JP7083831B2 - バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車 - Google Patents

バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車 Download PDF

Info

Publication number
JP7083831B2
JP7083831B2 JP2019536970A JP2019536970A JP7083831B2 JP 7083831 B2 JP7083831 B2 JP 7083831B2 JP 2019536970 A JP2019536970 A JP 2019536970A JP 2019536970 A JP2019536970 A JP 2019536970A JP 7083831 B2 JP7083831 B2 JP 7083831B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
case
battery
cell
battery module
case frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019536970A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020514980A (ja
Inventor
ジ-ス・ユン
ダル-モ・カン
ス-チャン・キム
ジョン-オ・ムン
ジェ-ウク・リュ
ホ-ジュン・チ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2020514980A publication Critical patent/JP2020514980A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7083831B2 publication Critical patent/JP7083831B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/178Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/548Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車に関する。
本出願は、2017年6月16日出願の韓国特許出願第10-2017-0076764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。
多様な製品への適用が容易であり、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用器機のみならず電気的駆動源によって駆動する電気自動車(Electric Vehicle,EV)、ハイブリッド自動車(Hybrid Electric Vehicle,HEV)またはゴルフカート(Golf cart)などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が一切発生しないという点で環境に優しく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約2.5V~4.6Vである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数の二次電池セルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量によって複数の二次電池セルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、前記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの個数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定することができる。
一方、複数の二次電池セルを直列接続したり並列接続したりしてバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックを構成する方法が通常である。
従来のバッテリーモジュールは一般的に、電気的に相互接続する複数個のバッテリーセル及びこれを収容するモジュールケースを含んで構成される。ここで、複数個のバッテリーセルの電気的な相互接続は溶接によって行われ、このような溶接は、各バッテリーセルの電極リードを多重に積層した後に行われる。より具体的に見れば、溶接のために相互に積層される電極リードの一部は、モジュールケースの内部に配置され、残りの部分は溶接のためにモジュールケースの外に露出する。これによって、従来のバッテリーモジュールにおいては、モジュールケース内で溶接のために相互積層される電極リードの一部が配置される空間が求められる。
しかし、このような電極リードの一部が配置される空間は、バッテリーセルのエネルギー密度と無関係なデッドスペースであるため、バッテリーモジュール全体の容積率低下の要因として作用するという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーセルの電極リードの電気的な接続時に発生し得るデッドスペースを最小化することができるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック、及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することを目的とする。
また、本発明は、容積率を高めてエネルギー密度を向上させることができるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック、及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することを他の目的とする。
上記の課題を達成するため、本発明は、両側へ電極リードが突出する少なくとも一つのバッテリーセルと、前記少なくとも一つのバッテリーセルの両側及び上側を覆い、且つ、一対のバスバーを備える少なくとも一つのセルケースであって、前記一対のバスバーは、一端部が前記電極リードに接続し、他端部が上側へ露出する、少なくとも一つのセルケースと、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。
前記少なくとも一つのバッテリーセルは、電極組立体と、前記電極組立体を収容するケース本体及び前記ケース本体から延びるケーステラスを含む電池ケースと、前記ケーステラスの両側へ突出する前記電極リードと、を含み、前記セルケースは、前記ケーステラスの両側及び前記電池ケースの上側を覆い得る。
前記セルケースは、前記ケーステラスの両側を覆う第1ケースフレーム及び第2ケースフレームと、前記電池ケースの上側を覆い、前記第1ケースフレームと前記第2ケースフレームとを連結する第3ケースフレームと、を含み得る。
前記一対のバスバーは、前記第1ケースフレーム及び前記第3ケースフレームに装着され、前記電極リードと接続する第1バスバーと、前記第2ケースフレーム及び前記第3ケースフレームに装着され、前記電極リードと接続する第2バスバーと、を含み得る。
前記第1ケースフレーム及び前記第2ケースフレームには、各々のバスバーの装着のためのバスバー装着溝が形成され得る。
前記一対のバスバーは、各々、前記バスバー装着溝に装着される本体プレートと、前記本体プレートの一端部から延び、前記電極リードと溶接されるリード接続部と、前記本体プレートの他端部から延び、前記第3ケースフレームに装着される上部露出部と、を含み得る。
前記リード接続部は、前記本体プレートから段差を付けて形成され、前記本体プレートが前記バスバー装着溝に装着されると、前記電極リードと接触して配置され得る。
前記バッテリーセルが複数個備えられて相互に積層され、前記セルケースが複数個備えられて各々のバッテリーセルを固定しながら相互に積層され得る。
前記バッテリーモジュールは、前記複数個のセルケースを固定するために前記複数個のセルケースに貫通して装着される少なくとも一つの固定用ビームを含み得る。
前記バッテリーモジュールは、前記複数個のセルケースの上側を覆い、複数個のバスバーの他端部を露出するバスバー露出開口が形成される上部カバーを含み得る。
前記バッテリーモジュールは、前記上部カバーから露出するバスバーと直列または並列に接続する少なくとも一つのバスバー接続部材を含み得る。
前記バッテリーモジュールは、前記複数個のセルケースの下側を覆い、前記複数個のセルケースを支持する下部カバーを含み得る。
前記バッテリーモジュールは、前記複数個のセルケースと前記下部カバーとの間に備えられる熱伝達部材を含み得る。
なお、本発明は、バッテリーパックであって、前述の実施例の少なくとも一つのバッテリーモジュールと、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージング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。
また、本発明は、自動車であって、前述の実施例による少なくとも一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。
以上のような多様な実施例により、バッテリーセルの電極リードの電気的な接続時に発生し得るデッドスペースを最小化することができるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することができる。
また、本発明の多様な実施例により、容積率を高めてエネルギー密度を向上させることができるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車を提供することができる。
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例を例示するものであり、発明の詳細な説明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をするため、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てはならない。
本発明の一実施例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1におけるバッテリーモジュールの分解斜視図である。 図2におけるバッテリーモジュールのバッテリーセルを説明するための図である。 図2におけるバッテリーモジュールのセルケースを説明するための図である。 図2におけるバッテリーモジュールのバッテリーセルとセルケースとの組立てを説明するための図である。 図2におけるバッテリーモジュールのバッテリーセルとセルケースとの組立てを説明するための図である。 図2におけるバッテリーモジュールのバッテリーセルとセルケースとの組立てを説明するための図である。 図2におけるバッテリーモジュールのバッテリーセルとセルケースとの組立てを説明するための図である。 本発明の他の実施例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。 本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。ここで説明される実施例は、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、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。
図1は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを説明するための図であり、図2は、図1におけるバッテリーモジュールの分解斜視図であり、図3は、図2におけるバッテリーモジュールのバッテリーセルを説明するための図であり、図4は、図2におけるバッテリーモジュールのセルケースを説明するための図である。
図1~図4を参照すれば、バッテリーモジュール10は、バッテリーセル100、セルケース200、固定用ビーム300、上部カバー400、下部カバー500、熱伝達部材600、及びバスバー接続部材700を含み得る。
前記バッテリーセル100は、二次電池であって、パウチ型二次電池として設けられ得る。このようなバッテリーセル100が複数個備えられて相互に積層され得、且つ電気的に相互接続し得る。
複数個のバッテリーセル100は、各々、電極組立体110、電池ケース130及び電極リード150を含み得る。
前記電極組立体110は、正極板、負極板及びセパレーターなどで構成され得る。前記電極組立体110については周知であるため、以下、詳しい説明を省略する。
前記電池ケース130は、樹脂層と金属層を含むラミネートシートからなり得、前記電極組立体110をパッケージングすることができる。このような前記電池ケース130は、ケース本体132及びケーステラス136を含み得る。
前記ケース本体132は、前記電極組立体110を収容することができる。このために、前記ケース本体132には、前記電極組立体110を収容できる収容空間が形成され得る。前記ケーステラス136は、前記ケース本体132から延び、前記電極組立体110をパッケージングできるよう封止処理され得る。
前記電極リード150は一対として備えられ、一対の電極リード150は、各々正極リード及び負極リードからなり得る。このような一対の電極リード150は、前記電極組立体110と電気的に接続し、前記電池ケース130の前記ケーステラス136の少なくとも一側、具体的には、前記ケーステラス136の両側の外へ突出し得る。
前記セルケース200は、前記少なくとも一つのバッテリーセル100の両側及び上側を覆い得る。具体的には、前記セルケース200は複数個備えられ、各々のセルケース200は、各々のバッテリーセル100の両側及び上側を覆い得る。具体的には、各々のセルケース200は、前記ケーステラス136の両側及び前記電池ケース130の上側を覆い得る。このような複数個のセルケース200は、各々のバッテリーセル100を固定しながら相互に積層され得る。
前記複数個のセルケース200は、各々、第1ケースフレーム210、第2ケースフレーム230、第3ケースフレーム250、及び一対のバスバー270、280を含み得る。
前記第1ケースフレーム210は、前記バッテリーセル100の前記ケーステラス136の両側のいずれか一側を覆い得る。このような前記第1ケースフレーム210には、後述する第1バスバー270の装着のためのバスバー装着溝212が形成され得る。
前記第2ケースフレーム230は、前記バッテリーセル100の前記ケーステラス136の両側のうち残りの一側を覆い得る。このような前記第2ケースフレーム230には、後述する第2バスバー280の装着のためのバスバー装着溝232が形成され得る。
前記第3ケースフレーム250は、所定の長さに長く形成され、前記電池ケース130の上側を覆い、前記第1ケースフレーム210と前記第2ケースフレーム230とを連結できる。
前記一対のバスバー270、280は、前記バッテリーセル100の電極リード150との電気的接続のためのものであって、一端部(リード接続部274)が前記電極リード150に接続し、他端部(上部露出部276)が前記セルケース200の上側へ露出し得る。
具体的には、前記一対のバスバー270、280は、第1バスバー270及び第2バスバー280として備えられ得る。
前記第1バスバー270は、前記第1ケースフレーム210及び前記第3ケースフレーム250に装着され、前記バッテリーセル100の前記ケーステラス136の両側のいずれか一側へ突出した電極リード150と接続し得る。
このような第1バスバー270は、本体プレート272、リード接続部274(図7参照)及び上部露出部276を含み得る。
前記本体プレート272は、金属材質として設けられ得、前記第1ケースフレーム210の前記バスバー装着溝212に装着され得る。
前記リード接続部274は、前記本体プレート272の一端部から延び、前記電極リード150と溶接などによって電気的に接続し得る。具体的には、前記リード接続部274は、前記本体プレート272から段差を付けて形成され、前記本体プレート272が前記バスバー装着溝212に装着されると、後方に配置される電極リード150と接触して配置され得、その後、接触した電極リード150と溶接などで接続され得る。
前記上部露出部276は、前記本体プレート272の他端部から延び、前記第3ケースフレーム250に装着され得る。このような前記上部露出部276は、後述するバスバー接続部材700と電気的に接続し得る。
前記第2バスバー280は、前記第2ケースフレーム230と前記第3ケースフレーム250に装着され、前記バッテリーセル100の前記ケーステラス136の両側のうち残りの一側へ突出した電極リード150と接続され得る。
このような第2バスバー280は、前記第1バスバー270と同様に、本体プレート282、リード接続部284及び上部露出部286を含み得る。
また、前記本体プレート282も、前記第1バスバー270の前記本体プレート272と同様に金属材質として設けられ得、前記第2ケースフレーム230の前記バスバー装着溝232に装着され得る。
前記リード接続部284は、前記本体プレート282の一端部から延び、前記電極リード150と溶接などによって電気的に接続し得る。具体的には、前記リード接続部284は、前記本体プレート282から段差を付けて形成され、前記本体プレート282が前記バスバー装着溝232に装着されると、後方に配置される電極リード150と接触して配置され得、その後、接触した電極リード150と溶接などによって接続し得る。
前記上部露出部286は、前記本体プレート282の他端部から延び、前記第3ケースフレーム250に装着され得る。このような前記上部露出部286は、後述するバスバー接続部材700と電気的に接続し得る。
前記固定用ビーム300は、前記複数個のセルケース200を固定するために、前記複数個のセルケース200に貫通して装着され得る。このような固定用ビーム300は、前記複数個のセルケース200相互間の固定力の向上のために複数個備えられ得る。
前記上部カバー400は、前記複数個のセルケース200の上側を覆い得る。このような上部カバー400には、前記複数個のバスバー270、280の他端部276、286、即ち、上部露出部276、286を露出するバスバー露出開口420が形成され得る。
前記下部カバー500は、前記複数個のセルケース200の下側及び前記複数個のバッテリーセル100の下側を覆い、前記複数個のセルケース200及び前記複数個のバッテリーセル100を支持できる。
前記熱伝達部材600は、前記複数個のセルケース200と前記下部カバー500との間に備えられ、前記複数個のバッテリーセル100の熱を前記下部カバー500側へより速く伝達できる。
前記バスバー接続部材700は、前記上部カバー400から露出するバスバー270、280と電気的に接続できる。本実施例において、前記バスバー接続部材700は、並列接続用として設けられ得る。
これによって、前記バスバー接続部材700は一対として設けられ、いずれか一つのバスバー接続部材700は、前記第1バスバー270を相互接続し、他の一つのバスバー接続部材700は、前記第2バスバー280を相互接続させ得る。
以下、本実施例による前記バッテリーモジュール10の組立工程についてより詳しく説明する。
図5~図8は、図2におけるバッテリーモジュールのバッテリーセルとセルケースとの組立てを説明するための図である。
図5及び図6を参照すれば、作業者などは、前記バッテリーセル100の前方に前記セルケース200を配置した後、前記バッテリーセル100と前記セルケース200とを相互に結合させることができる。この際、前記セルケース200の第1ケースフレーム210及び第2ケースフレーム230は、前記バッテリーセル100のケーステラス136の両側の前方を覆い得る。
これによって、バッテリーセル100は、前記セルケース200との相互結合によって角形化を実現することができる。即ち、前記バッテリーセル100が前記パウチ型二次電池として設けられても、前記セルケース200との結合によって角形に具現できるため、複数個の相互積層時に、より高い容積率を実現できると共に、組立工程の自動化及び部品共用化の面でも有利である。
図7及び図8を参照すれば、その後、作業者などは、前記第1ケースフレーム210に装着された前記第1バスバー270の前記リード接続部274と、前記リード接続部274の後方で前記リード接続部274に接触して配置される電極リード150とをレーザー溶接などによって溶接結合することができる。
前記バッテリーセル100と前記セルケース200との結合によって、前記電極リード150は、自然に前記第1バスバー270の前記リード接続部274の後方で前記リード接続部274と接触するため、前記溶接工程はより簡便に行われる。
前記作業者などは、前記第2ケースフレーム230に装着される前記第2バスバー280と前記電極リード150との溶接結合も、同様の方式で行うことができる。
その後、前記作業者などは、前記バッテリーセル100と結合した前記セルケース200を複数個積層した後、前記セルケース200の上側で前記バスバー接続部材700と前記バスバー270、280とを電気的に接続させることができる。
このように、本実施例においては、前記セルケース200の上側へ露出する前記バスバー270、280の前記上部露出部276、286を通じて前記バスバー接続部材700との電気的接続が前記バッテリーモジュール10の上側でより簡便に行われる。
また、本実施例において、前記セルケース200に装着されるバスバー270、280の一端部が前記バッテリーセル100の前記ケーステラス136の前方で前記電極リード150と接続し、他端部が前記バッテリーモジュール10の上側に向けて前記バッテリーモジュール10の上側で前記バスバー接続部材700と接続するため、複数のバッテリーセル100の電極リード150相互間の接続のために要求されていた折り曲げ空間が不要となり、前記バッテリーモジュール10内におけるデッドスペースの発生を最小化することができる。
このように、本実施例による前記バッテリーモジュール10は、前記セルケース200及び前記セルケース200に組み立てられている前記バスバー270、280によって、前記バッテリーセル100の前記電極リード150の電気的接続時に発生し得るデッドスペースを最小化することができる。
これによって、本実施例による前記バッテリーモジュール10は、前記バッテリーモジュール10の容積率をより高めることができ、前記バッテリーモジュール10のエネルギー密度をより向上させることができる。
図9は、本発明の他の実施例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。
本実施例によるバッテリーモジュール20は、前述の実施例の前記バッテリーモジュール10と類似であるため、以下、前述した実施例との差異を中心にして説明する。
図9を参照すれば、前記バッテリーモジュール20は、前述した実施例とは異なり、直列に接続される。このために、前記バッテリーモジュール20は、直列接続のためのバスバー接続部材800を含み得る。
前記バスバー接続部材800は、所定の長さに長く形成され、複数個備えられ得る。複数個のバスバー接続部材800は、直列接続のために、対応する第1バスバー270と第2バスバー280とを相互接続し得る。
このように、前記バッテリーモジュール20は、前述の実施例とは異なり、直列にも接続可能であり、このような直列接続も、前記複数個のセルケース200を通じて前記複数個のセルケース200の上側でより簡便に行うことができる。
図10は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
図10を参照すれば、バッテリーパック1は、前述の実施例による少なくとも一つのバッテリーモジュール10と、前記少なくとも一つのバッテリーモジュール10をパッケージングするパックケース50と、を含み得る。また、前記バッテリーパック1は、前述の実施例の少なくとも一つのバッテリーモジュール20を含み得る。
このような前記バッテリーパック1は、自動車の燃料源として、自動車に具備できる。例えば、前記バッテリーパック1は、電気自動車やハイブリッド自動車の他、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で自動車に備えられ得る。また、前記バッテリーパック1は、前記自動車のみならず、二次電池を用いる電力貯蔵装置(Energy Storage System)などのその他の装置や器具及び設備などにも備えられ得る。
このように、本実施例による前記バッテリーパック1と前記自動車のような前記バッテリーパック1を備える装置や器具及び設備は、前述のバッテリーモジュール10を含むことから、前述のバッテリーモジュール10による長所を全て有するバッテリーパック1及びこれを備える自動車などの装置や器具及び設備などを実現することができる。
以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者であれば、だれでも多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は特許請求の範囲内に含まれる。
1 バッテリーパック
10 バッテリーモジュール
20 バッテリーモジュール
50 パックケース
100 バッテリーセル
110 電極組立体
130 電池ケース
132 ケース本体
136 ケーステラス
150 電極リード
200 セルケース
210 第1ケースフレーム
212 バスバー装着溝
230 第2ケースフレーム
232 バスバー装着溝
250 第3ケースフレーム
270 第1バスバー
272 本体プレート
274 一端部,リード接続部
276 他端部,上部露出部
280 第2バスバー
282 本体プレート
284 リード接続部
286 他端部,上部露出部
300 固定用ビーム
400 上部カバー
420 バスバー露出開口
500 下部カバー
600 熱伝達部材
700 バスバー接続部材
800 バスバー接続部材

Claims (13)

  1. 両側へ電極リードが突出する少なくとも一つのバッテリーセルと、
    前記少なくとも一つのバッテリーセルの両側及び上側を覆い、且つ、一対のバスバーを備える少なくとも一つのセルケースであって、前記一対のバスバーが各々、前記電極リードに接続するリード接続部、及び上側へ露出する上部露出部を含む、少なくとも一つのセルケースと、
    を含み、
    前記少なくとも一つのバッテリーセルが、
    電極組立体と、
    前記電極組立体を収容するケース本体及び前記ケース本体から延びるケーステラスを含む電池ケースと、
    前記ケーステラスの両側へ突出する前記電極リードと、
    を含み、
    前記セルケースが、前記ケーステラスの両側及び前記電池ケースの上側を覆い、
    前記セルケースが、
    前記ケーステラスの両側を覆う第1ケースフレーム及び第2ケースフレームと、
    前記電池ケースの上側を覆い、前記第1ケースフレームと前記第2ケースフレームとを連結する第3ケースフレームと、
    を含み、
    前記リード接続部が、前記第1ケースフレーム及び前記第2ケースフレームに設けられ、前記上部露出部が、前記第3ケースフレームに装着され
    前記バッテリーセルが複数個備えられて相互に積層され、
    前記セルケースが複数個備えられて各々のバッテリーセルを固定しながら相互に積層され、
    複数個のセルケースを固定するために前記複数個のセルケースに貫通して装着される少なくとも一つの固定用ビームを含むことを特徴とするバッテリーモジュール。
  2. 前記一対のバスバーが、
    前記第1ケースフレーム及び前記第3ケースフレームに装着され、前記電極リードと接続する第1バスバーと、
    前記第2ケースフレーム及び前記第3ケースフレームに装着され、前記電極リードと接続する第2バスバーと、
    を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。
  3. 両側へ電極リードが突出する少なくとも一つのバッテリーセルと、
    前記少なくとも一つのバッテリーセルの両側及び上側を覆い、且つ、一対のバスバーを備える少なくとも一つのセルケースであって、前記一対のバスバーが各々、前記電極リードに接続するリード接続部、及び上側へ露出する上部露出部を含む、少なくとも一つのセルケースと、
    を含み、
    前記少なくとも一つのバッテリーセルが、
    電極組立体と、
    前記電極組立体を収容するケース本体及び前記ケース本体から延びるケーステラスを含む電池ケースと、
    前記ケーステラスの両側へ突出する前記電極リードと、
    を含み、
    前記セルケースが、前記ケーステラスの両側及び前記電池ケースの上側を覆い、
    前記セルケースが、
    前記ケーステラスの両側を覆う第1ケースフレーム及び第2ケースフレームと、
    前記電池ケースの上側を覆い、前記第1ケースフレームと前記第2ケースフレームとを連結する第3ケースフレームと、
    を含み、
    前記一対のバスバーが、
    前記第1ケースフレーム及び前記第3ケースフレームに装着され、前記電極リードと接続する第1バスバーと、
    前記第2ケースフレーム及び前記第3ケースフレームに装着され、前記電極リードと接続する第2バスバーと、
    を含み、
    前記バッテリーセルが複数個備えられて相互に積層され、
    前記セルケースが複数個備えられて各々のバッテリーセルを固定しながら相互に積層され、
    複数個のセルケースを固定するために前記複数個のセルケースに貫通して装着される少なくとも一つの固定用ビームを含むことを特徴とする、バッテリーモジュール。
  4. 前記第1ケースフレーム及び前記第2ケースフレームには、
    各々のバスバーの装着のためのバスバー装着溝が形成されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記一対のバスバーが、各々、
    前記バスバー装着溝に装着される本体プレートと、
    前記本体プレートの一端部から延び、前記電極リードと溶接される前記リード接続部と、
    前記本体プレートの他端部から延び、前記第3ケースフレームに装着される前記上部露出部と、
    を含むことを特徴とする、請求項4に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記リード接続部が、
    前記本体プレートから段差を付けて形成され、前記本体プレートが前記バスバー装着溝に装着されると、前記電極リードと接触して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。
  7. 両側へ電極リードが突出する少なくとも一つのバッテリーセルと、
    前記少なくとも一つのバッテリーセルの両側及び上側を覆い、且つ、一対のバスバーを備える少なくとも一つのセルケースであって、前記一対のバスバーが各々、前記電極リードに接続するリード接続部、及び上側へ露出する上部露出部を含む、少なくとも一つのセルケースと、
    を含み、
    前記バッテリーセルが複数個備えられて相互に積層され、
    前記セルケースが複数個備えられて各々のバッテリーセルを固定しながら相互に積層され
    複数個のセルケースを固定するために前記複数個のセルケースに貫通して装着される少なくとも一つの固定用ビームを含むことを特徴とするバッテリーモジュール。
  8. 複数個のセルケースの上側を覆い、複数個のバスバーの他端部を露出するバスバー露出開口が形成される上部カバーを含むことを特徴とする、請求項からのいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  9. 複数個のバスバーの前記上部露出部と直列または並列に接続する少なくとも一つのバスバー接続部材を含むことを特徴とする、請求項からのいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  10. 複数個のセルケースの下側を覆い、前記複数個のセルケースを支持する下部カバーを含むことを特徴とする、請求項からのいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
  11. 前記複数個のセルケースと前記下部カバーとの間に備えられる熱伝達部材を含むことを特徴とする、請求項10に記載のバッテリーモジュール。
  12. 請求項1から11のいずれか一項に記載の少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
    前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージング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。
  13. 請求項12に記載の少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車。
JP2019536970A 2017-06-16 2018-04-03 バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車 Active JP7083831B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0076764 2017-06-16
KR1020170076764A KR102160276B1 (ko) 2017-06-16 2017-06-16 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
PCT/KR2018/003940 WO2018230819A1 (ko) 2017-06-16 2018-04-03 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020514980A JP2020514980A (ja) 2020-05-21
JP7083831B2 true JP7083831B2 (ja) 2022-06-13

Family

ID=64659797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019536970A Active JP7083831B2 (ja) 2017-06-16 2018-04-03 バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11158895B2 (ja)
EP (1) EP3561902B1 (ja)
JP (1) JP7083831B2 (ja)
KR (1) KR102160276B1 (ja)
CN (1) CN110178245B (ja)
WO (1) WO2018230819A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102514123B1 (ko) 2018-04-19 2023-03-23 주식회사 엘지에너지솔루션 용접을 용이하게 할 수 있는 버스바 프레임 구조를 구비하는 단위 모듈 및 이를 포함하는 배터리 모듈
US11777149B2 (en) * 2019-03-01 2023-10-03 Paladin Power, Inc. Stackable battery bussing system
KR102469872B1 (ko) 2019-04-15 2022-11-23 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
KR20210044099A (ko) * 2019-10-14 2021-04-22 주식회사 엘지화학 배터리 셀, 이러한 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩
KR20210077971A (ko) * 2019-12-18 2021-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈
CN111477800A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 昆山宝创新能源科技有限公司 电池模块、电池包和车辆
CN111477828A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 昆山宝创新能源科技有限公司 电池模块及具有其的电池模组和汽车
CN111477829A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 昆山宝创新能源科技有限公司 电池模组和汽车
KR20220023434A (ko) * 2020-08-21 2022-03-02 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈, 이를 포함하는 전지 팩 및 전지 팩 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160126523A1 (en) 2014-11-03 2016-05-05 Lg Chem, Ltd. Battery pack
WO2017082528A1 (ko) 2015-11-10 2017-05-18 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4797385B2 (ja) 2005-01-21 2011-10-19 ソニー株式会社 電池パック
TWI308806B (en) 2005-01-21 2009-04-11 Sony Corp Battery pack
KR100948002B1 (ko) 2006-03-06 2010-03-18 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
KR101305250B1 (ko) * 2011-07-25 2013-09-06 주식회사 엘지화학 신뢰성이 향상된 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩
KR20130065291A (ko) 2011-12-09 2013-06-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101392799B1 (ko) * 2012-06-07 2014-05-14 주식회사 엘지화학 안정성이 향상된 구조 및 높은 냉각 효율성을 갖는 전지모듈
JP2014203763A (ja) 2013-04-09 2014-10-27 日産自動車株式会社 電池パックの温度調節構造
US20160043366A1 (en) * 2013-04-19 2016-02-11 Nec Energy Devices, Ltd. Battery production method and battery module
JP2015022849A (ja) * 2013-07-17 2015-02-02 三井造船株式会社 ラミネートセルユニット、電池モジュール、ラミネートセルユニットの製造方法及び電池モジュールの製造方法
US9748548B2 (en) * 2013-07-30 2017-08-29 Johnson Controls Technology Company Pouch frame with integral circuitry for battery module
KR101717199B1 (ko) * 2013-08-29 2017-03-16 주식회사 엘지화학 전압 센싱용 접속 돌기부가 형성되어 있는 전지셀 및 이를 포함하는 전지모듈
KR102030111B1 (ko) 2013-09-04 2019-10-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101688488B1 (ko) 2013-09-17 2016-12-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리모듈
KR101785538B1 (ko) 2014-07-31 2017-10-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR101840417B1 (ko) 2014-09-15 2018-03-20 주식회사 엘지화학 냉매 유로의 절곡이 최소화된 냉각 구조를 포함하는 전지모듈
DE102014225958A1 (de) 2014-12-16 2016-06-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug
KR102317500B1 (ko) 2015-04-29 2021-10-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102058689B1 (ko) * 2015-09-22 2019-12-23 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR101935013B1 (ko) 2015-09-25 2019-01-03 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
JP6667255B2 (ja) 2015-10-22 2020-03-18 株式会社エンビジョンAescジャパン 組電池および組電池の製造方法
KR102047481B1 (ko) 2015-10-30 2019-11-21 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102032504B1 (ko) 2015-11-06 2019-11-08 주식회사 엘지화학 내충격성이 향상된 배터리 모듈
KR101991925B1 (ko) 2015-12-04 2019-06-21 주식회사 엘지화학 그립핑부가 구비되어 있는 카트리지를 포함하고 있는 전지모듈

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160126523A1 (en) 2014-11-03 2016-05-05 Lg Chem, Ltd. Battery pack
WO2017082528A1 (ko) 2015-11-10 2017-05-18 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
US11158895B2 (en) 2021-10-26
KR20180137293A (ko) 2018-12-27
EP3561902B1 (en) 2024-06-05
JP2020514980A (ja) 2020-05-21
WO2018230819A1 (ko) 2018-12-20
KR102160276B1 (ko) 2020-09-25
CN110178245B (zh) 2022-05-27
EP3561902A1 (en) 2019-10-30
EP3561902A4 (en) 2020-06-17
CN110178245A (zh) 2019-08-27
US20190348727A1 (en) 2019-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7083831B2 (ja) バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車
JP6692917B2 (ja) バッテリーモジュール、このバッテリーモジュールを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車
JP6496454B2 (ja) バッテリーモジュール、該バッテリーモジュールを含むバッテリーパック及び該バッテリーパックを含む自動車
JP6552059B2 (ja) バッテリーモジュールアレイ
KR102058689B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
JP6681987B2 (ja) バッテリーモジュール、該バッテリーモジュールを含むバッテリーパック及び該バッテリーパックを含む自動車
JP6588573B2 (ja) バッテリーモジュール、バッテリーモジュールを含むバッテリーパック、及びバッテリーパックを含む自動車
JP7072662B2 (ja) バッテリーセル組立体、該バッテリーセル組立体を含むバッテリーモジュール、該バッテリーモジュールを含むバッテリーパック及び該バッテリーパックを含む自動車
CN110870094B (zh) 电池模块、以及包括该电池模块的电池组和车辆
JP7045592B2 (ja) バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び該バッテリーパックを含む自動車
KR102258817B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
JP7062164B2 (ja) バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車
JP7062162B2 (ja) バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車
JP7083897B2 (ja) バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車
KR20130110943A (ko) 신규한 구조의 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP6827538B2 (ja) バッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及びこのバッテリーパックを含む自動車
KR20180107569A (ko) 배터리 팩
JP7090725B2 (ja) バッテリーセル、これを含むバッテリーモジュール、バッテリーラック及び電力貯蔵装置
JP7055483B2 (ja) 両方向締結構造を有するコネクタを含む電池モジュール
KR20210048329A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP2021532563A (ja) バッテリーパック及びそれを含む自動車
KR102633457B1 (ko) 배터리 모듈 어셈블리
KR102201333B1 (ko) 내부 텐션-바를 포함하는 배터리 팩
KR102167624B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20240007856A (ko) 벤팅 구조가 개선된 전지 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190705

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190705

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200907

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210927

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20211222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220516

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220601

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7083831

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150