JP5222351B2 - バッテリ・パック - Google Patents

Description

本発明は、バッテリ・パックに係り、さらに詳細には、複数個の二次電池を積層して形成されるバッテリ・モジュールを、上下または横に積層して形成されるバッテリ・パックの構造に関する。

ガソリン車両の増加と共に、車両排気ガスには、燃焼による窒素酸化物、不完全燃焼による一酸化炭素または炭化水素などの有害成分が多量含まれており、深刻な公害問題とされている。また、化石燃料（fossil fuel）の枯渇に係わる予想によって、次世代エネルギー源の開発と、それによる電気自動車の開発は、重要な論点になっている。電気自動車の商用化において、電気自動車の走行距離は、バッテリの性能によって決定される。一般的にバッテリは、十分な走行距離を保証できる電気エネルギーを供給し難い。もし自動車が、揮発油、軽油またはガスのようなエネルギー源を使用する場合には、ガソリンスタンドやガス充填所で、迅速な燃料の再充電が可能である。しかし、電気自動車の場合、もし電気充電所が設置される場合でも、充電するのに時間が長くかかり、商用化するのに障害となっている。そのために、電気自動車に係わる他の技術に比べて、バッテリの性能向上は、重要な問題として認識されている。

このために、電気の充電及び放電が可能な二次電池が注目を集めている。二次電池は、携帯電話、ノート型パソコン、カムコーダのような先端電子機器分野で広く使われており、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することもできる。

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もする。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もする。ケースは、円筒形または角形になりもする。

ところで、複数個の二次電池が積層されたバッテリ・モジュールにおいて、二次電池の自重等によって、たわみ（deflection）現象が発生するという問題がある。

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、バッテリ・モジュールのたわみ（deflection）現象を改善することが可能な、新規かつ改良されたバッテリ・パックを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、互いに積層された複数個の二次電池と、前記二次電池を収容するハウジング・アセンブリを、それぞれ有する複数個のバッテリ・モジュールと、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち少なくとも１つのバッテリ・モジュールのハウジング・アセンブリの周囲に延びる少なくとも１つの補強プレートと、を具備するバッテリ・パックが提供される。

また、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートと、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートとが、互いに結合されたこととしても良い。

また、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートと、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートとに連結される少なくとも１つの連結部材をさらに具備することとしても良い。

また、前記少なくとも１つの連結部材は、前記第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートと、前記第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートとに、溶接によって連結されることとしても良い。

また、前記第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートのうち一つは、前記第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートのうち一つから、前記連結部材によって離れて配されたこととしても良い。

また、少なくとも前記補強プレートのうち一つは、それぞれ、当該補強プレートから延びる少なくとも１つの連結部を具備したこととしても良い。

また、前記各連結部は、螺合部が形成されたこととしても良い。

また、前記少なくとも１つの連結部は、前記補強プレートから、前記二次電池から遠ざかる方向に延長されたこととしても良い。

また、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートの少なくとも１つの前記連結部は、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち隣接した第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートの少なくとも１つの前記連結部と、位置ずれして配されることとしても良い。

また、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートの少なくとも１つの前記連結部、及び前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートの少なくとも１つの前記連結部と連結される少なくとも１つの連結部材をさらに具備することとしても良い。

また、少なくとも１つの前記連結部材に複数個の開口部が形成され、前記複数個の開口部の各々は、前記連結部のうち一つを収容するように構成されたこととしても良い。

また、少なくとも１つの前記連結部材は、それぞれ複数個の前記補強プレートのうち少なくとも１つの他の補強プレートと連結されたこととしても良い。

また、前記複数個のバッテリ・モジュールのうちいずれか１つのバッテリ・モジュールの前記ハウジング・アセンブリの周囲を完全に取り囲むように延びた少なくとも１つの前記補強プレートを具備することとしても良い。

また、前記ハウジング・アセンブリは、前記二次電池の第１側及び第２側に沿ってそれぞれ延びる第１プレートと第２プレートとを具備し、前記第１プレート及び前記第２プレートのうち少なくとも一つは、少なくとも１つの前記補強プレートを収容する溝部が形成されたこととしても良い。

また、前記ハウジング・アセンブリは、前記二次電池の第３側に沿って延びる第３プレートをさらに具備し、前記第３プレートは、少なくとも１つの前記補強プレートのうち一つを収容するように溝部が形成されたこととしても良い。

また、前記二次電池は、それぞれ少なくとも１つの前記補強プレートから絶縁される電極端子カバーで覆われた電極端子を具備することとしても良い。

また、前記少なくとも１つの各補強プレートの形状は、実質的に四角形であることとしても良い。

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、互いに積層された複数個の二次電池と、前記二次電池を収容するハウジング・アセンブリを、それぞれ有する複数個のバッテリ・モジュールと、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第１バッテリ・モジュール及び第２バッテリ・モジュールを固定するために、前記第１バッテリ・モジュール及び前記第２バッテリ・モジュールに連結された連結部材と、を具備するバッテリ・パックが提供される。

また、前記複数個のバッテリ・モジュールに配される複数個の補強プレートをさらに具備し、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち、前記第１バッテリ・モジュール及び前記第２バッテリ・モジュールを固定するために、前記連結部材は、前記複数個の補強プレートに連結されることとしても良い。

また、前記連結部材は、前記第１バッテリ・モジュール及び前記第２バッテリ・モジュールのハウジング・アセンブリに連結されたこととしても良い。

以上説明したように本発明によれば、バッテリ・モジュールのたわみ（deflection）現象を改善することが可能な、新規かつ改良されたバッテリ・パックを提供できる。

本発明の一実施形態によって積層されたバッテリ・モジュールの概略的分解斜視図である。 図１の実施形態の結合された状態を図示した概略的斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリ・モジュールの分解斜視図である。 図２の実施形態の概略的正面図である。 図３の実施形態の第１変形例のバッテリ・モジュールの分解斜視図である。 図５の実施形態を積層したバッテリ・パックの概略的正面図である。 図２の実施形態で、第１連結部材の変形例を図示した斜視図である。 図７の実施形態の概略的正面図である。 図３の実施形態の第２変形例を図示した分解斜視図である。 側面プレートに側面溝が形成されたところを図示した概略的斜視図である。 図１の実施形態が複数列をなして積層したところを図示した概略的斜視図である。 図１１の概略的正面図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリ・モジュールの概略的斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態によるバッテリ・モジュールの概略的斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態によるバッテリ・モジュールの概略的斜視図である。

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。

本発明の一実施形態によるバッテリ・パック３００は、少なくとも一つ以上のバッテリ・モジュール１が、上下及び／または横に積層されて形成されうる。また、それぞれのバッテリ・モジュール１は、少なくとも一つ以上の二次電池１０が、上下及び／または横に積層されて形成されうる。このとき、それぞれのバッテリ・モジュール１で、複数個の二次電池１０の重さによって、バッテリ・モジュール１で、たわみ現象が生じうる。また、バッテリ・モジュール１でのたわみ現象による振動現象が生じうる。

まずバッテリ・パック３００について説明する。バッテリ・パック３００は、複数個のバッテリ・モジュール１を具備できる。このとき、バッテリ・モジュール１は、複数個の二次電池１０を所定方向に配列し、相互間に電気的に連結されて構成されうる。このとき、二次電池は、リチウム二次電池などを使用できる。例えば、バッテリ・モジュール１は、１２個の二次電池を具備でき、バッテリ・パック３００は、バッテリ・モジュール１を４層に積み、総８個のバッテリ・モジュール１を具備できる。もちろん、二次電池またはバッテリ・モジュール１の個数は、これに制限されるものではなく、当業者であるならば、多様な変形例が可能であることが分かるであろう。このとき、バッテリ・パック３００を構成するために、複数個のバッテリ・モジュール１を積層するとき、各バッテリ・モジュールを連結し、バッテリ・パック３００の構造的安定性を上昇させる必要性がある。

従って、以下、図１ないし図４を参照しつつ、バッテリ・モジュール１間の構造的結合力を増加させる補強プレート６０，１６０，２６０を具備したバッテリ・パック３００について説明する。

図１は、本発明の一実施形態によって積層されたバッテリ・モジュール１，１００，２００の概略的分解斜視図である。図２は、図１の実施形態の結合された状態を図示した概略的斜視図である。

図３は、本発明の一実施形態によるバッテリ・モジュール１，１００，２００の分解斜視図である。図４は、図２の実施形態の正面図である。

バッテリ・パック３００は、バッテリ・モジュール１を積層して具備する。まず、図３を参照しつつ、バッテリ・モジュール１について説明する。バッテリ・モジュール１は、複数個の二次電池１０、上部プレート２０、下部プレート３０、側面プレート４０及びエンドプレート５０を具備する。

ここで、二次電池１０は、電極組立体、ケース１１及び電極端子１２を具備する。電極組立体は、正極、セパレータ及び負極を具備し、巻き取り型または積層型に形成されうる。ケース１１は、内部に電極組立体を収容する。二次電池１０は、ケース１１を貫通し、外部と電気的に連結されるために、電極端子１２を有することができる。このとき、ケース１１は、ベント１３を有することができる。ベント１３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うる。従って、ベント１３は、ケース１１内にガスなどが発生すれば、穴があいてガスが抜けるよいうに、相対的に弱く構成されうる。ケース１１の開口部には、キャップ・プレートが結合されうる。キャップ・プレートは、薄いプレートからなりうる。キャップ・プレートには、電解液が注入される電解液注入口が形成されうる。電解液注入口は、電解液が注入された後に、密封栓で密封されうる。

複数個の二次電池１０が互いに合わさり、所定の方向に配列されうる。このとき、二次電池１０は、電気的に互いに連結されうる。このとき、二次電池１０は、並列に連結されたり、直列に連結されたり、直列及び並列が混合されて連結されうる。二次電池１０を並列または直列に連結するために、二次電池１０の電極が交互に正極と負極とが互いに入れ替わるように配列することもできる。このとき、二次電池１０の電極端子１２は、バスバー１４を介して互いに連結されうる。

このとき、二次電池１０は、図面に図示されたように、通常の角形二次電池が適用されうる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、円形二次電池またはポーチ型二次電池を含んだ多種の電池セルが適用されうる。このとき、積層される二次電池１０の連結構造及び個数は、設計時に要求される充電容量及び放電容量を考慮して決まりうる。

リチウムを具備した二次電池１０は、充放電を介して、電極組立体が膨脹または収縮する。このような電極組立体の膨脹と収縮は、ケース１１に物理力として作用し、これによってケース１１は、電極組立体の変化に相応する物理的膨脹と収縮とを行う。反復する膨脹と収縮とを介して、ケース１１の変形が固着化される。また、このような体積の膨脹は、抵抗を増加させ、二次電池１０の効率を落としうる。従って、エンドプレート５０は、所定の方向に配列し、相互間に電気的に連結された複数個の二次電池１０の両端に１対でもって配され、側面プレート４０は、エンドプレート５０の側部に連結され、複数個の二次電池１０が、膨脹と収縮とによって長手方向にさらに延びないように圧縮固定できる。

上部プレート２０は、複数個の二次電池１０の上部に配され、エンドプレート５０の上部に連結される。このとき、上部プレート２０は、二次電池１０のベント１３に対応して、開口部２０ａを形成できる。また、上部プレート２０は、Ｕ字型に長手方向の両側に、バッテリ・モジュール１から遠ざかる方向に上部プレート折曲部２０ｂを有することができる。上部プレート折曲部２０ｂの内側には、密封部材を具備できる。このとき、密封部材は、例えば、ゴムなどを使用できる。また、上部プレート２０の開口部２０ａは、ベント１３からガスが発生したとき、ガスが隣接した二次電池１０に影響を与えずに、上部プレート２０の開口部２０ａに流出するように、上部プレート２０とベント１３との間に、密封リングＯを具備できる。このとき、密封リングＯは、例えば、Ｏリングなどを使用できる。このとき、エンドプレート５０の上部の中央には、上部プレート２０を定着させることができるように、溝５０ａが形成されうる。このとき、上部プレート２０の開口部２０ａを、二次電池１０に密着させることができる。

下部プレート３０は、複数個の二次電池１０の荷重を支持するように、二次電池１０の下部に配され、エンドプレート５０の下部に連結される。二次電池１０の荷重に耐えるために、下部プレート３０は、下部プレート折曲部３０ａを具備できる。このとき、下部プレート折曲部３０ａは、下部に向かってオープンされた構造を有することができる。

エンドプレート５０は、バッテリ・モジュール１が上下及び／または左右に積層され、バッテリ・パック３００を形成できるように、隣接して積層されるバッテリ・モジュール１とエンドプレート５０との間で締結されて互いに支持されうる。

補強プレート６０は、複数個のバッテリ・モジュール１を構造的に連結するプレートである。補強プレート６０は、さまざまな形態を有することができ、例えば、図３に図示されたように、「口」字形のプレートで、バッテリ・モジュール１の外郭を取り囲むことができる。このとき、二次電池１０の電極端子１２は、電極端子カバー１５が覆われており、補強プレート６０と電極端子１２とが付いてショートすることを防止することができる。図３には、補強プレート６０が、上部プレート２０、側面プレート４０及び下部プレート３０の外郭を取り巻き、バッテリ・モジュール１を支持できる。このように、バッテリ・モジュール１に配された補強プレート６０は、隣接したバッテリ・モジュール１００，２００の補強プレート１６０，２６０と連結され、積層されたバッテリ・モジュール１，１００，２００の構造を維持できる。図１ないし図３でバッテリ・モジュール１，１００，２００は、それぞれ３個の補強プレート６０，１６０，２６０を具備している。しかし、各バッテリ・モジュール１，１００，２００に配されうる補強プレート６０，１６０，２６０の個数は、これに制限されるものではなく、多様な個数の補強プレート６０，１６０，２６０を具備できる。

図１、図２または図４を参照しつつ、補強プレート６０，１６０，２６０について説明する。ここで、バッテリ・パック３００は、複数個のバッテリ・モジュール１，１００，２００を積層して構成できる。このとき、積層できるバッテリ・モジュール１，１００，２００の個数は、これに制限されるものではない。ただし、説明の便宜のために、図１では、バッテリ・モジュール１，１００，２００を３段に積層下した。図１、図２または図４について説明するにおいて、基準になるバッテリ・モジュール１を基準に、下部に配されるバッテリ・モジュールを、第２バッテリ・モジュール１００として説明した。また、バッテリ・モジュール１を基準に、上部に配されるバッテリ・モジュールを、第３バッテリ・モジュール２００として説明した。各バッテリ・モジュール１，１００，２００間の位置関係を明確にするために、それぞれ、第１バッテリ・モジュール１、第２バッテリ・モジュール１００、第３バッテリ・モジュール２００として説明したが、各バッテリ・モジュール１，１００，２００の構成要素は、実質的に同一でありうる。ここで、第１バッテリ・モジュール１の補強プレート６０は、隣接した第２バッテリ・モジュール１００と第３バッテリ・モジュール２００との補強プレート１６０，２６０との結合のために、例えば、螺合が容易な連結部６０ａを具備できる。すなわち、このとき、第１バッテリ・モジュール１の補強プレート６０と隣接した、第２バッテリ・モジュール１００と第３バッテリ・モジュール２００との補強プレート１６０，２６０は、連結部６０ａ，１６０ａ，２６０ａを介して、第１連結部材７０と連結されうる。このとき、連結部６０ａ，１６０ａ，２６０ａと第１連結部材７０，１７０は、例えば、螺合によって結合されうる。しかし、補強プレート６０，１６０，２６０間の結合方法は、このような螺合に制限されるものではなく、多様な方法の結合が可能である。例えば、溶接などを介しても結合されうる。このように、第１バッテリ・モジュール１と隣接した第２バッテリ・モジュール１００及び第３バッテリ・モジュール２００が、第１連結部材７０，１７０によって結合されるので、バッテリ・パック３００の全体的な構造的安定性を高めることができる。また、補強プレート６０，１６０，２６０は、下部プレート３０，１３０，２３０だけではなく、上部プレート２０，１２０，２２０及び側面プレート４０，１４０，２４０と構造的に連結されている。従って、補強プレート６０，１６０，２６０は、二次電池１０，１１０，２１０の荷重を構造的に分散させ、たわみ現象を防止できるという効果がある。

このとき、上部プレートの折曲部２０ｂ，１２０ｂ，２２０ｂまたは／及び下部プレートの折曲部３０ａ，１３０ａ，２３０ａは、所定以下の高さ値を有することができる。図４を参照すれば、上部プレートの折曲部２０ｂ，１２０ｂ，２２０ｂと、下部プレートの折曲部３０ａ，１３０ａ，２３０ａとが重なって結合される場合、補強プレート６０，１６０，２６０が、上部プレート２０，１２０，２２０の上に、または下部プレート３０，１３０，２３０の下に形成され難い。従って、上部プレートの折曲部２０ｂ，１２０ｂ，２２０ｂは、所定以下の高さを有し、補強プレート６０，１６０，２６０が上部プレート２０，１２０，２２０上に形成されうるようにすることができる。また、下部プレートの折曲部３０ａ，１３０ａ，２３０ａも、所定以下の高さを有することにより、補強プレート６０，１６０，２６０が、下部プレート３０，１３０，２３０の下に形成されるようにすることができる。このとき、上部プレートの折曲部２０ｂ，１２０ｂ，２２０ｂと、下部プレートの折曲部３０ａ，１３０ａ，２３０ａとのうちいずれか１つの折曲部だけ所定以下の高さを有することもでき、２つの折曲部いずれも所定以下の高さを有することもできる。

このとき、補強プレート６０がバッテリ・モジュール１の外郭を取り囲んで形成されるということは、図１ないし図４に図示されているように、上部プレート２０、下部プレート３０及び側面プレート４０の外郭をいずれも取り囲んで形成されることに制限されるものではない。例えば、図５または図６を参照すれば、補強プレート６０は、上部プレート２０及び側面プレート４０の外郭を過ぎ、二次電池１０と下部プレート３０との間を通過するように形成されうる。図５は、図３の実施形態の第１変形例を図示したバッテリ・モジュール１’の分解斜視図である。図６は、図５の実施形態を積層したバッテリ・パック４００の概略的正面図である。ここで、補強プレート６０は、下部プレート３０と二次電池１０との間に配されもする。このように、補強プレート６０が、下部プレート３０と二次電池１０との間に配されれば、補強プレート６０が、下部プレート３０の下を通過するように形成されなくともよい。また、図示されてはいないが、補強プレート６０は、上部プレート２０と二次電池１０との間と、下部プレート３０と二次電池１０との間とを通過することもできる。このように、補強プレート６０を配すれば、例えば、第１バッテリ・モジュール１の下部プレート３０と、第２バッテリ・モジュール１００の上部プレート１２０との結合を阻害しないことが可能である。このように、補強プレート６０は、上部プレート２０、下部プレート３０及び側面プレート４０のあらゆる外郭に配されることに制限されるものではなく、前記プレートのうち少なくともいずれか１つのプレートの内側に配されて形成されもする。

また、補強プレート６０，１６０，２６０間の結合方法も、多様に結合可能である。例えば、図７または図８を参照すれば、各バッテリ・モジュール１，１００，２００に配された補強プレート６０，１６０，２６０が、連結プレートＣに結合され、各バッテリ・モジュール１，１００，２００の構造を維持できる。ここで、連結プレートＣは、一体のプレートとして構成されうる。従って、複数個の第１連結部材７０，１７０を使用することに比べて、単一連結プレートＣを使用し、構造的安定性を高めることができるという効果がある。このとき、補強プレート６０，１６０，２６０と連結プレートＣとの結合は、補強プレート６０，１６０，２６０の連結部６０ａ，１６０ａ，２６０ａと、連結プレートＣとの螺合を介してなされもする。または、補強プレート６０，１６０，２６０と連結プレートＣとの間に、溶接を介して結合されもする。

このとき、補強プレート６０，１６０，２６０との結合性を容易にし、補強プレート６０，１６０，２６０が占める空間を最小化するために、バッテリ・モジュール１，１００，２００の構成要素は、溝を具備できる。図９または図１０を参照しつつ説明する。図９は、図３の実施形態の第２変形例を図示したバッテリ・モジュール１”の分解斜視図である。図１０は、側面プレート４０’に、側面溝４０’ｇが形成されたところを図示した概略的斜視図である。

図９を参照すれば、上部プレート２０’に、補強プレート６０に対応して、上部溝２０’ｇが形成されうる。このように、上部プレート２０’に上部溝２０’ｇが形成され、補強プレート６０が動かないように支持でき、補強プレート６０が上部溝２０’ｇの深さほど内側に回るようになるので、補強プレート６０が占める空間を減らすこともできる。または、下部プレート３０’に下部溝３０’ｇが形成され、補強プレート６０が動かないように支持できる。このとき、補強プレート６０が下部溝３０’ｇの深さほど内側に入るようになるので、補強プレート６０が占める空間を減らすこともできる。このとき、上部プレート２０’または下部プレート３０’のうち少なくともいずれか１つのプレートに、溝が形成されもする。しかし、溝が形成されうる位置は、これに制限されるものではない。例えば、図１０を参照すれば、側面プレート４０’に側面溝４０’ｇが形成されうる。このとき、補強プレート６０が側面溝４０’ｇの深さほど内側に入るようになるので、補強プレート６０が占める空間を減らすこともできる。このように、上部溝２０’ｇ、下部溝３０’ｇまたは側面溝４０’ｇのうち少なくともいずれか１つの溝の結合によって、補強プレート６０が動かないように支持でき、補強プレート６０が占める空間を最小とし、補強プレート６０が他構成要素の構造的自由度を妨害しないようにできる。

また、バッテリ・モジュール１，１００，２００，１００１（図１２），１１００（図１２），１２００（図１２）の積層方法は、これに制限されるものではなく、多様な方法で積層されうる。また、これによって、隣接した補強プレート６０，１６０，２６０，１０６０（図１２），１１６０（図１２），１２６０（図１２）は、互いに結合されうる。例えば、図１１及び図１２を参照すれば、バッテリ・モジュール１，１００，２００，１００１，１１００，１２００が複数列をなして積層されうる。図１１は、図１の実施形態が複数列をなして積層されたところを図示した概略的斜視図である。図１２は、図１１の実施形態の概略的正面図である。ここで、補強プレート６０，１６０，２６０，１０６０，１１６０，１２６０は、隣接して配された他バッテリ・モジュール１，１００，２００，１００１，１１００，１２００の補強プレート６０，１６０，２６０，１０６０，１１６０，１２６０と、第１連結部材７０，１７０，２７０，１０７０，１１７０とで螺合されうる。

以下、説明の便宜のために、各バッテリ・モジュールを、図面符号によって、それぞれ第１バッテリ・モジュール１、第２バッテリ・モジュール１００、第３バッテリ・モジュール２００、第４バッテリ・モジュール１００１、第５バッテリ・モジュール１１００及び第６バッテリ・モジュール１２００とする。ここで、第１バッテリ・モジュール１の第１連結部６０ａと第２連結部６０ｂは、エンドプレート５０の中心を基準に、互いに対称ではないこともある。このように、第１連結部６０ａと第２連結部６０ｂとが互いに対称ではないので、隣接した第４バッテリ・モジュール１００１と隣接して配するとき、各連結部が互いに干渉されずに体積を最小化できる。すなわち、図１２を参照すれば、第１バッテリ・モジュール１の第２連結部６０ｂと、第４バッテリ・モジュール１００１の第１連結部１０６０ａは、互いに非対称に配されている。従って、各第２連結部６０ｂと第１連結部１０６０ａは、互いに干渉せず、従って、第１バッテリ・モジュール１と第４バッテリ・モジュールは、隣接して配されうる。

また、補強プレート６０，１６０，２６０，１０６０，１１６０，１２６０は、上下間の構造的連結だけではなく、左右の連結も行うことができる。例えば、第３バッテリ・モジュール２００と隣接した第６バッテリ・モジュール１２００は、第１連結部材２７０を介して互いに連結されうる。このように、最上位に配されるバッテリ・モジュール２００の補強プレート２６０，１２６０は、第３連結部２６０ｃ，１２６０ｃを具備できる。これと同様に、最下位に配された第２バッテリ・モジュール１００及び第５バッテリ・モジュール１１００は、互いに連結されうる。例えば、第２バッテリ・モジュール１００が具備した第３連結部１６０ｃと、第５バッテリ・モジュール１１００が具備した第３連結部１１６０ｃは、第１連結部材１１７０によって互いに機械的に連結されうる。

このように、補強プレート６０，１６０，２６０，１０６０，１１６０，１２６０は、上下構造だけを連結するのではなく、上下左右に隣接した補強プレート６０，１６０，２６０，１０６０，１１６０，１２６０と機械的に連結されうる。このとき、このような連結方法は、図１１または図１２に図示されているように、螺合に制限されるものではなく、溶接などの方法で連結されうる。また、連結方法は、第１連結部材７０，１７０，２７０，１０７０，１１７０，１２７０を介した連結に制限されるものではない。例えば、図７または図８に図示されたように、一体の連結プレートＣを介して、上下左右に対峙したバッテリ・モジュール１，１００，２００，１００１，１１００，１２００を連結できる。また、連結プレートＣを介して溶接されもする。

また、図示されてはいないが、複数個のバッテリ・モジュール１，１００，２００，１００１，１１００，１２００の外郭を単一連結プレートＣが取り囲み、複数個のバッテリ・モジュール１，１００，２００，１００１，１１００，１２００を、例えば、螺合などによって支持固定することもできる。

このように、複数個のバッテリ・モジュール１を積層したバッテリ・パック３００，４００，５００，６００は、電気自動車に適用されうる。二次電池１０を具備したバッテリ・パック３００，４００，５００，６００が膨張、または他の理由によってガスが発生することになれば、有毒ガスは、短時間に急激に発生する。このとき、発生する有毒ガスが、人間が使用する乗合空間内に流入すれば、人体に有害な影響を及ぼす。ここで、バッテリ・パック３００，４００，５００，６００を密封ケース内部に収容して密封し、密封ケースは、外部に連結されうる。このような危険を回避するために、バッテリ・パック３００，４００，５００，６００に、振動を減らす構造を有することができる。本発明の実施形態によるバッテリ・パック３００では、補強プレート６０が、バッテリ・モジュール１で、たわみ現象が発生する部分を支持することによって、バッテリ・モジュール１のたわみ現象及び振動現象を緩和させることができる。

従って、本発明によれば、複数個の二次電池を積層して形成されるバッテリ・モジュール１を、上下及び／または横に積層して形成されるバッテリ・パック３００，４００，５００，６００で、バッテリ・モジュールのたわみ現象及び振動発生を改善できる。

本発明の他の実施形態を図示する図１３を参照すれば、図示されたように、バッテリ・パック７００は、バッテリ・モジュール１，１００，２００を具備する。バッテリ・パック７００は、補強プレート７６０を具備し、補強プレート７６０は、バッテリ・モジュール１，１００，２００の周辺満を取り囲むというよりは、バッテリ・パック７００の外郭全体を取り囲むように延びることができる。

本発明のさらに他の実施形態を図示した図１４を参照すれば、図示されたように、バッテリ・パック８００は、バッテリ・モジュール１，１００，２００を具備できる。バッテリ・パック８００は、バッテリ・モジュール１，１００，２００の側面プレート４０，１４０，２４０を直接結合する連結部材８６０を具備できる。一例として、隣接したバッテリ・モジュール１，１００，２００の２つの側面プレート４０，１４０，２４０を１つの連結部材８６０で連結することができる。連結部材８６０は、側面プレート４０，１４０，２４０に連結領域８６０ａが溶接されたり、またはボルトやナットのような締結装置によって結合されうる。

本発明のさらに他の実施形態を図示した図１５を参照すれば、図示されたように、バッテリ・パック９００は、バッテリ・モジュール１，１００，２００を具備できる。バッテリ・パックは、側面プレート４０，１４０，２４０に連結された補強プレート９６１、及び隣接したバッテリ・モジュール１，１００，２００の側面プレート４０、１４０，２４０の補強プレート９６１に直接連結された連結部材９６０をさらに具備できる。連結部材９６０は、補強プレート９６１に、連結領域９６０ａが溶接されたり、またはボルトやナットのような締結装置によって結合されうる。

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、当技術分野で当業者であるならば、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。

本発明はバッテリ・パックを利用及び製造する産業に利用されうる。

１，１００，２００ バッテリ・モジュール
１０ 二次電池
１１ ケース
１２ 電極端子
１３ ベント
１４ バスバー
１５ 電極端子カバー
２０，１２０，２２０ 上部プレート
２０ａ 開口部
２０ｂ 折曲部
３０，１３０，２３０ 下部プレート
４０，１４０，２４０ 側面プレート
５０，１５０，２５０ エンドプレート
６０，６２，１６０，１６２，２６０，２６２ 補強プレート
７０，１７０ 第１連結部材
３００ バッテリ・パック
Ｃ 連結プレート
Ｏ 密封リング

Claims (13)

1. 互いに積層された複数個の二次電池と、前記二次電池を収容するハウジング・アセンブリを、それぞれ有する複数個のバッテリ・モジュールと、
   前記複数個のバッテリ・モジュールのうち少なくとも１つのバッテリ・モジュールのハウジング・アセンブリの周囲に延びる少なくとも１つの補強プレートと、を具備し、
   前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートと、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートとが、互いに結合され、
   前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートから延びる少なくとも一つの連結部と、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートから延びる少なくとも一つの連結部と、に連結される少なくとも１つの連結部材をさらに具備するバッテリ・パック。
2. 前記少なくとも１つの連結部材は、前記第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートと、前記第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートとに、溶接によって連結されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・パック。
3. 前記第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートのうち一つは、前記第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートのうち一つから、前記連結部材によって離れて配されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ・パック。
4. 前記各連結部は、螺合部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・モジュール
5. 前記少なくとも１つの連結部は、前記補強プレートから、前記二次電池から遠ざかる方向に延長されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・パック。
6. 前記複数個のバッテリ・モジュールのうち第１バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートの少なくとも１つの前記連結部は、前記複数個のバッテリ・モジュールのうち隣接した第２バッテリ・モジュールの少なくとも１つの前記補強プレートの少なくとも１つの前記連結部と、位置ずれして配されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・パック。
7. 少なくとも１つの前記連結部材に複数個の開口部が形成され、前記複数個の開口部の各々は、前記連結部のうち一つを収容するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・パック。
8. 少なくとも１つの前記連結部材は、それぞれ複数個の前記補強プレートのうち少なくとも１つの他の補強プレートと連結されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・パック。
9. 前記複数個のバッテリ・モジュールのうちいずれか１つのバッテリ・モジュールの前記ハウジング・アセンブリの周囲を完全に取り囲むように延びた少なくとも１つの前記補強プレートを具備することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・パック。
10. 前記ハウジング・アセンブリは、前記二次電池の第１側及び第２側に沿ってそれぞれ延びる第１プレートと第２プレートとを具備し、前記第１プレート及び前記第２プレートのうち少なくとも一つは、少なくとも１つの前記補強プレートを収容する溝部が形成されたことを特徴とする請求項１項に記載のバッテリ・パック。
11. 前記ハウジング・アセンブリは、前記二次電池の第３側に沿って延びる第３プレートをさらに具備し、前記第３プレートは、少なくとも１つの前記補強プレートのうち一つを収容するように溝部が形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のバッテリ・パック。
12. 前記二次電池は、それぞれ少なくとも１つの前記補強プレートから絶縁される電極端子カバーで覆われた電極端子を具備することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・パック。
13. 前記少なくとも１つの各補強プレートの形状は、実質的に四角形であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ・パック。

Images