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技術 バッテリモジュール

出願人 三星エスディアイ株式会社
発明者 李章旭林長永
出願日 2014年8月5日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2014-159567
公開日 2015年2月16日 (5年4ヶ月経過) 公開番号 2015-032586
状態 特許登録済
技術分野 電池及び電池容器の装着・懸架 二次電池の保守(温度調整,ガス除去)
主要キーワード 離隔部材 締結突起 側面リブ 側面フランジ 締結溝 高出力バッテリ 連結通路 連結リブ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

新規バリアーを備えたバッテリモジュールを提供する。

解決手段

一方向に整列された1つ以上のバッテリセル10と、1つ以上のバッテリセル10の間に介在されるバリアー150と、バッテリセル10のバリアー150を収容するハウジング110と、を含み、バリアー150は、隣り合うバリアー150と結合する1つ以上の締結部160と、バッテリセル10の下部に熱交換媒体移動通路を形成させる1つ以上の支持部155を含む。

概要

背景

近年、高エネルギー密度非水電解液を用いた高出力バッテリモジュールが開発されている。当該高出力バッテリモジュールは、高電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に使用できるように、1つ以上のバッテリセル直列に連結された大容量のバッテリモジュールとして構成されている。

バッテリセルでは、その内部において電気化学的反応が起こるため、当該反応に伴って熱が発生する。このように発生する熱は、バッテリセルを劣化させ、バッテリセルの容量などの特性を低下させる。特に、大容量のバッテリセルの場合は、発生する熱がさらに増加し、このようなバッテリセルの集合からなるバッテリモジュールにおいては、このような熱の発生は深刻な問題となり、安全性の問題を引き起こす原因となる。

概要

新規バリアーを備えたバッテリモジュールを提供する。一方向に整列された1つ以上のバッテリセル10と、1つ以上のバッテリセル10の間に介在されるバリアー150と、バッテリセル10のバリアー150を収容するハウジング110と、を含み、バリアー150は、隣り合うバリアー150と結合する1つ以上の締結部160と、バッテリセル10の下部に熱交換媒体移動通路を形成させる1つ以上の支持部155を含む。

目的

本発明は、上記問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、新規なバリアーを備えたバッテリモジュールを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

第1バリアーと、第2バリアーと、前記第1バリアーと前記第2バリアーとの間に位置する第1バッテリセルと、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第1側部と前記第1バッテリセルの第1側との間に形成される第1空間部と、外部と、を連通する第1開口部と、を含み、前記第1空間部は、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第2側部と前記第1バッテリセルの第2側との間に形成される第2空間部と連通することを特徴とするバッテリモジュール

請求項2

前記第2空間部は、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第3側部と前記第1バッテリセルの第3側との間に形成される第3空間部と連通する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。

請求項3

前記第1バリアーと前記第2バリアーは、それぞれ、前記第1バッテリセルと対向するベース部、下部フランジ部及び側面フランジ部を含み、前記下部フランジ部は、前記ベース部の前記第1バッテリセルの下部に当たる領域に対応する下部端から延設され、前記側面フランジ部は、前記ベース部の前記下部端の側部端から延設されることを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリモジュール。

請求項4

前記第1側部は、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうちいずれか一方の前記側面フランジ部を含み、前記第2側部は、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうちいずれか一方の前記下部フランジ部を含むことを特徴とする請求項3に記載のバッテリモジュール。

請求項5

前記第2側部は、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうちのいずれか一方の前記ベース部、並びに/又は、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうち他方の前記下部フランジ部、によって形成され、前記第1開口部は、前記第1バッテリセルの前記第1側に対応する位置に設けられ、前記第2空間部は、前記第1バッテリセルの第3側に配置される第2開口部と連通することを特徴とする請求項3又は4に記載のバッテリモジュール。

請求項6

前記第1開口部から前記第2開口部に熱交換媒体流動されることを特徴とする請求項5に記載のバッテリモジュール。

請求項7

前記下部フランジ部は、熱交換媒体をガイドする一つ以上のガイド部を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載のバッテリモジュール。

請求項8

第2バッテリセルと、第3バリアーと、をさらに含み、前記第2バッテリセルは、前記第1バリアーと前記第3バリアーとの間に位置され、前記第1バリアーの前記ベース部は、前記第1バッテリセルと前記第2バッテリセルとの間に介在されることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載のバッテリモジュール。

請求項9

前記第1バリアーと前記第2バリアーのうち少なくともいずれか一方の前記側面フランジ部は、前記第1バッテリセルに向かって突出した側面リブを含むことを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載のバッテリモジュール。

請求項10

前記第1開口部は、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちのいずれか一方の前記側面フランジ部に形成されることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載のバッテリモジュール。

請求項11

前記第1バリアーと前記第2バリアーのうち前記第1開口部が形成されたいずれか一方には、第2開口部が形成され、前記第2開口部は、前記第1開口部が形成された側面フランジ部と対向して設けられる他の側面フランジ部に形成されることを特徴とする請求項10に記載のバッテリモジュール。

請求項12

前記第1バリアーと前記第2バリアーのうち少なくともいずれか一方は支持部を含み、前記支持部は、前記第1バッテリセルを支持し、前記第2空間部の少なくとも一部を画定することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のバッテリモジュール。

請求項13

前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうちの少なくともいずれか一方は、前記第1バリアーと前記第2バリアーとを互いに締結する締結部を含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のバッテリモジュール。

請求項14

前記締結部は、隣り合うバリアーを連結する締結突起を含むことを特徴とする請求項13に記載のバッテリモジュール。

請求項15

前記締結部は、前記バリアーの、前記第1バッテリセルの上部に対応する領域に配設されることを特徴とする請求項13又は14に記載のバッテリモジュール。

請求項16

前記締結部は、締結突起と締結溝とを備えるボディー部を含み、前記締結突起は、前記ボディー部の一側から突出し、前記締結溝は、前記ボディー部の他側に形成されることを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載のバッテリモジュール。

請求項17

前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちいずれか一方の前記締結突起は、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうち他方の前記締結溝と締結されることを特徴とする請求項16に記載のバッテリモジュール。

技術分野

0001

本発明は、バッテリモジュールに関する。

背景技術

0002

近年、高エネルギー密度非水電解液を用いた高出力バッテリモジュールが開発されている。当該高出力バッテリモジュールは、高電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に使用できるように、1つ以上のバッテリセル直列に連結された大容量のバッテリモジュールとして構成されている。

0003

バッテリセルでは、その内部において電気化学的反応が起こるため、当該反応に伴って熱が発生する。このように発生する熱は、バッテリセルを劣化させ、バッテリセルの容量などの特性を低下させる。特に、大容量のバッテリセルの場合は、発生する熱がさらに増加し、このようなバッテリセルの集合からなるバッテリモジュールにおいては、このような熱の発生は深刻な問題となり、安全性の問題を引き起こす原因となる。

発明が解決しようとする課題

0004

したがって、本発明は、上記問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、新規バリアーを備えたバッテリモジュールを提供することである。また、本発明の他の目的は、バッテリセルの熱交換効率が向上したバッテリモジュールを提供することである。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第1バリアーと、第2バリアーと、前記第1バリアーと前記第2バリアーとの間に位置する第1バッテリセルと、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第1側部と前記第1バッテリセルの第1側との間に形成される第1空間部と、外部と、を連通する第1開口部と、を含み、前記第1空間部は、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第2側部と前記第1バッテリセルの第2側との間に形成される第2空間部と連通することを特徴とするバッテリモジュールが提供される。

0006

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第2空間部は、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちの少なくともいずれか一方の第3側部と前記第1バッテリセルの第3側との間に形成される第3空間部と連通してもよい。

0007

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1バリアーと前記第2バリアーは、それぞれ、前記第1バッテリセルと対向するベース部、下部フランジ部及び側面フランジ部を含み、前記下部フランジ部は、前記ベース部の前記第1バッテリセルの下部に当たる領域に対応する下部端から延設され、前記側面フランジ部は、前記ベース部の側部端から延設されてもよい。

0008

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1側部は、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうちいずれか一方の前記側面フランジ部を含み、前記第2側部は、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうちいずれか一方の前記下部フランジ部を含んでもよい。

0009

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第2側部は、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうちのいずれか一方の前記ベース部、並びに/又は、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうち他方の前記下部フランジ部、によって形成され、前記第1開口部は、前記第1バッテリセルの前記第1側に対応する位置に設けられ、前記第2空間部は、前記第1バッテリセルの第3側に配置される第2開口部と連通してもよい。

0010

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1開口部から前記第2開口部に熱交換媒体流動されてもよい。

0011

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記下部フランジ部は、熱交換媒体をガイドする一つ以上のガイド部を含んでもよい。

0012

また、当該バッテリモジュールは、第2バッテリセルと、第3バリアーと、をさらに含み、前記第2バッテリセルは、前記第1バリアーと前記第3バリアーとの間に位置され、前記第1バリアーの前記ベース部は、前記第1バッテリセルと前記第2バッテリセルとの間に介在されてもよい。

0013

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうち少なくともいずれか一方の前記側面フランジ部は、前記第1バッテリセルに向かって突出した側面リブを含んでもよい。

0014

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1開口部は、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちのいずれか一方の前記側面フランジ部に形成されてもよい。

0015

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうち前記第1開口部が形成されたいずれか一方には、第2開口部が形成され、前記第2開口部は、前記第1開口部が形成された側面フランジ部と対向して設けられる他の側面フランジ部に形成されてもよい。

0016

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうち少なくともいずれか一方は支持部を含み、前記支持部は、前記第1バッテリセルを支持し、前記第2空間部の少なくとも一部を画定してもよい。

0017

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1バリアー及び前記第2バリアーのうちの少なくともいずれか一方は、前記第1バリアーと前記第2バリアーとを互いに締結する締結部を含んでもよい。

0018

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記締結部は、隣り合うバリアーを連結する締結突起を含んでもよい。

0019

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記締結部は、前記バリアーの、前記第1バッテリセルの上部に対応する領域に配設されてもよい。

0020

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記締結部は、締結突起と締結溝とを備えるボディー部を含み、前記締結突起は、前記ボディー部の一側から突出し、前記締結溝は、前記ボディー部の他側に形成されてもよい。

0021

また、当該バッテリモジュールにおいては、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうちいずれか一方の前記締結突起は、前記第1バリアーと前記第2バリアーのうち他方の前記締結溝と締結されてもよい。

発明の効果

0022

以上説明したように本発明によれば、新規なバリアーを備えたバッテリモジュールを提供することができる。また、本発明によれば、バッテリセルの熱交換効率が向上したバッテリモジュールを提供することができる。

図面の簡単な説明

0023

本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールの斜視図である。
図1のバッテリセル及びバリアーの斜視図である。
図2のバリアーの一面を示す図である。
図2のバリアーの他面を示す図である。
バッテリセルが介在されたバリアーの正面を概略的に示す図である。
本発明の他の実施形態によるバリアーの斜視図である。
本発明の他の実施形態によるバリアーの斜視図である。

実施例

0024

その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現することができる。例えば、以下の説明では、いずれかの部分が他の部分と連結されているとしたとき、それは、直接連結されている場合だけでなく、他の素子を間に置いて電気的に連結されている場合も含む。また、図面では、本発明と関係のない部分は、本発明の説明を明確にするために省略し、明細書全体を通じて類似した部分については同一の符号を付した。

0025

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。

0026

図1は、本発明の一実施形態に係るバッテリモジュールの斜視図である。本発明の一実施形態に係るバッテリモジュール100は、一方向に整列された複数のバッテリセル10と、前記複数のバッテリセル10の間に介在されるバリアー150と、前記バッテリセル10とバリアー150を収容するハウジング110と、を含み、前記バリアー150は、隣り合うバリアー150を互いに結合させる一つ以上の締結部160と、前記バッテリセル10の下部に熱交換媒体の移動通路を形成する一つ以上の支持部155(図2参照)を含むことができる。

0027

バッテリセル10は、前記バッテリセル10の広い面が互いに対向するように、複数個が一方向に整列されて設けることができる。前記バッテリセル10は、バッテリケース電極組立体電解液収納した後、前記バッテリケースをキャッププレート14で密閉して製造することができる。

0028

前記キャッププレート14は、陽極端子11及び陰極端子12と、ベント部13を含むことができる。前記電極組立体は、陽極端子11および陰極端子12と電気的に連結され、前記陽極端子11及び陰極端子12は、電極組立体および電解液の電気化学的な反応によって発生するエネルギーを伝達する通路となる。また、前記電気化学的な反応の副反応により、バッテリセル10の内部にはガスが発生するが、前記ベント部13は、バッテリセル10の内部で発生する当該ガスを外部に放出する通路の役目をする。

0029

また、互いに隣り合う2つのバッテリセル10の陽極端子11または陰極端子12は、バスバー15によって電気的に連結することができる。バスバー15には、陽極端子11及び陰極端子12が貫通することができるホールが設けられ、前記ホールを介して陽極端子11及び陰極端子12が貫通して連結されたバスバー15は、ナット16などによって固定することができる。

0030

また、ハウジング110は、複数のバッテリセル10と、前記バッテリセル10の間に介在されるバリアー150を1つにまとめて固定させる。これにより、前記複数のバッテリセル10は、1つの電源として作用することができる。前記ハウジング110は、バッテリセル10の最も外側で前記バッテリセル10の広い面に対向するように配置された一対のエンドプレート111と、前記エンドプレート111を連結する連結部材113、114で構成することができる。前記連結部材113、114は、バッテリセル10の底面または側面を支持するように備えることができる。

0031

図2は、図1のバッテリセル及びバリアーの斜視図である。図2を参照すると、前記バリアー150は、前記バッテリセルの広い面と対向して配置されるベース部151と、前記ベース部151の各端の少なくとも一側で前記バッテリセル10の側面と対向するように設けられた1つ以上のフランジ部152、154、159を含むことができる。

0032

なお、以下の説明では、バリアー150のベース部151と対向するバッテリセル10の広い面内における長手方向を横方向とも呼称し、当該長手方向と直交する方向を縦方向とも呼称する。図1及び図2に示すように、バッテリセル10における当該縦方向の一側には陽極端子11及び陰極端子12等が設けられ、他側には後述するバリアー150の下部フランジ部154が配置され得る。以下の説明では、当該縦方向においてバッテリセル10の陽極端子11及び陰極端子12等が設けられる方向を上方向とも呼称し、その逆方向を下方向とも呼称する。

0033

また、前記バリアー150は、隣り合う一対のバッテリセル10のうちの一方のバッテリセル10と対面する一面150aと、前記隣り合うバッテリセル10のうちの他方のバッテリセル10と対面する他面150bとを含むが、前記一面150a及び他面150bは、互いに異なる形状を有することができる。例えば、バッテリセル10を介して互いに隣り合うバリアー150において、前記バッテリセル10の一面(例えば前面)と対面するバリアー150の一面150aと前記バッテリセル10の他面(例えば後面)と対面するバリアー150の他面150bは、互いに異なる形状を有するように形成され、前記バリアー150の一面150a及び他面150bが互いに噛み合う形状を有するように形成することができる。

0034

また、前記バリアー150は、バッテリセル10を介して隣り合うバリアー150を互いに締結する締結部160を備えることができる。前記締結部160は、前記ベース部151の端と接触するように備えられるボディー部161と、前記ボディー部161の一端に備えられて外側に突出する締結突起163、及び前記ボディー部161の他端に備えられ、内側に凹んだ締結溝162を含むことができる。バッテリセル10を挟んで隣り合うバリアー150は、前記締結部160によって互いに締結されて固定されることができる。具体的には、隣り合うバリアー150のうちの一方のバリアー150に備えられた締結突起163が、他方のバリアー150の締結溝162に挿入されることにより、バリアー150同士が締結されることができる。このとき、隣り合う一対のバリアー150の各々には複数の締結部が提供されうる。

0035

例えば、前記締結溝162は、前記締結突起163に対応する形状で設けられることができる。互いに隣り合うバリアー150に具備される締結部160のボディー部161は、前記締結突起163が締結溝162に挿入されることにより、互いに整列された前記ボディー部161の一端及びボディー部161の他端が噛み合うように形成されることができる。すなわち、前記バリアー150が正常な状態で互いに整列されていない場合には、前記締結部160のボディー部161は、互いにずれるように配置されることとなる。これは、隣り合うバリアー150の締結溝162と締結突起163との間の結合が正常に行われていないことを意味する。このように、締結部160の状態は、バリアー150が正常に整列したか否かを確認する指標となりうる。すなわち、前記締結部160は、隣り合うバリアー150を互いに締結して固定するとともに、前記バリアー150の位置をガイドする機能を有する。

0036

なお、図1及び図2に示す例では、締結部160が、互いに締結されるバリアー150の双方に設けられているが、本実施形態はかかる例に限定されない。締結部160は、バッテリセル10を介して隣り合うバリアー150同士を締結可能に構成されればよく、その配置位置、配置数、形状等は任意に設計可能である。例えば、締結部160は、互いに締結されるバリアー150のうちの一方にのみ設けられてもよい。

0037

バリアー150は、バッテリセル10の広い面に対応するベース部151と、前記ベース部151の各端において前記ベース部151から延びるフランジ部152、154を含むことができる。前記ベース部151は、前記バッテリセル10の広い面に対応する形態で設けられるが、前記バッテリセル10の広い面よりも大きい面積を有するように設けることができる。また、図面には示されていないが、前記ベース部151には、前記バッテリセル10の広い面と前記ベース部151を離隔させる一つ以上の突起が設けられてもよい。当該突起により、前記隣り合うバリアー150のベース部151とバッテリセル10とは、互いに離隔されることとなり、離隔された空間は、後述する熱交換媒体の移動通路として機能することができる。

0038

前記フランジ部152、154、159は、前記ベース部151の両側部に備えられる2つの側面フランジ部152と、前記ベース部151の下部に備えられる下部フランジ部154、及び前記ベース部151の上部に備えられる上部フランジ部159を含むことができる。前記側面フランジ部152と下部フランジ部154は、長方形平板として設けることができる。

0039

前記上部フランジ部159は、バッテリセル10のキャッププレート14に載置されることができる。このとき、前記上部フランジ部159は、前記キャッププレート14に備えられるベント部13を遮断しないように設けられることが望ましい。例えば、前記上部フランジ部159は、前記バッテリセル10の横方向に沿って設けられる棒状の部材159aと前記棒状部材159aから突出する突出部159bを含むことができる。前記突出部159bは、前記ベント部13を露出させるように、前記ベント部13の形状に対応するように設けることができる。

0040

本実施形態では、バッテリセル10の狭い面に開口部が露出されうる。開口部は、隣り合うバリアー150の間に定義することができる。例えば、開口部152aおよび/または開口部152bは、側面フランジ部152に形成される。また、バッテリモジュール100は、バリアー150に熱交換媒体が流入または流出されるように構成することができる。

0041

前記熱交換媒体は、前記バッテリセル10と熱交換するために設けられるもので、前記開口部152a、152bを介して流入してバッテリセル10と熱交換した後、前記開口部152a、152bを介して流出することができる。前記開口部152a、152bは、前記側面フランジ部152の上部に備えられる上部開口部152bと前記側面フランジ部152の下部に備えられる下部開口部152aであり得る。

0042

前記上部開口部152bは、熱交換媒体の流入及び流出が円滑に行われるように、可能な限り広い面積を有するように設けることができる。例えば、前記上部開口部152bは、前記側面フランジ部152でベース部151と接する部分を除いた残りが略全て開口される形態で備えることができる。一方、下部開口部152aは、前記上部開口部152bよりも小さいサイズで備えることができる。

0043

前記下部開口部152aは、熱交換媒体が流入する通路として機能するが、前記熱交換媒体が前記バッテリセル10の下部側に伝達されるように連結通路としても機能することができる。したがって、前記下部開口部152aは、流入した熱交換媒体が前記下部開口部152aから排出されず、前記バッテリセル10の下部に伝達されるように、前記上部開口部152bよりも小さいサイズで備えることができ、前記側面フランジ部152の内側に、ホールの形態で設けることができる。

0044

前記側面フランジ部152は、前記側面フランジ部152の表面に突出する1つ以上の側面リブ153を備えることができる。前記側面リブ153は、前記側面フランジ部152の表面に突出するように設けることができる。例えば、前記側面リブ153は、前記側面フランジ部152の内部及び外部に備えることができ、前記側面フランジ部152の内部に備えられる側面リブ153は、バッテリセル10と側面フランジ部152を離隔させ、熱交換媒体の移動通路を提供し、前記側面フランジ部152の外部に備えられる側面リブ153は、側面フランジ部152とハウジング110(図1参照)を離隔させて前記バッテリモジュールへの熱交換媒体の流入を促進することができる。

0045

前記側面リブ153は、上部開口部152b及び下部開口部152aの間に備えることができ、前記上部開口部152b及び下部開口部152aによって低下する側面フランジ部152の物理的な強度を補強することができる。前記側面リブ153は、前記側面フランジ部152の横方向に対応するように設けることができ、複数の側面リブ153が互いに並ぶように延びて突出することができる。

0046

前記バリアー150の下部側には、前記バッテリセル10の下部面を支持する支持部155を設けることができる。前記支持部155は、前記ベース部151の下部側の一端及び他端にそれぞれ設けられて、バッテリセル10の下部面と前記ベース部151の下部側を互いに離隔させることができる。例えば、前記支持部155は、側面フランジ部152の開口部152a、152bを介して流入/流出する熱交換媒体の移動通路を制御して、前記バッテリセル10の下部面の冷却効率を向上させることができる。

0047

バッテリモジュール100は、複数のバッテリセル10で構成され、前記バッテリセル10は、充電放電を繰り返しながら熱を発生させる。前記熱はバッテリセルの劣化を促進させるだけでなく、ひどい場合には、バッテリセル10の安全性の問題を引き起こす原因となる可能性があるため、制御しなければならない。この時、本実施形態に係るバリアー150の側面フランジ部152に設けられる開口部152a、152bは、前記バッテリセル10と熱交換する熱交換媒体が前記バリアー150内に流入または流出される通路として機能することができる。

0048

本実施形態に係るバリアー150には、支持部155が設けられてバッテリセル10の下部面にも熱交換媒体の移動通路を提供することができるので、バッテリセル10の熱交換効率をさらに向上させることができる。また、本実施形態に係るバリアー150には、隣り合うバリアー150を相互に固定する締結部160が設けられるため、バリアー150とバッテリセル10との間の空間を一定に保つことができ、したがって、熱交換媒体が移動する通路を効率的に提供することができるので、バッテリセル10の温度を効果的に制御し、バッテリモジュール100の使用寿命延長させることができる。

0049

図3Aは、図2のバリアーの一面を示した図、図3Bは、図2のバリアーの他面を示す図である。図4は、バッテリセルが介在されたバリアーの正面を概略的に示す図である。図3A図4を参照すると、バリアー150の下部側には支持部155を設けることができる。前記支持部155上にはバッテリセル10が載置され、前記支持部155とバッテリセル10との間には、熱交換媒体の移動通路が形成され得る。例えば、前記支持部155は、内部にホール155aを備える長方形のボックス形態として設けることができる。また、前記支持部155と前記側面フランジ部152または前記支持部155と下部フランジ部154との間には、離隔部材154a、157を介在させることができる。前記離隔部材154a、157は、前記支持部155の下部において前記支持部155と下部フランジ部154との間に備えられる下部離隔部材154aと、前記支持部155の側面で前記支持部155と側面フランジ部152との間に備えられ側面離隔部材157であり得る。

0050

前記バリアー150の一面150aには、下部離隔部材154aが設けられ、前記バリアー150の他面150bには、側面離隔部材157を設けることができる。前記下部離隔部材154aは、前記ベース部151から前記下部フランジ部154に沿って延設され、前記側面離隔部材157は、前記ベース部151から前記側面フランジ部152に沿って延設されることができる。

0051

例えば、隣り合うバリアー150が互いに対応するように設けられる場合、前記隣り合うバリアー150のうちの一方のバリアー150(例えば、第1バリアー150)の一面150aは、他方のバリアー150(例えば、第2バリアー150)の他面150bと対面することができる(図2参照)。前記第1及び第2バリアー150は、同一の形状を有するバリアーを意味するが、説明の便宜上、互いに隣り合うバリアー150を第1及び第2バリアー150と呼称して説明する。前記第1バリアー150の一面150aに備えられる下部離隔部材154a上には、第2バリアー150の他面150bに設けられる支持部155を載置することができる。また、前記第2バリアー150の他面150bに備えられる側面離隔部材157は、第1バリアー150の側面フランジ部152と接触するように設けることができる。

0052

前記第1バリアー150の一面150aには、下部フランジ部154が設けられるが、前記第2バリアー150の他面150bには、下部フランジ部がほとんど突出しないように設けられる、あるいは、下部フランジ部が具備されない。このとき、前記第1及び第2バリアー150が締結された場合には、前記第2バリアー150の他面150bに設けられる支持部155は、前記第1バリアー150の前記ベース部151の下部端から所定距離だけ離隔されて配置されることとなるが、この離隔距離は、前記第1バリアー150の一面150aから下部離隔部材154aの厚さH1と下部フランジ部154の厚さH3の総和に対応させることができる。

0053

また、前記第1バリアー150の一面150aで、後述する第1連結リブ156aのうち下部側に設けられる第1連結リブ156aの厚さH2と前記下部離隔部材154aの厚さH1の総和が、前記第2バリアー150の他面150bに設けられる第1連結リブ156aのうち下部側に設けられる第1連結リブ156aの厚さに対応するように、第1連結リブ156a及び下部離隔部材154aを構成することができる。例えば、前記第1及び第2バリアー150が互いに噛み合うように配置される場合、前記第1バリアー150の一面150aに設けられる下部フランジ部154上には、前記第2バリアー150の他面150bに設けられる支持部155が載置されることができる。このとき、前記第1バリアー150に設けられる支持部155と第2バリアー150に設けられる支持部155は、当該支持部155同士が互いに対応する位置に配置されるように構成することができ、また、前記支持部155の内部に具備されるホール155aが互いに対向するように構成することができる。

0054

前記バリアー150は、前記ベース部151の下部側の一端及び他端にそれぞれ設けられる支持部155(例えば、第1及び第2支持部)を連結する連結リブ156をさらに含むことができる。前記連結リブ156は、前記下部フランジ部154に平行方向に具備されて前記第1及び第2支持部155の上部および下部でそれぞれ連結する一対の第1連結リブ156aと、前記一対の第1連結リブ156aを垂直に連結する複数の第2連結リブ156bを含むことができる。

0055

前記第1連結リブ156a上にもバッテリセル10の下部面が載置されることができ、前記第1連結リブ156aは、支持部155に集中されうるバッテリセル10の荷重を分散させることができる。また、前記一対の第1連結リブ156aの間には、前記一対の第1連結リブ156a間に延設される第2連結リブ156bが設けられ、第1連結リブ156aの強度を補強することができる。

0056

前記第1連結リブ156aと第2連結リブ156bとは、一定の厚さで設けることができ、例えば、第1連結リブ156aと第2連結リブ156bとは、互いに同一の厚さで設けることができる。図示するように、第1及び第2連結リブ156a、156bは、第1及び第2連結リブ156a、156bが互いに連結された梯子のような形態で設けることができ、すなわち、前記第1連結リブ156aと第2連結リブ156bとは、長方形の凹んだ空間部を形成することができる。

0057

前記バリアー150から下部フランジ部154が突出するバリアー150の一面150aを参照すると、前記支持部155のバリアー150の締結方向(図中y方向)の幅S2は、前記バッテリセル10を堅固に支持可能なように、前記第1連結リブ156aのy方向の幅S3よりも広くすることができる。反面、幅S2は、前記下部フランジ部154から前記第1連結リブ156aを除いた部分のy方向の幅S1よりは小さく設けられてよく、前記バッテリセル10の下部面を通過する熱交換媒体の移動通路の面積を増加させることができる。

0058

また、前記支持部155の内部のホール155aと前記支持部155の下部に設けられる下部離隔部材154aは、熱交換媒体に圧力差を発生させて、前記熱交換媒体の経路を変更させ、バッテリセル10と側面フランジ部152との間に前記熱交換媒体を上昇させて、バッテリセル10の下部を通過した熱交換媒体が前記バリアー150の外側に排出されるようにすることができる。

0059

図4を参照すると、側面フランジ部152の開口部152a、152bを介して流入する熱交換媒体(U1)は、前記側面フランジ部152に備えられる側面リブ153によって形成されるバッテリセル10と側面フランジ部152との間の空間を通過することができる(U2)。次いで、前記熱交換媒体は、前記支持部155によって形成されるバッテリセル10の下部面側の空間を通過しながら(U3)前記バッテリセル10の下部面と熱交換し、前記バッテリセル10の側面に沿って連通して(U4)、前記側面フランジ部152の開口部152a、152bを通過して外部に排出されることができる(U5)。なお、図示は省略するが、開口部152a、152bを介して流入した熱交換媒体は、バリアー150のベース部151とバッテリセル10との間の空間を通過して、逆側の開口部152a、152bから外部に排出されてもよい。

0060

以下では、図5及び図6を参照して本発明の他の実施形態について説明する。後述する内容を除いては、図1図4で説明した実施形態に記載された内容と類似するので、類似する内容についての詳細な説明は省略する。

0061

図5は、本発明の他の実施形態によるバリアーの斜視図である。図5を参照すると、本実施形態に係るバリアー250は、互いに隣り合うバリアー250によって形成される空間内に1つのバッテリセルを設けることができる。このとき、前記バリアー250は、それぞれ締結部260を有し、当該締結部260を介して互いに締結されて固定されることができる。前記隣り合うバリアー250とバッテリセルとは、互いに離隔されるように構成され、離隔された空間は、熱交換媒体の移動通路として機能することができる。

0062

バリアー250は、バッテリセルの間に介在されるベース部251と、前記ベース部251の端部に備えられて前記バッテリセルの側面及び下部面を支持する側面フランジ部252及び下部フランジ部254を含むことができる。

0063

前記バリアー250は、前記ベース部251を挟んで前記ベース部251の一面に設けられる構成と、前記ベース部251の一面の反対面である他面に設けられる構成とが互いに異なるように構成することができる。例えば、前記ベース部251の一面には、側面フランジ部252及び下部フランジ部254を設けることができる一方、前記ベース部251の他面には、側面フランジ部252及び下部フランジ部254が設けられないことがある。

0064

前記側面フランジ部252には、熱交換媒体が流入または流出する通路である開口部252a、252bと、前記側面フランジ部252の表面から突出する側面リブ253を設けることができる。また、前記側面フランジ部252とベース部251との接続部分であって、側面フランジ部252の上部には、締結部260のボディー部261を設けることができる。前記締結部260のボディー部261の一端及び他端にはそれぞれ締結溝262及び締結突起263を設けることができる。

0065

前記ベース部251の下部側には、バッテリセルを支持する支持部255を設けることができる。前記支持部255は、ベース部251の一側及び他側にそれぞれ設けることができ、これら一側及び他側に設けられる支持部255は、第1及び第2連結リブ256によって連結することができる。第1連結リブ256aの上部側は、前記支持部255の上部側を連結し、第1連結リブ256aの下部側は、前記支持部255の下部側を連結するように設けられ、第1及び第2連結リブ256は、前記支持部255とともに、バッテリセルの下部面を支持することができる。

0066

また、上部側及び下部側に互いに並んで設けられる一対の第1連結リブ256aは、前記第1連結リブ256aに対して垂直に設けられる複数の第2連結リブ256bによって連結することができる。例えば、前記第1連結リブ256aは、その厚さが、ほぼ変化がなく略一定であるように設けることができ、前記第2連結リブ256bは、その厚さが連続的に変化するように設けることができる。例えば、前記第2連結リブ256bは、前記ベース部251の下部側から上部側へ行くほどその厚さが徐々に減少するように形成することができる。したがって、前記第1及び第2連結リブ256a、256bは、前記ベース部251上から突出するように形成され、その内部に台形の空間部を形成することができる。また、前記支持部255は、内部にホール255aを有する長方形のボックス形状を有するように形成されるが、前記ホール255aは、台形の形態を含むことができる。

0067

前記支持部255と連結リブ256とは、バッテリセルの荷重を支持することができるが、このように前記支持部255の下部側と第2連結リブ256bの下部側厚さを厚く形成することにより、その強度を向上させて、前記バッテリセルの荷重をより効率的に支持することができる。

0068

なお、図5に示す実施形態は、第1及び第2連結リブ256a、256bの形状、並びに、支持部255のホール255aの形状が異なること以外は、図1図4を参照して説明した実施形態と同様であってよい。すなわち、図5に示すバリアー250における、ベース部251、側面フランジ部252、側面リブ253、下部フランジ部254、支持部255、連結リブ256、締結部260等の各部材は、それぞれ、上述した形状が異なること以外は、図1図4を参照して説明した実施形態に係るバリアー150における、ベース部151、側面フランジ部152、側面リブ153、下部フランジ部154、支持部155、連結リブ156、締結部160等の各部材と同様の構成及び機能を有し得る。

0069

図6は、本発明の他の実施形態に係るバリアーの斜視図である。本実施形態に係るバリアー350は、バッテリモジュールにおいて、隣り合うバッテリセルの間に介在することができる。前記バリアー350は、バッテリセルの広い面と対向するベース部351と、前記ベース部351の端において、前記バッテリセルの狭い面(側面及び下面)と対向するように設けられる側面フランジ部352及び下部フランジ部354を含むことができる。なお、バッテリセルを介して隣り合うバリアー350とバッテリセルとは、互いに離隔されるように構成され、離隔された空間は、熱交換媒体の移動通路として機能することができる。

0070

前記下部フランジ部354には、バッテリセルを支持する2つの支持部355と、前記2つの支持部355を連結する連結リブ356が設けられうる。前記支持部355は、内部にホール355aを備えたボックス形状を有するように設けることができる。また、前記連結リブ356は、2つの支持部255を互いに連結するように並んで設けられる一対の第1連結リブ356aと、前記一対の第1連結リブ356aを垂直に連結する第2連結リブ356bを含むことができる。また、前記下部フランジ部354には、前記支持部355が装着される離隔部材354aをさらに設けることができる。

0071

また、前記バリアー350は、下部フランジ部354に設けられる、熱交換媒体の流れをガイドする一つ以上のガイド部357を備えることができる。前記ガイド部357は、前記下部フランジ部354上から前記バッテリセルの下部面に向かって突出するように設けられ、前記下部フランジ部354の長手方向(すなわち横方向)に沿って延設されうる。

0072

また、前記ガイド部357は、その突出端曲面を有する(ラウンドされる)ように形成することができ、すなわち、前記ガイド部357が延設される方向に対して垂直な方向(すなわちガイド部357の突出方向)における前記ガイド部357の断面が略半円形を有するように形成することができる。このとき、前記ガイド部357の高さR1は、前記第1連結リブ356aのうち下部側に備えられる第1連結リブ356aの厚さH2または前記離隔部材354aの厚さH1と同じか、またはこれらよりも小さく形成されうる。

0073

本実施形態に係るバリアー350内には、バッテリセルと熱交換する熱交換媒体の移動通路が形成されうる。例えば、前記下部フランジ部354とバッテリセルの下部面との間にも熱交換媒体の移動通路を形成することができる。このとき、前記下部フランジ部354上にガイド部357が設けられることにより、前記熱交換媒体の流れを所望の方向にガイドすることができるので、前記熱交換媒体とバッテリセルとの熱交換効率を向上させることができる。

0074

また、前記ガイド部357の高さR1は、前記下部フランジ部354に設けられる下部側第1連結リブ356aの厚さH2または前記離隔部材354aの厚さH1に対応するように調整されているので、前記熱交換媒体の流れをガイドするだけで、前記熱交換媒体の下部フランジ部354の幅方向図3A及び図3Bに示すy方向に対応する方向)への流れを過剰に妨げない。

0075

なお、図6に示す実施形態は、下部フランジ部354にガイド部357が設けられること以外は、図1図4を参照して説明した実施形態と同様であってよい。すなわち、図6に示すバリアー350における、ベース部351、側面フランジ部352、側面リブ353、下部フランジ部354、支持部355、連結リブ356、締結部360等の各部材は、それぞれ、上述したガイド部357が設けられること以外は、図1図4を参照して説明した実施形態に係るバリアー150における、ベース部151、側面フランジ部152、側面リブ153、下部フランジ部154、支持部155、連結リブ156、締結部160等の各部材と同様の構成及び機能を有し得る。

0076

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分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずに他の具体的な形で実施することができることを理解できるだろう。したがって、上述した実施形態はすべての面から例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。さらに、本発明の範囲は、上記の詳細な説明よりは特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものろ解釈されるべきである。

0077

10バッテリセル
14キャッププレート
100バッテリモジュール
110ハウジング
150、250、350バリアー
155、255、355 支持部
160、260、360締結部

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