隣接する単位バッテリセル５１０間に、空気流通による冷却通路を容易に確保することができる。ただし、本発明は、これに限定されるものではなく、カバー本体５２１が、プラスチック以外にも、多様な種類の絶縁材質から形成されうる。

単位バッテリセル間の絶縁及び冷却のための空気通路を設けるために、アルミニウムまたは金属材質の補助壁を挿入し、アノダイジング（anodizing）処理する場合には、絶縁持続いかんを保証できない。しかし、カバー本体５２１を絶縁材質から形成する場合には、隣接するバッテリセル５１０間の絶縁と冷却とを容易に行える。

一方、カバー本体５２１は、第１面５２１ａ、第２面５２１ｂ、上面５２１ｃ、下面５２１ｄ及び両側の側面５２１ｅを具備できる。このとき、第１面５２１ａが第１絶縁壁になり、上面５２１ｃ及び／または下面５２１ｄが第２絶縁壁になりうる。第２絶縁壁は、第１絶縁壁の少なくとも１つのエッジから突出部、例えば、垂直リブ５２２と同じ方向に突出しうる。

前記第２絶縁壁のうち一つまたはそれ以上が、突出部に対してバッテリセル５１０を支持できるように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備できる。
第１面５２１ａは、セルカバー５２０の内部に挿入されるバッテリセル５１０を支持する支持面である。第２面５２１ｂは、バッテリセル５１０がセルカバー５２０内部に挿入されたり、内部から取り出される開放面である。

上面５２１ｃは、バッテリセル５１０を上側から保護する面である。下面５２１ｄは、バッテリセル５１０を下側で支持する面である。両側の側面５２１ｅは、バッテリセル５１０を側面から支持及び保護する面である。

第１面５２１ａは、セルカバー５２０の内部に挿入されるバッテリセル５１０を支持し、隣接して積層されるバッテリ・ユニット５００のバッテリセル５１０との間に介在しうる。従って、絶縁材質からんる第１面５２１ａによって、隣接して積層されるバッテリセル５１０が所定間隔離隔及び絶縁されうる。第１面５２１ａは、少なくとも一面に、垂直リブ５２２が形成された薄い板になりうる。

垂直リブ５２２は、カバー本体５２１の一面、例えば、第１面５２１ａにカバー本体５２１がバッテリセル５１０と離隔されるように、上下方向に少なくとも一つ以上形成される。図面に図示された実施形態では、垂直リブ５２２は、第１面５２１ａの内面に形成されうる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、垂直リブ５２２が第１面５２１ａの内面及び／または外面に形成されうる。

垂直リブ５２２によって、第１面５２１ａとバッテリセル５１０との間の離隔された空間は、上面から下面への方向に、または下面から上面の方向に、空気通路５３２が形成されうる。空気通路５３２を介して、空気を流通させることによって、バッテリセル５１０または他の構成要素で発生する熱を効果的に外部に排出させることができる。このとき、垂直リブ５２２は、互いに平行するように配され、効率的に空気通路を確保することが可能である。

それによって、バッテリ・パック１０の放熱性能を向上させることができる。そのために、バッテリ・パック１０の電気的性能を向上させることができる。図５及び図６には、上面から下面の方向（矢印方向）に空気が流通するところが図示されている。ただし、本発明は、これに限定されるものではなく、空気流入口５２７及び空気排出口５２８の位置が互いに変わり、下面から上面の方向に空気が流通しうる。

このために、絶縁壁には、反対側エッジに沿って突出部間の領域とアライン（位置合わせ）された開口部が形成されうる。このとき、その開口部は互いにアラインされ、空気流通を円滑に行わせることが可能である。

例えば、セルカバー５２０には、開口部として、空気流入口５２７及び空気排出口５２８が形成されうる。空気流入口５２７は、カバー本体５２１の上面５２１ｃ、または上面５２１ｃと第１面５２１とａが出合うエッジに形成されうる。空気排出口５２８は、カバー本体５２１の下面５２１ｄ、または下面５２１ｄと第１面５２１ａとが出合うエッジに形成されうる。

それにより、空気通路５３２が、空気流入口５２７から、垂直リブ５２２によって形成されるカバー本体５２１の第１面５２１ａとバッテリセル５１０との間の空間を介して、空気排出口５２８に形成されうる。また、バッテリセル５１０で発生した熱を効果的に排出させることができるように、カバー本体５２１の第１面５２１ａの隣接する垂直リブ５２２間の空間に、スリット状の開口部であるスリット５３１が形成されうる。

また、セルカバー５２０は、放熱シート５４０をさらに具備できる。放熱シート５４０は、カバー本体５２１の第１面５２１ａの外部に向かう面に付着されうる。従って、放熱シート５４０は、隣接して積層されるバッテリ・ユニット５００のバッテリセル５１０と接触しうる。

この場合、隣接して積層されるバッテリ・ユニット５００のバッテリセル５１０から発生した熱を、放熱シート５４０を介して、セルカバー５２０の内部に形成される空気通路５３２を介して放出させられる。この場合、カバー本体５２１の第１面５２１ａの隣接する垂直リブ５２２間の空間に形成されたスリット５３１によって、放熱シート５４０を介して伝えられる、隣接して積層されるバッテリ・ユニット５００のバッテリセル５１０から発生した熱を、効果的に空気通路５３２に伝えさせられる。

図１ないし図６に図示された実施形態では、カバー本体５２１の第１面５２１ａの隣接する垂直リブ５２２間の空間に、スリット５３１が形成されるが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、図７に図示された実施形態のように、スリット５３１以外に、第１面５２１ａに形成される複数の貫通ホール５３１ａを介して、隣接して積層されるバッテリ・ユニット５００のバッテリセル５１０から発生した熱を、効果的に空気通路５３２に伝えさせられる。

開放された第２面５２１ｂを介して、バッテリセル５１０がセルカバー５２０内部に挿入されたり内部から取り出される。セルカバー５２０内部に収納されたバッテリセル５１０が、開放された第２面５２１ｂを介して、隣接して積層されるバッテリ・ユニット５００のセルカバー５２０の第１面５２１ａまたは放熱シート５４０と接することができる。

一方、第２面５２１ｂには、セル支持部５２４が備わりうる。セル支持部５２４は、上面５２１ｃ及び／または下面５２１ｃから、セルカバー５２０内部に挿入されたバッテリセル５１０に向けて突出するように形成されうる。このとき、セル支持部５２４は、上面５２１ｃ及び／または下面５２１ｃと一体型に形成されうる。

セル支持部５２４は、上面５２１ｃ及び／または下面５２１ｃから突出した状態でも、バッテリセル５１０がセルカバー５２０内部に挿入されうるように、弾性を有するように形成されうる。この場合、セル支持部５２４は、セルカバー５２０内部に収納されたバッテリセル５１０を、セルカバー５２０内部に向かって弾性支持できる。

上面５２１ｃは、バッテリセル５１０を上側で、外部から保護することができる。上面５２１ｃには、外部に電極端子５１２を露出させるように、端子挿入ホール５２３が形成されうる。端子挿入ホール５２３は、カバー本体５２１の上面５２１ｃを貫通して貫通ホールに形成され、バッテリセル５１０の電極端子５１２が挿入され、電極端子５１２を外部に露出させられる。

また、上面５２１ｃには、バッテリセル５１０内部で発生したガスを排出させるように、ガス排出部５２５が形成されうる。ガス排出部５２５は、図面に図示されているように、ダクト（duct）形態で形成され、外部のダクトと連結され、外部に、バッテリセル５１０内部で発生したガスを排出させる。

このために、ガス排出部５２５は、セルカバー５２０内部に収納されたバッテリセル５１０のベント部材５１５に対応する位置に、カバー本体５２１の上面を貫通して貫通ホールに形成されうる。

また、上面５２１ｃには、空気通路５３２と連結される空気流入口５２７が形成されうる。空気流入口５２７は、カバー本体５２１の上面５２１ｃ、または上面５２１ｃと第１面５２１ａとが出合うエッジに、少なくとも一つ以上の貫通ホールに形成されうる。

下面５２１ｄは、バッテリセル５１０を下側から保護及び支持できる。フレーム２００上にバッテリ・モジュール１００が積載される場合、下面５２１ｄがフレーム２００と接触しうる。

また、下面５２１ｄには、空気通路５３２と連結される空気排出口５２８が形成されうる。空気排出口５２８は、カバー本体５２１の下面５２１ｄ、または下面５２１ｄと第１面５２１ａとが出合うエッジに、少なくとも一つ以上の貫通ホールに形成されうる。

両側の側面５２１ｅは、バッテリセル５１０を側面から支持及び保護することができる。また、側面５２１ｅを介して、積層されるバッテリ・ユニット５００が相互連結及び支持されうる。

両側の側面５２１ｅのバッテリセル５１０と接触する内面には、水平リブ５２９が形成されうる。水平リブ５２９によって、両側の側面５２１ｅのバッテリセル５１０と接触する内面がバッテリセル５１０と所定間隔離隔され、離隔された空間に空気が流通されうる空気通路が形成されうる。このような空気通路によって、バッテリセル５１０から発生する熱がさらに効率的に放出されうる。

このために、貫通口５３０が、カバー本体５２１の側面５２１ｅ、または側面５２１ｅと第１面５２１ａとが出合うエッジを貫通して形成されうる。貫通口５３０が、両側の側面５２１ｅのバッテリセル５１０と接触する内面間に形成される空気通路と連結されうる。

組立部５２６によって、積層される他のバッテリ・ユニット５００と組み立てられ、バッテリ・ユニット５００相互間の位置が固定されうる。組立部５２６は、セルカバー５２０の両側側面５２１ｅに形成され、バッテリセル５１０を側面から支持及び固定しつつ、相互連結されうる。

組立部５２６は、組立板５２６ａ及び組立ホール５２６ｂを具備できる。組立板５２６ａは、セルカバー５２０の側面５２１ｅから突出するように形成されうる。この場合、組立板５２６ａは、セルカバー５２０と一体型の板状に形成されうる。組立板５２６ａによって、内部にバッテリセル５１０が装着されたセルカバー５２０が、他のバッテリセル５１０と共に積層されうる。

組立ホール５２６ｂは、組立板５２６ａを貫通して形成されうる。水平に積層されるバッテリ・ユニット５００それぞれの組立板５２６ａに形成された組立ホール５２６ｂを貫通して組立バー４００が挿入され、複数個のバッテリ・ユニット５００に相互連結されて支持されうる。すなわち、組立バー４００が複数個のバッテリ・ユニット５００を側面から支持及び固定し、水平に積層しうる。

従って、組立バー４００と組立部５２６とを介して、簡単で容易にバッテリ・ユニット５００を積層し、バッテリ・モジュール１００を形成できる。また、組立バー４００が複数個のバッテリ・ユニット５００をしっかりと支持及び固定し、積層させられる。

一方、セルカバー５２０には、側面固定部５５０がさらに備わりうる。側面固定部５５０がフレーム２００に支持され、バッテリ・ユニット５００の少なくとも一方向への動きが制限されうる。このために、側面固定部５５０は、セルカバー５２０の側面５２１ｅに形成されうる。

側面固定部５５０は、フレーム２００に形成されるバッテリ・ユニット支持部２４０のフック挿入溝に挿入されるフック状の固定フックになりうる。この場合、側面固定部５５０の固定フックは、バッテリ・ユニット支持部２４０のフック挿入溝にフック結合され、セルカバー５２０がフレーム２００に支持されうる。

図８には、図１のバッテリ・パック１０で、複数個のバッテリ・ユニット５００が積層されて形成されるバッテリ・モジュール１００を、下部から支持するフレーム２００が図示されている。図９には、バッテリ・パック１０で、カバープレート３００が図示されている。

図１０には、バッテリ・パック１０で、バッテリ・ユニット５００が側面フレーム２２０のバッテリ・ユニット支持部２４０に支持されるところが図示されている。図１１には、図１０のバッテリ・パック１０で、ＸＩ−ＸＩに沿って切り取った断面図が図示されている。図１２には、バッテリ・パック１０をフレーム２００の一部を下部から見たところが図示されている。

フレーム２００は、その上にバッテリ・モジュール１００を搭載し、バッテリ・モジュール１００を下部から効果的に支持及び固定できる。また、フレーム２００は、単位バッテリ・ユニット５００を効果的に積層し、支持及び固定できる。また、フレーム２００の下部を介して、単位バッテリ・ユニット５００から流通する空気を効果的に排出できる。

フレーム２００は、下部フレーム２１０、側面フレーム２２０、及びカバープレート組立部２３０を具備できる。

下部フレーム２１０は、その上にバッテリ・モジュール１００を搭載し、バッテリ・モジュール１００を下部から支持できる。側面フレーム２２０は、下部フレーム２１０からバッテリ・ユニット５００の側面に沿って延び、バッテリ・モジュール１００を下部の側面から支持できる。カバープレート組立部２３０は、下部フレーム２１０の両端部に配され、カバープレート３００を支持できる。

下部フレーム２１０は、その上にバッテリ・モジュール１００を搭載し、バッテリ・モジュール１００を下部から支持及び固定できる。下部フレーム２１０には、空気通路スリット２１２がさらに形成されうる。空気通路スリット２１２は、下部フレーム２１０のそれぞれのバッテリ・ユニット５００が配される位置に、スリット状に下部フレーム２１０を貫通して形成されうる。

空気通路スリット２１２は、図１２に図示されているように、バッテリ・ユニット５００の下面に形成された空気排出口５２８に対応する位置に形成されうる。従って、下部フレーム２２０に形成された空気通路スリット２１２を介して、それぞれの単位バッテリ・ユニット５００の空気通路５３２を介して排出される空気を効果的に排出できる。それによって、フレーム２００に水平に積層されて搭載されるバッテリセル５１０の放熱性能を向上させることができる。

一方、図８に図示されているように、下部フレーム２１０には、少なくとも一つ以上の貫通ホール２１３が形成されうる。下部フレーム２１０に形成された貫通ホール２１３によって、フレーム２００の重さを減らすことができ、バッテリ・ユニット５００から伝えられる熱を効果的に放出できる。

側面フレーム２２０は、下部フレーム２１０からバッテリ・ユニット５００の側面に沿って延び、バッテリ・モジュール１００を下部の側面から支持及び固定できる。それぞれのバッテリ・ユニット５００を効果的に支持できるように、バッテリ・ユニット支持部２４０が、側面フレーム２２０のそれぞれのバッテリ・ユニット５００の対応する位置に備わりうる。

バッテリ・ユニット支持部２４０は、セルカバー５２０の側面固定部５５０と締結され、バッテリ・ユニット５００を支持できる。このとき、バッテリ・ユニット支持部２４０は、側面固定部５５０の固定フックが挿入されうるフック挿入溝になりうる。この場合、バッテリ・ユニット支持部２４０のフック挿入溝は、側面固定部５５０の固定フックにフック結合され、セルカバー５２０を下部フレーム２００に支持させられる。

これによって、側面固定部５５０がフレーム２００のバッテリ・ユニット支持部２４０に支持され、バッテリ・ユニット５００の少なくとも一方向への動きが制限されうる。図面に図示された実施形態では、バッテリ・ユニット支持部２４０のフック挿入溝に、側面固定部５５０の固定フックが挟まれ、バッテリ・ユニット５００の上下方向への動きが制限されうる。これによって、それぞれの単位バッテリ・ユニット５００が、フレーム２００に効果的に支持されうる。

カバープレート組立部２３０は、下部フレーム２１０の両端部に配され、カバープレート３００を支持及び固定できる。カバープレート組立部２３０は、カバープレート３００を固定し、バッテリ・ユニット５００が積層され、カバープレート３００によって両側で支持されるバッテリ・モジュール１００を、フレーム２００に効率的に支持させられる。

下部フレーム２１０の両端部に位置するカバープレート組立部２３０には、図８に図示されているように、複数個の締結ホール２３１が形成されうる。カバープレート組立部２３０の締結ホール２３１は、カバープレート３００の締結ホール３２１と貫通する位置に配されうる。

図１に図示されているように、カバープレート組立部２３０と、カバープレート３００それぞれに設けられた締結ホール２３１，３２１を貫通し、締結要素によってカバープレート組立部２３０とカバープレート３００とが締結されて固定されうる。このとき、締結要素は、締結ホール２３１，３２１を貫通して締結されるボルト及びナットになりうる。これによって、カバープレート組立部２３０に、カバープレート３００が効果的に支持及び固定されうる。

カバープレート３００は、バッテリ・モジュール１００の両端に配され、単位バッテリ・ユニット５００が水平に積層されたバッテリ・モジュール１００を、水平方向に支持及び固定できる。カバープレート３００は、バッテリ・ユニット５００が積層されて形成されるバッテリ・モジュール１００の両端部に配され、バッテリ・モジュール１００を両端面から、バッテリ・ユニット５００が相互接触を維持するように支持する。

図９を参照すれば、カバープレート３００は、側板３１０、下部支持部３２０、上部連結部３３０、側面連結部３４０を具備できる。

側板３１０は、バッテリ・ユニット５００の一面と接触し、バッテリ・ユニット５００を側面から支持する。下部支持部３２０は、カバープレート３００の下部に位置する下部フレーム２１０のカバープレート組立部２３０に載置されて支持される。上部連結部３３０は、複数個のバッテリ・パック１０を垂直に積層するとき、上部に他のバッテリ・パック１０を支持する。側面連結部３４０は、複数個のバッテリ・パック１０を側面に積層するとき、側面に他のバッテリ・パック１０を支持する。

側板３１０は、バッテリ・ユニット５００が積層されて形成されるバッテリ・モジュール１００の両端部に配され、バッテリ・モジュール１００を両端面で、バッテリ・ユニット５００が相互接触を維持するように支持する。

このために、側板３１０には、組立ホール３１１が形成されうる。組立ホール３１１は、組立バー４００が側板３１０に挿入されるところに位置しうる。組立ホール３１１には、組立バー４００が挿入され、バッテリ・モジュール１００と共に組み立てられて支持される。実施形態によっては、組立ホール３１１に挿入され、バッテリ・モジュール１００をカバープレート３００に支持させる組立バー４００が、螺合される締結要素によって、側板３１０に支持及び固定されうる。

下部支持部３２０は、カバープレート３００の下部に位置する下部フレーム２１０の定着部に該当するカバープレート組立部２３０に載置され、支持及び固定されうる。このために、下部支持部３２０には、締結ホール３２１が形成されうる。

締結ホール３２１は、カバープレート組立部２３０に形成された締結ホール２３１と貫通されるように配されうる。締結ホール３２１は、カバープレート組立部２３０の締結ホール２３１とボルトナットなどの締結要素３５０によって締結され、カバープレートをフレーム２００に固定させる。

上部連結部３３０は、複数個のバッテリ・パック１０を垂直に積層するとき、上部に他のバッテリ・パック１０を支持及び固定できる。上部連結部３３０は、上部に積層されるバッテリ・パック１０の下部フレーム２１０のカバープレート組立部２３０の下面と結合されうる。

このために、上部連結部３３０には、締結ホール３３１が形成されうる。締結ホール３３１は、上部に積層されるバッテリ・パック１０の下部フレーム２１０のカバープレート組立部２３０の締結ホール２３１と貫通されるように配されうる。締結ホール３３１は、カバープレート組立部２３０の締結ホール２３１とボルトナットなどの締結要素によって締結され、上部連結部３３０を、上部に積層されるバッテリ・パック１０の下部フレーム２００のカバープレート組立部２３０に固定させる。

側面連結部３４０は、複数個のバッテリ・パック１０を側面に積層するとき、側面に、他のバッテリ・パック１０を支持及び固定できる。側面連結部３４０は、複数個のバッテリ・パック１０を側面に積層するとき、側面に積層されるバッテリ・パック１０の側面連結部３４０と結合されうる。

このために、側面連結部３４０には、締結ホール３４１が形成されうる。締結ホール３４１は、側面に積層されるバッテリ・パック１０の側面連結部３４０の締結ホール３４１と貫通されるように配されうる。締結ホール３４１は、側面に積層されるバッテリ・パック１０の側面連結部３４０の締結ホール３４１とボルトナットなどの締結要素によって締結され、側面連結部３４０を、側面に積層されるバッテリ・パック１０の側面連結部３４０に固定させる。

本発明の一実施形態によるカバープレート３００によって、２以上のバッテリ・パック１０が上下及び／または側面左右に容易に相互支持しつつ積層され、集合バッテリ・パックが形成できる。

本発明によれば、少なくとも一つ以上の単位バッテリセルを含むバッテリ・パックで、それぞれの単位バッテリセル間の絶縁及び冷却特性を向上させることができる。

本発明は、図面に図示された実施形態を参考にして説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本技術分野の同業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することが可能であろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ バッテリ・パック
１００ バッテリ・モジュール
２００ フレーム
２１０ 下部フレーム
２１２ 空気通路スリット
２１３ 貫通ホール
２２０ 側面フレーム
２３０ カバープレート組立体
２３１，３２１，３３１，３４１ 締結ホール
２４０ バッテリ・ユニット支持部
３００ カバープレート
３１０ 側板
３１１，５２６ｂ 組立ホール
３２０ 下部支持部
３３０ 上部連結部
３４０ 側面連結部
３５０ 締結要素
４００ 組立バー
５００ バッテリ・ユニット
５１０ バッテリセル
５１１ ケース
５１２ 電極端子
５１３ キャッププレート
５１４ 密封栓
５１５ ベント部材
５２０ セルカバー
５２１ カバー本体
５２１ａ 第１面
５２１ｂ 第２面
５２１ｃ 上面
５２１ｄ 下面
５２１ｅ 側面
５２２ 垂直リブ
５２３ 端子挿入ホール
５２４ セル支持部
５２５ ガス排出部
５２６ 組立部
５２６ａ 組立板
５２７ 空気流入口
５２８ 空気排出口
５２９ 水平リブ
５３０ 貫通口
５３１ 開口部のスリット
５３２ 空気通路
５４０ 放熱シート
５５０ 側面固定部
６００ バスバー

Claims (25)

1. バッテリセルと、
   前記バッテリセルと接する複数の突出部を有する絶縁壁と、を具備し、
   前記突出部が前記絶縁壁の反対側エッジ間の少なくとも一部に延び、前記バッテリセル間の空間と前記突出部間の領域とを規定するバッテリ・ユニット。
2. 前記絶縁壁が、前記突出部に対して前記バッテリセルを支持するように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・ユニット。
3. 前記絶縁壁の少なくとも１つのエッジから、前記突出部と同じ方向に突出する少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備し、
   前記第２絶縁壁のうち一つまたはそれ以上が前記突出部に対して前記バッテリセルを支持するように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・ユニット。
4. 前記絶縁壁が前記反対側エッジに沿って、前記突出部間の領域と位置合わせされた開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・ユニット。
5. 前記反対側エッジに沿って配された前記開口部が互いに位置合わせされたことを特徴とする請求項４に記載のバッテリ・ユニット。
6. 前記複数の突出部が互いに平行したことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・ユニット。
7. 前記絶縁壁が、前記突出部間の領域に配される複数の第２開口部を有することを特徴とする請求項４に記載のバッテリ・ユニット。
8. 前記複数の第２開口部が前記反対側エッジに沿って、前記開口部間の少なくとも一部に延びる複数のスリット開口部を具備することを特徴とする請求項７に記載のバッテリ・ユニット。
9. 前記複数の第２開口部が前記反対側エッジに沿って、前記開口部間に互いに空間的に離れた複数のホールを具備することを特徴とする請求項７に記載のバッテリ・ユニット。
10. 前記絶縁壁の前記反対側エッジのうち少なくとも一つから、前記突出部と同じ方向に突出する少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備し、
    前記少なくとも１つの第２絶縁壁が、前記バッテリセルのベント部材と位置合わせされた開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・ユニット。
11. 前記突出部が位置する側の反対側の前記絶縁壁の一側に配される放熱シートをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・ユニット。
12. フレームと、前記フレーム上に配され、互いに積層される複数のバッテリ・ユニットと、を具備し、
    それぞれの前記バッテリ・ユニットが、バッテリセルと、前記バッテリセルと接する複数の突出部を有する絶縁壁と、を具備し、
    前記突出部が前記絶縁壁の反対側エッジ間の少なくとも一部に延び、前記バッテリセル間の空間と前記突出部間の領域とを規定するバッテリ・パック。
13. 前記絶縁壁が、前記突出部に対して前記バッテリセルを支持するように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ・パック。
14. それぞれの前記バッテリ・ユニットが、前記絶縁壁の少なくとも１つのエッジから、前記突出部と同じ方向に突出する少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備し、
    前記第２絶縁壁のうち一つまたはそれ以上が、前記突出部に対して前記バッテリセルを支持するように、そのエッジから突出する少なくとも１つの支持部材をさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ・パック。
15. 前記絶縁壁が前記反対側エッジに沿って、前記突出部間の領域と位置合わせされた開口部を有することを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ・パック。
16. 前記反対側エッジに沿って配された前記開口部が互いに位置合わせされたことを特徴とする請求項１５に記載のバッテリ・パック。
17. 前記複数の突出部が互いに平行したことを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ・パック。
18. 前記絶縁壁が前記突出部間の領域に配される複数の第２開口部を有することを特徴とする請求項１４に記載のバッテリ・パック。
19. 前記複数の第２開口部が前記反対側エッジに沿って、前記開口部間の少なくとも一部に延びる複数のスリット開口部を具備することを特徴とする請求項１８に記載のバッテリ・パック。
20. 前記複数の第２開口部が前記反対側エッジに沿って、前記開口部間に互いに空間的に離れた複数のホールを具備することを特徴とする請求項１８に記載のバッテリ・パック。
21. それぞれの前記バッテリ・ユニットが、前記絶縁壁の前記反対側エッジのうち少なくとも一つから、前記突出部と同じ方向に突出する少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備し、
    前記少なくとも１つの第２絶縁壁が、前記バッテリセルのベント部材と位置合わせされた開口部を有することを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ・パック。
22. それぞれの前記バッテリ・ユニットが、前記絶縁壁から突出し、前記絶縁壁に沿って前記反対側エッジ間に延びる少なくとも１つの第２絶縁壁をさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ・パック。
23. 少なくとも１つの前記第２絶縁壁が、前記バッテリセルの外側面から外部に突出する少なくとも１つの第２突出部を具備し、
    前記少なくとも１つの第２突出部が、前記フレームの挿入部に締結されることを特徴とする請求項２２に記載のバッテリ・パック。
24. それぞれの前記バッテリ・ユニットが、前記突出部が位置する側の反対側の前記絶縁壁の一側に配される放熱シートをさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ・パック。
25. 前記フレームが、前記バッテリセル間の空間と位置合わせされた複数の開口部を具備することを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ・パック。

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