JP2018502431A - バッテリーモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2015年3月27日出願の韓国特許出願第10−2015−0043545号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
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に用いる。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と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収納する外装材、即ち、電池ケースを備える。
最近、携帯型電子機器のような小型装置のみならず、自動車や電力貯蔵装置のような中・大型装置にも二次電池が広く用いられている。このような中・大型装置に用いられる場合、容量及び出力を高めるために多数の二次電池が電気的に接続される。特に、このような中・大型装置には積層が容易で、重さが軽いというなどの長所からパウチ型二次電池がよく用いられている。
したがって、複数の二次電池を用いてバッテリーモジュールを構成する場合、安定的かつ効果的な冷却性能の確保は非常に重要となる。但し、バッテリーモジュールについては、小型化や剛性確保、容量増大のような他の要求も求め続けられているため、冷却性能を向上させながらもかかる多様な要求事項をともに満足できるバッテリーモジュールの開発が実質的に必要であるといえる。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
ここで、前記冷却プレートは、上部表面において上方へ凸部が形成され、前記カートリッジは、下部において前記凸部に対応するように上方へ凹部が形成され得る。
また、前記冷却プレートは、前記凸部の下部が凹んで形成され得る。
また、前記冷却プレートの凸部は、少なくとも一部分が上方へ進むほど幅が細くなるように傾斜面が形成され得る。
また、前記冷却フィンは、前記二次電池の最外側及び前記二次電池の間のうち少なくとも一つの位置に配置され得る。
また、前記冷却フィンは、下端部の両面がそれぞれ前記カートリッジ及び前記冷却プレートに面接触できる。
また、前記冷却フィンは、下端部の少なくとも一部が一方向へ傾くように形成できる。
また、前記冷却プレートは、左側端部及び右側端部が上方へ折り曲げられるように構成され得る。
また、前記カートリッジは、少なくとも前記下部単位フレームが熱伝導性高分子を含むか、または、熱伝導性フィラー及び高分子を含む熱伝導性材料から構成され得る。
また、前記パウチ型二次電池は、少なくとも一部分が前記カートリッジと接着剤によって接着して固定され得る。
また、前記接着剤は、熱伝導性接着剤であり得る。
また、上記の課題を達成するための本発明による自動車は、本発明によるバッテリーモジュールを含む。
特に、本発明の一構成によれば、カートリッジと冷却プレートとの間に接着剤が介されることで、空気層を除去または最小化することができる。これによって、カートリッジと冷却プレートとの熱伝導性が改善し、バッテリーモジュールの冷却性能が向上する。
また、本発明の一構成によれば、冷却フィンが二次電池の表面に面接触するように構成できるが、このような冷却フィンの下部が冷却プレートと接触し、接触部分に接着剤が介されることで、空気層が除去されて冷却フィンによる熱排出性能が向上する。
さらに、本発明のかかる面によれば、カートリッジ、冷却フィンまたは冷却プレートの相互接触面の粗さにかかわらず冷却性能を一定水準以上に確保することができる。
また、本発明の一面によれば、バッテリーモジュールの構造が簡単となり、重さが減少する。したがって、本発明のこのような面によれば、バッテリーモジュールの製造及び修理が容易となり、費用を節減することができる。
また、本発明の一面によれば、バッテリーモジュールの体積を減らすことで、小型化に有利となり、等しい大きさでもバッテリーモジュールの容量や出力を増大させることができる。
また、本発明の一実施例によれば、カートリッジが熱伝導性プラスチックや熱伝導性ゴムのような熱伝導性材質から構成できる。この場合、カートリッジを介しても二次電池の熱が冷却プレートなどへ伝達されるため、バッテリーモジュールの冷却性能が向上する。
図1は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した斜視図である。また、図2は、図1の構成において一部の構成を分離して示した斜視図である。そして、図3は、図1の構成に対し、各構成要素が結合した状態で線A−A’に沿って見た断面図である。
前記二次電池100は、一つのバッテリーモジュールに複数個を備えることができる。特に、複数の二次電池100のそれぞれは、パウチ型二次電池で構成することができる。このようなパウチ型二次電池100は、電極組立体、電解質及びパウチ外装材を備える。
ここで、電極組立体は、一枚以上の正極板と一枚以上の負極板とがセパレーターを挟んで配置されるように構成することができる。より具体的に、電極組立体は、一枚の正極板及び一枚の負極板がセパレーターとともに巻き取られた巻取型、及び複数の正極板及び複数の負極板がセパレーターを挟んで相互に積層された積層型などに区分することができる。
特に、パウチ外装材は、二つのパウチで構成することができ、そのうち少なくとも一つには、凹んだ形態の内部空間を形成することができる。そして、このようなパウチの内部空間には、電極組立体を収納することができる。そして、2つのパウチの外周面には封止部が備えられ、このような封止部が相互融着することで、電極組立体が収容された内部空間を密閉することができる。
本発明の一面によるバッテリーモジュールには、本願の出願時点における公知の多様な形態のパウチ型二次電池を採用することができる。
前記パウチ型二次電池100は、それぞれ上下方向に立てられて水平方向に並べられ得る。例えば、図1及び図2の構成において、電極リード101が全体として見られる側をバッテリーモジュールの前方側とし、該バッテリーモジュールの前方側からバッテリーモジュールを見るとき、パウチ型二次電池100は、広い面が左右に向って地面と垂直に立てられ、左右方向に複数が並べられ得る。
即ち、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、パウチ型二次電池100は、二つの広い面がそれぞれ左右側に向うようにし、上部、下部、前方及び後方側には封止部が位置するように立てて構成することができる。そして、このように立てられた形態のパウチ型二次電池100は、広い面、即ち、電極組立体の収納空間の外側面が互いに対面して左右方向へ平行に並べられ得る。
前記カートリッジ200は、パウチ型二次電池100を内部空間に収容し、パウチ型二次電池100の外側、特に封止部が位置する縁部の外側を保護し、パウチ型二次電池100の相互配列をガイドする一方、積層された組立体の動きを防止することができる。
また、前記カートリッジ200は、相互積層可能に構成することができる。例えば、前記カートリッジ200は、図1〜図3に示したように、二次電池100の積層方向と同一の方向、即ち、左右方向に相互積層することができる。
特に、前記カートリッジ200は、図2に示したように、四角のリング状に形成することができる。この場合、前記カートリッジ200は、両端部が相互連結された四つの単位フレームで構成することができる。一般的に、パウチ型二次電池100は、略四角形の形態に構成されるため、カートリッジ200はこのようなパウチ型二次電池100の外周部を外側から囲むように四角のリング状に形成することができる。ここで、カートリッジ200は、各単位フレームをそれぞれ別途で製造した後に相互組立てによって設けることもでき、最初から一体化して成形することもできる。
前記カートリッジ200は、隣接するカートリッジ200と結合し、そのような結合によって限定される空間に1つ以上の二次電池100を収容することができる。特に、カートリッジ200は、隣接する二つのカートリッジ200が一組になって相互結合し、このような結合によって形成される内部空間に二つの二次電池100を含むことができる。この際、各組をなすカートリッジ200の間には、結合のための締結構造が備えられ得る。例えば、図1及び図2に示したように、相互結合する二つのカートリッジ200の上部には、相互対応する形態にフック構造が形成され得る。例えば、左側のカートリッジ200と右側のカートリッジ200とが結合する場合、右側のカートリッジ200にはフックなどの突起が形成され、左側のカートリッジ200にはかかる突起が嵌入するように溝が形成され得る。また、図3に示したように、相互結合する二つのカートリッジ200には、相互対応する形態の凹凸が形成され得る。例えば、左側のカートリッジ200には、右方に突出して形成された突出部が形成され、右側のカートリッジ200には、該突出部が嵌入するように溝部が形成され得る。
一方、カートリッジ200は、バッテリーモジュールに奇数個が含まれ得る。この場合、少なくとも一つのカートリッジ200は、一つの二次電池100のみを収容するように構成できる。
前記カートリッジ200は、内部空間に一つの二次電池100を収容するように構成され得る。即ち、それぞれのカートリッジは、一つの二次電池の縁部を囲むように構成され得る。この際、カートリッジの一側は二次電池よりも小さいサイズに構成され、他側は二次電池と同一または大きいサイズに構成できる。例えば、カートリッジの右側は、二次電池よりも小さいサイズに構成され、二次電池がカートリッジの内部空間に収容される場合、カートリッジの右方へ離脱しないようにすることができる。また、カートリッジの左側は、二次電池よりも大きく構成され、二次電池がカートリッジの右側から内部空間に収納されるようにすることができる。この場合、カートリッジの右側は、左側が二次電池よりも広く構成された他のカートリッジと結合することで、二次電池の離脱を防止することができる。
前記冷却プレート300は、略板状に構成され、カートリッジ200の下部に配置され得る。ここで、冷却プレート300は、地面と平行するように横にして配置でき、複数のカートリッジ200は、このような冷却プレート300の表面と略垂直になるように立てられて冷却プレート300の上部に取り付けられ得る。即ち、それぞれのカートリッジ200は、下部が冷却プレート300の上部に取り付けられるように配置され得る。
例えば、図2において、Bで示した部分のように、前記冷却プレート300は、上部表面の少なくとも一部に接着剤が塗布され、このような接着剤が塗布された部分にカートリッジ200の下端部が接触することで、カートリッジ200と冷却プレート300とは相互接着し固定され得る。即ち、カートリッジ200が上部単位フレーム、下部単位フレーム、前方単位フレーム及び後方単位フレームの4つの単位フレームで構成された場合、少なくとも下部単位フレームが冷却プレート300の上部面と接着し固定され得る。
本発明のこのような構成によれば、カートリッジ200と冷却プレート300とが接着剤によって相互固定されることで、カートリッジ200と冷却プレート300との結合力がより強化する。さらに、このような構成において、カートリッジ200と冷却プレート300とは、相互間の締結構成を省略するか減らすことができるため、バッテリーモジュールの構造を単純にし、工程を簡略化させることができ、バッテリーモジュールの体積をより小さくすることができる。
さらに、本発明のこのような構成によれば、カートリッジ200と冷却プレート300との間の空気層を除去または減少させることができるため、空気層による熱抵抗を減らして二次電池100の熱が冷却プレート300へ効果的に伝達されるようにすることができる。特に、この場合、カートリッジ200の下面や冷却プレート300の上面が多少粗く構成された場合でも、これらの表面粗さに係わらず、カートリッジ200から冷却プレート300への効果的な熱伝達性能を確保することができる。
ここで、カートリッジ200と冷却プレート300との間に介される接着剤は、熱伝導性接着剤であり得る。このような熱伝導性接着剤の場合、一般的な接着剤に比べて熱伝導率が高いため、カートリッジ200と冷却プレート300との間における熱伝達量及び熱伝達速度をさらに高めることができる。したがって、本発明のこのような実施例によれば、冷却プレート300を介した二次電池100の熱排出性能をより向上させ、バッテリーモジュールの冷却性能を改善させることができる。
望ましくは、前記冷却プレート300及びカートリッジ200には、相互対応する形態に凸部及び凹部を形成することができる。これについては、図4を参照してより具体的に説明する。
図4を参照すれば、前記冷却プレート300には、P3で示したように、上部表面に上方へ突出するように凸部を形成することができる。そして、前記カートリッジ200には、G2で示したように、冷却プレート300の凸部に対応するように、下部において上方へ凹むように凹部を形成することができる。
このような構成において、カートリッジ200が冷却プレート300の上部に取り付けられる場合、冷却プレート300の凸部P3は、カートリッジ200の凹部G2に嵌入され得る。
また、このような凸部と凹部との嵌合構成は、冷却プレート300とカートリッジ200との組立時、組立位置をガイドできるため、バッテリーモジュールの組立性を向上させることができる。
また、前記構成によれば、凸部及び凹部によって冷却プレート300及びカートリッジ200の相互接触面積が増大するため、カートリッジ200から冷却プレート300への熱の移動速度及び量をより増大させることができる。したがって、バッテリーモジュールの全体的な冷却性能がより向上する。
本発明のこのような構成によれば、カートリッジ200に凹部を形成する構成を、カートリッジ200のみの積層で容易に達成することができる。また、一つのカートリッジ200自体に凹部を形成せず、2つのカートリッジ200が隣接して凹部を形成することで、カートリッジ200自体の大きさが増加してバッテリーモジュールの大きさが大きくなることを防止することができる。
より望ましくは、前記冷却プレート300は、凸部の下部が凹むように構成することができる。即ち、前記冷却プレート300は、図4においてG3で示したように、凸部の下部を凹むように形成することで、下部に凹部を備えることができる。
本発明のこのような実施例によれば、凸部が形成されるとしても冷却プレート300の全体的な重さが増加することを防止し、バッテリーモジュールの軽量化に寄与できる。また、本発明のこのような実施例によれば、凹部G3によって冷却プレート300の下部面積が増加するようになり、冷却プレート300を介した熱排出性能が増大する。
本発明のこのような構成によれば、複数の凸部P3と凹部G2によってバッテリーモジュールの結合力がより強化し、接触面積がより増大する。また、複数のワイヤなど多様な構成要素を収納できる空間をより多く提供することができる。
また、前記凸部P3は、図1及び図2に示したように、冷却プレート300の上部面から前後方向へ長く延びるように形成できる。即ち、凸部は、冷却プレート300の前端部から後端部に至るまで、長く延びるように形成され得る。本発明のこのような実施例によれば、冷却プレート300の表面積をより多く増やすことで冷却プレート300を介した熱排出性能をより向上させることができる。また、本発明の一実施例によれば、ワイヤを冷却プレート300の下部において前端側から後端側まで冷却プレート300の凹部G3に長く収納することができる。
本発明のこのような実施例によれば、カートリッジ200と冷却プレート300とがより密着した状態で結合できる。即ち、前記実施例によれば、冷却プレート300の上部にカートリッジ200を取り付けるとき、カートリッジ200は、冷却プレート300に形成された凸部の傾斜面に沿って下方へ移動でき、これにより、カートリッジ200は冷却プレート300に最大限に近づけるように構成され得る。したがって、カートリッジ200と冷却プレート300との結合力がさらに向上し、これによって冷却性能がさらに増大する。
また、望ましくは、本発明によるバッテリーモジュールは、複数の図面に示したように、冷却フィン400をさらに含むことができる。
前記冷却フィン400は、アルミニウムや銅などの金属のような熱伝導性材質から構成できる。そして、前記冷却フィン400は、略板状に形成され、上下方向に立てられてバッテリーモジュールに備えられ、二次電池100及びカートリッジ200に並んで配置できる。
また、前記冷却フィン400は、下端部が冷却プレート300に接触するように構成できる。したがって、二次電池100から冷却フィン400へ熱が伝達されれば、伝達された熱は冷却フィン400の下端部を介して冷却プレート300に直接伝導できる。
例えば、前記冷却フィン400は、図3に示したように、バッテリーモジュールの最左側と最右側に位置できる。即ち、バッテリーモジュールに複数の二次電池100が左右方向に配置される場合、冷却フィン400は、最左側に位置した二次電池100の左側及び最右側に位置した二次電池100の右側にそれぞれ面接触するように備えられ得る。
また、前記冷却フィン400は、図3に示したように、バッテリーモジュールの内部において2つの二次電池100の間に配置され得る。特に、冷却フィン400は複数個含まれ、全ての二次電池100が冷却フィン400に直接面接触するように構成され得る。例えば、二つのカートリッジ200が互いに結合し、結合された空間内部に2つの二次電池100が収納される場合、各カートリッジ200の外側に冷却フィン400が位置することで、各二次電池100ごとに相違する冷却フィン400が接触するように構成できる。このような構成において、それぞれの冷却フィン400は、中央部における多くの表面が二次電池100の左側面または右側面と面接触でき、下端部は冷却プレート300に接触できる。
また、望ましくは、前記冷却フィン400は、下端部の両面がカートリッジ200及び下部の冷却プレート300に対面接触するように構成され得る。これについては、図5を参照してより具体的に説明する。
図5を参照すれば、前記冷却フィン400は、下端部が水平方向へ折り曲げられるように構成され得る。そして、このように水平方向に形成された冷却フィン400の下端部は、カートリッジ200と冷却プレート300との間に介され得る。即ち、前記冷却フィン400は、図5のA4部分で示したように、下端部の上部面がカートリッジ200の下部に接触し、下端部の下部面が冷却プレート300の上部に接触できる。
本発明のこのような構成によれば、冷却フィン400と冷却プレート300との接触面積を広げることで、冷却フィン400から冷却プレート300へ伝達される熱の量や速度を増加させることができる。また、このような構成において、冷却フィン400は、カートリッジ200と冷却プレート300との熱交換媒介体になり得る。即ち、カートリッジ200の熱は、下部に接触した冷却フィン400の下端部に伝達され、このように伝達された熱は、さらに冷却フィン400の下端部と接触した冷却プレート300に伝達できる。したがって、この場合、カートリッジ200と冷却プレート300との間において、空気層ではなく冷却フィン400を介して熱が伝達されるため、熱伝達効率がより向上する。また、カートリッジ200と冷却プレート300との距離を縮めることで冷却性能を向上させる一方、バッテリーモジュールの体積を減らすことができる。
例えば、図5に示した構成において、C1及びC2のように、2つのカートリッジ200が互いに隣接して結合し得、その内部に2つの二次電池100が収納され得る。この際、カートリッジC1の下部には、左側端から右側方向へ所定箇所にまで冷却フィン400が位置でき、カートリッジC2の下部には、右側端から左側方向へ所定箇所にまで冷却フィン400が位置できる。この場合、カートリッジC1の下部に位置した冷却フィン400の下端部と、カートリッジC2の下部に位置した冷却フィン400の下端部との間には、図5においてA5で示したように一定空間が形成され得、このような空間には接着剤Bが充填され得る。即ち、接着剤Bは、少なくともカートリッジの下面、冷却プレート300の上面、一つの冷却フィン400の下端部の左側面及び他の冷却フィン400の下端部の右側面により限定される空間に充填されるように構成できる。
本発明のこのような構成によれば、冷却プレート300の上面に接着剤を塗布する工程をより容易に行うことができ、冷却フィン400とカートリッジ200との固定力及び/または冷却フィン400と冷却プレート300との固定力が確保されるようにすることができる。また、冷却フィン400とカートリッジ200との間及び/または冷却フィン400と冷却プレート300との間の空気層が生じることを防止することができる。特に、冷却フィン400、カートリッジ200及び/または冷却プレート300の表面粗さによって、冷却フィン400とカートリッジ200との間または冷却フィン400と冷却プレート300との間に空気層が存在することで、熱伝達効率が低下し得る。しかし、前記実施例によれば、冷却フィン400、カートリッジ200及び/または冷却プレート300の表面が多少粗く構成されても、接着剤によってこれらの間に空気層が介することを減少させ、熱伝達効率を一定水準以上に確保することができる。
例えば、図4においてS4で示したように、冷却フィン400は、少なくとも一部分に傾斜面が形成され得る。特に、前記冷却フィン400は、カートリッジ200の外側表面に密着するように構成することができる。したがって、カートリッジ200の下端部に傾斜面が形成された場合、冷却フィン400にも、下端部に傾斜面が形成され得る。
さらに、カートリッジ200には、冷却プレート300の凸部P3が嵌入するための凹部G2を形成することができ、冷却フィン400は、このようなカートリッジ200の凹部の表面に沿って折り曲げられるように形成され得る。特に、凹部は少なくとも一部分が地面における左側または右側方向へ所定角度に傾くように傾斜面が形成され得る。この際、傾斜面は、略一定角度を有する平面形態に形成され得る。
この場合、冷却プレート300は、左側と右側における折り曲げられた部分によってカートリッジ200または冷却フィン400の外側が一定部分囲まれる。特に、冷却プレート300の折曲部は、最外側のカートリッジ200または最外側の冷却フィン400の外側表面に接触するように構成できる。したがって、本発明のこのような構成によれば、カートリッジ200と冷却プレート300との結合力、または冷却フィン400と冷却プレート300との結合力を強化させることができる。また、最外側に位置した冷却フィン400またはカートリッジ200と冷却プレート300との接触面積を増やすことで、冷却フィン400またはカートリッジ200と冷却プレート300との熱伝達性能を向上させることができる。
例えば、二次電池100の下部には、カートリッジ200の下部単位フレームが位置でき、この際、二次電池100の下部は、図4及び図5に示したように、下部単位フレームの上部に接触した状態で位置することができる。
本発明のこのような構成によれば、二次電池100がカートリッジ200に直接接触して固定されるため、二次電池100とカートリッジ200との間の空間が減り、バッテリーモジュールをよりコンパクトに構成することができる。
また、本発明のこのような構成によれば、二次電池100とカートリッジ200との熱交換性能がより向上する。即ち、前記構成によれば、二次電池100の下部とカートリッジ200とが直接接触しているため、二次電池100の熱が空気層を通さずカートリッジ200に直接伝達できる。
また、望ましくは、前記カートリッジ200は、少なくとも一部分を熱伝導性材質から構成することができる。特に、二次電池100の下部が下部単位フレームの上部に取り付けられる構成において、前記カートリッジ200は、下部単位フレームが熱伝導性材質から構成され得る。
例えば、前記カートリッジ200は、一般的な高分子材料に熱伝導性を有するフィラーが混合された複合材料形態の材質から構成することができる。ここで、フィラーには、ケイ素化合物、アルミニウム化合物、マグネシウム化合物、ホウ素化合物などが含まれ得る。例えば、熱伝導性材料に含まれるフィラーとして、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、無水炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどを用いることができる。但し、本発明が必ずしもこれらに限定されることではなく、他にも多様なフィラーをカートリッジ200の材料として用いることができる。
前記カートリッジ200に用いられる高分子材料としては、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、ナイロン、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトンなどの多様な材料を含むことができる。また、他にも多様な高分子材料を本発明のカートリッジ200の材料に用いることができる。
従来、カートリッジなどの素材として用いられるプラスチックの場合、大体熱伝導度が0.1〜0.4W/mKに過ぎず、殆どないと言える。しかし、本発明によるカートリッジの場合、熱伝導度がこれ以上高いポリマー素材を用いることで、カートリッジによって熱伝達及び排出が行われるようにすることができる。そのため、本発明のかかる実施例によれば、カートリッジ200の内部に金属材質の冷却プレートのような別途の冷却部材を設けなくても、二次電池100の熱をカートリッジ200を介して外部へ効果的に排出できる。
さらに、本発明の一面によれば、二次電池100の下部がカートリッジ200に直接接触するため、この部分で二次電池100の熱は空気を介さず直接カートリッジ200へ伝達される。そして、カートリッジ200において、二次電池100に接触した部分は熱伝導性材質から構成されるため、カートリッジ200へ伝達した熱は、カートリッジ200を通して冷却プレート300に迅速に排出できる。
また、望ましくは、前記二次電池100は、少なくとも一部分がカートリッジ200と接着剤によって接着し固定され得る。これについては、図6を参照してより具体的に説明する。
図6を参照すれば、二次電池100の下部における一部表面が、カートリッジ200と接着できる。即ち、図6の構成において、二次電池100の下部における右側傾斜面とカートリッジ200の下部単位フレームの右側上部傾斜面との間に接着剤Bが介されることで、二次電池100とカートリッジ200とは相互接着し固定され得る。
本発明のこのような構成によれば、接着剤Bによって二次電池100とカートリッジ200との結合力が強化する。また、接着剤Bの充填により二次電池100とカートリッジ200との間の空気層が減少または除去されるため、二次電池100とカートリッジ200との熱伝達性能が向上して全体的な冷却性能が増大する。
図7を参照すれば、二次電池100は、下部表面に全体として接着剤Bが備えられることで、カートリッジ200と接着し固定され得る。この場合、カートリッジ200の取付面、即ち、下部単位フレームの上部面は、二次電池100の形態に対応するように形成され得る。特に、パウチ型二次電池100は、封止部を形成するために、その下部が略逆三角形の形態に構成され得る。したがって、下部単位フレームは、図7に示したように、このような二次電池100の下部形態に対応するように、上部面が中央部分から左右方向に進むほど徐々に高くなるように構成され得る。本発明のこのような構成によれば、接着剤Bの使用量を減らしながらも、二次電池100とカートリッジ200との接着力を容易に増大させることができる。
なお、前記のような構成において、パウチ型二次電池100の封止部は、左側または右側方向に折り畳まれ得る。例えば、図7に示したように、二次電池100の封止部は、左側方向に少なくとも1回、電極組立体の収納空間側に折り畳まれ得る。そして、このように折り畳まれた封止部は、二次電池100の電極組立体の収納空間外側の傾斜面とカートリッジ200の内側面との間に介され、これらと接着し固定され得る。
本発明によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュールを一つ以上含むことができる。また、本発明によるバッテリーパックは、このようなバッテリーモジュールに加え、バッテリーモジュールを収納するためのパックケース、バッテリーモジュールの充放電を制御するための各種装置、例えば、BMS、電流センサー、ヒューズなどを更に含むことができる。
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
200 カートリッジ
300 冷却プレート
Claims (16)
- 上下方向に立てられて左右方向に並べられた複数のパウチ型二次電池と、
内部空間に前記パウチ型二次電池を収容し、左右方向に相互積層された複数のカートリッジと、
熱伝導性材質から構成され、前記カートリッジの下部に配置されて前記カートリッジが取り付けられ、上部表面の少なくとも一部が接着剤によって前記カートリッジと接着して固定された冷却プレートと、
を含むことを特徴とするバッテリーモジュール。 - 前記冷却プレートは、上部表面において上方へ凸部が形成され、前記カートリッジは、下部において前記凸部に対応するように上方へ凹部が形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モジュール。
- 前記冷却プレートは、前記凸部の下部が凹んで形成されたことを特徴とする請求項2に記載のバッテリーモジュール。
- 前記冷却プレートの凸部は、少なくとも一部分が上方へ進むほど幅が細くなるように傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項2に記載のバッテリーモジュール。
- 板状の熱伝導性材質から構成され、上下方向に立てられて少なくとも一つの二次電池の表面に接触するように配置され、下端部が前記冷却プレートに接触するように構成された冷却フィンをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリーモジュール。
- 前記冷却フィンは、前記二次電池の最外側及び前記二次電池の間のうち少なくとも一つの位置に配置されることを特徴とする請求項5に記載のバッテリーモジュール。
- 前記冷却フィンは、下端部の両面がそれぞれ前記カートリッジ及び前記冷却プレートに面接触することを特徴とする請求項5に記載のバッテリーモジュール。
- 前記接着剤は、前記カートリッジの下部と前記冷却プレートの上部との間において、隣接する二つの冷却フィンの下端部の間に介されることを特徴とする請求項5に記載のバッテリーモジュール。
- 前記冷却フィンは、下端部の少なくとも一部が一方向へ傾くように形成されることを特徴とする請求項5に記載のバッテリーモジュール。
- 前記冷却プレートは、左側端部及び右側端部が上方へ折り曲げられ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モジュール。
- 前記パウチ型二次電池は、下部が前記カートリッジの下部単位フレームの上部に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のバッテリーモジュール。
- 前記カートリッジは、少なくとも前記下部単位フレームが熱伝導性高分子を含むか、または、熱伝導性フィラー及び高分子を含む熱伝導性材料から構成されることを特徴とする請求項11に記載のバッテリーモジュール。
- 前記パウチ型二次電池は、少なくとも一部分が前記カートリッジと接着剤によって接着して固定されることを特徴とする請求項11に記載のバッテリーモジュール。
- 前記接着剤は、熱伝導性接着剤であることを特徴とする請求項1に記載のバッテリーモジュール。
- 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含むバッテリーパック。
- 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む自動車。
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