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JP7640585B2 - バッテリーパック及びこれを含む自動車 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリーパック及びそれを含む自動車に関する。
本出願は、２０２１年０２月２２日出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００２３５５０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、すべて本出願に組み込まれる。
製品群に応じた適用性が高く、且つ、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、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギー使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。
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～４．５Ｖ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、複数のバッテリー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バッテリー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、上記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの数は、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可能である。
なお、複数のバッテリーセルを直列・並列接続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やバッテリーラックを構成する方法が一般的である。
このような従来のバッテリーパックの場合、バッテリーセルの冷却性能をより高めることができる水冷方式として、バッテリーセルを収容するパックフレーム内に冷却水などを直接満たすことで水冷構造を具現する触接水冷方式がある。
このような直接水冷方式の場合、直接水冷方式の特性上、防水構造が特に重要である。従来のバッテリーパックの場合、バッテリーセルを個別的にパックフレームなどに締まりばめの形態で防水構造を確保していた。
しかし、従来のバッテリーパックの場合、個別のバッテリーセルを各々パックフレームに締まりばめの形態で嵌めるため、作業工程が複雑であり、バッテリーセルの個数が増加すると、漏洩（ｌｅａｋ）が発生する可能性の高くなるという問題がある。
そこで、防水工程を単純化できる防水構造を具現すると共に、防水信頼性を向上させることができるバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供できる方案が求められる。
本発明は、防水工程を単純化できる防水構造を具現すると共に、防水信頼性を向上させることができるバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、バッテリーパックであって、複数個のバッテリーセルを含むバッテリーセルアセンブリーと、前記バッテリーセルアセンブリーの複数個のバッテリーセルの間に満たされた冷却剤と、前記冷却剤と前記バッテリーセルアセンブリーを収容するパックケースと、前記パックケース内に所定の高さで備えられ、前記バッテリーセルアセンブリーの下端部を少なくとも部分的にカバーする防水接着剤と、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。
前記バッテリーセルアセンブリーは、前記複数個のバッテリーセルと、前記複数個のバッテリーセルの一側を支持する第１ケースと、前記第１ケースに備えられ、前記複数個のバッテリーセルの一側を固定するセル接着剤と、前記セル接着剤と所定の距離で離隔し、前記複数個のバッテリーセルの他側を支持する第２ケースと、前記第２ケースに備えられ、前記複数個のバッテリーセルと電気的に接続されるバスバーユニットと、を含み得る。
前記冷却剤は、前記第１ケース内で前記複数個のバッテリーセルの間に満たされ得る。
前記第１ケースは、前記複数個のバッテリーセルの一側をカバーするカバーフレームと、前記カバーフレームから延び、前記複数個のバッテリーセルの最外郭の両側に備えられる一対のメイン支持部と、前記一対のメイン支持部の間に備えられ、前記複数個のバッテリーセルを仕切る少なくとも一つのセル仕切り部と、を含み得る。
前記セル接着剤は、前記一対のメイン支持部と前記少なくとも一つのセル仕切り部との間に満たされ得る。
前記バッテリーセルアセンブリーは、前記第１ケースまたは第２ケースに備えられ、前記バッテリーセルアセンブリーの剛性を補強するために所定の長さに形成された少なくとも一つの剛性補強リブを含み得る。
前記第１ケース及び前記第２ケースは、プラスチック材質で設けられ得る。
前記パックケースは、前記バッテリーセルアセンブリーを支持するベースケースと、前記ベースケースの両側に備えられ、前記バッテリーセルアセンブリーの上端部と結合するクロスビームと、を含み得る。
前記防水接着剤は、前記ベースケースの内面に所定の高さに満たされ得る。
前記バッテリーパックは、前記バッテリーセルアセンブリーのバッテリーセルの腐食を防止するように前記パックケース内に備えられる腐食防止部材を含み得る。
前記腐食防止部材は、前記冷却剤に溶解されている酸素と反応する脱酸素剤を含み得る。
前記バッテリーセルアセンブリーは、前記複数個のバッテリーセルが挿入され、前記複数個のバッテリーセルを支持するように設けられる中間フレームを含み得る。
前記中間フレームは、前記複数個のバッテリーセルが挿入されるフレーム本体と、前記フレーム本体に備えられ、前記複数個のバッテリーセルの間に配置される補強リブと、を含み得る。
なお、本発明は、自動車であって、前述した実施例によるバッテリーパックを少なくとも一つ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って、防水工程を単純化できる防水構造を具現すると共に、防水信頼性が向上可能なバッテリーパック及びそれ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パックを説明するための図である。 図１のバッテリーパックのバッテリーセルアセンブリーを説明するための図である。 図２のバッテリーセルアセンブリーのバッテリーセルを説明するための図である。 図１のパックケースを説明するための図である。 図１のバッテリーパックの組立工程を説明するための図である。 図１のバッテリーパックの組立工程を説明するための図である。 図１のバッテリーパックの組立工程を説明するための図である。 図１のバッテリーパックの組立工程を説明するための図である。 図１のバッテリーパックの組立工程を説明するための図である。 図１のバッテリーパックの異常状況の発生時において安全性確保メカニズム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パック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パックを説明するための図である。 本発明のさらに他の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。 本発明のさらに他の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。 本発明のさらに他の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。 本発明の一実施例による自動車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されて示され得る。
図１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１を参照すると、バッテリーパック１０は、バッテリーセルアセンブリー１００と、冷却剤２００と、パックケース３００と、防水接着剤４００と、を含み得る。
前記バッテリーセルアセンブリー１００は、複数個のバッテリーセル１１０を含み得る。以下、前記バッテリーセルアセンブリー１００については、図面を参照して詳しく説明する。
図２は、図１のバッテリーパックのバッテリーセルアセンブリーを説明するための図であり、図３は、図２のバッテリーセルアセンブリーのバッテリーセルを説明するための図である。
図２、図３、及び前述した図１を参照すると、前記バッテリーセルアセンブリー１００は、複数個のバッテリーセル１１０と、第１ケース１２０と、セル接着剤１３０と、第２ケース１４０と、バスバーユニット１５０と、を含み得る。
前記複数個のバッテリーセル１１０は二次電池であって、円筒型二次電池、パウチ型二次電池、または角形二次電池として備えられ得る。以下、本実施例では、前記複数個のバッテリーセル１１０が円筒型二次電池であることに限定して説明する。
各々のバッテリーセル１１０の上部には、ガスや火炎などを排出するためのベント部１１５が備えられ得る。前記ベント部１１５は、前記バッテリーセル１１０の上部で周辺領域よりも薄い厚さに形成され得る。それは、前記バッテリーセル１１０に異常状況が発生して内圧が一定の水準以上に増加すると、破断することで前記バッテリーセル１１０の外へ前記ガスや火炎をより容易に排出するためである。
前記ベント部１１５は、所定の大きさの開口またはノッチ形状で備えられ得る。また、前記ベント部１１５は、前記所定の大きさの開口に一定の水準以上の圧力で破断するフィルムなどをさらに加える構造に形成されることも可能である。
各々のバッテリーセル１１０の外周面には、絶縁チューブ１１８が備えられ得る。前記絶縁チューブ１１８は、前記バッテリーセル１１０の絶縁のためのものであって、前記バッテリーセル１１０の外周面をカバーし得る。これによって、前記絶縁チューブ１１８は、前記複数個のバッテリーセル１１０の個数に対応するように複数個が備えられ得る。前記複数個の絶縁チューブ１１８は、収縮チューブとして備えられ得る。
前記第１ケース１２０は、前記複数個のバッテリーセル１１０の一側を支持し得る。具体的には、前記第１ケース１２０は、前記複数個のバッテリーセル１１０の上側を支持し得る。
前記第１ケース１２０は、プラスチック材質で設けられ得る。前記第１ケース１２０は、後述するパックケース３００と結合することで、後述する冷却剤２００の漏水を防止する防水構造を形成し得る。ここで、前記第１ケース１２０と後述するパックケース３００は、組立工程の単純化などのために接着剤などによって接着結合し得る。
以下、前記第１ケース１２０についてより詳しく説明する。
前記第１ケース１２０は、カバーフレーム１２２と、メイン支持部１２４と、セル仕切り部１２６と、を含み得る。
前記カバーフレーム１２２は、前記複数個のバッテリーセル１１０の一側をカバーし得る。具体的には、前記カバーフレーム１２２は、前記複数個のバッテリーセル１１０の上部をカバーし、前記バッテリーセルアセンブリー１００の上部を形成し得る。
このような前記カバーフレーム１２２は、後述するパックケース３００のクロスビーム３３０と接着剤などによって接着結合し得る。前記接着剤は、熱伝導性接着剤であってもよく、後述する防水接着剤４００と同じ材質で備えられ得る。
前記メイン支持部１２４は、一対が備えられ得る。前記一対のメイン支持部１２４は、前記カバーフレーム１２２から延び、前記複数個のバッテリーセル１１０の最外郭の両側に備えられ得る。
前記セル仕切り部１２６は、前記カバーフレーム１２２から所定の長さで突出して形成され得る。このような前記セル仕切り部１２６は、前記第１ケース１２０内で前記複数個のバッテリーセル１１０を各々仕切り、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が備えられ得る。以下、本実施例では、前記セル仕切り部１２６が複数個で備えられることに限定して説明する。
前記複数個のセル仕切り部１２６は、前記カバーフレーム１２２から所定の長さで突出し、前記一対のメイン支持部１２４の間に備えられ、前記複数個のバッテリーセル１１０を仕切り得る。
前記セル接着剤１３０は、前記第１ケース１２０に備えられ、前記複数個のバッテリーセル１１０の一側を固定し得る。具体的には、前記セル接着剤１３０は、前記複数個のバッテリーセル１１０の上部を固定し得る。
前記セル接着剤１３０は、前記一対のメイン支持部１２４と前記少なくとも一つのセル仕切り部１２６の間に満たされ得る。このような前記セル接着剤１３０は、熱伝導性接着剤であり得、後述する防水接着剤４００と同じ材質で備えられ得る。
前記第２ケース１４０は、前記セル接着剤１３０と所定の距離で離隔し、前記複数個のバッテリーセル１１０の他側を支持し得る。具体的には、前記第２ケース１４０は、前記複数個のバッテリーセル１１０の下側を支持し得る。このような前記第２ケース１４０は、前記第１ケース１２０のようにプラスチック材質で設けられ得る。
以下、前記第２ケース１４０についてより詳しく説明する。
前記第２ケース１４０は、載置フレーム１４２及びセル仕切り部１４６を含み得る。
前記載置フレーム１４２は、前記バッテリーセル１１０の下側を支持すると共に、後述するバスバーユニット１５０と前記バッテリーセル１１０との電気的結合をガイドし得る。このような前記載置フレーム１４２には、前記バッテリーセル１１０と前記バスバーユニット１５０の電気的結合をガイドするガイド開口が備えられ得る。
前記セル仕切り部１４６は、前記載置フレーム１４２から所定の長さで突出して形成され得る。前記セル仕切り部１４６は、前記第２ケース１４０内で前記複数個のバッテリーセル１１０を各々仕切り、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が備えられ得る。以下、本実施例では、前記セル仕切り部１４６が複数個で備えられることに限定して説明する。
前記バスバーユニット１５０は、前記第２ケース１４０に備えられ、前記複数個のバッテリーセル１１０と電気的に接続され得る。このような前記バスバーユニット１５０は、前記複数個のバッテリーセル１１０とレーザー溶接またはワイヤボンディングなどで接続され得る。
図１をさらに参照すると、前記冷却剤２００は、前記バッテリーセルアセンブリー１００の複数個のバッテリーセル１１０の間に満たされ得る。このような前記冷却剤２００は、前記第１ケース１２０内で前記複数個のバッテリーセル１１０の間に満たされ得る。
前記冷却剤２００は、冷却水または絶縁油などで備えられ得る。即ち、本実施例の場合、前記冷却剤２００による直接水冷式構造のバッテリーモジュールであり得る。以下、本実施例では、前記冷却剤２００が、冷却水で備えられることに限定して説明する。
前記パックケース３００は、前記冷却剤２００と前記バッテリーセルアセンブリー１００を収容し得る。このために、前記パックケース３００には、前記バッテリーセルアセンブリー１００及び前記冷却剤２００を収容する収容空間が設けられ得る。
図４は、図１のパックケースを説明するための図である。
図４及び図１をさらに参照すると、前記パックケース３００は、ベースケース３１０及びクロスビーム３３０を含み得る。
前記ベースケース３１０は、前記バッテリーセルアセンブリー１００を支持し得る。このために、前記ベースケース３１０は、前記バッテリーセルアセンブリー１００を支持可能な所定の面積を有し得る。
前記クロスビーム３３０は、前記ベースケース３１０の両側に備えられ、前記バッテリーセルアセンブリー１００の上端部と結合し得る。具体的には、前記クロスビーム３３０は、前記第１ケース１２０のカバーフレーム１２２の両端部と結合し得る。
前記クロスビーム３３０は、前記パックケース３００の外部から印加される外部衝撃などを吸収または緩衝させ、前記パックケース３００の内部のバッテリーセル１１０側への衝撃伝達を防止できる。
また、図１～図４をさらに参照すると、前記防水接着剤４００は、前記パックケース３００内に所定の高さで備えられ、前記バッテリーセルアセンブリー１００の下端部を少なくとも部分的にカバーし得る。
具体的には、前記防水接着剤４００は、前記ベースケース３１０の内面に所定の高さに満たされるように備えられ得る。前記防水接着剤４００中に、前記バッテリーセルアセンブリー１００の前記バッテリーセル１１０の下側部、前記第２ケース１４０、及び前記バスバーユニット１５０が浸り得る。
本実施例の場合、前記防水接着剤４００によって、前記パックケース３００内に前記バッテリーセルアセンブリー１００を固定しながら前記冷却剤２００を前記パックケース３００内に密封できるので、防水工程をより単純化することができ、製造コストを節減すると共に、防水信頼性を向上させることができる。
以下では、前記防水接着剤４００についてより具体的に説明する。
前記防水接着剤４００は、ポッティングレジン（防水接着剤）４００として備えられ得る。前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００は、冷却及び接着性能の高いシリコーンレジンまたはウレタンレジンを含み得る。これは、例示であるだけであり、前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００は、冷却及び接着性能の高いアクリルレジン、エポキシレジンなど、その他のレジン物質で備えられ得る。
前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００は、相変化物質（Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）を含み得る。これは、前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００の冷却性能をより向上させるためであり、前記バッテリーセル１１０の熱エネルギーを相変化によってより低めるためである。例えば、前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００は、パラフィン物質を含み得る。このような前記パラフィン物質は、３３℃～４６℃の温度で相変化が発生して吸熱反応することによって、前記バッテリーセル１１０の冷却性能を効果的に高め得る。前記パラフィン物質は、前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００の注入時、注液性能がより高くなるようにアクリルコーティングなどでカプセル化して適用可能である。
前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００は、難燃材を含み得る。前記難燃材は、セラミック系の難燃材であって、前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００に添加され得る。例えば、前記水酸化アルミニウムとして備えられ得る。
これによって、前記ポッティングレジン（防水接着剤）４００は、シリコーンレジンやウレタンレジンなどのレジン物質、相変化物質であるパラフィン物質及び水酸化アルミニウムなどの難燃材などを含む複合レジンで備えられることで、防水機能を具現しながら前記バッテリーセル１１０の冷却性能を大幅に向上させると共に、前記バッテリーセル１１０に異常状況が発生したとき、周辺への熱伝達などをより効果的に遮断できる。
以下では、本実施例による前記バッテリーパック１０の組立工程について説明する。
図５～図９は、図１のバッテリーパックの組立工程を説明するための図である。
図５を参照すると、製造者などは、前記バッテリーセルアセンブリー１００の前記第１ケース１２０を覆して配置し、内部に前記セル接着剤１３０を所定の高さに満たした後、前記メイン支持部１２４の間で前記バッテリーセル１１０を覆して前記セル仕切り部１２６の間に配置されて固定されるようにし得る。
図６を参照すると、その後、前記製造者などは、前記バッテリーセル１１０をカバーするように前記第２ケース１４０を設け得る。図７を参照すると、その後、前記製造者などは、前記バスバーユニット１５０を前記第２ケース１４０の前記載置フレーム１４２の上に載置し得る。図８を参照すると、その後、前記製造者などは、前記バスバーユニット１５０と前記バッテリーセル１１０をレーザー溶接またはワイヤボンディングなどによって相互に電気的に接続し得る。
図９を参照すると、その後、前記製造者などは、前記バッテリーセルアセンブリー１００を覆して反転させた後、前記防水接着剤４００が満たされた前記パックケース３００内に前記バッテリーセルアセンブリー１００を固定し得る。その後、前記製造者などは、前記バッテリーセルアセンブリー１００内に、前記冷却剤２００（図１参照）を注入し得る。ここで、前記冷却剤２００の注入は、前記バッテリーセルアセンブリー１００及び前記パックケース３００の少なくとも一つに形成される冷却剤注入口などを通じて行われ得る。前記冷却剤２００の注入が完了すると、前記製造者などは、前記冷却剤注入口を密封し得る。
このように、本実施例による前記バッテリーパック１０は、前記第１ケース１２０、前記セル接着剤１３０、前記第２ケース１４０、及び前記防水接着剤４００などを用いて、前記ポッティングレジンなどによる接着結合によって防水構造を具現するので、防水組立工程をより単純化できる。
本実施例による前記バッテリーパック１０は、前記防水構造の具現において、前記バッテリーセル１１０を前記セル接着剤１３０及び前記防水接着剤４００を用いて、バッテリーセルの個別的な締まりばめによる構造ではなく、バッテリーセルの統合的な接着結合構造によって具現するので、組立工程の効率を大幅に高めることができると共に、個別のバッテリーセル結合構造よりも漏洩（ｌｅａｋ）発生の可能性を著しく低めることができる。
以下では、本実施例による前記バッテリーパック１０において、過熱などによる異常状況の発生時における安全性確保メカニズムについて説明する。
図１０は、図１のバッテリーパックの異常状況の発生時における安全性確保メカニズムを説明するための図である。
図１０を参照すると、前記バッテリーパック１０において、いずれか一つのバッテリーセル１１０に過熱などによる異常状況が発生してガスや火炎などが発生し得る。この際、前記異常状況が発生したバッテリーセル１１０のベント部１１５から、前記ガスや火炎などが迅速に抜け出ることが可能である。
また、本実施例の場合、前記バッテリーセル１１０の前記ベント部１１５の上部にセル接着剤１３０が充填されているので、異常状況が発生してベント部１１５が開口されたバッテリーセル１１０と隣接するバッテリーセル１１０側への火炎などの伝播を効果的に防止することができる。
一方、本実施例の場合、前記火炎などの発生時、前記火炎などが、前記異常状況が発生したバッテリーセル１１０の周辺の隣接するバッテリーセル１１０側へ伝播される前に、前記バッテリーパック１０の外へより迅速に抜け出るように、前記第１ケース１２０が前記火炎などによって割れやすい材質で設けられ得る。前記第１ケース１２０は、前述したように、火炎などによって割れやすいプラスチック材質で設けられ得る。
このように、本実施例による前記バッテリーパック１０の場合、前記バッテリーセル１１０の前記ベント部１１５を囲む領域が前記防水接着剤４００で充填されていることで、前記防水接着剤４００によって、前記異常状況の発生時に隣接するバッテリーセル１１０側への熱やガス、火炎などの伝達を防止して、連鎖発火の危険を効果的に防止することができる。
したがって、本実施例による前記バッテリーパック１０は、前記防水接着剤４００によって、前記バッテリーパック１０の異常状況の発生時に連鎖発火による熱暴走のような爆発などを防止して前記バッテリーパック１０の安全性をさらに確保できる。
図１１及び図１２は、本発明の他の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。
本実施例によるバッテリーパック２０は、前述した実施例の前記バッテリーパック１０と類似であるので、前述した実施例と実質的に同一または類似の構成については重複する説明を省略し、以下、前述した実施例との相違点を中心にして説明する。
図１１及び図１２を参照すると、前記バッテリーパック２０は、バッテリーセルアセンブリー１０５と、冷却剤２００と、パックケース３００と、防水接着剤４００と、を含み得る。
前記バッテリーセルアセンブリー１０５は、バッテリーセル１１０と、第１ケース１２０と、セル接着剤１３０と、バスバーユニット１５０と、第２ケース１６０と、を含み得る。
前記バッテリーセル１１０、前記第１ケース１２０、前記セル接着剤１３０、及び前記バスバーユニット１５０は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
前記第２ケース１６０は、載置フレーム１６２及び剛性補強リブ１６５を含み得る。
前記載置フレーム１６２は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
前記剛性補強リブ１６５は、前記第２ケース１６０に備えられる。具体的には、前記第２ケース１６０の前記載置フレーム１６２に形成され、前記バッテリーセルアセンブリー１０５の剛性を補強するために前記バッテリーセル１１０の長手方向に沿って所定の長さに形成され得る。前記剛性補強リブ１６５は、前記第２ケース１６０ではなく第１ケース１２０に備えられることも可能であり、前記第１ケース１２０及び前記第２ケース１６０に各々備えられることも可能である。
このような前記剛性補強リブ１６５は、前記バッテリーセルアセンブリー１００の剛性補強と共に前記冷却剤２００の冷却性能の向上のために流路構造を最適化し、前記冷却剤２００の注液量を最適化するようにガイドし得る。
前記冷却剤２００、前記パックケース３００、及び前記防水接着剤４００は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
このように、本実施例による前記バッテリーパック２０は、前記剛性補強リブ１６５によって、前記バッテリーセルアセンブリー１００の剛性を補強すると共に、前記冷却剤２００の冷却性能をより高めることができる。
図１３は、本発明のさらに他の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。
本実施例によるバッテリーパック３０は、前述した実施例の前記バッテリーパック１０と類似であるので、前述した実施例と実質的に同一または類似の構成については重複する説明を省略し、以下、前述した実施例との相違点を中心にして説明する。
図１３を参照すると、前記バッテリーパック３０は、バッテリーセルアセンブリー１００と、冷却剤２００と、パックケース３００と、防水接着剤４００と、腐食防止部材５００と、を含み得る。
前記バッテリーセルアセンブリー１００、前記冷却剤２００、前記パックケース３００、及び前記防水接着剤４００は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
前記腐食防止部材５００は、前記バッテリーセルアセンブリー１００のバッテリーセルの腐食を防止するためのものであって、前記パックケース３００内に備えられ得る。具体的には、前記腐食防止部材５００は、前記バッテリーセルアセンブリー１００の前記バッテリーセルの間に備えられ得る。
本実施例の場合、前記バッテリーセルアセンブリー１００のバッテリーセルが冷却水として備えられる冷却剤２００中に備えられることによって、前記バッテリーセルの外周面を形成する電池缶の腐食が発生し得る。
これを防止するために、前記腐食防止部材５００は、前記冷却水として備えられる前記冷却剤２００に溶解されている酸素と反応する脱酸素剤を含み得る。また、前記腐食防止部材５００は、前記バッテリーセルの電池缶の腐食を防止できるように、前記電池缶の成分である通常のニッケルめっきのスチール材質よりも、腐食、即ち、酸化がより活発な亜鉛やカルシウムなどを含む物質で備えられ得る。前記冷却水に溶解されている酸素が前記腐食防止部材５００と全て反応してしまうと、それ以上に腐食が進まないため、前記腐食防止部材５００によって前記バッテリーセルの腐食が効果的に防止可能である。
このように、本実施例による前記バッテリーパック３０は、前記腐食防止部材５００によって、前記冷却剤２００中に配設される前記バッテリーセルアセンブリー１００のバッテリーセルの腐食を効果的に防止できる。
また、本実施例による防水工程を単純化できる防水構造を具現すると共に、防水信頼性が向上可能な前記バッテリーパック１０、２０、３０のような構造は、バッテリーモジュールの構造にも同様に適用可能である。即ち、バッテリーモジュールにおいても前述したバッテリーパックの構造を有するなら、同様に防水工程を単純化できる防水構造を具現すると共に、防水信頼性を向上させることができる。
図１４は、本発明のさらに他の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。
本実施例によるバッテリーパック４０は、前述した実施例の前記バッテリーパック１０と類似であるので、前述した実施例と実質的に同一または類似の構成については重複する説明を省略し、以下、前述した実施例との相違点を中心にして説明する。
図１４を参照すると、前記バッテリーパック４０は、冷却剤２００と、パックケース３０５と、防水接着剤４００と、バッテリーセルアセンブリー６００と、を含み得る。
前記冷却剤２００、前記パックケース３０５、及び前記防水接着剤４００は、前述した実施例と類似であるの、以下、重複する説明を省略する。
前記バッテリーセルアセンブリー６００は、複数個のバッテリーセル６１０と、セルフレーム６２０と、中間フレーム６３０と、セル接着剤６４０と、カバーフレーム６５０と、を含み得る。
前記複数個のバッテリーセル６１０は、前述した実施例の複数個のバッテリーセル１１０と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
前記セルフレーム６２０は、前記複数個のバッテリーセル６１０を支持し得る。このような前記セルフレーム６２０には、前記複数個のバッテリーセル６１０をより安定的に支持するように前記複数個のバッテリーセル６１０が挿入される複数個のセルグルーブが形成され得る。
前記中間フレーム６３０は、前記複数個のバッテリーセル６１０が挿入され、前記複数個のバッテリーセル６１０を支持するように設けられ得る。前記中間フレーム６３０によって、前記複数個のバッテリーセル６１０は、前記セルフレーム６２０にさらに安定的に固定可能になる。
このような前記中間フレーム６３０は、前記セルフレーム６２０と結合し得る。具体的には、前記中間フレーム６３０の両端部が前記セルフレーム６２０の両端部に結合し得る。
前記セル接着剤６４０は、前記複数個のバッテリーセル６１０と前記セルフレーム６２０に接着され、前記複数個のバッテリーセル６１０の固定力をさらに高めることができる。
また、前記セル接着剤６４０は、前記セルフレーム６２０と後述するカバーフレーム６５０との間に介在され、前記セルフレーム６２０と後述するカバーフレーム６５０との結合をガイドし得る。
前記カバーフレーム６５０は、前記複数個のバッテリーセル６１０をカバーし、前記パックケース３０５に結合し得る。一方、前記カバーフレーム６５０と前記パックケース３０５との間には、前記防水接着剤４００が備えられ、前記カバーフレーム６５０と前記パックケース３０５との結合をより堅固にし、外部の異物などの浸透や内部冷却水などの流出を防止できる。
図１５は、本発明のさらに他の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。
本実施例によるバッテリーパック５０は、前述した実施例の前記バッテリーパック４０と類似であるので、前述した実施例と実質的に同一または類似の構成については重複する説明を省略し、以下、前述した実施例との相違点を中心にして説明する。
図１５を参照すると、前記バッテリーパック５０は、冷却剤２００と、パックケース３０５と、防水接着剤４００と、バッテリーセルアセンブリー６０５と、を含み得る。
前記冷却剤２００、前記パックケース３０５及び前記防水接着剤４００は、前述した実施例と類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
前記バッテリーセルアセンブリー６０５は、バッテリーセル６１０と、セルフレーム６２０と、中間フレーム６３５と、セル接着剤６４０と、カバーフレーム６５０と、を含み得る。
前記バッテリーセル６１０及び前記セルフレーム６２０は、前述した実施例と類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
前記中間フレーム６３５は、フレーム本体６３５１及び補強リブ６３５３を含み得る。
前記フレーム本体６３５１には、前記複数個のバッテリーセルが挿入され得る。前記フレーム本体６３５１は、前述した実施例の前記中間フレーム６３０と類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
前記補強リブ６３５３は、前記フレーム本体６３５１に備えられ、前記複数個のバッテリーセル６１０の間に配置され得る。前記補強リブ６３５３は、前記フレーム本体６３５１の剛性を補強し得る。前記補強リブ６３５３によって、前記中間フレーム６３５の剛性をより高めることができる。
また、前記補強リブ６３５３は、前記複数個のバッテリーセル６１０を各々仕切り得る。これによって、前記複数個のバッテリーセル６１０のいずれか一つのバッテリーセル６１０に過熱などによる異常状況が発生しても、前記補強リブ６３５３によって、隣接するバッテリーセル６１０側への熱伝播を最小化できる。
前記セル接着剤６４０及び前記カバーフレーム６５０は、前述した実施例と類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
図１６は、本発明の一実施例による自動車を説明するための図である。
図１６を参照すると、自動車１は、電気自動車またはハイブリッド自動車であって、前述した実施例の少なくとも一つの前記バッテリーパック１０、２０、３０、４０、５０をエネルギー源として含み得る。本実施例による前記自動車１は、前述した前記バッテリーパック１０、２０、３０、４０、５０を含むことから、前述した前記バッテリーパック１０、２０、３０、４０、５０の長所を全て含む。
以上のような多様な実施例によって、防水工程を単純化できる防水構造を具現すると共に、防水信頼性を向上させることができるバッテリーパック１０、２０、３０、４０、５０及びそれを含む自動車１を提供することができる。
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によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけない。
１０、２０、３０、４０、５０ バッテリーパック
１００、１０５、６００、６０５ バッテリーセルアセンブリー
２００ 冷却剤
３００、３０５ パックケース
４００ ポッティングレジン（防水接着剤）

Claims (13)

  1. バッテリーパックであって、
    複数個のバッテリーセルを含むバッテリーセルアセンブリーと、
    前記バッテリーセルアセンブリーの複数個のバッテリーセルの間に満たされた冷却剤と、
    前記冷却剤と前記バッテリーセルアセンブリーを収容するパックケースと、
    前記パックケース内に所定の高さで備えられ、前記バッテリーセルアセンブリーの下端部を少なくとも部分的にカバーする防水接着剤と、
    を含み、
    前記バッテリーセルアセンブリーは、
    前記複数個のバッテリーセルと、
    前記複数個のバッテリーセルの一側を支持する第１ケースと、
    前記第１ケースに備えられ、前記複数個のバッテリーセルの一側を固定するセル接着剤と、
    前記セル接着剤と所定の距離で離隔し、前記複数個のバッテリーセルの他側を支持する第２ケースと、
    前記第２ケースに備えられ、前記複数個のバッテリーセルと電気的に接続されるバスバーユニットと、
    を含み、
    前記パックケース内に備えられる防水接着剤が有する所定の高さは、前記防水接着剤中に、少なくとも前記バスバーユニットが浸る高さであることを特徴とする、バッテリーパック。
  2. 前記冷却剤は、前記第１ケース内で前記複数個のバッテリーセルの間に満たされることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記第１ケースは、
    前記複数個のバッテリーセルの一側をカバーするカバーフレームと、
    前記カバーフレームから延び、前記複数個のバッテリーセルの最外郭の両側に備えられる一対のメイン支持部と、
    前記一対のメイン支持部の間に備えられ、前記複数個のバッテリーセルを仕切る少なくとも一つのセル仕切り部と、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  4. 前記セル接着剤は、前記一対のメイン支持部と前記少なくとも一つのセル仕切り部との間に満たされることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記バッテリーセルアセンブリーは、前記第１ケースまたは前記第２ケースに備えられ、前記バッテリーセルアセンブリーの剛性を補強するために所定の長さに形成された少なくとも一つの剛性補強リブを含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  6. 前記第１ケース及び前記第２ケースは、プラスチック材質で設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パック。
  7. 前記パックケースは、
    前記バッテリーセルアセンブリーを支持するベースケースと、
    前記ベースケースの両側に備えられ、前記バッテリーセルアセンブリーの上端部と結合するクロスビームと、
    を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  8. 前記防水接着剤は、前記ベースケースの内面に所定の高さに満たされることを特徴とする、請求項７に記載のバッテリーパック。
  9. 前記バッテリーセルアセンブリーのバッテリーセルの腐食を防止するように前記パックケース内に備えられた腐食防止部材を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  10. 前記腐食防止部材は、前記冷却剤に溶解されている酸素と反応する脱酸素剤を含むことを特徴とする、請求項９に記載のバッテリーパック。
  11. 前記バッテリーセルアセンブリーは、前記複数個のバッテリーセルが挿入され、前記複数個のバッテリーセルを支持するように設けられる中間フレームを含むことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  12. 前記中間フレームは、
    前記複数個のバッテリーセルが挿入されるフレーム本体と、
    前記フレーム本体に備えられ、前記複数個のバッテリーセルの間に配置される補強リブと、
    を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーパック。
  13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも一つを含むことを特徴とする、自動車。
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