Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7652377B2 - 耐衝撃性に優れたバッテリーモジュール - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7652377B2 - 耐衝撃性に優れたバッテリーモジュール - Google Patents

耐衝撃性に優れたバッテリーモジュール Download PDF

Info

Publication number
JP7652377B2
JP7652377B2 JP2023554369A JP2023554369A JP7652377B2 JP 7652377 B2 JP7652377 B2 JP 7652377B2 JP 2023554369 A JP2023554369 A JP 2023554369A JP 2023554369 A JP2023554369 A JP 2023554369A JP 7652377 B2 JP7652377 B2 JP 7652377B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seating portion
frame
lead
battery module
rib
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
JP2023554369A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2024509236A (ja
Inventor
ジ・ヘ・チョン
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 JP2024509236A publication Critical patent/JP2024509236A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7652377B2 publication Critical patent/JP7652377B2/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
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • 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
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular 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
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/247Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for portable devices, e.g. mobile phones, computers, hand tools or pacemakers
    • 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
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • 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
    • H01M50/284Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • 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
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • 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)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

本出願は2021年10月14日付の韓国特許出願第2021-0136369号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容はこの明細書の一部として含まれる。
本発明は耐衝撃性に優れたバッテリーモジュールに関するものであり、具体的には、フレームに面状支持の可能な着座部を形成することで、溶接品質の向上、摩擦音の減少、及びフレームの剛性の向上をなすことができる耐衝撃性に優れたバッテリーモジュールに関するものである。
最近、化石燃料の使用による大気汚染、エネルギー枯渇による代替エネルギーの開発によって生産された電気エネルギーを貯蔵することができる二次電池に対する需要が増加している。充放電の可能な二次電池は、モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド電気自動車動車などに使用されるなど、日常生活で密接に使われている。
現代社会で必要不可欠に使われている各種の電子機器のエネルギー源として使われている二次電池は、モバイル機器の使用量の増加及び複雑化、電気自動車などの開発によって所要容量が増加している。使用者の需要を満たすために、小型機器には多数の電池セルを配置しているが、自動車などには多数の電池セルを電気的に連結した電池モジュールまたこのような電池モジュールを多数備えた電池パックが使われる。
一方、デバイスがノートブック型PCの場合には、軽量化も重要であるが、衝撃に強くなければならなく、さらに使用の際に不必要な雑音などがあってはいけない。
図1は従来技術によるノートブック型PC用バッテリーパックの分解斜視図である。図1に示すように、バッテリーパックは、一対の電池セル10と、電池セル10を収納するフレーム20と、フレーム20の中央部に着座する保護回路モジュール30と、フレーム20の上面を覆う上面カバー40と、フレーム20の下面を支持する下面カバー50とを含んでいる。
通常、保護回路モジュールと電池セルのリードとはスポット溶接(Spot welding)またはソルダリング(Soldering)などによって連結するが、この過程で少しの振動や衝撃があれば溶接部の短絡が発生することがあるので、溶接部位を安定的に支持した状態で遂行しなければならない。
また、従来技術によるバッテリーパックの場合、フレームが線形を中心になされているので、外部衝撃の印加の際に十分な剛性を期待しにくい。さらに、電池セル10の間に位置する保護回路モジュール30を充分に支持しにくい構造であるので、ノートブック型PCの使用の際に圧迫や振動などによる摩擦騷音が発生する可能性が高いという問題点がある。
韓国登録特許第2016753号公報
前記のような問題点を解決するために本発明は、デバイスへの搭載の際、振動や圧迫などの外力から剛性を確保し、さらに不必要な雑音の発生を減らすことができるバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
また、本発明は、バッテリーモジュールの組立の際、溶接品質を向上させることができるバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
前記のような目的を達成するために、本発明によるバッテリーモジュールは、上面及び下面が開放した長方形構造のフレーム部(100)と、前記フレーム部(100)の一側面を保護する第1カバー(200)と、前記フレーム部(100)の他側面を保護する第2カバー(300)と、前記フレーム部(100)に収容される2個の電池セル(400)と、前記2個の電池セル(400)と電気的に連結されるBMU(500)と、を含み、前記フレーム部(100)は、2個の電池セル(400)を水平に互いに向き合って収容することができるように所定の距離だけ離隔した第1フレーム(111)及び第2フレーム(112)であって、方形の外郭を有する第1フレーム(111)及び第2フレーム(112)が連結されているフレーム胴体(110)と、前記BMU(500)が前記2個の電池セル(400)の間に位置するように前記フレーム胴体(110)の中央に位置し、上面が平らであり、所定の高さに突出した着座部と、を含むことを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記着座部は、第1着座部(140)及び第2着座部(160)を含み、第1着座部(140)は前記第1フレーム(111)の一側付近に位置し、第1-1着座部(141)、第1-2着座部(142)、及び第1-3着座部(143)を含み、第2着座部(160)は前記第2フレーム(112)の一側付近に位置し、第2-1着座部(161)、第2-2着座部(162)、及び第2-3着座部(163)を含み、前記第1-1着座部(141)、第1-2着座部(142)、第2-1着座部(161)、及び第2-2着座部(162)はその上面の面積及び高さが同一であり、前記第1-3着座部(143)及び第2-3着座部(163)は、前記第1-1着座部(141)と高さは同一であるが、第1-3着座部(143)上面の面積及び第2-3着座部(163)の上面の面積はそれぞれ、第1-1着座部(141)の上面の面積よりも小さいことを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記第1-1着座部(141)と第2-3着座部(163)、前記第1-2着座部(142)と第2-2着座部(162)、および前記第1-3着座部(143)と第2-1着座部(161)はそれぞれ互いに向き合うように位置することを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記第1着座部(140)及び第2着座部(160)の付近には前記BMU(500)を支持するリブ(170)をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記リブ(170)は、前記第1-1着座部(141)と第2-3着座部(163)とを連結する第1リブ(171)、前記第1-2着座部(142)と第2-2着座部(162)とを連結する第2リブ(172)、及び前記第1-3着座部(143)と第2-1着座部(161)とを連結する第3リブ(173)を含み、前記第1リブ(171)、第2リブ(172)、及び第3リブ(173)の高さは前記第1-1着座部(141)の高さと同一であることを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記リブ(170)は、前記第1フレーム(111)及び第2フレーム(112)の間に位置し、互いに向き合う一対の第4リブ(174)をさらに含むことを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記第4リブ(174)の高さは前記第1リブ(171)の高さと同一であることを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記電池セル(400)は、前記第1フレーム(111)に収容される第1-1リード(412)及び第1-2リード(413)を含む第1電池セル(410)、及び前記第2フレーム(112)に収容される第2-1リード(422)及び第2-2リード(423)を含む第2電池セル(420)を含み、前記第1-1リード(412)は前記第1-1着座部(141)の上部に、第1-2リード(413)は前記第1-2着座部(142)の上部に、前記第2-1リード(422)は第2-1着座部(161)の上部に、前記第2-2リード(423)は前記第2-2着座部(162)の上部にそれぞれ位置することを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記第1-1リード(412)及び第2-1リード(422)は負極であり、前記第1-2リード(413)及び第2-2リード(423)は正極であることを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記第1-1リード(412)、第2-1リード(422)、第1-2リード(413)、及び第2-2リード(423)は前記BMU(500)の上面に位置することを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記第1-1リード(412)、第2-1リード(422)、第1-2リード(413)、及び第2-2リード(423)を保護するための保護カバー(600)を前記BMU(500)の上面にさらに備えることを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記第1フレーム(111)及び/又は第2フレーム(112)には、電池セルを支持するための形状の補助プレート(120)をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明によるバッテリーモジュールにおいて、前記第1フレーム(111)は、バー状の第1補助プレート(121)を備え、バー状の第1補助プレート(121)は、その一側が固定されたままで所定の長さに延びており、前記第2フレーム(112)は、バー状の第2補助プレート(122)を備え、バー状の第2補助プレート(122)は、その一側が固定されたままで所定の長さに延びていることを特徴とする。
以上説明したように、本発明による耐衝撃性に優れたバッテリーモジュールによれば、リードとBMUとが溶接される部分の下方には面支持の可能な着座部がフレーム部に備えられているので、溶接品質の均一性を確保することができるという利点がある。
また、本発明による耐衝撃性に優れたバッテリーモジュールによれば、面支持の可能な着座部によってリードとBMUとの密着面積が増加し、結果として摩擦音などの雑音が発生することを最小化することができるという利点がある。
さらに、本発明による耐衝撃性に優れたバッテリーモジュールによれば、面状着座部及びこれらの着座部を互いに連結する多数のリブをさらに備えているので、フレーム部の剛性を高めることができ、よって外部衝撃からバッテリーモジュールを一層安定的に保護することができるという利点がある。
従来技術によるバッテリーパックを示す分解斜視図である。 本発明の好適な実施例によるバッテリーモジュールを一側方向から見た斜視図である。 本発明の好適な実施例によるバッテリーモジュールを他側方向から見た斜視図である。 図2に示すバッテリーモジュールから第1カバーを分離した状態を示す斜視図である。 フレーム胴体に収納される一対のパウチ電池セルの斜視図である。 本発明の好適な実施例によるバッテリーモジュールを構成するフレーム部の斜視図である。 図6に示すフレーム部の着座部を拡大した斜視図である。 図6に示すフレーム部に一つのパウチ電池セルが着座した状態を示す斜視図である。 図6に示すフレーム部に一つのパウチ電池セル及び保護回路ユニットが装着された状態を示す斜視図である。 図6に示すフレーム部に二つのパウチ電池セル及び保護回路ユニットが装着された形態を示す斜視図である。
以下、添付図面に基づき、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただし、本発明の好適な実施例の動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般にわたって、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、本発明による耐衝撃性に優れたバッテリーモジュールについて添付図面を参照しながら説明する。
本発明のバッテリーモジュールはノートブック型PC(パーソナルコンピュータ)に適用されることが好適であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
図2は本発明の好適な実施例によるバッテリーモジュールを一側方向から見た斜視図であり、図3は本発明の好適な実施例によるバッテリーモジュールを他側方向から見た斜視図であり、図4は図2に示すバッテリーモジュールから第1カバーを分離した状態を示す斜視図である。
図2~図4を参照して説明すると、本発明の好適な実施例によるバッテリーモジュールは、フレーム部100と、第1カバー200と、第2カバー300と、電池セル400と、BMU500と、保護カバー600とを含む。
フレーム部100は上面及び下面が開放している略長方形の構造を有し、電池セル400を収納して固定するためのものであり、より詳細な説明は後述する。
第1カバー200は、フレーム部100の一側面、すなわち図2~図4の上面に装着され、フレーム部100の一側面を全部カバーするほどの平板であることが好ましく、フレーム部100に結合された後、易しく分離されないように、縁部に沿って多数の折曲部210が設けられていることがより好ましい。
ここで、折曲部210はフレーム部100の一部を取り囲むことができる形状であれば特に限定されないが、一例として、直角に2回折り曲げられた形状の場合、フレーム部100の側面及び下面の一部を取り囲むことができるので、別途の締結手段を用いることなく、第1カバー200をフレーム部100に固定することができる。
第2カバー300は、フレーム部100の他側面に位置し、フレーム部100の他側面を全部カバーするほどのサイズを有する平板状のものである。
このように、第1カバー200及び第2カバー300は、フレーム部100の上面及び下面に位置するので、外部の衝撃からフレーム部100に収納された電池セル400を保護し、さらに外部の異物が流入することも防止することができる。
電池セル400はフレーム部100に収納された後、デバイス(図示せず)に電気を供給する。これについてのより詳細な内容を後述する。
BMU(バッテリー・マネジメント・ユニット(Battery Management Unit))500はフレーム部100の中央に装着され、電池セル400との電気的連結によってデバイス(図示せず)に供給される電源を制御し、過充電、過放電、または過電流などを認識し、これによって発生し得る過熱及び爆発を防止する機能を果たす。このようなBMU500は公知の装置に相当するので、具体的な説明は省略する。
保護カバー600はBMU500の上面、より詳細にはBMU500と連結されたリードの上部に着座して電池セル400のリードを保護し、さらにBMU500とリードとの固定力を一層増大させる機能を果たす。このような保護カバー600はリードを完全に覆うことができる程度の外形を有する平板状を有することが好ましく、短絡防止のために絶縁体からなることがより好ましい。
図5はフレーム胴体に収納される一対のパウチ電池セルの斜視図であり、図6は本発明の好適な実施例によるバッテリーモジュールを構成するフレーム部の斜視図であり、図7は図6に示すフレーム部の着座部を拡大した斜視図である。
まず、図5を参照して電池セル400について説明すると、電池セル400は、第1電池セル410と、第2電池セル420とを含む。
各電池セルは、ケース、セル組立体、及びリードを含む。具体的には、第1電池セル410は、セル組立体を収納する第1ケース411と、第1-1リード412と、及び第1-2リード413と、を含み、第2電池セル420は、セル組立体を収納する第2ケース421と、第2-1リード422と、第2-2リード423とを含む。
ここで、セル組立体を収納する第1ケース411及び第2ケース421は通常、内部層/金属層/外部層のラミネートシート構造を有している。内部層はセル組立体と直接的に接触するので、絶縁性及び耐電解液性を有しなければならなく、また外部に対する密閉のために、シーリング性、すなわち、内部層同士熱接着されたシーリング部位は優れた熱接着強度を有しなければならない。このような内部層の材料としては、耐化学性に優れながらもシーリング性が良いポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンアクリル酸、ポリブチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂及びポリイミド樹脂から選択できるが、これに限定されず、引張強度、剛性、表面硬度、耐衝撃強度などの機械的物性及び耐化学性に優れたポリプロピレンが最も好ましい。
内部層と接している金属層は、外部から水分や各種のガスが電池の内部に浸透することを防止するバリア層に相当し、このような金属層の好ましい材料としては、軽いながらも成形性に優れたアルミニウム薄膜を使うことができる。
そして、金属層の他側面には外部層が備えられる。このような外部層は、電極組立体を保護しながら耐熱性及び耐化学性を確保することができるように、引張強度、透湿防止性、及び空気透過防止性に優れた耐熱性ポリマーを使うことができ、一例としてナイロンまたはポリエチレンテレフタレートを使うことができるが、これに限定されない。
ケースの内部に収納されるセル組立体は、長いシート状の正極及び負極の間に分離膜が介在されてから巻き取られる構造を有するゼリーロール型セル組立体、長方形の正極、及び負極が分離膜を間に介在した状態で積層される構造の単位セルから構成されるスタック型セル組立体、単位セルが長い分離フィルムによって巻き取られるスタック-フォルディング型セル組立体、または単位セルが分離膜を間に介在した状態で積層されて互いに付着されるラミネーション-スタック型セル組立体などからなることができるが、これに限定されない。
一方、第1電池セル410の第1-2リード413及び第2電池セル420の第2-2リード423は、正極リードであり、各ケースの短辺一側の中央部から所定の長さ突出した状態で位置し、第1電池セル410の第1-1リード412及び第2電池セル420の第2-1リード422は、負極リードであり、短辺一側の縁部に位置することができる。
前述したように、フレーム部100は、一対の電池セル400の側面を取り囲んで保護し、電池セル400の間にBMU500を収納したままで固定するためのものである。
このようなフレーム部100は、フレーム胴体110と、補助プレート120と、第1支持壁130と、第1着座部140と、第2支持壁150と、第2着座部160と、リブ170とを含む。
まず、フレーム胴体110は、方形の外郭を有する第1フレーム111及び第2フレーム112を含み、これらの第1フレーム111及び第2フレーム112の間には、第1着座部140、第2着座部160、及びリブ170が位置するように、所定の距離だけ離隔している空間部Sが設けられている。
具体的には、第1フレーム111には第1電池セル410が収納され、よって第1フレーム111は第1電池セル410に外形及びサイズが対応する。また、第2フレーム112には第2電池セル420が収納され、同様に第2フレーム112は第2電池セル420に外形及びサイズが対応する。
ここで、各フレームに収納される第1電池セル410及び第2電池セル420は水平に位置し、また電池セルのリードは、BMU500に電気的に連結されるように、互いに向き合うように配置される。
一方、第1フレーム111及び第2フレーム112のそれぞれは、第1電池セル410及び第2電池セル420の正面または後面の縁部を支持することができるように、フレームから所定の角度に折り曲げられて延びている第1支持段111’及び第2支持段112’を備えることが好ましい。
補助プレート120は、第1補助プレート121及び第2補助プレート122を含むことができる。
第1補助プレート121は第1フレーム111に一側が固定されたままで所定の長さに延びているバー状を有し、第2補助プレート122は第2フレーム112に一側が固定されたままで所定の長さに延びているバー状を有することができる。もちろん、残りの一側も第1フレーム111に固定されても構わない。
このような第1補助プレート121及び第2補助プレート122を備えると、第1電池セル410及び第2電池セル420を一層安定的に支持することができる。
たとえば図面では第1補助プレート121及び第2補助プレート122のそれぞれが一つずつ備えられたものとして示しているが、これは必要に応じて複数を備えることもできるというのは明らかであり、また省略することも可能である。
次に、第1支持壁130及び第2支持壁150について説明する。通常、パウチ型電池セルは、セル組立体を収納するためのポケット部によって、電極リードが突出する方向には、テラス部、すなわちポケット部の深さまたは高さによって段差が生じる。第1支持壁130及び第2支持壁150は、段差に相当するテラス部を支持することで、リードが折り曲げられるか変形されることを防止し、さらにケースの遊動を最小化するためのものである。
すなわち、図6に示すように、第1支持壁130は第1フレーム111に備えられ、第2支持壁150は第2フレーム112に備えられる。これらの第1支持壁130及び第2支持壁150は空間部Sに隣接して配置される。
一方、第1支持壁130及び第2支持壁150は、内部が空いている四角柱状、または直角に折り曲げられた形状を有することができる。
次に、着座部について説明する。着座部は、第1電池セル410及び第2電池セル420のリード、およびBMU500が位置する部位、すなわち空間部Sに配置される。
着座部は第1着座部140及び第2着座部160を含む。第1着座部140は第1フレーム111の一側付近、より詳細には第1支持壁130の付近に位置し、第2着座部160は第2フレーム112の一側付近、より詳細には第2支持壁150の付近に配置される。
第1着座部140は、第1-1着座部141と、第1-2着座部142と、第1-3着座部143とを含み、これらは所定の距離だけ離隔して位置している。
ここで、第1-1着座部141、第1-2着座部142、及び第1-3着座部143は、空間部Sの底から同じ高さに突出しており、上部は所定の広さを有する面を有する。
これらの第1-1着座部141~第1-3着座部143にはBMU500の一側縁部の底面が着座してから密着するようになり、次いで第1電池セル410の第1-1リード412及び第1-2リード413がBMU500の上面に位置して電気的に連結される。
ここで、BMU500と第1-1リード412及び第1-2リード413とは溶接を介して結合される。ここで、第1-1着座部141及び第1-2着座部142によって溶接品質の均一性を確保することができる。すなわち、第1-1着座部141及び第1-2着座部142が面からなっているので、溶接作業を容易に遂行しながら溶接不良を最小化することができる。
また、フレームとBMU500との密着面積が増加することによって摩擦音が発生することを著しく減らすことができ、さらにフレームの剛性を高めることができるという利点もある。
一方、第1-3着座部143は、BMU500の縁部の一部を面支持して摩擦音の発生を減らすことが目的であるので、第1-1着座部141及び第1-2着座部142よりは面積が少ないことが好ましく、第1-1着座部141及び第1-2着座部142には第1-1リード412及び第1-2リード413がそれぞれ位置するので、面積が同一であることがより好ましい。
また、これらの第1-1着座部141、第1-2着座部142、及び第1-3着座部143は内部が空いていることが、バッテリーモジュールの総重量を減らすことができるという側面で有利である。
次に、第2着座部160は、第2-1着座部161と、第2-2着座部162と、第2-3着座部163とを含み、これらは所定の距離だけ離隔して位置している。
第1着座部140と同様に、第2-1着座部161、第2-2着座部162、及び第2-3着座部163は空間部Sの底から同じ高さに突出しており、第2-1着座部161及び第2-2着座部162の面積は同一であり、第2-3着座部163の面積は、これらよりは小さい。その理由は第1着座部140で詳細に説明したので、重複説明は省略する。
また、第1着座部140と同様に、第2-1着座部161~第2-3着座部163の上面にはBMU500の他側縁部の底面が着座してから密着するようになり、ついで第2電池セル420の第2-1リード422及び第2-2リード423がBMU500の上面に位置して電気的に連結される。
一方、図7に示すように、第1-1着座部141と第2-3着座部163、第1-2着座部142と第2-2着座部162、および第1-3着座部143と第2-1着座部161はそれぞれ互いに向き合うように位置する。
次に、リブ170について説明する。リブ170は空間部Sに配置され、第1電池セル410及び第2電池セル420の電極リード、並びにBMU500を支持する。
このようなリブ170は垂直に直立した板状の構造を有し、多数のリブ、すなわち第1リブ171と、第2リブ172と、第3リブ173と、第4リブ174とを含むことができる。
ここで、第1リブ171は第1-1着座部141と第2-3着座部163とを連結するように位置し、第2リブ172は第1-2着座部142と第2-2着座部162とを連結するように位置し、かつ第3リブ173は第1-3着座部143と第2-1着座部161とを連結するように位置する。
したがって、これらのリブによって電極リード及びBMU500が支持されるので、一層高い安定感を付与することができ、特に互いに向き合って位置する着座部を互いに連結する構造であるので、フレームの全体的な剛性を高めることができるという利点がある。
第4リブ174は、第1フレーム111と第2フレーム112との間に位置し、互いに向き合う一対からなり、BMU500の一側縁部を支持することによって撓みまたは垂れを防止することができる。
一方、第1リブ171、第2リブ172、第3リブ173、及び第4リブ174の高さは第1-1着座部141の高さと同一であることが好ましい。これは電極リード及びBMU500を均一に支持するためである。
本発明は、前記記載した特徴のうちのいずれか一つ以上の特徴を有している電池モジュールを備えたデバイスであり得る。デバイスは、ノートブック型PC、電気自動車、ハイブリッド自動車、及びプラグインハイブリッド電気自動車などであり得る。
本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形をなすことが可能であろう。
100 フレーム部
110 フレーム胴体
111 第1フレーム
111’ 第1支持段
112 第2フレーム
112’ 第2支持段
120 補助プレート
121 第1補助プレート
122 第2補助プレート
130 第1支持壁
140 第1着座部
141 第1-1着座部
142 第1-2着座部
143 第1-3着座部
150 第2支持壁
160 第2着座部
161 第2-1着座部
162 第2-2着座部
163 第2-3着座部
170 リブ
171 第1リブ
172 第2リブ
173 第3リブ
174 第4リブ
200 第1カバー
210 折曲部
300 第2カバー
400 電池セル
410 第1電池セル
411 第1ケース
412 第1-1リード
413 第1-2リード
420 第2電池セル
421 第2ケース
422 第2-1リード
423 第2-2リード
500 BMU
600 保護カバー
S 空間部

Claims (12)

  1. 上面及び下面が開放した長方形構造のフレーム部と、
    前記フレーム部の一側面を保護する第1カバーと、
    前記フレーム部の他側面を保護する第2カバーと、
    前記フレーム部に収容された2個の電池セルと、
    前記2個の電池セルと電気的に連結されたBMU(バッテリー・マネジメント・ユニット)と、
    を含み、
    前記フレーム部は、前記2個の電池セルが水平に互いに向き合って収容されるように、所定の距離だけ離隔した第1フレーム及び第2フレームであって、方形の外郭を有する第1フレーム及び第2フレームが連結されているフレーム胴体と、前記BMUが前記2個の電池セルの間に位置するように前記フレーム胴体の中央に位置し、上面が平らであり、所定の高さに突出した着座部と、を含み、
    前記着座部は、第1着座部及び第2着座部を含み、
    前記第1着座部は、前記第1フレームの一側付近に位置し、第1-1着座部、第1-2着座部、及び第1-3着座部を含み、
    前記第2着座部は、前記第2フレームの一側付近に位置し、第2-1着座部、第2-2着座部、及び第2-3着座部を含み、
    前記第1-1着座部、前記第1-2着座部、前記第2-1着座部、及び前記第2-2着座部は、その上面の面積及び高さが同一であり、
    前記第1-3着座部及び前記第2-3着座部は、前記第1-1着座部と高さは同一であるが、前記第1-3着座部の上面の面積及び前記第2-3着座部の上面の面積はそれぞれ、前記第1-1着座部の上面の面積よりも小さい、バッテリーモジュール。
  2. 前記第1-1着座部と第2-3着座部、前記第1-2着座部と第2-2着座部、および前記第1-3着座部と第2-1着座部はそれぞれ互いに向き合うように位置する、請求項に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記第1着座部及び前記第2着座部の付近には、前記BMUを支持するリブをさらに備える、請求項またはに記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記リブは、前記第1-1着座部と前記第2-3着座部とを連結する第1リブ、前記第1-2着座部と前記第2-2着座部とを連結する第2リブ、及び前記第1-3着座部と前記第2-1着座部とを連結する第3リブを含み、
    前記第1リブ、前記第2リブ、及び前記第3リブの高さは前記第1-1着座部の高さと同一である、請求項に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記リブは、前記第1フレーム及び前記第2フレームの間に位置し、互いに向き合う一対の第4リブをさらに含む、請求項に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記第4リブの高さは前記第1リブの高さと同一である、請求項に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記電池セルは、前記第1フレームに収容される第1-1リード及び第1-2リードを含む第1電池セルと、前記第2フレームに収容される第2-1リード及び第2-2リードを含む第2電池セルと、を含み、
    前記第1-1リードは前記第1-1着座部の上部に、前記第1-2リードは前記第1-2着座部の上部に、前記第2-1リードは第2-1着座部の上部に、前記第2-2リードは前記第2-2着座部の上部にそれぞれ位置する、請求項に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記第1-1リード及び前記第2-1リードは負極であり、前記第1-2リード及び前記第2-2リードは正極である、請求項に記載のバッテリーモジュール。
  9. 前記第1-1リード、前記第2-1リード、前記第1-2リード、及び前記第2-2リードは前記BMUの上面に位置する、請求項に記載のバッテリーモジュール。
  10. 前記第1-1リード、前記第2-1リード、前記第1-2リード、及び前記第2-2リードを保護するための保護カバーを前記BMUの上面にさらに備える、請求項に記載のバッテリーモジュール。
  11. 前記第1フレーム及び/又は前記第2フレームには、前記電池セルを支持するための形状の補助プレートをさらに備える、請求項1に記載のバッテリーモジュール。
  12. 前記第1フレームは、バー状の第1補助プレートを備え、前記バー状の第1補助プレートは、その一側が固定されたままで所定の長さに延びており、
    前記第2フレームは、バー状の第2補助プレートを備え、前記バー状の第2補助プレートは、その一側が固定されたままで所定の長さに延びている、請求項10に記載のバッテリーモジュール。
JP2023554369A 2021-10-14 2022-09-13 耐衝撃性に優れたバッテリーモジュール Active JP7652377B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0136369 2021-10-14
KR1020210136369A KR20230053153A (ko) 2021-10-14 2021-10-14 내충격성이 우수한 배터리 모듈
PCT/KR2022/013588 WO2023063591A1 (ko) 2021-10-14 2022-09-13 내충격성이 우수한 배터리 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024509236A JP2024509236A (ja) 2024-02-29
JP7652377B2 true JP7652377B2 (ja) 2025-03-27

Family

ID=85988366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023554369A Active JP7652377B2 (ja) 2021-10-14 2022-09-13 耐衝撃性に優れたバッテリーモジュール

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240162545A1 (ja)
EP (1) EP4297158A4 (ja)
JP (1) JP7652377B2 (ja)
KR (1) KR20230053153A (ja)
CN (1) CN116998052A (ja)
WO (1) WO2023063591A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024172331A1 (ko) * 2023-02-13 2024-08-22 주식회사 엘지에너지솔루션 내충격성이 우수한 배터리 팩

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120270074A1 (en) 2011-04-19 2012-10-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US20140065448A1 (en) 2012-09-06 2014-03-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP2015028937A (ja) 2013-07-30 2015-02-12 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co.,Ltd. 二次電池パック
JP2015037072A (ja) 2013-08-13 2015-02-23 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co.,Ltd. 二次電池パック
US20160218396A1 (en) 2015-01-27 2016-07-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
WO2017104108A1 (ja) 2015-12-17 2017-06-22 三洋電機株式会社 電池パック
JP2020537312A (ja) 2018-08-14 2020-12-17 エルジー・ケム・リミテッド 電池フレームを含むバッテリーパック
WO2021145593A1 (ko) 2020-01-14 2021-07-22 주식회사 엘지화학 Bmu 부품 손상 방지 구조를 포함하는 배터리 팩

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011024175A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Macrocyclic compounds, compositions comprising them and methods for preventing or treating hiv infection
KR101403384B1 (ko) * 2011-12-20 2014-06-03 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전지팩
KR20140096197A (ko) * 2013-01-10 2014-08-05 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102016753B1 (ko) 2013-02-05 2019-10-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102018693B1 (ko) * 2013-02-06 2019-09-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩
KR20150019728A (ko) * 2013-08-14 2015-02-25 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
KR101520392B1 (ko) * 2014-11-26 2015-05-14 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR102371561B1 (ko) 2020-05-07 2022-03-08 주식회사 테크플렉스 5g/lte를 기반으로 하는 하향링크 모니터링 장치 및 그것을 이용한 셀 내 접속 사용자 수 추정 방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120270074A1 (en) 2011-04-19 2012-10-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US20140065448A1 (en) 2012-09-06 2014-03-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP2015028937A (ja) 2013-07-30 2015-02-12 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co.,Ltd. 二次電池パック
JP2015037072A (ja) 2013-08-13 2015-02-23 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co.,Ltd. 二次電池パック
US20160218396A1 (en) 2015-01-27 2016-07-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
WO2017104108A1 (ja) 2015-12-17 2017-06-22 三洋電機株式会社 電池パック
JP2020537312A (ja) 2018-08-14 2020-12-17 エルジー・ケム・リミテッド 電池フレームを含むバッテリーパック
WO2021145593A1 (ko) 2020-01-14 2021-07-22 주식회사 엘지화학 Bmu 부품 손상 방지 구조를 포함하는 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230053153A (ko) 2023-04-21
EP4297158A1 (en) 2023-12-27
EP4297158A4 (en) 2025-03-19
JP2024509236A (ja) 2024-02-29
US20240162545A1 (en) 2024-05-16
WO2023063591A1 (ko) 2023-04-20
CN116998052A (zh) 2023-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102065104B1 (ko) 배터리 모듈
KR102885424B1 (ko) 인근 모듈로의 가스 이동을 방지할 수 있는 전지 모듈
KR20220001228A (ko) 화재 억제를 위한 격벽과 단열층이 구비된 전지 모듈
JP7643793B2 (ja) 冷却性能が向上した電池パック及びこれを含むデバイス
KR102923909B1 (ko) 플라스틱 재질의 엔드 플레이트가 구비된 전지 모듈 및 이의 제조방법
US20080054849A1 (en) Battery pack and manufacturing method thereof
JP7483302B2 (ja) 電池セルの寿命が向上した電池パック及びこれを含むデバイス
KR102927974B1 (ko) 전해액 누액 검출기능이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
JP7378877B2 (ja) 耐振動性が向上したバッテリーパック
KR20220003876A (ko) 스웰링시 분출되는 플레어와 스파크를 포집할 수 있는 포켓이 구비된 전지 모듈
JP2023524705A (ja) スウェリングの際に噴出するフレア及びスパークを捕集することができるポケットを備えた電池モジュール
KR20180132338A (ko) 배터리 팩과 이를 포함하는 자동차
JP7652377B2 (ja) 耐衝撃性に優れたバッテリーモジュール
JP7556589B2 (ja) 電池セルの寿命が向上した電池パック及びこれを含むデバイス
JP7625319B2 (ja) 冷却性能が向上した電池モジュール及びこれを含む電池パック
KR102857278B1 (ko) 에너지 밀도와 방열효과가 향상된 전지 팩
EP4539227A1 (en) Battery pack and device including the same
KR20210095388A (ko) 내충격성이 향상된 전극 리드를 포함하는 전지 셀 어셈블리 및 이의 제조방법
KR102898901B1 (ko) 냉각이 용이한 구조를 갖는 파우치형 전지셀 및 이의 제조방법
KR20240100674A (ko) 내충격성이 우수한 배터리 팩
WO2024062771A1 (ja) 電池パック
JP7531875B2 (ja) 折曲形態のトラップ部を備えた電池モジュール及びこれを含む電池パック
KR102774863B1 (ko) 조립이 용이한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR102874744B1 (ko) 에너지 밀도가 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20240126169A (ko) 내충격성이 우수한 배터리 팩

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241028

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250116

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: 20250212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250305

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7652377

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150