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公開番号2025015556
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024194436,2023509579
出願日2024-11-06,2021-08-04
発明の名称絶縁冷却液を用いた冷却構造を有するバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車
出願人エルジーエナジーソリューションリミテッド,ルノーエス.ア.エス.,RENAULT S.A.S.
代理人個人,個人
主分類H01M 10/6557 20140101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】効率的な冷却を実現する構造及び冷却液が円滑に流動することができる構造を有するバッテリーモジュールを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセル及び隣接したバッテリーセル同士の間に介在される流路スペーサを含むセル積層体アセンブリ、セル積層体アセンブリの長手方向の一側に結合されるフロントバスバーフレームアセンブリ、及びセル積層体アセンブリの長手方向の他側に結合されるリアバスバーフレームアセンブリを含むサブモジュールと、サブモジュールを収容するモジュールハウジングと、モジュールハウジングの長手方向の一側開口部を覆い、絶縁冷却液の流入のためのインレットを備えるフロントシーリングプレートと、モジュールハウジングの長手方向の他側開口部を覆い、絶縁冷却液の排出のためのアウトレットを備えるリアシーリングプレートと、を含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
複数のバッテリーセル及び隣接したバッテリーセル同士の間に介在される流路スペーサを含むセル積層体アセンブリ、前記セル積層体アセンブリの長手方向の一側に結合されるフロントバスバーフレームアセンブリ、及び前記セル積層体アセンブリの前記長手方向の他側に結合されるリアバスバーフレームアセンブリを含むサブモジュールと、
前記サブモジュールを収容するモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングの前記長手方向の一側開口部を覆い、絶縁冷却液の流入のためのインレットを備えるフロントシーリングプレートと、
前記モジュールハウジングの前記長手方向の他側開口部を覆い、前記絶縁冷却液の排出のためのアウトレットを備えるリアシーリングプレートと、
を含むバッテリーモジュール。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記流路スペーサは、前記バッテリーモジュールの外部から内部に供給される絶縁冷却液が流動可能な冷却液流路を備え、
前記冷却液流路は、前記流路スペーサを貫通して形成され、前記流路スペーサの長手方向に沿って延びている、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項３】
前記流路スペーサを通って流れる前記絶縁冷却液は、前記バッテリーセルのボディと間接的に接触する、請求項２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記フロントバスバーフレームアセンブリは、
バスバーフレームと、
前記バスバーフレーム上に固定され、前記バッテリーセルの電極リードと結合される複数のバスバーと、
を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュール。
【請求項５】
前記バスバーフレームは、冷却液孔を備える、請求項４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項６】
前記バッテリーモジュールは、
前記フロントシーリングプレートの外側に位置する外部端子、及び前記フロントシーリングプレートを貫通して前記外部端子と前記バッテリーセルとの間を電気的に接続するスタッドを含む一対の端子アセンブリをさらに含む、請求項４又は５に記載のバッテリーモジュール。
【請求項７】
前記フロントバスバーフレームアセンブリは、前記バスバーフレーム上に固定され、前記セル積層体アセンブリに備えられた前記複数のバッテリーセルのうち最外郭に位置したバッテリーセルの電極リードと連結される一対の内部端子をさらに含み、
前記スタッドは、前記内部端子に固定される、請求項６に記載のバッテリーモジュール。
【請求項８】
前記端子アセンブリは、前記フロントシーリングプレートに形成された端子孔に挿入される端子スペーサをさらに含み、
前記スタッドは、前記端子スペーサを貫通している、請求項７に記載のバッテリーモジュール。
【請求項９】
前記端子アセンブリは、
前記端子スペーサ及び外部端子を貫通した前記スタッドに締結されて前記外部端子を前記端子スペーサに密着固定させる締結ナットをさらに含む、請求項８に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１０】
前記端子アセンブリは、
前記端子スペーサの外周面を覆い、前記フロントシーリングプレートの内面と前記内部端子との間に介在される第１のＯリングをさらに含む、請求項９に記載のバッテリーモジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁冷却液を用いた冷却構造を有するバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関し、より具体的には、モジュールハウジング内に流れ込んでバッテリーセルを冷却する絶縁冷却液がバッテリーセルの電極リード、バスバーなどの部品と直接接触して効率的な冷却を実現し、また隣接したバッテリーセル同士の間の流路を通して絶縁冷却液の効率的な流れを可能にする構造を有するバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【０００２】
本出願は、２０２０年８月１３日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１０１９３５号、２０２０年１１月２３日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１５８０７４号、及び２０２１年６月８日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００７４４３４号に基づく優先権を主張し、当該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。
【背景技術】
【０００３】
冷却水を用いた間接水冷方式を採用するバッテリーモジュールの場合、冷却水がバッテリーセルと直接接触せず、バッテリーセルを収容するモジュールハウジングを通じて間接的に接触するため、その冷却性能に限界がある。また、冷却のための流路を形成するため、別途のヒートシンクなどの冷却装置をモジュールハウジングの外側に備える必要があるので、バッテリーモジュール全体が嵩張るしかなく、エネルギー密度の面での損失につながる。
【０００４】
このような間接水冷方式の問題を解決するため、冷却液がモジュールハウジング内に直接流れ込み、バッテリーセル及び電気的接続部品と直接接触することで、迅速な冷却を実現可能な構造を有するバッテリーモジュールの開発が求められている。
【０００５】
一方、このような絶縁冷却液を用いた直接冷却構造を有するバッテリーモジュールの場合、効率的な冷却のための流路構造を開発することも重要であるが、それ以外にも絶縁冷却液がモジュールハウジング及びエンドプレートの外側に漏れないように気密性を維持することが非常に重要である。
【０００６】
特に、バッテリーモジュールの高電位端子として機能する一対の外部端子がシーリングプレート及びエンドプレートの外側に露出する構造を有するバッテリーモジュールの場合、シーリングプレートの外側に位置する外部端子とシーリングプレートの内側に位置する内部端子との間の電気的接続のため、シーリングプレートの一部が貫通する構造を取るしかない。したがって、シーリングプレートが貫通した部位からモジュールハウジングの内部の絶縁冷却液が漏れる危険性があり、シーリングプレートの貫通部位におけるこのような漏洩を効率的に防止できるシーリング構造が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁冷却液がバッテリーモジュールの内部に流れ込んでバッテリーセル及び電気的接続部品と直接接触して効率的な冷却を実現可能な構造を有し、またバッテリーモジュールの内部に流れ込んだ冷却液が円滑に流動可能な構造を有するバッテリーモジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、バッテリーモジュールの高電位端子として機能する一対の外部端子がシーリングプレート及びエンドプレートの外側に露出する構造を有するバッテリーモジュールにおいて、シーリングプレートの貫通部位における漏洩を効率的に防止することを他の目的とする。
【０００９】
本発明が解決しようとする技術的課題は上記の課題に制限されず、その他の課題は下記の発明の説明から当業者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセル及び隣接したバッテリーセル同士の間に介在される流路スペーサを含むセル積層体アセンブリ、セル積層体アセンブリの長手方向の一側に結合されるフロントバスバーフレームアセンブリ、及びセル積層体アセンブリの長手方向の他側に結合されるリアバスバーフレームアセンブリを含むサブモジュールと、サブモジュールを収容するモジュールハウジングと、モジュールハウジングの長手方向の一側開口部を覆い、絶縁冷却液の流入のためのインレットを備えるフロントシーリングプレートと、モジュールハウジングの長手方向の他側開口部を覆い、絶縁冷却液の排出のためのアウトレットを備えるリアシーリングプレートと、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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